На что влияет количество ядер процессора? Многоядерный процессор. Вся правда о многоядерных процессорах
Конкуренция — двигатель прогресса. Если бы не конкуренция, мы бы не стали свидетелями такого стремительного совершенствования компьютерной техники. В одном из трудов американских авторов П. Хоровица и У. Хилла «Искусство схемотехники» было сказано: «Если бы Боинг 747 прогрессировал с такой же скоростью, с какой прогрессирует твердотельная электроника, то он умещался бы в спичечном коробке и облетал бы без дозаправки земной шар 40 раз!» Ну, толку от такого маленького Боинга для обывателя не так уж и много, а вот рост производительности компьютеров идет пользователям только на пользу! Благодаря постоянной борьбе за кошелек покупателя оба процессорных гиганта вынуждены все время работать над усовершенствованием своих продуктов. Это означает, что каждый новый процессор быстрее, холоднее и, зачастую, дешевле предшественника.
Каким же образом производители увеличивают производительность центральных процессоров? Ответ прост: необходимо, чтобы процессор выполнял как можно больше вычислений за единицу времени. Для этого нужно повышать тактовую частоту процессора или увеличивать количество выполняемых инструкций за такт. И, если рост тактовых частот ограничивается физическими свойствами полупроводников, то параллельное исполнение кода может существенно ускорить работу центрального процессора. В серверных решениях и профессиональных рабочих станциях многопроцессорные конфигурации используются еще с конца прошлого века. Но весной 2005 года AMD и Intel практически одновременно представили свои первые двухъядерные продукты: Athlon 64 X2 и Pentium D. Дальнейшим развитием этих событий стал выпуск четырехъядерных CPU. А совсем недавно оба процессорных гиганта представили настольные шестиядерные процессоры. И если Intel свой Core i7 980X позиционирует как решение для очень состоятельных энтузиастов, то AMD нацелила свои шестиядерные процессоры на массовый рынок! Сегодня мы подробно рассмотрим новейший AMD Phenom II X6 и сравним его производительность с конкурирующим решением Intel.
Phenom II X6: дизайн ядра, спецификации и фирменные технологии
Процессоры Phenom II X6 были представлены публике 27 апреля 2010 г. вместе с новейшим набором системной логики AMD 890FX. Такой системный подход AMD к анонсу продуктов вызывает уважение. Дело в том, что каким бы мощным не был процессор, для раскрытия его потенциала нужна соответствующая аппаратная платформа и программная поддержка. И с тем и с другим у AMD все в порядке. Платформа Socket AM3 предлагает широкие возможности расширения и функциональности, а фирменное ПО AMD Overdrive позволяет производить тонкую конфигурацию и мониторинг аппаратного обеспечения прямо из среды операционной системы MS Windows. А если добавить к этому всему великолепные DX11-совместимые графические адаптеры семейства «Evergreen», то мы получаем полный набор компонентов для построения мощного игрового компьютера. Вот как выглядит персональный компьютер класса High-end в 2010г. по версии AMD:
Итак, перед нами очень и очень серьёзная конфигурация, которой по плечу любая задача, будь то современная игра, или кодирование видео для домашнего архива. С новейшим чипсетом AMD 890FX и материнской платой на его основе мы познакомили вас в одной из предыдущих статей. Обзору архитектуры и тестированию ATI Radeon HD5870 также был посвящен отдельный материал. Теперь настало время познакомить вас с «сердцем» новой платформы — AMD Phenom II X6.
На сегодняшний день в продуктовой линейке AMD Phenom II X6 официально присутствуют только две модели: 1055T и 1090Т. Модель 1055T имеет модификацию с пониженным энергопотреблением. Характеристики процессоров семейства Phenom II X6 представлены в таблице:
| Наименование | AMD Phenom II X6 | AMD Phenom II X6 | AMD Phenom II X6 |
| Модель | 1090T BE | 1055T | 1055T |
| Номер для заказа | HDT90ZFBGRBOX | HDT55TFBGRBOX | HDT55TWFGRBOX |
| Ядро | Thuban | Thuban | Thuban |
| Степпинг | E0 | E0 | E0 |
| Техпроцесс, нм | 45nm SOI | 45nm SOI | 45nm SOI |
| Разъем | AM3 | AM3 | AM3 |
| Частота, МГц | 3200-3600 | 2800-3300 | 2800-3300 |
| Множитель | 16-18 | 14-16,5 | 14-16,5 |
| HyperTransport, МГц | 4000 | 4000 | 4000 |
| Кэш L1, КБ | 6x128 | 6x128 | 6x128 |
| Кэш L2, КБ | 6x512 | 6x512 | 6x512 |
| Кэш L3, КБ | 6144 | 6144 | 6144 |
| Напряжение питания, В | 1,125-1,40 | 1,125-1,40 | 1,075-1,375 |
| TDP. Вт | 125 | 125 | 95 |
| Предельная температура, °C | 62 | 62 | 71 |
| Набор инструкций | ISC, IA32, x86-64, NXbit, MMX, 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, SSE4a | ISC, IA32, x86-64, NXbit, MMX, 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, SSE4a |
В основе новых процессоров AMD лежит хорошо знакомая архитектура K10.5, со всеми её преимуществами и недостатками. Обновленное ядро Thuban конструктивно представляет собой старый добрый Deneb с увеличенным до шести количеством ядер:
Увеличение последних повлекло за собой закономерный рост числа транзисторов с 758 млн. (Deneb) до 904 млн. (Thuban), а площадь ядра возросла с 285 кв. мм до 346 кв. мм соответственно. Следует заметить, что объем разделяемого L3-кеша остался без изменений и по прежнему составляет 6 МБ. Процессор производится по улучшенному 45-нм литографическом техпроцессу, что позволило AMD ограничить тепловыделение Phenom II X6 на уровне 125 Вт. Конечно, себестоимость производства Thuban несколько выше, чем у Deneb, а процент выхода годных пластин меньше, что связанно с большей сложностью ядра. Так что любители лотереи могут рассчитывать на скорое появление процессоров AMD, в основе которых лежит новейшее ядро с отключенными функциональными блоками. Кто знает, может быть, мы еще увидим пятиядерные процессоры?! Phenom II X6 получили официальную поддержку оперативной памяти DDR3 1600 МГц, тогда как все прежние процессоры в исполнении Socket АМ3 поддерживают DDR3 с максимальной частотой 1333 МГц. При этом контроллер памяти сохранил обратную совместимость с ОЗУ стандарта DDR2, так что обладатели системных плат Socket АМ2+ запросто смогут установить новейший шестиядерный процессор, предварительно обновив BIOS.
С выходом на рынок Phenom II X6 компания AMD представила широкой общественности технологию Turbo Core. Суть ее работы заключается в динамическом управлении частотой вычислительных ядер. При интенсивной загрузке одного-трех ядер их частоты увеличиваются на 400-500 МГц. При этом частота неактивных ядер снижается до 800 МГц. В моменты срабатывания Turbo Core напряжение на процессоре повышается до 1,475 В, но тепловыделение все равно остается в рамках TDP, равном 125. При четырех-шести вычислительных потоках все ядра работают на частоте 2800 МГц. Управление частотой ядер и напряжением целиком и полностью возложено на BIOS совместимых материнских плат. Вот как работает технология Turbo Core на процессоре AMD Phenom II X6 1055T:
Таким образом, Turbo Core позволяет получить некоторый прирост при выполнении задач, которые не имеют ярко выраженной многопоточной оптимизации. К таким задачам относятся игры и большинство программ обработки звука или изображений. Влияние данной технологии на производительность мы рассмотрим несколько позже, а пока познакомимся поближе с нашим Phenom II X6 1055T.
В комплекте с 1055Т, которые предназначены для розничной продажи, поставляется неплохой кулер на тепловых трубках AV-Z7UH40Q001. Такой же системой охлаждения комплектуются и другие модели процессоров AMD с тепловым пакетом 125 Вт. Кулер оснащен вентилятором диаметра 70 мм, который в моменты высокой нагрузки разгоняется до 5000 об/мин, издавая при этом неприятный шум.
Как и все современные процессоры AMD Phenom II X6 1055T накрыт теплораспределяющей крышкой. Внешне, за исключением маркировки, CPU не отличим от своих собратьев с меньшим количеством ядер.
Процессор выпущен на восьмой неделе 2010 года. Диагностическая утилита CPU-Z 1.54 уже обучена распознавать Phenom II X6 и выдает следующую информацию:
У нашего экземпляра оказался довольно высокий VID, равный 1,425 В, но в моменты простоя работает технология Cool&Quite, которая понижает частоту ядер до 800 МГц и напряжение до 1,225 В. Как мы уже говорили ранее, процессоры на ядре Thuban получили официальную поддержку DDR3 1600 МГц:
Разгонный потенциал первых Phenom II на ядре Deneb степпинга С2 лежал в районе 3700 МГц, причем для покорения таких частот не требовались сложные и дорогостоящие системы охлаждения. Перевод ядра Deneb на новую ревизию С3 поднял планку разгона до 4000 МГц при использовании качественного воздушного кулера. Разгонный потенциал процессоров Phenom II X6 пока что слабо изучен, но в интернете есть сведения об успешном разгоне Phenom II X6 1055T до 4000 МГц и выше. Однако, также есть сведения о повышенном требовании новых процессоров AMD к мощности VRM материнских плат. Для экспериментов по разгону была выбрана плата MSI 890FXA-GD70 на чипсете AMD 890FX, с подробным обзором которой мы ознакомим вас в ближайшее время. Эта системная плата имеет продвинутые возможности разгона и оснащена мощной подсистемой питания CPU, построенной по схеме «4+1», где четыре фазы питают вычислительные ядра, а одна фаза отвечает за формирование напряжения для контроллера ОЗУ и кеш-памяти третьего уровня.
Наш процессор отказался работать при повышении базовой частоты выше 270 МГц. Даже на 272 МГц система отказывалась стартовать, несмотря на отключение CnQ и Turbo Core, понижение множителя HT, частот NB и памяти. Такое странное поведение данного процессора было замечено еще во время тестирования системной платы Gigabyte GA-890FXA-UD7 . Первоначальный разгон составил 3780 МГц (14х270 МГц) при напряжениях Vcore 1,48 В и Vnb 1,225 B. Система абсолютно стабильно работала в LinX и Prime95, но странным образом вылетала из CPU-теста 3DMark Vantage! Пришлось снизить базовую частоту на 5 МГц. В итоге разгон составил 3710 МГц, а частоты шины HyperTransport и NB составили 2385 МГц. Понижение тактовой частоты позволило уменьшить напряжение на ядре процессора до 1,46 В.
CPU-Z неверно отображает напряжение процессора при разгоне Phenom II X6 11055T на системной плате MSI 890FXA-GD70. Вместо текущего значения напряжения выводится значение CPU VID. Программа CPUID Hardware Monitor 1.16 вполне корректно считывает и выводит Vcore. Обращаем ваше внимание на непривычно низкие температуры, которые регистрируют подсокетный датчик и встроенный в CPU термодиод. При разгоне температура под нагрузкой не превысила 51 °С.
Увы, нам не удалось получить «заветные 4 ГГц», но с другой стороны частота стабильной работы всех шести ядер была увеличена на 900 МГц, притом совершенно бесплатно! Не забывайте, что разгон − это лотерея и частотный потенциал процессоров сильно разнится от экземпляра к экземпляру. Скорее всего, нам просто не повезло с конкретным процессором…
Задача в общем виде*
* - данное вступление, для удобства читателей, повторяется в начале каждой статьи этой серии
Наши постоянные читатели, быть может, помнят серию статей, которая выходила в 2009 году под общим заголовком «Влияние различных характеристик на быстродействие процессоров современных архитектур ». В ней мы рассматривали некоторое количество сферических процессоров в вакууме, чтобы на основе анализа их быстродействия составить общее впечатление о скорости процессоров реальных и факторах, на неё влияющих. В новом году, после выхода следующей версии методики, мы решили творчески переработать опробованный ранее метод с уклоном в большую реалистичность исследуемых вопросов, то есть моделируя ситуации по возможности реальные. Как и в прошлый раз, начать мы решили с продукции компании AMD, а именно - с самой новой её платформы: Socket AM3. Благо, производитель обещает этой платформе достаточно долгую жизнь, популярность её в пользовательской среде велика, да и название себе компания подобрала более удачное, чем конкурент - с точки зрения сортировки по алфавиту. :)
Нынешняя линейка AMD на первый взгляд кажется несколько хаотичной (мы бы сказали, что и на все последующие тоже…), однако логику производителя понять можно: разумеется, гораздо приятнее бракованный процессор продать, чем выбросить. А т.к. модификаций с различными объёмами и типами кэшей и количеством ядер эта компания выпускает достаточно много, соответственно, есть большой соблазн придумать для экземпляра с «бракованным» ядром или кэшем какое-то название, ядро или часть кэша отключить, а процессор всё-таки продать. :) Благодаря этой замечательной, новаторской политике AMD, в линейке производимых ею AM3-процессоров наблюдается аж три разновидности двухъядерных - с разными объёмами L2-кэша, и даже с наличием L3; две модификации трёхъядерных - с L3 и без него; и снова три модификации четырёхъядерных - с L3 и без него, а также с различными объёмами L3. Кроме того, выпускается для платформы AM3 ещё и одноядерный Sempron. Сведя в одну небольшую таблицу основные технические характеристики CPU для платформы AM3, мы наконец-таки имеем шанс понять, что определённого рода логика в модельном ряде AMD есть:
| Sempron | Athlon II X2 | Phenom II X2 | Athlon II X3 | Phenom II X3 | Athlon II X4 | Phenom II X4 | Phenom II X6 | |
| ядер | 1 | 2 | 2 | 3 | 3 | 4 | 4 | 6 |
| кэш L2, КБ | 1024 | 2×512/1024 | 2×512 | 3×512 | 3×512 | 4×512 | 4×512 | 6×512 |
| кэш L3, КБ | − | − | 6144 | − | 6144 | − | 4096/6144 | 6144 |
Итак, мы наблюдаем достаточно логичное «путешествие» от 1 ядра к 6, сопровождающееся вариациями на тему объёма L2-кэша, а также наличия или отсутствия L3 и его объёма. При этом объёмом L2 AMD «играется» на относительно слабых процессорах (двухъядерных), а далее в качестве универсального «убыстрятеля всего» используется введение L3. Также можно отметить два одинаково странно смотрящихся процессора: Phenom II X2, который при всего 2 ядрах имеет гигантский L3-кэш, и, наоборот, Athlon II X4 - который при 4 ядрах лишён оного совсем. По идее, первый должен являться идеальным вариантом для старого ПО без многопоточной оптимизации (хотя тогда ему и второе-то ядро не очень нужно…), а второй - процессором для оптимистов, надеющихся на то, что 4-ядерный CPU победит все процессоры с меньшим количеством ядер, невзирая на парусник объём кэша. Так оно будет или не так - посмотрим на результаты…
Соответственно, вырисовываются наиболее интересные сопоставления с точки зрения анализа производительности:
- Увеличение количества ядер при одинаковом объёме кэша:
- от 1 ядра к 2;
- от 2 ядер к 3;
- от 3 ядер к 4;
- от 4 ядер к 6.
- Увеличение количества кэша при одинаковом количестве ядер:
- на 2-ядерных процессорах (L2, добавление L3);
- на 3-ядерных процессорах (добавление L3);
- на 4-ядерных процессорах (добавление L3, разные размеры L3).
- Вариации на тему «меньше ядер, но больше кэш*»:
- 1-ядерный процессор в сравнении с 2-ядерным;
- 2-ядерный процессор в сравнении с 3-ядерным.
* - подразумевается: на одиночное ядро.
Как видите, почвы для исследований - поле непаханое. Правда, для того чтобы мы могли зафиксировать своё внимание именно на влиянии вышеперечисленных факторов, убрав все мешающие, нам понадобилось всё-таки сделать один реверанс в сторону «синтетичности» - независимо от того, существует ли такая модель CPU в реальности, все участники тестов работали на одной частоте ядра: 2,6 ГГц. Впрочем, не так уж всё и плохо: Athlon II X3/X4, Phenom II X3/X4 с такой частотой действительно существуют, не бывает только 2600-мегагерцевых Sempron, Athlon/Phenom II X2 и Phenom II X6.Тестирование
Как и было сказано выше, тестирование проводилось в соответствии с новейшей методикой 2010 года , с некоторыми незначительными модификациями:
- Поскольку задача перед нами стояла достаточно масштабная и интересная, а все участники тестов вели себя весьма пристойно, и необъяснимых с точки зрения логики странностей практически не демонстрировали, нами было принято волюнтаристское решение все опциональные тесты объявить постоянными - таким образом, они присутствуют в основном разделе, и участвуют на общих основаниях в среднем балле.
- Поскольку некоторое количество рассмотренных процессоров являются, так сказать «виртуальными», и в реальности не производятся, для данного цикла, для удобства сравнения, был выбран свой собственный эталонный (100-балльный) процессор из числа принимавших участие именно в этой серии тестов: AMD Phenom II X4 810.
Также некоторым, быть может, покажется неожиданной последовательность поднимаемых в различных сериях вопросов: очевидно, что логическому осмыслению она не поддаётся. :) Здесь вам придётся просто простить нам некую хаотичность в последовательности выхода серий: она обуславливается простым «рабочим моментом» - серии будут выходить в той последовательности, в которой будут становиться доступны рассматриваемые в них результаты. К сожалению, обширность нашей методики тестирования обуславливает один её неизбежный недостаток: тесты идут очень долго. Соответственно, мы решили пожертвовать красотой ради оперативности, и, надеемся, вы нас поймёте. К тому же формат сериала, который условно можно обозначить как «одна статья - один ответ на конкретный вопрос», - вполне располагает к такому подходу: ведь нет «важных» и «неважных» вопросов, каждый из них по-своему интересен, и каждый наверняка найдёт своего читателя.
Что ж, приступим. В этой серии мы рассмотрим, казалось бы, достаточно частный случай (к тому же, в том числе по финансовым соображениям, многим совершенно неинтересный) - однако именно поэтому мы и сочли логичным выделить его в отдельную серию. Итак, сегодня мы рассмотрим вопрос увеличения производительности при переходе с 4 ядер на 6. Разумеется, как всегда, «в чистом виде», т.е. при сохранении одинакового объёма всех кэшей и частоты работы ядра - чтобы на быстродействие влияло только увеличение количества ядер. Соответственно, в нашем тестировании примут участие процессоры AMD Phenom II X4 945 и AMD Phenom II X6 1055T, принудительно переключённые на частоту ядра 2,6 ГГц.
3D-визуализация
| 4 cores | 6 cores | %% | |
| 103 | 103 | 0% | |
| 101 | 102 | 1% | |
| 108 | 99 | −8% | |
| 100 | 83 | −17% | |
| 100 | 96 | −4% | |
| 100 | 101 | 1% | |
| Group Score | 102 | 97 | −5% |
Достаточно «жёсткая» реакция: практически все приложения отреагировали на появление ещё двух дополнительных ядер негативно, уменьшив производительность. Впрочем, для нас это не в диковинку - мы и ранее наблюдали такие случаи, хотя и не часто. Руководствуясь банальным здравым смыслом, вполне допустимо предположить, что чем больше будет ядер - тем вероятнее возникновение в том числе таких коллизий. Однако в данном случае необходимо помнить ещё вот о чём: у нас не просто много ядер, а 6 - то есть их количество не кратно ни одной целой степени двойки. Мы однажды , связаные с трёхъядерностью, поэтому логично предположить, что и с 6-ядерностью могут возникнуть проблемы аналогичного плана. А если оба эффекта ещё и накладываются друг на друга...
Рендеринг трёхмерных сцен
| 4 cores | 6 cores | %% | |
| 101 | 115 | 14% | |
| 100 | 145 | 45% | |
| 100 | 143 | 43% | |
| Group Score | 100 | 134 | 34% |
Вполне ожидаемый результат, разве что немного разочаровывает рендер-движок в 3ds max (мы используем V-Ray) - он явно не в состоянии полностью утилизировать мощь 6-ядерного процессора. В остальных случаях результат близок к идеалу (идеальный прирост, как нетрудно посчитать, разделив 6 на 4, составляет 50%). Это, безусловно, радует: мы уже нашли хотя бы один класс приложений, относительно которого 6-ядерный процессор является, безусловно, стоящим приобретением.
Научные и инженерные расчёты
| 4 cores | 6 cores | %% | |
| 102 | 93 | −9% | |
| 100 | 92 | −8% | |
| 100 | 99 | −1% | |
| 100 | 95 | −5% | |
| 98 | 98 | 0% | |
| 103 | 124 | 20% | |
| 100 | 110 | 10% | |
| Group Score | 100 | 102 | 2% |
И снова практически все приложения, не имеющие, серьёзной многопоточной оптимизации, отреагировали на переход с 4 ядер на 6 падением производительности, и, с другой стороны, даже неплохо многопоточно-оптимизированные Mathematica и MATLAB демонстрируют нам прирост, весьма далёкий от идеального.
Растровая графика
| 4 cores | 6 cores | %% | |
| 100 | 112 | 12% | |
| 100 | 95 | −5% | |
Corel PhotoImpact | 99 | 98 | −1% |
| 99 | 110 | 11% | |
| Group Score | 100 | 104 | 4% |
Как ни странно, считающийся хорошо оптимизированным Adobe Photoshop и считающийся достаточно поверхностно оптимизированным ACDSee, получили от 6 ядер пракически одинаковый прирост. Ну а традиционно «однопроцессорные» продукты Corel опять-таки традиционно на 6-ти ядрах притормозили. Видим мы такую ситуацию уже 3-й раз, поэтому удивления уже не испытываем.
Сжатие данных
| 4 cores | 6 cores | %% | |
| 105 | 133 | 27% | |
| 105 | 108 | 3% | |
| 105 | 103 | −2% | |
| Group Score | 105 | 115 | 10% |
Более-менее задействовать 6 ядер умеет только 7-Zip. И снова мы наблюдаем уже не раз отмеченое ранее явление: типично однопотоковая задача на 6-ядерном процессоре демонстрирует худший результат, чем на 4-ядерном. Вряд ли все программисты из самых разных компаний, сговорившись, сделали одну и ту же ошибку, поэтому основных подозреваемых осталось двое: ОС и «железо». Ну или ПО на стыке одного и другого - драйверы.
Компиляция
| 4 cores | 6 cores | %% | |
| Group Score | 101 | 130 | 29% |
|---|
Результат нельзя назвать «превосходным» - но он хотя бы достаточно ощутим, и не отрицательный. :) Впрочем, напомним то, о чём мы не говорили уже давно (вдруг кто-то забыл): проект, который мы используем, был специальным образом подготовлен к тому, чтобы при его компиляции могло задействоваться несколько ядер. Исходный проект, например, в том виде, в котором он раздаётся на , подобных оптимизаций не имел. Поэтому не стоит обольщаться: если вы хотите получить высокую скорость компиляции на многоядерной системе, для этого придётся приложить дополнительные усилия ещё на этапе компоновки проекта.
Java
Движки JavaScript во всех браузерах, похоже, однопоточные (по крайней мере если не оптимизировать соответствующим образом сами скрипты), поэтому результат нам, уже умудрённым опытом предыдущих тестов, известен заранее: либо ноль, либо хуже. В данном случае - хуже. Правда, в среднем по группе довольно незначительно (да и в любом случае, нам трудно представить, чтобы система с 6-ядерным процессором «просела» на JavaScript) - пусть даже скорость у неё окажется чуть меньше, чем у 4-ядерной.
Кодирование аудио
| 4 cores | 6 cores | %% | |
| 101 | 133 | 32% | |
| 101 | 134 | 33% | |
Monkey’s Audio | 101 | 134 | 33% |
| 100 | 136 | 36% | |
| 100 | 139 | 39% | |
| 102 | 134 | 31% | |
| Group Score | 101 | 135 | 34% |
В зависимости от кодека, прирост составляет от 31% до 39%, и в целом это достаточно высокий показатель. Почему не «идеальные» 50%? Видимо, при 6-ти одновременно выполняющихся потоках, ограничителем для быстродействия становится что-то другое. Вполне возможно даже, что дисковая подсистема - почему бы нет?
Кодирование видео
| 4 cores | 6 cores | %% | |
| 101 | 108 | 7% | |
Mainconcept (VC-1) | 101 | 121 | 20% |
| 99 | 145 | 46% | |
| 105 | 131 | 25% | |
| 100 | 146 | 46% | |
| 101 | 115 | 14% | |
| Group Score | 101 | 128 | 27% |
Более чем скромны результаты DivX/XviD (неужели сказалось то, что оба этих проекта выросли из одного корня?), также не шибко, прямо скажем, радует Sony Vegas - и это при том, то данное ПО относится к профессиональным инструментам, и с дорогой хорошей техникой должно уметь работать соответственно. Однако на высоте продукт Adobe, на высоте (стабильно и уже очень давно x264), поэтому средний балл по группе наглядно нам демонстрирует, что для кодирования видео 6-ядерный процессор вполне применим, и отдача от него будет.
Воспроизведение видео
| 4 cores | 6 cores | %% | |
| 101 | 147 | 46% | |
| 108 | 129 | 19% | |
| 100 | 147 | 47% | |
| 100 | 152 | 52% | |
| Group Score | 102 | 144 | 41% |
Цифры «пользы», вроде бы, высокие - но по факту толку от этого немного: с декодированием видео, даже полностью программным, вполне успешно справляются двухъядерные процессоры среднего уровня, поэтому не всё ли равно, сколько ядер будет при этом процессе простаивать - одно, два, или четыре?
Виртуальная машина
| 4 cores | 6 cores | %% | |
| 101 | 120 | 19% | |
| 101 | 107 | 6% | |
| Group Score | 101 | 114 | 13% |
Виртуализация накладывает дополнительные ограничения, поэтому было бы странно ждать результатов в райне идеалистических 50% даже от такого хорошего бенчмарка, как встроенный измеритель производительности архиватора 7-Zip - однако результаты Linux по сравнению с Windows XP всё равно поражают: что-то не то у Windows XP с планировщиком. Впрочем, для систем, на которых активно запускаются виртуальные машины, многояденые конфигурации хороши ещё одной особенностью: можно, например, выделить несколько ядер виртуальной машине - но несколько ещё и оставить в эксклюзивное пользование основной ОС. Тогда даже при предельной загрузке «виртуалок», основная ОС не будет впадать в ступор от недостатка процессорных ресурсов.
Общий балл
| 4 cores | 6 cores | %% | |
| Group Score | 101 | 118 | 17% |
|---|
Средний прирост, на самом деле, вовсе не такой уж плохой. Тревожит другое: чем больше ядер - тем чаще встречаются ситуации, когда увеличение их количества сказывается на производительности отрицательно . Конечно, как правило, это весьма скромное падение скорости, которое без специальных измерений никто и не заметит, к тому же мы опять имеем дело с количеством ядер, не кратным степени двойки, а мы уже давно выяснили, что некоторое ПО на такие вещи реагирует странно - однако сама тенденция всё-таки прослеживается вполне чётко, и не может не тревожить. Программисты явно не поспевают за конструкторами процессоров, и если развитие CPU и дальше будет идти такими же темпами, то разрыв может увеличиться ещё больше. Что же касается рекомендаций, то они очевидны: рендеринг, компиляция и java (если вам всерьёз не хватает скорости в этих областях), кодирование видео и аудио - вот для чего может быть нужен 6-ядерный процессор. Для всех остальных применений имеет смысл ограничиться меньшим количеством ядер - тем более, что самые многоядерные процессоры в линейке любого производителя, как правило, не являются самыми высокочастотными, а частота ядра - намного более универсальный способ повышения производительности, чем увеличение количества ядер.
Миновал почти месяц, как компания Intel представила процессоры семейства Coffee Lake, и прошедшие недели явно продемонстрировали, что выпущены они были несколько поспешно. Показателей плохой подготовки анонса - масса. Доступность новинок в рознице крайне ограничена, а цены вследствие дефицита заметно завышаются продавцами. Не идеально обстоят дела и с материнскими платами: на прилавках имеется достаточно широкий выбор LGA1151-материнок на базе совместимого с Coffee Lake набора логики Z370, но многие из них вызывают серьёзные нарекания со стороны пользователей в связи с постоянно вскрывающимися недоработками в прошивках.
Тем не менее, несмотря на все имеющиеся проблемы, платформы на базе Coffee Lake оцениваются сообществом сугубо положительно. Добавив в новые процессоры дополнительные вычислительные ядра, компания Intel сделала именно то, чего от неё давно хотели пользователи. Производительность массовых интеловских процессоров совершила заметный рывок, и в результате представители нового семейства стали очень хорошими кандидатами на попадание в современные десктопы, даже несмотря на все «детские болезни» и существование конкурирующих процессоров AMD Ryzen.
Мы уже высказывали собственное мнение о Coffee Lake в обзоре : тестирование тогда показало, что компания Intel смогла быстро наверстать наметившееся было отставание от конкурента в отдельных аспектах. Тем не менее при всех своих достоинствах Core i7-8700K не слишком подходит для массового пользователя. Мало того, что с переходом на дизайн Coffee Lake компания Intel нарастила аппетиты и оценила свой новый флагманский массовый процессор дороже, чем раньше, подняв рекомендованную цену Core i7-8700K с привычных $339 до $359. К тому же реальные розничные цены заходят далеко за эту черту. Например, в крупнейших североамериканских онлайн-магазинах за этот чип попросят как минимум $410 (при условии наличия на складе), а отечественную розницу не сдерживают и такие рамки.
Понятное дело, покупать массовый процессор за сумму, превышающую 400 долларов, готовы далеко не все. Поэтому мы решили обратить внимание на новинки классом ниже, которые относятся к семейству Core i5, а не Core i7. Как и раньше, такие CPU отличаются от своих старших собратьев отсутствием поддержки технологии Hyper-Threading, то есть шестиядерное строение они сохраняют. А это значит, что по соотношению цены и производительности Coffee Lake в обличии Core i5 могут быть ещё привлекательнее, чем Core i7. Они тоже способны предложить возросшее по сравнению с предшественниками число вычислительных ядер, но даже согласно официальному прайс-листу их стоимость ниже, чем у Core i7, как минимум на $100.
Раньше мы часто рекомендовали разблокированные процессоры серии Core i5 для настольных компьютеров среднего уровня, в первую очередь игровой направленности. Теперь же, кажется, обзаведясь парой дополнительных ядер, эта серия предлагает ещё лучшее сочетание потребительских характеристик. Именно поэтому мы решили провести подробное тестирование старшего Coffee Lake серии Core i5 и попробовать оценить, намного ли такой вариант хуже по сравнению с обладающим технологией Hyper-Threading процессором Core i7 и как он противостоит конкурирующим предложениям серий Ryzen 7 и Ryzen 5, которые, несмотря на проведённую Intel модернизацию модельного ряда, продолжают иметь превосходство по числу потоков, а иногда и ядер.
Core i5-8600K в подробностях
Процессор Core i5-8600K, как и Core i7-8700K, вполне можно охарактеризовать как типичного представителя семейства Coffee Lake - он имеет в своём распоряжении шесть вычислительных ядер. Главное отличие от старшего собрата - отключённая технология Hyper-Threading: именно этим десктопные Core i5 всегда и отличались от Core i7 с самого момента появления данных торговых марок в 2011 году. Приверженность Intel этому принципу делает сегодняшний Core i5-8600K особенно привлекательным — по сравнению с предшественником поколения Kaby Lake вычислительная мощность новинки значительно выросла: у неё стало не только в полтора раза больше ядер, но и поднялись рабочие частоты. Всё это отлично видно при сопоставлении спецификаций.
| Core i5-8 600K | Core i 5 -7 6 00K | |
| Кодовое имя | Coffee Lake | Kaby Lake |
Технология производства, нм |
14++ | 14+ |
| Ядра/потоки | 6/6 | 4/4 |
| Базовая частота, ГГц | 3,6 | 3,8 |
| Частота Turbo Boost 2.0, ГГц | 4,3 | 4,2 |
| L3-кеш, Мбайт | 9 |
6 |
| Поддержка памяти | DDR4-2666 | DDR4-2400 |
| Интегрированная графика | GT2: 24 EU | GT2: 24 EU |
| Макс. частота графического ядра, ГГц | 1,15 | 1,15 |
| Линии PCI Express | 16 | 16 |
| TDP, Вт | 95 | 91 |
| Сокет | LGA1151 v2 | LGA1151 v1 |
| Официальная цена | $257 | $242 |
Никаких улучшений на микроархитектурном уровне в Coffee Lake нет, то есть при однопоточной нагрузке и на одинаковой тактовой частоте новые процессоры идентичны по производительности Kaby Lake. Однако для производства новинок используется улучшенный техпроцесс 14++ нм. Пока Intel никак не удаётся приступить к выпуску крупных процессорных кристаллов по более совершенной 10-нм технологии, начало применения которой для изготовления десктопных процессоров отодвинулось как минимум до второй половины 2018 года, инженеры занимаются оптимизацией старого 14-нм техпроцесса. И отнюдь не без успеха. Сегодняшняя технология 14++ нм по сравнению с изначальной версией техпроцесса смогла обеспечить солидное снижение токов утечки, которое вылилось в 52-процентное уменьшение тепловыделения при том же уровне производительности. Именно благодаря этому достижению в Core i5-8600K стало в полтора раза больше ядер, а максимальная частота в турборежиме увеличилась с 4,2 ГГц до 4,3 ГГц.
Правда, некоторые опасения вызывает снижение в характеристиках базовой частоты: для Core i5-8600K она установлена в 3,6 ГГц, что на 200 МГц меньше, чем у соответствующего Kaby Lake. Однако это отставание должно компенсироваться агрессивной технологией Turbo Boost 2.0, которая в Coffee Lake умеет повышать частоту процессора гораздо сильнее, чем раньше. Даже при нагрузке на все шесть ядер, если энергопотребление и тепловыделение Core i5-8600K остаётся в установленных рамках, рабочая частота процессора может возрастать до 4,1 ГГц. В результате с учётом активного турборежима Core i5-8600K должен всегда опережать своего четырёхъядерного предшественника.
| Номинальная частота | Максимальная частота Turbo Boost 2.0 | ||||||
| 1 ядро | 2 ядра | 3 ядра | 4 ядра | 5 ядер | 6 ядер | ||
| Core i5-8600K | 3,6 ГГц | 4,3 ГГц | 4,2 ГГц | 4,2 ГГц | 4,2 ГГц | 4,1 ГГц | 4,1 ГГц |
| Core i5-7600K | 3,8 ГГц | 4,2 ГГц | 4,1 ГГц | 4,1 ГГц | 4,0 ГГц | - | - |
Помимо увеличенных частот и дополнительных ядер Core i5-8600K может предложить увеличенный на 3 Мбайт кеш третьего уровня, а также официальную поддержку двухканальной DDR4-2666 с пропускной способностью до 42,7 Гбайт/с против DDR4-2400 с пропускной способностью 38,4 Гбайт/с.
Правда, чтобы получить все преимущества, предоставляемые новинкой, потребуется новая системная плата на базе набора логики Intel Z370. В новой версии LGA1151, которая используется процессорами Coffee Lake, добавлены дополнительные линии питания, и в старых LGA1151-платах на базе Z270 или Z170 (и других чипсетов прошлых поколений) процессоры восьмитысячной серии не работают. Зато все без исключения совместимые с Core i5-8600K новые платы могут обеспечить его разгон. Он, как и Core i7-8700K, имеет разблокированный множитель, поэтому с помощью пары манипуляций в BIOS материнской платы его рабочую частоту можно легко увеличить, как можно увеличить и частоту, на которой работает L3-кеш и системная память. При этом для оверклокерских LGA1151-процессоров семейства Coffee Lake заявляется соответствие 95-ваттному тепловому пакету, а это значит, что теоретически их умеренный разгон вполне возможен без применения громоздких воздушных или жидкостных систем охлаждения.
Нет никаких сомнений, что Core i5-8600K лучше своего предшественника поколения Kaby Lake, Core i5-7600K, по всем параметрам. Однако сравнивать этот процессор теперь нужно не только с внутренними конкурентами, но и с теми процессорами, которые в том же ценовом сегменте предлагает компания AMD. Реальная розничная цена Core i5-8600K на сегодняшний день составляет порядка $300, и за эту сумму можно купить восьмиядерный Ryzen 7 1700. Если же ориентироваться на официальные цены, то прямым конкурентом для старшего Core i5 является шестиядерный Ryzen 5 1600X. Давайте сопоставим спецификации Core i5-8600K с обоими альтернативами AMD.
| Intel | AMD | ||
| Core i5-8600K | Ryzen 7 1700 | Ryzen 5 1600X | |
| Сокет | LGA1151 v2 | Socket AM4 | Socket AM4 |
| Ядра/Потоки | 6/6 | 8/16 | 6/12 |
| Базовая частота | 3,6 ГГц | 3,0 ГГц | 3,6 ГГц |
| Турборежим/XFR | 4,3 ГГц | 3,7/3,75 ГГц | 4,0/4,1 ГГц |
| Разгон | Есть | Есть | Есть |
| L 2-кеш | 256 Кбайт на ядро | 512 Кбайт на ядро | 512 Кбайт на ядро |
| L 3-кеш | 9 Мбайт | 2 × 8 Мбайт | 2 × 8 Мбайт |
| Память | DDR4-2666 | DDR4-2666 | DDR4-2666 |
| Линии PCIe | 16 | 16 | 16 |
| Графическое ядро | Есть | Нет | Нет |
| TDP | 95 Вт | 65 Вт | 95 Вт |
| Официальная цена | $257 | $329 | $249 |
С точки зрения формальных характеристик предложения AMD продолжают выглядеть привлекательно, даже несмотря на то, что компания Intel в процессорах Coffee Lake существенно увеличила количество вычислительных ядер. Ryzen 5 и Ryzen 7 продолжают превосходить соперников как минимум по числу исполняемых потоков и по размерам кеш-памяти. Однако на стороне Coffee Lake лидерство по тактовым частотам, плюс не следует забывать и о том, что современные процессорные ядра Intel имеют явное преимущество по показателю IPC - числу исполняемых за такт инструкций.
Как показали наши предыдущие тесты, в ресурсоёмких приложениях шестиядерный Core i7-8700K выступает как минимум не хуже, чем восьмиядерный Ryzen 7 1700X. Но разрыв в характеристиках Core i5-8600K и Ryzen 7 1700 существеннее: в то время как Intel в новых процессорах среднего уровня блокирует Hyper-Threading, технология SMT в Ryzen присутствует не только в восьмиядерных Ryzen 7, но в шестиядерных Ryzen 5. А это значит, что ситуация в среднем ценовом сегменте может остаться неоднозначной даже после обновления модельного ряда процессоров Intel.
Естественно, все точки над «ё» расставят подробные тесты, однако переходить к ним пока рано.
Нас обманули: особенности турборежима в Coffee Lake
Когда мы впервые знакомились с процессорами поколения Coffee Lake и тестировали , мы отмечали, что его реальная частота всегда соответствует максимальной разрешённой турбочастоте для соответствующей нагрузки. Это положительно сказывалось на производительности: ещё бы, Core i7-8700K с номинальной частотой 3,7 ГГц даже при максимальной AVX-нагрузке на все шесть ядер «шпарил» на 4,3 ГГц, не оставляя никаких сомнений в превосходстве нового процессорного дизайна технологии и 14++ нм. Правда, некоторое недоумение при этом вызывали тепловые и электрические показатели. Дело в том, что в то время как тепловой пакет Core i7-8700K установлен в 95 Вт, а максимально допустимая температура составляет 100 градусов, его реальное потребление под максимальной нагрузкой доходило до 140-145 Вт, а температура с высокоэффективным кулером Noctua NH-U14S - до 88 градусов. Очень сомнительно, что такой режим работы CPU можно считать нормальным.
Ещё большие вопросы относительно корректности работы процессоров Coffee Lake в турборежиме стали возникать тогда, когда мы начали знакомиться с образцом Core i5-8600K. На этот раз в наших руках оказался серийный экземпляр CPU, и списать наблюдавшиеся с потреблением и температурами странности на особенности инженерного семпла было уже невозможно. А причин для удивления только прибавилось. Дело в том, что в номинальном режиме при полной AVX-нагрузке, которую по традиции мы создавали утилитой LinX 0.8.0, температура выходила за всякие рамки разумного.
Как видно по приведённому скриншоту, частота процессора под полной нагрузкой в LinX 0.8.0 составляет 4,1 ГГц - это максимально возможная частота Core i5-8600K при задействовании всех шести ядер. Потребление CPU при этом достигает уже знакомых нам 145 Вт, а температура доходит до разрешённого спецификацией максимума - 99 градусов. И это с кулером Noctua NH-U14S, обвинять который в неумении противостоять высокой тепловой мощности чипа нет ни малейших оснований! Понятно, что столь высокая температура во многом связана с низкой эффективностью используемого в процессорах Intel внутреннего термоинтерфейса, но в то же время вполне очевидно, что никакого критического нагрева Core i5-8600K в номинальном режиме быть всё равно не должно.
Поэтому мы обратились за разъяснениями к инженерам Intel, которые дали весьма обескураживающий комментарий: на многих LGA1151-материнских платах, основанных на наборе логики Z370, работа технологии Turbo Boost 2.0 реализована неверно. В попытках выжать из новых процессоров максимальную эффективность, производители плат намеренно игнорируют установленные ограничения по энергопотреблению процессоров, и это действительно может приводить к перегреву. К сожалению, используемая нами материнская плата ASUS Strix Z370-F Gaming оказалась ярким примером платы с неправильно сконфигурированным турборежимом. Поэтому нет ничего удивительного, что при испытаниях на этой платформе Core i7-8700K и Core i5-8600K демонстрировали зашкаливающую температуру и энергопотребление.
На самом же деле процессоры семейства Coffee Lake при активации турборежима вовсе не должны работать на максимальных частотах, определённых для нагрузки на то или иное количество ядер. Это - лишь верхняя граница, и к ней прилагаются ещё некоторые условия. Главное из них: потребление процессора на длительных временных отрезках должно не выходить за установленные ограничения по TDP (то есть за пределы 95 Вт для Core i7-8700K и Core i5-8600K) и лишь кратковременно может достигать 120 Вт. Однако проверку этих дополнительных условий многие производители плат заблокировали на уровне BIOS, и сейчас Intel ведёт работу с партнёрами с тем, чтобы корректная работа технологии Turbo Boost 2.0 была восстановлена.
Понятно, что это повлечёт за собой некоторое снижение производительности новых процессоров при высокой вычислительной нагрузке, но зато температурный режим Coffee Lake сможет, наконец, не внушать никаких опасений. И некоторых успехов в наставлении производителей плат представители Intel уже смогли достичь. Например, в последних версиях BIOS для нашей платы ASUS Strix Z370-F Gaming (0419 и 0420) реализация турборежима уже вполне соответствует норме. После обновления прошивки частота Core i5-8600K при прохождении тестирования в LinX 0.8.0 на отметке в 4,1 ГГц уже не держится и снижается до 3,5 ГГц, благодаря чему температура и потребление остаётся во вполне допустимых рамках: 95 Вт и 72 градуса соответственно.
Что же касается производительности, то переход материнской платы к корректной работе с множителем ожидаемо привёл к 10-процентному снижению показателя производительности в тесте Linpack (с 330 до 300 Гфлоп). Однако в данном случае имеет место максимальное занижение частоты, так как Linpack пользуется чрезвычайно энергоёмкими AVX2-инструкциями. Например, при прохождении тестирования в Prime95 с деактивированными AVX-инструкциями рабочая частота Core i5-8600K составляет уже 3,9 ГГц, что заметно ближе к установленному для полной нагрузки максимуму, но всё же не дотягивает до него.
Тем не менее нельзя не обратить внимание на тот факт, что из-за неправильной поддержки турборежима материнскими платами результаты измерений производительности Coffee Lake, сделанные в момент или до анонса процессоров этого семейства, оказались несколько завышены (это касается не только нашего, но и подавляющего большинства обзоров, доступных в Сети). На самом же деле производительность Coffee Lake в номинальном режиме при тяжёлой многопоточной нагрузке будет где-то на 3-7 процентов ниже полученной в первоначальных тестированиях, но зато в реальности они теперь смогут функционировать при более адекватной температуре и демонстрировать куда более умеренное энергопотребление.
Такая работа процессоров с множителями, когда при тяжёлой вычислительной нагрузке частота заметно падает, причём порой даже ниже базового паспортного значения, раньше была характерна исключительно для платформы HEDT, где процессоры обладают значительным числом вычислительных ядер. Однако с внедрением дизайна Coffee Lake многоядерными стали и обычные массовые модели, поэтому нет ничего странного в том, что коэффициент умножения теперь динамически подстраивается к потреблению и в платформе LGA1151.
Именно поэтому компания Intel приняла решение прекратить детально описывать значения частоты турборежима при различной нагрузке, ограничиваясь указанием лишь только общего максимума, - подробности теперь не имеют особого смысла. Дело в том, что частоты, которые заложены в турборежиме, в реальности могут быть недостижимы. Всё зависит от текущего уровня энергопотребления, а оно не только определяется характером нагрузки, но и может различаться в том числе и для разных экземпляров процессоров в зависимости от качества полупроводникового кристалла и номинального напряжения VID.
Загрузка...
