Почему Core i5-11400F — это лучший Rocket Lake и при чём тут Intel B560

⇡#Описание тестовой системы и методики тестирования

Все тесты для этого материала мы делали в системе, основанной на материнских платах B-серии. Такой подход позволил получить более релевантное представление о производительности недорогих шестиядерников. В сравнении при этом приняли участие два героя: процессор поколения Comet Lake, Core i5-10400F, и многообещающий новичок поколения Rocket Lake, Core i5-11400F.

В составе тестовой системы использовались комплектующие из следующего набора:

• Процессоры:
  • Intel Core i5-11400F (Rocket Lake, 6 ядер + HT, 2,9-4,3 ГГц, 12 Мбайт L3);
  • Intel Core i5-10400F (Comet Lake, 6 ядер + HT, 2,6-4,4 ГГц, 12 Мбайт L3).
• Процессорный кулер: Noctua NH-U14S.
• Материнские платы:
  • ASUS Prime B460M-A (LGA1200, Intel B460);
  • MSI MAG B560 Tomahawk WiFi.
• Память: 2 × 16 Гбайт DDR4-3600 SDRAM, 16-18-18-38 (Crucial Ballistix RGB BL2K16G36C16U4BL).
• Видеокарта: NVIDIA GeForce RTX 3090 Founders Edition (GA102, 1395-1695/19500 МГц, 24 Гбайт GDDR6X 384-бит).
• Дисковая подсистема: Intel SSD 760p 2 Тбайт (SSDPEKKW020T8X1).
• Блок питания: Thermaltake Toughpower DPS G RGB 1000W Titanium (80 Plus Titanium, 1000 Вт).

Тестирование выполнялось в операционной системе Microsoft Windows 10 Pro (20H2) Build 19042.572 с использованием следующего комплекта драйверов:

• Intel Chipset Driver 10.1.31.2;
• NVIDIA GeForce 466.47 Driver.

Процессоры тестировались в состояниях максимальной производительности, то есть с отключёнными пределами потребления PL1 и PL2. В этом режиме они используют максимально возможные для каждого состояния частоты. Однако нужно понимать, что эксплуатация CPU в таких условиях требует установки в системе процессорного кулера, ощутимо превосходящего по эффективности боксовый.

Описание использовавшихся для измерения вычислительной производительности инструментов:

Синтетические и комплексные бенчмарки:

• AIDA64 Engineer 6.33.5700 – тест Cache and Memory Benchmark.
• Futuremark PCMark 10 Professional Edition 2.1.2508 – тестирование в сценариях Essentials (обычная работа среднестатистического пользователя: запуск приложений, сёрфинг в интернете, видеоконференции), Productivity (офисная работа с текстовым редактором и электронными таблицами), Digital Content Creation (создание цифрового контента: редактирование фотографий, нелинейный видеомонтаж, рендеринг и визуализация 3D-моделей).
• 3DMark Professional Edition 2.17.7173 — тестирование в сцене Time Spy Extreme 1.0.

Приложения:

• 7-zip 21.02 — тестирование скорости архивации. Измеряется время, затрачиваемое архиватором на сжатие директории с различными файлами общим объёмом 3,1 Гбайт. Используется алгоритм LZMA2 и максимальная степень компрессии.
• Adobe Photoshop Lightroom Classic 10.2 – тестирование производительности при пакетной обработке серии изображений в RAW-формате. Тестовый сценарий включает постобработку и экспорт в JPEG с разрешением 1920 × 1080 и максимальным качеством двухсот 26-мегапиксельных изображений в RAW-формате, сделанных цифровой камерой Fujifilm X-T4.
• Adobe Premiere Pro 2021 15.2.0 — тестирование производительности при нелинейном видеомонтаже. Измеряется время рендеринга в формат YouTube 4K проекта, содержащего HDV 2160p30 видеоряд с наложением различных эффектов.
• Blender 2.91.2 – тестирование скорости финального рендеринга в одном из популярных свободных пакетов для создания трёхмерной графики. Измеряется продолжительность построения финальной модели pavillon_barcelona_v1.2 из Blender Benchmark.
• Corona 1.3 — тестирование скорости рендеринга при помощи одноимённого рендерера. Для измерения производительности используется стандартное приложение Corona 1.3 Benchmark.
• Microsoft Visual Studio 2017 (15.9.33) – измерение времени компиляции крупного MSVC-проекта – профессионального пакета для создания трёхмерной графики Blender версии 2.79b.
• Stockfish 12 – тестирование скорости работы популярного шахматного движка. Измеряется скорость перебора вариантов в позиции «1q6/1r2k1p1/4pp1p/1P1b1P2/3Q4/7P/4B1P1/2R3K1 w».
• x264 r3059 — тестирование скорости транскодирования видео в формат H.264/AVC. Для оценки производительности используется исходный 2160p@24FPS AVC-видеофайл, имеющий битрейт около 42 Мбит/с.

Игры:

• Cyberpunk 2077. Разрешение 1920 × 1080: Quick Preset = Ray Tracing – Ultra.
• Far Cry New Dawn. Разрешение 1920 × 1080: Graphics Quality = Ultra, HD Textures = On, Anti-Aliasing = TAA, Motion Blur = On.
• Hitman 3. Разрешение 1920 × 1080: Super Sampling = 1.0, Level of Detail = Ultra, Texture Quality = High, Texture Filter = Anisotropic 16x, SSAO = Ultra, Shadow Quality = Ultra, Mirrors Reflection Quality = High, SSR Quality = High, Variable Rate Shading = Quality.
• Horizon Zero Dawn. Разрешение 1920 × 1080: Preset = Ultimate Quality. Разрешение 3840 × 2160: Preset = Ultimate Quality.
• Shadow of the Tomb Raider. Разрешение 1920 × 1080: DirectX12, Preset = Highest, Anti-Aliasing = TAA.
• A Total War Saga: Troy. Разрешение 1920 × 1080: DirectX 12, Quality = Ultra, Unit Size = Extreme.
• Watch Dogs Legion. Разрешение 1920 × 1080: DirectX 12, Quality = Ultra, RTX = Off, DLSS = Off.

Во всех игровых тестах в качестве результатов приводится среднее количество кадров в секунду, а также 0,01-квантиль (первая перцентиль) для значений FPS. Использование 0,01-квантиля вместо показателей минимального FPS обусловлено стремлением очистить результаты от случайных всплесков производительности, которые были спровоцированы не связанными напрямую с работой основных компонентов платформы причинами.

⇡#Производительность в режиме Gear 2

Первый вопрос, который возникает при знакомстве со схемой работы контроллера памяти Rocket Lake, касается того, насколько серьёзный штраф на производительность накладывает включение Gear 2, то есть тактование модулей DDR4 SDRAM на удвоенной частоте относительно контроллера памяти. От этого зависит целесообразность применения модулей памяти, способных работать в режимах DDR4-3733 и выше, с процессорами нового поколения.

В процессорах Ryzen включение асинхронного тактования приводило к существенному падению производительности, но там, помимо собственно контроллера памяти, синхронизация нарушалась и для шины Infinity Fabric, обеспечивающей логическую связь между чиплетами. Чтобы понять, что в похожем случае происходит с производительностью Core i5-11400(F), мы провели тесты этого процессора с различной памятью как в режиме Gear 1, так и в режиме Gear 2. При работе памяти синхронно с контроллером были проверены варианты от номинального DDR4-2933 до максимального для нашего экземпляра процессора DDR4-3600. Режим Gear 2 представлен вариантами работы памяти от DDR4-3200 до DDR4-4000.

При этом необходимо оговориться, что для более расслабленного режима Gear 2 материнские платы часто активируют более низкие задержки. Например, выставляют в 1T тайминг Command Rate и используют более агрессивную схему для блока Round Trip Latency. Однако, как видно из графиков, помогает это не особо.

Синтетические тесты показывают, что включение удвоенной частоты памяти Gear 2 наносит существенный удар по практической латентности. Пропускная способность памяти при различных операциях с применением режимов Gear 1 и Gear 2 остаётся практически одинаковой, но вот наблюдаемая задержка растёт радикально – на 20 %. И это позволяет сказать сразу – использовать вариант Gear 2 в обычных условиях смысла нет.

Глядя на результаты, которые получаются в приложениях, можно сделать вывод, что включение режима Gear 2 сопоставимо с откатом частоты памяти на 300-500 МГц. Однако это главным образом касается тех задач, которые критично относятся скорее к пропускной способности, нежели к латентности подсистемы памяти. Поэтому в тестировании режима Gear 2 игровой нагрузкой падение быстродействия оказывается существеннее.

Попутно нужно отметить, что частота памяти в рамках одной «передачи» влияет на производительность системы на базе Core i5-11400(F) достаточно заметно для того, чтобы не пренебрегать этим фактором. Например, переход от DDR4-2933 к DDR4-3600 в чувствительных приложениях, таких как архивация или обработка фотографий, позволяет получить 7-8 % дополнительного прироста в скорости работы.

Диаграммы, иллюстрирующие производительность в игровых приложениях, ещё более наглядны. По ним хорошо видно, что DDR4-4000, работающая в режиме Gear 2, даёт примерно такую же частоту кадров, как и DDR4-3200 в режиме Gear 1. Следовательно, пользоваться в игровых системах удвоением частоты памяти явно не стоит. Для Core i5-11400(F) синхронный режим Gear 1 позволяет повышать частоту памяти как минимум до состояния DDR4-3600, и этого вполне достаточно, чтобы в системах на базе этого CPU получать оптимальную производительность. По заявлению самой Intel, для того, чтобы производительность подсистемы памяти в режиме Gear 2 сравнялась с производительностью DDR4-3600 на «первой передаче», память должна работать на частоте как минимум4400 МГц!

⇡#Core i5-11400F против Core i5-10400

В итоговой части тестирования мы покажем, насколько производительность системы на Core i5-11400F и материнской плате с набором логики B560, которая может быть снабжена современной памятью DDR4-3600, превосходит производительность аналогичной системы прошлого поколения – на процессоре Core i5-10400F и плате с чипсетом B460. Такое сравнение позволит увидеть, какой прирост производительности обеспечила Intel переводом процессоров на микроархитектуру Cypress Cove и открытием не ограниченного ничем доступа к изменению частоты памяти. Иными словами, тест подскажет, насколько в мире Intel улучшилась недорогая конфигурация на младшем шестиядернике, когда в него пришли процессоры Rocket Lake.

Для полноты сравнения в тесты мы добавили и ещё один гибридный вариант конфигурации – старый процессор Core i5-10400F на новой плате с чипсетом B560. В этом случае доступ к изменению частоты памяти также отказывается открыт, и пользователи собранных таким образом систем имеют возможность использовать не только предписанную спецификацией DDR4-2666, но и значительно более скоростную память.

⇡#Производительность в комплексных бенчмарках

И уже в первых комплексных бенчмарках хорошо видно, что Core i5-11400(F) – это очень большой шаг вперёд. Система на этом процессоре быстрее платформы с процессором Core i5-10400(F) на двузначное число процентов. В этот результат вклад вносят сразу три слагаемых: более прогрессивная микроархитектура, более высокая частота и более быстрая память. Но, судя по всему, архитектура тут имеет первоочередное значение.

⇡#Производительность в приложениях

Тесты в ресурсоёмких приложениях рисуют ещё более позитивную для младшего Rocket Lake картину. Здесь конфигурация «Core i5-11400 плюс B560 плюс DDR4-3600» позволяет получить в среднем 20-процентное преимущество перед системой на младшем шестиядернике прошлого поколения. Причём быстрая память обуславливает это превосходство примерно на четверть. С одной стороны, это значит, что чипсет B560 действительно есть за что считать важным улучшением платформы Intel. Но с другой – нужно отдать должное и новой микроархитектуре Cypress Cove: она тоже представляет собой большой шаг вперёд. Жаль только, что весь этот прогресс не сопровождается переходом на новые техпроцессы и сопряжён с заметным ростом энергопотребления и тепловыделения.

Рендеринг:

Обработка фото:

Работа с видео:

Перекодирование видео:

Компиляция:

Архивация:

Шахматы:

⇡#Производительность в играх

Когда мы тестировали процессоры Core i9 семейства Rocket Lake, получалось, что по сравнению с предшественниками поколения Comet Lake они могли предложить не слишком большое преимущество – на уровне 5 %. Но, спустившись по иерархической лестнице в средний сегмент, мы видим совершенно иную картину. Здесь система на базе Core i5-11400(F) оказывается способна обеспечить примерно 23-процентное превосходство над Core i5-10400(F) в показателе FPS. Более убедительного аргумента в пользу прогрессивности Core i5-11400(F) и пожелать было сложно.

Однако «спасибо» за такой впечатляющий перевес в первую очередь стоит адресовать чипсету B560. Для игр производительность подсистемы памяти важна не меньше, чем производительность процессора, и возможность применения с Core i5-11400(F) скоростной памяти во многом определяет его хорошие результаты. Строго говоря, с процессорами серии Core i5 быструю память можно было использовать и раньше, но для этого были нужны дорогие материнские платы Z-серии. Теперь же DDR4-3600 (а до такой частоты легко разгоняются многие распространённые модули DDR4) без проблем работает и в доступных материнках, чем обязательно нужно пользоваться, чтобы не потерять довольно существенную долю производительности современных систем.

Переход на материнские платы с чипсетом B560 имеет смысл и для обладателей Core i5-10400(F), если в их системе используются чипсеты B460 или H470. Поддержку PCIe 4.0 они, конечно, заменой платы не получат. Но появившийся доступ к увеличению частоты DDR4 выше номинальных значений позволит «на ровном месте» нарастить игровую производительность примерно на 10 %, что почти наполовину сократит отставание от нового Core i5-11400(F).

⇡#Выводы

Хотя эта статья и посвящена младшему представителю в семействе Rocket Lake, процессору Core i5-11400(F), для начала нужно сказать несколько слов о новом наборе логики B560. Дело в том, что на рыночную ситуацию с недорогими платформами может заметно повлиять и этот чипсет. Если раньше платы, построенные на чипсетах серии B, представляли собой собрание различных компромиссов, то новый B560 не только обладает полным набором современных возможностей, включая доступ к пределам потребления CPU, но и открывает полную свободу в конфигурировании подсистемы памяти. В результате недорогая платформа Intel принципиально преображается: в ней становится возможно использовать скоростные модули DDR4 SDRAM.

И это, как показало тестирование, очень важный шаг. Даже старые процессоры вроде Core i5-10400 на B560-платах могут получить 10-процентный прирост быстродействия только за счёт перехода на более скоростную память. В случае же новых процессоров семейства Rocket Lake к этому улучшению добавляется новая микроархитектура Cypress Cove и более высокие частоты, что доводит превосходство процессоров Core i5-11400(F) над предшественниками до 20-25 %.

В результате при знакомстве с младшим представителем семейства Rocket Lake мы увидели ситуацию, которая отличается от того, что произошло при появлении нового процессорного дизайна в производительных платформах Intel. В среднем ценовом сегменте прогресс оказался намного весомее, и здесь новые Core i5-11400(F) имеют очень хорошие шансы на то, чтобы укрепиться в роли оптимального по соотношению цены и производительности варианта. Тем более что в конечном итоге системы, собранные по схеме «Core i5-11400F с платой на B560», не должны особо отличаться по цене от конфигураций на базе Core i5-10400F.

Правда, при сборке систем на Core i5-11400(F) нужно не упустить два важных момента. Во-первых, производительность подобных конфигураций сильно зависит от производительности памяти, поэтому такие процессоры настоятельно рекомендуется комплектовать модулями DDR4 SDRAM, допускающими разгон по частоте до состояния DDR4-3600 или близкого. Во-вторых, Core i5-11400 – это сравнительно горячий процессор. Поэтому для него плохо подойдёт простая система охлаждения, а материнская плата не должна выставлять ограничения по энергопотреблению.

Но зато при соблюдении этой пары условий вы получите отличную по производительности систему среднего уровня. Всё-таки столь значительного прогресса в быстродействии, как предлагает Core i5-11400(F), который бы произошёл за одну смену поколений процессорного дизайна, мы не видели уже очень давно.