Обзор процессора Xeon E5-2682 v4 с AliExpress: 16 ядер и новое разочарование

⇡#Описание тестовой системы и методики тестирования

Тестирование, проведённое в этот раз, должно ответить на вопрос, могут ли старые серверные процессоры семейства Broadwell-EP стать достойной альтернативой современным бюджетным решениям. Поэтому главными конкурентами нашего героя – 16-ядерного Xeon E5-2682 v4 – стали младшие представители современных серий Core i3, Core i5 и Ryzen 5. Кроме того, в число участников тестов был добавлен и протестированный нами ранее 12-ядерный Xeon E5-2678 v3. Его участие позволит понять, многое ли меняет смена поколений процессоров, используемых в LGA2011-3 системах, или же Xeon E5 v3 и v4 – одного поля ягоды.

В результате в составе тестовых систем был использован следующий набор комплектующих:

• Процессоры:
  • AMD Ryzen 5 5600X (Vermeer, 6 ядер + SMT, 3,7-4,6 ГГц, 32 Мбайт L3);
  • AMD Ryzen 5 5500 (Cezanne, 6 ядер + SMT, 3,6-4,2 ГГц, 16 Мбайт L3);
  • Intel Core i5-12600 (Alder Lake, 6P-ядер + HT, 3,3-4,8 ГГц, 18 Мбайт L3);
  • Intel Core i5-12400 (Alder Lake, 6P-ядер + HT, 2,5-4,4 ГГц, 18 Мбайт L3);
  • Intel Core i3-12300 (Alder Lake, 4P-ядра + HT, 3,5-4,4 ГГц, 12 Мбайт L3);
  • Intel Core i3-12100 (Alder Lake, 4P-ядра + HT, 3,3-4,3 ГГц, 12 Мбайт L3);
  • Intel Xeon E5-2682 v4 (Broadwell-EP, 16 ядер + HT, 2,5-3,0 ГГц, 40 Мбайт L3);
  • Intel Xeon E5-2678 v3 (Haswell-EP, 12 ядер + HT, 2,5-3,3 ГГц, 30 Мбайт L3).
• Процессорный кулер: Noctua NH-D15S.
• Материнские платы:
  • ASUS ROG Strix X570-E Gaming WiFi (Socket AM4, AMD X570);
  • ASUS ROG Strix Z690-F Gaming WiFi (LGA1700, Intel Z690);
  • Huananzhi X99-BD4 Gaming (LGA 2011-3, Intel B85).
• Память:
  • 4 × 16 Гбайт DDR4-3600 SDRAM, 16-18-18-38 (Crucial Ballistix RGB BL2K16G36C16U4BL);
  • 2 × 16 Гбайт DDR5-6000 SDRAM, 38-38-38-76 (G.Skill Trident Z5 RGB F5-6000U4040E16GX2-TZ5RK).
• 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).

Xeon E5-2678 v3 тестировался в наиболее производительном варианте — на максимальной частоте с применением «блокировки турбобуста» и с четырёхканальной небуферизованной памятью со сниженными таймингами. Таким образом, его частота составляла 3,3 ГГц, а используемая с ним память работала в режиме DDR4-2133 при таймингах 10-11-11-32-1T. Для Xeon E5-2682 v4 такая же фиксация частоты, к сожалению, невозможна, поэтому он тестировался с переменной частотой 2,5-3,0 ГГц (в зависимости от нагрузки), но зато память с ним работала в более скоростном режиме DDR4-2400 с таймингами 12-13-13-34-1T.

Все современные процессоры тестировались с отменёнными искусственными ограничениями по потреблению. Это значит, что пределы PPT (для платформы Socket AM4) и PL1/PL2 (для платформы LGA1700) были сняты, вместо этого использовались предельно возможные частоты в целях получения наилучшей производительности.

Тесты выполнялись в системе с максимально быстрой видеокартой GeForce RTX 3090 с тем, чтобы производительность графической подсистемы не ограничивала сверху быстродействие сравниваемых процессоров и результаты, полученные в игровых приложениях, максимально иллюстрировали предельные возможности CPU, а не что-то ещё.

Тестирование выполнялось в операционной системе Microsoft Windows 11 Pro (21H2) Build 22000.282.0 c установленными обновлениями KB5005635 и KB5006746 и с использованием следующего комплекта драйверов:

• AMD Chipset Driver 4.03.03.431;
• Intel Chipset Driver 10.1.18838.8284;
• Intel SerialIO Driver 30.100.2105.7;
• Intel Management Engine Interface 2124.100.0.1096;
• NVIDIA GeForce 512.96 Driver.

⇡#Производительность в комплексных бенчмарках

Первое же измерение производительности Xeon E5-2682 v4, выполненное в комплексном бенчмарке, даёт понять, что этот процессор рекордсменом в сегодняшнем тестировании не станет. PCMark 10 оценивает быстродействие систем в повседневной жизни, при работе с привычными приложениями офисного, интернет- или творческого характера. И во всех трёх случаях Xeon E5-2682 v4 немного уступает не только актуальным бюджетным CPU, но и Xeon E5-2678 v3. Почему так получается, понять несложно – тактовые частоты 16-ядерного Broadwell-EP ниже, чем у 12-ядерного Haswell-EP, и увеличенное количество ядер и возросший объём кеш-памяти это не компенсируют. Иными словами, то, что Xeon E5-2682 v4 дороже и свежее представителя семейства Xeon E5 v3, ещё ничего не значит. Свои сильные стороны он способен проявить далеко не везде, и в обычных пользовательских нагрузках ему это не удаётся.

Зато в тесте 3DMark CPU Profile, где речь идёт о моделировании игрового окружения с физикой среды и действиями неигровых персонажей, ситуация меняется на противоположную. Игровой движок этого теста отлично оптимизирован под многопоточность и позволяет 16-ядерному Xeon E5-2682 v4 продемонстрировать превосходство над Xeon E5-2678 v3. Более того, 16-ядерный Broadwell-EP выдает более высокий результат и по сравнению с четырёхъядерными Alder Lake и даже с шестиядерными Zen 3, показывая, что современные бюджетные процессоры не всегда лучше серверных CPU шестилетней давности.

Однако свой потенциал Xeon E5-2682 v4 раскрывает лишь в том варианте теста, где используется максимально возможное число потоков. Если же смотреть на результаты, полученные в случае восьмипоточной нагрузки (а именно такая нагрузка сейчас преобладает в больших игровых проектах), то Xeon E5-2682 v4 следует искать в подвале диаграммы. И это значит, что у рассматриваемого процессора есть только один убедительный козырь – число ядер. Но он играет далеко не всегда, а значит, пользователям Xeon E5-2682 v4 чаще придётся сталкиваться с его недостатками – низкой тактовой частотой и довольно слабой по меркам сегодняшнего дня микроархитектурой.

⇡#Производительность в приложениях

В ресурсоёмких приложениях, где производительность хорошо масштабируется с ростом количества вычислительных ядер, Xeon E5-2682 v4 проявляет себя намного убедительнее. При рендеринге, работе с видео, транскодировании и пакетной обработке изображений этот 16-ядерник опережает 12-ядерный Xeon E5-2678 v3, хотя последний при многопоточных нагрузках способен удерживать ощутимо более высокую тактовую частоту.

Впрочем, о каком-то принципиальном скачке в производительности речи, естественно, быть не может. Даже в самом благоприятном случае 16-ядерный Xeon E5-2682 v4 выдаёт производительность, сравнимую с быстродействием современных шестиядерников. С одной стороны, это говорит о том, что серверные процессоры с AliExpress предлагают довольно скудную по современным меркам производительность и не могут соперничать с актуальными процессорами среднего уровня. Но есть и другая сторона – с точки зрения полученной производительности на каждый затраченный доллар в хорошо распараллеливаемых задачах старая платформа LGA2011-3 выглядит не так плохо. Правда, необходимо понимать, что по этой метрике в действительности выигрывают не Xeon E5 v4, а ещё более старые Xeon E5 v3, ведь они стоят ещё дешевле.

И кроме того, не нужно забывать, что распределить на большое число ядер можно далеко не каждую современную задачу, даже если она относится к созданию контента и профессиональной деятельности. Даже в нашем тестовом наборе нашлись сценарии, где старые Xeon, включая и Xeon E5-2682 v4, выглядят откровенно слабо. К ним, в частности, относится обработка графики в Photoshop и инженерные расчёты в Matlab.

Рендеринг:

Обработка фото:

Работа с видео:

Перекодирование видео:

Компиляция:

Архивация:

Шахматы:

Математические расчёты:

⇡#Игровая производительность

Игры – это дисциплина, в которой платформа LGA2011-3 и процессоры Xeon из Китая выглядят хуже всего. Здесь не так важно число ядер, зато очень важны малопоточная производительность (высокий IPC), вместительный и отзывчивый кеш, быстрая подсистема памяти и высокая скорость межъядерного взаимодействия. К сожалению, у старых Xeon из всего этого списка есть только массивный L3-кеш с довольно слабыми показателями латентности, а по остальным пунктам они сильно уступают современным CPU. Поэтому вполне закономерно, что любой из процессоров на актуальной микроархитектуре заметно быстрее и чем Xeon E5 v3, и чем Xeon E5 v4. Если говорить конкретно о рассматриваемом Xeon E5-2682 v4, то при игровой нагрузке он проигрывает младшему процессору с микроархитектурой Zen 3 (Ryzen 5 5500) 16 %, а младшему Alder Lake (Core i3-12100) — 22 %.

Более того, 16-ядерный Xeon E5-2682 v4 выступает в играх совсем не лучше представителя предшествующего поколения. Благодаря «блокировке турбобуста», которая с Xeon E5 v4 не работает, участвующий в тестировании 12-ядерный Xeon E5-2678 v3 получает более высокие тактовые частоты и отчётливое преимущество по игровой производительности. В среднем Xeon E5-2678 v3 опережает Xeon E5-2682 v4 на 7 %. Иными словами, ориентироваться на Broadwell-EP при построении геймерских систем не имеет никакого смысла даже из соображений экономии бюджета. Серверные процессоры предыдущего поколения не только быстрее, но и дешевле.

Причём несостоятельность Xeon E5-2682 v4 как игрового решения видна не только на общей диаграмме с усреднёнными результатами, но и в совершенно любой отдельной игре из тестового набора. Иными словами, CPU, которые шесть лет назад находились на переднем крае серверного рынка, сегодня представляются крайне слабыми вариантами для работы с наиболее распространёнными потребительскими нагрузками.

⇡#Энергопотребление

Как показали тесты быстродействия, Xeon E5-2682 v4 – это очень своеобразный вариант для построения современной настольной системы, который выглядит привлекательно лишь только в хорошо распараллеливаемых многопоточных нагрузках. Причём довольно часто он проигрывает в производительности не только современным чипам, но и своим предшественникам, относящимся к поколению Haswell-EP.

Но при этом бесспорным плюсом рассмотренного CPU выступает энергоэффективность. Ещё бы, в отличие от предшественников семейство Xeon v4 производится по 14-нм нормам, и к тому же входящие в него модели имеют более низкие тактовые частоты. Это значит, что многоядерные Xeon E5 v4 не требуют ни мощных конвертеров питания на материнских платах, ни каких-то монструозных кулеров. Убедиться в этом воочию можно по результатам измерения энергопотребления платформ (которые включали материнскую плату с процессором, памятью, видеокартой и накопителем), полученным на выходе из блока питания.

При однопоточной нагрузке, когда частота Xeon E5-2682 v4 устанавливается на уровне 2,9-3,0 ГГц, этот процессор почти не отличается по энергопотреблению от всех прочих CPU. Система, основанная на нём, требует чуть больше электроэнергии, нежели современные платформы, но наблюдаемое отличие на уровне нескольких ватт ни на что не влияет.

Зато при многопоточной нагрузке в виде рендеринга система на 16-ядерном Broadwell-EP оказывается сравнима по потреблению с платформой на шестиядерном Ryzen 5 5600X, который имеет тепловой пакет 65 Вт, а не 120 Вт, как Xeon E5-2682 v4.

Довольно скромно Xeon E5-2682 v4 ведёт себя даже при AVX2-нагрузке. Обычно при векторных операциях энергопотребление процессоров Intel сильно возрастает. Но 16-ядерный Xeon E5 v4 проявляет более скоромные аппетиты, нежели шестиядерный Core i5-12600. Впрочем, не стоит забывать о том, что частота Xeon E5-2682 v4 при исполнении AVX-инструкций дополнительно снижается.

Отдельно хочется отметить принципиальную разницу в потреблении одной и той же платформы LGA2011-3 при установке в неё 16-ядерного Xeon E5-2682 v4 и 12-ядерного Xeon E5-2678 v3. Более свежий процессор намного экономичнее, несмотря на превосходство в числе вычислительных ядер. И значит, пусть семейство Broadwell-EP не всегда выигрывает у предшественников в смысле быстродействия, зато оно определённо лучше в смысле удельной производительности на ватт.

⇡#Выводы

Прошлый материал, в котором был проведён анализ производительности серверных б/у процессоров, неожиданно оказался востребован нашей аудиторией, и мы решили развить тему и обратить внимание на LGA2011-3-процессоры посвежее и подороже. Как казалось на первый взгляд, серия Xeon E5 v4 должна быть лучше Xeon E5 v3 во всех отношениях, ведь в неё входят 14-нм чипы с увеличенным количеством ядер и более прогрессивной микроархитектурой. Но в действительности впечатление оказалось обманчиво – итогом знакомства с 16-ядерным представителем семейства Broadwell-EP стало понимание, что в существенном числе ситуаций такие процессоры в настольных системах проявляют себе ещё хуже, чем их предшественники.

Главная проблема Xeon E5 v4 состоит в том, что данная серия имеет более низкие тактовые частоты. Во многом это расплата за рост числа вычислительных ядер, но есть и ещё один принципиальный момент. В семействе Broadwell-EP не возможна «блокировка турбобуста», что не позволяет его представителям работать на максимальной разрешённой для турборежима частоте. В результате разрыв в реальных частотах Xeon E5 v3 и v4 при многопоточной нагрузке может доходить до нескольких сотен мегагерц. И в ответ Xeon E5 v4 не предлагают никакой адекватной компенсации: используемая в них микроархитектура Broadwell, хоть и новее Haswell, достаточным преимуществом в удельной производительности не обладает.

Всё это приводит к тому, что Xeon E5 v4 оказываются быстрее Xeon E5 v3 лишь тогда, когда они могут пустить в ход свои дополнительные ядра, то есть в приложениях, опирающихся на хорошо распараллеливаемые алгоритмы. Говоря объективно, в ряде ситуаций этого хватает не только для превосходства над серверными процессорами прошлого поколения, но и даже для того, чтобы Xeon E5 v4 можно было рассматривать как условно приемлемый вариант для бюджетных рабочих станций. Но нужно иметь в виду, что 16-ядерный Xeon E5-2682 v4 в многопоточных нагрузках может предложить производительность уровня современных шестиядерников, и не более того. Впрочем, с учётом стоимости данного 16-ядерника и такой результат кажется весьма неплохим.

И это – единственное достижение Xeon E5-2682 v4. Для остальных вариантов нагрузки процессоры семейства Xeon E5 v4 (как и Xeon E5 v3) лучше вообще не применять. Их производительность в обычных повседневных приложениях и уж тем более в играх намного ниже, чем обеспечивают младшие представители серий Ryzen 5000 и Core 12000. Следовательно, никакой из процессоров с AliExpress для платформы LGA2011-3 не позволяет создать универсальный или геймерский ПК, который был бы способен тягаться по быстродействию хотя бы с современными бюджетными системами.

Поэтому в конечном итоге нам остаётся лишь ещё раз повторить сказанное про Xeon E5 v3 в прошлой статье, распространив уже озвученный вывод на более свежее семейство Xeon E5 v4. Все такие процессоры серьёзно устарели: с момента их прихода на рынок микроархитектура CPU совершила уже как минимум три больших скачка вперёд, и надеяться с помощью престарелых Xeon «обмануть систему» и получить современную производительность за небольшую цену как минимум наивно. Если вынести за скобки профессиональные приложения для создания и обработки цифрового контента, то даже младшие процессоры актуальных семейств Alder Lake и Zen 3 заведомо быстрее и Xeon E5 v3, и Xeon E5 v4. Поэтому единственная причина, по которой сборки на базе Xeon с AliExpress могут иметь хоть какой-то смысл, – это их бросовая цена.