Обзор Intel NUC5i5RYH на базе Broadwell: новый NUC лучше старых двух

⇡#Как мы тестировали

Для практического тестирования мы доукомплектовали мини-компьютер Intel NUC5i5RYH парой 4-гигабайтных SODIMM-модулей памяти DDR3L-1600 с номинальными таймингами 11-11-11-28-1T и 2,5-дюймовым твердотельным накопителем Crucial M550 512 Гбайт (CT512M550SSD1). Это позволило получить из исходной скелетной системы вполне полноценный UCFF-ПК, который оказался способен продемонстрировать достаточно высокий Windows Experience Index — 5,2 балла.

Основным конкурентом для этого NUC, основанного на процессоре Broadwell-U, стала аналогичная компактная система Intel предыдущего поколения, D54250WYKH. Это – почти такой же NUC, как и NUC5i5RYH, но в его основе лежит процессор семейства Haswell-ULT, Core i5-4250U. Сопоставление с такой системой позволит оценить тот прогресс, который привносит в компактные системы новая процессорная микроархитектура и 14-нм техпроцесс. Для корректности сравнения система D54250WYKH при тестировании наполнялась теми же самыми модулями памяти и SSD, что и главный герой данного обзора – NUC5i5RYH.

Кроме того, учитывая, что основная идея NUC состоит в замене традиционных десктопов, мы включили в тестирование и две обычные настольные системы, основанные на LGA1150-процессорах поколения Haswell – Core i3-4370 и Pentium G3470. Выбор именно таких объектов сравнения обусловлен тем фактом, что энергоэффективные Core i5, используемые в NUC, – это двухъядерные процессоры.

Следующая таблица описывает сравниваемые конфигурации более подробно.

Тестирование выполнялось в операционной системе Microsoft Windows 8.1 Professional x64 with Update с использованием следующего комплекта драйверов:

• Intel Chipset Driver 10.0.24;
• Intel Management Engine Driver 10.0.38.1036;
• Intel Rapid Storage Technology 13.5.2.1000;
• Intel HD Graphics Driver 15.36.14.4080.

Описание использовавшихся для измерения производительности инструментов:

Бенчмарки:

• Futuremark PCMark 8 Professional Edition 2.4.304 — тестирование в сценариях Home (обычное домашнее использование PC), Creative (использование PC для развлечений и для работы с мультимедийным контентом) и Work (использование PC для типичной офисной работы). Используется conventional-режим бенчмарка, без OpenCL-ускорения.
• Futuremark 3DMark Professional Edition 1.5.893 — тестирование в сценах Sky Driver, Cloud Gate и Fire Strike.

Приложения:

• Adobe Photoshop CC 2014 — тестирование производительности при обработке графических изображений. Измеряется среднее время выполнения тестового скрипта, представляющего собой творчески переработанный Retouch Artists Photoshop Speed Test, который включает типичную обработку четырёх 24-мегапиксельных изображений, сделанных цифровой камерой.
• Internet Explorer 11 — тестирование производительности при работе интернет-приложений, построенных с использованием современных технологий. Применяется специализированный тест WebXPRT 2013, реализующий на HTML5 и JavaScript реально использующиеся в интернет-приложениях алгоритмы.
• Maxon Cinebench R15 — измерение быстродействия фотореалистичного трёхмерного рендеринга в анимационном пакете CINEMA 4D. Применяемая в бенчмарке сцена содержит порядка 2 тысяч объектов и состоит из 300 тысяч полигонов.
• TrueCrypt 7.2 — тестирование криптографической производительности. Используется встроенный в программу бенчмарк, задействующий тройное шифрование AES-Twofish-Serpent.
• WinRAR 5.1 — тестирование скорости архивации. Измеряется время, затрачиваемое архиватором на сжатие директории с различными файлами общим объёмом 1,7 Гбайт. Используется максимальная степень компрессии.
• x264 r2491 — тестирование скорости транскодирования видео в формат H.264/AVC. Для оценки производительности используется исходный 1080p@50FPS AVC-видеофайл, имеющий битрейт около 30 Мбит/с.
• X265 1.5+446 8bpp — тестирование скорости транскодирования видео в перспективный формат H.265/HEVC. Для оценки производительности используется тот же видеофайл, что и в тесте скорости транскодирования кодером x264.

Игры:

• Battlefield 4 — версия 111433 с поддержкой x86-64. Разрешение 1920 × 1080, качество графики – низкое, сглаживание – отключено.
• GRID Autosport, версия от 30.07.2014 с поддержкой AVX. Разрешение 1920 × 1080, качество графики – низкое, сглаживание – отключено.
• Metro: Last Light Redux, версия 1.0.0.15. Разрешение 1920 × 1080, DirectX 11, качество графики – низкое, сглаживание – отключено.
• Tomb Raider (2013). Разрешение 1920 × 1080, качество графики – низкое, сглаживание – отключено.
• World of Tanks, версия 0.9.7. Разрешение 1920 × 1080, качество графики – низкое, сглаживание – отключено.

⇡#Производительность в комплексных тестах

Семейство бенчмарков PCMark 8 оценивает производительность систем, которую они показывают при общеупотребительной нагрузке, характерной для обычных персональных компьютеров. И здесь мы можем наблюдать примерно 6-процентное превосходство новой системы NUC над её предшественницей. Очевидно, что улучшения, привнесённые микроархитектурой Broadwell, не слишком значительны для того, чтобы мы стали свидетелями какого-то принципиального рывка. В результате 15-ваттный процессор Core i5-5250U оказался не способен обеспечить производительность хотя бы на уровне обычного десктопного Core i3-4370. По быстродействию он гораздо сильнее похож на двухъядерный Pentium G3470. Причина такого положения дел вполне очевидна: в обычных настольных системах у процессоров значительно более высокая рабочая частота, а также они могут работать с более скоростной памятью.

В графическом тесте 3DMark соотношение результатов заметно интереснее, ведь Core i5-5250U располагает самым современным интеловским графическим ядром восьмого поколения, содержащим 48 исполнительных устройств. И это позволяет ему превзойти настольные Haswell с графикой HD Graphics 4600. Однако масштаб такого превосходства оказывается достаточно скромным даже несмотря на то, что по теоретической пиковой производительности HD Graphics 6000 из Broadwell-U мощнее более чем вдвое. Причина вновь кроется в частоте: 15-ваттные рамки, установленные для Core i5-5250U, приводят к тому, что при практической нагрузке частота интегрированного в этот CPU графического ядра редко приближается к максимально допустимым значениям. Зато если сравнивать скорость графики NUC5i5RYH и его предшественника, D54250WYKH, то здесь прогресс виден невооружённым глазом: результаты графических тестов выросли на величину от 17 до 35 процентов.

⇡#Производительность в приложениях

Пусть вас не вводит в заблуждение тот факт, что в основе компактных систем NUC лежат процессоры класса Core i5. Во-первых, речь идёт про энергоэффективные модели, и все они – это двухъядерники. Во-вторых, из-за ограничений в тепловом пакете их реальная тактовая частота может быть более чем вдвое меньше, чем у классических десктопных моделей. В итоге те Core i5, что используются в NUC, не дотягивают по производительности даже до привычных Core i3. А на самом деле, по скорости работы они скорее даже похожи на процессоры класса Pentium. Конечно, это не слишком обнадёживающий факт, однако не стоит забывать о том, что для большинства домашних или офисных компьютеров такого быстродействия вполне хватает. Но в ресурсоёмких задачах применение NUС, конечно же, нецелесообразно: системы такого класса всегда предлагают компромисс между размером и производительностью.

Впрочем, NUC5i5RYH, центральный процессор в котором перешёл на новейшую микроархитектуру Broadwell, предлагает заметно лучшее быстродействие, нежели аналогичная система NUC с процессором прошлого поколения. Любопытно, что в ряде случаев преимущество Core i5-5250U (1,6-2,7 ГГц) перед Core i5-4250U (1,3-2,6 ГГц) может превышать и 20 процентов. И особенно мощный прирост быстродействия отмечается при финальном рендеринге и перекодировании видео современными кодерами.

⇡#Производительность в играх

До недавних пор интеловская графика не слишком подходила для игрового использования. Но с появлением процессоров Haswell ситуация несколько изменилась – в этом поколении процессоров стартовала новая серия интегрированных графических ускорителей Iris Pro, которая, предложив вполне приемлемый уровень 3D-производительности, изменила привычные правила игры. Однако для миниатюрных систем компания Intel графику Iris Pro пока не использует, делая ставку на старшие ускорители серии HD Graphics. Так, в процессоре Core i5-5250U, который служит сердцем для рассматриваемой мини-системы NUC5i5RYH, реализовано графическое ядро HD Graphics 6000. Это GT3-вариант графики Broadwell, располагающий 48 исполнительными устройствами, мощности которых на первый взгляд должно быть вполне достаточно для обеспечения приемлемой игровой производительности. Впрочем, всё может испортить низкая частота, на которой Core i5-5250U вынужден тактовать графическое ядро, стараясь уместить тепловыделение в 15-ваттные рамки.

Чтобы проверить игровые возможности NUC5i5RYH, мы протестировали производительность этой системы в нескольких популярных играх, используя типовое Full HD-разрешение и низкие настройки качества изображения.

Графические возможности NUC5i5RYH стали лучше, чем у предшествующей версии платформы NUC. Производительность в некоторых 3D-играх возросла достаточно заметно. Тем не менее до игровой платформы начального уровня NUC5i5RYH не дотягивает. Более того, несмотря на то, что установленный в ней процессор Core i5-5250U обладает графикой с 48 исполнительными устройствами, производительность обычной десктопной системы с Core i3-4370 оказывается выше. Фактически игровая производительность у NUC5i5RYH примерно такая же, как у основанных на микроархитектуре Haswell процессоров Pentium для настольных компьютеров. А в них, напомним, используется графическое ядро GT1 с 10 исполнительными устройствами.

Заложенному же в Core i5-5250U потенциалу не дают раскрыться ограничения по тепловыделению, сдерживающие частоты при работе в игровых приложениях. Дабы не оставлять это утверждение голословным, приведём график изменения реальной частоты вычислительных и графического ядер процессора в системе NUC5i5RYH при прохождении ей теста Metro: Last Light Redux.

Если у десктопных процессоров под нагрузкой частоты остаются на своих предельных величинах, то у Core i5-5250U ситуация складывается совершенно иным образом. Ни вычислительные, ни графическое ядра не могут и близко подойти к максимальным значениям частот. Несмотря на то, что максимальная частота Core i5-5250U установлена в 2,7 ГГц, а его графического ядра – в 950 МГц, на практике средняя частота вычислительных ядер этого процессора в течение теста составила менее 1,5 ГГц, а графического ядра – около 750 МГц. Иными словами, низкое значение теплового пакета Core i5-5250U приводит к тому, что этот процессор – плохая основа для игровой системы начального уровня, а платформа NUC5i5RYH не может претендовать на роль универсального центра развлечений.

⇡#Воспроизведение видео

NUC5i5RYH – это чрезвычайно компактный компьютер форм-фактора UCFF, который благодаря процессору с тепловым пакетом 15 Вт ещё и отличается сравнительно тихой работой. А это значит, что такая система может хорошо подойти для использования в роли HTPC, особенно в свете серьёзно продвинувшихся возможностей интеловских процессоров по аппаратному декодированию видеоконтента. Например, графическое ядро Broadwell получило дополнительные оптимизации для обработки 4K-видео, а также гибридный декодер H.265, который пока не так эффективен, как декодер H.264, но тем не менее позволяет воспроизводить HEVC-видео с привлечением аппаратных средств. Всё это подтолкнуло нас к проведению расширенных тестов воспроизведения видео с системой NUC5i5RYH.

В этих тестах мы поставили перед собой цель проверить, насколько хорошо новый NUC может справиться с проигрыванием видеофайлов распространённых форматов с использованием качественно поддерживающей технологии Intel Quick Sync и DXVA2-связки из программного плеера Media Player Classic – Home Cinema 1.7.8 и библиотек LAV Filters 0.65 и madVR 0.87. В следующей таблице приведены средние значения загрузки вычислительных ядер процессора и графического ядра при воспроизведении видеороликов, закодированных в различных форматах. Ячейки, отмеченные зелёным цветом, соответствуют качественному воспроизведению видео без выпадения кадров, там же, где числа красные, – имеют место проблемы.

С момента появления технологии Intel Quick Sync графические ядра семейства Intel HD Graphics получили завидные возможности по аппаратному декодированию видеоконтента, превосходя в этом даже многие дискретные видеокарты. Единственное оставшееся у них слабое место – это декодирование HEVC-потока с 4K-разрешением, и этот недостаток присутствует и в новых процессорах с микроархитектурой Broadwell, хотя Intel и говорит о частичном внедрении необходимых оптимизаций. Впрочем, вполне возможно, что данная проблема может быть решена программным путём, и с будущими версиями LAV Filters процессоры Broadwell всё-таки смогут справляться с воспроизведением и такого видео.

На данный же момент основанная на Core i5-5250U система NUC5i5RYH при задействовании аппаратных возможностей процессорного графического ядра смогла продемонстрировать безупречное отображение почти всех наших тестовых видеофрагментов, в том числе в 4K-разрешении, закодированных с профилем Hi444PP/Hi10P и с 60 кадрами в секунду. Однако для декодирования HEVC-потока в 4K-разрешении мощностей NUC5i5RYH оказалось недостаточно: графическое ядро в этом случае практически не работает, а производительности вычислительных ядер катастрофически не хватает. В результате мы столкнулись с выпадением существенной части кадров, делающим просмотр такого контента не просто некомфортным, а практически невозможным. Впрочем, данный формат видео вызывал проблемы и у всех остальных принявших участие в тесте систем. Это закономерно – для беспроблемного воспроизведения закодированного кодером H.265 видео в 4K-разрешении сегодня нужны либо конфигурации с процессорами самого верхнего ценового диапазона, либо оснащённые видеокартами NVIDIA, основанными на архитектуре Maxwell.

⇡#Энергопотребление и температурный режим

Помимо скромного размера, у систем Intel NUC есть и другое, тесно связанное с первым достоинство — они очень экономичны. В рассматриваемой системе NUC5i5RYH применяется процессор со встроенным графическим ядром с 15-ваттным тепловым пакетом, а мощность блока питания этого компьютера составляет всего 65 Вт. Но это — косвенные признаки энергетической эффективности. Объективные же данные можно получить лишь по итогам практического тестирования потребления.

Для оценки величины реального энергопотребления систем мы воспользовались специальным портативным ваттметром, измеряющим мощность потребляемого из электрической розетки тока. Измерения проводились в четырёх состояниях: когда система находится в покое; при воспроизведении HD-видео; при полной вычислительной нагрузке процессора, создаваемой утилитой LinX 0.6.5; во время максимальной загрузки графического ядра, создаваемой утилитой Furmark 1.15.1.

В первую очередь необходимо отметить, что в BIOS рассматриваемой компактной системы имеются достаточно богатые возможности для регулирования соотношения между производительностью и тепловыделением (потреблением). Все изменения сделаны для выбранного по умолчанию режима максимальной производительности, но при желании значения потребления можно снизить, правда, при этом неминуемо пострадает производительность.

Как следует из полученных результатов, Intel настроила свою систему NUC таким образом, чтобы её потребление лежало ниже 35-ваттной планки. Поэтому в реальной работе вычислительные и графическое ядра почти всегда функционируют не на своих максимальных скоростях, а на существенно меньших частотах. Результаты такого подхода мы уже видели в тестах производительности, но в контексте энергопотребления нужно отметить, что NUC5i5RYH – это исключительно экономичная система.

С точки зрения дизайна системы охлаждения NUC5i5RYH не отличается от предыдущих версий платформы. В этом NUC имеется единственная турбина, примыкающая к радиатору на процессоре и выбрасывающая воздух за пределы корпуса через отверстия на его задней стенке. Воздухозабор же осуществляется через прорези в боковых стенках, что обеспечивает обтекание холодным воздухом обеих сторон материнской платы. Отдельное внимание уделено отводу тепла от SSD: 2,5-дюймовый накопитель при установке будет вплотную примыкать к металлическому днищу корпуса, а тепло от M.2 SSD отводится на днище через толстую прокладку из теплопроводящего материала.

Мы провели отдельный тест NUC5i5RYH, в процессе которого при помощи LinX 0.6.5 попытались максимально разогреть эту систему. На графике ниже приводится результат этого эксперимента: на нём указана температура процессора и материнской платы, а также скорость вращения имеющегося в системе вентилятора, снятые в течение получасового теста.

Этот график показывает хорошую эффективность охлаждения и продуманность конструкции NUC5i5RYH. Максимально допустимая для Core i5-5250U температура составляет 105 градусов, но на практике температурный режим этого процессора и всей системы в целом остаётся благоприятным даже в случае предельной нагрузки. Уровень шума от системы охлаждения при этом вполне приемлем. При разгоне до 6000 RPM турбина, естественно, создаёт заметный шумовой фон, но в обычном режиме она вращается со скоростью от 3000 до 4000 RPM и практически не слышна.

⇡#Выводы

На 3DNews уже побывали устройства, в основе которых лежат процессоры поколения Broadwell. Например, не так давно мы тестировали ноутбук Dell XPS 13 на базе Core i7-5500U и уже могли оценить, на что способна новая микроархитектура. Но рассмотренный в этой статье компактный компьютер Intel NUC5i5RYH позволяет дополнить прошлое впечатление новыми красками, так как материнская плата, лежащая в основе NUC, несмотря на смешной размер, обладает достаточно продвинутыми характеристиками, присущими продукту высокого класса.

Процессоры Broadwell не должны были совершить никакой революции. Они относятся к циклу разработки «тик» и обязаны своим появлением в первую очередь внедрению 14-нм техпроцесса. Тем не менее с переносом старого процессорного дизайна на новые технологические рельсы Intel смогла улучшить производительность как за счёт увеличения тактовой частоты (в рамках того же теплового пакета), так и путём внесения в микроархитектуру отдельных оптимизаций. В результате рассмотренная в этой статье система Intel NUC5i5RYH оказалась заметно быстрее предшествующего NUC, D54250WYKH. В вычислительных тестах преимущество достигает порядка 10 процентов, а в графических задачах оно ещё заметнее и может доходить до 20-25 процентов. Таким образом, нет никакой необходимости в дополнительных разъяснениях относительно того, чем новое поколение NUC лучше своих предшественников – на этот вопрос прекрасно отвечают тесты быстродействия.

Однако одним только ростом производительности дело не ограничивается. В каждом новом поколении NUC компания Intel вносит в данную платформу определённые эволюционные улучшения, и основанный на Broadwell-U компьютер NUC5i5RYH отличается от своих предшественников ещё несколькими принципиальными моментами. Во-первых, в новом NUC появилась поддержка твердотельных накопителей в формате M.2, причём не только с интерфейсом SATA, но и работающих через гораздо более скоростную шину PCI Express 2.0 x2/x4. Во-вторых, новый NUC получил интегрированный беспроводной сетевой адаптер Intel AC7265, имеющий конфигурацию 2 × 2 и соответствующий стандарту 802.11ac. В-третьих, в рассмотренной модели NUC добавилась возможность использования не только M.2 SSD, но и обычных 2,5-дюймовых SATA-накопителей. В сумме всё перечисленное делает его очень интересной платформой для сборки UCFF-компьютера, выигрышно смотрящейся не только на фоне NUC прошлых поколений, но и рядом с подобными предложениями других производителей.

Впрочем, сказать, что NUC5i5RYH – это UCFF-платформа мечты, мы пока всё-таки не можем. Например, в рассмотренном NUC реализован очень неудобный набор мониторных выходов, включающий лишь два мини-разъёма. Особенно расстраивает отсутствие полноразмерного HDMI-выхода, который, как мы знаем по системам Gigabyte BRIX аналогичного форм-фактора, прекрасно помещается вместо mini-HDMI. Использование mini-HDMI было бы вполне простительным, если в комплекте поставки с NUC прилагался бы переходник c mini-HDMI на HDMI. Но его нет, и, следовательно, такой переходник, по всей видимости, придётся приобретать отдельно.

Не идеален новый NUC и как основа для современного HTPC. В первую очередь такой системе явно бы не помешало наличие HDMI 2.0 с возможностью подключения дисплеев с 4K-разрешением и частотой 50/60 Гц. К тому же в графических ядрах процессоров Broadwell отсутствует полная аппаратная поддержка декодирования видеопотоков HEVC, которая с течением времени будет требоваться всё чаще и чаще. Поэтому, несмотря на то, что NUC5i5RYH – вполне производительная система, всеядным медиаплеером она работать не в состоянии. Это значит, что у инженеров Intel имеется ещё масса пространства для улучшения имеющихся NUC, и мы надеемся, что соответствующие работы уже ведутся в недрах компании.

Но основным фактором, ставящим крепкий заслон повсеместному распространению NUC, является цена подобных систем. Например, рассмотренный NUC5i5RYH, продающийся без памяти и накопителя, стоит порядка $390. Инвестируя подобные средства в приобретение традиционных комплектующих, можно получить куда более интересную в плане производительности систему, например с дискретной видеокартой среднего ценового диапазона. Справедливости ради стоит заметить, что у NUC5i5RYH есть 280-долларовый собрат NUC5i3RYH с более слабым процессором, а из обычных компонентов собрать столь же миниатюрную и экономичную систему, конечно же, не получится. Но всё это – достаточно слабые доводы против исключительно мощного финансового аргумента.

В итоге платформа NUC – это, безусловно, очень любопытная интерпретация перспективных десктопных компьютеров. Однако, принимая во внимание полный спектр потребительских характеристик, её можно охарактеризовать лишь как нишевое решение для смелых и обеспеченных экспериментаторов и энтузиастов.

Благодарим компанию «Регард» за предоставленную на тестирование платформу Intel NUC D54250WYKH.