Процессоры и память

Обзор процессора Intel Core i9-9900K: Like a Boss

⇣ Содержание

С момента выхода первых массовых восьмиядерных процессоров, которые явила миру AMD, миновало полтора года. Все эти полтора года «красная» компания чувствовала себя если не технологическим лидером, то как минимум законодателем мод, ведь подобных многопоточных предложений схожего позиционирования у конкурента не существовало. Однако с сегодняшнего дня восьмиядерные Ryzen перестают быть эксклюзивом. Intel наконец-то окончательно модернизировала дизайн своих 14-нм полупроводниковых кристаллов, и процессоры с восемью вычислительными ядрами, предназначенные для массовой платформы, теперь будут и у неё.

Не секрет, что выпуск подобных восьмиядерников был для Intel вопросом принципа. Год назад компания уже усовершенствовала свои предложения для массовых потребителей и вместо четырёхъядерных процессоров Kaby Lake стала предлагать шестиядерные Coffee Lake. Однако называться однозначно лучшим вариантом в своей нише они тогда полного права не получили. Несмотря на то, что микроархитектура Coffee Lake прекрасно проявляла себя при однопоточной или ограниченно многопоточной нагрузке, характерной для многих десктопных приложений и игр, в случае хорошо параллелизуемых ресурсоёмких задач более высокую производительность предлагали восьмиядерные AMD Ryzen. Поэтому микропроцессорный гигант запланировал и провёл второй этап модернизации, в результате которого его массовые процессоры должны стать производительнее конкурирующих решений уже без каких-либо оговорок.

Интеловские восьмиядерные новинки, о которых мы поведём речь в этой статье, отнесены к девятому поколению архитектуры Core и формируют собой целое семейство Coffee Lake Refresh, старшие предложения в котором не только получили на два вычислительных ядра больше, чем привычные Coffee Lake, но и не потеряли при этом в значениях тактовых частот. Вместе с тем они остались полностью совместимы с широко распространённой платформой LGA1151v2: процессоры Coffee Lake Refresh работают с материнскими платами на базе набора логики Z370 (и его упрощённых модификаций) и вписаны в тот же 95-ваттный тепловой пакет, что и предшественники.

В результате вырисовывается весьма радужная для конечных пользователей картина. С подачи компании AMD на рынке настольных систем произошла настоящая революция. За последние полтора года массовые процессоры удвоили количество вычислительных ядер, за счёт чего производительность доступных обычным пользователям компьютеров заметно выросла. Причём произошло это без существенного увеличения цены платформы: та же Intel сегодня готова продавать свои старшие восьмиядерные процессоры класса Core i7, исходя из удельной стоимости одного ядра на уровне $46. В то же время ещё пару лет назад в четырёхъядерных оверклокерских процессорах Core i7 одно ядро обходилось пользователям в $84.

Произошедшие на процессорном рынке перемены – весьма отрадное явление для энтузиастов, истосковавшихся по компьютерной «гонке вооружений», которая давно не проявляла себя никакими яркими событиями. Однако в то же время персональные компьютеры стали устаревать гораздо быстрее, и сборка, которая ещё два года назад могла считаться верхом совершенства, сегодня в лучшем случае может быть классифицирована как компромиссный вариант среднего класса. Но значит ли это, что всем тем, кто не хочет слишком сильно отставать от прогресса, пора серьёзно задуматься о переходе на современные восьмиядерники? На этот вопрос мы и попробуем ответить сегодня, проанализировав те преимущества, которые можно получить, сделав ставку на новые интеловские чипы, которые компания не стесняется называть лучшими в истории процессорами для гейминга.

#Coffee Lake Refresh: больше ядер для массового сегмента

Итак, с сегодняшнего дня по всему миру начались продажи процессоров семейства Coffee Lake Refresh, которое пока будет сформировано тремя представителями – оверклокерскими чипами классов Core i5, Core i7 и Core i9 с разблокированными множителями, предназначенными для использования в экосистеме LGA1151v2.

Основные характеристики новинок приведены в таблице.

  Core i9-9900K Core i7-9700K Core i7-8086K Core i7-8700K Core i5-9600K Core i5-8600K
Кодовое имя CFL-R CFL-R CFL CFL CFL-R CFL
Ядра/потоки 8/16 8/8 6/12 6/12 6/6 6/6
Базовая частота, ГГц 3,6 3,6 4,0 3,7 3,7 3,6
Максимальная турбочастота, ГГц 5,0 4,9 5,0 4,7 4,6 4,3
L3-кеш, Мбайт 16 12 12 12 9 9
TDP, Вт 95 95 95 95 95 95
Память DDR4-2666 DDR4-2666 DDR4-2666 DDR4-2666 DDR4-2666 DDR4-2666
Цена $488 $374 $425 $359 $262 $258

Наибольший интерес, естественно, вызывает Core i9-9900K – новый флагманский чип Intel для массового рынка. Он предлагает «полный фарш» – восемь вычислительных ядер с поддержкой технологии Hyper-Threading, имеет базовую частоту 3,6 ГГц, но при этом, с одной стороны, может автоматически разгоняться до частот 4,7-5,0 ГГц в турборежиме, а с другой – ограничен рамками 95-ваттного теплового пакета. Несмотря на увеличенное на треть количество ядер, с точки зрения частотной формулы Core i9-9900K улучшает параметры турборежима юбилейного Core i7-8086K: новый восьмиядерный процессор может работать на частоте 5,0 ГГц при нагрузке не только на одно, но и на два ядра.

Младший собрат нового флагмана, процессор Core i7-9700K, предлагает примерно то же самое, что и Core i9-9900K, но без поддержки Hyper-Threading и с определёнными ограничениями. Хотя его базовая частота установлена в такие же 3,6 ГГц, турборежим в данном случае не такой агрессивный, и при нагрузке на все ядра максимально возможная частота составляет 4,6 ГГц, а при нагрузке на одно ядро – 4,9 ГГц. С точки зрения позиционирования именно Core i7-9700K представляет собой замену для Core i7-8700K, предлагая большее число ядер почти за ту же цену. Правда, одновременно с этим новый Core i7-9700K поддерживает параллельное выполнение лишь восьми потоков и, несмотря на добавление ядер, не получил увеличенного L3-кеша, который, как и в старшем шестиядернике годичной давности, сохранил объём 12 Мбайт.

Третий представитель в семействе Coffee Lake Refresh, Core i5-9600K, имеет минимальные отличия от своего предшественника, Core i5-8600K. Это всё тот же шестиядерный процессор без поддержки Hyper-Threading, но с несколько увеличенными тактовыми частотами.

Выход процессоров Core девятого поколения в очередной раз перестраивает всю привычную номенклатуру десктопных интеловских чипов для массового рынка.

Серии процессоров Число ядер Число потоков L3-кеш, Мбайт Hyper-Threading AVX2 Turbo Boost 2.0 Память
Coffee Lake Refresh (октябрь 2018 года)
Core i9-9xxx 8 16 16 Есть Есть Есть DDR4-2667
Core i7-9xxx 8 8 12 Нет Есть Есть DDR4-2667
Core i5-9xxx 6 6 9 Нет Есть Есть DDR4-2667
Core i3-9xxx 4 4 6-8 Нет Есть Нет DDR4-2400
Coffee Lake (октябрь 2017 года)
Core i7-8xxx 6 12 12 Есть Есть Есть DDR4-2667
Core i5-8xxx 6 6 9 Нет Есть Есть DDR4-2667
Core i3-8xxx 4 4 6-8 Нет Есть Нет DDR4-2400
Kaby Lake (январь 2017 года)
Core i7-7xxx 4 8 8 Есть Есть Есть DDR4-2400
Core i5-7xxx 4 4 6 Нет Есть Есть DDR4-2400
Core i3-7xxx 2 4 3-4 Есть Есть Нет DDR4-2400

Но зато после всех изменений структура предложений приобретает определённую стройность. Модели, относящиеся к классам Core i7, Core i5 и Core i3, получают различие в числе физических вычислительных ядер, а «элитный» Core i9 к восьми ядрам, имеющимся в Core i7, добавляет технологию виртуальной многопоточности Hyper-Threading. Кроме того, в процессорах старшей серии больше L3-кеш: его ёмкость определяется из расчёта 2 Мбайт на ядро, в то время как в семействах Core i7 и Core i5 на каждое ядро приходится по 1,5 Мбайт L3-кеша.

В результате наиболее значительные изменения при переходе на дизайн Coffee Lake Refresh претерпевает семейство Core i7. В нём на смену процессорам с 6 ядрами и 12 потоками приходят восьмиядерники без Hyper-Threading. В процессорах же, расположенных в интеловской табели о рангах ниже, никаких заметных перемен не происходит. Они сохраняют привычные базовые характеристики и лишь наращивают тактовые частоты на 100-300 МГц.

Что же касается Core i9-9900K – то это новое и уникальное предложение, предшественников у которого на массовом рынке до сих пор не существовало. Это подчёркивает и цена данного CPU: она вплотную приблизилась к рубежу в $500 и больше соответствует процессорам HEDT-класса.

Таким образом, главное в произошедшем анонсе – появление процессоров Core i9-9900K и Core i7-9700K с восемью вычислительными ядрами, благодаря которым предложения Intel должны будут смотреться на фоне конкурирующих Ryzen 7 куда увереннее. Однако при этом нужно учитывать, что установленные на данный момент цены совсем не ставят восьмиядерные процессоры AMD и Intel на противоположные чаши весов. Когда Core i9-9900K и Core i7-9700K появятся в продаже, они будут дороже, чем старший восьмиядерник AMD, Ryzen 7 2700X, как минимум на 65 и 25 процентов соответственно. Дополнительный вклад в ценовой разрыв может внести и наблюдаемый в настоящее время дефицит интеловских 14-нм процессоров. Поэтому, вне зависимости от исхода сегодняшнего тестирования, Ryzen 7 2700X, скорее всего, сохранит свое звание «народного» восьмиядерника как минимум благодаря цене.

#Нововведения внутри

Чуть ли не вторым по значимости сделанным в процессорах Coffee Lake Refresh нововведением после добавления вычислительных ядер энтузиасты считают возвращение Intel к использованию в качестве внутреннего интерфейса бесфлюсового припоя. Теплораспределительные крышки всех трёх сегодняшних новинок, восьмиядерных Core i9-9900K, Core i7-9700K и шестиядерного Core i5-9600К, припаяны к процессорному кристаллу. До этого на протяжении нескольких последних лет в массовых процессорах Intel применяла более дешёвый пластичный полимерный термоинтерфейс, и он вызывал немало критики за свою недостаточно высокую теплопроводность. Теперь же, по словам Intel, все подобные претензии должны быть сняты.

Intel обещает, что новый внутренний термоинтерфейсный материал имеет повышенную теплопроводность и Coffee Lake Refresh по сравнению с предшественниками не только будут работать при более низких температурах, но и смогут покорять высокие тактовые частоты в разгоне без каких-либо предварительных манипуляций (скальпирования).

К сожалению, на данный момент нет никаких сведений о том, какой конкретно термоинтерфейсный материал был выбран Intel для новых процессоров, и поэтому окончательные выводы о его эффективности делать пока рано. Но в то же время совершенно очевидно, что переход на припой – это одно из средств, благодаря которым Intel удалось добиться роста номинальных частот новых восьмиядерных процессоров по сравнению с их шестиядерными предшественниками. Ведь технологический процесс, по которому изготавливаются кристаллы Coffee Lake Refresh, остался старым — это 14++ нм.

Строго говоря, Core i9-9900K и Core i7-9700K – далеко не первые интеловские восьмиядерники для настольных систем. Восьмиядерный HEDT-процессор Core i7-5960X был выпущен компанией ещё в 2014 году на базе микроархитектуры Haswell, то есть с применением 22-нм техпроцесса. Никаких проблем с производством подобных кристаллов не возникло у компании даже тогда, несмотря на то, что их площадь доходила до 356 мм2. Но вот частоты в ту пору были заметно ниже: 3,0 ГГц – номинальная и до 3,5 ГГц в турборежиме, да и цена таких процессоров составляла $1 000.

Сейчас же в ходу у Intel третья версия 14-нм техпроцесса, которая, по заявлениям самой компании, является самой удачной технологией в истории, позволяя добиваться отличных показателей выхода годных кристаллов. Именно этот факт и позволил компании двигаться дальше, несмотря на серьёзные затруднения с внедрением технологического процесса с разрешением 10 нм. Полупроводниковый кристалл восьмиядерных процессоров Coffee Lake Refresh имеет площадь порядка 175 мм2, что примерно на 17 процентов больше площади кристалла первоначального Coffee Lake. Но это – всё равно меньше площади кристалла четырёхъядерных Haswell, из чего можно сделать вывод, что себестоимость производства Core i9-9900K и Core i7-9700K относительно невысока и без перехода на более прогрессивную 10-нм технологию. Более того, восьмиядерный интеловский кристалл существенно меньше, чем кристалл восьмиядерного Zen+, площадь которого составляет 213 мм2. А это значит, что имеющийся в распоряжении Intel дизайн и техпроцесс не создают никаких препятствий для выпуска массовых и недорогих восьмиядерных процессоров.

Восьмиядерный полупроводниковый кристалл Coffee Lake Refresh

Как можно заметить по приведённому фото, восьмиядерный кристалл Coffee Lake Refresh получен из шестиядерного Coffee Lake простым добавлением пары ядер без какого-либо изменения внутренней структуры процессора. И это – важная и хорошая новость, ведь она означает, что в процессорах девятого поколения продолжает использоваться внутренняя кольцевая шина (Ring Bus), обеспечивающая высокую пропускную способность и низкие задержки при межъядерном взаимодействии и обмене данными с L3-кешем. Таким образом, Mesh-соединения остаются прерогативой HEDT-процессоров Skylake-X, что можно только приветствовать, поскольку, как показали практические тесты, такой вариант внутренней коммутации ядер для десктопных CPU подходит плохо и приводит к ухудшению производительности.

Несмотря на то, что техпроцесс и микроархитектура Coffee Lake Refresh остались старыми, добавление в кристалл пары вычислительных ядер потребовало от Intel изготовления новых литографических масок. И это показалось инженерам компании подходящим моментом для того, чтобы встроить в новые процессоры аппаратные исправления некоторых разновидностей нашумевших уязвимостей Spectre и Meltdown. Конкретнее, в новых восьмиядерниках успешно закрыты два возможных направления атаки: Variant 3 – Rogue Data Cache Load и Variant 5 – L1 Terminal Fault. Тем не менее до полного устранения всех возможных уязвимостей в механизме спекулятивного исполнения инструкций ещё очень далеко. Поэтому появившиеся в Coffee Lake Refresh аппаратные заплатки совершенно не освобождают пользователя от необходимости установки программных патчей на уровне операционной системы.

Появился среди особенностей Coffee Lake Refresh и ещё один небольшой штрих. Контроллер памяти этих процессоров получил совместимость с 16-гигабитными чипами DDR4 SDRAM, которые в настоящее время может предложить компания Samsung и готовится начать выпускать Micron. Это значит, что системы на базе новых процессоров Core девятого поколения в ближайшей перспективе смогут принимать небуферизованные модули памяти ёмкостью 32 Гбайт. Такие модули DDR4 должны появиться на рынке уже до конца текущего года, и в результате системы премиального уровня на базе Core i9-9900K, Core i7-9700K и Core i5-9600К можно будет комплектовать 128 Гбайт памяти, несмотря на то, что контроллер DDR4 SDRAM этих процессоров обладает лишь двумя каналами.

В то же время в базовой микроархитектуре процессоров Coffee Lake Refresh не произошло ровным счётом никаких изменений. Их вычислительные ядра аналогичны ядрам Coffee Lake, а графическое ядро – это тот же ускоритель UHD Graphics 630, который применяется в Core восьмого поколения. Таким образом, получается, что глубинных улучшений в своих массовых процессорах Intel не делала уже три года и Coffee Lake Refresh по показателю IPC (производительность одного ядра за такт) не отличается от Skylake и Kaby Lake.

Серьёзные усовершенствования в устройстве вычислительных ядер ожидаются только в следующем поколении CPU, известном сегодня под кодовым именем Ice Lake. Такие процессоры должны появиться не ранее второй половины 2019 года, и они уже будут производиться по многострадальной 10-нм технологии.

#Набор логики Intel Z390 и совместимость с материнскими платами

Выпускать с каждым поколением своих процессоров новые наборы логики – давняя интеловская традиция. Так произошло и на этот раз. Анонс Core i9-9900K, Core i7-9700K и Core i5-9600К сопровождает появление набора логики Z390, который, впрочем, достаточно сильно похож на Z370 и к тому же единственным подходящим вариантом платформы для Coffee Lake Refresh не является. Новые процессоры совместимы в том числе и с уже выпущенными платами на базе любых чипсетов, относящихся к трёхсотой серии (естественно, после обновления BIOS).

Но выход Z390 всё равно заслуживает внимания как минимум потому, что он ставит точку в развитии чипсетов трёхсотой серии, открытом оверклокерским Z370 ещё в октябре прошлого года. В апреле в компанию к Z370 добавилась группа из наборов логики H370, B360 и H310, которые, с одной стороны, позиционировались как более дешёвые альтернативы для Z370, но с другой – получили дополнительные возможности, в частности врождённую поддержку 10-гигабитных портов USB 3.1 Gen2 и технологию CNVi, облегчающую реализацию на платах беспроводных интерфейсов. Кроме того, при производстве H370, B360 и H310 стал применяться более совершенный 14-нм техпроцесс.

Выходящий же сейчас новый набор логики Intel Z390 совмещает оверклокерскую сущность Z370 с новыми функциями, появившимися в более доступных чипсетах позднее. В результате флагманские LGA1151v2-материнские платы, основанные на Z390, смогут получить до шести портов USB 3.1 Gen2 без использования дополнительных контроллеров, а также, при желании производителя, будут снабжаться беспроводным сетевым интерфейсом 802.11ac. Правда, Wi-Fi на платах с чипсетом Z390 – совсем не бесплатная добавка. Необходимая радиочасть обойдётся производителю в дополнительные $15, поэтому поддержку беспроводных интерфейсов получат лишь наиболее «навороченные» продукты.

С точки зрения остальных возможностей Z390 полностью соответствует Z370. Он поддерживает разгон процессора, имеет поддержку RAID-массивов (в том числе и из NVMe-накопителей) и совместим с технологией Intel Optane. Иными словами, Z390 – простое инкрементальное обновление предыдущего чипсета, совмещённое с попутным переводом производства на 14-нм техпроцесс. И то и другое – не слишком значительные для конечных пользователей изменения, поэтому если у вас уже есть хорошая плата на базе Z370, то переходить на Z390 никакого смысла нет. Просто обновите прошивку, и ваша платформа будет полностью готова к тому, чтобы принять процессоры Core девятого поколения.

  Z390 Z370 H370 B360 H310
Поддержка процессоров Intel LGA1151v2 (Coffee Lake и Coffee Lake Refresh)
Техпроцесс 14 нм 22 нм 14 нм
PCI Express 3.0 (через CPU) 1×16
2×8
1×8+2×4
1×16
Каналы памяти/DIMM на канал 2/2 2/1
Порты HSIO, всего 30 24 14
Линии PCI Express 3.0 (через чипсет) 24 20 12 6 (PCIe 2.0)
Поддержка разгона Есть Нет
Порты USB, всего 14 12 10
Порты USB 3.1 Gen2/Gen1 6/10 0/10 4/8 4/6 0/4
Порты SATA 6 4
Rapid Storage Technology (RST) Есть Нет
Число PCIe-устройств с поддержкой RST 3 2 1 0
Поддержка RAID Есть Нет
Поддержка в RST устройств, подключённых к CPU Есть Нет
Intel Optane Memory Есть Нет
Intel Gigabit LAN Есть
Интегрированный WLAN-ac (CNVi) Есть Нет Есть
Цена (ориентировочно) $$$$$ $$$$ $$$ $$ $

В Z390 не добавилось даже поддержки дополнительных линий PCI Express. Как и в прошлом флагманском чипсете для LGA1151v2-процессоров, в Z390 имеется 30 HSIO-портов, из которых до 24 портов могут быть сконфигурированы как линии PCI Express 3.0. Однако поскольку те же порты HSIO используются для реализации USB, SATA и LAN, на реальных материнских платах число взятых от чипсета линий PCI Express будет несколько ниже.

Производители материнских плат подготовили к сегодняшнему дню очень широкий ассортимент продуктов на базе Z390: известно о существовании как минимум пяти десятков подобных предложений. Цены на такие платы начинаются с $130: самые дешёвые платы – Gigabyte Z390 UD и MSI Z390-A PRO; и заканчиваются на отметке $600 – своеобразный рекорд установила MSI MEG Z390 GODLIKE. Интересно, что среди разнообразных вариантов материнок есть платы с поддержкой Thunderbolt 3, с 2,5-Гбит сетевым контроллером Realtek и даже с PCIe-мостом PLX. Однако главное, чем в большинстве случаев смогут похвастать новые платформы, – это улучшенные схемы питания, оптимизированные для разгона восьмиядерных процессоров.

Тем не менее повторимся: новые процессоры семейства Coffee Lake Refresh не требуют перехода на новые платы в обязательном порядке. Восьмиядерные новинки совместимы с процессорным гнездом LGA1151v2, и для них установлены те же самые границы по предельному тепловыделению и энергопотреблению, что и для их шестиядерных предшественников, поэтому нужда в усиленных схемах питания на материнских платах может возникать лишь при достаточно серьёзном разгоне новинок.

(Если вы еще не читали: Обзор ASUS ROG STRIX Z390-E GAMING: какая плата необходима для разгона 8-ядерных чипов Intel)

#Core i9-9900K в подробностях

Core i9-9900K – это процессор, аналогов которого у Intel до сих пор не существовало. Представители серии Core i9 появились в ассортименте микропроцессорного гиганта в прошлом году, но изначально под этим именем предлагались исключительно многоядерные CPU, нацеленные на HEDT-системы. Теперь же всё изменилось, и ореол обитания Core i9 распространяется и на массовые десктопы, создаваемые вокруг платформы LGA1151v2. Но это не значит, что Core i9-9900K попадает в обычную для массовых процессоров ценовую категорию. Появление такого предложения знаменует значительное увеличение цены старших решений в рамках платформы LGA1151v2. И если в эпоху Coffee Lake самый дорогой процессор семейства имел официальную стоимость $359, то для Core i9-9900K назначена на треть более высокая цена — $488.

Впрочем, заплатить здесь действительно есть за что. Core i9-9900K приносит в типовую десктопную платформу возможности HEDT-систем и предлагает массовым пользователям восемь вычислительных ядер с поддержкой Hyper-Threading. Раньше для того, чтобы получить подобный набор, пользователям интеловских систем приходилось ориентироваться на LGA2066-процессор Core i7-7820X, стоимость которого составляет $600. Теперь же подобные возможности доступны по меньшей цене в рамках менее дорогой платформы.

Впрочем, Core i9-9900K всё же заметно отличается от представителей семейства Skylake-X, ведь это не аналог серверного процессора, а более простой продукт для систем «гражданского применения», в конечном итоге развивающий возможности Core i7-8700K.

  Core i9-9900K Core i7-8700K Core i7-7820X
Кодовое имя Coffee Lake Refresh Coffee Lake Skylake-X
Технология производства, нм 14++ 14++ 14+
Ядра/потоки 8/16 6/12 8/16
Базовая частота, ГГц 3,6 3,7 3,6
Частота Turbo Boost, ГГц 5,0 4,7 4,5
L2-кеш, Кбайт на ядро 256 256 512
L3-кеш, Мбайт 16 12 11
Поддержка памяти 2 канала DDR4-2666 2 канала DDR4-2666 4 канала DDR4-2666
Интегрированная графика GT2: 24 EU GT2: 24 EU Нет
Макс. частота графического ядра, ГГц 1,2 1,2 -
Линии PCI Express 3.0 16 16 28
TDP, Вт 95 95 140
Сокет LGA1151v2 LGA1151v2 LGA2066
Официальная цена $488 $359 $589

Как следует из таблицы, по сравнению с HEDT-восьмиядерником Core i9-9900K имеет заметно более низкое тепловыделение, но при этом совсем не уступает ему в тактовых частотах. И даже более того, турборежим у Core i9-9900K более агрессивен, чем в любых других CPU, выпущенных Intel ранее. Максимальную частоту 5,0 ГГц этот процессор может удерживать при нагрузке как на одно, так и на два ядра, а при нагрузке на все ядра частота может доходить до 4,7 ГГц.

  Номинальная частота, ГГц Максимальная частота Turbo Boost 2.0, ГГц
1 ядро 2 ядра 3 ядра 4 ядра 5 ядер 6 ядер 7 ядер 8 ядер
Core i9-9900K 3,6 5,0 5,0 4,8 4,8 4,7 4,7 4,7 4,7
Core i7-7820X 3,6 4,3 4,3 4,1 4,1 4,0 4,0 4,0 4,0

Разница в предельных частотах турборежима Core i9-9900K и Core i7-7820X впечатляет, ведь новый LGA1151v2-восьмиядерник обещает разгоняться на 700 МГц сильнее. Однако тут нужно сделать несколько оговорок. Во-первых, HEDT-процессоры имеют поддержку технологии Turbo Boost Max 3.0, которая может разгонять два специально отобранных на этапе производства ядра до более высокой частоты – 4,5 ГГц применительно к Core i7-7820X. Аналог этой технологии в Core i9-9900K не предусмотрен. Во-вторых, Core i9-9900K, в отличие от процессоров для платформы LGA2066, серьёзно ограничен рамками теплового пакета. В результате максимальные турбочастоты, указанные в спецификации, этот процессор может держать лишь кратковременно, а при длительной нагрузке реальная частота определяется исходя из того, чтобы энергопотребление и тепловыделение не выходило за заданные спецификацией 95 Вт. Поэтому рассчитывать, что Core i9-9900K всегда работает на частоте 4,7 ГГц и выше не стоит. Реальная картина сильно отличается.

Для того, чтобы проиллюстрировать, на какие рабочие режимы могут рассчитывать владельцы Core i9-9900K, мы построили следующую диаграмму, на которой приведена реально наблюдаемая частота процессора при выполнении теста Cinebench R15 с задействованием различного числа потоков.

Здесь очень наглядно видно, что при нарастании нагрузки реальная частота работы процессора уходит к значениям порядка 4,2-4,3 ГГц. Причём, обеспечивается она лишь в том случае, когда нагрузка не использует AVX-инструкций. С вкраплением же в нагрузку векторных команд такого типа снижение реальной частоты может быть ещё более существенным. Иными словами, заявленные в спецификации частоты в окрестности 5,0 ГГц – это лишь верхняя граница для рабочих режимов.

Почему сделано именно так, нетрудно понять, если включить разгон процессора через функцию Multi-Core Enhancements, которая деактивирует контроль за реальным потреблением и тепловыделением процессора. В этом случае процессор получает возможность всегда работать на максимальных целевых частотах, определённых технологией Turbo Boost 2.0, но в результате его энергопотребление и температуры достигают очень высоких значений.

Например, при включении функции Multi-Core Enhancements для нашего экземпляра Core i9-9900K наблюдался рост потребления CPU под нагрузкой до 230 Вт (что почти в два с половиной раза превышает паспортное значение). С охлаждением столь горячего процессора могла справиться лишь производительная система жидкостного охлаждения (мы пользовались СВО NZXT Kraken X72), но даже с ней температуры процессорных ядер доходили до 90 градусов.

Здесь уместно было бы вспомнить о том, что в Coffee Lake Refresh компания Intel обещала вернуться к эффективному внутреннему термоинтерфейсу на основе пайки. Однако, честно говоря, проявляется этот фактор не так явно, как того хотелось бы. Да, 230 Вт тепла со старой полимерной пастой под крышкой снять с процессорного кристалла было бы вряд ли возможно вообще, но скальпированные Core i7-8700K с жидким металлом в подобных условиях, кажется, охлаждались лучше.

Увеличение эффективности внутреннего термоинтерфейса нетрудно проверить путём сопоставления температур Core i7-8086K с полимерной термопастой и Core i9-9900K с припоем. Для того, чтобы результат такого эксперимента имел физический смысл, несмотря на различия в числе ядер и прочих характеристиках, мы сравнили два процессора разных поколений при работе в режимах с примерно одинаковым энергопотреблением. Для Core i7-8086K был выбран разгон до 4,8 ГГц при напряжении 1,225 В – при таких установках потребление процессора при прохождении Prime95 29.4 составляло порядка 170 Вт. Примерно такое же потребление в Prime95 у Core i9-9900K было получено при выборе частоты 4,4 ГГц с установкой напряжения 1,075 В. И заметная разница в температурах чипов при использовании для отвода тепла одной и той же системы жидкостного охлаждения в этом случае действительно имелась.

Core i7-8086K @ 170 Вт
 
Core i9-9900K @ 170 Вт

В то время как рассеивающий 170 Вт тепла Core i7-8086K грелся до 98 градусов, выделяющий ровно столько же тепловой энергии Core i9-9900K имел рабочую температуру 83 градуса. Таким образом, возросшая эффективность внутреннего термоинтерфейса в Core i9-9900K действительно подтверждается.

Однако попутно интеловский восьмиядерник преподносит неразрешимую загадку, показывая по сравнению с шестиядерными Coffee Lake сильно выросшее энергопотребление и тепловыделение. Посудите сами: если шестиядерный Coffee Lake на частоте 4,8 ГГц при напряжении 1,225 В в тесте Prime95 29.4 потребляет около 170 Вт, то Core i9-9900K при похожих настройках развивает ужасающее потребление на уровне 270 Вт, быстро и эффективно отвести которые от процессора крайне проблематично.

Почему добавление двух вычислительных ядер в полупроводниковом кристалле приводит к росту потребления на 60 процентов, совершенно непонятно, ведь никаких изменений в микроархитектуре и технологическом процессе у Coffee Lake Refresh нет. В то же время неизвестно откуда взявшееся непомерное тепловыделение Core i9-9900K – это большая проблема, из-за которой о сколь-нибудь результативном разгоне этого процессора в постоянном компьютере, похоже, придётся забыть. По крайней мере, без использования каких-то специальных высокоэффективных методов охлаждения.

Core i9-9900K – единственный на данный момент процессор для потребительской платформы LGA1151v2, который предлагает пользователям восемь ядер с поддержкой технологии Hyper-Threading. Поэтому избежать его сопоставления с Ryzen 7 2700X не получится при всём желании. Однако нужно понимать, что с точки зрения позиционирования интеловское предложение относится к несколько иной ценовой категории, так как стоит Core i9-9900K как минимум в полтора раза дороже. Тем не менее, таблицу сравнения спецификаций Core i9-9900K и Ryzen 7 2700X мы всё-таки приведём.

  Intel Core i9-9900K AMD Ryzen 7 2700X
Сокет LGA1151v2 Socket AM4
Ядра/потоки 8/16 8/16
Базовая частота 3,6 ГГц 3,7 ГГц
Турбо-режим 5,0 ГГц 4,3 ГГц
Разгон Есть Есть
L2-кеш 256 Кбайт на ядро 512 Кбайт на ядро
L3-кеш 16 Мбайт 2 x 8 Мбайт
Память DDR4-2666 DDR4-2933
Линии PCIe 3.0 16 16
Графическое ядро Есть Нет
TDP 95 Вт 95 Вт
Официальная цена $488 $329

По формальным характеристикам кажется, что преимущество Core i9-9900K может быть обусловлено главным образом тактовой частотой, но на самом деле не нужно забывать и о сильных сторонах архитектуры Core, которая обладает более высокой удельной производительностью, не имеет явных узких мест в межъядерных соединениях и обладает отлаженным и низколатентным контроллером памяти. Именно по этой причине назначенная Intel на Core i9-9900K цена не кажется неоправданно завышенной. Впрочем, более определённые выводы мы сможем сделать по результатам тестов.

Следующая страница →
 
⇣ Содержание
Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме
⇣ Комментарии
Прежде чем оставить комментарий, пожалуйста, ознакомьтесь с правилами комментирования. Оставляя комментарий, вы подтверждаете ваше согласие с данными правилами и осознаете возможную ответственность за их нарушение.
Все комментарии премодерируются.
Комментарии загружаются...
Soft
Hard
Тренды 🔥