MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
⇣ Содержание
Опрос
|
реклама
Core i9-9900X против Core i9-9900K: буква меняет всё
Платформа LGA2066 и процессоры семейства Skylake-X были представлены Intel более полутора лет тому назад. Изначально это решение нацеливалось компанией на сегмент HEDT, то есть на высокопроизводительные системы для пользователей, которые занимаются созданием и обработкой контента, ведь Skylake-X содержали существенно большее количество вычислительных ядер по сравнению с привычными представителями семейств Kaby Lake и Coffee Lake. Однако за время, прошедшее с появления Skylake-X, ландшафт на процессорном рынке существенно изменился, и сегодня достаточно доступные CPU могут иметь шесть или даже восемь вычислительных ядер, а перспективные массовые CPU, которые должны выйти в течение этого года, могут получить десять или даже двенадцать ядер. Делает ли это Skylake-X бесполезными чипами? Скорее всего, нет. Во-первых, среди представителей этой серии существуют предложения с 16 и 18 ядрами, и подобных им массовых вариантов в ближайшее время на рынке точно не будет. Во-вторых, в платформе LGA2066 заложены и другие преимущества, отличающие их от обычных потребительских процессоров, например превосходство в числе каналов памяти и доступных линий PCI Express. Поэтому косметическое обновление модельного ряда Skylake-X, которое микропроцессорный гигант провёл в конце прошлого года, показалось вполне закономерным – оно прекрасно вписывалось в принятый у Intel график ежегодных анонсов. Однако отношение производителя к своим HEDT-новинкам немного удивило: компания не только не стала пересматривать цены, но и к тому же отказалась предоставлять образцы процессоров IT-прессе, ограничившись лишь формальной презентацией и последующим началом продаж.  Судя по всему, компания посчитала новые Skylake-X вторичными и неинтересными продуктами, однако мы с такой формулировкой в корне не согласны. Да, количество вычислительных ядер у представителей этого модельного ряда в процессе обновления не увеличилось. Однако в них воплощены другие интересные усовершенствования: новинки получили возросшие тактовые частоты, увеличенный объём L3-кеша, а также улучшенный внутренний термоинтерфейс. Поэтому мы всё же решили уделить обновленным Skylake-X некоторое внимание, в чём нам сильно помог компьютерный магазин «Регард», согласившийся предоставить для исследования пару новых LGA2066-десятиядерников: Core i9-9820X и Core i9-9900X. К тому же с самого момента анонса Skylake-X Refresh нам не давал покоя вопрос: почему для старшего десятиядерного HEDT-процессора Intel выбрала сходное до степени смешения название с популярным массовым восьмиядерником Core i9-9900K? Что это означает? И вот теперь у нас появился шанс разобраться… ⇡#Модельный ряд Skylake-X Refresh О появлении новых LGA2066-процессоров с модельными номерами из девятитысячной серии Intel объявила ещё в октябре прошлого года. В число новинок вошло семь моделей: шесть процессоров серии Core i9 с числом ядер от 10 до 18 и восьмиядерная модель Core i7 условно начального уровня. Никаких шестиядерников и четырёхъядерников для LGA2066 в новом поколении больше не предусматривается, что на фоне бурного роста возможностей платформы LGA1151v2 совершенно не удивительно.
Самым заметным изменением в процессорах, перечисленных в таблице, если сравнивать с предшествующими моделями Skylake-X семитысячной серии, стал рост тактовых частот. Номинальные частоты поднялись на 200-600 МГц, а максимальные частоты, достигаемые при включении турборежима, выросли на 200-300 МГц. Кроме того, у младших представителей серии увеличился объем кеш-памяти третьего уровня. Раньше он рассчитывался исходя из правила «1,375 Мбайт на ядро», а теперь на каждое ядро может приходиться примерно до 2 Мбайт кеша. И последнее: контроллер PCI Express восьмиядерного Core i7-9800X был полностью разблокирован, благодаря чему этот процессор получил в своё распоряжение все 44 линии, которые ранее были доступны только в процессорах с числом ядер 10 и более. Однако все эти приятные перемены повлекли за собой и рост тепловыделения. В то время как первое поколение Skylake-X имело тепловой пакет, ограниченный рамками 140 Вт, в новых процессорах характеристика TDP увеличена до 165 Вт. Иными словами, за повышенные частот, которые присвоены новым процессорам без каких-либо принципиальных перемен в применяемом для их выпуска 14-нм технологическом процессе, приходится расплачиваться расширившимися энергетическими и тепловыми пределами. Правда, сама Intel при этом утверждает, что поднять скоростные характеристики позволило внедрение производственной технологии третьей версии с условным названием 14++ нм, по которой сейчас изготавливаются процессоры Coffee Lake и Coffee Lake Refresh. И если бы не это, то тепловыделение могло бы быть ещё выше. Но опасаться, что новые Skylake-X могут быть подвержены перегреву, причин нет. Снизить рабочие температуры новых процессоров должен улучшенный термоинтерфейсный материал под теплораспределительной крышкой. Место применявшейся ранее полимерной термопасты занял припой с заведомо более высокой теплопроводностью.  Но всё, о чём сказано выше, – это лишь вершина айсберга. Дело в том, что изменение спецификаций, и в первую очередь увеличение объёмов кеш-памяти третьего уровня, имеет под собой гораздо более неожиданную основу. Теперь для выпуска HEDT-процессоров Intel стала использовать несколько иные «по смыслу» полупроводниковые кристаллы. Означает это следующее: HEDT-процессоры всегда представляли собой десктопную разновидность серверных чипов. Традиционно Intel брала младшие модификации Xeon, адаптировала к ним контроллер памяти и некоторые другие характеристики и переносила их в десктопное окружение. При этом, в то время как для своих серверных продуктов Intel производила три варианта полупроводниковых кристаллов: LCC (Low Core Count) с 10 ядрами, HCC (High Core Count) c 18 ядрами и XCC (eXtreme Core Count) c 28 ядрами, в десктопные HEDT-процессоры попадали только наиболее простые версии кристаллов. Так, в процессорах Skylake-X первого поколения с 6, 8 и 10 ядрами использовался кристалл LCC, а в модификациях с 12, 14, 16 и 18 ядрами применялся кристалл HCC.  В обновлённых же Skylake-X, о которых речь идёт сегодня, младший вариант кристалла LCC больше не применяется. Все новые HEDT-процессоры девятитысячной серии, в том числе и восьми- и десятиядерные варианты, базируются на кристалле HCC. То есть даже в Core i7-9800X или Core i9-9900X потенциально имеется 18 ядер, но значительная их часть аппаратно заблокирована на стадии производства. Такое странное на первый взгляд решение было принято как раз ради увеличения объёма кеш-памяти в новых процессорах. Внутреннее устройство Skylake-X предполагает, что на каждое вычислительное ядро выделяется порция кеш-памяти объёмом 1,375 Мбайт. И если бы в том же Core i9-9900X использовался младший кристалл LCC, более 13,75 Мбайт L3-кеша этот процессор заведомо получить бы не мог. Более крупный кристалл HCC в этом плане гибче, в нём в общей сложности заложено 24,75 Мбайт кеша, и этот увеличенный объём частично задействован в восьми- и десятиядерных процессорах новой волны. 
Полупроводниковый кристалл Skylake-X HCC В результате все Skylake-X стали унифицированы по дизайну, но обратной стороной такой унификации стало повсеместное применение очень крупного полупроводникового кристалла с площадью около 485 мм2, что более чем в два с половиной раза превосходит площадь кристалла восьмиядерных Coffee Lake Refresh. Это значит, что любой из LGA2066-процессоров девятитысячной серии имеет существенно более высокую себестоимость в сравнении с тем же Core i9-9900K. Но несмотря на это, восьмиядерный Core i9-9800X в официальном прайс-листе оценён всего на $100 дороже, чем Core i9-9900K. Поэтому резонно предположить, что производство восьми- и десятиядерных процессоров на основе 18-ядерных кристаллов всё-таки имеет для Intel какой-то экономический смысл, например компания пользуется этой возможностью для реализации полупроводниковых кристаллов с большим числом производственных дефектов, которые до сих пор не могли найти достойного применения. ⇡#Подробнее о десятиядерных Core i9-9900X и Core i9-9820X Для проведения тестирования мы взяли два десятиядерных процессора «новой волны» – Core i9-9900X и Core i9-9820X. Несмотря на то, что эти CPU переехали на новый кристалл HCC, по сравнению с Core i9-7900X они изменились не так уж и сильно. Обычно Intel при выпуске вторых поколений процессоров для прошлых разновидностей платформы HEDT переводила их на более новую микроархитектуру, но сейчас этого не произошло. Изменения коснулись лишь численных параметров, качественно же в лице Core i9-9900X и Core i9-9820X мы имеем почти то же самое, что предлагал и десятиядерный Core i9-7900X образца 2017 года.  Но зато у Skylake-X второго поколения нет никаких проблем с совместимостью: они превосходно работают в имеющихся LGA2066-материнских платах, основанных на наборе системной логики Intel X299. Как и предшественники, они обладают четырёхканальным контроллером DDR4-памяти, а встроенный в них контроллер PCI Express 3.0 поддерживает 44 линии, которые в теории могут быть раздроблены на произвольное число слотов — от трёх до одиннадцати. Тем не менее полупроводниковый кристалл HCC, лежащий в основе Core i9-9900X и Core i9-9820X, несколько отличается от кристаллов, которые использовались в старших Skylake-X раньше. Хотя формальный степпинг сохранил номер M0, который был характерен для первоначальных версий Skylake-X с числом ядер более 12, теперь Intel стала применять в производственном процессе видоизменённые литографические маски в связи с задействованием более зрелого техпроцесса 14++ нм вместо прошлого техпроцесса 14+ нм. Ключевое различие технологий состоит в немного большем шаге между затворами транзисторов, что, как мы уже видели на примере Coffee Lake, положительно сказывается на частотном потенциале. На уровне же микроархитектуры изменений нет совсем. Удивительно, но в новые процессоры Skylake-X Refresh не попали даже никакие аппаратные исправления для борьбы с уязвимостями Meltdown и Spectre. И это очень странно на фоне того, что в параллельном продукте Coffee Lake Refresh, вышедшем в то же время, определённые заплатки уже появились. Например, современные LGA1151v2-процессоры защищены от атак Meltdown (Variant 3) и L1TF (Variant 5) на аппаратном уровне. Но самое обидное даже не это. Основной повод для расстройства – отсутствие каких-либо перемен в схеме объединения компонентов процессора в единое целое. В Skylake-X Refresh продолжает использоваться одноранговая ячеистая Mesh-сеть, наложенная поверх массива процессорных ядер. Такая схема межъядерных соединений хорошо показывает себя при значительном увеличении числа ядер в серверных процессорах, но для HEDT-продуктов с не слишком высоким числом ядер она подходит гораздо хуже традиционной кольцевой шины, вызывая драматическое увеличение задержек. Одним из методов борьбы с этим негативным эффектом могло бы стать ускорение Mesh-соединений, но здесь всё осталось по-старому. Частота работы межсоединений как в прошлых, так и в нынешних Skylake-X установлена на отметке 2,4 ГГц, поэтому L3-кеш и контроллер памяти у LGA2066-процессоров имеют заметно худшую латентность на фоне массовых Coffee Lake Refresh. Правда, отчасти это компенсируется расширенной кеш-памятью второго уровня, которая у Skylake-X имеет объём 1 Мбайт на ядро, а не в четыре раза меньше. Всё это легко проиллюстрировать графиком латентности подсистемы памяти процессоров Skylake-X нынешнего поколения в сравнении с Coffee Lake Refresh. Он явно показывает отсутствие улучшений в ситуации с задержками у новых HEDT-процессоров.   Зато новые десятиядерники могут похвастать прогрессом в тактовых частотах и в размере кеш-памяти. Например, Core i9-9900X обладает виктимным L3-кешем объёмом 19,25 Мбайт, что на 40 % превышает размер кеша в прошлом десятиядерном процессоре, Core i9-7900X. Базовая частота новой модели при этом увеличилась с 3,3 до 3,5 ГГц, но максимальная частота Core i9-9900X в турборежиме может доходить до тех же 4,5 ГГц, которые были доступны и десятиядернику прошлого поколения. В обоих случаях достижение отметки 4,5 ГГц требует использования технологии Turbo Boost Max 3.0, с традиционным же турборежимом максимальной частотой для Core i9-9900X является 4,4 ГГц.  Впрочем, на практике ситуация с частотами Core i9-9900X складывается несколько иначе. При нагрузке на все ядра процессор работает на частоте 4,1 ГГц.  Если эта нагрузка задействует AVX-инструкции, частота процессора снижается до 3,8 ГГц.  А наиболее ресурсоёмкие 512-битные инструкции из нового набора AVX-512 при полной нагрузке на все ядра заставляют процессор сбавлять обороты до 3,4 ГГц, что, надо заметить, даже ниже объявленной в спецификациях номинальной частоты.  Если говорить о десятиядерном Core i9-9820X, который стоит на ступеньку ниже, то он отличается от своего старшего собрата главным образом объёмом кеш-памяти третьего уровня, которая у него урезана до 16,5 Мбайт. Немного ниже и паспортные частоты, однако не нужно забывать, что все HEDT-процессоры компании Intel имеют свободные множители, что позволит энтузиастам проигнорировать этот недостаток.  Тем не менее номинальная частота Core i9-9820X – 3,3 ГГц, а максимальная частота в турборежиме – 4,1 или 4,2 ГГц в зависимости от того, идёт ли речь о технологии Turbo Boost 2.0 или Turbo Boost Max 3.0. На практике при эксплуатации процессора с настройками по умолчанию и нагрузке на все ядра Core i9-9820X способен работать на частоте 4,0 ГГц.  Если нагрузка использует AVX-инструкции, процессор снижает частоту работы до 3,8 ГГц.  А в режиме AVX-512 частота Core i9-9820X падает до номинала – 3,3 ГГц.  Говоря о том, чем новые десятиядерные LGA2066-процессоры лучше старого Core i9-7900X, нельзя не напомнить о свершившемся в них переходе на использование более эффективного внутреннего термоинтерфейса. Теплорассеивающая крышка теперь припаяна к кристаллу аналогично тому, как это сделано в Coffee Lake Refresh. Intel говорит, что за счёт этого новые процессоры эффективнее охлаждаютсяи работают на более низких температурах, однако существует два но. Во-первых, используемый Intel припой не вызывает особого восторга в рядах оверклокеров, поскольку он менее эффективен, чем жидкий металл. И во-вторых, теперь для большинства энтузиастов оказалась недоступна процедура скальпирования: снять крышку, не повредив процессор, стало очень сложно, поэтому улучшить имеющийся термоинтерфейс крайне затруднительно. В завершение рассказа о характеристиках Core i9-9900X и Core i9-9820X стоит упомянуть и о ценах. Здесь Intel не стала проявлять какую-либо фантазию и установила стоимость старшего десятиядерника Core i9-9900X в те же $989, которые она просила за процессор Core i9-7900X, относящийся к прошлому поколению. Но зато Core i9-9820X стоит на $100 дешевле, что делает его более привлекательным предложением для энтузиастов, ведь меньший на 15 % L3-кеш вряд ли как-то сильно скажется на производительности, а номинальные тактовые частоты для настоящих энтузиастов высокой производительности не имеют никакого значения. ⇡#Тестовая платформа: материнская плата MSI MEG X299 Creation Представители семейства Skylake-X Refresh прекрасно работают в старых LGA2066-материнских платах на наборе системной логики X299, которые были выпущены ещё в 2017 году. Однако некоторые из производителей материнок всё же решили освежить свои предложения. Например, компания MSI предложила MEG X299 Creation – новую LGA2066-платформу верхнего уровня с рекомендованной ценой в районе $600. Именно её мы решили выбрать в качестве основы тестовой системы, посчитав, что новые процессоры логичнее тестировать в новом окружении.  Концептуальное преимущество MSI MEG X299 Creation перед более ранними продуктами заключается в том, что в её дизайне учтён накопившийся полуторалетний опыт эксплуатации платформы LGA2066. Поэтому в этой плате серьёзно усилен конвертер питания процессора, что делает её хорошо подходящей как для старших многоядерных Skylake-X прошлого поколения, так и для новых процессоров девятитысячной серии, которые увеличили свои энергетические аппетиты. Кроме того, последние тенденции таковы, что геймеры теряют интерес к платформе LGA2066, поскольку более доступные системы, построенные на процессорах в LGA1151v2-исполнении, предлагают более чем достаточное для игровых применений количество ядер. В результате LGA2066 планомерно становится экосистемой с явной ориентацией на рабочие станции, и MSI MEG X299 Creation учитывает такую перемену специфики, предлагая возможности, которые в первую очередь востребованы у профессиональных создателей контента, а не у геймеров. В модельном ряду MSI уже существует похожая по характеристикам материнская плата MSI MEG X399 Creation для процессоров Ryzen Threadripper. Попавшая же в наши руки MEG X299 Creation является её аналогом, но для HEDT-процессоров Intel. Поэтому ещё до того, как коробка с платой была вскрыта, мы уже знали, к чему примерно стоит готовиться. Это должна была быть максимально нафаршированная платформа с прицелом на поддержку всех новейших интерфейсов и расширенными возможностями в области организации систем хранения данных. И естественно, такая плата просто обязана иметь привлекательное внешнее оформление и быть выполненной в увеличенном форм-факторе E-ATX (305 × 272 мм).  Главная фишка платы, которая тотчас же бросается в глаза, – наличие сразу трёх 8-контактных разъёмов питания, подчёркивающих усиленную схему питания. Однако все их задействовать не обязательно: плата может работать с подключением одного или двух кабелей. Сразу три разъёма могут потребоваться лишь в исключительных случаях: например, при разгоне 18-ядерного Core i9-9980X. Конвертер питания процессора – предмет особой гордости разработчиков MSI MEG X299 Creation, поскольку он собран в расчёте на самые прожорливые процессоры. Используется схема с 12 фазами на процессор, одной фазой VCSSA и ещё одной вспомогательной фазой VCCIO. Все греющиеся элементы конвертера закрыты массивным двухсекционным радиатором сложной формы со встроенной тепловой трубкой. Такого охлаждения должно быть более чем достаточно для обеспечения работы всех силовых элементов в благоприятном режиме.  Каждая фаза конвертера питания собрана на базе интегрированной DrMOS-сборки Infineon TDA21472 с максимальным током до 70А, что означает способность платы подать на процессор ток до 840 А — уровень, который вряд ли будет затребован даже 18-ядерным процессором в самом адском разгоне. В связке с этими элементами работают надёжные полимерные конденсаторы, рассчитанные на десятилетний срок службы, и катушки TITANIUM CHOKE II с повышенным КПД и низким эквивалентным последовательным сопротивлением. Управляет же всей схемой питания в совокупности 8-фазный ШИМ-контроллер International Rectifier IR35201, и это означает, что в конвертере используются умножители фаз.  Впрочем, не нужно думать, что на MSI MEG X299 Creation можно также обнаружить и обилие оверклокерских органов управления. В действительности их число ограничено базовым набором: есть аппаратные кнопки Power и Reset, POST-контроллер, а также переключатель профилей разгона Game Boost. Также на плате имеется две микросхемы BIOS и переключатель, позволяющий выбрать активный чип. Никаких же более продвинутых инструментов плата не предоставляет, и это даёт понять, что перед нами не совсем оверклокерская плата, а скорее надёжная платформа для рабочей станции.  Процессорное гнездо LGA2066 на MSI MEG X299 Creation обрамлено с двух сторон группами по четыре слота DDR4 DIMM, для которых производитель обещает поддержку частот DDR4-4200 и выше. Таким образом, плата может принять до 128 Гбайт скоростной оперативной памяти. Также на плате предусмотрено четыре слота PCIe, подключенных напрямую к процессору. Эти слоты работают по схеме x16/ x0/ x16/ x8 либо x8/ x8/ x16/ x8 — в зависимости от того, задействуется ли второй слот. Кроме того, на плате есть и единичный слот PCIe x1, за работу которого отвечает набор системной логики.  Отдельного внимания заслуживает система охлаждения чипсета. Она имеет воистину гигантский размер и раскидывает свои «щупальца» в промежутки между слотами PCIe, где прикрывает слоты M.2, позволяя отводить тепло в том числе и от установленных в плату NVMe-накопителей. После демонтажа части радиатора можно убедиться, что плата позволяет разместить на себе сразу три M.2-накопителя, причём два из них могут иметь максимально габаритный форм-фактор 22110.  Ещё один массивный кожух скрывает заднюю кромку платы, где расположились не только внешние порты, но и выведенные на заднюю панель кнопки. Их две: сброс настроек CMOS и BIOS Flashback для перепрошивки BIOS без необходимости установки в плату процессора и памяти. Список же выведенных на заднюю панель интерфейсных разъёмов включает порт PS/2, шесть портов USB 3.1 Gen1, по одному порту USB 3.1 Gen2 Type-A и Type-C, пять позолоченных аналоговых 3,5-мм аудиогнёзд и оптический выход S/PDIF. Кроме того, тут же находятся два сетевых порта: гигабитный, за который отвечает контроллер Intel, и 2,5-гигабитный, реализованный через контроллер Realtek. По соседству установлен и беспроводной модуль Intel Wireless-AC 9260, благодаря которому к спецификациям платы добавляется поддержка 802.11ac и Bluetooth 5.0.  Что касается внутренних интерфейсов, то на MEG X299 Creation можно обнаружить восемь портов SATA 6 Гбит/с, порт U.2, два разъёма USB 3.1 Gen1 и разъём USB 3.1 Gen2. Звуковой тракт на рассматриваемой плате собран на базе высококачественного кодека Realtek ALC1220 со всеми современными подходами и «присадками». Например, фронтальные выходы оснащены операционным усилителем TI OPA1652 с ультранизкими гармоническими искажениями, который обычно используется в аудиоустройствах высокого класса. Помимо мощного конвертера питания и развитых возможностей расширения, MEG X299 Creation интересна и парой аксессуаров, которыми компания MSI решила дополнить свою плату. Во-первых, это – дочерняя карта M.2 Xpander-AERO, предназначенная для M.2-накопителей с интерфейсом PCI Express.  Устанавливаемая в полноскоростной слот PCIe 3.0 x16 карта M.2 Xpander-AERO разделяет шину на четыре слота M.2 с PCIe x4-интерфейсом, что позволяет не только подключить к системе большое количество NVMe-накопителей, но и сформировать из них RAID-массив. Одно из важных свойств M.2 Xpander-AERO – активная система охлаждения с алюминиевым радиатором и вентилятором TORX, похожая на кулер, применяемый в видеокарте GTX 1060 AERO ITX, и способная эффективно отводить тепло от установленных накопителей. Нельзя не отметить, что, кроме всего прочего, плата M.2 Xpander-AERO предлагает собственный температурный мониторинг установленных в неё накопителей, а также имеет собственную силовую схему, подключаемую к 6-контактному кабелю от блока питания.  Второй важный аксессуар – дочерняя карта THUNDERBOLT M3, которая добавляет к списку внешних интерфейсных разъёмов на MSI MEG X299 Creation два порта Thunderbolt 3 в виде USB Type-C. Стоит заметить, что на карте реализованы два входных порта DisplayPort, поэтому порты Thunderbolt 3 в данном случае получаются совершенно полноценными – в том числе с возможностью подключения внешних дисплеев.  Развитая функциональность и продуманный дизайн, безусловно, выделяют MSI MEG X299 Creation на фоне X299-материнок прошлого поколения. Но гораздо важнее, что эта плата отличается полностью предсказуемой работой. Разработчики сумели вложить в MEG X299 Creation весь накопленный опыт создания продуктов для экосистемы LGA 2066, и благодаря этому данная материнская плата смогла стать отличной платформой для тестирования новых десятиядерников. Она предлагает богатые и корректно работающие возможности для настройки и конфигурирования системы, обеспечивает полное раскрытие производительности Skylake-X, и что немаловажно, позволяет без каких-либо проблем разгонять такие процессоры, не создавая в процессе оверклокинга никаких дополнительных препятствий. Подробнее о разгоне на MEG X299 Creation мы расскажем в следующем разделе. Произошедшее обновление процессоров Skylake-X не сделало их энергоэффективными или холодными. Скорее наоборот. Если судить по тем образцам, которые попали в наши руки, переезд десятиядерников на кристалл HCC ознаменовался увеличением номинального напряжения питания, что повлекло за собой рост энергетических и тепловых параметров во время работы. Например, при установках по умолчанию Core i9-9900X при полной нагрузке на все ядра использовал напряжение VCORE на уровне 1,136 В, а его нагрев даже в не AVX-режиме достигал 74-75 градусов при использовании для отвода тепла достаточно продвинутой системы жидкостного охлаждения Corsair Hydro Series H115i с 280-мм радиатором.  Иными словами, переход на припой вместо термопасты внутри процессорной упаковки даёт не так много. И это вполне логично, ведь даже без всякого разгона практическое энергопотребление Core i9-9900X под нагрузкой доходит до 195 Вт. Если учесть сказанное, совершенно неудивительно, что по разгонному потенциалу Core i9-9900X нельзя отнести к сколько-нибудь выдающимся чипам. Похоже, перевод этого CPU на кристалл HCC позитивной новостью для оверклокеров не станет. Ведь если раньше в десятиядерные Core i9-7900X попадали отборные кристаллы LCC, то теперь нам приходится иметь дело с отбраковкой HCC. На практике всё это вылилось в то, что при разгоне Core i9-9900X для достижения стабильности хотя бы на частоте 4,4 ГГц напряжение питания пришлось повышать до 1,2 В. С более низким напряжением, как и при более высокой частоте, процессор не проходил тесты стабильности.  Показанные на скриншоте температуры достаточно далеки от 100-градусного предела, и кажется, что процессор можно было бы разогнать сильнее. Но на самом деле для того, чтобы исследуемый экземпляр заработал без нареканий на частоте 4,5 ГГц, напряжение нужно увеличивать до 1,25 В. Такой режим допустим, но нужно помнить, что в этом случае серьёзные проблемы с перегревом придётся решать при нагрузке, использующей AVX-инструкции. Поэтому от попыток выйти на следующую ступень по частоте пришлось отказаться. Как и раньше, представители семейства Skylake-X при работе с векторными инструкциями демонстрируют исключительно высокое тепловыделение, поэтому при их разгоне приходится в обязательном порядке применять отрицательные поправки к коэффициенту умножения в случае исполнения AVX/AVX2- и AVX-512-команд. И даже при напряжении VCORE, повышенном до 1,2 В, максимально возможной частотой при AVX2-нагрузке для нашего экземпляра Core i9-9900X оказалась 4,0 ГГц. А в случае перехода процессора на AVX-512-команды частоту пришлось ограничивать величиной 3,6 ГГц.  В конечном итоге частотная формула разгона Core i9-9900X приняла вид 4,4/4,0/3,6 ГГц (база/AVX2/AVX-512), что примерно на 5-7 % лучше предлагаемых номинальным режимом 4,1/3,8/3,4 ГГц.  Впрочем, не стоит думать, что разгон HEDT-процессоров малоэффективен. Это будет совсем не так, если основное внимание уделять не столько попыткам нарастить тактовые частоты ядер, сколько разгону Mesh-шины, обеспечивающей в Skylake-X межъядерные соединения. Для неё возможным оказывается куда более заметное увеличение частоты, которое положительно сказывается на производительности, ведь от её скорости прямо зависят латентности L3-кеша и контроллера памяти. Например, у нашего Core i9-9900X внутренняя шина смогла без особых проблем разогнаться на треть – со штатных 2,4 до 3,2 Гц. Для этого потребовалось всего лишь увеличить напряжение на соответствующей части процессора до 1,15 В. О том же, насколько действенен такой разгон шины, можно судить по результатам теста AIDA64 Cachemem, которые мы сняли при работе Mesh-соединений на частотах 2,4 и 3,2 ГГц соответственно.
Результаты говорят сами за себя. После разгона внутренней шины латентность L3-кеша снизилась почти на 20 %, а задержки памяти оказались лучше исходных на 9 %, не говоря уже о росте показателей пропускной способности. Лучшего аргумента в пользу того, что оверклокинг Skylake-X следует начинать именно с увеличения частоты работы Mesh-соединений, пожалуй, и не найти. В целом же напрашивается и ещё один общий вывод: разгон любых Skylake-X (и Core i9-9900X в том числе) – гораздо более сложный процесс, нежели оверклокинг процессоров в рамках экосистемы LGA1151v2. В платформе HEDT предусмотрено гораздо большее число значащих параметров, и подбор идеального их сочетания занимает немало времени. В качестве иллюстрации посмотрите, например, на список настроек, который нам в конечном итоге пришлось применить в BIOS материнской платы MSI MEG X299 Creation для достижения описанного выше результата: переключением пары параметров здесь дело не обходится.
Что же касается второго десятиядерного процессора нового поколения, Core i9-9820X, то его проверка на разгон дала немного лучшие результаты как в абсолютном, так и в относительном выражении. Оптимальной, на наш взгляд, формулой оверклокинга стало сочетание частот 4,6/4,1/3,6 ГГц (база/AVX2/AVX-512), достигаемое при напряжении питания VCORE, установленном в 1,175 В. Частоту же межъядерных соединений, как и у Core i9-9900X, без каких-либо проблем удалось повысить до 3,2 ГГц.  Получается, что в нашем случае Core i9-9820X оказался более привлекательным для энтузиастов десятиядерным вариантом Skylake-X, который имело бы смысл выбрать не только из-за меньшей стоимости. Действительно, разгоняться такой CPU при удачном стечении обстоятельств способен даже лучше своего старшего собрата, и это с лихвой компенсирует больший по объёму L3-кеш в Core i9-9900X. К тому же именно Core i9-9820X является более оверклокерским «по духу» процессором. Ведь в том и заключается основная идея разгона: взять более дешёвый продукт и довести его характеристики до уровня выше старшей альтернативы. Core i9-9820X отлично вписывается в этот канон, ведь для нашего экземпляра удалось поднять частоту на 15 % выше заложенного производителем значения. Тем не менее по итогам знакомства с парой представителей обновлённого модельного ряда Skylake-X можно заключить, что гонятся эти процессоры примерно так же, как и их предшественники. Никакого заметного прироста в достижимых при разгоне частотах не наблюдается ни за счёт нового термоинтерфейсного материала, ни за счёт перехода на техпроцесс 14++ нм. Ни о каких 5 ГГц, на которых могут работать удачные процессоры Coffee Lake Refresh, в случае Skylake-X речь не идёт даже близко. ⇡#Описание тестовых систем и методики тестирования Основной вопрос, на который мы пытались ответить проведённым тестированием, заключается в том, как соотносится производительность двух процессоров, названия которых различаются лишь одной буквой, Core i9-9900K и Core i9-9900X. Подробное знакомство с тем, что представляет собой обновлённый десятиядерный Skylake-X, совсем не добавляет ясности, почему так получилось, что Intel поставила на одну ступень в иерархии восьмиядерник для платформы LGA1151v2 и десятиядерник для платформы LGA2066, различающиеся по стоимости более чем вдвое.
Однако помимо двух главных героев в тестах приняло участие немалое количество интересных персонажей второго плана. Вместе с Core i9-9900X в рамках платформы LGA2066 были протестированы и два других десятиядерника из прошлого и нынешнего поколений, Core i9-7900X и Core i9-9820X. Десятиядерным процессорам Intel были противопоставлены 12- и 16-ядерные HEDT-процессоры компании AMD, Ryzen Threadripper 2920X и 2950X. Кроме того, в тесты мы включили не только массовый восьмиядерник Core i9-9900K, но и восьмиядерный Ryzen 7 2700X. В конечном итоге список задействованных комплектующих выглядит так:
Все интеловские процессоры тестировались без отключения Multi-Core Enhancements, то есть с отсутствием каких-либо ограничений по энергопотреблению. Мы отдаём себе отчёт в том, что данный режим несколько расходится со спецификациями Intel, однако большинство пользователей волей-неволей использует процессоры именно так. Дело в том, что все без исключения производители материнских плат активируют функцию Multi-Core Enhancements по умолчанию, а некоторые даже прячут настройки для её отключения, и какого-либо перелома в этой тенденции не предвидится. Процессор Intel Core i9-9900X был протестирован дважды: в своём номинальном состоянии и при разгоне по частотной формуле 4,4/4,0/3,6 ГГц (база/AVX2/AVX-512) с одновременным увеличением частоты внутренних Mesh-соединений до 3,2 ГГц. В то время как тесты почти всех систем были проведены с памятью, работающей в режиме DDR4-3466, для Ryzen Threadripper частоту памяти приходилось понижать до 3200 МГц ввиду особенностей контроллера памяти этих процессоров. Тестирование выполнялось в операционной системе Microsoft Windows 10 Enterprise (v1809) Build 17137.1 с использованием следующего комплекта драйверов:
Описание использовавшихся для измерения вычислительной производительности инструментов: Комплексные бенчмарки:
Приложения:
Игры:
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. И перед тем как перейти непосредственно к результатам тестов, приведём ещё одну небольшую, но любопытную таблицу с официальными ценами процессоров, которая позволит правильнее воспринимать приведённые дальше показатели производительности.
⇡#Производительность в комплексных тестах По традиции знакомство с процессорами мы начинаем с тестирования в интегральных тестах. Бенчмарк SYSmark 2018 оценивает средневзвешенную производительность систем не в каких-то избранных приложениях, а комплексно, моделируя сценарии решения практических задач того или иного характера. Для оценки используются распространённые приложения офисного, творческого и вспомогательного характера: Acrobat Pro DC, Photoshop CC, Lightroom Classic CC, BowPad 2.3, CyberLink PowerDirector 15, FileZilla 3, Chrome 65, Excel 2016, OneNote 2016, Outlook 2016, PowerPoint 2016 и Word 2016. Очевидно, что при данной постановке вопроса роль играет не только чистая однопоточная или многопоточная производительность CPU, но и его отзывчивость – время реакции на открытие и переключение приложений и смену контекста, что прямо связано с быстродействием подсистемы памяти и эффективностью кеширования. Поэтому результаты в SYSmark 2018 могут несколько отличаться от той картины, которую можно ожидать, исходя из представлений о том, что «больше ядер – лучше». Недосягаемым лидером в SYSmark 2018 оказывается восьмиядерный Core i9-9900K, который опережает и десятиядерных представителей семейства Skylake-X, и ещё более многоядерные процессоры Ryzen Threadripper. Лишь в сценарии Creativity, посвящённом созданию и обработке цифрового контента, разогнанному Core i9-9900X удаётся приблизиться к Core i9-9900K. Иными словами, SYSmark 2018 отлично показывает, насколько серьёзен вопрос о целесообразности существования младших моделей LGA2066-процессоров.     Дополняют результаты, продемонстрированные процессорами в SYSmark 2018, показатели производительности, измеренные в синтетическом игровом тесте 3DMark Time Spy Extreme, который отличается качественной оптимизацией под многопоточность и современные наборы инструкций. Из-за особенностей алгоритмов определяющее значение в нём имеет количество вычислительных ядер. Но тем не менее десятиядерному Core i9-9900X удаётся превзойти 12-ядерный Ryzen Threadripper 2920X. Достигнут этот результат благодаря тому, что новый десятиядерник Intel стал быстрее прошлого аналогичного процессора семейства Skylake-X на 4 % (по данным теста). Заметим также, что отрыв Core i9-9900X от почти полного тёзки Core i9-9900K в процессорном тесте 3DMаrk Time Spy составляет всего 4 %, несмотря на его 25-процентное превосходство в числе вычислительных ядер.   ⇡#Производительность в приложениях Это – центровой раздел настоящего тестирования, поскольку HEDT-платформы изначально и были предназначены для решения ресурсоёмких задач. И казалось бы, именно здесь должны раскрыться все сильные стороны новых десятиядерных Skylake-X. Но в реальности никаких выдающихся результатов мы так и не увидели. Да, новый десятиядерный Core i9-9900X стал работать примерно на 11 % быстрее, чем прошлый десятиядерный LGA2066-процессор Core i9-7900X. И это закономерно: при обновлении Skylake-X выросли тактовые частоты и увеличился объём L3-кеша. Более того, теперь можно со всей уверенностью говорить о том, что Core i9-9900X подходит для рабочих станций явно лучше своего массового тёзки: его преимущество перед Core i9-9900K в ресурсоёмких приложениях оценивается в 20 %. Но на самом деле всё это не столь важно на фоне того, какие предложения для HEDT-систем есть у конкурирующего производителя. AMD Ryzen Threadripper 2950X – этот тот процессор, который отправляет десятиядерные предложения Intel в глубокий нокаут, если речь идёт о выборе лучшей основы для высокопроизводительной рабочей станции. За счёт существенного превосходства в числе вычислительных ядер Ryzen Threadripper 2950X может предложить более высокое, чем у Core i9-9900X, быстродействие в большинстве ресурсоёмких задач. И при этом 16-ядерник компании AMD стоит заметно дешевле. Рендеринг:    Обработка фото:  Работа с видео:   Перекодирование видео:   Компиляция:  Архивация:  Шифрование:  Шахматы:  Ещё полтора года тому назад, когда на рынок высокопроизводительных многоядерных платформ пришёл Skylake-X, стало понятно, что Intel больше не хочет видеть геймеров среди покупателей HEDT-процессоров. CPU, построенные на данном дизайне, стали демонстрировать при игровой нагрузке, мягко говоря, спорные результаты, серьёзно уступая и массовым Coffee Lake, и своим предшественникам поколения Broadwell-E. Причины, по которым так произошло, лежат на поверхности: отказ от внутренней кольцевой шины в пользу межъядерных Mesh-соединений серьёзно повысил латентности при работе процессора с L3-кешем и с памятью, к чему современные игры относятся крайне отрицательно. В результате LGA2066-десятиядерники Skylake-X в игровых тестах смотрятся очень блекло. Все они серьёзно проигрывают массовому флагману Core i9-9900K и по показателям FPS приближаются к представителям семейства Ryzen, которые страдают примерно той же болезнью – недостаточной отзывчивостью внутренней шины. Иными словами, Core i9-9900X и Core i9-9820X по сравнению с Core i9-7900X ничего не изменили. Рост объёма кеш-памяти третьего уровня совершенно не компенсирует медлительность Mesh-соединений, поэтому мы вынуждены продолжить рекомендовать не собирать геймерские конфигурации на базе платформы LGA2066. Однако нужно сделать одну оговорку. Как видно по показателям, которые демонстрирует в тестах разогнанный Core i9-9900X, ситуацию с игровой производительностью можно немного поправить через оверклокинг. К счастью, частоту межъядерных соединений в Skylake-X удаётся повысить примерно на треть, и это даёт весьма заметный эффект. Если при работе в номинальном режиме Core i9-9900K опережает Core i9-9900X в игровых тестах в среднем на 18 %, то после разгона Mesh отрыв удаётся сократить более чем вдвое – до 8 %. Впрочем, по сути ничего не меняется. Core i9-9900K – прекрасный восьмиядерный геймерский процессор, и нет причин, по которым среднестатистическому пользователю-геймеру стоило бы засматриваться на процессоры для платформы LGA2066.         В высоком разрешении основная нагрузка начинает ложиться на графическую подсистему и влияние производительности процессоров на уровень FPS понижается. Однако даже при выборе 4K-разрешения видно, что игровой потенциал у HEDT-процессоров (как Intel, так и AMD) хуже, хотя в части игр скоростные показатели у Core i9-9900K, который на сегодня является лучшим вариантом для геймерской системы, и Core i9-9900X или Core i9-9820X примерно одинаковы. Тем не менее нужно иметь в виду, что при выходе графических карт следующих поколений с более высоким уровнем производительности разрыв в частоте кадров может оказаться гораздо более заметным. Всё это значит лишь одно. Skylake-X – это совсем не про игры, они оптимальны только для работы над созданием и обработкой цифрового контента. Безусловно, при необходимости они смогут справиться и с игровой нагрузкой. Особой проблемы здесь нет, и Core i9-9900X или Core i9-9820X обеспечивают достаточно комфортный уровень быстродействия в играх, особенно если речь идёт о системах с мониторами с высоким разрешением и низкой частотой обновления экрана. Но, как показывают результаты тестирования, приобретать такие CPU имея в виду игры, совершенно нецелесообразно: затраты окажутся выше, а частота кадров – ниже.         ⇡#Производительность при стриминге Многие геймеры выбирают мощные процессоры, исходя из желания заниматься потоковой трансляцией. Поэтому мы добавили в тестирование ещё один игровой сценарий – стриминг силами процессора. На данный момент этот раздел носит пробный характер, но впоследствии, при наличии к таким тестам должного интереса, мы планируем его расширить. В этот раз для тестов стриминга была использована одна игра, Far Cry New Dawn. За кодирование видеопотока отвечало популярное приложение Open Broadcasting System (OBS) Studio. В нём мы использовали программный кодер x264. Трансляция проводилась в разрешении 1920 × 1080 при частоте кадров 60 FPS и фиксированном битрейте 6 Мбит/с. В настройках кодирования выбирался профиль настроек качества medium. Параллельный захват и кодирование изображения достаточно сильно нагружают процессор, и дополнительные ядра тут точно не помешают. Однако все участники тестирования продемонстрировали достаточную производительность: падение FPS на передающей стороне составило от 10 до 30 процентов. Процессоры Skylake-X как старого, так и нового поколения при этом относятся к числу неплохих вариантов – для них падение производительности составляет 16-17 %. Меньшее падение FPS показывают лишь 12- и 16-ядерные Ryzen Threadripper.  Безусловно, при стриминге нужно добиваться не только лучшего уровня FPS на передающей стороне, но и отсутствия выпадающих кадров. Впрочем, все протестированные процессоры никаких проблем с этим не испытывали и смогли обеспечить доставку до точки назначения 100 % кадров. Если верить официальным спецификациям, то новые десятиядерные LGA2066-процессоры Core i9-9900X и Core i9-9820X могут потреблять на 18 % больше, чем предшествующие модели Skylake-X, и на 74 % больше по сравнению с восьмиядерным Core i9-9900K для платформы LGA1151v2. Однако практика в данном случае сильно расходится с теорией как минимум потому, что процессоры различных классов по-разному обращаются с тактовой частотой. Несмотря на то, что производители платформ для процессоров Intel успешно «забили» на соответствие реального потребления паспортным параметрам TDP, повсеместно активируя функцию Multi-Core Enhancements, процессоры HEDT-класса всё равно используют пониженную частоту для AVX-режимов. Массовые же решения для платформы LGA1151v2 свою частоту при выполнении AVX-инструкций не снижают. Не снижают её и процессоры AMD, но они при работе с 256-битными векторными инструкциями выдают гораздо более низкую производительность, поскольку способны выполнять только по одной, а не по две FMA-команды за такт. Всё это находит отражение в реальном потреблении платформ, которое приводится на графиках ниже. Они построены при помощи средств мониторинга блока питания Thermaltake Toughpower DPS G, который позволяет контролировать потребляемую и выдаваемую электрическую мощность. Диаграммы показывают полное потребление систем (без монитора), измеренное на выходе блока питания, то есть представляющее собой сумму энергопотреблений всех задействованных в системе компонентов. КПД самого блока питания в данном случае в расчёт не берётся. В качестве нагрузки при измерениях использовалась утилита Prime95 и тест Cinebench R20 в однопоточном и многопоточном режимах.     Хотя это и несколько удивляет, Core i9-9900X и Core i9-9820X оказываются не столь прожорливыми процессорами. После появления Core i9-9900K, энергетические аппетиты которого вышли на новый уровень, платформа Intel HEDT перестала быть чем-то запредельно энергоёмким. Да, системы на базе Skylake-X потребляют больше в состоянии простоя и при небольшой нагрузке, но в ресурсоёмких задачах они выглядят не такими уж и «печками». Впрочем, в виду нужно иметь две вещи. Во-первых, здесь мы говорим лишь про десятиядерные Skylake-X, а это – младшие представители модельного ряда. Поэтому мощные схемы питания на LGA2066-платах, как, например, на MSI MEG X299 Creation, всё же нужны – 16- или 18-ядерные Skylake-X дадут совершенно иную картину потребления. И во-вторых, неожиданно оказывается, что старший десятиядерник Intel нового поколения превосходит по потреблению 12- и 16-ядерные процессоры AMD. А это позволяет заключить, что в HEDT-сегменте компании AMD удалось обойти своего конкурента по удельной производительности на каждый ватт затраченной энергии. Вышедшие в конце прошлого года LGA2066-процессоры, которые Intel отнесла к девятитысячной серии Core i9, представляют собой не более чем легкое инкрементальное обновление тех Skylake-X, с которыми мы знакомы с 2017 года. Изменения не коснулись микроархитектуры, а затронули исключительно численные характеристики – рабочие частоты и объём кеш-памяти третьего уровня. Впрочем, чтобы реализовать задуманное, инженерам Intel пришлось пойти на кое-какие стратегические решения: отбросить практику использования кристалла LCC, перейти на крупный кристалл HCC даже в младших моделях Skylake-X Refresh, а также внедрить более эффективный внутренний термоинтерфейс. Но по сути это – лишь малозначительные детали, которые не обернулись никакими принципиальными изменениями в потребительских качествах HEDT-систем. Действительно, Core i9-9900X оказался лишь примерно на 10 % быстрее предшествующего десятиядерника, Core i7-7900X. И хотя это позволило ему нарастить преимущество в ресурсоёмких приложениях перед своим тёзкой из массового сегмента, Core i9-9900К, примерно до 18 %, права говорить о том, что десятиядерные HEDT-процессоры существенно лучше более дешёвых LGA1151v2-восьмиядерников, это совсем не даёт.  Причин тут сразу несколько. Первая – это принципиально различная стоимость таких предложений. В то время как за Core i9-9900X с вас попросят порядка 1 000 долларов, LGA1151v2-восьмиядерник обойдётся вдвое дешевле. Вторая причина кроется в особенностях архитектуры Skylake-X. В новых модификациях так и осталась нерешённой главная критическая проблема – высокая латентность внутренних Mesh-соединений, используемых для связи ядер, частей L3-кеша и компонентов северного моста. В итоге Core i9-9900X и Core i9-9820X вновь оказались процессорами, крайне плохо подходящими для применения в игровых сборках. Например, по частоте кадров в FullHD-разрешении Core i9-9900X отстаёт от Core i9-9900K на весьма заметные 15-20 %. Преимущество же в числе ядер, на которое очень любят ссылаться поклонники продукции AMD, здесь, очевидно, не сработает. Восьми ядер, которые предлагают Coffee Lake Refresh, для современных и перспективных игр будет, вне всяких сомнений, более чем достаточно. Можно привести и третье обстоятельство. Десятиядерные HEDT-процессоры Core i9-9900X и Core i9-9820X, несмотря на смену внутреннего термоинтерфейса, на практике не смогли показать никаких улучшений и в части разгона. А это означает наличие у Core i9-9900К явного преимущества не только в игровой производительности, но и в частотном потенциале. В итоге приходится признать, что рыночные перспективы Core i9-9900X и Core i9-9820X достаточно туманны. Данные процессоры не универсальны, и их использование может быть оправдано разве что в рабочих станциях, нацеленных на создание и обработку контента. Но при таком позиционировании десятиядерные Skylake-X не выдерживают никакой конкуренции с представителями семейства AMD Ryzen Threadripper, которые при заметно более низкой цене предлагают существенно большее число ядер и, соответственно, лучшую производительность. Поэтому остаётся лишь признать, что платформа LGA2066, несмотря на свершившееся косметическое обновление, теряет свои позиции и становится малоинтересной для подавляющего большинства энтузиастов. Как показало исследование, младшие процессоры для этого процессорного разъёма стали практически бессмысленным приобретением из-за их недостаточной производительности и завышенной стоимости, и интерес среди Skylake-X могут представлять лишь CPU с 16 или 18 ядрами. Но их можно считать исключительно нишевыми продуктами из-за явно заградительной цены. Иными словами, для того, чтобы вдохнуть жизнь в свою HEDT-платформу, Intel должна серьёзно пересмотреть номенклатуру процессоров, которую она для неё предлагает. И видимо, понимает это и сам микропроцессорный гигант. Ведь, по слухам, следующее поколение CPU для высокопроизводительных рабочих станций — Cascade Lake-X — будет представлено уже в начале лета на выставке Computex.
⇣ Содержание
Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме
|
© 1997—2024 Электронное периодическое издание "3ДНьюс" | Свидетельство о регистрации СМИ Эл ФС 77-22224
выдано Федеральной Службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия
При цитировании документа ссылка на сайт с указанием автора обязательна. Полное заимствование документа является
нарушением
российского и международного законодательства и возможно только с согласия редакции 3DNews.
Подписаться