Шестиядерные процессоры Intel Core i5 и Core i7 (Coffee Lake) для «новой» LGA1151
19.11.2020Часть 1 → Часть 2 → Часть 3 → Часть 4 Новейшая линейка десктоп-процессоров Intel в основном включает изменения, направленные на энтузиастов производительности. Intel расширила потребительские процессоры до восьми ядер, увеличила частоты, улучшила теплопередачу, а так же обновила оборудование для лучшей защиты от уязвимостей Spectre и Meltdown. Единственный минус: придется раскошелиться и приобрести мощный кулер. На этот раз цены и энергопотребление достигли новых пределов.
Обновление Coffee Lake
В публикации анонса Intel, мы подробно остановилось на трех новых процессорах. Вот краткое напоминание о новейшем чипе на рынке. В настоящее время выпущены три процессора: 8-ядерный Core i9-9900K, способный работать на частоте 5,0 ГГц «из коробки», 8-ядерный Core i7-9700K, который немного дешевле, и 6-ядерный Core i5-9600K, который по спецификациям заслуживает звание «поглотителя рынка».
Новый флагман — Core i9-9900K, первый в мире мейнстрим десктоп процессор, несущий имя Core i9. Это восьмиядерный процессор с шестнадцатью потоками, первый в новой линейке продуктов Intel. Он предлагает базовую частоту 3,6 ГГц и максимальную турбо частоту 5.0 ГГц, что на самом деле окажется двухъядерным турбо (продемонстрируем этот факт ниже). Кроме того, процессор готов к оверклокингу, что позволит пользователям разгонять частоту при условии достаточного охлаждения. И, хотя контроллер памяти по-прежнему официально рассчитан на DDR4-2666, более быстрая память будет работать практически на каждом чипе. Плюс ко всему Core i9-9900K имеет fully-enabled кэш с 2 Мбайт на ядро, что в общем дает 16 МБ кэша. Имеется встроенная графика, все та же UHD 630, что и в предыдущем поколении. Все это поставляется за розничную цену $488, кулер в комплект не входит.
Core i7 теперь оказался «середнячком» линейки, Core i7-9700K в свою очередь выглядит волшебно. Intel покончила с hyper-threading в этом процессоре, предоставив только восемь потоков на восьми ядрах, однако с базовой частотой 3,6 ГГц и частотой турбо 4,9 ГГц. Для Core i7-9700K Intel сократила кэш L3 до 1,5 МБ на ядро, что может повлиять на какое-то программное обеспечение, но процессор готов к разгону и имеет поддержку DDR4-2666, как и Core i9. Рекомендованную розничную цену в $374 немного легче принять, если пользователь будет уверен в том, что два потока никогда не будут использовать ресурсы одного ядра. Этот чип будет интересно сравнить с процессором Core i7-8700K последнего поколения. Core i7-8700K имеет на два ядра меньше, но использует гиперпоточность.
Core i5-9600K выглядит «учебным оверклокерским» чипом, цена по-прежнему составляет $262, что на несколько долларов больше, чем за Core i5-8600K, в обмен на дополнительную частоту и все дополнительные функции, перечисленные далее в этой статье. Базовая частота составляет 3,7 ГГц и турбо частоту 4,6 ГГц, есть поддержка DDR4-2666 и графики UHD 630.
Все три части являются первыми представителями линейки продуктов Intel 9th Generation Core, а «под капотом» они скрывают обновление архитектуры Coffee Lake, которая применялась в продуктах 8-го поколения Core. Они построены на производственном узле Intel 14 ++ — новейшем узле, который определяет теперь стандарты высокой частоты и производительности. Основные аспекты новой линейки, состоящей из трех процессоров, в том числе их общая способность к разгону, вытекают из внутренних изменений, сделанных Intel.
Турбо каждого ядра
Мы смогли заполучить значения per-Core Turbo для каждого процессора новой линейки. Intel по-прежнему классифицирует эту информацию как «проприетарную», поэтому не распространяет ее. Однако партнеры Intel были рады предоставить нам информацию, учитывая тот факт, что она все равно закодирована в системном BIOS.
Большим скачком здесь является 5.0 ГГц турбо. В нашем обзоре Core i7-8086K, где Intel имела возможность продвинуть чип в качестве своего первого продукта с тактовой частотой 5,0 ГГц, тот факт, что значение 5,0 ГГц было на одном ядре, на самом деле являлось недостатком — независимо от того, как мы тестировали процессор, было достаточно нагрузки для работы на более чем одном ядре, и на самом деле пользователь никогда не видит реальных 5.0 ГГц. Нам только однажды удалось увидеть, как ядро на мгновение «вспыхнуло» обещанной частотой, ожидая на холостом ходу. Core i9-9900K теперь имеет два ядра на частоте 5,0, скорее всего это означает, что мы все же увидим эту высокую частоту в нашем однопоточном тестировании.
Больше кофе, меньше кофеина: Hyper-Threading и L3 Cache
При всем при том, что, казалось бы, Intel решила избегать hyper-threading на своих новых процессорах, единственными процессорами Core, которые получат одновременную многопоточность, станут компоненты Core i9 и, возможно, Pentium. Это отчасти помогает сделать линейку продуктов более понятной, более дешевые чипы не наступают на пятки более дорогих (например, вряд ли, четырехъядерный процессор с одновременной многопоточностью может превзойти 6-ядерный без). Другая сторона — это одна из недавно обнаруженных уязвимостей к «атаке стороннего канала», которая возникает при работе hyper-threading. Отключив одновременную многопоточность на линейке чипов, Intel нивелировала эту проблему безопасности. Теперь можно гарантировать, что каждый поток на этом чипе не конкурирует за ресурсы ядра.
Один из наиболее интересных моментов новых продуктов 9-го поколения кроется в разделении кэша L3 «по ядрам» у различных моделей. В предыдущих поколениях у процессоров у Core i7 было 2 МБ кэша L3 на одно ядро, у Core i5 было 1,5 МБ кэша L3 на ядро, а у Core i3 было разделение между некоторыми с 2 МБ и с 1,5 МБ. На этот раз Intel ставит полный кэш только на самые топовые компоненты Core i9, сокращает кэш Core i7 до 1,5 МБ L3 на ядро. Это неким образом повлияет на производительность, которую, когда мы получим процессоры, будет интересно протестировать.
Интегрированная графика
Одна из тем, которой Intel не уделяла серьезного внимания в течение нескольких поколений (на самом деле, с далеких времен Broadwell) — интегральная графика. Все чипы, представленные в семействе 9-го поколения по-прежнему будут иметь такую же конфигурацию GT2, как и 8-е поколение, в том числе новые процессоры Core i9. Официально они подпадают под обозначение 8+ 2. Intel по-прежнему считает, что наличие интегрированной графики на этих высокопроизводительных, разгоняемых процессорах является ценным дополнением к платформе. Единственным недостатком является производительность, и в ближайшее время она останется на низком уровне.
Графика по-прежнему будет обозначаться как UHD Graphics 630 и использовать те же драйверы, что и семейство 8-го поколения.
Coffee Lake Refresh: уроки от производителей GPU
Семейство процессоров Intel 9th Generation Core построено на платформе Coffee Lake, а поскольку процессоры не имеют никаких микроархитектурных изменений, они являются обновлением продуктов 8-го поколения, но с небольшим изменением в линейке. Для тех, кто следил за развитием процессоров Intel, Coffee Lake был переделкой Kaby Lake (в свою очередь — обновление Skylake). Итак, мы находимся в обновлении обновления обновления обновления. Что по сути является той же самой микроархитектурой 2020 года, которая снова производится в 2020 году (и будет производиться дальше).
Intel пообещала, что ее производственный процесс в 10 нм будет развиваться до 2020 года, и уже объявила о том, что представит Ice Lake для серверов на 10 нм в 2020 году, после очередного выпуска 14 нм с Cooper Lake в 2020 году. С точки зрения потребителей статус остается неопределенным – в любом случае, следующее поколение потребительских процессоров должно быть надлежащим обновлением микроархитектуры, вне зависимости от нанометров узла процесса.
У меня будет 8 ядер много-много лет!
Как бы мы не рассматривали линейку «потребительских» процессоров, технически на протяжении ряда лет на верхушке стека всегда были 8-ядерные процессоры Intel. Core i7-5960X был выпущен в августе 2014 года и был оснащен восемью ядрами Haswell на платформе HEDT с четырехканальной памятью DDR4-2133 и 44 слотами PCIe на 140 Вт. Тогда, по 22-нм техпроцессу Intel, размер матрицы составлял около 355,52 мм2.
Когда Intel запустила первые процессоры Coffee Lake, модель 6 + 2 для i7-8700K была площадью около ~ 151 мм2, что на 26 мм2 больше, чем у 4 + 2 дизайна i7-7700K (~ 125 мм2). В то время это был скачок от официального Интеловского 14+ к 14++ производственному узлу, которые из-за высоты ребра сделали процессоры немного больше.
Но если мы примем 26 мм2 как предел прироста размера матрицы при добавлении пары ядер, то можем предсказать, что размер 8 + 2 Core i9-9900K должен составить около 177 мм2 или на 17% больше. На 177mm2, включая интегрированную графику, это будет вдвое меньше Core i7-5960X, хотя и с вдвое меньшим количеством контроллеров памяти и линий PCIe. Но, в любом случае, это значительное уменьшение.
Можно предположить, что 17% -ное увеличение площади кристалла может напрямую означать 17-процентное повышение цены. В таком случае, при 17-процентном увеличении цены Core i7-8700K мы бы получили цену в $420, тогда как официальная цена составляет 488 долларов США для K-эквивалентного процессора. Учитывая ценовую политику Intel (один чип может быть продан вдвое дешевле, чем другой), трудно сказать, насколько эти 488 долларов увеличивают прибыльность продукта для компании.
Если мы посмотрим на размеры чипов верхнего уровня, то за десятилетие четырехъядерных процессоров размер кристалла постоянно уменьшался, начиная с четырехъядерного ядра Nehalem с площадью более 260 мм2, вплоть до Kaby Lake на 125 мм2. В настоящее время он неуклонно возрастает по мере того, как добавляется все больше и больше ядер. Страшно подумать, что Intel с радостью потратит 260 + мм2 на мейнстрим кремниевую матрицу сегодня, на своем последнем производственном процессе.
Core i7 Coffee Lake vs. Kaby Lake
Семейство i7 использует преимущества технологии Hyper-Threading, поэтому теперь шесть ядер процессора способны исполнять 12 потоков одновременно.
Стоит отметить, что модели Intel Core i7-8700 характеризуются уменьшением показателей базовой частоты, в сравнении с соответствующими моделями Kaby Lake, однако такая тенденция объясняется в основном тем, что в том же форм-факторе теперь содержится большее количество ядер. Дополнительные ядра потребляют больше энергии, что приводит к нагреванию. И даже несмотря на то, что новые процессоры используют 14нм++ техпроцесс, базовые правила остаются неизменными, поэтому чем-то жертвовать все же приходится.
Пониженные номинальные частоты разработчики успешно компенсировали увеличением частот в режиме Turbo Boost, а это значит, что процессор сможет достигать более высоких скоростей в условиях, когда дополнительные ядра не задействованы. Если сравнивать с предыдущим поколением, речь идет об увеличении показателей частот на 300-400МГц, благодаря чему обеспечивается более высокая производительность при работе с приложениями, не требующими задействования многопотоковости. Алгоритмы технологии Turbo Boost также способствуют улучшению производительности на разных уровнях в зависимости от количества активных ядер. К сожалению, компания перестала предоставлять полные таблицы с данными о показателях Turbo, поэтому теперь приходится ждать результаты тестов производительности.
Модель i7-8700K характеризуется более сдержанными улучшениями в сравнении с i7-8700. Номинальная частота составляет 3,7ГГц, что можно назвать серьезным шагом вперед. При этом в турборежиме процессор способен достичь показателей, не превышающих всего 4,7 ГГц. Топовая модель также характеризуется незаблокированным множителем, однако во всех остальных отношениях процессор ничем не отличается от i7-8700.
Разработчикам удалось увеличить мощность при незначительном увеличении показателя TDP: у процессора i7-7700K этот показатель составляет 91Вт, а у i7-8700K – 95Вт, хотя очевидно, что при разгоне разница увеличится. Процессоры i7-7700 и i7-8700 характеризуются одинаковым показателем TDP – 65Вт. Равенство этих значений удивляет, учитывая разное количество вычислительных ядер.
Процессоры Coffee Lake семейства i7 также могут похвастаться поддержкой увеличенных частот памяти. Если данный показатель процессоров поколения Kaby Lake составлял DDR4-2400, то новые процессоры поддерживают память DDR4 с частотами до 2666МГц. Впрочем, такое улучшение обойдет стороной процессоры семейства i3, которые по-прежнему смогут поддерживать только DDR4-2400.Также разработчики увеличили множитель памяти до 8400 MT/s без изменения базовой тактовой частоты. Теперь у пользователей появилась возможность гибкой настройки таймингов памяти. Что касается базовой частоты, новые процессоры предлагают расширенные настройки для управления PLL (фазовой автоподстройкой частоты).
Встроенная графика также была улучшена: процессоры Kaby Lake были оснащены HD Graphics 630 с тактовой частотой 1,150МГц, а устройства Coffee Lake получили Intel UHD Graphics 630 с увеличенной до 1,200МГц частотой. Как и в случае с процессорами прошлого поколения, для использования всех графических возможностей пользователь должен использовать лицензионную версию операционной системы Windows 10, однако, разница графических показателей совсем незначительная.
Объем кэша третьего уровня для одного ядра составляет 2Мб, что в результате дает 12Мб кэша L3 для шестиядерных моделей. Объем кэша L2 для одного ядра составляет 256Кб. Таким образом, модели с шестью вычислительными ядрами предлагают дополнительные 512Кб L2 кэша.
Процессор Intel i7-8700K следует уже заданным тенденциям, присущим процессорам с маркировкой “K”: стоимость данной модели выше, чем цена модели i7-7700К предыдущего поколения. Разницу в цене, которая составляет $20 за два дополнительных ядра, нельзя назвать значительной. Такой шаг можно расценивать скорее как попытку предотвращения разукомплектования других процессоров Intel, нежели как повышение цены в связи с увеличением расходов, связанных с производительными нуждами. Вместе с тем, стоимость модели 8700 с заблокированным множителем соответствует его аналогу предыдущего поколения – модели 7700.
Как узнать к какому поколению относиться процессор Intel
Например, у вас есть процессор Core i7-8650U и процессор Core i5-6200U. Первое число представляет поколение. Таким образом, процессор i7 относится к 8- му поколению, а процессор i5 — к 6- му поколению в этом примере.
Естественно, чем выше число, тем позже поколение.
Процессоры 6- го поколения появились в 2020 году. Но сегодня на рынке уже существуют процессоры 10- го поколения.
Следующая часть в обозначении представляет собой трехзначное число, 650 и 200 соответственно.
Эти числа показывают на номер SKU (единица хранения на складе). Или более понятно: номер модели.
После номера модели следует буква. В нашем примере это U. Буквенные обозначения отличают один процессор от других в том же поколении.
Intel использует различные буквы для каждого процессора. Они представляет категорию компьютерных систем, для которых процессор идеально подходит. Что обозначают эти буквы?
За суффиксом G следуют цифры от 1 до 7, что указывает на уровень графики. Чем выше число, тем лучше графика.
Мы сосредоточились на процессорах i5 8- го , 9- го и 10- го поколения, потому сравним эти три поколения. Это поможет вам купить правильную модель в соответствии с вашими требованиями.
Core i5 Coffee Lake vs. Kaby Lake
Похожими изменениями характеризуются и процессоры линейки i5. Разработчики увеличили количество ядер: если в процессорах Kaby их количество составляло 4, то процессоры Coffee Lake могут похвастаться шестью вычислительными ядрами. Увы, технология Hyper-Thread, по-прежнему, не поддерживается. Это значит, что одно ядро способно исполнять только один поток.
Опять-таки, уменьшенная базовая тактовая частота моделей Coffee Lake компенсируется увеличением частоты при разгоне.
Совсем незначительные изменения коснулись встроенной графики процессоров семейства i5. Модель Intel Core i5-7400 была оборудована графикой Intel HD Graphics 630, тактовая частота которой составляла 1,100МГц. Встроенная графика Intel UHD Graphics 630 нового процессора i5-8600K работает на частоте 1,150МГц. Естественно, замена аббревиатуры “HD” на “UHD” – это скорее маркетинговый ход, нежели показатель того, что на выходе процессор обеспечивает расширенные возможности.
По схожему с процессорами Coffee Lake i7 принципу, некоторые обновленные процессоры семейства i5 характеризуются увеличенным показателем TDP. Так, показатель моделей i5-8400 и i5-7400 равняется 65Вт. Показатель же процессоров i5-8600K возрос до 95Вт, в сравнении с показателем 91Вт модели i5-7600K. Кроме этого, системы Coffee Lake i5 поддерживают память DDR4 с частотой до 2666МГц, в то время как возможности процессоров Kaby Lake были ограничены памятью DDR4-2400.
Увеличение количества ядер повлекло и увеличение объема кэша. Объем кэша третьего уровня процессоров Coffee Lake i5 составляет 9Мб, в сравнении с 6Мб моделей предыдущего поколения. Объем кэша L2 составляет 1,5Мб.
И снова, модели обоих поколений с заблокированным множителем имеют один и тот же ценник; разница в стоимости незаблокированных моделей составляет $15.
Передовые процессоры серии Ice Lake
Вопреки ожиданиям многих, Intel не раскрыла ни модели процессоров новой линейки, ни их характеристики. Однако американский производитель назвал ключевые особенности новинок, детально остановившись на ноутбучных версиях процессоров. Главными нововведениями в серии Ice Lake стали новая микроархитектура под названием Sunny Cove, а также 10-нанометровый техпроцесс — процессоры будут энергоэффективнее и производительнее предшественников (кто бы мог подумать). Intel собиралась освоить данный технологический процесс производства ещё в 2020 году, однако смогла осуществить свои планы лишь сейчас.
Первыми представителями новой линейки станут предназначенные для ноутбуков модели Ice Lake-U и Ice Lake-Y. Первые получили увеличенные в сравнении с предшественниками объёмы кеш-памяти первого и второго уровней, поддержку памяти LPDDR4X (скорее всего, с частотой 3 200 МГц), Wi-Fi 6 (802.11ax) и Thunderbolt 3. Помимо прочего, в новых процессорах появилась графика 11-го поколения, которая способна декодировать видео формата 4К, обрабатывать видеозаписи с разрешением до 8К, а также работать с технологиями HDR и Adaptive Sync. Особое внимание было уделено автономности ноутбуков, работающих на базе новых процессоров: по официальным заявлениям, устройства с новыми чипсетами смогут работать без подзарядки до 25 часов. Модели Ice Lake-U являются однокристальными системами (содержат на одном чипе центральный и графический процессоры, а также множество вспомогательных компонентов) — иными словами, они занимают сравнительно мало места. Благодаря этому, производители портативных устройств смогут оснащать свои гаджеты более ёмкими аккумуляторами.
Ожидается, что первые ноутбуки на базе процессоров Ice Lake-U и Ice Lake-Y появятся к концу 2020 года.