В чем отличие процессоров Intel Core i3, i5 и i7? Процессоры Intel Core i3, i5 и i7: в чем разница и что лучше
Здравствуйте, уважаемая публика. В этой статье мы будем разбирать, чем отличается процессор i5 от i7. Это уже вторая статья из цикла сравнений. Различия i3 от i5 вы можете посмотреть в . Здесь мы постараемся объяснить, есть ли смысл переплачивать за топовый чип линейки, хотя он, чертовски хорош во всех отношениях. Интересно? Тогда поехали.
Как и в прошлой статье, будут использованы таблицы, сравнения, поиск недостатков (как минимум цены на i7 для рядового потребителя), а также прочие технологические нюансы. Информация носит сугубо ознакомительный характер, но новичкам будет весьма кстати.
Также хотелось бы отметить, что рассматривать будем чипы разных поколений. Наиболее актуальные на данный момент – Kaby Lake и Coffee Lake, причем интересны они не только архитектурой, но и совершенно разными характеристиками. Хотите знать, в чем разница между Core i5 и Core i7? Приступим.
Сравнение с Coffee Lake
Дебют 8-го поколения чипов Интел, вызвал ажиотаж среди публики, поскольку компания наконец дала пользователям то, о чем они давно просили – больше ядер, более высокие частоты и меньшие температуры. Расплачиваться, правда, пришлось полной несовместимостью сокета 1151v2 с платформой под 1151 первого поколения.
Сравнительная таблица выглядит следующим образом:
| Характеристика | Core i5 (7) | Core i7 (7) | Core i5 (8) | Core i7 (8) |
| Количество ядер | 4/4 | 4/8 | 6/6 | 6/12 |
| Кэш 3-го уровня | 8 МБ | 8 МБ | 9 МБ | 12 МБ |
| Поддержка Hyper Threading | — | + | — | + |
| Поддержка Turbo Boost | + | + | + | + |
| Поддержка памяти | DDR-2400 | DDR-2400 | DDR-2666 | DDR-2666 |
| Разблокированный множитель | + | + | + | + |
| Сокет | 1151 | 1151 | 1151v2 | 1151v2 |
Количество ядер увеличилось в 1,5 раза в обоих случаях, при этом i7 получил еще и 12 виртуальных потоков вместо привычных 8, как было в Kaby Lake. Сделало ли это чип лучшим выбором для компьютерных игр? Однозначно.
Добавим к этому еще и высокую удельную мощность на ядро, поддержку разгона большинства чипов серии, вплоть до 5 ГГц, а также внушительный объем кэш-памяти (по 2 МБ на каждое ядро). Но и i5 даст прикурить всем, кто не ожидает от камня выдающихся результатов.
Какой чип выбрать для материнской платы?
Сразу хочется сказать, что производительность систем на i5 и i7, будет очень высокой. Но рекомендовать хотелось бы все же, младший вариант, поскольку большинство просто не заметит особой разницы в вычислительной мощности при работе с рутинными задачами. Топовую серию, доступную для сокета 1151v2 выбирают все же энтузиасты и люди, профессионально работающие в многопоточных приложениях.
Разница в ядрах
Поскольку количество вычислительных блоков у i5 и i7 всегда было одинаковым (если не рассматривать ноутбучный ассортимент ЦП), то сравнение всегда скатывалось у перечисления числа виртуальных потоков. У «среднего» класса данный показатель равен величине физических ядер, когда у «флагмана» их число ровно в 2 раза выше.
Turbo Boost
И здесь снова наблюдается полный паритет, поскольку технология доступна и для первых, и для вторых. По сути, это режим ленивого разгона, однако его прелесть заключается в том, что процессор не потребляет больше, чем ему нужно, а ускоряется лишь при выполнении сложных вычислительных задач, требующих напрячь все вычислительные мощности.
При этом учитывается система охлаждения, максимально допустимый теплопакет, вольтаж и прочие «ограничители», которыми можно пренебречь при ручном разгоне. Вторым преимуществом технологии можно назвать тот факт, что некоторые ядра могут гнаться отдельно, если приложение не может использовать более 1 потока за раз.
В процессе сборки или покупки нового компьютера перед пользователями обязательно встает вопрос . В данной статье мы рассмотрим процессоры Intel Core i3, i5 и i7, а также расскажем в чем разница между этими чипами и что лучше выбрать для своего компьютера.
Отличие № 1. Количество ядер и поддержка Hyper-threading.
Пожалуй, основное отличие процессоров Intel Core i3, i5 и i7 это количество физических ядер и поддержка технологии Hyper-threading , которая создает по два потока вычислений на каждое реально существующее физическое ядро. Создание двух потоков вычислений на каждое ядро позволяет более эффективно использовать вычислительную мощность процессорного ядра. Поэтому процессоры с поддержкой Hyper-threading имеет некоторый плюс в производительности.
Количество ядер и поддержку технологии Hyper-threading для большинства процессоров Intel Core i3, i5 и i7 можно свести к следующей таблице.
| Количество физических ядер | Поддержка технологии Hyper-threading | Количество потоков | |
| Intel Core i3 | 2 | Да | 4 |
| Intel Core i5 | 4 | Нет | 4 |
| Intel Core i7 | 4 | Да | 8 |
Но, из этой таблицы есть исключения . Во-первых, это процессоры Intel Core i7 их линейки «Extreme». Эти процессоры могут иметь по 6 или 8 физических вычислительных ядер. При этом у них, как и у всех процессоров Core i7, есть поддержка технологии Hyper-threading, а значит количество потоков в два раза больше количества ядер. Во-вторых, к исключениям относятся некоторые мобильные процессоры (процессоры для ноутбуков). Так некоторые мобильные процессоры Intel Core i5 имеют только 2 физических ядра, но при этом имеют поддержку Hyper-threading.
Также нужно отметить, что компания Intel уже запланировала увеличение количества ядер в своих процессорах . Согласно последним новостям, процессоры Intel Core i5 и i7 с архитектурой Coffee Lake, релиз которых запланирован на 2018 год, будут иметь по 6 физических ядер и 12 потоков.
Поэтому не стоит полностью доверять приведенной таблице. Если вас интересует количество ядер в каком-то конкретном процессоре Intel, то лучше свериться с официальной информацией на сайте .
Отличие № 2. Объем кэш памяти.
Также процессоры Intel Core i3, i5 и i7 отличаются по объему кэш памяти. Чем выше класс процессора, тем больший объем кэш памяти он получает. Процессоры Intel Core i7 получают больше всего кэш памяти, Intel Core i5 немного меньше, а Intel Core i3 еще меньше. Конкретные значения нужно смотреть в характеристиках процессоров. Но для примера можно сравнить несколько процессоров из 6 поколения.
| Кэш 1 уровня | Кэш 2 уровня | Кэш 3 уровня | |
| Intel Core i7-6700 | 4 x 32 KБ | 4 x 256 KБ | 8 МБ |
| Intel Core i5-6500 | 4 x 32 KБ | 4 x 256 KБ | 6 МБ |
| Intel Core i3-6100 | 2 x 32 KБ | 2 x 256 KБ | 3 МБ |
Нужно понимать, что уменьшение объема кэш памяти связано с уменьшением количества ядер и потоков. Но, тем не менее, такое отличие есть.
Отличие № 3. Тактовые частоты.
Обычно процессоры более высокого класса выпускаются с более высокими тактовыми частотами. Но, здесь не все так однозначно. Не редко Intel Core i3 могут иметь более высокие частоты чем Intel Core i7. Для примера приведем 3 процессора из линейки 6 поколения.
| Тактовая частота | |
| Intel Core i7-6700 | 3.4 GHz |
| Intel Core i5-6500 | 3.2 GHz |
| Intel Core i3-6100 | 3.7 GHz |
Таким образом компания Intel пытается поддерживать производительность процессоров Intel Core i3 на нужном уровне.
Отличие № 4. Тепловыделение.
Еще одно важное отличие между процессорами Intel Core i3, i5 и i7 это уровень тепловыделения. За это отвечает характеристика известная как TDP или thermal design power. Данная характеристика сообщает, какое количество тепла должна отводить система охлаждения процессора. Для примера приведем TDP трех процессоров Intel 6 поколения. Как видно из таблицы чем выше класс процессора, тем больше тепла он производит и, тем более мощная система охлаждения нужна.
| TDP | |
| Intel Core i7-6700 | 65 Вт |
| Intel Core i5-6500 | 65 Вт |
| Intel Core i3-6100 | 51 Вт |
Нужно отметить, что TDP имеет тенденцию к снижению. С каждым поколением процессоров TDP становится все ниже. Например, TDP процессора Intel Core i5 2 поколения составлял 95 Вт. Сейчас же, как видим, всего 65 Вт.
Что лучше Intel Core i3, i5 или i7?
Ответ на этот вопрос зависит от того, какая производительность вам нужна. Разница в количестве ядер, потоков, кэш памяти и тактовых частотах создает заметную разницу в производительности между Core i3, i5 и i7.
- Процессор Intel Core i3 – отличный вариант для офисного или для бюджетного домашнего компьютера. При наличии видеокарты соответствующего уровня, на компьютере с процессором Intel Core i3 вполне можно играть в компьютерные игры.
- Процессор Intel Core i5 – подойдет для мощного рабочего или игрового компьютера. Современный Intel Core i5 без проблем справится с любой видеокартой, поэтому на компьютере с таким процессором можно играть в любые игры даже на максимальных настройках.
- Процессор Intel Core i7 – вариант для тех, кто точно знает зачем ему такая производительность. Компьютер с таким процессором подойдет, например, для монтирования видео или проведения игровых стримов.
Техника конца нулевых в современном окружении
Сегодня мы продолжим тестирование «исторических» платформ, что интересно по уже указанным ранее (и неоднократно) причинам: когда их владельцев перестает устраивать имеющийся уровень производительности, его все равно интересно сравнить с демонстрируемым новыми компьютерами - хотя бы для того, чтобы понять, на что стоит переходить (и стоит ли) . Протестировать абсолютно все - нереально, но некоторые «знаковые» модели процессоров - по возможности стоит. В прошлый раз мы занимались первой «интегрированной» платформой AMD - FM1, представители которой позволяют также оценить уровень быстродействия и процессоров линейки Athlon II для АМ3 с достаточно высокой точностью. И с чуть меньшей - процессоров Intel для платформы LGA775: где-то от Pentium E5x00 до Core 2 Quad Q9500. Сегодня же мы немного уточним «границы возможного» для последней, изучив модели процессоров для платформы LGA1156.
Чем она интересна сама по себе? Если FM1 являлась первым интегрированным предложением AMD, то более ранняя LGA1156 у Intel вообще сформировала этот рынок. По сути, это было первое двухчиповое решение (где от чипсета остался только южный мост, а все остальное перебралось под крышку процессора) и первая платформа с графикой, интегрированной в процессоры. Тогдашняя графика была очень слабой (недалеко ушедшей от «чипсетных» IGP Intel), встречалась лишь в части процессоров (только в двухъядерных моделях), и в системах сегодняшнего дня она неприменима: последняя ОС, поддерживаемая Intel, это Windows 7. Но не стоит забывать о том, что это был даже не 2011 год (когда AMD «выкатила» FM1, а в Intel обновились до LGA1155), а 2009-2010 гг. Принципы же построения массовых компьютерных систем с тех пор не меняются. Компания Intel с тех пор и вовсе сохранила не только систему крепления кулеров (для всей линейки 115х вот уже восьмой год идентичную), но и наименование процессоров. Core i7, впрочем, были анонсированы годом ранее (в рамках LGA1366), но именно в 2009-м на рынке впервые появились четырехъядерные Core i5, а с 2010-го - двухъядерные Pentium, Core i3 и Core i5. И базовые принципы, по которым процессоры попадают в одно из перечисленных семейств, тоже который год не меняются. Услышав название «Core 2 Quad», практически все понимают, что речь о чем-то устаревшем... А вот «Core i5» - это что? Да, процессоры первого поколения Core старые, но они до сих пор работают у некоторых пользователей. А технологически с точки зрения архитектуры процессорных ядер они, в общем-то, мало отличаются и от Core 2. Расширение набора команд, кольцевая шина и т. д. и т. п. - все это дебютировало в Sandy Bridge. Соответственно, если изначально Core i5-750 примерно соответствовал старшим моделям Core 2 Quad (будучи немного быстрее Q9650, но отставая от экстремального Q9770), то никакого изменения в этом соотношении при обновлении программного обеспечения произойти не могло. В общем, Core i5 показывают заодно, чего можно ожидать от LGA775. А Core i7 - чего можно ожидать от четырехъядерных процессоров для LGA1366, благо различий между 800-й и 900-й линейкой еще меньше. Так что протестировать эти процессоры тем более полезно, хотя интерес они представляют и сами по себе.
Конфигурация тестовых стендов
| Процессор | Intel Core i5-680 | Intel Core i5-760 | Intel Core i7-880 |
| Название ядра | Clarkdale | Lynnfield | Lynnfield |
| Технология пр-ва | 32/45 нм | 45 нм | 45 нм |
| Частота ядра std/max, ГГц | 3,6/3,87 | 2,8/3,33 | 3,06/3,73 |
| Кол-во ядер/потоков | 2/4 | 4/4 | 4/8 |
| Кэш L1 (сумм.), I/D, КБ | 64/64 | 128/128 | 128/128 |
| Кэш L2, КБ | 2×256 | 4×256 | 4×256 |
| Кэш L3, МиБ | 4 | 8 | 8 |
| Оперативная память | 2×DDR3-1333 | 2×DDR3-1333 | 2×DDR3-1333 |
| TDP, Вт | 73 | 95 | 95 |
| Графика | HDG | - | - |
| Кол-во EU | 12 | - | - |
| Частота std/max, МГц | 733 | - | - |
С Core i5-760 и i7-880 все понятно - это самые быстрые процессоры на 45-нанометровом кристалле Lynnfield, в свое время одни из самых быстрых на рынке в своих классах. С двухъядерными же моделями для данной платформы дела обстоят сложнее. Ее старт был не таким уж легким, так что изначально запланированных «монолитных» Havendale на 45 нм мы так и не увидели - с некоторой задержкой (относительно старших моделей) на рынок вышли «гибридные» 32/45-нанометровые Clarkdale. Наибольшей популярностью на этом кристалле пользовались Core i3 - недорогие модели, позиционирующиеся на замену Core 2 Duo и прекрасно справляющиеся с этой задачей. А вот двухъядерные Core i5 покупателям как-то сразу не понравились - после четырехъядерных-то! И от существенно более дешевых Core i3 они отличались лишь тактовыми частотами и поддержкой Turbo Boost. Однако Core i3 в настоящее время нам найти не удалось, а вот топовый (в своей линейке) Core i5-680 - получилось. Отметим, что конкретно эта модель была вообще очень дорогой - по сути, она даже покидала рынок при рекомендованной цене $305, т. е. выше, чем у младших моделей Core i7! Но если это семейство не пользовалось любовью конечных покупателей, исповедующих принцип DIY, то производители компьютерной техники на него отреагировали весьма живо. Причиной этого было наличие какого-никакого графического ядра и относительно невысокий уровень TDP в 73 Вт. Это сейчас никого не удивишь «литровым» компьютером с поддержкой настольных сокетных процессоров - а в те годы даже плата Mini-ITX с сокетом, а не с распаянным суррогатным решением была свежим и оригинальным продуктом. Впрочем, повторимся, покупатели больше присматривались к Core i3, но и старший i5 нам будет не лишним - чтобы оценить верхнюю границу производительности Clarkdale.
| Процессор | AMD Athlon X4 880K | Intel Pentium G4400 | Intel Core i3-6320 |
| Название ядра | Godavari | Skylake | Skylake |
| Технология пр-ва | 28 нм | 14 нм | 14 нм |
| Частота ядра std/max, ГГц | 4,0/4,2 | 3,3 | 3,9 |
| Кол-во ядер/потоков | 2/4 | 2/2 | 2/4 |
| Кэш L1 (сумм.), I/D, КБ | 192/64 | 64/64 | 64/64 |
| Кэш L2, КБ | 2×2048 | 2×256 | 2×256 |
| Кэш L3, МиБ | - | 3 | 4 |
| Оперативная память | 2×DDR3-2133 | 2×DDR3-1600 / 2×DDR4-2133 | 2×DDR3-1600 / 2×DDR4-2133 |
| TDP, Вт | 95 | 54 | 51 |
| Графика | - | HDG 510 | HDG 530 |
| Кол-во EU | - | 12 | 24 |
| Частота std/max, МГц | - | 350/1000 | 350/1150 |
| Цена | T-13582517 | T-12874524 | T-12874328 |
Поскольку исследование в большей степени теоретическое (если кто-то до сих пор пользуется процессорами того времени, значит, в общем-то, его все устраивает - в магазин он пойдет, только когда компьютер «накроется» физически), в выборе ориентиров для сравнения мы вольны чуть более чем полностью:) Поэтому и взяли вот эту тройку: самый быстрый Athlon X4 (идеологически сходный как раз с двухъядерными Core i5), младший Pentium и старший (на данный момент) Core i3 современной линейки, благо все они уже были протестированы ранее совместно с дискретной видеокартой на базе Radeon R9 380 и 16 ГБ оперативной памяти. В аналогичных условиях работала и тройка испытуемых: полноценно использовать интегрированную графику Clarkdale/Arrandale уже невозможно, а в Lynnfield и такой еще не было.
Методика тестирования
Методика подробно описана в отдельной статье . Здесь же вкратце напомним, что базируется она на следующих четырех китах:
- Методика измерения энергопотребления при тестировании процессоров
- Методика мониторинга мощности, температуры и загрузки процессора в процессе тестирования
А подробные результаты всех тестов доступны в виде полной таблицы с результатами (в формате Microsoft Excel 97-2003) . Непосредственно же в статьях мы используем уже обработанные данные. В особенности, это относится к тестам приложений, где все нормируется относительно референсной системы (как и в прошлом году, ноутбука на базе Core i5-3317U с 4 ГБ памяти и SSD, емкостью 128 ГБ) и группируется по сферам применения компьютера.
iXBT Application Benchmark 2016
С учетом того, что Pentium G4400 уже нередко обгоняет Core i3 на базе Sandy Bridge, мы не удивились его превосходству над i5-680, да и к тому, что современные Athlon X4 способны не отставать от четырехъядерных Core i5 под LGA1156 тоже были готовы на основе чуть более ранних тестирований . Впрочем, они же привели к тому, что отставание одного из лучших некогда Core i7 (кстати - такие рекомендованные цены давно уже имеют только шестиядерные модели) от банального (пусть и лучшего в линейке) Core i3 нас тоже не слишком шокировало:) А ведь эта группа приложений - тот самый случай, когда количество поддерживаемых потоков вычисления по важности сравнимо с их качеством - дальше будет только хуже.
Например, при обработке фотографий - в Photoshop уже часть фильтров поддерживает AVX, что бьет не только по современным Pentium, но и по процессорам для устаревших платформ. Да и вообще архитектурных улучшений за такой срок набралось столько, что даже в «жадном до ядер» Lightroom i7-880 уже хоть немного, но отстает от i3-6320. Но немного. Но уже отстает. В общем, со временем любая карета однозначно становится тыквой - если раньше не сломается:)
«Количество» тут, как известно, бесполезно, «качество» же ядер первого поколения Core (практически идентичное, напомним, Core2) таково, что это уже где-то уровень Athlon X4. Сам по себе невысокий, но бывает и хуже.
Программа более-менее способна утилизировать «дополнительные» потоки кода, но делает это не слишком активно - в итоге из «антиквариата» i5-680 оказался (благодаря тактовой частоте) хоть немного, но быстрее i5-760. А при сравнении процессоров разных поколений это всего лишь позволило Core i7-880 обогнать самый младший современный Pentium, что и вовсе в комментариях не нуждается.
Впрочем, на старом целочисленном коде «старички» еще могут «дать жару». Относительного, конечно - для паритета с современными процессорами, им нужно иметь примерно вдвое больше ядер. На победу это никак не тянет, но тактично намекает, что чем старше (идеологически, разумеется) используемый софт, тем меньше стимулов на замену старого компьютера на новый. Либо уже «малой кровью» обойтись не получится - даже лучшие из современных Core i5 в этой задаче все еще в лучшем случае лишь равны столь древним Core i7. Что быстрее? Современный же Core i7 или около того.
Сказанное выше относится и к упаковке данных, а вот «разворачивает» архивы эта программа (и многие другие подобные) в один поток, что сильно сказывается и на конечном результате. Но, в общем, лучший тогдашний Core i7 все-таки сумел немного обогнать лучший современный Core i3.
Напомним, что чипсеты для LGA1156 поддерживают только SATA300, что на скорости дисковых операций, естественно, сказывается - особенно при копировании данных. Но также напомним, что 100 баллов референсной системы получены как раз на SATA600 и соответствующем SSD. Но более медленном, чем используется нами в основной линейке тестов. А тут несмотря на ограничения интерфейса получилось быстрее. Вывод? Не стоит бояться того отсутствия поддержки новых версий SATA системой - если вы хотите ее «подстегнуть» установкой твердотельника, занятие стоящее. Уж с винчестерами, во всяком случае, сравнения никакого.
Как мы уже говорили, SMT-технологии эта программа не слишком жалует - кажущийся обратным эффект более связан с разницей в частоте. Поэтому сражение «чистых» ядер. И хорошо заметно, что в качественно оптимизированных современных программах одно ядро 2015 года полностью соответствует двум 2009. Если вспомнить также сказанное выше о технологическом паритете первого поколения Core с Core2, это также дает хороший ответ и на место, например, Core 2 Quad в современном мире: примерно Pentium той же частоты. Увы, но таковая судьба любых высокотехнологичных изделий - со временем гарантированно теряют приставку «высоко».
В общем и среднем результат тоже аналогичный - Core i5 (и Core 2 Quad) держатся на уровне Pentium, а Core i7 - нынешних Core i3. Шестиядерные модели для LGA1366 - в лучшем случае как старшие современные Core i5. Но, разумеется, расклад бывает разным - например, в старых многопоточных приложениях «старички» смотрятся лучше, чем в новых. Когда же нагрузка приходится на один-два потока - все плохо уже независимо от возраста программы. Но все равно - чем новее, тем хуже:) Собственно, заодно ответ на то, нужно ли страдать «версоманией»: чтобы задействовать возможности новых платформ, то придется. А человеку, продолжающему использовать, например, Windows XP и ПО начала десятилетия новая система даст не так и много. Может, даже, наоборот вызвать проблемы при попытках ту самую ХР к себе и «прикрутить».
Отметим, что такие результаты получены в штатном режиме работы всех процессоров, в то время как простота разгона на устаревших платформах некоторыми пользователями (немногочисленной, но весьма голосистой группой таковых) нередко рассматривается как преимущество последних. С чем с точки зрения чистой производительности сложно поспорить - действительно: увеличение тактовой частоты увеличивает и скорость работы. Правда и энергопотребление тоже. А что с ним хотя бы в штатном режиме?
Энергопотребление и энергоэффективность
Процессоры Clarkdale/Arrandale были двухчиповыми, причем собственно «процессорный» кристалл в них изготавливался по нормам 32 нм - в результате ничего такого уж страшного Core i5-680 нам не демонстрирует. Фактически энергопотребление от системы с Core i3-2120 (при той же видеокарте и объеме памяти) отличается лишь примерно на 10 Вт, а от современных двухъядерных моделей Intel - на 20 Вт. И это лучше, чем достижения AMD на данный момент - если, конечно, оценивать только энергопотребление без привязки к производительности (о чем чуть ниже). А вот «старые» квады, еще и изготовленные по нормам 45 нм, какой-то экономичностью не отличаются - скорее, обратным. Хотя, опять же, положение сопоставимо с процессорами для FM2+, но это сравнение из разряда «оба хуже» на фоне современных платформ Intel. И понятно, что разгон может только усугубить дело. Хотя кого не беспокоит такой уровень энергопотребления, тот и от его увеличения уже вряд ли сильно расстроится.
С поправкой на производительность выглядит это все примерно так. Хорошо заметно, что с точки зрения эффективности даже Clarkdale был уже шагом вперед. Особенно если вспомнить то, что в ряде случаев эти процессоры позволяли обойтись и без дискретного видео. Так что, несмотря на изначально не слишком поражающую воображение скорость работы, смысл в выпуске таких процессоров в 2010 году был. Сейчас же они выглядят практически столь же бледно, как и 45 нм модели. И дело даже не в том, что работают все тогдашние процессоры слишком медленно, либо потребляют слишком много энергии - это еще пол-дела. Хуже другое - в совокупности все это приводит к тому, что расходуют они эту энергию крайне не эффективно. Что, разумеется, еще не повод бежать выбрасывать старый компьютер, за который деньги уплачены, но и игнорировать такое положение дел тоже не стоит.
iXBT Game Benchmark 2016
Практически полное совпадение результатов в обоих разрешениях четко показывает, что производительность «наглухо упирается» в процессоры - что и предполагалось. Впрочем, особых проблем на практике это не вызывает: играть можно и с комфортом.
В случае «корабликов» все еще веселее - результат примерно равен максимально-возможному (напомним, что в этой игре частота кадров ограничена сверху).
«Узкое место» в очередной раз в процессорах, но играть можно. Что не удивительно - все-таки игра тоже изначально практически из тех времен.
Но и с существенно более современным гоночным симулятором все участники тестирования справляются нормально - в первую очередь выросли требования к видеосистеме (как обычно и бывает).
В FHD вообще все определяется R9 380, в HD разница между участниками есть, но с практической точки зрения незначимая.
Что относится и к этой игре. Впрочем, как мы уже отмечали, она вообще более требовательна к видеокарте в любых условиях.
Забавно, что старый двухъядерный (пусть и с НТ) процессор проигрывает уже современному Pentium, хотя игра в целом уже «плохо относится» к представителям этого семейства. Но не неожиданно: количество потоков необходимо оценивать в совокупности с качеством . А не в отрыве.
В данном случае все модели для LGA1156 оказались хуже Pentium G4400, хотя и по-прежнему не уступают даже самым новым Athlon X4. Поводов для радости в том особых нет, однако применительно к практике это означает, что для игрового компьютера (пусть речь идет и о начальном уровне) они все еще пригодны.
И две, где разница между процессорами уже очень заметна. Но происходит это при таких абсолютных значениях, что им можно не придавать значения. Таким образом, с точки зрения игрового применения такие системы (если они уже есть в наличии) до сих пор можно считать приемлемыми. Разумеется, в отличие от 2009-2010 годов Core i5-750/760 уже даже с натяжкой не назовешь лучшими процессорами для игр , однако при наличии хорошей видеокарты ассортимент доступных пользователю игровых приложений будет весьма широк и представителен. Что характерно, видеокарты той эпохи (даже лучшие) уже можно считать совсем устаревшими, а процессоры - пока могут и поработать. Не только такие, но и более ранние - за исключением, разве что, двухъядерных Core 2 Duo (особенно первых серий), которые и форы в количестве ядер не имеют, и качество последних уже слишком низкое. А Core 2 Quad или первые представители семейств Core i5 и i7 хоть что-то да могут.
Итого
Как мы уже отметили в прошлой «исторической» статье , использование компьютерных систем, выпущенных после 2006 года, больших трудностей сегодня не представляет. Мы спокойно укомплектовали платы 16 ГБ памяти и современной видеокартой, установили Windows 10 и получили доступ к любому современному ПО. Да, конечно, платформе уже не хватает поддержки современных интерфейсов, причем «добавлять» что-либо не всегда удобно из-за поддержки чипсетами только лишь PCIe 1.1. Однако для дискретного контроллера USB 3.0, например, этого хватит, а на ограниченную скорость выполнения дисковых операций можно не обращать внимания - в конце концов, до сих пор продаются (и уж тем более - используются) компьютеры только лишь с механическими накопителями, а это по определению более низкий уровень производительности.
Словом, если такой компьютер уже есть в наличии, неудивительно, что он будет использоваться до тех пор, пока не сломается: ведь за него уже давно «уплочено», а любая замена оборудования требует денег. На этом фоне не так уж критично воспринимается даже то, что каждое ядро образца конца «нулевых» составляет по производительности лишь половину современного, а ест при этом за троих - быстро «отбить» новую покупку на счетах за электричество все равно не получится. Другой вопрос, если обеспечиваемого уровня производительности уже мало и/или «большой» компьютер надоел - тут вариантов замены, на первый взгляд, немало. Правда, если приглядеться, окажется, что, к примеру, даже лучшие из современных мини-ПК все еще несколько медленнее - даже если не рассматривать игровое применение, где использование только интегрированной графики по-прежнему будет очень мешать достижению игрового комфорта. Топовые ноутбуки быстрее, но и стоят довольно дорого. Таким образом, экономический смысл продолжать эксплуатацию старого ПК (как бы бледно он ни выглядел на фоне современных) все равно сохраняется - и будет сохраняться, пока старый компьютер продолжает работать. Конечно, у владельца со временем могут вырасти требования к производительности, но, как нам кажется, у кого таковые есть, те вопрос модернизации уже решили, и давно.
До появления архитектуры Sandy Bridge, выбирать процессор Intel Core i3, i5 и i7 было очень трудно. Это было трудно, потому что Intel не разделил функции для всех марок одинаково.
Процессоры одной и той же марки, иногда даже не используют тот же сокет. Это сделало крайне сложным объяснить различия между ними.
После того, как компания представила архитектуру Sandy Bridge и возобновила свою продукцию с использованием тех же брендов i3, i5 и i7 проблемы отпали.
Чтобы представить это, Intel перешла на схему именования 4 чисел и пронумеровала 2100, 2500 и т. д.
Серия core i3
Линейка Intel Core i3 всегда была бюджетным вариантом. Это двухъядерные процессоры, в отличие от остальной части линии, которая состоит из четырехъядерных. Они также имеют более ограниченные возможности.
Основная характеристика поддержка процессорами Core i3 Turbo Boost, функция разгона динамически доступная на большинстве процессоров Intel.
Это, наряду с двухъядерной функцией, плюс разница в производительности между i3, i5 и i7.
Процессоры Core i3 имеют также виртуализацию технологии Intel Vpro и технологии ускорения шифрования AES.
Функция, которую имеет i3 и i5 — это технология Hyper-Threading. Это дублирование логических ядер, что позволяет каждому физическому ядру проявить себя в качестве двух логических ядер.
Результатом этого является то, что появится двухъядерный Core i3 как четырёхъядерный процессор.
В конечном счете, i3 является графическим процессором с ограниченной максимальной скоростью 1100 МГц.
Это приводит к небольшому снижению производительности, чем обычный PGI, но разница невелика и во многих ситуациях незаметна.
Серия core i5
Intel использовали две различные линии для разделения бренда i5, один из которых был двухъядерный и один четырёхъядерный. Это было немного запутанным для покупателей.
К счастью, теперь все Sandy Bridge i5 четырехъядерные, но не все имеют функции усиления Hyper-Threading.
Большинство i5, кроме серии K имеют серии PGI 2000 с максимальной скоростью исполнения 1100 МГц.
В сражении между тремя процессорами, Core i5 теперь самый популярный вариант. Единственное существенное различие между вариантами i5 ядро с тактовой частотой в диапазоне от 2.8 ГГц до 3.3 ГГц.
Очевидно, что продукты с более высокой тактовой частоте стоят дороже, чем те, которые с меньшей.
Серия core i7
Серия i7 на данный момент предлагает только пять настольных процессоров модели Sandy Bridge Core i7, которыми являются: i7-2600, i7-2600S, i7-2600K, i7-2700K, i7-3820.
Эти процессоры практически идентичны i5. Реальным различием является добавление технологии Hyper-Threading в i7, а это значит, что процессор будет выглядеть как восьми ядерный.
Это повышает производительность и может привести к существенному увеличению производительности, если вы используете программу, которая способна работать в 8 потоков.
Конечно, большинство программ не может использовать 8 потоков. Поэтому они предназначены для тех, кто использует приложения для редактирования видео, передовые программы 3D, рендеринг и научные программы.
Средний пользователь вряд ли из этих функций может извлечь большую пользу (из Hyper-Threading).
i7 может достигать максимальной скорости 1350 МГц. Как я уже говорил это различие в значительной степени несущественно при измерении производительности в обычных ситуациях.
Разъемы и чипсеты были препятствием для тех, кто хотел построить свою систему с продуктами Core. Различные устройства в той же марке использовали различные разъемы.
Теперь уже нет. Все Sandy Bridge в исполнении LGA 1155 использует то же самое и совместимы с новыми чипсетами P67, H67, B65, H61, Q67 и Z68.
Линия Core i5 остается самой популярной. Четырехъядерный продукт I5 очень быстрый и имеет все важные функции, такие как Turbo Boost.
Они также имеет умеренную цену. Тем не менее, i3 следует рассматривать, если вы не ищете очень высокую производительность, подходящую для повседневных задач. Успехов.
Рубрики: Без рубрикиВведениеЭтим летом компания Intel совершила странное: она умудрилась сменить целых два поколения процессоров, ориентированных на общеупотребительные персональные компьютеры. Сначала на смену Haswell пришли процессоры с микроархитектурой Broadwell, но затем в течение буквально пары месяцев они утратили свой статус новинки и уступили место процессорам Skylake, которые будут оставаться наиболее прогрессивными CPU как минимум ещё года полтора. Такая чехарда со сменой поколений произошла главным образом в связи с проблемами Intel, возникшими при внедрении нового 14-нм техпроцесса, который применяется при производстве и Broadwell, и Skylake. Производительные носители микроархитектуры Broadwell по пути в настольные системы сильно задержались, а их последователи вышли по заранее намеченному графику, что привело к скомканности анонса процессоров Core пятого поколения и серьёзному сокращению их жизненного цикла. В результате всех этих пертурбаций, в десктопном сегменте Broadwell заняли совсем узкую нишу экономичных процессоров с мощным графическим ядром и довольствуются теперь лишь небольшим уровнем продаж, свойственным узкоспециализированным продуктам. Внимание же передовой части пользователей переключилось на последователей Broadwell – процессоры Skylake.
Надо заметить, что в последние несколько лет компания Intel совсем не радует своих поклонников ростом производительности предлагаемых продуктов. Каждое новое поколение процессоров прибавляет в удельном быстродействии лишь по несколько процентов, что в конечном итоге приводит к отсутствию у пользователей явных стимулов к модернизации старых систем. Но выход Skylake – поколения CPU, по пути к которому Intel, фактически, перепрыгнула через ступеньку – внушал определённые надежды на то, что мы получим действительно стоящее обновление самой распространённой вычислительной платформы. Однако, ничего подобного так и не случилось: Intel выступила в своём привычном репертуаре. Broadwell был представлен общественности в качестве некого ответвления от основной линии процессоров для настольных систем, а Skylake оказались быстрее Haswell в большинстве приложений совсем незначительно
.
Поэтому несмотря на все ожидания, появление Skylake в продаже вызвало у многих скептическое отношение. Ознакомившись с результатами реальных тестов, многие покупатели попросту не увидели реального смысла в переходе на процессоры Core шестого поколения. И действительно, главным козырем свежих CPU выступает прежде всего новая платформа с ускоренными внутренними интерфейсами, но не новая процессорная микроархитектура. И это значит, что реальных стимулов к обновлению основанных систем прошлых поколений Skylake предлагает немного.
Впрочем, мы бы всё-таки не стали отговаривать от перехода Skylake всех без исключения пользователей. Дело в том, что пусть Intel и наращивает производительность своих процессоров очень сдержанными темпами, с момента появления Sandy Bridge, которые всё ещё трудятся во многих системах, сменилось уже четыре поколения микроархитектуры. Каждый шаг по пути прогресса вносил свой вклад в увеличение производительности, и к сегодняшнему дню Skylake способен предложить достаточно существенный прирост в производительности по сравнению со своими более ранними предшественниками. Только чтобы увидеть это, сравнивать его надо не с Haswell, а с более ранними представителями семейства Core, появившимися до него.
Собственно, именно таким сравнением мы сегодня и займёмся. Учитывая всё сказанное, мы решили посмотреть, насколько выросла производительность процессоров Core i7 с 2011 года, и собрали в едином тесте старшие Core i7, относящиеся к поколениям Sandy Bridge, Ivy Bridge, Haswell, Broadwell и Skylake. Получив же результаты такого тестирования, мы постараемся понять, обладателям каких процессоров целесообразно затевать модернизацию старых систем, а кто из них может повременить до появления последующих поколений CPU. Попутно мы посмотрим и на уровень производительности новых процессоров Core i7-5775C и Core i7-6700K поколений Broadwell и Skylake, которые до настоящего момента в нашей лаборатории ещё не тестировались.
Сравнительные характеристики протестированных CPU
От Sandy Bridge до Skylake: сравнение удельной производительности
Для того, чтобы вспомнить, как же менялась удельная производительность интеловских процессоров в течение последней пятилетки, мы решили начать с простого теста, в котором сопоставили скорость работы Sandy Bridge, Ivy Bridge, Haswell, Broadwell и Skylake, приведённых к одной и той же частоте 4,0 ГГц. В этом сравнении нами были использованы процессоры линейки Core i7, то есть, четырёхъядерники, обладающие технологией Hyper-Threading.В качестве основного тестового инструмента был взят комплексный тест SYSmark 2014 1.5, который хорош тем, что воспроизводит типичную пользовательскую активность в общеупотребительных приложениях офисного характера, при создании и обработке мультимедийного контента и при решении вычислительных задач. На следующих графиках отображены полученные результаты. Для удобства восприятия они нормированы, за 100 процентов принята производительность Sandy Bridge.
Интегральный показатель SYSmark 2014 1.5 позволяет сделать следующие наблюдения. Переход от Sandy Bridge к Ivy Bridge увеличил удельную производительность совсем незначительно – примерно на 3-4 процента. Дальнейший шаг к Haswell оказался гораздо более результативным, он вылился в 12-процентное улучшение производительности. И это – максимальный прирост, который можно наблюдать на приведённом графике. Ведь дальше Broadwell обгоняет Haswell всего лишь на 7 процентов, а переход от Broadwell к Skylake и вовсе наращивает удельную производительность лишь на 1-2 процента. Весь же прогресс от Sandy Bridge до Skylake выливается в 26-процентное увеличение производительности при постоянстве тактовых частот.
Более подробную расшифровку полученных показателей SYSmark 2014 1.5 можно посмотреть на трёх следующих графиках, где интегральный индекс производительности разложен по составляющим по типу приложений.
Обратите внимание, наиболее заметно с вводом новых версий микроархитектур прибавляют в скорости исполнения мультимедийные приложения. В них микроархитектура Skylake превосходит Sandy Bridge на целых 33 процента. А вот в счётных задачах, напротив, прогресс проявляется меньше всего. И более того, при такой нагрузке шаг от Broadwell к Skylake даже оборачивается небольшим снижением удельной производительности.
Теперь, когда мы представляем себе, что же происходило с удельной производительностью процессоров Intel в течение последних нескольких лет, давайте попробуем разобраться, чем наблюдаемые изменения были обусловлены.
От Sandy Bridge до Skylake: что изменилось в процессорах Intel
Сделать точкой отсчёта в сравнении разных Core i7 представителя поколения Sandy Bridge мы решили не просто так. Именно данный дизайн подвёл крепкий фундамент под всё дальнейшее совершенствование производительных интеловских процессоров вплоть до сегодняшних Skylake. Так, представители семейства Sandy Bridge стали первыми высокоинтегрированными CPU, в которых в одном полупроводниковом кристалле были собраны и вычислительные, и графическое ядра, а также северный мост с L3-кешем и контроллером памяти. Кроме того, в них впервые стала использоваться внутренняя кольцевая шина, посредством которой была решена задача высокоэффективного взаимодействия всех структурных единиц, составляющих столь сложный процессор. Этим заложенным в микроархитектуре Sandy Bridge универсальным принципам построения продолжают следовать все последующие поколения CPU без каких бы то ни было серьёзных корректив.Немалые изменения в Sandy Bridge претерпела внутренняя микроархитектура вычислительных ядер. В ней не только была реализована поддержка новых наборов команд AES-NI и AVX, но и нашли применение многочисленные крупные улучшения в недрах исполнительного конвейера. Именно в Sandy Bridge был добавлен отдельный кеш нулевого уровня для декодированных инструкций; появился абсолютно новый блок переупорядочивания команд, основанный на использовании физического регистрового файла; были заметно улучшены алгоритмы предсказания ветвлений; а кроме того, два из трёх исполнительных порта для работы с данными стали унифицированными. Такие разнородные реформы, проведённые сразу на всех этапах конвейера, позволили серьёзно увеличить удельную производительность Sandy Bridge, которая по сравнению с процессорами предыдущего поколения Nehalem сразу выросла почти на 15 процентов. К этому добавился 15-процентный рост номинальных тактовых частот и отличный разгонный потенциал, в результате чего в сумме получилось семейство процессоров, которое до сих пор ставится в пример Intel, как образцовое воплощение фазы «так» в принятой в компании маятниковой концепции разработки.
И правда, подобных по массовости и действенности улучшений в микроархитектуре после Sandy Bridge мы уже не видели. Все последующие поколения процессорных дизайнов проводят куда менее масштабные усовершенствования в вычислительных ядрах. Возможно, это является отражением отсутствия реальной конкуренции на процессорном рынке, возможно причина замедления прогресса кроется в желании Intel сосредоточить усилия на совершенствовании графических ядер, а может быть Sandy Bridge просто оказался настолько удачным проектом, что его дальнейшее развитие требует слишком больших трудозатрат.
Отлично иллюстрирует произошедший спад интенсивности инноваций переход от Sandy Bridge к Ivy Bridge. Несмотря на то, что следующее за Sandy Bridge поколение процессоров и было переведено на новую производственную технологию с 22-нм нормами, его тактовые частоты совсем не выросли. Сделанные же улучшения в дизайне в основном коснулись ставшего более гибким контроллера памяти и контроллера шины PCI Express, который получил совместимость с третьей версией данного стандарта. Что же касается непосредственно микроархитектуры вычислительных ядер, то отдельные косметические переделки позволили добиться ускорения выполнения операций деления и небольшого увеличения эффективности технологии Hyper-Threading, да и только. В результате, рост удельной производительности составил не более 5 процентов.
Вместе с тем, внедрение Ivy Bridge принесло и то, о чём теперь горько жалеет миллионная армия оверклокеров. Начиная с процессоров этого поколения, Intel отказалась от сопряжения полупроводникового кристалла CPU и закрывающей его крышки посредством бесфлюсовой пайки и перешла на заполнение пространства между ними полимерным термоинтерфейсным материалом с очень сомнительными теплопроводящими свойствами. Это искусственно ухудшило частотный потенциал и сделало процессоры Ivy Bridge, как и всех их последователей, заметно менее разгоняемыми по сравнению с очень бодрыми в этом плане «старичками» Sandy Bridge.
Впрочем, Ivy Bridge – это всего лишь «тик», а потому особых прорывов в этих процессорах никто и не обещал. Однако никакого воодушевляющего роста производительности не принесло и следующее поколение, Haswell, которое, в отличие от Ivy Bridge, относится уже к фазе «так». И это на самом деле немного странно, поскольку различных улучшений в микроархитектуре Haswell сделано немало, причём они рассредоточены по разным частям исполнительного конвейера, что в сумме вполне могло бы увеличить общий темп исполнения команд.
Например, во входной части конвейера была улучшена результативность предсказания переходов, а очередь декодированных инструкций стала делиться между параллельными потоками, сосуществующими в рамках технологии Hyper-Threading, динамически. Попутно произошло увеличение окна внеочередного исполнения команд, что в сумме должно было поднять долю параллельно выполняемого процессором кода. Непосредственно в исполнительном блоке были добавлены два дополнительных функциональных порта, нацеленных на обработку целочисленных команд, обслуживание ветвлений и сохранение данных. Благодаря этому Haswell стал способен обрабатывать до восьми микроопераций за такт – на треть больше предшественников. Более того, новая микроархитектура удвоила и пропускную способность кеш-памяти первого и второго уровней.
Таким образом, улучшения в микроархитектуре Haswell не затронули лишь скорость работы декодера, который, похоже, на данный момент стал самым узким местом в современных процессорах Core. Ведь несмотря на внушительный список улучшений, прирост удельной производительности у Haswell по сравнению с Ivy Bridge составил лишь около 5-10 процентов. Но справедливости ради нужно оговориться, что на векторных операциях ускорение заметно гораздо сильнее. А наибольший выигрыш можно увидеть в приложениях, использующих новые AVX2 и FMA-команды, поддержка которых также появилась в этой микроархитектуре.
Процессоры Haswell, как и Ivy Bridge, сперва тоже не особенно понравились энтузиастам. Особенно если учесть тот факт, что в первоначальной версии никакого увеличения тактовых частот они не предложили. Однако спустя год после своего дебюта Haswell стали казаться заметно привлекательнее. Во-первых, увеличилось количество приложений, обращающихся к наиболее сильным сторонам этой архитектуры и использующих векторные инструкции. Во-вторых, Intel смогла исправить ситуацию с частотами. Более поздние модификации Haswell, получившие собственное кодовое наименование Devil’s Canyon, смогли нарастить преимущество над предшественниками благодаря увеличению тактовой частоты, которая, наконец, пробила 4-гигагерцовый потолок. Кроме того, идя на поводу у оверклокеров, Intel улучшила полимерный термоинтерфейс под процессорной крышкой, что сделало Devil’s Canyon более подходящими объектами для разгона. Конечно, не такими податливыми, как Sandy Bridge, но тем не менее.
И вот с таким багажом Intel подошла к Broadwell. Поскольку основной ключевой особенностью этих процессоров должна была стать новая технология производства с 14-нм нормами, никаких значительных нововведений в их микроархитектуре не планировалось – это должен был быть почти самый банальный «тик». Всё необходимое для успеха новинок вполне мог бы обеспечить один только тонкий техпроцесс с FinFET-транзисторами второго поколения, в теории позволяющий уменьшить энергопотребление и поднять частоты. Однако практическое внедрение новой технологии обернулось чередой неудач, в результате которых Broadwell досталась лишь экономичность, но не высокие частоты. В итоге те процессоры этого поколения, которые Intel представила для настольных систем, вышли больше похожими на мобильные CPU, чем на продолжателей дела Devil’s Canyon. Тем более, что кроме урезанных тепловых пакетов и откатившихся частот они отличаются от предшественников и уменьшившимся в объёме L3-кешем, что, правда, несколько компенсируется появлением расположенного на отдельном кристалле кэша четвёртого уровня.
На одинаковой с Haswell частоте процессоры Broadwell демонстрируют примерно 7-процентное преимущество, обеспечиваемое как добавлением дополнительного уровня кеширования данных, так и очередным улучшением алгоритма предсказания ветвлений вместе с увеличением основных внутренних буферов. Кроме того, в Broadwell реализованы новые и более быстрые схемы выполнения инструкций умножения и деления. Однако все эти небольшие улучшения перечёркиваются фиаско с тактовыми частотами, относящими нас в эпоху до Sandy Bridge. Так, например, старший оверклокерский Core i7-5775C поколения Broadwell уступает по частоте Core i7-4790K целых 700 МГц. Понятно, что ожидать какого-то роста производительности на этом фоне бессмысленно, лишь бы обошлось без её серьёзного падения.
Во многом именно из-за этого Broadwell и оказался непривлекательным для основной массы пользователей. Да, процессоры этого семейства отличаются высокой экономичностью и даже вписываются в тепловой пакет с 65-ваттными рамками, но кого это, по большому счёту, волнует? Разгонный же потенциал первого поколения 14-нм CPU оказался достаточно сдержанным. Ни о какой работе на частотах, приближающихся к 5-гигагерцовой планке речь не идёт. Максимум, которого можно добиться от Broadwell при использовании воздушного охлаждения пролегает в окрестности величины 4,2 ГГц. Иными словами, пятое поколение Core вышло у Intel, как минимум, странноватым. О чём, кстати, микропроцессорный гигант в итоге и пожалел: представители Intel отмечают, что поздний выход Broadwell для настольных компьютеров, его сокращённый жизненный цикл и нетипичные характеристики отрицательно сказались на уровне продаж, и больше компания на подобные эксперименты пускаться не планирует.
Новейший же Skylake на этом фоне представляется не столько как дальнейшее развитие интеловской микроархитектуры, сколько своего рода работа над ошибками. Несмотря на то, что при производстве этого поколения CPU используется тот же 14-нм техпроцесс, что и в случае Broadwell, никаких проблем с работой на высоких частотах у Skylake нет. Номинальные частоты процессоров Core шестого поколения вернулись к тем показателям, которые были свойственны их 22-нм предшественникам, а разгонный потенциал даже немного увеличился. На руку оверклокерам здесь сыграл тот факт, что в Skylake конвертер питания процессора вновь перекочевал на материнскую плату и снизил тем самым суммарное тепловыделение CPU при разгоне. Жаль только, что Intel так и не вернулась к использованию эффективного термоинтерфейса между кристаллом и процессорной крышкой.
Но вот что касается базовой микроархитектуры вычислительных ядер, то несмотря на то, что Skylake, как и Haswell, представляет собой воплощение фазы «так», нововведений в ней совсем немного. Причём большинство из них направлено на расширение входной части исполнительного конвейера, остальные же части конвейера остались без каких-либо существенных изменений. Перемены касаются улучшения результативности предсказания ветвлений и повышения эффективности блока предварительной выборки, да и только. При этом часть оптимизаций служит не столько для улучшения производительности, сколько направлена на очередное повышение энергоэффективности. Поэтому удивляться тому, что Skylake по своей удельной производительности почти не отличается от Broadwell, не следует.
Впрочем, существуют и исключения: в отдельных случаях Skylake могут превосходить предшественников в производительности и более заметно. Дело в том, что в этой микроархитектуре была усовершенствована подсистема памяти. Внутрипроцессорная кольцевая шина стала быстрее, и это в конечном итоге расширило полосу пропускания L3-кэша. Плюс к этому контроллер памяти получил поддержку работающей на высоких частотах памяти стандарта DDR4 SDRAM.
Но в итоге тем не менее получается, что бы там не говорила Intel о прогрессивности Skylake, с точки зрения обычных пользователей это – достаточно слабое обновление. Основные улучшения в Skylake сделаны в графическом ядре и в энергоэффективности, что открывает перед такими CPU путь в безвентиляторные системы планшетного форм-фактора. Десктопные же представители этого поколения отличаются от тех же Haswell не слишком заметно. Даже если закрыть глаза на существование промежуточного поколения Broadwell, и сопоставлять Skylake напрямую с Haswell, то наблюдаемый рост удельной производительности составит порядка 7-8 процентов, что вряд ли можно назвать впечатляющим проявлением технического прогресса.
Попутно стоит отметить, что не оправдывает ожиданий и совершенствование технологических производственных процессов. На пути от Sandy Bridge дo Skylake компания Intel сменила две полупроводниковых технологии и уменьшила толщину транзисторных затворов более чем вдвое. Однако современный 14-нм техпроцесс по сравнению с 32-нм технологией пятилетней давности так и не позволил нарастить рабочие частоты процессоров. Все процессоры Core последних пяти поколений имеют очень похожие тактовые частоты, которые если и превышают 4-гигагерцовую отметку, то совсем незначительно.
Для наглядной иллюстрации этого факта можно посмотреть на следующий график, на котором отображена тактовая частота старших оверклокерских процессоров Core i7 разных поколений.
Более того, пик тактовой частоты приходится даже не на Skylake. Максимальной частотой могут похвастать процессоры Haswell, относящиеся к подгруппе Devil’s Canyon. Их номинальная частота составляет 4,0 ГГц, но благодаря турбо-режиму в реальных условиях они способны разгоняться до 4,4 ГГц. Для современных же Skylake максимум частоты – всего лишь 4,2 ГГц.
Всё это, естественно, сказывается на итоговой производительности реальных представителей различных семейств CPU. И далее мы предлагаем посмотреть, как всё это отражается на быстродействии платформ, построенных на базе флагманских процессоров каждого из семейств Sandy Bridge, Ivy Bridge, Haswell, Broadwell и Skylake.
Как мы тестировали
В сравнении приняли участие пять процессоров Core i7 разных поколений: Core i7-2700K, Core i7-3770K, Core i7-4790K, Core i7-5775C и Core i7-6700K. Поэтому список комплектующих, задействованных в тестировании, получился достаточно обширным:
Процессоры:
Intel Core i7-2600K (Sandy Bridge, 4 ядра + HT, 3,4-3,8 ГГц, 8 Мбайт L3);
Intel Core i7-3770K (Ivy Bridge, 4 ядра + HT, 3,5-3,9 ГГц, 8 Мбайт L3);
Intel Core i7-4790K (Haswell Refresh, 4 ядра + HT, 4,0-4,4 ГГц, 8 Мбайт L3);
Intel Core i7-5775C (Broadwell, 4 ядра, 3,3-3,7 ГГц, 6 Мбайт L3, 128 Мбайт L4).
Intel Core i7-6700K (Skylake, 4 ядра, 4,0-4,2 ГГц, 8 Мбайт L3).
Процессорный кулер: Noctua NH-U14S.
Материнские платы:
ASUS Z170 Pro Gaming (LGA 1151, Intel Z170);
ASUS Z97-Pro (LGA 1150, Intel Z97);
ASUS P8Z77-V Deluxe (LGA1155, Intel Z77).
Память:
2x8 Гбайт DDR3-2133 SDRAM, 9-11-11-31 (G.Skill F3-2133C9D-16GTX);
2x8 Гбайт DDR4-2666 SDRAM, 15-15-15-35 (Corsair Vengeance LPX CMK16GX4M2A2666C16R).
Видеокарта: NVIDIA GeForce GTX 980 Ti (6 Гбайт/384-бит GDDR5, 1000-1076/7010 МГц).
Дисковая подсистема: Kingston HyperX Savage 480 GB (SHSS37A/480G).
Блок питания: Corsair RM850i (80 Plus Gold, 850 Вт).
Тестирование выполнялось в операционной системе Microsoft Windows 10 Enterprise Build 10240 с использованием следующего комплекта драйверов:
Intel Chipset Driver 10.1.1.8;
Intel Management Engine Interface Driver 11.0.0.1157;
NVIDIA GeForce 358.50 Driver.
Производительность
Общая производительностьДля оценки производительности процессоров в общеупотребительных задачах мы традиционно используем тестовый пакет Bapco SYSmark, моделирующий работу пользователя в реальных распространённых современных офисных программах и приложениях для создания и обработки цифрового контента. Идея теста очень проста: он выдаёт единственную метрику, характеризующую средневзвешенную скорость компьютера при повседневном использовании. После выхода операционной системы Windows 10 этот бенчмарк в очередной раз обновился, и теперь мы задействуем самую последнюю версию – SYSmark 2014 1.5.
При сравнении Core i7 разных поколений, когда они работают в своих номинальных режимах, результаты получаются совсем не такие, как при сопоставлении на единой тактовой частоте. Всё-таки реальная частота и особенности работы турбо-режима оказывает достаточно существенное влияние на производительность. Например, согласно полученным данным, Core i7-6700K быстрее Core i7-5775C на целых 11 процентов, но при этом его преимущество над Core i7-4790K совсем незначительно – оно составляет всего лишь порядка 3 процентов. При этом нельзя обойти вниманием и то, что новейший Skylake оказывается существенно быстрее процессоров поколений Sandy Bridge и Ivy Bridge. Его преимущество над Core i7-2700K и Core i7-3770K достигает 33 и 28 процентов соответственно.
Более глубокое понимание результатов SYSmark 2014 1.5 способно дать знакомство с оценками производительности, получаемое в различных сценариях использования системы. Сценарий Office Productivity моделирует типичную офисную работу: подготовку текстов, обработку электронных таблиц, работу с электронной почтой и посещение Интернет-сайтов. Сценарий задействует следующий набор приложений: Adobe Acrobat XI Pro, Google Chrome 32, Microsoft Excel 2013, Microsoft OneNote 2013, Microsoft Outlook 2013, Microsoft PowerPoint 2013, Microsoft Word 2013, WinZip Pro 17.5 Pro.
В сценарии Media Creation моделируется создание рекламного ролика с использованием предварительно отснятых цифровых изображений и видео. Для этой цели применяются популярные пакеты Adobe Photoshop CS6 Extended, Adobe Premiere Pro CS6 и Trimble SketchUp Pro 2013.
Сценарий Data/Financial Analysis посвящён статистическому анализу и прогнозированию инвестиций на основе некой финансовой модели. В сценарии используются большие объёмы численных данных и два приложения Microsoft Excel 2013 и WinZip Pro 17.5 Pro.
Результаты, полученные нами при различных сценариях нагрузки, качественно повторяют общие показатели SYSmark 2014 1.5. Обращает на себя внимание лишь тот факт, что процессор Core i7-4790K совсем не выглядит устаревшим. Он заметно проигрывает новейшему Core i7-6700K только в расчётном сценарии Data/Financial Analysis, а в остальных случаях либо уступает своему последователю на совсем малозаметную величину, либо вообще оказывается быстрее. Например, представитель семейства Haswell опережает новый Skylake в офисных приложениях. Но процессоры более старых годов выпуска, Core i7-2700K и Core i7-3770K, выглядят уже несколько устаревшими предложениями. Они проигрывают новинке в разных типах задач от 25 до 40 процентов, и это, пожалуй, является вполне достаточным основанием, чтобы Core i7-6700K можно было рассматривать в качестве достойной им замены.
Игровая производительность
Как известно, производительность платформ, оснащенных высокопроизводительными процессорами, в подавляющем большинстве современных игр определяется мощностью графической подсистемы. Именно поэтому при тестировании процессоров мы выбираем наиболее процессорозависимые игры, а измерение количества кадров выполняем дважды. Первым проходом тесты проводятся без включения сглаживания и с установкой далеко не самых высоких разрешений. Такие настройки позволяют оценить, насколько хорошо проявляют себя процессоры с игровой нагрузкой в принципе, а значит, позволяют строить догадки о том, как будут вести себя тестируемые вычислительные платформы в будущем, когда на рынке появятся более быстрые варианты графических ускорителей. Второй проход выполняется с реалистичными установками – при выборе FullHD-разрешения и максимального уровня полноэкранного сглаживания. На наш взгляд такие результаты не менее интересны, так как они отвечают на часто задаваемый вопрос о том, какой уровень игровой производительности могут обеспечить процессоры прямо сейчас – в современных условиях.
Впрочем, в этом тестировании мы собрали мощную графическую подсистему, основанную на флагманской видеокарте NVIDIA GeForce GTX 980 Ti. И в результате в части игр частота кадров продемонстрировала зависимость от процессорной производительности даже в FullHD-разрешении.
Результаты в FullHD-разрешении с максимальными настройками качества
Обычно влияние процессоров на игровую производительность, особенно если речь идёт о мощных представителях серии Core i7, оказывается незначительным. Однако при сопоставлении пяти Core i7 разных поколений результаты получаются совсем не однородными. Даже при установке максимальных настроек качества графики Core i7-6700K и Core i7-5775C демонстрируют наивысшую игровую производительность, в то время как более старые Core i7 от них отстают. Так, частота кадров, которая получена в системе с Core i7-6700K превышает производительность системы на базе Core i7-4770K на малозаметный один процент, но процессоры Core i7-2700K и Core i7-3770K представляются уже ощутимо худшей основой геймерской системы. Переход с Core i7-2700K или Core i7-3770K на новейший Core i7-6700K даёт прибавку в числе fps величиной в 5-7 процентов, что способно оказать вполне заметное влияние на качество игрового процесса.
Увидеть всё это гораздо нагляднее можно в том случае, если на игровую производительность процессоров посмотреть при сниженном качестве изображения, когда частота кадров не упирается в мощность графической подсистемы.
Результаты при сниженном разрешении
Новейшему процессору Core i7-6700K вновь удаётся показать наивысшую производительность среди всех Core i7 последних поколений. Его превосходство над Core i7-5775C составляет порядка 5 процентов, а над Core i7-4690K – около 10 процентов. В этом нет ничего странного: игры достаточно чутко реагируют на скорость подсистемы памяти, а именно по этому направлению в Skylake были сделаны серьёзные улучшения. Но гораздо заметнее превосходство Core i7-6700K над Core i7-2700K и Core i7-3770K. Старший Sandy Bridge отстаёт от новинки на 30-35 процентов, а Ivy Bridge проигрывает ей в районе 20-30 процентов. Иными словами, как бы ни ругали Intel за слишком медленное совершенствование собственных процессоров, компания смогла за прошедшие пять лет на треть повысить скорость работы своих CPU, а это – очень даже ощутимый результат.
Тестирование в реальных играх завершают результаты популярного синтетического бенчмарка Futuremark 3DMark.
Вторят игровым показателям и те результаты, которые выдаёт Futuremark 3DMark. При переводе микроархитектуры процессоров Core i7 c Sandy Bridge на Ivy Bridge показатели 3DMark выросли на величину от 2 до 7 процентов. Внедрение дизайна Haswell и выпуск процессоров Devil’s Canyon добавил к производительности старших Core i7 дополнительные 7-14 процентов. Однако потом появление Core i7-5775C, обладающего сравнительно невысокой тактовой частотой, несколько откатило быстродействие назад. И новейшему Core i7-6700K, фактически, пришлось отдуваться сразу за два поколения микроархитектуры. Прирост в итоговом рейтинге 3DMark у нового процессора семейства Skylake по сравнению с Core i7-4790K составил до 7 процентов. И на самом деле это не так много: всё-таки самое заметное улучшение производительности за последние пять лет смогли привнести процессоры Haswell. Последние же поколения десктопных процессоров, действительно, несколько разочаровывают.
Тесты в приложениях
В Autodesk 3ds max 2016 мы тестируем скорость финального рендеринга. Измеряется время, затрачиваемое на рендеринг в разрешении 1920x1080 с применением рендерера mental ray одного кадра стандартной сцены Hummer.
Ещё один тест финального рендеринга проводится нами с использованием популярного свободного пакета построения трёхмерной графики Blender 2.75a. В нём мы измеряем продолжительность построения финальной модели из Blender Cycles Benchmark rev4.
Для измерения скорости фотореалистичного трёхмерного рендеринга мы воспользовались тестом Cinebench R15. Maxon недавно обновила свой бенчмарк, и теперь он вновь позволяет оценить скорость работы различных платформ при рендеринге в актуальных версиях анимационного пакета Cinema 4D.
Производительность при работе веб-сайтов и интернет-приложений, построенных с использованием современных технологий, измеряется нами в новом браузере Microsoft Edge 20.10240.16384.0. Для этого применяется специализированный тест WebXPRT 2015, реализующий на HTML5 и JavaScript реально использующиеся в интернет-приложениях алгоритмы.
Тестирование производительности при обработке графических изображений происходит в Adobe Photoshop CC 2015. Измеряется среднее время выполнения тестового скрипта, представляющего собой творчески переработанный Retouch Artists Photoshop Speed Test, который включает типичную обработку четырёх 24-мегапиксельных изображений, сделанных цифровой камерой.
По многочисленным просьбам фотолюбителей мы провели тестирование производительности в графической программе Adobe Photoshop Lightroom 6.1. Тестовый сценарий включает пост-обработку и экспорт в JPEG с разрешением 1920x1080 и максимальным качеством двухсот 12-мегапиксельных изображений в RAW-формате, сделанных цифровой камерой Nikon D300.
В Adobe Premiere Pro CC 2015 тестируется производительность при нелинейном видеомонтаже. Измеряется время рендеринга в формат H.264 Blu-Ray проекта, содержащего HDV 1080p25 видеоряд с наложением различных эффектов.
Для измерения быстродействия процессоров при компрессии информации мы пользуемся архиватором WinRAR 5.3, при помощи которого с максимальной степенью сжатия архивируем папку с различными файлами общим объёмом 1,7 Гбайт.
Для оценки скорости перекодирования видео в формат H.264 используется тест x264 FHD Benchmark 1.0.1 (64bit), основанный на измерении времени кодирования кодером x264 исходного видео в формат MPEG-4/AVC с разрешением 1920x1080@50fps и настройками по умолчанию. Следует отметить, что результаты этого бенчмарка имеют огромное практическое значение, так как кодер x264 лежит в основе многочисленных популярных утилит для перекодирования, например, HandBrake, MeGUI, VirtualDub и проч. Мы периодически обновляем кодер, используемый для измерений производительности, и в данном тестировании приняла участие версия r2538, в которой реализована поддержка всех современных наборов инструкций, включая и AVX2.
Кроме того, мы добавили в список тестовых приложений и новый кодер x265, предназначенный для транскодирования видео в перспективный формат H.265/HEVC, который является логическим продолжением H.264 и характеризуется более эффективными алгоритмами сжатия. Для оценки производительности используется исходный 1080p@50FPS Y4M-видеофайл, который перекодируется в формат H.265 с профилем medium. В этом тестировании принял участие релиз кодера версии 1.7.
Преимущество Core i7-6700K над ранними предшественниками в различных приложениях не подлежит сомнению. Однако больше всего выиграли от произошедшей эволюции два типа задач. Во-первых, связанные с обработкой мультимедийного контента, будь то видео или изображения. Во-вторых, финальный рендеринг в пакетах трёхмерного моделирования и проектирования. В целом, в таких случаях Core i7-6700K превосходит Core i7-2700K не менее, чем на 40-50 процентов. А иногда можно наблюдать и гораздо более впечатляющее улучшение скорости. Так, при перекодировании видео кодеком x265 новейший Core i7-6700K выдаёт ровно вдвое более высокую производительность, чем старичок Core i7-2700K.
Если же говорить о том приросте в скорости выполнения ресурсоёмких задач, которую может обеспечить Core i7-6700K по сравнению с Core i7-4790K, то тут уже столь впечатляющих иллюстраций к результатам работы интеловских инженеров привести нельзя. Максимальное преимущество новинки наблюдается в Lightroom, здесь Skylake оказался лучше в полтора раза. Но это скорее – исключение из правила. В большинстве же мультимедийных задач Core i7-6700K по сравнению с Core i7-4790K предлагает лишь 10-процентное улучшение производительности. А при нагрузке иного характера разница в быстродействии и того меньше или же вообще отсутствует.
Отдельно нужно сказать пару слов и о результате, показанном Core i7-5775C. Из-за небольшой тактовой частоты этот процессор медленнее, чем Core i7-4790K и Core i7-6700K. Но не стоит забывать о том, что его ключевой характеристикой является экономичность. И он вполне способен стать одним из лучших вариантов с точки зрения удельной производительности на каждый ватт затраченной электроэнергии. В этом мы легко убедимся в следующем разделе.
Энергопотребление
Процессоры Skylake производятся по современному 14-нм технологическому процессу с трёхмерными транзисторами второго поколения, однако, несмотря на это, их тепловой пакет вырос до 91 Вт. Иными словами, новые CPU не только «горячее» 65-ваттных Broadwell, но и превосходят по расчётному тепловыделению Haswell, выпускаемые по 22-нм технологии и уживающиеся в рамках 88-ваттного теплового пакета. Причина, очевидно, состоит в том, что изначально архитектура Skylake оптимизировалась с прицелом не на высокие частоты, а на энергоэффективность и возможность использования в мобильных устройствах. Поэтому для того, чтобы десктопные Skylake получили приемлемые тактовые частоты, лежащие в окрестности 4-гигагерцевой отметки, пришлось задирать напряжение питания, что неминуемо отразилось на энергопотреблении и тепловыделении.Впрочем, процессоры Broadwell низкими рабочими напряжениями тоже не отличались, поэтому существует надежда на то, что 91-ваттный тепловой пакет Skylake получили по каким-то формальным обстоятельствам и, на самом деле, они окажутся не прожорливее предшественников. Проверим!
Используемый нами в тестовой системе новый цифровой блок питания Corsair RM850i позволяет осуществлять мониторинг потребляемой и выдаваемой электрической мощности, чем мы и пользуемся для измерений. На следующем ниже графике приводится полное потребление систем (без монитора), измеренное «после» блока питания и представляющее собой сумму энергопотребления всех задействованных в системе компонентов. КПД самого блока питания в данном случае не учитывается. Для правильной оценки энергопотребления мы активировали турборежим и все имеющиеся энергосберегающие технологии.
В состоянии простоя качественный скачок в экономичности настольных платформ произошёл с выходом Broadwell. Core i7-5775C и Core i7-6700K отличаются заметно более низким потреблением в простое.
Зато под нагрузкой в виде перекодирования видео самыми экономичными вариантами CPU оказываются Core i7-5775C и Core i7-3770K. Новейший же Core i7-6700K потребляет больше. Его энергетические аппетиты находятся на уровне старшего Sandy Bridge. Правда, в новинке, в отличие от Sandy Bridge, есть поддержка инструкций AVX2, которые требуют достаточно серьёзных энергетических затрат.
На следующей диаграмме приводится максимальное потребление при нагрузке, создаваемой 64-битной версией утилиты LinX 0.6.5 с поддержкой набора инструкций AVX2, которая базируется на пакете Linpack, отличающемся непомерными энергетическими аппетитами.
И вновь процессор поколения Broadwell показывает чудеса энергетической эффективности. Однако если смотреть на то, сколько электроэнергии потребляет Core i7-6700K, то становится понятно, что прогресс в микроархитектурах обошёл стороной энергетическую эффективность настольных CPU. Да, в мобильном сегменте с выходом Skylake появились новые предложения с чрезвычайно соблазнительным соотношением производительности и энергопотребления, однако новейшие процессоры для десктопов продолжают потреблять примерно столько же, сколько потребляли их предшественники за пять лет до сегодняшнего дня.
Выводы
Проведя тестирование новейшего Core i7-6700K и сравнив его с несколькими поколениями предшествующих CPU, мы вновь приходим к неутешительному выводу о том, что компания Intel продолжает следовать своим негласным принципам и не слишком стремится наращивать быстродействие десктопных процессоров, ориентированных на высокопроизводительные системы. И если по сравнению со старшим Broadwell новинка предлагает примерно 15-процентное улучшение производительности, обусловленное существенно лучшими тактовыми частотами, то в сравнении с более старым, но более быстрым Haswell она уже не кажется столь же прогрессивной. Разница в производительности Core i7-6700K и Core i7-4790K, несмотря на то, что эти процессоры разделяет два поколения микроархитектуры, не превышает 5-10 процентов. И это очень мало для того, чтобы старший десктопный Skylake можно было бы однозначно рекомендовать для обновления имеющихся LGA 1150-систем.Впрочем, к столь незначительным шагам Intel в деле повышения скорости работы процессоров для настольных систем стоило бы давно привыкнуть. Прирост быстродействия новых решений, лежащий примерно в таких пределах, – давно сложившаяся традиция. Никаких революционных изменений в вычислительной производительности интеловских CPU, ориентированных на настольные ПК, не происходит уже очень давно. И причины этого вполне понятны: инженеры компании заняты оптимизацией разрабатываемых микроархитектур для мобильных применений и в первую очередь думают об энергоэффективности. Успехи Intel в адаптации собственных архитектур для использования в тонких и лёгких устройствах несомненны, но адептам классических десктопов при этом только и остаётся, что довольствоваться небольшими прибавками быстродействия, которые, к счастью, пока ещё не совсем сошли на нет.
Однако это совсем не значит, что Core i7-6700K можно рекомендовать лишь для новых систем. Задуматься о модернизации своих компьютеров вполне могут обладатели конфигураций, в основе которых лежит платформа LGA 1155 с процессорами поколений Sandy Bridge и Ivy Bridge. В сравнении с Core i7-2700K и Core i7-3770K новый Core i7-6700K выглядит очень неплохо – его средневзвешенное превосходство над такими предшественниками оценивается в 30-40 процентов. Кроме того, процессоры с микроархитектурой Skylake могут похвастать поддержкой набора инструкций AVX2, который к настоящему моменту нашел достаточно широкое применение в мультимедийных приложениях, и благодаря этому в некоторых случаях Core i7-6700K оказывается быстрее гораздо сильнее. Так, при перекодировании видео мы даже видели случаи, когда Core i7-6700K превосходил Core i7-2700K в скорости работы более чем в два раза!
Есть у процессоров Skylake и целый ряд других преимуществ, связанных с внедрением сопутствующей им новой платформы LGA 1151. И дело даже не столько в появившейся в ней поддержке DDR4-памяти, сколько в том, что новые наборы логики сотой серии наконец-то получили действительно скоростное соединение с процессором и поддержку большого количества линий PCI Express 3.0. В результате, передовые LGA 1151-системы могут похвастать наличием многочисленных быстрых интерфейсов для подключения накопителей и внешних устройств, которые лишены каких-либо искусственных ограничений по пропускной способности.
Плюс к тому, оценивая перспективы платформы LGA 1151 и процессоров Skylake, в виду нужно иметь и ещё один момент. Intel не будет спешить с выводом на рынок процессоров следующего поколения, известных как Kaby Lake. Если верить имеющейся информации, представители этой серии процессоров в вариантах для настольных компьютеров появятся на рынке только в 2017 году. Так что Skylake будет с нами ещё долго, и система, построенная на нём, сможет оставаться актуальной в течение очень продолжительного промежутка времени.