Обзор процессора Core i7 от Intel 7th-gen «Kaby Lake» — обзор
Прочие тематики
Внедрение Intel во вторник процессора Kaby Lake 7-го поколения для настольных компьютеров встретило сомнительную фанфару пропущенных обзоров, которые уволили новый чип как один огромный Core i Yawn. Озеро Каби, похоже, почти не движется вперед и при разгоне, по-видимому, переходит к уровням тепловой мощности ядерного синтеза.
Но еще слишком рано списывать с озера Каби. Есть еще много чего, что вам еще нужно знать.
Что Каби Лейк приносит на рабочий стол
Kaby Lake запущен в августе с двухъядерными версиями для ноутбуков, которые предлагали разумные показатели производительности. Изюминкой является его видеомодуль, который может обрабатывать 10-битный контент, не разбивая пота. Воспроизведите 10-битный файл глубины цвета на ноутбуке Skylake со встроенной графикой, и вы отбрасываете кадры и уничтожаете время автономной работы. То же самое видео на Каби-Лейк гудит вместе с гораздо меньшим влиянием. Вы можете видеть это здесь. Обновленное графическое ядро с новейшей защитой контента теперь может передавать 4K из таких сервисов, как Netflix.com.
Однако на настольном компьютере опытные пользователи не заботятся об интегрированной графике, уделяя больше внимания отсутствующей производительности x86. Чтобы быть справедливым, Intel поставила ожидаемое в августе, что Kaby Lake было в основном Skylake в улучшенном процессе, который сжимает более megahertz.
Например, у Core i7-7700K Core i7-7700K есть базовые часы с тактовой частотой 4.2 ГГц и тактовой частотой Turbo Boost 4.5GHz, а также базовые часы Skylake Core i7-6700K 4 ГГц и Turbo Boost 4.2GHz.
Размер кеша, подсчет ядра, контроллер памяти и даже тот же разъем LGA1151 не изменились с предыдущего чипа.
Это настоящий запуск
Intel выпускает линейку Kaby Lake, в общей сложности 42 процессора: 17 микросхем с ультранизким энергопотреблением для ноутбуков, двух четырехъядерных процессоров Xeon, семи четырехъядерных процессоров для ноутбуков и 16 настольных процессоров.
Особый интерес для этой линейки настольных компьютеров для DIYers — это три разблокированных чипа K. Ожидались первые два: четырехъядерный процессор с ядром Core i7-7700K с тактовой частотой 4.2 ГГц с поддержкой Hyper-Threading и четырехъядерный Core i5-7600K с тактовой частотой 3,8 ГГц без Hyper-Threading. Третий — это сюрприз: двухъядерный Core i3-7350K с тактовой частотой 4,2 ГГц. Процессор имеет Hyper-Threading, но поскольку он является Core i3, он не поддерживает Turbo Boost.
(Это не первый случай для Intel. Когда компания выпустила бюджетный Pentium G3258 Anniversary Edition в 2014 году и в 2010 году, она предложила двухъядерный Core i5-655K.)
Новый Z270 — «Optane Ready»
С Kaby Lake для настольных компьютеров Intel представляет новые чипсеты 200-й серии, чтобы заменить чипсеты серии 100, которые были представлены с Skylake. Как и Kaby Lake, это инкрементное обновление немного разочаровывает.
Мы ожидали, что чипсеты серии 200 будут оснащены встроенной поддержкой USB 3.1 10 Гбит / с или даже Thunderbolt 3, но нет. Вместо этого разработчикам материнских плат придется добавлять дополнительные фишки для этих функций.
Из того, что я могу сказать, есть три ключевых изменения Z270. Первый — это обновление с 20 полос PCIe Gen 3 на Z170 до 24 полос в новом чипсете Z270. Этот шаг позволит производителям материнских плат интегрировать высокоскоростные соединения, такие как M.2 или U.2, без необходимости использовать пропускную способность между устройствами. Intel заявила, что она также улучшила возможности разгона.
Последнее обновление — официальная поддержка «Optane ready». То, что это означает, не совсем понятно, но мы знаем, что Intel Optane (энергонезависимая память, которая обещает намного более высокую производительность, чем SSD) войдет в слот M.2 на плате, где его можно использовать в качестве традиционного хранилища устройства или как способ ускорить работу системы, как и то, что сделано сегодня с технологией Smart Response от Intel, которая использует SSD для кэширования производительности с традиционного жесткого диска.
Это не значит, что Optane не будет работать в других системах с использованием старых наборов микросхем, но Intel, скорее всего, поддержит его только для «системного ускорения» на Z270.
Если ни одна из них не похожа на обновление вашей существующей материнской платы Z170, хорошей новостью является то, что вам не нужно покупать материнскую плату Z270. Kaby Lake попадает в большинство материнских плат LGA1151 Z170 и прекрасно работает, если вы используете обновленный BIOS, поддерживающий новый процессор.
Как мы протестировали
Для нашего тестирования производительности я сосредоточился на том, как Kaby Lake делает против процессора, который он заменяет: я сбросил Core i7-7700K в ту же материнскую плату Asus Z170 Deluxe, с которой впервые был протестирован чип Skylake. Процессор был охлажден закрытым жидкостным охладителем Corsair H80i и оснащен 16 ГБ оперативной памяти Corsair DDR4 / 2133, эталонной GeForce GTX 980 и 256 ГБ HyperX SSD. ОС — Windows 10, выполняющая сборку TH2.
Cinebench R15 многоядерные характеристики
Наш первый тест — это Cinebench R15 от Maxon. Это бенчмарк, основанный на движке рендеринга Cinema 4D, и является чистым тестом CPU. Мы записали оценки многих высокопроизводительных четырехъядерных чипов Intel, а также чипов с большим количеством ядер для контекста.
Среди четырехъядерных процессоров Core i7-7700K победитель по ожидаемой сумме. Процессор Kaby Lake примерно на 4-5% выше в тактовой частоте и примерно на 4-5% быстрее в Cinebench. Однако, когда вы оглядываетесь на Core i7-2600K, это огромная разница в производительности на 42 процента. Производительность часов в часах между озером Каби, Скайлаком и каньоном Дьявола, однако, не собирается собирать мир.
Cinebench R15 одноядерные характеристики
Одна ошибка при фокусировке исключительно на многоядерных характеристиках — это иногда не соответствует действительности. Некоторым приложениям повезло использовать более одного потока, вместо этого предпочитая более высокие тактовые частоты и более эффективные ядра процессора. Как только мы установили Cinebench R15 для работы в однопоточном режиме, четырехъядерные процессоры с более высокими тактовыми частотами перескочат на передний план линии, а Core i7-7700K теперь возглавляет пакет. Для большинства людей, которые не выполняют 3D-рендеринг или другие многопоточные задачи, правильный выбор — четырехъядерный процессор с более высокими тактовыми частотами.
Другие моменты из результатов: Между Core i7-7700K и Core i7-6700K нет много дневного света. Обратите также внимание на то, что наш 10-ядерный Broadwell-E Core i7-6950X был выполнен без Turbo Boost Max. Turbo Boost Max позволяет процессору значительно увеличить тактовую частоту на одном ядре, при этом производительность намного ближе к четырехъядерным процессорам.
POV Ray Performance
Еще один процессорный тест, который мы используем, — POV Ray. Это программа трассировки лучей, которая прослеживает свои корни в Amiga. Наш контрольный набор немного меньше, но не удивительно, что Kaby Lake с его преимуществом в 4-5% -ной тактовой частоты завершает тест на 4-5% быстрее, что делает Core i7-7700K едва ли за шестиядерным Ivy Bridge-E Core i7-4960X.
Как и в случае с Cinebench R15, мы также запускаем тест с использованием однопоточной рабочей нагрузки. При более легких нагрузках процессоры могут работать на более высоких тактовых частотах, и неудивительно, что пара четырехъядерных процессоров занимает первое место. Опять же, мы увидели, возможно, 5-процентное преимущество для Core i7-7700K над Core i7-6700K.
Blender performance
Наш окончательный тест рендеринга использует Blender 2.77a и рабочий файл BMW Майка Пана для определения того, насколько быстро различные процессоры могут отображать один кадр с использованием бесплатного и популярного приложения Blender. Core i7-7700K снова тянет вперед Core i7-6700K небольшим процентом, хорошо в пределах того, что мы ожидаем от его тактовой частоты. И да, этот шестиядерный Ivy Bridge-E Core i7-4960X действительно начинает выглядеть запятнанным здесь. Одна вещь, которую я хотел бы указать на Blender, это не показывает масштабирование с количеством потоков, как Cinebench R15. В то время как 10-ядерный Core i7-6950X является победителем здесь, это не так впечатляет, как я ожидал бы за 1,723 процессора.
Производительность HandBrake 10.2
Обращаясь к кодированию видео, мы использовали популярный и бесплатный кодировщик HandBrake 10.2 для преобразования 30-мегабайтного файла MKV с использованием предустановленного планшета Android. Core i7-7700K снова немного опережает Core i7-6700K. Там также довольно здоровое расстояние между чипом Lake Kaby и все еще превосходным чипом Devil’s Canyon. Более старый Ivy Bridge-E Core i7-4960X еще раз разочаровывает, особенно учитывая, что он имеет шесть ядер, но в основном связан с четырехъядерным чипом Kaby Lake.
У МПК есть
CPU nerds любят говорить о IPC или инструкции за цикл процессора. Это один из способов оценки эффективности при заданной тактовой частоте. Я оценил производительность каждого процессора, работающего в тесте CineBench R15 в однопоточном режиме, при этом Turbo Boost отключен на всех процессорах. Как я уже сказал с обзором Skylake Core i7-6700K, это довольно трезвый вызов для пробуждения, чтобы увидеть, как медленно продвигается IPC в современных процессорах.
Хорошей новостью для современных процессоров является IPC — это не единственное место, где вы можете поднять производительность. Скорость часов, количество ядер и возможность удерживать скорости Turbo Boost дольше (благодаря улучшенному производству) привели к повышению производительности. Вот это напоминание, которое мы видели в первом графике, который мы использовали от Cinebench R15, когда каждому процессору разрешено работать неограниченно, а не фиксироваться до фиксированной частоты.
Заключение
Итак, давайте подведем итоги. В ноутбуках производительность удара очень приличная, и, возможно, 20 процентов или больше идет от Бродвелла до озера Каби.
Настольные компьютеры не ограничены термиками и временем автономной работы ноутбуков, поэтому разница в производительности между поколениями намного меньше. Одно действительно большое различие между предыдущими чипами — это значительно улучшенный видеомод. Однако для настольных пользователей, ориентированных на производительность, интегрированная графика — вне мини-ПК в стиле NUC — неважно.
Цена, хотя и равная Skylake, немного разочаровывает тех, кто ожидал, что это будет дешевле, но это не похоже на то, что вы платите больше за меньшую производительность. Вместо этого вы платите ту же цену, чтобы получить немного лучшую производительность.
Каби-Лейк лучше и быстрее, но, несмотря на большой потенциал разгона, вы можете понять, почему для большинства DIYers это немного зевает. Тем не менее, некоторые разработчики должны это рассмотреть, и я разбиваю процессор дерева решений по процессору ниже.
Если бы у меня была система Core i7-6700K: Я бы не стал обновляться до озера Каби, и я не думаю, что Intel ожидает вас, если вы не хотите помочь поддержать итоговую прибыль компании. Просто абсолютно ничего, что могло бы гарантировать это на дискретной графической системе прямо сейчас. Если Intel Optane появится в качестве игрового чейнджера, вы можете подумать о движении.
Если бы я собирался построить новую систему Core i7-6700K: Я бы не стал. Вместо этого я бы построил один, используя новый Core 7-7700K. Даже если вы не намерены сначала разгонять его, часы акций уже выше, а цены будут одинаковыми, как только первоначально будет требоваться спрос. Простая математика — это озеро Каби, лучше, поэтому сегодня нет оснований покупать Skylake.
Если бы у меня была система Core i7-4770K или Core i7-4790K: Я, вероятно, не обновлялся. Core i7-4770K по-прежнему является довольно мощным и полезным процессором. Единственной причиной может быть необходимость в дополнительных вариантах хранения M.2 или U.2, или если вы хотите быть готовыми к Optane
Если бы у меня была система Core i7-4960X или Core i7-3960X: Результаты довольно понятны для этих пожилых процессоров: даже когда-то могучий шестиядерный процессор теперь можно сравнить с новым Core Intel i7-7700K в некоторых рабочих нагрузках. Однако, если вы были тем человеком, который купил шестиъядерный Sandy Bridge-E или Ivy Bridge-E, вам небезразличен подсчет ядра. Имеет смысл приобретать платформу Intel Broadwell-E для запуска шестиядерного или восьмиядерного процессора. Или просто подождите, чтобы узнать, может ли AMD Ryzen дать вам основные показатели и производительность, которые вам нужны.
Если бы у меня был Core i7-3770K или Core i7-2600K: Посмотрите, нет ничего плохого в классическом Core i7-3770K или Core i7-2600K в фактической производительности процессора. Проблема заключается в вашем чипсете. Чипсет Z77 имеет только два порта SATA с пропускной способностью 6 Гбит / с, и удачи пытаются запустить в них современный привод M.2 NVMe. Эти платформы примерно такие же скрипичные, как Pontiac Grand Am с 275 000 миль на одометре и протекающая передача. Это в основном время для обновления, и Kaby Lake будет хорошо для обоих.
Если бы у меня был Core i5: Вы можете обойтись без четырехъядерного процессора без использования Hyper-Threading, но некоторые из многих говорят, что дни четырехъядерного процессора только приближаются. И если вам нужно обновить чип Sandy Bridge или Ivy Bridge Core i5 (или даже Haswell или Skylake), вероятно, имеет смысл обновить весь путь до нового процессора Kaby Lake
Обзор процессора Core i7-7700K: Kaby Lake или Skylake Refresh
Intel отказалась от принципа «тик-так» и теперь следует новому правилу – «процесс — архитектура — оптимизация». В полном соответствии с ним сегодня компания анонсирует Kaby Lake – первые процессоры, созданные в рамках пресловутой оптимизации. Какими они получились, мы проверим на примере старшей оверклокерской модели из новой линейки, Core i7-7700K
⇣ Содержание
- Страница 1 — Архитектура. Техпроцесс. Характеристики
- § Новый старый техпроцесс, или Что такое «14-нм+»
- § Изменения в микроархитектуре, которых нет
- § Линейка Kaby Lake для настольных компьютеров
- § Новые возможности Intel QuickSync
- § Чипсеты для Kaby Lake: Intel Z270 и другие
- § Тестовый процессор: Core i7-7700K
- § Разгон
- § Описание тестовых систем и методики тестирования
- § Производительность в комплексных бенчмарках
- § Производительность в ресурсоёмких приложениях
- § Производительность в играх
- § Энергопотребление
- § Выводы
Начавшийся несколько дней назад 2017-й – год больших процессорных анонсов. Так, в этом году AMD должна представить процессоры на новой архитектуре Zen, а Intel собирается внедрить новую платформу для энтузиастов LGA2066. Но всё это – позже. В первые же дни наступившего года на первый план выходят другие процессоры – Intel Kaby Lake, представляющие собой ориентированных на массовые системы, где сейчас применяется платформа LGA1151, последователей Skylake.
И если честно, это – самый неинтересный анонс из всего того набора новинок, который ожидается в ближайшее время. Про Kaby Lake много чего известно уже давно, и вся эта информация не сильно придает оптимизма. Хорошо известно, что новый процессор представляет собой немного подрихтованный Skylake, а значит, никаких особых сюрпризов не несёт. Дело в том, что Kaby Lake, по сути, – вынужденная заплатка на полотне процессорных планов Intel, и сделана она сравнительно по-простому и на скорую руку.
Подобный малозначительный процессорный анонс уже однажды был в истории Intel — в 2014 году компания сорвала сроки выхода Broadwell и вынужденно обновляла ассортимент продукции за счёт Haswell Refresh и Devil’s Canyon. Сегодняшняя ситуация во многом похожа: проблемы с внедрением следующего технологического процесса с 10-нм нормами заставляют Intel придумывать дополнительные промежуточные этапы в эстафете обновления процессоров.
Однако Kaby Lake – всё же не настолько проходная модель. В ней микропроцессорный гигант смог внедрить некоторые улучшения в графическом ядре, но самое главное, при производстве Kaby Lake теперь используется 14-нм техпроцесс второго поколения. Что всё это может дать обычным пользователям и энтузиастам, мы и проанализируем в настоящей статье.
⇡#Новый старый техпроцесс, или Что такое «14-нм+»
Ключевой для Intel принцип разработки новых процессоров, хорошо известный по кодовому названию «тик-так», когда внедрение новых микроархитектур чередовалось с переходом на более совершенные технологические процессы, забуксовал. Изначально каждая стадия в этом конвейере занимала 12-15 месяцев, однако ввод в строй новых производственных технологий с уменьшенными нормами постепенно стал требовать всё больше и больше времени. И в конце концов 14-нм техпроцесс окончательно сломал весь размеренный ритм прогресса. С выпуском процессоров поколения Broadwell возникли настолько критичные задержки, что стало понятно: регулярный и методичный «тик-так» больше не работает.
Так, мобильные представители семейства Broadwell попали на рынок почти на год позже, чем изначально планировалось. Старшие десктопные процессоры появились с почти полуторагодовой задержкой. А решения среднего уровня на этом дизайне и вовсе до стадии массовых продуктов не дошли совсем. Более того, внедрение микроархитектуры Broadwell в сложные многоядерные процессоры происходило настолько медленно, что, когда в середине прошлого года она наконец-то добралась до старших серверных продуктов, мобильный сегмент ушёл почти на два поколения вперёд – и это тоже явно ненормальная ситуация. Даже для компаний масштаба Intel поддержание в актуальном состоянии сразу нескольких процессорных дизайнов и нескольких производственных технологий представляет достаточно серьёзную задачу.
Не меньшие проблемы сулит и предстоящий переход на следующую производственную технологию, поэтому первые процессоры, выпущенные по 10-нм техпроцессу, можно ожидать не ранее второй половины 2017 года. Но если вспомнить, что Intel стала применять 14-нм технологию с третьего квартала 2014 года, а процессоры Skylake появились в середине 2015-го, то получается, что между Skylake и их 10-нм последователями образуется слишком продолжительная, двухгодичная пауза, способная отрицательно сказаться как на имидже компании, так и на продажах. Поэтому в конечном итоге Intel, чтобы избавиться от постоянного отставания от первоначальных планов и по возможности унифицировать свою продукцию, приняла решение кардинально поменять цикл разработки и добавить в него дополнительный такт. В результате вместо принципа «тик-так» теперь будет использоваться новый трёхступенчатый принцип «процесс — архитектура — оптимизация», который подразумевает более длительную эксплуатацию техпроцессов и выпуск по одним и тем же нормам не двух, а как минимум трёх процессорных дизайнов.
Это значит, что, в соответствии с новой концепцией, после Broadwell и Skylake теперь должен следовать не переход на 10-нм нормы, а выпуск ещё одного процессорного дизайна с использованием старых, 14-нм норм. Именно этот добавочный дизайн, разработанный в рамках дополнительной «оптимизации», и получил кодовое имя Kaby Lake. С его первыми носителями, ориентированными на использование в ультрамобильных устройствах, мы уже знакомы – они вышли в конце лета прошлого года. Теперь же компания расширяет ареал обитания Kaby Lake и на другие рынки, в том числе и на традиционные персональные компьютеры.
Ввиду того, что Kaby Lake – это своего рода экспромт, который был вынужденно спроектирован микропроцессорным гигантом на фоне проблем с переходом на 10-нм техпроцесс, оптимизации, заложенные в этот процессор, касаются не микроархитектуры, а в первую очередь технологии производства. Производитель даже говорит о том, что Kaby Lake выпускается с применением второго поколения 14-нм техпроцесса – 14-нм+ или 14FF+. Если коротко, то это означает, что в полупроводниковую структуру процессорных кристаллов внесены достаточно существенные изменения, но разрешение литографического процесса всё-таки осталось тем же. Конкретнее, фирменные трёхмерные транзисторы Intel (3D Tri-gate) в Kaby Lake получили , с одной стороны, более высокие кремниевые рёбра каналов, а с другой – увеличенные промежутки между затворами транзисторов, что фактически означает меньшую плотность расположения полупроводниковых устройств на кристалле.
К сожалению, Intel отказывается сообщать какую-либо конкретную информацию о том, насколько с выходом Kaby Lake изменился её 14-нм техпроцесс. И скорее всего, это связано с тем, что эти изменения можно посчитать некоторым шагом назад. Когда компания вводила в строй свою производственную технологию с 14-нм нормами и анонсировала процессоры поколения Broadwell, она охотно делилась деталями и утверждала, что её FinFET-техпроцесс превосходит аналогичные технологии, применяемые другими производителями полупроводников: TSMC, Samsung и GlobalFoundries. Теперь же, когда в рамках процесса 14-нм+ размеры и профиль транзисторов вновь изменились, их характеристики, по-видимому, выглядят уже не так выигрышно, как раньше.
Впрочем, абсолютные размерности транзисторов интересны лишь для теоретических рассуждений о том, кто из производителей полупроводников владеет самой передовой технологией. Нам же достаточно и качественного описания изменений. Увеличение высоты рёбер трёхмерных транзисторов, являющихся их каналом, открывает возможность для уменьшения сигнальных напряжений и, соответственно, минимизирует токи утечки. Расширение же промежутков между затворами, напротив, требует повышения напряжений, но зато снижает плотность полупроводникового кристалла и упрощает производственный процесс.
Пространственная структура трёхмерных транзисторов Intel 3D Tri-gate
Эти два изменения, проведённые одновременно, отчасти компенсируют друг друга — и поэтому кристаллы Kaby Lake работают при тех же напряжениях, что и Skylake. Но зато Intel выигрывает на другом фронте: усовершенствованный техпроцесс даёт лучший выход годных кристаллов. Причём произошедшее разрежение в расположении транзисторов позволяет снизить их взаимное тепловое и электромагнитное влияние, а это влечёт за собой рост частотного потенциала. В результате Intel удалось обойтись без ухудшения характеристик энергоэффективности нового дизайна, но при этом получить более высокочастотную или даже оверклокерскую реинкарнацию Skylake.
Конечно, при этом возникают определённые вопросы, которые касаются себестоимости полупроводниковых кристаллов, выращенных по техпроцессу 14-нм+. Intel говорит, что усреднённая плотность транзисторов в Kaby Lake по сравнению с Skylake не изменилась, однако, скорее всего, это произошло благодаря редизайну и более рациональному задействованию неиспользовавшихся ранее областей кристалла. Тем не менее Intel, по-видимому, всё же потребовалось поменять часть оборудования на фабриках, где запущен выпуск Kaby Lake. На это, в частности, косвенно указывает растянутость анонса Kaby Lake по времени. Очевидно, запустить в массовое производство и ультрамобильные двухъядерные, и мощные четырёхъядерные кристаллы компания не смогла именно из-за необходимости перенастройки или переукомплектации производственных линий.
Подложка с полупроводниковыми кристаллами Kaby Lake
Но главное — то, что новый техпроцесс, который можно назвать третьим интеловским 3D tri-gate-процессом, действительно позволил компании наладить выпуск чипов с более высокой тактовой частотой. Например, базовая частота старшего десктопного Kaby Lake достигла величины 4,2 ГГц, в то время как флагманский Skylake имел на 200 МГц более низкую частоту. Конечно, в отсутствие улучшений в микроархитектуре всё это вызывает некие ассоциации с Devil’s Canyon, но Kaby Lake – это не просто разогнанный Skylake. Он получился благодаря глубокому тюнингу, который затронул полупроводниковую основу процессора.
⇡#Изменения в микроархитектуре, которых нет
Несмотря на существенные трансформации в производственной технологии, никаких улучшений на микроархитектурном уровне в Kaby Lake сделано не было, и этот процессор имеет ровно такую же характеристику IPC (число исполняемых за такт инструкций), как и его предшественник, Skylake. Иными словами, всё преимущество новинки состоит в способности работать на увеличенных тактовых частотах и в отдельных изменениях во встроенном медиадвижке, касающихся поддержки аппаратного кодирования и декодирования видео в формате 4K.
Отсутствие изменений хорошо видно по снимку полупроводникового кристалла: слева – Skylake, справа – Kaby Lake
Впрочем, для мобильных процессоров даже кажущиеся незначительными нововведения могут давать заметный эффект. В конце концов, улучшение техпроцесса выливается в повышение энергоэффективности, а значит, новое поколение ультрамобильных устройств сможет предложить более продолжительное время работы от батареи. В процессорах же для настольных компьютеров мы можем получить дополнительный прирост на 200-400 МГц в тактовых частотах, достигнутый в рамках установленных ранее тепловых пакетов, но не более того.
При этом на одинаковых тактовых частотах Skylake и Kaby Lake будут выдавать совершенно идентичную производительность. Микроархитектура в обоих случаях одна и та же, поэтому даже привычному приросту производительности в пределах 3-5 процентов взяться попросту неоткуда. Подтвердить это несложно и практическими данными.
Обычно для иллюстрации преимуществ новых микроархитектур мы пользуемся простыми синтетическими тестами, которые чутко реагируют на изменения в тех или иных процессорных блоках. На этот раз мы воспользовались бенчмарками, входящими в комплект тестовой утилиты AIDA64 5.80. На следующих графиках приводятся показатели производительности старших четырёхъядерных процессоров поколений Haswell, Broadwell, Skylake и Kaby Lake, работающих на одной и той же постоянной частоте 4,0 ГГц.
Все три группы тестов: целочисленные, FPU и рендеринг методом трассировки лучей — сходятся в том, что на одинаковой частоте Skylake и Kaby Lake выдают совершенно идентичную производительность. Это подтверждает отсутствие каких бы то ни было микроархитектурных отличий. Следовательно, к Kaby Lake правомерно относиться как к Skylake Refresh: новые процессоры привносят прирост быстродействия только за счёт выросших частот.
Но и тактовые частоты Kaby Lake особого впечатления не производят. Например, когда Intel выпускала Devil’s Canyon, рост номинальной частоты достигал 13 процентов. Сегодня же прирост частоты старшей модели Kaby Lake по сравнению со старшим Skylake составляет всего порядка 7 процентов.
А если учесть, что в 14-нм процессорах Broadwell и Skylake предельные частоты откатывались назад по сравнению с 22-нм предшественниками, получается, что старший Kaby Lake всего лишь на 100 МГц превосходит по частоте Devil’s Canyon.
⇡#Линейка Kaby Lake для настольных компьютеров
Первые процессоры поколения Kaby Lake компания Intel представила ещё летом. Однако тогда это были лишь представители энергоэффективных серий Y и U, ориентированные на планшетные и ультрамобильные компьютеры. Все они имели только два ядра и графическое ядро класса GT2, то есть представляли собой сравнительно простые чипы. Основная же масса Kaby Lake, в том числе и четырёхъядерники, выходят только сейчас. Причём речь идёт об обновлении ассортимента сразу всех классов процессоров, включая 4,5-ваттные Core Y-серии; 15- и 28-ваттные Core U-серии с графикой HD Graphics и Iris Plus; 45-ваттные мобильные Core, в том числе и их версии со свободным множителем; 45-ваттные мобильные Xeon; а также набор процессоров S-серии для настольных компьютеров с тепловыми пакетами 35, 65 и 95 Вт.
Сегодняшний анонс затрагивает в общей сложности 36 различных моделей процессоров, из которых только 16 относятся к десктопным. Но именно о них мы будем говорить сегодня в подробностях.
Ранее при обновлении модельного ряда процессоров для настольных ПК компания Intel предпочитала разносить по времени выход четырёхъядерных и двухъядерных чипов. Но в этот раз план несколько иной. Компания всё равно не стала вываливать на рынок сразу весь ассортимент обновлённых LGA1151-процессоров, но первая партия десктопных Kaby Lake оказалась более массовой, чем обычно: она включает в себя не только четырёхъядерные Core i7 и Core i5, но и двухъядерные Core i3. То есть во время второго этапа обновления, который ориентировочно произойдёт весной, будут представлены лишь процессоры бюджетных семейств Pentium и Celeron.
Семейство десктопных процессоров Core i7 седьмого поколения (к которому относится дизайн Kaby Lake) включает в себя три модели:
Core i7-7700K Core i7-7700 Core i7-7700T Ядра/потоки 4/8 4/8 4/8 Технология Hyper-Threading Есть Есть Есть Базовая частота, ГГц 4,2 3,6 2,9 Максимальная частота в турборежиме, ГГц 4,5 4,2 3,8 Разблокированный множитель Есть Нет Нет TDP, Вт 91 65 35 HD Graphics 630 630 630 Частота графического ядра, МГц 1150 1150 1150 L3-кеш, Мбайт 8 8 8 Поддержка DDR4, МГц 2400 2400 2400 Поддержка DDR3L, МГц 1600 1600 1600 Технологии vPro/VT-d/TXT Только VT-d Есть Есть Расширения набора инструкций AVX 2.0 AVX 2.0 AVX 2.0 Упаковка LGA1151 LGA1151 LGA1151 Цена $339 $303 $303 В семейство Core i7 по-прежнему входят четырёхъядерные процессоры с поддержкой технологии Hyper-Threading, имеющие кеш-память третьего уровня объёмом 8 Мбайт. Но по сравнению с Skylake частоты новых Core i7 выросли на 200-300 МГц, а кроме того, у процессоров появилась официальная поддержка DDR4-2400. В остальном же новинки похожи на предшественников. На привычном уровне остались и рекомендованные цены: Kaby Lake заменят представителей семейства Skylake в старых ценовых категориях.
Примерно такая же картина складывается и с процессорами Kaby Lake, относящимися к классу Core i5. Разве что здесь ассортимент существенно шире.
Core i5-7600K Core i5-7600 Core i5-7500 Core i5-7400 Core i5-7600T Core i5-7500T Core i5-7400T Ядра/потоки 4/4 4/4 4/4 4/4 4/4 4/4 4/4 Технология Hyper-Threading Нет Нет Нет Нет Нет Нет Нет Базовая частота, ГГц 3,8 3,5 3,4 3,0 2,8 2,7 2,4 Максимальная частота в турборежиме, ГГц 4,2 4,1 3,8 3,5 3,7 3,3 3,0 Разблокированный множитель Есть Нет Нет Нет Нет Нет Нет TDP, Вт 91 65 65 65 35 35 35 HD Graphics 630 630 630 630 630 630 630 Частота графического ядра, МГц 1150 1150 1100 1000 1100 1100 1000 L3-кеш, Мбайт 6 6 6 6 6 6 6 Поддержка DDR4, МГц 2400 2400 2400 2400 2400 2400 2400 Поддержка DDR3L, МГц 1600 1600 1600 1600 1600 1600 1600 Технологии vPro/VT-d/TXT Только VT-d Есть Есть Только VT-d Есть Есть Только VT-d Расширения набора инструкций AVX 2.0 AVX 2.0 AVX 2.0 AVX 2.0 AVX 2.0 AVX 2.0 AVX 2.0 Упаковка LGA1151 LGA1151 LGA1151 LGA1151 LGA1151 LGA1151 LGA1151 Цена $242 $213 $192 $182 $213 $192 $182 Линейка четырёхъядерных процессоров Core i5 лишена технологии Hyper-Treading, обладает L3-кешем размером 6 Мбайт и по сравнению с Core i7 предлагает немного более низкие тактовые частоты. Но, как и в случае с Core i7, процессоры серии Core i5 поколения Kaby Lake быстрее своих предшественников на 200-300 МГц. В остальном же они унаследовали характеристики от Skylake без каких-либо существенных изменений.
Зато в серии Core i3 произошли важные перемены. При внедрении дизайна Kaby Lake в состав этого семейства в него был добавлен оверклокерский процессор с разблокированным коэффициентом умножения, который по сложившейся традиции получил литеру K в модельном номере.
Серия Core i3 объединяет двухъядерные процессоры с поддержкой технологии Hyper-Threading, оснащённые кеш-памятью третьего уровня объёмом 3 или 4 Мбайт. Характеристики новинок поколения Kaby Lake вновь повторяют спецификации соответствующих Skylake с разницей лишь в тактовых частотах, которые стали выше на 200 МГц.
Core i3-7350K Core i3-7320 Core i3-7300 Core i3-7100 Core i3-7300T Core i3-7100T Ядра/потоки 2/4 2/4 2/4 2/4 2/4 2/4 Технология Hyper-Threading Есть Есть Есть Есть Есть Есть Базовая частота, ГГц 4,2 4,1 4,0 3,9 3,5 3,4 Максимальная частота в турборежиме, ГГц — — — — — — Разблокированный множитель Есть Нет Нет Нет Нет Нет TDP, Вт 60 51 51 51 35 35 HD Graphics 630 630 630 630 630 630 Частота графического ядра, МГц 1150 1150 1150 1100 1100 1100 L3-кеш, Мбайт 4 4 4 3 4 3 Поддержка DDR4, МГц 2400 2400 2400 2400 2400 2400 Поддержка DDR3L, МГц 1600 1600 1600 1600 1600 1600 Технологии vPro/VT-d/TXT Только VT-d Только VT-d Только VT-d Только VT-d Только VT-d Только VT-d Расширения набора инструкций AVX 2.0 AVX 2.0 AVX 2.0 AVX 2.0 AVX 2.0 AVX 2.0 Упаковка LGA1151 LGA1151 LGA1151 LGA1151 LGA1151 LGA1151 Цена $168 $149 $138 $117 $138 $117 Однако, помимо обновлённых версий привычных двухъядерников, в серии Core i3 теперь появилась принципиально новая модель – процессор Core i3-7350K, характерный имеющимися в нём оверклокерскими возможностями. Ранее среди двухъядерных процессоров у Intel подобных предложений никогда не было (эксперимент в виде Pentium Anniversary Edition – не в счёт), теперь же компания, похоже, решила официально понизить входной барьер в мир разгона. И Core i3-7350K представляется действительно очень интересным вариантом для стеснённых в средствах энтузиастов, ведь его цена на целых 30 процентов ниже стоимости оверклокерского Core i5. Причём весьма вероятно, что за счёт уменьшенного по площади ядра с невысоким тепловыделением этот процессор сможет порадовать и высоким разгонным потенциалом, который мы постараемся проверить на практике при первой же возможности.
Несколько слов следует сказать и о графическом ядре новинок. Все настольные процессоры поколения Kaby Lake получили одну и ту же встроенную графику уровня GT2, которая включает в себя 24 исполнительных устройства – ровно столько, сколько было в ядре GT2 у процессоров Skylake. А поскольку базовая архитектура GPU в новом процессорном дизайне не изменилась, 3D-производительность Kaby Lake осталась на старом уровне. Появление же в названии HD Graphics более высокого числового индекса 630 всецело связано с новыми возможностями аппаратного медиадвижка, в который были добавлены средства для быстрого кодирования/декодирования видео в форматах VP9 и H.265, а также полная поддержка материалов в 4K-разрешении.
⇡#Новые возможности Intel QuickSync
С точки зрения традиционных процессорных возможностей Kаby Lake не выглядит как серьёзный шаг вперёд по сравнению с Skylake. Такое ощущение создаётся из-за того, что в новом процессоре нет никаких микроархитектурных улучшений. Тем не менее Intel назвала новый процессор собственным кодовым именем — Kaby Lake, чем пытается донести мысль, что перед нами не просто Skylake с увеличенными рабочими частотами. И отчасти это действительно так. Некоторые принципиальные улучшения, которые могут быть заметны конечным пользователям, есть в графическом ядре новых CPU. Несмотря на то, что архитектура GPU процессоров Kaby Lake относится к девятому поколению (как и у Skylake), его мультимедийные возможности существенно расширились. Иными словами, базовый дизайн графического ядра (включая и число исполнительных устройств) в Kaby Lake остался старым, но блоки, отвечающие за кодирование и декодирование видеоконтента, претерпели значительные усовершенствования как в части функциональности, так и по производительности.
Самое главное: теперь медиадвижок Kaby Lake может полностью аппаратно ускорять кодирование и декодирование 4K-видео в формате HEVC с профилем Main10. В Skylake же, напомним, декодирование HEVC Main10 тоже было заявлено, но там оно было реализовано по гибридной схеме, и нагрузка распределялась между медиадвижком, шейдерами встроенного GPU и вычислительными ресурсами самого процессора. Из-за этого качественное воспроизведение достигалось лишь в случае 4Kp30-видео, более же сложные форматы качественно и без выпадения кадров проигрывать не получалось даже на старших моделях CPU. С Kaby Lake подобных проблем возникать не должно: новые процессоры декодируют HEVC-видео, опираясь на один только медиадвижок, и это позволяет им переваривать сложные профили и высокие разрешения без нагрузки на вычислительные ядра: с высокой эффективностью, без выпадения кадров и с низким потреблением энергии. Intel обещает, что у специализированных блоков медиадвижка Kaby Lake может хватить сил не только на воспроизведение 4K-видео с 60 и даже 120 кадрами в секунду, но и на одновременное декодирование до восьми стандартных AVC- или HVEC-потоков 4Kp30.
Кроме того, медиадвижок Kaby Lake получил аппаратную поддержку кодека VP9, разработанного Google. Аппаратное декодирование видео возможно с 8- и 10-битной цветовой глубиной, а кодирование – с 8-битной. В Skylake же работа с VP9-видео, так же, как и в случае с HEVC, осуществлялась по гибридной аппаратно-программной схеме. В результате Kaby Lake может оказаться весьма полезен для любителей посмотреть 4K-видео на YouTube, поскольку кодек VP9 активно внедряется именно в этом сервисе.
В общей сложности ситуация с аппаратной поддержкой в Kaby Lake различных форматов видео выглядит следующим образом:
Kaby Lake Skylake Аппаратное воспроизведение H.264 Да Да HEVC Main Да Да HEVC Main10 Да Гибридное VP9 8-бит Да Гибридное VP9 10-бит Да Нет Аппаратное кодирование H.264 Да Да HEVC Main Да Да HEVC Main10 Да Нет VP9 8-бит Да Нет VP9 10-бит Нет Нет Блок-схема графической части Kaby Lake приведена на иллюстрации ниже. Структурных отличий от Skylake в ней почти нет, однако они присутствуют на более низком уровне. Так, в блок MFX (Multi-Format Codec) внедрена аппаратная поддержка HEVC Main10 и VP9. В результате именно этот блок получил возможность самостоятельного декодирования видео в форматах VP9 и HEVC с 10-битной глубиной цвета, а также кодирования HEVC с 10-битной цветностью и VP9 с 8-битной цветностью.
Помимо MFX, обновился и блок VQE (Video Quality Engine), отвечающий за работу аппаратного кодера. Нововведения направлены на улучшение качества и производительности при работе с AVC-видео. Так, Intel хочет постепенно внедрить возможность работы с HDR-контентом и планомерно расширяет поддерживаемую цветность на разных этапах конвейера. Однако нужно иметь в виду, что на данный момент все функции кодирования ориентированы только на цветовую субдискретизацию 4:2:0. Это не является проблемой при любительской работе с видео, но для профессиональных применений требуется более точное кодирование 4:2:2 или 4:4:4, которого в рамках Intel QuickSync пока нет.
Надо сказать, что обычно пользователи десктопных процессоров Intel уделяют не слишком много внимания возможностям медиадвижков. Ведь они являются частью графического ядра, которое в обычных производительных системах отключается в пользу дискретной видеокарты. Однако на самом деле в современных интеловских платформах медиадвижком можно пользоваться и при наличии дискретной видеокарты. Для этого необходимо лишь не отключать встроенную графику, а активировать её через BIOS материнской платы в качестве вторичного видеоадаптера. В этом случае в операционной системе будет обнаружено сразу два графических адаптера, и, после установки драйвера Intel HD Graphics, процессорный медиадвижок Intel QuickSync станет доступным для использования.
Приведём несколько простых примеров практической пользы такой конфигурации.
Вот, например, как обстоит дело с воспроизведением на Core i7-7700K сложного медиаконтента – 4Kp60 HEVC Main10-ролика с битрейтом около 52 Мбит/c. Декодирование выполняется с помощью Intel Quick Sync.
Выпадения кадров нет, загрузка процессора – на минимальных значениях. Это же видео встроенная графика Core i7-6700K и уж тем более процессоров с более ранними дизайнами не могла проигрывать без выпадения кадров. Поэтому для воспроизведения подобных роликов раньше приходилось опираться на программное декодирование, работающее только на высокопроизводительных платформах, да и то не всегда.
Другой пример – перекодирование видео. В рамках знакомства с Kaby Lake мы посмотрели на производительность перекодирования исходного 1080p-ролика различными программными и аппаратными кодерами. Для целей тестирования использовалась популярная утилита HandBrake 1.0.1, которая позволяет выполнять перекодирование как через Intel QuickSync, так и программно – с использованием кодеров x264 и x265.
В тестах применялся стандартный профиль качества Fast 1080p30.
Преимущества в производительности, которые можно получить при перекодировании с использованием аппаратных возможностей медиадвижка, – более чем существенные. Несмотря на то, что в обоих случаях был получен примерно одинаковый по качеству результат с битрейтом около 3,7 Мбит/с, движок Intel QuickSync может предложить в разы более высокую скорость перекодирования, которое к тому же происходит с минимальной нагрузкой на вычислительные процессорные ядра. Правда, скорость аппаратного перекодирования в Kaby Lake по сравнению с Skylake почти не выросла.
Ещё один пример – стриминг. Поскольку Intel QuickSync позволяет кодировать видео без нагрузки на вычислительные ядра процессора, стримеры для своих трансляций вполне могут обойтись одной системой с процессором Kaby Lake. Например, популярная программа для онлайн-трансляций OBS Studio поддерживает H.264-кодирование посредством интеловского медиадвижка и способна в этом случае работать параллельно с исполняемыми на дискретной видеокарте игровыми приложениями, не снижая их производительности.
Иными словами, даже в производительной системе, оснащённой внешней графической картой, применений для Intel QuickSync можно найти массу. И его возросшая в Kaby Lake функциональность приходится как нельзя кстати. Аппаратные мультимедийные возможности этого блока, который стал практически всеядным, действительно расширяют сферу применения типичного персонального компьютера.
Говоря о встроенном в Kaby Lake графическом ядре, нельзя не упомянуть, что оно, как и в Skylake, может поддерживать до трёх 4K-мониторов одновременно. Однако, несмотря на ожидания, врождённая поддержка интерфейса HDMI 2.0 в десктопных процессорах нового поколения так и не появилась. Это значит, что мониторы, подключенные через HDMI-порт, на большинстве материнских плат смогут обеспечить лишь максимальное разрешение 4096 × 2160 @ 24 Гц. Полноценное же 4K-разрешение, как и раньше, будет доступно лишь при использовании DisplayPort 1.2-подключения. Впрочем, существует и альтернативное решение, позволяющее производителям систем оборудовать HDMI 2.0-выходы, оно заключается в использовании добавочных конвертеров LSPCon (Level Shifter — Protocol Converter), устанавливаемых в DP-тракте. Однако такой подход, естественно, требует дополнительных затрат.
Тем не менее Intel обещает, что системы на базе процессоров Kaby Lake без особых проблем в части совместимости смогут воспроизводить премиальный 4K-контент, защищенный DRM (например, из премиум-аккаунта сервиса Netflix). При отсутствии порта HDMI 2.0 для этого подойдёт и система с DisplayPort, подключенная к 4K-телевизору или монитору с поддержкой HDCP2.2.
Что нужно, чтобы смотреть платный 4K-контент онлайн
В итоге в медиадвижке Kaby Lake дан ответ на основную претензию к Skylake — по поводу отсутствия аппаратного ускорения 4Kp60 HEVC Main10. Плюс добавлены некоторые другие полезные возможности и усовершенствования, в результате чего встроенная графика Kaby Lake действительно лучше приспособлена для работы с набирающим популярность 4K-видео и с сервисами потоковой трансляции контента. Однако нужно иметь в виду, что одних только аппаратных усовершенствований для внедрения новых функций недостаточно, и впереди – большая работа по обновлению и адаптации программного обеспечения.
⇡#Чипсеты для Kaby Lake: Intel Z270 и другие
По традиции вместе с новыми процессорами Intel выводит на рынок и новые наборы системной логики. То есть, несмотря на то, что принцип «тик-так» сменился принципом «процесс — архитектура — оптимизация», с чипсетами всё осталось по-старому: они обновляются на каждом витке прогресса. Однако на этот раз незначительность усовершенствований в Kaby Lake по сравнению с Skylake позволила сохранить полную совместимость со старой платформой. Kaby Lake не только устанавливаются в уже знакомый нам процессорный разъём LGA1151, но и прекрасно работают в материнских платах со старыми наборами логики сотой серии.
Оптимизации, произошедшие в технологии производства новых процессоров, не потребовали изменений схемы питания. Она, как и в случае Skylake, у Kaby Lake должна находиться на плате, а не в процессоре. При этом требования к напряжениям и токам остались теми же, что и были раньше. А это значит, что никаких схемотехнических препятствий к установке Kaby Lake в старые LGA1151-платы нет. Единственное, что требуется для поддержки новых CPU старыми платами, – наличие в BIOS материнской платы соответствующего микрокода. И большинство плат на Z170 и других чипсетах прошлого поколения необходимое обновление своевременно получили.
Новые же наборы логики с модельными номерами из двухсотой серии спроектированы Intel скорее по привычке и просто для того, чтобы у производителей материнских плат появились какие-то основания для обновления платформ. Поэтому нет ничего удивительного в том, что по возможностям отличия от прошлых чипсетов получились минимальными и, можно сказать, даже косметическими. Никаких действительно полезных дополнений в виде поддержки интерфейсов USB 3.1 или Thunderbolt в Intel Z270 и прочих чипах серии не появилось, а главное улучшение, на которое напирает Intel, заключается в поддержке перспективных накопителей Intel Optane.
Вот как соотносятся между собой чисто технические характеристики старших чипсетов в сотой и двухсотой сериях:
Intel Z270 Intel Z170 Поддержка процессоров LGA1151, Intel Core 6 и 7 поколений (Kaby Lake и Skylake) Конфигурация CPU PCI Express 1 × 16x или 2 × 8x или 1 × 8x + 2 × 4x Независимые дисплейные выходы 3 Слотов DIMM 4 DDR4 DIMM или 4 DDR3L DIMM Поддержка разгона CPU Есть Intel Optane Technology Есть Нет Intel Rapid Storage Technology 15 14 Поддержка PCIe SSD в RST Есть Макс. число PCIe SSD (M.2) в RST 3 RAID 0, 1, 5, 10 Есть Intel Smart Response Technology Есть Технология I/O Port Flexibility Есть Общее число высокоскоростных портов 30 26 USB-порты (USB 3.0), макс. 14 (10) 14 (8) SATA 6 Гбит/с порты, макс. 6 Линии PCI Express 3.0, макс. 24 20 Причём в том, что касается главного маркетингового аргумента в пользу чипсетов двухсотой серии – поддержки Optane, Intel во многом лукавит. На самом деле накопители Optane не потребуют никаких специальных интерфейсов или разъёмов. Для работы им будет нужен обычный слот M.2 с заведённой в него шиной PCI Express 3.0 x4, и такие слоты есть на многих старых LGA1151-платах. В случае же новых наборов логики речь просто идёт о том, что в них число линий PCI Express несколько увеличено, и это позволяет производителям плат без проблем добавить на свои платформы более одного слота M.2. Дело в том, что, как предполагается, первые версии Intel Optane обычные SSD собой не заменят. Они получат крайне небольшие объёмы и будут позиционироваться в роли дополнительных кеширующих накопителей, поэтому под них предполагается отводить отдельный независимый слот, который в чипсетах двухсотой серии реализовать легче. Кроме того, для новых чипсетов будет сделан специальный Rapid Storage Technology-драйвер, в котором будут заложены некие оптимизированные для Optane алгоритмы работы, похожие по сути на новую версию технологии Intel Smart Response.
Таким образом, значимым отличием Z270 от Z170 следует считать не надуманную поддержку Optane, а увеличенное на четыре штуки (до 24) максимальное число поддерживаемых чипсетом линий PCI Express 3.0. Причём это изменение нашло отражение и в изменении схемы I/O Port Flexibility, в рамках которой теперь допускается одновременная реализация сразу 30 высокоскоростных интерфейсов. Количество портов SATA и USB при этом сохранилось на старом уровне, но в Z270 в стандарте USB 3.0 может работать не 8, а 10 портов.
Множество новых чипсетов двухсотой серии состоит не только из одного Intel Z270. Акцентировать внимание именно на нём мы решили потому, что он – самый оснащённый и единственный, поддерживающий разгон процессора (как через изменение множителей, так и частотой базового тактового генератора). Однако, кроме него, линейка новых наборов логики включает пару более простых потребительских чипсетов — H270 и B250, а также пару чипсетов для корпоративной среды – Q270 и Q250, которые выделяются наличием набора функций Intel Standard Manageability для удалённого управления и администрирования.
Наиболее же интересные для обычных пользователей H270 и B250 отличаются от Z270 не только отсутствием оверклокерских возможностей. В них сокращено число линий PCI Express 3.0 и портов USB 3.0, а также урезано количество M.2-интерфейсов, которые могут быть подключены к драйверу Intel RST. Кроме того, младшие наборы системной логики не позволяют делить процессорную шину PCI Express по нескольким слотам.
Полное представление о соответствии характеристик наборов логики двухсотой серии можно получить из следующей таблицы.
⇡#Тестовый процессор: Core i7-7700K
Для проведения тестирования нам был предоставлен старший представитель десктопной линейки Kaby Lake, Core i7-7700K.
Этот четырёхъядерный процессор с поддержкой технологии Hyper-Threading и 8-мегабайтным кешем третьего уровня имеет паспортную тактовую частоту 4,2 ГГц. Однако проверка показала, что в практических условиях частота Core i7-7700K составляет 4,4 ГГц при нагрузке на все ядра и 4,5 ГГц – при малопоточной нагрузке. Таким образом, по частотам старшему Kaby Lake удалось обогнать не только Core i7-6700K, но и старичка Core i7-4790K, который до недавних пор оставался самым высокочастотным процессором Intel для настольных систем.
Рабочее напряжение нашего экземпляра составило 1,2 В: здесь существенных отличий от процессоров прошлых поколений нет.
В состоянии простоя частота Kaby Lake снижается до 800 МГц, причём, помимо привычной технологии Enhanced Intel SpeedStep, процессором поддерживается и более новая технология Intel Speed Shift. Она передаёт управление частотой от операционной системы самому процессору. За счёт этого достигается значительное улучшение времени реакции на изменяющуюся нагрузку: процессор быстрее выходит из энергосберегающих состояний и в случае необходимости быстрее включает турборежим. Но есть и ограничение: технология Speed Shift работает лишь в Windows 10.
Слева – Core i7-7700K (Kaby Lake), справа – Core i7-6700K (Skylake)
Определённые изменения произошли и с внешним видом CPU. Правда, они носят скорее косметический характер. Например, от использования тонкого текстолита, который появился в Skylake, Intel в Kaby Lake не отказалась. Зато поменялась форма теплораспределительной крышки. У неё появились дополнительные приливы, которые увеличивают площадь контакта с подошвой кулера. Впрочем, на эффективность теплоотвода это, скорее всего, повлияет мало. Ведь главная проблема на пути тепла от процессорного кристалла – полимерный термоинтерфейс не лучшего качества, который располагается под процессорной крышкой. А в этом отношении все как прежде: высокоэффективный припой остаётся прерогативой флагманских процессоров в LGA2011-v3 исполнении.
Слева – Core i7-7700K (Kaby Lake), справа – Core i7-6600K (Skylake)
Перемены есть и со стороны процессорного «брюшка». Впрочем, Kaby Lake сохраняет совместимость с гнездом LGA1151, поэтому отличий по сравнению с Skylake здесь совсем мало. Стабилизирующая схема осталась той же самой, так что набор навесных элементов сохранился. Небольшую разницу можно заметить лишь в их взаимном расположении.
⇡#Разгон
Исследование оверклокерского потенциала – одна из самых интригующих частей сегодняшнего материала. Микроархитектурных улучшений в Kaby Lake нет, зато есть некие усовершенствования в технологическом процессе, которые направлены как раз на увеличение достижимых частот. Поэтому нет ничего удивительного в том, что многие ждали от Core i7-7700K оверклокерского чуда. К тому же масла в огонь подливали и предварительные сообщения, будто новинка сможет легко брать 5-гигагерцевую планку без применения специальных методов охлаждения.
Но на практике всё оказалось далеко не так просто. Да, частотный потенциал Kaby Lake действительно стал выше. Прирост в номинальных тактовых частотах на 200-300 МГц нашёл соответствующее отражение и в разгоне, и Kaby Lake действительно способны работать на более высоких частотах, чем Skylake. Так, с использованием обычного воздушного охлаждения из Core i7-7700K можно выжать на 200-400 МГц больше, чем из среднестатистического Core i7-6700K.
Слева – Core i7-7700K (Kaby Lake), справа – Core i7-6600K (Skylake)
Однако есть две существенные проблемы, которые достались новым процессорам по наследству от их предшественников. Во-первых, никуда не делся неудачный термоинтерфейс между процессорным кристаллом и крышкой. В Kaby Lake используется тот же самый полимерный материал, что и раньше, с теплопроводностью на уровне пасты КПТ-8. То есть по современным меркам штатный интеловский термоинтерфейс явно не заслуживает того, чтобы называться эффективным, и с возложенной на него ответственной ролью он справляется плохо. Во-вторых, серийные процессоры поколения Kaby Lake сильно разнятся по качеству полупроводниковых кристаллов. Номинальное напряжение (VID), которое выступает основным мерилом этого качества, может различаться от процессора к процессору на величину вплоть до 0,15 В, и это приводит к тому, что одни экземпляры нагреваются до критических температур при достаточно небольшом разгоне, а другие – способны работать в благоприятном температурном режиме при куда более существенном приросте частоты. Иными словами, успех в покорении психологически важной планки в 5,0 ГГц во многом зависит от возможности выбрать при покупке более удачный процессор с наименьшим значением VID.
Нам при подготовке этой статьи отбор был недоступен, и тестировать пришлось именно тот единственный процессор, который был прислан производителем. А он был не слишком удачен – даже в номинальном режиме при прохождении тестов стабильности процессор нагревался до 75 градусов, несмотря на то, что для отвода тепла мы пользуемся весьма производительным кулером Noctua NH-U14S.
Так что совершенно неудивительно, что вожделенный разгон до 5 ГГц не удался. Загружать операционную систему наш Core i7-7700K мог вплоть до частоты 5,2 ГГц, но при сколь-нибудь значительной нагрузке происходил моментальный перегрев. Максимальной же частотой, при которой процессор справлялся с прохождением тестирования в LinX 0.7.0, стали 4,8 ГГц. Стабильная работа в таком состоянии была возможна при повышении напряжения питания до 1,35 В.
Однако даже в этом случае температуры ядер CPU доходили до 96 градусов, что недалеко от 100-градусного предела, при котором включается температурный троттлинг. К сожалению, увеличение частоты или снижение напряжения приводило к ошибкам в тесте, так что отметка в 4,8 ГГц оказалась верхним пределом разгона, который определила высокая температура. Очевидно, в такой ситуации хорошо помогло бы скальпирование с заменой штатного термоинтерфейса на жидкий металл, но в рамках данного тестирования мы его не делали.
Впрочем, даже несмотря на то, что в целом мы остались не слишком довольны достигнутым результатом, он всё равно оказался лучше, чем средний разгон процессоров Skylake. Напомним, в тестах Core i7-6700K частоту выше 4,6 ГГц нам удавалось получать лишь только после смены термоинтерфейса под процессорной крышкой. А Core i7-7700K взял на 200 МГц более высокую отметку без каких-либо дополнительных процедур. Значит, внедрение Intel нового технологического процесса 14 нм+ действительно отодвинуло предельные частоты процессорных кристаллов. И по этой причине Kaby Lake – более интересный вариант для оверклокинга, чем Skylake.
Кроме того, есть и ещё одна причина, по которой новые процессоры K-серии могут быть привлекательнее в разгоне. Они получили две новые оверклокерские функции, которых в Skylake не было.
Во-первых, по аналогии с Broadwell-E у них появилась «отрицательная поправка множителя AVX». Это значит, что для Kaby Lake можно устанавливать пониженный относительно выбранного коэффициент умножения, который будет автоматически активироваться исключительно при исполнении AVX/AVX2-инструкций. Смысл этого нововведения в том, что AVX – наиболее ресурсоёмкие команды, которые провоцируют максимальный нагрев процессора, и некоторое занижение частоты при работе с ними может позволить обойтись в разгоне более простой системой охлаждения. Вторая новая функция носит название BCLK Aware Voltage/Frequency Curve, и она может быть интересна при разгоне частотой базового тактового генератора, поскольку включает автоматическую корректировку напряжения питания процессора при росте BCLK.
⇡#Описание тестовых систем и методики тестирования
Как следует из изложенного, Core i7-7700K не слишком инновационный продукт – никаких изменений микроархитектуры в нём нет. Однако увеличение тактовых частот и выход платформы с новым набором системной логики всё-таки заслуживают некоторого внимания. Поэтому мы провели тестирование, в котором сопоставили производительность новинки со скоростью работы предшествующих массовых процессоров Core i7, принадлежащих к поколениям Haswell, Broadwell и Skylake. Кроме того, в число участников тестирования мы добавили и младшего представителя семейства более высокого уровня Broadwell-E.
В конечном итоге полный список задействованных в тестовых системах комплектующих получил следующий вид:
- Процессоры:
- Intel Core i7-7700K (Kaby Lake, 4 ядра + HT, 4,2-4,5 ГГц, 8 Мбайт L3);
- Intel Core i7-6800K (Skylake, 6 ядер + HT, 3,4-3,8 ГГц, 15 Мбайт L3);
- Intel Core i7-6700K (Skylake, 4 ядра + HT, 4,0-4,2 ГГц, 8 Мбайт L3);
- Intel Core i7-5775C (Broadwell, 4 ядра + HT, 3,3-3,7 ГГц, 6 Мбайт L3 + 128 Мбайт eDRAM);
- Intel Core i7-4790K (Haswell, 4 ядра + HT, 4,0-4,4 ГГц, 8 Мбайт L3).
- ASUS Maximus IX Hero (LGA1151, Intel Z270);
- ASUS Z97-Pro (LGA1150, Intel Z97);
- ASUS X99-Deluxe (LGA2011-v3, Intel X99).
- 2 × 8 Гбайт DDR4-2666 SDRAM, 15-15-15-35 (Corsair Vengeance LPX CMK16GX4M2A2666C16R).
- 4 × 4 Гбайт DDR4-2666 SDRAM, 15-17-17-35 (G.Skill [Ripjaws 4] F4-2666C15Q-16GRR).
- 2 × 8 Гбайт DDR3-2133 SDRAM, 9-11-11-31 (G.Skill [TridentX] F3-2133C9D-16GTX).
Главный герой обзора, процессор Core i7-7700K, тестировался дважды: в своём номинальном режиме и при разгоне, описанном в предыдущем разделе. То есть на частоте 4,8 ГГц, стабильная работа при которой была достигнута при повышении напряжения питания до 1,35 В.
Тестирование выполнялось в операционной системе Microsoft Windows 10 Enterprise Build 14393 с использованием следующего комплекта драйверов:
- Intel Chipset Driver 10.1.1.38;
- Intel Management Engine Interface Driver 11.6.0.1030;
- NVIDIA GeForce 376.33 Driver.
Описание использовавшихся для измерения вычислительной производительности инструментов:
Комплексные бенчмарки:
- BAPCo SYSmark 2014 SE – тестирование в сценариях Office Productivity (офисная работа: подготовка текстов, обработка электронных таблиц, работа с электронной почтой и посещение интернет-сайтов), Media Creation (работа над мультимедийным контентом — создание рекламного ролика с использованием предварительно отснятых цифровых изображений и видео), Data/Financial Analysis (обработка архива с финансовыми данными, их статистический анализ и прогнозирование инвестиций на основе некой модели) и Responsiveness (анализ отзывчивости системы при запуске приложений, открытии файлов, работе с интернет-браузером с большим количеством открытых вкладок, мультизадачности, копировании файлов, пакетных операциях с фотографиями, шифровании и архивации файлов и установке программ).
- Futuremark 3DMark Professional Edition 2.2.3509 — тестирование в сцене Time Spy 1.0.
Приложения:
- Adobe Photoshop CC 2017 — тестирование производительности при обработке графических изображений. Измеряется среднее время выполнения тестового скрипта, представляющего собой творчески переработанный Retouch Artists Photoshop Speed Test, который включает типичную обработку четырёх 24-мегапиксельных изображений, сделанных цифровой камерой.
- Adobe Photoshop Lightroom 6.8 – тестирование производительности при пакетной обработке серии изображений в RAW-формате. Тестовый сценарий включает постобработку и экспорт в JPEG с разрешением 1920 × 1080 и максимальным качеством двухсот 12-мегапиксельных изображений в RAW-формате, сделанных цифровой камерой Nikon D300.
- Adobe Premiere Pro CC 2017 — тестирование производительности при нелинейном видеомонтаже. Измеряется время рендеринга в формат H.264 Blu-Ray проекта, содержащего HDV 1080p25 видеоряд с наложением различных эффектов.
- Autodesk 3ds max 2017 — тестирование скорости финального рендеринга. Измеряется время, затрачиваемое на рендеринг в разрешении 1920 × 1080 с применением рендерера mental ray стандартной сцены Hummer.
- Blender 2.78a – тестирование скорости финального рендеринга в одном из популярных свободных пакетов для создания трёхмерной графики. Измеряется продолжительность построения финальной модели из Blender Cycles Benchmark rev4.
- WinRAR 5.40 — тестирование скорости архивации. Измеряется время, затрачиваемое архиватором на сжатие директории с различными файлами общим объёмом 1,7 Гбайт. Используется максимальная степень компрессии.
- x264 r2744 — тестирование скорости транскодирования видео в формат H.264/AVC. Для оценки производительности используется исходный 1080p@50FPS AVC-видеофайл, имеющий битрейт около 30 Мбит/с.
- x265 2.2+17 8bpp — тестирование скорости транскодирования видео в перспективный формат H.265/HEVC. Для оценки производительности используется тот же видеофайл, что и в тесте скорости транскодирования кодером x264.
Игры:
- Ashes of Singularity. Разрешение 1920 × 1080, DirectX 11, Quality Profile = High, MSAA=2x.
- Civilization VI. Разрешение 1920 × 1080, DirectX 11, MSAA = 4x, Performance Impact = Ultra, Memory Impact = Ultra.
- Grand Theft Auto V. Разрешение 1920 × 1080, DirectX Version = DirectX 11, FXAA = Off, MSAA = x4, NVIDIA TXAA = Off, Population Density = Maximum, Population Variety = Maximum, Distance Scaling = Maximum, Texture Quality = Very High, Shader Quality = Very High, Shadow Quality = Very High, Reflection Quality = Ultra, Reflection MSAA = x4, Water Quality = Very High, Particles Quality = Very High, Grass Quality = Ultra, Soft Shadow = Softest, Post FX = Ultra, In-Game Depth Of Field Effects = On, Anisotropic Filtering = x16, Ambient Occlusion = High, Tessellation = Very High, Long Shadows = On, High Resolution Shadows = On, High Detail Streaming While Flying = On, Extended Distance Scaling = Maximum, Extended Shadows Distance = Maximum.
- Hitman™. Разрешение 1920 × 1080, DirectX 12, Super Sampling = 1.0, Level of Detail = Ultra, Anti-Aliasing = FXAA, Texture Quality = High, Texture Filter = Anisotropic 16x, SSAO = On, Shadow Maps = Ultra, Shadow Resolution = High.
- Rise of the Tomb Raider. Разрешение 1920 × 1080, DirectX 11, Preset = Very High.
- The Witcher 3: Wild Hunt. Разрешение 1920 × 1080, Graphics Preset = High, Postprocessing Preset = High.
- Total War: WARHAMMER. Разрешение 1920 × 1080, DirectX 11, Quality = Ultra.
⇡#Производительность в комплексных бенчмарках
На самом деле комментировать результаты, показанные процессором Core i7-7700K, нет особого смысла. Его преимущество перед Core i7-6700K объясняется исключительно выросшей тактовой частотой — и ничем иным. Всё, что мы видим на диаграммах, – простая иллюстрация того факта, что, если поднять частоты, возрастёт и скорость работы. Так, при реальной нагрузке Core i7-7700K работает на частоте 4,4-4,5 ГГц, а Core i7-6700K – на частоте 4,0-4,2 ГГц. Соответственно, преимущество нового поколения CPU в тактовой частоте составляет 7-10 процентов. Это выливается в совершенно логичное семипроцентное увеличение результатов в SYSmark 2014 SE (который измеряет скорость решения реальных задач в реальных приложениях). При этом наибольшая зависимость производительности от частоты наблюдается в приложениях, работающих с мультимедийным контентом.
Совершенно закономерно, что в итоге Core i7-7700K оказывается самым быстрым процессором среди участников тестирования. Он демонстрирует даже превосходство над шестиядерником Core i7-6800K, что объясняется невысокими частотами последнего и использованием в его основе относительно старой микроархитектуры Broadwell.
Также хочется отметить тот факт, что Core i7-7700K наконец-то смог показать убедительное преимущество перед Devil’s Canyon. До сих пор Core i7-4790K благодаря своим высоким частотам мог похвастать уверенными результатами даже на фоне Core i7-6700K, но Core i7-7700K смог забраться по частоте ещё выше. В итоге старший Kaby Lake теперь предлагает на 10 процентов более высокую производительность, чем самый быстрый вариант старой платформы LGA1150.
Бенчмарк 3DMark, оценивающий игровую производительность платформ, также считает Core i7-7700K неплохим прогрессом. Прирост по процессорному индексу по сравнению с Core i7-6700K составляет всё те же 7 процентов. Кстати, 3DMark очень оптимистично считает, что с 2014 года, когда вышел Core i7-4790K, в быстродействии массовых процессоров произошёл очень заметный прогресс: результат Core i7-7700K выше, чем у Devil’s Canyon, на целых 19 процентов.
Неплохой аргумент 3DMark даёт и для пропаганды разгона. Результат Core i7-7700K на частоте 4,8 ГГц лучше результата в штатном режиме примерно на 7 процентов.
⇡#Производительность в ресурсоёмких приложениях
Вряд ли полученные в приложениях результаты способны кого-то удивить. Core i7-7700K ожидаемо опережает своего предшественника на 5-10 процентов. Среднее же преимущество новинки перед Core i7-4790K составляет около 15 процентов.
Любопытно, что часто Core i7-7700K удаётся опередить и шестиядерник Core i7-6800K, который формально относится к более высокому классу. Впрочем, даже если принять во внимание возможность разгона Kaby Lake, назвать его безоговорочно более производительным решением по сравнению с младшим LGA2011-v3-процессором всё-таки нельзя. Core i7-6800K предлагает не только в полтора раза большее число ядер, но и почти вдвое больший L3-кеш, что для некоторых приложений, интенсивно работающих с данными, может быть весьма критично.
⇡#Производительность в играх
С одной стороны, любые современные процессоры семейства Core i7 без каких-либо проблем раскрывают мощность GeForce GTX 1080. С другой – в большинстве случаев частота кадров ограничивается совсем не процессором, а видеокартой. Поэтому, даже несмотря на то, что для тестирования мы брали наиболее процессорозависимые игры, различия в производительности Core i7-7700K и Core i7-6700K не слишком заметны. Это значит, что смена процессора поколения Skylake на Kaby Lake с прицелом исключительно на игровые применения имеет не слишком много смысла. И даже больше того, в играх почти не видно преимущества Core i7-7700K и на фоне более старого Core i7-4790K.
Впрочем, ситуация в скором времени может и поменяться. Ведь мы ожидаем появления новых флагманских видеокарт AMD и NVIDIA, и они, может статься, потребуют больших процессорных мощностей. И вот тогда более высокая производительность Kaby Lake может оказаться очень кстати.
⇡#Энергопотребление
Реальное энергопотребление — одна из немногих характеристик Kaby Lake, о которых мало что можно сказать заранее. Формально Core i7-7700K относится к тому же самому тепловому пакету, что и Core i7-6700K прошлого поколения. При этом у новинки выше тактовая частота, но для её производства используется техпроцесс 14 нм+, первое практическое знакомство с которым происходит только сегодня. И это значит, что от потребления Core i7-7700K можно ждать чего угодно.
К счастью, мы имеем возможность проверить электрические показатели Core i7-7700K на практике. Используемый нами в тестовой системе новый цифровой блок питания Corsair RM850i позволяет контролировать потребляемую и выдаваемую электрическую мощность, чем мы и пользуемся для измерений. На графике ниже 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.
В состоянии простоя система с установленным процессором Core i7-7700K демонстрирует завидную экономичность.
При рендеринге в Blender потребление Kaby Lake оказывается выше, чем у Skylake. Однако разница не слишком принципиальна. Например, Core i7-4790K, выпущенный по 22-нм техпроцессу, требует заметно больше электроэнергии. То есть соотношение производительности на каждый затраченный ватт у Core i7-7700K осталось примерно тем же, что было у Core i7-6700K.
А вот как выглядит ситуация с потреблением при максимально возможной нагрузке: в утилите LinX 0.7.0, которая активно использует чрезвычайно энергоёмкие AVX2-инструкции.
Core i7-7700K по сравнению с Core i7-6700K потребляет совсем немного больше, и это значит, что поднять частоты в Kaby Lake инженерам Intel действительно удалось без серьёзных энергетических затрат. Именно таким образом проявляются преимущества нового техпроцесса 14 нм+: он действительно позволил улучшить тактовые частоты путём не банального разгона, а через изменения в структуре полупроводникового кристалла.
⇡#Выводы
Intel задумала выпустить семейство Kaby Lake вовсе не для того, чтобы поднять производительность персональных компьютеров или придать им какие-то дополнительные возможности. Эти процессоры решают совсем иную задачу: свежая линейка CPU потребовалась микропроцессорному гиганту, чтобы не выбиваться из графика ежегодных обновлений, к которому приучены партнёры компании и к которому привязана вся маркетинговая деятельность. Поэтому ничего особенного от Kaby Lake мы не ожидали изначально. Задолго до того, как эти процессоры начали приобретать реальные очертания, стало понятно, что Kaby Lake – суть Skylake Refresh – формальный перевыпуск старых процессоров с увеличением тактовых частот и небольшими косметическими улучшениями, внедрение которых не требовало от Intel серьёзных усилий.
Всё это в полной мере мы и увидели в результатах тестов старшего представителя нового семейства, Core i7-7700K. Как оказалось, на выравненной с Skylake тактовой частоте Kaby Lake действительно не предлагает никакого преимущества в производительности. В нём нет даже привычного 3-5-процентного улучшения показателя IPC (числа обрабатываемых за такт инструкций), а всё превосходство в скорости объясняется исключительно возросшими на 200-300 МГц тактовыми частотами. Поэтому в конечном итоге Core i7-7700K оказывается быстрее Core i7-6700K лишь на 6-10 процентов, которыми у Intel вряд ли получиться завоевать расположение энтузиастов, думающих в первую очередь о разгоне и редко ориентирующихся на номинальные тактовые частоты.
Однако в защиту новинки обязательно нужно подчеркнуть и тот факт, что рост тактовых частот произошёл не на пустом месте. Компания Intel внесла изменения в полупроводниковую технологию, и новый производственный процесс, получивший название 14 нм+, действительно поднял частотный потолок процессорных кристаллов. В результате, с одной стороны, рост рабочих частот Kaby Lake прошёл без заметного увеличения тепловыделения, а с другой – они стали лучше разгоняться. Новые оверклокерские Core i7-7700K без труда штурмуют частоты порядка 4,8 ГГц, а особенно удачные экземпляры, если верить первым отзывам, способны покорять и 5-гигагерцевый рубеж с обычным воздушным охлаждением. В этом, пожалуй, и кроется главный плюс Kaby Lake: разгон, давно буксовавший на одном месте, с новыми процессорами, похоже, наконец-то продвинется немного вперёд.
Источник https://artforlife.ru/prochie-tematiki/obzor-protsessora-core-i7-ot-intel-7th-gen-kaby-lake-obzor.html
Источник https://3dnews.ru/945278/obzor-protsessora-core-i77700k-kaby-lake-ili-skylake-refresh
Источник