Спустя всего несколько месяцев после затянувшегося представления процессоров Broadwell для десктопа, 5 августа 2015-го года, компания Intel анонсирует процессоры Core шестого поколения основанные на архитектуре, названной Skylake.
Skylake
Тихий анонс и слабое распространение процессоров пятого поколения архитектуры Broadwell на рынке десктопных процессоров был следствием просчетов Intel, сделавшей ставку на мобильные процессоры, получив десктопные простым увеличением допустимых норм энергопотребления. Так встроенный в ядро Haswell регулятор напряжения был хорошим решением для мобильных чипов с невысоким уровнем энергопотребления. Но в настольных процессорах с высокими частотами, и как следствие большим теплопакетом, был источником дополнительного нагрева процессорного ядра. Поэтому главной особенностью архитектуры Skylake должна была стать адаптивность дизайна для разных сегментов рынка, и следовательно, для различного энергопотребления в диапазоне от 4,5 до 91 Вт.Так как процессоры Skylake относятся к такту «так», в цикле поочередного совершенствования продуктов компанией Intel, это подразумевает новую архитектуру на базе уже освоенного техпроцесса. На ее ключевые отличия мы сейчас и посмотрим.
Skylake хоть и является номинально носителем новой архитектуры, но при ближайшем рассмотрении оказывается очень похож на Haswell с набором улучшений. Впрочем, по мнению Intel, этих улучшений должно хватить для того, чтобы Skylake можно было назвать новой архитектурой.
Первое что бросается в глаза – это возврат контроллера питания процессора на материнскую плату. Эксперименты по его переносу напрямую на процессорный кристалл в Haswell были признаны неудачными. Этот шаг позволил немного разгрузить тепловой пакет процессора, следовательно, дал возможность увеличить частоты на которых работает процессор.
Претерпел изменения и контроллер памяти. Он по-прежнему остался двухканальным, но теперь стал поддерживать память DDR4. Поддержка старого формата памяти DDR3 осталась, но с определенными ограничениями – официально поддерживается работа с модулями DDR3L обладающими пониженным напряжением питания. Ну и естественно, что процессор может работать только с одним типом памяти. Были выпущены платы как оснащенные разъёмами DDR3 или DDR4, так и комбинированные – имеющие слоты для обоих типов памяти.
Кроме возросшей скорости памяти (что на начальном этапе внедрения нового типа памяти обычно нивелируется возросшими задержками), модули DDR4 могут иметь объем до 16 Гб. Что позволяет Skylake, поддерживающему установку двух модулей в каждом канале, получить максимальный объем в 64 Гб памяти.
Контроллер шины PCI-Express остался без изменений и обеспечивает все те-же 16 линий PCI-Express 3. Но была ускорена шина DMI, с помощью которой организована связь процессора с чипсетом. Конструктивно шина DMI представляет из себя 4 линии PCI-Experss. В Skylake шина DMI использует PCI-Express 3, в отличие от Haswell, который использовал вторую версию протокола PCI-Express для связи с чипсетом. Таким образом, скорость связи процессора с чипсетом выросла вдвое, что будет не лишним для твердотельных SSD накопителей и высокоскоростных сетевых адаптеров.
Еще в процессоре был упразднен аналоговый видеоинтерфейс FDI обеспечивающий вывод видеосигнала в предыдущих поколениях процессоров Intel Core. Таким образом встроенный в ядро видеоускоритель оказался лишен аналогового выхода. Что, впрочем, не мешает установить соответствующие микросхемы производителям материнских плат, с целью обеспечить VGA выход.
Итоговая компоновка процессора очень схожа с процессорами предыдущих поколений – все те-же 4 или 2 ядра, видеоускоритель и системный агент, реализующий функции контроллера памяти и шины PCI-Express, связанные кольцевой шиной. Последняя кстати была вдвое ускорена относительно процессоров Haswell.
Первое что бросается в глаза – это возврат контроллера питания процессора на материнскую плату. Эксперименты по его переносу напрямую на процессорный кристалл в Haswell были признаны неудачными. Этот шаг позволил немного разгрузить тепловой пакет процессора, следовательно, дал возможность увеличить частоты на которых работает процессор.
Претерпел изменения и контроллер памяти. Он по-прежнему остался двухканальным, но теперь стал поддерживать память DDR4. Поддержка старого формата памяти DDR3 осталась, но с определенными ограничениями – официально поддерживается работа с модулями DDR3L обладающими пониженным напряжением питания. Ну и естественно, что процессор может работать только с одним типом памяти. Были выпущены платы как оснащенные разъёмами DDR3 или DDR4, так и комбинированные – имеющие слоты для обоих типов памяти.
Кроме возросшей скорости памяти (что на начальном этапе внедрения нового типа памяти обычно нивелируется возросшими задержками), модули DDR4 могут иметь объем до 16 Гб. Что позволяет Skylake, поддерживающему установку двух модулей в каждом канале, получить максимальный объем в 64 Гб памяти.
Контроллер шины PCI-Express остался без изменений и обеспечивает все те-же 16 линий PCI-Express 3. Но была ускорена шина DMI, с помощью которой организована связь процессора с чипсетом. Конструктивно шина DMI представляет из себя 4 линии PCI-Experss. В Skylake шина DMI использует PCI-Express 3, в отличие от Haswell, который использовал вторую версию протокола PCI-Express для связи с чипсетом. Таким образом, скорость связи процессора с чипсетом выросла вдвое, что будет не лишним для твердотельных SSD накопителей и высокоскоростных сетевых адаптеров.
Еще в процессоре был упразднен аналоговый видеоинтерфейс FDI обеспечивающий вывод видеосигнала в предыдущих поколениях процессоров Intel Core. Таким образом встроенный в ядро видеоускоритель оказался лишен аналогового выхода. Что, впрочем, не мешает установить соответствующие микросхемы производителям материнских плат, с целью обеспечить VGA выход.
Итоговая компоновка процессора очень схожа с процессорами предыдущих поколений – все те-же 4 или 2 ядра, видеоускоритель и системный агент, реализующий функции контроллера памяти и шины PCI-Express, связанные кольцевой шиной. Последняя кстати была вдвое ускорена относительно процессоров Haswell.
Также была изменена система установки тактовой частоты – вместо одного генератора с набором делителей теперь используются два тактовых генератора – один для процессора, и второй для всех остальных блоков. Но раздельное управление их частотами осталось возможным только для разблокированных процессоров оверклокерских линеек с индексом K. На обычных процессорах частоты этих генераторов жестко связаны, и таким образом их разгон, как и ранее ограничен.
Правда, как позже оказалось, это ограничение было исключительно программным, и были выпущены патчи для БИОС-ов многих материнских плат, позволяющие им осуществлять разгон любого процессора Skylake. Но при этом существовали два ограничения – во-первых, при таком несанкционированном разгоне прекращали работу все энергосберегающие функции, и процессор все время работал на одной частоте, не уменьшая ее в моменты простоя. Функция Turbo Boost также при этом прекращала свою работу. И во-вторых – в разы падала скорость выполнения инструкций AVX/AVX2. Но учитывая то, что эти инструкции используются в специализированном ПО, не составляло трудностей легко определить целесообразность такого разгона.
Пока мы рассматривали изменения, затрагивающие блок системного агента – контроллер памяти, шина для связи с чипсетом и т.д. Теперь посмотрим, что изменилось внутри самих процессорных ядер.
А изменений там немало, но все они носят характер небольших улучшений. Там немного улучшили, тут немного расширили и т.д. Так размер окна внеочередного исполнения вырос с 192-х до 224-х инструкций. Аналогичным образом были увеличены и другие внутренние буферы в ядре процессора. В очередной раз были улучшены механизмы предсказания ветвлений, оптимизирована работа технологии Hyper-Threading (в первую очередь благодаря большему количеству команд для исполнения процессором). Была ускорена работа с кэшем второго уровня.
Что интересно, более детальную информацию относительно архитектуры своих процессоров, Intel не предоставляла. Даже более – начиная с Skylake, даже количество транзисторов из которых состоит процессор стало внутренней информацией, и в Intel объявили эту информацию засекреченной, как и данные о площади процессорного ядра.
Так как основная масса изменений затронула именно внешнюю обвязку процессорных ядер – поддержка нового типа оперативной памяти, обновление интерфейса с чипсетом, возврат управления питанием на материнскую плату и упразднение аналогового видеовыхода, то становится очевидным что для нового процессора необходима новая платформа – Socket 1151.
Что касается производительности процессоров на новой архитектуре, то она откровенно разочаровывала – несмотря на весь комплекс усовершенствований как процессорного ядра, так и его обвязки, более быстрые шины (как внутренние, так и внешние) и использование более скоростной памяти – итоговая прибавка в скорости составляла менее 10% над процессорами поколения Haswell/Broadwell работающими на одинаковых частотах. Тем не менее, не имея реальных конкурентов на рынке, и такого прироста оказывалось достаточно для того, чтобы не напрягаясь сохранять лидирующие позиции на процессорном рынке. Вместе с тем, Skylake благодаря поддержке самых новых интерфейсов и стандартов, оказывается предпочтительным как при покупке нового ПК, так и для апгрейда компьютеров поколения Sandy Bridge, и старше.
Модельные линейки были переведены на новую архитектуру без значительных изменений своих характеристик. Первыми, 5 августа 2015-го года, как обычно были представлены топовые модели, обладающие разблокированным множителем. Немного позже, были выпущены обычные процессоры.
Семейство процессоров Core i7 шестого поколения состояло всего из четырех моделей, две из которых были предназначены для встраиваемых систем и компактных ПК, отличаясь низким тепловым пакетом в 35 Вт, низкими рабочими частотами и агрессивной работой технологии Turbo Boost. Два оставшихся процессора – Core i7-6700K обладал разблокированным множителем и базовой частотой в 4,0 ГГц (с возможностью увеличения до 4,2 ГГц) и Core i7-6700 с базовой частотой в 3,4 ГГц и возможность динамического разгона до 4,0 ГГц – были предназначены для рынка настольных компьютеров высокого уровня. Процессоры Core i7 остались четырехъядерными, выполняющим восемь потоков благодаря технологии Hyper-Threading, и оснащенные 8 Мб кэша третьего уровня.
Процессоры Core i5 также не претерпели каких-либо изменений – все те-же 4 ядра без поддержки Hyper-Threading, кэш третьего уровня размером в 6 Мб и немного более низкие частоты. Первый из представленных – Core i5-6600K обладающий разблокированным множителем, работал на частоте 3,5 ГГц (с возможностью ее повышения до 3,9 ГГц). Немного позже, в сентябре 2015-го года, были представлены модели Core i5 работающие на частотах от 2,7 до 3,3 ГГц. Как и у старшего брата Core i7 тепловой пакет оверклокерских моделей был установлен в 91 Вт, в то время как обычные процессоры довольствовались 65 Вт.
Младшие из процессоров принадлежащие к полноценному семейству Intel Core – Core i3, были представлены в сентябре 2015-го года, и по своим характеристикам также не отличались от предшественников. Все те же два ядра благодаря технологии виртуальной многоядерности Hyper-Threading выполняют четыре потока. Кэш третьего уровня размером в 4 Мб (в младшей модели Core i3-6100 - 3 Мб). Отсутствие технологии динамического разгона Turbo Boost. Но последнее отчасти компенсируется довольно высокими частотами работы процессоров. Так частота старшей модели в семействе Core i3-6320 прибавила 100 МГц и составляет внушительные 3,9 ГГц. Благодаря чему, эти процессоры успешно конкурируют с младшими Core i5 прошлых поколений, которые работают на существенно более низких частотах.
Не были забыты и процессоры для самых дешевых компьютеров. В линейках Pentium и Celeron основные изменения коснулись графического ядра. Впервые в процессорах Pentium появились версии с полноценным графическим ядром, аналогичным тому, каким оснащены полноценные Core i5 и Core i7. Для Celeron правда осталось доступно только урезанное видео-ядро, которым также оснащались некоторые модели Core i5 и Core i3. Частоты Celeron – 2,8 и 2,9 ГГц, а в линейке Pentium – в диапазоне от 3,3 до 3,6 ГГц. Конструктивно эти процессоры так и остались двухъядерными, без поддержки таких технологий как Hyper-Threading и Turbo Boost. Основное различие между этими линейками, кроме ощутимого разделения по частотам, это размер кэш-памяти третьего уровня. В Pentium его 3 Мб, а Celeron довольствуется всего 2 Мб кэша L3.
Так как основная масса изменений затронула именно внешнюю обвязку процессорных ядер – поддержка нового типа оперативной памяти, обновление интерфейса с чипсетом, возврат управления питанием на материнскую плату и упразднение аналогового видеовыхода, то становится очевидным что для нового процессора необходима новая платформа – Socket 1151.
Что касается производительности процессоров на новой архитектуре, то она откровенно разочаровывала – несмотря на весь комплекс усовершенствований как процессорного ядра, так и его обвязки, более быстрые шины (как внутренние, так и внешние) и использование более скоростной памяти – итоговая прибавка в скорости составляла менее 10% над процессорами поколения Haswell/Broadwell работающими на одинаковых частотах. Тем не менее, не имея реальных конкурентов на рынке, и такого прироста оказывалось достаточно для того, чтобы не напрягаясь сохранять лидирующие позиции на процессорном рынке. Вместе с тем, Skylake благодаря поддержке самых новых интерфейсов и стандартов, оказывается предпочтительным как при покупке нового ПК, так и для апгрейда компьютеров поколения Sandy Bridge, и старше.
Модельные линейки были переведены на новую архитектуру без значительных изменений своих характеристик. Первыми, 5 августа 2015-го года, как обычно были представлены топовые модели, обладающие разблокированным множителем. Немного позже, были выпущены обычные процессоры.
Семейство процессоров Core i7 шестого поколения состояло всего из четырех моделей, две из которых были предназначены для встраиваемых систем и компактных ПК, отличаясь низким тепловым пакетом в 35 Вт, низкими рабочими частотами и агрессивной работой технологии Turbo Boost. Два оставшихся процессора – Core i7-6700K обладал разблокированным множителем и базовой частотой в 4,0 ГГц (с возможностью увеличения до 4,2 ГГц) и Core i7-6700 с базовой частотой в 3,4 ГГц и возможность динамического разгона до 4,0 ГГц – были предназначены для рынка настольных компьютеров высокого уровня. Процессоры Core i7 остались четырехъядерными, выполняющим восемь потоков благодаря технологии Hyper-Threading, и оснащенные 8 Мб кэша третьего уровня.
Процессоры Core i5 также не претерпели каких-либо изменений – все те-же 4 ядра без поддержки Hyper-Threading, кэш третьего уровня размером в 6 Мб и немного более низкие частоты. Первый из представленных – Core i5-6600K обладающий разблокированным множителем, работал на частоте 3,5 ГГц (с возможностью ее повышения до 3,9 ГГц). Немного позже, в сентябре 2015-го года, были представлены модели Core i5 работающие на частотах от 2,7 до 3,3 ГГц. Как и у старшего брата Core i7 тепловой пакет оверклокерских моделей был установлен в 91 Вт, в то время как обычные процессоры довольствовались 65 Вт.
Младшие из процессоров принадлежащие к полноценному семейству Intel Core – Core i3, были представлены в сентябре 2015-го года, и по своим характеристикам также не отличались от предшественников. Все те же два ядра благодаря технологии виртуальной многоядерности Hyper-Threading выполняют четыре потока. Кэш третьего уровня размером в 4 Мб (в младшей модели Core i3-6100 - 3 Мб). Отсутствие технологии динамического разгона Turbo Boost. Но последнее отчасти компенсируется довольно высокими частотами работы процессоров. Так частота старшей модели в семействе Core i3-6320 прибавила 100 МГц и составляет внушительные 3,9 ГГц. Благодаря чему, эти процессоры успешно конкурируют с младшими Core i5 прошлых поколений, которые работают на существенно более низких частотах.
Не были забыты и процессоры для самых дешевых компьютеров. В линейках Pentium и Celeron основные изменения коснулись графического ядра. Впервые в процессорах Pentium появились версии с полноценным графическим ядром, аналогичным тому, каким оснащены полноценные Core i5 и Core i7. Для Celeron правда осталось доступно только урезанное видео-ядро, которым также оснащались некоторые модели Core i5 и Core i3. Частоты Celeron – 2,8 и 2,9 ГГц, а в линейке Pentium – в диапазоне от 3,3 до 3,6 ГГц. Конструктивно эти процессоры так и остались двухъядерными, без поддержки таких технологий как Hyper-Threading и Turbo Boost. Основное различие между этими линейками, кроме ощутимого разделения по частотам, это размер кэш-памяти третьего уровня. В Pentium его 3 Мб, а Celeron довольствуется всего 2 Мб кэша L3.
Kaby Lake
Начиная с 2006-го года, на протяжении 10 лет, компания Intel обновляет свои продукты следуя концепции «Тик-Так», поочередно меняя техпроцесс и архитектуру своих процессоров. И если в первые годы эта стратегия работала как часы (что кстати и было отражено в ее названии), то уже в 2014-м году наметились некоторые затруднения. Когда вместо обещанного Broadwell – шага «тик», перехода на новый техпроцесс, были выпущены процессоры, названные Haswell Refresh. Которые фактически ничем не отличались от своих предшественников, кроме повышенных на 100 МГц рабочих частот. Правда в тот раз в Intel формально успели освоить новый техпроцесс и выпустить на нем продукты (пусть только энергоэффективные процессоры для рынка мобильных ПК), поэтому семейства Haswell Refresh и Devil’s Canyon не были отнесены к отдельной архитектуре и поколению, а были представлены как своего рода акция – получи больше мегагерц за те-же деньги.В этот же раз, после выпуска Skylake во второй половине 2015-го года, на уже освоенном 14 нм техпроцессе, в 2016-м году пришла пора переводить архитектуру на более тонкий техпроцесс 10 нм. Но как мы помним, переход на 14 нм. техпроцесс уже дался Intel тяжело (и по-видимому дорого). Поэтому в 16-м году было официально заявлено, что теперь в цикле «тик-так» добавится еще один шаг – названный оптимизацией архитектуры.
Но если в прошлый раз, семейства Haswell Refresh и Devil’s Canyon не выделялись в отдельную архитектуру, и все также принадлежали к четвертому поколению Core, то на этот раз, оптимизацию Skylake получившую название Kaby Lake, было решено оформить как новую архитектуру и седьмое поколение процессоров.
Несмотря на формальную принадлежность к седьмому поколению, процессоры Kaby Lake в архитектурном плане ничем не отличались от Skylake. Замеры производительности процессоров, работающих на одинаковых частотах, показывали идентичные результаты. Так что позволило Intel выделить Kaby Lake в новое поколение Core, или в этом решении были только маркетинговые соображения? Попробуем разобраться.
Первое серьезное различие – это усовершенствованный техпроцесс, который Intel назвала 14+, что как-бы намекает на то, что в своей основе он также остался 14 нанометровый, но с некоторыми усовершенствованиями. Усовершенствования касаются изменения физических размеров транзисторов, что позволило уменьшить токи утечки, снизить тепловыделение и повысить частотный потенциал процессоров.
Из этого следует следующее отличие – рост частот. Да, это простой и старый способ увеличения производительности процессоров. Но мы-же помним, что уже 5 лет, с времен Sandy Bridge, частоты работы процессоров почти не меняются. Поэтому 200-300 МГц, на которые в среднем, получили прибавку к частоте процессоры седьмого поколения выглядят неплохо. Также вырос разгонный потенциал процессоров – теперь получить 5 ГГц с воздушным охлаждением опять стало реально.
Встроенное видеоядро получило обновленный блок Quick Sync выполняющий аппаратное декодирование видеопотока, который теперь может работать с видео в формате 4К не загружая работой процессорные ядра.
Так как Kaby Lake в плане архитектуры ничем не отличается от Skylake, то не поменялась и платформа LGA 1151. Для работы Kaby Lake не обязательно менять материнские платы, хоть Intel и выпустила новое поколение чипсетов.
Также для нового поколения процессоров были изменены логотипы – за основу был взял логотип Skylake, на котором появилась надпись, указывающая на то, что процессоры относятся к седьмому поколению.
Анонс Kaby Lake был объявлен во второй половине 2016-го года, но в продажу процессоры поступили только в начале 2017-го. Изменений в процессорных семействах Intel Core, за исключением подросших частот – почти не было. Причем, если для старших семейств Core i7 и Core i5 все ограничилось простым увеличением частоты, то для моделей средне-бюджетного уровня Core i3 и Pentium было приготовлено что-то поинтереснее.
Процессоры Core i7 седьмого поколения, по своим характеристикам полностью повторяют Core i7 поколения Skylake – все те-же четыре ядра, с помощью технологии виртуальной многопоточности Hyper-Threading выполняют 8 потоков. Кэш третьего уровня – все те-же 8 Мб. И немного более агрессивная работа Turbo Boost, которая позволяет получить максимальную частоту в 4,2 ГГц обычному Core i7-7700, а его оверклокерский собрат Core i7-7700K, обладающий разблокированным множителем, имеет те-же 4,2 ГГц в качестве базовой частоты, повышая ее до 4,5 ГГц при однопоточной нагрузке.
Процессоры семейства Core i5 также отличаются от своих предшественников лишь немного увеличенными частотами. Так частоты старших Core i5 стартуют от 3,0 ГГц (максимально до 3,5 ГГц при однопоточной нагрузке) до 3,5 ГГц (повышая ее с помощью Turbo Boost до 4,1 ГГц). Старшая модель Core i5-7600K с разблокированным множителем, работает на базовой частоте 3,8 ГГц, разгоняясь до 4,2 ГГц при однопоточной нагрузке. В остальном это все те-же Core i5 – 4 ядра лишенные поддержки Hyper-Threading, немного урезанный до 6 Мб кэш третьего уровня и поддержка функции динамического разгона Turbo Boost.
Что-то новое предлагает семейство Core i3. Впервые для младшего Intel Core была предложена модель с разблокированным множителем Core i3-7350K работающая на внушительной частоте в 4,2 ГГц. Остальные Core i3 также имеют довольно большие частоты от 3,9 до 4,1 ГГц. Процессоры остались двухъядерными, выполняющими четыре потока с помощью технологии Hyper-Threading, и не поддерживают динамический разгон Turbo Boost, что отчасти компенсируется тем, что они изначально работают на более высоких частотах чем их старшие собратья. Размер кэша третьего уровня составляет 4 Мб, кроме младшей модели, где кэша оставлено всего 3 Мб.
Более интересные изменения коснулись бюджетного сегмента – так процессоры семейства Pentium наконец получили поддержку технологии Hyper-Threading, принеся даже в бюджетный сегмент дешевле 100 долларов, 4 потока вычислений. Частоты тоже немного подросли – от 3,5 до 3,7 ГГц. Размер кэша третьего уровня остался без изменений – 3 Мб. Таким образом старший Pentium вплотную подобрался к младшему Core i3, отличаясь от него лишь отставанием на 200 МГц.
Процессоры Celeron, как и ранее предназначены для самых дешевых ПК. В этом семействе никаких изменений не было. Два ядра, два потока, самые низкие частоты (прибавка относительно Skylake в 100 МГц) до 3,0 ГГц, и 2 Мб кэша третьего уровня.
Coffee Lake
2017-й год не был удачным для Intel. Весной, основной конкурент – компания AMD, выпустила новые процессоры Ryzen, и впервые за более чем 10 лет смогла претендовать на первенство в сегменте высокопроизводительных решений. Да, их производительность не была существенно выше чем у флагманов Intel, но и чувствовать себя так расслабленно как раньше в Intel не могли. У процессоров Core i7 и Core i5 появились реальные конкуренты. Хуже было то, что эти конкуренты еще и часто опережали флагманов седьмого и шестого поколений. Нужно было что-то делать, но существенно повысить производительность отдельного ядра уже много лет не получалось – даже довольно внушительные изменения внутри ядра в Haswell дали менее 10% прибавки к производительности. Прибавка к скорости которую дал Skylake была и того меньше.Но благо на дворе был 2017-й год, и все более-менее требовательное к ресурсам современное ПО отлично умело распараллеливаться, повышая скорость выполнения практически линейно увеличению количества ядер. А с одноядерной производительностью у Intel и так все было хорошо. Поэтому решение возникшей проблемы хоть и не было элегантным, но лежало на поверхности – если наши четырехъядерные процессоры не могут безоговорочно показывать максимальный уровень производительности – значит добавим ядер в массовый сегмент!
Именно в этом и состояла суть восьмого поколения процессоров Intel Core, получивших название Coffee Lake. Никаких изменений в архитектуре вычислительных ядер, или контроллеров встроенных в процессор не было. Также как не изменился и техпроцесс – это все те-же 14 нм, правда, после очередного усовершенствования техпроцесса, Intel называет его 14++. Следует сказать, что усовершенствования не были бесполезными и дали возможность существенно повысить частотный потенциал, о чем ниже.
В конце сентября 2017-го года Intel представила восьмое поколение процессоров Core, основным отличием которых были измененные, впервые с момента своего появления в 2008-2010-м годах, конфигурации в количестве процессорных ядер процессорных семейств. Несмотря на то, что внутренняя архитектура процессоров не отличалась от Kaby Lake, также как и внешние интерфейсы, добавление еще двух ядер привело к необходимости увеличить количество контактов, обеспечивающих питание процессора. Поэтому, несмотря на то, что формально конструктив процессора не изменился – это все тот-же LGA 1151, электрическую совместимость с прежней платформой процессоры восьмого поколения утратили – для их работы необходимо использовать материнские платы с новым поколением чипсетов. Обидно еще и то, что кроме несовместимости новых процессоров с старыми платами, новые материнские платы также не поддерживают старые процессоры шестого и седьмого поколений.
Процессоры Core i7 восьмого поколения теперь имеют в своем распоряжении 6 ядер, и благодаря поддержке Hyper-Threading обрабатывают 12 потоков. Вместе с ростом количества ядер, вырос и общий размер кэша третьего уровня до 12 Мб (мы помним, что каждое ядро обладает частичкой общего кэша L3 размером в 2 Мб). Усовершенствованный техпроцесс дал возможность реализовать еще одно заметное отличие от процессоров прошлого поколения – намного более агрессивную работу Turbo Boost. Так при однопоточной нагрузке флагман линейки Core i7-8700K повышает свою частоту с базовых 3,7 ГГц до внушительных 4,7 ГГц! Обычный, не оверклокерский Core i7-8700, имея скромную базовую частоту 3,2 ГГц, может повышать ее аж на 14 ступеней, работая на 4,6 ГГц. Но главное то, что даже при загрузке всех шести ядер, при условии хорошего охлаждения, этот процессор может работать на частоте 4,3 ГГц, что превышает базовую частоту на 11 ступеней! Вот он – эффект от усовершенствованного техпроцесса!
Летом 2018-го года, в честь 40-летия выпуска первого процессора, носителя архитектуры х86 – 8086, Intel выпускает юбилейную версию процессора Core i7-8086K, в имени которого была отсылка к общему прародителю. От уже существующего Core i7-8700K он отличался повышенной на 300 МГц базовой частотой, что вместе с максимальным увеличением частоты на 10 ступеней при однопоточной нагрузке давало внушительные штатные 5 ГГц! Справедливости ради, уже при двухпоточной нагрузке частоты «юбилейного» процессора уравнивались с обычным Core i7-8700K.
Семейство Core i5, как ему и полагается, отличается от старшего Core i7 отсутствием Hyper-Threading, выполняя 6 потоков посредством шести ядер, немного урезанным до 9 Мб кэшем третьего уровня, и более низкими частотами. Работа Turbo Boost также не такая агрессивная как у старшего брата, но все равно, процессоры прибавляют частоты гораздо сильнее чем их предшественники седьмого поколения. Так флагман семейства Core i5-8600K, при базовой частоте в 3,6 ГГц, при однопоточной нагрузке повышает ее до 4,3 ГГц, а при нагрузке на все ядра может держать частоту в 4,1 ГГц! Младший из семейства Core i5-8400 имея базовую частоту 2,8 ГГц, разгоняется до 4,0 ГГц при однопоточной нагрузке и 3,8 при нагрузке на все ядра.
Младшее из семейств процессоров Intel Core – Core i3 получило, пожалуй, самое заметное изменение. Процессоры Core i3, исторически, с момента своего появления были двухъядерными, выполняя четыре потока с помощью технологии Hyper-Threading. При этом, несмотря на формальную четырехпоточность, они могли показывать производительность на уровне лишь младших четырехъядерных процессоров прошлых поколений. И то, часто с рядом оговорок, даже несмотря на существенную разницу в частотах. Поэтому добавление ядер, которое принесла архитектура Coffee Lake, коснулось и младшее семейство. Процессоры Core i3 теперь могут похвастаться наличием полноценных четырех ядер! Правда вместе с тем, они потеряли Hyper-Threading, и как их предшественники выполняют 4 потока. Но четыре полноценных ядра в любом случае предпочтительнее четырех виртуальных!
Также в процессорах подрос и объем кэша третьего уровня – теперь его объем составляет 8 или 6 Мб. Получается, что если не учитывать отсутствие Turbo Boost, что отчасти компенсируется высокими частотами до 4,0 ГГц, процессоры Core i3 восьмого поколения догнали, а в чем-то и обогнали Core i5 предыдущих поколений, обладающих только 6 Мб кэша L3! Осталась в семействе и модель с разблокированным множителем Core i3-8350K, работающая на максимальной частоте в 4,0 ГГц.
Спустя пол года после анонса процессоров восьмого поколения, в апреле 2018-го года Intel переводит на архитектуру Coffee Lake и бюджетные семейства своих процессоров. Старший из них, называется теперь Pentium Gold. Такое акцентирование на некой «премиальности», показывает не разницу между прошлым и нынешним поколением процессоров Pentium, а призвано разделить процессоры Pentium построенные на архитектуре Core, от совсем других процессоров Pentium, в основе которых лежит архитектура Atom, и которые теперь называются Pentium Silver. На рынке десктопов им не суждено пересечься, а вот в ноутбуках могут быть установлены оба из них.
«Золотые» Pentium, впрочем, почти не отличаются от своих предшественников поколения Kaby Lake – все те-же два ядра, все те-же четыре потока благодаря Hyper-Threading. Немного был увеличен размер кэша третьего уровня, до 4 Мб, и снова немного подросла частота до 3,9 ГГц. Но если год назад появление Hyper-Threading и рост частот позволил бюджетным Pentium практически догнать старших Core i3, то на этот раз, Core i3 также не стояли на месте и сделали ощутимый рывок вперед, вернув на место разницу в производительности между этими семействами.
Кстати, интересным фактом было то, что процессорные кристаллы, используемые в Pentium Gold, несмотря на то, что Intel относит их к архитектуре Coffee Lake, на самом деле принадлежат к Kaby Lake, и являются такими-же кристаллами, из которых производятся процессоры Core i3 седьмого поколения, выполненные с применением техпроцесса 14+ нм. Впрочем, для бюджетного процессора большего и не надо. А с другой стороны – стало возможным купить процессор аналогичный прошлогоднему Core i3, но заметно дешевле!
Процессоры Celeron, предназначенные для самых дешевых ПК не получили никаких изменений, кроме небольшого повышения частоты на 200 МГц, что позволило старшей модели в семействе достичь частоты в 3,2 ГГц. Все те-же два ядра, два потока и 2 Мб кэша третьего уровня. В общем ничего большего для процессора дешевле 50 долларов и не нужно.
В целом, все характеристики процессорных семейств поколения Coffee Lake выглядят так:
Кстати, интересным фактом было то, что процессорные кристаллы, используемые в Pentium Gold, несмотря на то, что Intel относит их к архитектуре Coffee Lake, на самом деле принадлежат к Kaby Lake, и являются такими-же кристаллами, из которых производятся процессоры Core i3 седьмого поколения, выполненные с применением техпроцесса 14+ нм. Впрочем, для бюджетного процессора большего и не надо. А с другой стороны – стало возможным купить процессор аналогичный прошлогоднему Core i3, но заметно дешевле!
Процессоры Celeron, предназначенные для самых дешевых ПК не получили никаких изменений, кроме небольшого повышения частоты на 200 МГц, что позволило старшей модели в семействе достичь частоты в 3,2 ГГц. Все те-же два ядра, два потока и 2 Мб кэша третьего уровня. В общем ничего большего для процессора дешевле 50 долларов и не нужно.
В целом, все характеристики процессорных семейств поколения Coffee Lake выглядят так:
Coffee Lake Refresh
Спустя год после анонса процессоров восьмого поколения Coffee Lake, осенью 2018-го года, пришло время выпускать на рынок девятое поколение архитектуры Core. Но на этот раз стратегия «тик-так» была окончательно заброшена, безо всяких попыток оправдать несоответствие ей при выпуске новых продуктов. Тут Intel можно понять – с каждой итерацией новые усовершенствования даются все труднее и труднее. Поэтому, если смотреть на новые продукты с точки зрения «тик-так», то мы уже несколько лет видим топтание на месте. Так 14 нм. техпроцесс был освоен еще 4 года назад, в конце 2014-го года, когда вышли процессоры Broadwell для мобильных ПК. А архитектура Coffee Lake, на уровне вычислительного ядра не отличается от Skylake выпущенного три года назад.С другой стороны, восьмое поколение Coffee Lake показало, что расти можно не только «ввысь» (увеличивая частоту и улучшая архитектуру), но и банально «вширь» - увеличивая количество ядер и потоков. И в 2017-м году это уже отлично работало!
Поэтому несмотря на ожидания прогрессивной компьютерной общественности увидеть что-то действительно новое, в девятом поколении, названном Coffee Lake Refresh, компания Intel продолжила курс на простое увеличение количества ядер внутри процессорных семейств. Само название архитектуры девятого поколения процессоров отсылает нас на четыре года назад, когда были представлены процессоры Haswell Refresh. Правда в прошлый раз они позиционировались как обновление в рамках текущего поколения. Но мы понимаем, что все это маркетинг – в 2018-м году позиции Intel не были такими уверенными как четыре года назад, поэтому без новинок, пусть и формальных, было уже не обойтись. Поэтому мы уже понимаем, что сами вычислительные ядра, внутренние шины и внешние интерфейсы не изменились. Также не изменился и конструктив – это все тот-же Socket 1151 второго поколения. Но наконец-то Intel заменила термоинтерфейс между ядром и процессорной крышкой – вместо привычной в последние годы термопасты вернулся жидкий металлический припой, как это было в процессорах Sandy Bridge. Что вместе с увеличившейся площадью ядра улучшает теплоотвод, понижает температуру процессора под нагрузкой и улучшает разгон для оверклокерских моделей.
Наиболее заметное отличие нового поколения – это поддержка модулей памяти объемом 32 Гб, что при установке по два модуля в канале дает суммарный объем в 128 Гб. Правда для корректной работы с таким объемом необходимо выполнить обновление БИОСа материнской платы.
Еще были некоторые изменения в привычной за без малого десять лет иерархии настольных процессорных семейств. Что из этого получилось мы сейчас и посмотрим.
Первое что мы видим – семейство Core i7 уже не флагман на рынке десктопных процессоров! На его место пришли процессоры семейства Core i9, уже знакомые по платформе для энтузиастов LGA 2066. Процессоры Core i9 для Socket 1151 предлагали максимальные для десктопной платформы 8 ядер, выполняющие 16 потоков благодаря Hyper-Threading. Размер кэша третьего уровня также был максимальным, в расчете 2 Мб на ядро, что давало суммарно 16 Мб. С поддержкой остальных технологий тоже было все в порядке, как и полагается флагману. Также, в отличии от процессоров для энтузиастов, работающих на платформе LGA 2066, лишенной поддержки встроенной графики, процессоры для общей платформы LGA 1151 выпускались как оснащенные видеоускорителем, так и без него.
Процессоры Core i9 пришли на место, которое некогда занимала линейка Extreme Edition, поэтому понятно, что никакого разнообразия в семействе ждать не приходилось. Формально была объявлена одна модель - Core i9-9900, в различных вариациях, отличающихся в первую очередь базовой частотой. Но несмотря на различия в базовой частоте от 3,1 до 4,0 ГГц, из-за различных коэффициентов Turbo Boost максимальная частота при выполнении одного или двух потоков была одинакова – 5 ГГц. Еще одним способом разграничить итоговую производительность были разные тепловые пакеты от 65 до 127 Вт. Это тоже определяет, как долго процессор может работать с максимальной отдачей при существенной нагрузке.
Семейство Core i7 впервые с момента своего появления лишилось поддержки технологии Hyper-Threading. Таким образом, имея 8 ядер, процессоры Core i7 девятого поколения выполняют 8 потоков. Вторым урезанием, которому впервые подверглись процессоры некогда флагманского семейства был кэш третьего уровня – теперь его объем составляет 12 Мб. Как и у процессоров восьмого поколения, но тем не менее это было менее 2 Мб на ядро.
Как и у старшего брата, семейство состояло из двух вариантов одной модели Core i7-9700. Первой была выпущена модель для оверклокеров, обладающая разблокированным множителем. Она работала на базовой частоте в 3,6 ГГц, поддерживая динамический разгон на 13 ступеней при однопоточной нагрузке, и до 10 ступеней при нагрузке на все ядра (что давало частоты 4,9 и 4,6 ГГц соответственно). Спустя полгода, в апреле 2019-го года была представлена обычная модель Core i7, которая работала на базовой частоте в 3,0 ГГц, обладая более агрессивной работой Turbo Boost, которая позволяла повышать частоту на целых 17 ступеней при одно и двух-поточной нагрузке, и до 15 ступеней при нагрузке на все ядра. Оба варианта также были доступны в версии без интегрированного графического ускорителя. Что для высокопроизводительного процессора, часто используемого в качестве игрового, не было существенным, зато позволяло использовать кристаллы с ошибками в блоках видеоускорителя.
При сравнении уровня производительности, процессоры девятого поколения не могли показать существенного увеличения производительности при прямом сравнении со своими предшественниками, выполняющими 12 потоков с помощью шести ядер. В Intel уже много лет совершенствуют технологию Hyper-Threading, которая дает заметный прирост производительности, не позволяя однозначно заявить на лидерство честному восьмиядерному процессору в сравнении с шестиядерным выполняющим 12 потоков. В некоторых случаях 12 виртуальных потоков оказываются предпочтительнее восьми честных. Хоть таких сценариев и не много.
Середнячки Core i5 в девятом поколении не претерпели вообще никаких изменений, кроме увеличения частоты на 100 МГц, и в ряде моделей, немного более агрессивной работы Turbo Boost. В остальном – это все те-же Core i5 – шесть ядер, шесть потоков, 9 Мб кэша третьего уровня. Вобщем ничего интересного. За исключением улучшенного разгонного потенциала и более низких температур процессора. Ну и возможность оснастить систему среднего уровня 128 Гб оперативной памяти, если у кого-то возникнет такое желание.
Немного больше повезло младшему семейству Core i3, выпущенному спустя пол года, в апреле 2019-го. В прошлом поколении Coffee Lake с процессорами Core i3 впервые произошли серьезные изменения, сделавшие их на шаг ближе к старшему брату Core i5 предыдущего поколения – увеличение количества процессорных ядер до 4-х. В девятом-же поколении, Core i3 не только догнали, но и перегнали «классические» Core i5 поколения Kaby Lake и старше. Так вдобавок к полноценным четырем ядрам, процессоры Core i3 получили наконец-то поддержку Turbo Boost! Что вместе с полноценными 8 Мб кэша у старших моделей, и традиционно более высокими частотами ставят новые Core i3 даже выше чем старые Core i5! Частоты на которых работают процессоры - с 3,6 до 4,0 ГГц, а Turbo Boost повышает итоговую частоту до 6 позиций.
Кстати, интересно то, что процессоры Core i3 девятого поколения, фактически представляют из себя чипы восьмого поколения с активированной поддержкой Turbo Boost. Поэтому в качестве термоинтерфейса используют термопасту вместо припоя, и имеют немного худший разгонный потенциал.
Самые дешевые процессоры семейств Pentium Gold и Celeron в рамках новой архитектуры не выпускались. Что не выглядит удивительным, если даже младший из полноценных Intel Core основывался на чипах предыдущего поколения, отличаясь лишь названием и характеристиками. Поэтому в апреле 2019-го года, во время представления бюджетных процессоров девятого поколения, вместе с семейством Core i3 были выпущены модели Pentium Gold и Celeron, с частотами большими на 100 МГц. Таким образом максимальная частота Pentium достигла 4.0 ГГц. Все остальные характеристики процессоров остались без изменений.
Comet Lake
Весной 2020-го года, Intel выпускает десятое поколение процессоров Core, в основе которых все также лежит архитектура Skylake, знакомая нам без малого пять лет.В последние годы дела у Intel на рынке настольных процессоров не ладятся. Главный, и единственный, конкурент – компания AMD, выпустив три года назад процессоры на архитектуре ZEN каждый год совершенствует их исправно выпуская новые поколения. У Intel же возникли серьезные трудности с массовым освоением 10 нм. техпроцесса. Хоть мобильные процессоры на более тонком техпроцессе уже выпускаются, внутри компании считают, что техпроцесс 10 нм. не готов для массового выпуска высокопроизводительных (и с высокой потребляемой мощностью) процессоров. Новой архитектуры тоже нет – ведь согласно изначальным планам Intel, в 2017-м на новый техпроцесс должен был быть переведен Skylake, после чего, на базе уже освоенного техпроцесса произведена смена архитектуры.
Поэтому становится понятным и ожидаемым, что на уровне вычислительного ядра, процессоры Core 10-го поколения, получившего название Comet Lake, не отличаются от выпущенных 5 лет назад Skylake. Не отличаются качественно. Но вот получившиеся процессоры, уже привычным образом отличаются количественно.
Объективно, 5 лет назад Intel представила действительно удачную архитектуру, которая на момент своего появления на рынке не имела конкурентов, а после их появления в 2017-м году, простым масштабированием уже несколько лет остается конкурентоспособной.
В новом поколении, названном Comet Lake, процессорный кристалл стал десятиядерным. Что позволяет старшему семейству Core i9 выполнять 20 потоков, но об этом ниже. Такое увеличение количества ядер, при сохранении прежнего техпроцесса, неизбежно привело к увеличению потребляемой мощности, и повышенному тепловыделению.
Для улучшения теплоотвода было применено еще одно улучшение производственного процесса – примерно на треть была уменьшена толщина кремниевой пластины. Непосредственно транзисторы, являющиеся источником тепла, располагаются в нижней части кремниевой пластины, которая контактирует с подложкой, а сам по себе кремний является не очень хорошим проводником тепла. Поэтому уменьшение толщины пластины делает систему охлаждения ближе к транзисторам, выделяющим тепло, что должно улучшить отвод тепла и снизить температуру процессора. Вместе с тем, для сохранения прежних размеров процессоры – была увеличена толщина теплораспределительной крышки, что также позитивно сказывается на передаче тепла от ядра к системе охлаждения.
Но несмотря на улучшенный отвод тепла, дополнительные два ядра требуют усиленного питания. Поэтому тепловой пакет старших процессоров был увеличен с 95 до 125 ватт. А для возможности его реализации пришлось в очередной раз сменить платформу. Теперь процессоры Core 10-го поколения работают на платформе Socket 1200. Смена платформы, кроме усиления питания обусловлена также обусловлена тем, что следующее, 11-е по счету поколение процессоров Core, которое также будет работать на новой платформе (у Intel уже стало традицией выпускать новую платформу каждые два поколения процессоров), должно поддерживать шину PCI-Express четвертой версии. Поэтому новая платформа изначально подразумевает возможность работы с новым поколением PCI-Express, хоть в Comet Lake это и не реализовано.
Усиленное питание, улучшенный теплоотвод и увеличенный тепловой пакет позволяют флагманским процессорам десятого поколения работать на более высоких частотах чем их предшественники, более агрессивно использовать динамический разгон Turbo Boost, и как следствие – в реальных задачах показывать более высокий уровень производительности в сравнении с процессорами девятого поколения имеющими такую-же конфигурацию ядер и потоков. Об этом сейчас и поговорим.
Старшее семейство Core i9 теперь может похвастаться 10 ядрами и 20 потоками. Размер кэша третьего уровня составляет внушительные 20 Мб, что все также 2 Мб на ядро. Кроме привычного автоматического разгона Turbo Boost, была добавлена еще одна технология повышения частоты, названная Thermal Velocity Boost. Суть ее в том, что пока температура процессора не превышает 70 градусов, он может повышать свою частоту на 100 МГц выше максимального ускорения Turbo Boost. Таким образом старший представитель семейства Core i9-10900K, имея базовую частоту в 3,7 ГГц, может максимально ускоряться до 5,3 ГГц при нагрузке на 1-2 ядра. А при нагрузке на все 10 ядер частота может достигать также внушительных 4,9 ГГц. Также стоит сказать, что десятиядерный процессор, выполненный на 14 нм. техпроцессе и работающий на частотах порядка 5 ГГц – уже работает на пределе своих возможностей, поэтому ждать от него какого бы то ни было заметного разгона – просто бессмысленно. Он и так работает на пределе. Поэтому основная разница, с точки зрения пользователя между обычными процессорами и линейкой с индексом K – это увеличенный почти в два раза тепловой пакет – 125 Вт у оверклокерских моделей против 65 Вт у обычных. Что позволяет более агрессивно работать Turbo Boost, дольше, и при большей нагрузке держать повышенные частоты, и как следствие показывать большую производительность. Но практически все материнские платы имеют настройку, позволяющую игнорировать пределы теплового пакета, что почти уравнивает эти процессоры в реальных задачах. Так обычный Core i9-10900 имея базовую частоту в 2,8 ГГц, в максимальном разгоне всего лишь на 100 МГц медленее своего оверклокерского собрата – может ускоряться до 5,2 ГГц.
Семейство Core i7, как и прежде являются топовым предложением для широкого круга пользователей, не являющихся энтузиастами, имеющими потребность в 10 ядрах. По своей конфигурации процессоры Core i7 10-го поколения очень похожи на Core i9 девятого – 8 ядер, 16 потоков, 16 Мб кэш третьего уровня. Но несмотря на их формальную схожесть – внутри это совсем разные процессоры. Core i7 основаны на том-же кремнии что и старший брат Core i9. То есть это десятиядерный процессор с двумя отключенными ядрами. Также это значит, что на него распространяются все улучшения производства доступные для Core i9 – тонкая кремниевая пластина с улучшенной передачей тепла. Два отключенных ядра также увеличивают площадь кристалла улучшая отвод тепла. Все это приводит к тому, что несмотря на одинаковые конфигурации и близкие частоты, в реальности процессоры десятого поколения работают на более высоких частотах, дольше на них функционируют, что выливается в более высокую производительность в сравнении с прошлыми Core i9. Особенно приятно, что новые Core i7 еще и дешевле.
Топовый Core i7-10700K работая на базовой частоте 3,8 ГГц, мог повышать ее до 5,1 ГГц, а простой Core i7-10700 имел базовую частоту 2,9 ГГц с ее повышение до 4,8 ГГц. Как и в старшем семействе основное различие между ними - в разрешенном тепловом пакете 65 или 125 Вт. Но, как и для старшего брата, в настройках материнской платы можно было включить его игнорирование, что практически уравнивало их производительность.
Представители «золотой середины» - процессоры Core i5, в новом поколении стали еще привлекательнее. Они наконец обзавелись поддержкой Hyper-Threading! Что вместе с шестью ядрами позволило выполнять им 12 потоков, фактически повторяя конфигурацию старшего брата Core i7 восьмого поколения. Размер кэша третьего уровня также был 12 Мб. Старшая модель семейства Core i5-10600K работая на базовой частоте 4,1 ГГц, увеличивает ее до 4,8 ГГц, а младшая Core i5-10400 может разгоняться с базовых 2,9 ГГц до 4,3 ГГц.
Младшие Core i3 также вернули в свой арсенал поддержку Hyper-Threading, которую потеряли в восьмом поколении став четырехъядерными. Таким образом новые процессоры младшего семейства, по своим характеристикам не только догнали, но и превосходят топовые Core i7 седьмого поколения выпущенные три года назад. Core i3 десятого поколения оставшись четырехъядерными, теперь выполняют восемь потоков, имеют 8 или 6 Мб кэша третьего уровня и работают на частотах от 3,6 до 3,9 ГГц, увеличивая их с помощью Turbo Boost до 4,3-4,7 ГГц. Но в этой бочке меда все-же нашлась небольшая ложка дегтя – семейство потеряло оверклокерскую модель с разблокированным множителем.
Бюджетные семейства Pentium Gold и Celeron также были выпущены. В семействе Pentium Gold никаких изменений, кроме очередного увеличения частоты не было. Старший Pentium достиг частоты 4,3 ГГц, оставшись двухъядерным и четырехпоточным, с кэшем размеров 4 Мб. В семействе Celeron, кроме роста частоты до 3,6 ГГц, появились варианты с кэшем в 4 Мб.
Но несмотря на улучшенный отвод тепла, дополнительные два ядра требуют усиленного питания. Поэтому тепловой пакет старших процессоров был увеличен с 95 до 125 ватт. А для возможности его реализации пришлось в очередной раз сменить платформу. Теперь процессоры Core 10-го поколения работают на платформе Socket 1200. Смена платформы, кроме усиления питания обусловлена также обусловлена тем, что следующее, 11-е по счету поколение процессоров Core, которое также будет работать на новой платформе (у Intel уже стало традицией выпускать новую платформу каждые два поколения процессоров), должно поддерживать шину PCI-Express четвертой версии. Поэтому новая платформа изначально подразумевает возможность работы с новым поколением PCI-Express, хоть в Comet Lake это и не реализовано.
Усиленное питание, улучшенный теплоотвод и увеличенный тепловой пакет позволяют флагманским процессорам десятого поколения работать на более высоких частотах чем их предшественники, более агрессивно использовать динамический разгон Turbo Boost, и как следствие – в реальных задачах показывать более высокий уровень производительности в сравнении с процессорами девятого поколения имеющими такую-же конфигурацию ядер и потоков. Об этом сейчас и поговорим.
Старшее семейство Core i9 теперь может похвастаться 10 ядрами и 20 потоками. Размер кэша третьего уровня составляет внушительные 20 Мб, что все также 2 Мб на ядро. Кроме привычного автоматического разгона Turbo Boost, была добавлена еще одна технология повышения частоты, названная Thermal Velocity Boost. Суть ее в том, что пока температура процессора не превышает 70 градусов, он может повышать свою частоту на 100 МГц выше максимального ускорения Turbo Boost. Таким образом старший представитель семейства Core i9-10900K, имея базовую частоту в 3,7 ГГц, может максимально ускоряться до 5,3 ГГц при нагрузке на 1-2 ядра. А при нагрузке на все 10 ядер частота может достигать также внушительных 4,9 ГГц. Также стоит сказать, что десятиядерный процессор, выполненный на 14 нм. техпроцессе и работающий на частотах порядка 5 ГГц – уже работает на пределе своих возможностей, поэтому ждать от него какого бы то ни было заметного разгона – просто бессмысленно. Он и так работает на пределе. Поэтому основная разница, с точки зрения пользователя между обычными процессорами и линейкой с индексом K – это увеличенный почти в два раза тепловой пакет – 125 Вт у оверклокерских моделей против 65 Вт у обычных. Что позволяет более агрессивно работать Turbo Boost, дольше, и при большей нагрузке держать повышенные частоты, и как следствие показывать большую производительность. Но практически все материнские платы имеют настройку, позволяющую игнорировать пределы теплового пакета, что почти уравнивает эти процессоры в реальных задачах. Так обычный Core i9-10900 имея базовую частоту в 2,8 ГГц, в максимальном разгоне всего лишь на 100 МГц медленее своего оверклокерского собрата – может ускоряться до 5,2 ГГц.
Семейство Core i7, как и прежде являются топовым предложением для широкого круга пользователей, не являющихся энтузиастами, имеющими потребность в 10 ядрах. По своей конфигурации процессоры Core i7 10-го поколения очень похожи на Core i9 девятого – 8 ядер, 16 потоков, 16 Мб кэш третьего уровня. Но несмотря на их формальную схожесть – внутри это совсем разные процессоры. Core i7 основаны на том-же кремнии что и старший брат Core i9. То есть это десятиядерный процессор с двумя отключенными ядрами. Также это значит, что на него распространяются все улучшения производства доступные для Core i9 – тонкая кремниевая пластина с улучшенной передачей тепла. Два отключенных ядра также увеличивают площадь кристалла улучшая отвод тепла. Все это приводит к тому, что несмотря на одинаковые конфигурации и близкие частоты, в реальности процессоры десятого поколения работают на более высоких частотах, дольше на них функционируют, что выливается в более высокую производительность в сравнении с прошлыми Core i9. Особенно приятно, что новые Core i7 еще и дешевле.
Топовый Core i7-10700K работая на базовой частоте 3,8 ГГц, мог повышать ее до 5,1 ГГц, а простой Core i7-10700 имел базовую частоту 2,9 ГГц с ее повышение до 4,8 ГГц. Как и в старшем семействе основное различие между ними - в разрешенном тепловом пакете 65 или 125 Вт. Но, как и для старшего брата, в настройках материнской платы можно было включить его игнорирование, что практически уравнивало их производительность.
Представители «золотой середины» - процессоры Core i5, в новом поколении стали еще привлекательнее. Они наконец обзавелись поддержкой Hyper-Threading! Что вместе с шестью ядрами позволило выполнять им 12 потоков, фактически повторяя конфигурацию старшего брата Core i7 восьмого поколения. Размер кэша третьего уровня также был 12 Мб. Старшая модель семейства Core i5-10600K работая на базовой частоте 4,1 ГГц, увеличивает ее до 4,8 ГГц, а младшая Core i5-10400 может разгоняться с базовых 2,9 ГГц до 4,3 ГГц.
Младшие Core i3 также вернули в свой арсенал поддержку Hyper-Threading, которую потеряли в восьмом поколении став четырехъядерными. Таким образом новые процессоры младшего семейства, по своим характеристикам не только догнали, но и превосходят топовые Core i7 седьмого поколения выпущенные три года назад. Core i3 десятого поколения оставшись четырехъядерными, теперь выполняют восемь потоков, имеют 8 или 6 Мб кэша третьего уровня и работают на частотах от 3,6 до 3,9 ГГц, увеличивая их с помощью Turbo Boost до 4,3-4,7 ГГц. Но в этой бочке меда все-же нашлась небольшая ложка дегтя – семейство потеряло оверклокерскую модель с разблокированным множителем.
Бюджетные семейства Pentium Gold и Celeron также были выпущены. В семействе Pentium Gold никаких изменений, кроме очередного увеличения частоты не было. Старший Pentium достиг частоты 4,3 ГГц, оставшись двухъядерным и четырехпоточным, с кэшем размеров 4 Мб. В семействе Celeron, кроме роста частоты до 3,6 ГГц, появились варианты с кэшем в 4 Мб.
Итоги
Итоги будут касаться этой, и предыдущей частей моего многосерийного опуса, которые охватывают без малого десять лет истории процессоров Intel. Итак, в начале уже далекого 2011-го года, Intel представляет новую архитектуру Sandy Bridge, совершившую небольшую революцию на рынке десктопных процессоров, неверное лишь немного не дотягивающую до появления Core 2 Duo. Одним махом была проведена черта, разделившая процессоры на две группы – ДО, к которым отнесены и относительно свежие Nehalem, и ПОСЛЕ - Sandy Bridge и новее. И даже спустя более 10 лет (я пишу эти строки весной 2022-го года), старшие процессоры Sandy Bridge продолжают показывать адекватный уровень производительности. Пусть адекватный лишь бюджетным решениям, но не стоит забывать, что за последние несколько поколений Skylake бюджетные процессоры сравнялись, а в чем-то и обогнали былые топы.После были планомерные улучшения архитектуры. Где-то совсем несущественные, где-то довольно серьезные, но итоговая производительность улучшалась от этого слабо. Частоты процессоров также топтались на одном месте. Даже более – в плане разгона старички Sandy Bridge, выпущенные на 32 нм. техпроцессе часто брали частоту в 5 ГГц с воздушным охлаждением, чем потом долго не могли похвастаться более новые процессоры, выпущенные с применением более тонких техпроцессов.
Итоговая производительность процессоров, хоть и медленно, но все-же росла от поколения к поколению. Компьютерная общественность уже привыкла к росту до 10% от поколения к поколению. Иногда эти 10% давали улучшения архитектуры, иногда увеличение частоты, а иногда – совершенствование техпроцесса что позволяло дольше работать в режиме ускорения Turbo Boost.
И до 17-го года, такой расклад вещей устраивал если не всех, то многих. Для желающих обладать всем самым-самым каждый год предлагались более быстрые процессоры, вместе с тем купленный вчера компьютер оставался актуальным не только сегодня, но и завтра. Ситуация невозможная в 90-х, и с трудом возможная в 00-х, когда скорости процессоров росли в разы почти каждый год, количество мегагерц и инноваций в каждом новом поколении было все больше и больше. Устраивал этот расклад и саму Intel, когда можно не напрягаясь каждый год выпускать «новые» продукты, мало чем отличающиеся от «старых». Но все изменилось в 2017-м году, когда компания AMD смогла наконец предоставить адекватный ответ и прекратить доминирование Intel в высокопроизводительном сегменте. Пришлось что-то придумывать, а придумывать ничего нового не получается… Но раз не получается придумать новое – вспомним старое. Вон раньше как было - новые модели отличались от старых лишь увеличенной частотой. Или максимум увеличенным размером кэша. И пожалуйста – готов новый процессор, который гарантированно быстрее и лучше старого!
На этот раз с частотами уже не получалось. Но если не получается расти ввысь, то можно расти вширь – увеличивая количество ядер. Во второй половине 10-х годов, все ресурсоемкие приложения были многопоточные и могли использовать все имеющиеся в наличии процессорные ядра, практически пропорционально увеличивая итоговую производительность. Именно так и поступили в Intel. За три года младшие Core i3 обогнали представителей старшего семейства Core i7, которые в свою очередь тоже не оставались на одном месте, вдвое нарастив количество ядер, потоков и кэша.
Но выпустив десятое поколение процессоров Core, и пятое на одной архитектуре Skylake стало понятно, что резервы наращивания производительности простым расширением количества ядер уже исчерпаны – высокопроизводительные процессоры десятого поколения, и так работают на пределе своих возможностей, на частотах под 5 ГГц, потребляя в пиках более 200 Вт. Для того, чтобы и дальше претендовать на лидерство в сегменте высокопроизводительных решений нужна новая архитектура. Которая и была представлена в 11-м поколении процессоров Intel Core.
Комментариев нет:
Отправить комментарий