up
ru ua
menu


chieftec_ban_160.gif

logo minifile

::>Процессоры > 2015 > 09 > Intel Core i7-6700K

Версия для печати
Переопубликовать обзор

15-09-2015


rss

Обзор и тестирование процессора Intel Core i7-6700K

Прошедшее в конце августа мероприятие под названием «Intel Developer Forum 2015» наконец-то приоткрыло занавес над особенностями микроархитектуры Intel Skylake, с которыми мы спешим вас ознакомить. Кроме того, к этому моменту нам как раз удалось заполучить на тест флагманский процессор Intel Core i7-6700K. Таким образом, в данном материале мы сможем не только осветить теоретические аспекты реализации 6-ого поколения Intel Core, но и проверить их на практике на примере флагманской модели.

Intel Core i7-6700K

Однако прежде чем анализировать изменения в отдельных структурных узлах процессоров Intel Skylake по сравнению с их предшественниками, хотим отметить один важный момент. Компания Intel, как и многие другие производители, прекрасно понимает, что сейчас рынок гаджетов и мобильных цифровых устройств развивается просто немыслимыми темпами. И чтобы урвать свой кусок пирога, в первую очередь нужно делать ставку на энергоэффективные решения с хорошими показателями производительности на ватт. Именно эта концепция стала краеугольным камнем микроархитектуры Intel Skylake, и к ней мы еще не раз будем обращаться по ходу обзора.

Intel Core i7-6700K

Если посмотреть на основные цели, которые ставились перед инженерами, разрабатывающими новое поколение процессоров Intel Core, то для улучшения чистой процессорной производительности выделен всего лишь один пункт. Остальные же касаются уменьшения физических размеров для возможности создания устройств малых форм-факторов, улучшения работы механизмов экономии энергии и заряда батареи, увеличения производительности встроенной графики и внедрения новых технологий, касающихся защиты системы. Все это, безусловно, важные задачи, но в основном для разного рода смартфонов, планшетов, ноутбуков и т.д. В рамках же настольной системы они останутся маловостребованными. На наш взгляд, именно здесь кроется основная проблема компании Intel – желание создать универсальную микроархитектуру, которая одинаково хорошо бы работала как в 91-ваттных десктопных процессорах, так и в 4,5-ваттных решениях. Естественно, в современных реалиях такое пока что недостижимо. Хотя все же надо отдать должное «синим» – они приложили все усилия, чтобы владельцы ПК не чувствовали себя обделенными.

Intel Core i7-6700K

В первую очередь речь идет о переходе на более тонкий 14-нм техпроцесс и действительно качественных изменениях на уровне отдельных структурных узлов. На общем плане может показаться, что все осталось таким, как и было: все те же 4 ядра в максимальном варианте, объединенные кольцевой шиной и с общим доступом к кэш-памяти последнего уровня. Системный агент, контроллеры разных интерфейсов и видеоядро на кристалле процессора – все это мы уже видели в предыдущих поколениях Intel Core. Но, как говорится, главное кроется в деталях.

Модернизация алгоритмов выборки и обработки инструкций

Intel Core i7-6700K

Intel Core i7-6700K

Основная ставка инженеров компании Intel была сделана на увеличение скорости параллельной обработки команд и эффективности функционирования механизма ветвлений. Все стало возможным за счет использования большего числа транзисторов в каждом отдельном буфере.

Intel Core i7-6700K

Если посмотреть на сводную таблицу, то практически все стеки на этапе выборки команд к исполнению увеличились в размере. Соответственно, за один такт может обрабатываться большее число входных инструкций, что увеличивает возможности новых процессоров в области параллельных вычислений. Учитывая, что в последнее время разработчики игр и программного обеспечения активно используют этот принцип, то у представителей семейства Intel Skylake появляется некоторое преимущество над своими предшественниками при выполнении многопоточных задач.            

Также модернизация произошла и на уровне самих инструкций. В частности, она коснулась таких ресурсоемких задач, как работа с числами с плавающей запятой и шифрование с использованием AES-команд. В некоторых случаях прирост производительности соответствующего исполнительного блока может достигать 33%. Но и это еще не все. Разработчик добавил новый вид инструкций под названием «Intel SGX», с помощью которого программный код может быть помещен внутри определенной области памяти и защищен от атак вредоносных программ и доступа любых внешних процессов, независимо от уровня их привилегий.

Улучшения на уровне кэш-памяти

В микроархитектуре Intel Skylake особое внимание уделено кэш-памяти. Если раньше быстродействие этого узла увеличивалось в основном за счет наращивания его объема, то теперь компания Intel пошла по другому пути – оптимизировала обработку промахов кэша второго уровня L2, а также ускорила доступ к общему кэшу третьего уровня L3. Последнее стало возможным за счет использования кольцевой шины с удвоенной пропускной способностью.

Intel Core i7-6700K

Никуда не делась и поддержка модуля eDRAM (выделенной памяти большого объема, распаянной под крышкой процессора). Правда, здесь он уже не является очередной надстройкой кэш-памяти (как это было у представителей семейства Intel Broadwell), а представляет собой независимую структуру, напрямую связанную с системным агентом и не требующую дополнительной синхронизации. В результате блок eDRAM теперь может быть доступен не только для нужд встроенной графики или процессорных ядер, но и для устройств за пределами CPU, например, карт расширения. На наш взгляд, довольно перспективная идея.

Правда, на данный момент она пока что остается маловостребованной, в чем мы смогли убедиться во время тестирования процессора Intel Core i7-5775C, где модуль eDRAM реализован в виде кэша четвертого уровня L4. Скорее всего, именно по этой причине настольные версии Intel Skylake лишены данного компонента. Хотя не исключаем, что в будущем может появиться семейство наподобие Intel Skylake Refresh, где данная технология будет реализована уже в полной мере.

Улучшения на уровне контроллера памяти

Новые процессоры обзавелись улучшенным контроллером памяти, который способен работать как с модулями стандарта DDR3L, так и DDR4. В первом случае гарантировано поддерживается частота 1600 МГц, а во втором – 2133 МГц. Сразу спешим успокоить всех энтузиастов – это всего лишь номинальные значения. Как показала практика, Intel Core i7-6700K и Intel Core i5-6600K без проблем работают с более быстрыми планками памяти.

Также стоит отметить, что были уменьшены делители для частоты оперативной памяти (с 200/266 МГц до 100/133 МГц), что должно упростить оптимизацию параметров этой подсистемы.

Увеличение энергоэффективности

Но, пожалуй, наибольше изменений произошло в механизмах, отвечающих за экономию электроэнергии и снижение тепловыделения.

Intel Core i7-6700K

Для этих целей процессор был разбит на большое число энергетических доменов (процессорные ядра, системный агент, встроенная графика, кэш-память, кольцевая шина и др.), которые независимо друг от друга могут снижать потребление энергии или же вовсе отключаться от питания в случае их бездействия. К примеру, если выполняется задача, не требующая вызова инструкций AVX2, соответствующий блок теперь может быть обесточен, а не «висеть», как раньше, в режиме ожидания.

Intel Core i7-6700K

Вторым важным фактором стал отказ от встроенного в процессор преобразователя питания (FIVR). На платформе Socket LGA1151 он снова «переехал» на материнскую плату. Хотя для настольных процессоров это скорее недостаток, чем преимущество. Поскольку экономия в несколько ватт для такого CPU не играет никакой роли, зато теряются преимущества встроенного контроллера питания в виде более простого управления питанием на структурных узлах процессора и более стабильного напряжения на выходе при больших нагрузках. Также усложняется конфигурация самих конвертеров на материнских платах, что теоретически может привести к увеличению их стоимости. По слухам, в следующем поколении настольных процессоров «синие» снова планируют перенести преобразователь питания под крышку CPU.

Intel Core i7-6700K

Что касается самого механизма перехода в разные энергосберегающие состояния, то он тоже претерпел изменения. Была добавлена поддержка технологии Intel Speed Shift, благодаря которой процессор сам может себя замедлять, не дожидаясь соответствующих указаний от операционной системы. Иными словами, теперь CPU должен быстрее реагировать на снижение нагрузки, а также более точно подбирать необходимую частоту работы.

Intel Core i7-6700K

Кроме того, для еще большей эффективности в компании Intel ввели понятие SOC Duty Cycling. Суть работы этого алгоритма заключается в следующем: во время бездействия процессор не функционирует на минимально возможной скорости, а переходит в глубокий сон, время от времени «просыпаясь», чтобы быстро выполнить низкоуровневые задачи на повышенной частоте и снова перейти в состояние сна. Правда, реализацию этого механизма, как и всей технологии Intel Speed Shift, может обеспечить лишь операционная система MS Windows 10. Немного странно, учитывая тот факт, что процессор должен был получить большую автономность от операционной системы. Возможно, здесь не обошлось без вездесущего маркетинга и договоренностей между компаниями.

Увеличение производительности встроенного графического ядра

Для многих пользователей вопрос производительности встроенной в процессор графики является второстепенным. Тем не менее при детальном рассмотрении микроархитектуры обойти его стороной было бы некорректно. К тому же в модельном ряду семейства Intel Skylake уже появились менее дорогие решения Intel Pentium, а в первом квартале 2016 года на рынок выйдут версии Intel Celeron, которые наверняка будут использоваться в составе систем без дискретной видеокарты. Да и просто интересно, сумеют ли процессоры Intel Skylake составить конкуренцию APU от AMD.  

Intel Core i7-6700K

Новая встроенная графика принадлежит к 9-ому поколению, однако в концептуальном плане – это просто слегка модернизированное 8-ое поколение (устанавливалось в процессоры Intel Broadwell). В частности, была сохранена модульная структура, а главным структурным элементом по-прежнему выступает блок, включающий в себя восемь исполнительных устройств и набор базовых юнитов, таких как текстурные сэмплеры и порты данных. В связи с этим новые iGPU легко поддаются масштабированию, а соответственно, и наращиванию мощности.

Стек из трех графических блоков представляет собой отдельный кластер со своими модулями для выполнения пиксельных и растровых операций. Конфигурация графического ядра как раз и определяется количеством таких кластеров.

Intel Core i7-6700K Intel Core i7-6700K

Однако если iGPU представителей семейства Intel Broadwell в максимальном варианте предусматривало использование всего лишь двух кластеров, то у процессоров Intel Skylake их число увеличено до трех, что суммарно даст нам 72 исполнительных устройства против 48. Кроме того, не будем забывать, что в некоторых версиях новых CPU под крышкой будет распаян модуль eDRAM, что еще выльется в определенную прибавку к производительности встроенного ядра. Иными словами, нет никакого сомнения, что в максимальной конфигурации iGPU процессоров Intel Skylake окажется быстрее конкурентных решений от AMD. Причем теоретически разница сможет достигать 20 – 40%. Правда, скорее всего такой вариант будет доступен только для мобильных устройств, наподобие ноутбуков или мини-ПК. Но даже в этом случае «красным» теперь придется постоянно держать в уме тот факт, что в любой момент конкурент может выпустить процессор для настольных систем, который по графической части с легкостью обойдет их самый топовый APU.

Итак, список различных вариантов графических ядер на сегодняшний день выглядит следующим образом:

  • GT1 (Intel HD Graphics 510) – 12 исполнительных устройств;
  • GT2 (Intel HD Graphics 515) – 24 исполнительных устройства;
  • GT2 (Intel HD Graphics 520) – 24 исполнительных устройства;
  • GT2 (Intel HD Graphics 530) – 24 исполнительных устройства;
  • GT3 (Intel HD Graphics 535) – 48 исполнительных устройств;
  • GT3e (Intel Iris Graphics 540) – 48 исполнительных устройств и модуль eDRAM;
  • GT3e (Intel Iris Graphics 550) – 48 исполнительных устройств и модуль eDRAM;
  • GT4e (Intel Iris Pro Graphics 580) – 72 исполнительных устройства и модуль eDRAM.

Не исключаем, что в будущем он может расшириться, поскольку, как мы уже говорили в начале этого раздела, iGPU 9-ого поколения имеет отличные возможности в плане масштабирования.

Intel Core i7-6700K

Также важно отметить, что все процессоры Intel Skylake поддерживают стандарт HDMI 2.0 и вывод картинки в формате 4K Ultra HD с частотой 60 Гц. Максимальное число подключаемых экранов по-прежнему осталось равным трем. Хотя и этого более чем достаточно в рамках настольной системы любого предназначения.

Завершить рассказ о новом графическом ядре мы хотим, опять же, словами об энергоэффективности. Здесь также применяется принцип независимых энергетических доменов, благодаря которому при выполнении специфических задач (например, кодирование видео с помощью технологии Quick Sync), задействуются лишь отдельные части iGPU, тогда как остальные остаются обесточенными.

Intel Core i7-6700K

Подводя промежуточные итоги, можно с уверенностью говорить, что Intel Skylake – это действительно новая микроархитектура, и в ней реализована масса новаторских идей. Тем более что выше мы перечислили лишь основные преимущества самой микроархитектуры. А ведь вместе с новыми процессорами мы получили еще и новую платформу, которая обзавелась более функциональным набором логики, более быстрой шиной DMI, отдельным блоком для изменения делителя CPU Strap, периферийными слотами расширения PCI Express 3.0 и многим другим (обо всем этом более подробно вы можете прочесть в первых материалах, посвященных платформе Socket LGA1151). Одним словом, даже в отсутствии жесткой конкуренции компания Intel продолжает прогрессировать и наращивать свой потенциал. А «красным» надо не то что задуматься, а срочно создавать что-нибудь в ответ, иначе у них есть все шансы в скором времени распрощаться с рынком настольных процессоров.

Процессор Intel Core i7-6700K

Спецификация:

Модель

Intel Core i7-6700K 

Intel Core i7-4790K

Процессорный разъем

Socket LGA1151

Socket LGA1150

Тактовая частота (номинальная / в турборежиме), МГц

4000 / 4200

4000 / 4400

Множитель (номинальный / в турборежиме)

x40 / x42

x40 / x44

Опорная частота, МГц

100

Объем кэш-памяти первого уровня L1, КБ

4 х 32 (память инструкций)

4 х 32 (память данных)

Объем кэш-памяти второго уровня L2, КБ

4 х 256

Объем кэш-памяти третьего уровня L3, МБ

8

Объем кэш-памяти четвертого уровня L4, МБ

Нет

Микроархитектура

Intel Skylake

Intel Haswell

Кодовое имя

Intel Skylake 

Intel Devil's Canyon

Количество процессорных ядер / потоков

4 / 8

Поддержка инструкций

MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2, EM64T, F16C, BMI, AES, AVX, AVX2, FMA3

Напряжение питания, В

-

-

Максимальная расчетная мощность (TDP), Вт

91

88

Предел допустимой температуры, °C

-

72,7

Техпроцесс, нм

14

22

Поддержка технологий

VT-x, VT-d, TXT, TSX, Turbo Boost 2.0, Speed Shift, SGX

VT-x, VT-d, TXT, TSX, Turbo Boost 2.0

Встроенный контролер памяти

Максимальный объем памяти, ГБ

64

32

Типы памяти

DDR4 / DDR3L

DDR3

Гарантированно поддерживаемая частота, МГц

2133 (для DDR4)

1600 (для DDR3L)

1600

Количество каналов памяти

2

Максимальное количество модулей на один канал

2

Встроенное графическое ядро


Intel HD Graphics 530

Intel HD Graphics 4600

Количество исполнительных блоков

24

20

Модули растеризации

-

4

Текстурные блоки

-

8

Тактовая частота GPU (номинальная / в турборежиме), МГц

350 / 1150

350 / 1250

Максимальное количество поддерживаемых дисплеев

3

Поддержка инструкций и технологий

DirectX 12, OpenGL 4.4, OpenCL 2.0, Shader Model 5.0, Intel Quick Sync Video, InTru 3D, Intel Insider, Intel Wireless Display, Intel Clear Video HD

DirectX 11.2, OpenGL 4.3, OpenCL 1.2, Shader Model 5.0, Intel Quick Sync Video, InTru 3D, Intel Insider, Intel Wireless Display, Intel Clear Video HD

Упаковка, комплект поставки и внешний вид

К нам в лабораторию попал тестовый (инженерный) экземпляр процессора Intel Core i7-6700K, поэтому традиционное описание коробки и системы охлаждения отсутствует. Хотя, судя по всему, флагманские модели комплектоваться ею не будут.

Intel Core i7-6700K Intel Core i7-6700K

Процессор Intel Core i7-6700K предназначен для установки на материнские платы с разъемом Socket LGA1151, который, напомним, не имеет ни прямой, ни обратной электротехнической совместимости с Socket LGA1150. Под крышкой находится улучшенный термоинтерфейс на основе серебра, что делает отвод тепла от кристалла более эффективным и позволяет рассчитывать на хорошие показатели разгона – то, чего так не хватало представителям линеек Intel Haswell и Intel Haswell Refresh.

Анализ технических характеристик

Intel Core i7-6700K

В обычном режиме работы (технология Intel Turbo Boost 2.0 выключена) скорость Intel Core i7-6700K равняется 4000 МГц, при опорной частоте 100 МГц и множителе «х40». В момент снятия показаний напряжение на ядре составляло 1,284 В. Для работы на такой же частоте Intel Core i7-4790K требовалось напряжение питания примерно на 0,1 В меньше. Аналогичная картина наблюдалась и при сравнении Intel Core i5-6600K с Intel Core i5-4690K. Из этого можно сделать вывод, что переход на 14-нм техпроцесс у компании Intel все же вызвал некоторые трудности.

Intel Core i7-6700K

При активации фирменной технологии Intel Turbo Boost 2.0 скорость Intel Core i7-6700K поднимается до отметки 4200 МГц, а напряжение питания – до 1,308 В. Правда, такие показатели удалось зафиксировать лишь при незначительной нагрузке, большую же часть времени тестируемый образец проводил на номинальной частоте.

Intel Core i7-6700K

Поскольку на используемом тестовом стенде установлена операционная система MS Windows 8.1, то мы не смогли увидеть в действии работу всех энергосберегающих механизмов, реализованных в процессорах семейства Intel Skylake. В нашем случае, при отсутствии нагрузки скорость Intel Core i7-6700K просто уменьшилась до 800 МГц, а напряжение питания опустилось до 0,784 В.

Intel Core i7-6700K

Структура кэш-памяти новинки выглядит следующим образом:

  • кэш-память первого уровня L1: на каждое из 4-х ядер выделяется по 32 КБ для данных с 8-ю каналами ассоциативности и по 32 КБ для инструкций также с 8-ю каналами ассоциативности;
  • кэш-память второго уровня L2: для каждого ядра отводится по 256 КБ с 4-мя каналами ассоциативности;
  • кэш-память третьего уровня L3: 8 МБ для всех ядер с 16-ю каналами ассоциативности.

Intel Core i7-6700K

Модель Intel Core i7-6700K оборудована двумя контроллерами памяти: DDR4 и DDR3. В первом случае гарантировано поддерживаемая частота модулей составляет 2133 МГц, а во втором – 1600 МГц. Оба контроллеры функционируют в двухканальном режиме, причем каждый канал может обслуживать по две планки памяти. Максимальный объем памяти заявлен на уровне 64 ГБ.

Intel Core i7-6700K

В новинке установлено видеоядро Intel HD Graphics 530 (Intel GT2 Gen9 согласно номенклатуре компании Intel). Оно оборудовано 24 исполнительными устройствами и в номинале функционирует на частоте 350 МГц. В турборежиме его скорость поднимается до 1150 МГц.


Социальные комментарии Cackle
Поиск по сайту
Почтовая рассылка
top10

vote

Голосование