Обзор и тестирование процессора Intel Core i7-5930K

Конец лета − начало осени всегда было жаркой порой в IT-индустрии, так как именно на этот период припадает большая доля разнообразных анонсов и мероприятий. Компания AMD уже успела порадовать геймеров пополнением в семействе видеокарт AMD Volcanic Islands - решением AMD Radeon R9 285, основанным на графическом ядре AMD Tonga Pro. Ее извечный конкурент NVIDIA готовит ответ в виде запуска новой серии видеоускорителей NVIDIA GeForce GTX 9xx. Рынок процессоров хоть и не может похвастать такой же активностью, однако и здесь начало осени ознаменовалось громким событием - выходом в свет платформы Socket LGA2011-v3 и нового поколения высокопроизводительных процессоров Intel Haswell-E.

Несмотря на то, что топовым решениям из семейств Intel Sandy Bridge-E и Intel Ivy-Bridge-E по-прежнему нет равных с точки зрения производительности, они уже морально устарели. То же самое можно сказать и обо всей платформе Socket LGA2011. Чипсет Intel X79 Express уже давно не соответствует современным требованиям высокопроизводительной системы. В некоторой степени положение вещей старались исправить производители материнских плат, распаивая сторонние контроллеры для портов SATA 6 Гбит/с и USB 3.0. Однако так долго продолжаться не могло, ведь требовалась новая платформа и новая микроархитектура. Таким образом, появление нового семейства высокопроизводительных процессоров стало почти свершившимся фактом, оставался только единственный вопрос: «Когда?»

Ответом стал август этого года. Возможно, кому-то покажется, что компания Intel слишком затянула с анонсом линейки Intel Haswell-E. Однако на это есть вполне объективные причины: нужно было «обкатать» на практике новую микроархитектуру Intel Haswell, а также дать возможность производителям памяти насытить рынок решениями стандарта DDR4.

Основным нововведением в семействе Intel Haswell-E стало появление в модельном ряду 8-ядерного устройства, тогда как раньше топовые процессоры Intel для настольных систем включали в себя максимум 6 ядер. Второе усовершенствование коснулось контроллера памяти: состоялся переход со стандарта DDR3 на DDR4 с гораздо большей пропускной способностью. По заявлениям компании все это позволяет в многопоточных приложениях добиться прироста на уровне 79% по сравнению с 4-ядерными решениями. Жаль только, что на сегодняшний день программного обеспечения, которое в полной мере использует преимущества принципов многоядерности и многопоточности, не так уж и много. Поэтому в реальных условиях разница в производительности может оказаться не столь впечатляющей. Но это уже больше вопрос к разработчикам приложений, потому что со своей стороны производители процессоров сделали уже все возможное, чтобы увеличить скорость работы ПК. Но реальную производительность новинок мы рассмотрим чуть позже во время тестирования, а сейчас давайте более детально сосредоточимся на теоретической части вопроса.

Особенности микроархитектуры

В основе процессоров из семейства Intel Haswell-E лежит 8-ядерный полупроводниковый кристалл. По-видимому, в менее мощных моделях (Intel Core i7-5930K и Intel Core i7-5820K), включающих в себя по 6 ядер, остальные 2 будут просто заблокированы. Следуя своей стратегии «Tick-Tock», при производстве решений Intel Haswell-E компания Intel использовала хорошо отлаженный 22-нм техпроцесс, но при этом сменила микроархитектуру: с Intel Ivy Bridge на Intel Haswell.

Кристалл процессора из линейки Intel Haswell-E

Кристалл процессора из линейки Intel Ivy Bridge-E

В итоге все улучшения на структурном уровне, внедренные в процессорах Intel Haswell (а также их преемниках: Intel Haswell Refresh и Intel Devil's Canyon), перекочевали и сюда: усовершенствованные механизмы выборки и предсказания ветвлений, поддержка инструкций AVX2 и FMA3, увеличенная производительность кэша первого и второго уровней, наличие преобразователя напряжения питания на стороне CPU.

Как мы уже отмечали ранее, возросло максимальное количество ядер: 8 у Intel Core i7-5960X Extreme Edition против 6-ти у предыдущего флагмана Intel Core i7-4960X Extreme Edition. С учетом технологии Intel Hyper-Threading, на выходе мы получаем 16 независимых потоков вместо 12-ти. Увеличение количества ядер сказалось и на количестве кэш-памяти третьего уровня (L3). Теперь ее объем может достигать целых 20 МБ.

Что касается контроллера памяти, то кроме перехода на стандарт DDR4, возросла и частота поддерживаемых модулей. Производитель гарантирует стабильную работу планок памяти на скорости вплоть до 2133 МГц. У представителей поколения Intel Ivy Bridge-E этот показатель ограничивался значением 1866 МГц. Хотя, очевидно, что путем разгона можно будет добиться и более высоких результатов. По крайней мере, на это намекают некоторые производители памяти, уже предлагая комплекты из модулей, способных работать на частотах 3000 и 3333 МГц. Конфигурация самого контроллера осталась прежней: 4 канала с максимальным объемом памяти до 64 ГБ.

Естественно, что такие показатели повлияли и на сложность самого процессора. Так 8-ядерная модификация Intel Haswell-E включает в себя 2,6 млрд. транзисторов, тогда как у флагмана семейства Intel Ivy Bridge-E насчитывается всего лишь 1,86 млрд. Площадь кристалла при этом также возросла: с 257 мм² до 356 мм². Дабы еще больше не увеличивать его габариты, производитель отказался от встроенного графического ядра. Действительно, зачем оно в процессоре стоимостью $400 - 1000?

Единственный узлом, который не претерпел изменений, остался блок распределения линий PCI Express. По-прежнему их количество достигает 40 штук (х16+х16+х8 или х8+х8+х8+х8+х8). Все они соответствуют стандарту PCI Express 3.0. Таким образом, решения Intel Haswell-E как нельзя лучше подходят для создания мощных игровых конфигураций с несколькими видеокартами.

Платформа Socket LGA 2011-v3

Внедрение новой микроархитектуры и расширение возможностей повлекло за собой и смену платформы. Процессор по-прежнему является главным звеном и включает в себя основные контроллеры. На плечах же чипсета лежит обеспечение корректной работы периферии: звуковой и дисковой подсистем, сетевых контроллеров, разъемов USB, а также слотов расширения PCI Express 2.0. Обмен данными между ними осуществляется посредством шины DMI 2.0.

Более детально функционал нового чипсета Intel X99 и материнских плат на его основе мы исследуем в отдельном обзоре. Здесь лишь отметим, что возможности платформы Socket LGA2011-v3 по сравнению с Socket LGA2011 увеличились практически по всем параметрам.

Что касается самого разъема, то несмотря на общее сходство конструкции, креплений и даже одинаковое количество контактов, он не совместим с процессорами Intel Sandy Bridge-E и Intel Ivy-Bridge-E.

Модельный ряд

Линейка процессоров Intel Haswell-E представлена тремя моделями: Intel Core i7-5960X Extreme Edition, Intel Core i7-5930K и Intel Core i7-5820K. На рынке они заменят соответствующие решения из семейства Intel Ivy-Bridge-E: Intel Core i7-4960X Extreme Edition, Intel Core i7-4930K и Intel Core i7-4820K.

Как видно из таблицы, только флагман серии оснащен 8-ю ядрами. Остальные процессоры имеют по 6 ядер, в том числе и младшая модель Intel Core i7-5820K. По всей видимости, в компании Intel учли отзывы пользователей касательно 4-ядерника Intel Core i7-4820K, который по производительности практически не отличается от Intel Core i7-3770K. Теперь же разница между топовым «гражданским» процессором Intel Core i7-4790K и младшим представителем высокопроизводительных решений (Intel Core i7-5820K) будет более ощутима.

Увеличение количества транзисторов повлекло за собой и рост тепловыделения: со 130 Вт до 140 Вт. Более того, чтобы не выйти за рамки этого показателя, производителю в некоторых случаях пришлось немного понизить рабочую частоту. Особенно это заметно на примере флагмана серии Intel Core i7-5960X Extreme Edition, который в номинале работает со скоростью 3000 МГц, а в турборежиме разгоняется до 3500 МГц. Напомним, что у его предшественника, Intel Core i7-4960X Extreme Edition, частота была на 500 - 600 МГц выше в зависимости от режима работы. Однако у всех новинок сохранился разблокированный множитель, поэтому в случае необходимости дополнительную скорость всегда можно будет получить путем оверклокинга. Да и наличие качественного термоинтерфейса между кристаллом и крышкой процессора также позитивным образом скажется на их разгонном потенциале. Правда, придется самому позаботиться о системе охлаждения, поскольку штатным кулером высокопроизводительные решения от Intel не комплектуются. Хотя, это даже и к лучшему, поскольку он бы все равно сразу попал под замену.

Чтобы избавить пользователя от поисков системы охлаждения с достаточной эффективностью, производитель предлагает приобрести за отдельную сумму фирменную СВО необслуживаемого типа под названием «Intel TS13X». Однако глядя на ее характеристики, все же лучше задуматься о покупке хорошего воздушного кулера, наподобие Noctua NH-D15.

И наконец, самое главное - стоимость новинок. Компания Intel и здесь осталась верна сама себе, установив ценник на флагмана серии на уровне $1000. 6-ядерники Intel Core i7-5930K и Intel Core i7-5820K стоят значительно дешевле - $583 и $389 соответственно. Именно эти модели, скорее всего, составят львиную долю продаж, а Intel Core i7-5960X Extreme Edition станет уделом оверклокеров, фанатов игр и просто любителей очень мощных конфигураций. Чтобы там не говорили недоброжелатели, но таких покупателей тоже находится достаточное количество. Остается только порадоваться за пользователей, которым посчастливится стать обладателями такого 8-ядерного «монстра».

Отметим, что выше речь идет о рекомендованной стоимости на партии от 1000 штук. Розничная же цена, как обычно, будет на 10-15% выше.

Процессор Intel Core i7-5930K

К сожалению, нам не удалось заполучить на тестирование флагмана серии, поэтому знакомство с линейкой Intel Haswell-E мы начнем с 6-ядерной модели, а именно с Intel Core i7-5930K. Для большего удобства мы решили подать полную спецификацию новинки в виде сравнительной таблицы с ее предшественником Intel Core i7-4930K.

Внешний вид

Процессор Intel Core i7-5930K

Процессор Intel Core i7-4930K

По сравнению с решениями серии Intel Ivy Bridge-E, физические размеры новых процессоров остались теми же. Однако при этом изменилась конфигурация теплораспределительной крышки и расположение контактов на тыльной стороне. Кроме того, усовершенствования произошли и на электротехническом уровне, которые, прежде всего, связаны с появлением внутреннего преобразователя питания. Это упрощает конструкцию модуля VRM на материнской плате, поскольку на процессоры Intel Haswell-E теперь подается только одно базовое напряжение. Данная технология очень хорошо себя зарекомендовала на платформе Socket LGA1150, поэтому появление ее в старшей серии вполне оправдано.

Как мы уже отмечали ранее, в результате всех проведенных модификаций разъем Socket LGA2011-v3 потерял прямую и обратную совместимость с Socket LGA2011. Тем не менее, система крепления для кулеров осталась прежней. Иными словами, при смене платформы не нужно будет покупать новую систему охлаждения. Единственное, стоит помнить, что TDP новинок увеличился на 10 Вт по сравнению с решениями из серии Intel Ivy Bridge-E.

Анализ технических характеристик

В обычном режиме работы скорость Intel Core i7-5930K равняется 3500 МГц при опорной частоте 100 МГц и множителе «х35». В момент снятия показаний напряжение на ядре составило 1,037 В. Таким образом, герой обзора на 100 МГц быстрее своего предшественника (Intel Core i7-4930K) и при этом требует чуть меньшего напряжения питания для своей корректной работы: 1,037 В против 1,080 В.

В режиме динамического повышения частоты с использованием фирменной технологии Turbo Boost 2.0 множитель возрастает на 2 пункта до значения «х37». Тактовая частота процессора при этом увеличивается до отметки 3700 МГц, а напряжение − до 1,071 В. Однако такая скорость наблюдалась очень редко и лишь при небольшой нагрузке.

Большую же часть времени процессор проводит на частоте 3600 МГц, а напряжение питания меняется в пределах 1,056 - 1,071 В. Как видим, механизм работы технологии Intel Turbo Boost также претерпел некоторые изменения. Напомним, что Intel Core i7-4930K в турборежиме был быстрее на 200 МГц, но и напряжение питания при этом у него составляло 1,232 В.

В простое процессора его множитель снижается до значения «х12», тем самым частота уменьшается до 1200 МГц. Точно так же себя вел при отсутствии нагрузки и Intel Core i7-4930K. Однако здесь скорость 1200 МГц достигается при напряжении 0,684 В, тогда как в случае с Intel Core i7-4930K требовалось 0,824 В.

Кэш-память Intel Core i7-5930K распределяется следующим образом:

• кэш-память первого уровня L1: на каждое из 6-ти 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 8-ю каналами ассоциативности;
• кэш-память третьего уровня L3: 15 МБ для всех ядер с 20-ю каналами ассоциативности.

Напомним, что у его предшественника кэш-памяти третьего уровня L3 было на 3 МБ меньше.

Контроллер оперативной памяти DDR4 работает в четырехканальном режиме и гарантировано поддерживает модули с частотой до 2133 МГц. Максимальный объем памяти составляет 64 ГБ.

Тестирование

Для тестирования процессора Intel Core i7-5930K нам были любезно предоставлены материнская плата GIGABYTE GA-X99-Gaming G1 WiFi и набор оперативной памяти серии Corsair Vengeance LPX DDR4-2800 общим объемом 16 ГБ (4 х 4 ГБ). Остальная конфигурация тестового стенда осталась без изменений.