Обзор и тестирование процессора Intel Core i7-7820X: новый виток конкуренции
14-08-2017
Последние шесть лет платформа Intel HEDT (High-End DeskTop) очень вольготно себя чувствовала на рынке высокопроизводительных десктопных пользовательских систем из-за банального отсутствия конкурентов. Это позволяло компании Intel самостоятельно задавать темп интеграции новых технологий, степень изменений, сроки выхода новых процессоров и, конечно же, их стоимость.
Показательным в этом плане выглядит количество моделей в каждой линейке, а также число ядер и рекомендованный ценник топовых представителей:
- 4 процессора в серии Intel Sandy Bridge-E (2011 – 2012 годы); $1059 за флагманский 6-ядерный (12-поточный) Intel Core i7-3970X;
- 3 процессора в серии Intel Ivy Bridge-E (2013 год); $1059 за флагманский 6-ядерный (12-поточный) Intel Core i7-4960X;
- 3 процессора в серии Intel Haswell-E (2014 год); $999 − $1059 за флагманский 8-ядерный (16-поточный) Intel Core i5-5960X;
- 4 процессора в серии Intel Broadwell-E (2016 год); $1723 – $1743 за флагманский 10-ядерный (20-поточный) Intel Core i7-6950X.
Но, как известно, «все проходит…и это тоже пройдет». Прошла зима тревоги нашей об отсутствии конкуренции в этом сегменте, и с анонсом линейки AMD Ryzen Threadripper компания Intel ощутила теплое дыхание весны, почувствовав в себе силы и желание выпустить не 3-4, а сразу 9 процессоров для новой линейки Intel Core X (Socket LGA2066). Два из них (Intel Core i5-7640X и Intel Core i7-7740X) принадлежат к серии Intel Kaby Lake-X, а остальные семь пополнят ряды серии Intel Skylake-X. Также приятно видеть существенно возросшее количество ядер (до 18) и более низкие ценники по сравнению с предшественниками. Например, за 10-ядерный процессор (Intel Core i9-7900X) уже просят не $1723 – $1743, как в предыдущем поколении, а более доступные, хотя все еще заоблачные для большинства пользователей $999. Если же вы готовы потратить $1700 на покупку одного лишь процессора, тогда сможете получить полноценную 16-ядерную модель (Intel Core i9-7960X).
Для каких же целей позиционируются процессоры линейки Intel Core X? Во-первых, для создания мультимониторных игровых систем с разрешением 12K или для одновременного запуска игр в 4K/12K (либо VR) и трансляции (стриминга) их на популярные сервисы (YouTube, Twitch и другие). Во-вторых, для обработки 360-градусного видео под VR либо для создания музыки с использованием более чем 16 треков. В-третьих, для задач по 3D-моделированию и анимации. Конечно, созданные системы с легкостью справятся и с более легкими задачами: запуском 4K-игр, создание видеороликов в Full HD или 4K и т.д.
А теперь давайте коротко рассмотрим ключевые нововведения в ЦП линейки Intel Skylake-X. Во-первых, это реализация поддержки инструкций AVX-512, которая будет полезной в первую очередь для ускорения сложных вычислительных задачах (например, в финансовой сфере, машинном обучении и т.д.). В данный момент AVX-512 успешно используются в загрузочных хост-процессорах серии Intel Xeon Phi, которые поддерживают массовый параллелизм и векторизацию ресурсоемких приложений. При желании можно адаптировать возможности AVX-512 и для обычных программ, но для этого придется предварительно оптимизировать их код, чем не особо любят заниматься разработчики ПО.
Более значимым для обычных пользователей является изменение структуры кэш-памяти в процессорах линейки Intel Skylake-X. Быстрый кэш L2 был увеличен с 256 КБ на ядро до 1 МБ на ядро. К тому же расширилась его ассоциативность с 8 каналов до 16. А вот характеристики более медленной кэш-памяти L3, наоборот, были уменьшены: объем снизился с 2,5 МБ/ядро до 1,375 МБ/ядро, а ассоциативность сократилась с 20 каналов до 11. К тому же был изменен его тип с инклюзивного (Inclusive) на неинклюзивный (Non-Inclusive), который часто называют виктимным (Victim). Инклюзивный кэш работает по принципу дублирования данных: при копировании информации из ОЗУ в кэш-память делается две копии – одна заносится в L2, а вторая – в L3. В случае неинклюзивного кэша логика меняется: данные из L2 копируются в L3 лишь тогда, когда в L2 они модифицируются или удаляются. То есть теперь в L3 хранятся не актуальные, а предыдущие версии данных из L2. Специалисты компании Intel считают, что именно такая организация кэш-памяти является более оптимальной и позволит получить дополнительный бонус в производительности.
Не менее значимым является изменение структуры мультиядерного дизайна, то есть принципа коммуникации процессорных ядер с целью обмена данными или доступа к общей кэш-памяти. Ранее использовалась кольцевая стратегия (Ring Bus Strategy), при которой все ядра соединены единой шиной. При такой концепции информация по цепочке передается от одного ядра до другого, и она прекрасно работает при небольшом количестве ядер, не создавая высоких задержек.
Когда же в структуре появляется более 10 или 20 ядер, то, например, передача информации от 1-ого до 20-ого ядра вызывает сравнительно большие задержки. Поэтому организовываются уже два контура, которые способны общаться между собой.
Но дальнейшее наращивания количества ядер требует уже создания трех и более кольцевых контуров, что существенно усложняет как сам дизайн процессора, так и задержки при передачи данных от ядер в разных контурах. Поэтому в Intel Skylake-X используется ячеистая топология (Mesh Topology), при которой ядра процессора логически представляются в виде сетки или матрицы, и каждое из них соединено с соседом справа, слева, сверху и снизу. В таком случае информация все еще передается от одного ядра к другому, но теперь появляются дополнительные пути ее транспортирования. В теории это приводит к сокращению задержек и повышению пропускной способности. К тому же существенно упрощается масштабируемость дизайна. На практике же подобная схема более эффективна, чем кольцевой дизайн, когда мы имеем дело с действительно большим количеством ядер (16 и более), для которых пришлось бы организовывать 3 и более кольцевых контура.
И чтобы не переутомлять вас теорией, отметим последний значимый момент – улучшение в работе технологии Intel Turbo Boost Max 3.0, которая дебютировала в процессорах серии Intel Broadwell-E. Первая ее версия позволяла одному наиболее стабильному ядру работать на повышенной динамической частоте. Теперь же подобных ядер может быть два, что обеспечивает бонус производительности в одно- и двухпоточных задачах. К тому же теперь эта технология полностью интегрирована в среду ОС Windows 10, поэтому не требуется установка дополнительного драйвера или ПО, как было ранее.
В итоге всех заложенных улучшений и оптимизаций, нам обещают 10%-ый рост производительности в мультипоточном режиме и 15%-ый бонус в однопоточном при сравнении с моделями предыдущего поколения.
Познакомиться на практике с возможностями процессоров серии Intel Skylake-X мы сможем благодаря 8-ядерной (16-поточной) модели Intel Core i7-7820X, которая уже поступила в продажу с рекомендованным ценником $589 − $599.
Спецификация
|
Модель |
Intel Core i7-7820X |
|
Код Spec (Код заказа) |
SR3L5 (BX80673I77820X / CD8067303611000) |
|
Процессорный разъем |
Socket LGA2066 |
|
Базовая / динамическая тактовая частота, ГГц |
3,6 / 4,3 |
|
Частота Intel Turbo Boost Max 3.0, ГГц |
4,5 |
|
Базовый множитель |
36 |
|
Базовая частота системной шины, МГц |
100 |
|
Количество ядер / потоков |
8 / 16 |
|
Объем кэш-памяти L1, КБ |
8 х 32 (память данных) |
|
Объем кэш-памяти L2, КБ |
8 x 1024 |
|
Объем кэш-памяти L3, МБ |
11 |
|
Микроархитектура |
Intel Skylake |
|
Кодовое имя |
Intel Skylake-X |
|
Максимальная расчетная мощность (TDP), Вт |
140 |
|
Техпроцесс, нм |
14 |
|
Поддержка инструкций и технологий |
Intel Turbo Boost 2.0, Intel Turbo Boost Max 3.0, Intel Hyper-Threading, Intel VT-x, Intel VT-d, Execute Disable Bit, Intel AEX-NI, MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2, EM64T, AES, AVX, AVX 2.0, AVX-512, FMA3, TSX |
|
Встроенный контроллер памяти |
|
|
Тип памяти |
DDR4 |
|
Поддерживаемая частота, МГц |
2666 |
|
Число каналов |
4 |
|
Максимальный объем памяти, ГБ |
128 |
|
Сайт производителя |
|
|
Страница процессора |
|
Упаковка, комплект поставки и внешний вид
К нам на тестирование попал боксовый образец процессора. Уже с первого взгляда на упаковку можно безошибочно причислить новинку к линейке Intel Core X. Информация на боковых гранях сообщает о ключевых преимуществах и некоторых технических характеристиках модели Intel Core i7-7820X.
В комплект поставки вошел лишь сам процессор в блистерной упаковке и руководство пользователя. Штатная система охлаждения отсутствует, поскольку в большинстве случаев пользователи используют более эффективные сторонние кулеры.
На лицевой стороне указано название модели, код Spec и код FPO. Последний сообщает, что процессор был изготовлен в Малайзии на 16 неделе 2017 года. На обратной стороне расположены контактные площадки под разъем Socket LGA2066.
Анализ технических характеристик
Для анализа, тестирования и разгона новинки использовалась материнская плата ASUS TUF X299 MARK 1 и штатная система охлаждения Scythe Mugen 3.
Базовая частота процессора Intel Core i7-7820X составляет 3,6 ГГц для всех 8 ядер. Если мониторинг CPU-Z не ошибается, то напряжение при этом составляет 0,952 В.
При нагрузке частота процессорных ядер менялась в диапазоне от 3,5 до 4 ГГц. Температура не превышала 78°С.
В режиме Intel Turbo Boost 2.0 динамическая частота может подниматься до 4,3 ГГц, а в Intel Turbo Boost Max 3.0 – до 4,5 ГГц. Мы же получили максимум 4,867 ГГц для одного ядра после запуска теста Fritz Bench в однопоточном режиме. Напряжение при этом составило 0,944 В.
При запуске бенчмарка Corona 1.3 частота процессорных ядер составила 4 ГГц.
В режиме простоя скорость ядер уменьшалась до 800 − 1000 МГц, а температура в основном не превышала 31°С.
Кстати, на официальной странице пока не указана критическая температура для модели Intel Core i7-7820X, однако утилита AIDA64 говорит о 105°С.
Структура кэш-памяти 8-ядерных процессоров Intel Core i7-7820X (слева) и Intel Core i7-6900K (справа)
А теперь давайте рассмотрим структуру кэш-памяти, и для большей наглядности сопоставим ее с предшественником в лице Intel Core i7-6900K. Получаем следующую картину:
- 32 КБ кэш-памяти L1 на ядро с 8-ю каналами ассоциативности отведено для инструкций и столько же для данных;
- 1024 КБ кэш-памяти L2 с 16-ю каналами ассоциативности у новинки и лишь 256 КБ кэш-памяти L2 на ядро с 8-ю каналами ассоциативности у предшественника;
- 11 МБ общей кэш-памяти L3 с 11 каналами ассоциативности у Intel Core i7-7820X против 20 МБ с 20-ю каналами ассоциативности у Intel Core i7-6900K.
Встроенный контроллер оперативной памяти гарантированно поддерживает работу в 4-канальном режиме модулей стандарта DDR4-2666 МГц. При желании можно попробовать разогнать ОЗУ до более высоких частот, но тут уже никаких гарантий и все зависит от качества исполнения самих планок, используемых в них микросхем, возможностей материнской платы и навыков пользователя. Максимально доступный объем ОЗУ составляет 128 ГБ.
Тестирование
При тестировании использовался Стенд для тестирования Процессоров №2
| Материнские платы (AMD) | ASUS F1A75-V PRO (AMD A75, Socket FM1, DDR3, ATX), GIGABYTE GA-F2A75-D3H (AMD A75, Socket FM2, DDR3, ATX), ASUS SABERTOOTH 990FX (AMD 990FX, Socket AM3+, DDR3, ATX) |
| Материнские платы (AMD) | ASUS SABERTOOTH 990FX R2.0 (AMD 990FX, Socket AM3+, DDR3, ATX), ASRock Fatal1ty FM2A88X+ Killer (AMD A88X, Socket FM2+, DDR3, ATX) |
| Материнские платы (Intel) | ASUS P8Z77-V PRO/THUNDERBOLT (Intel Z77, Socket LGA1155, DDR3, ATX), ASUS P9X79 PRO (Intel X79, Socket LGA2011, DDR3, ATX), ASRock Z87M OC Formula (Intel Z87, Socket LGA1150, DDR3, mATX) |
| Материнские платы (Intel) | ASUS MAXIMUS VIII RANGER (Intel Z170, Socket LGA1151, DDR4, ATX) / ASRock Fatal1ty Z97X Killer (Intel Z97, Socket LGA1150, DDR3, mATX), ASUS RAMPAGE V EXTREME (Intel X99, Socket LGA2011-v3, DDR4, E-ATX) |
| Кулеры | Scythe Mugen 3 (Socket LGA1150/1155/1366, AMD Socket AM3+/FM1/ FM2/FM2+), ZALMAN CNPS12X (Socket LGA2011), Noctua NH-U14S (LGA2011-3) |
| Оперативная память | 2 х 4 ГБ DDR3-2400 TwinMOS TwiSTER 9DHCGN4B-HAWP, 4 x 4 ГБ DDR4-3000 Kingston HyperX Predator HX430C15PBK4/16 (Socket LGA2011-v3) |
| Видеокарта | AMD Radeon HD 7970 3 ГБ GDDR5, ASUS GeForce GTX 980 STRIX OC 4 GB GDDR5 (GPU-1178 МГц / RAM-1279 МГц) |
| Жесткий диск | Western Digital Caviar Blue WD10EALX (1 ТБ, SATA 6 Гбит/с, NCQ), Seagate Enterprise Capacity 3.5 HDD v4 (ST6000NM0024, 6 ТБ, SATA 6 Гбит/с) |
| Блок питания | Seasonic X-660, 660 Вт, Active PFC, 80 PLUS Gold, 120 мм fan |
| Операционная система | Microsoft Windows 8.1 64-bit |
Сразу же отметим, что результаты некоторых тестов (TrueCrypt 7.1a, CineBench R15.0 (OpenGL), RealBench 2.41) показались нам странными и мы их перепроверяли, но ошибки не обнаружили. В итоге можем констатировать, что отключение технологии Intel Hyper-Threading в процессоре Intel Core i7-7820X обеспечивает падение результатов в синтетических тестах в среднем на 6,8%, а вот в играх (в большинстве случаев) это практически не сказывается на производительности, поскольку им хватает и 8 полноценных ядер.
Своего 8-ядерного предшественника в лице Intel Core i7-6900K новинка опередила в синтетических тестах в среднем на 13,5%. Если же не учитывать подозрительно высокие результаты в TrueCrypt 7.1a, то разница сводится к 1% в пользу Intel Core i7-7820X. В играх же Intel Core i7-6900K опережает своего конкурента в среднем на 3%, но из-за добавления новых проектов и отказа от старых данные процессоры сравнивались лишь в трех играх, поэтому сложно резюмировать их показатели.
В синтетических тестах у 4-ядерного Intel Core i7-7700K особых шансов нет: без учета TrueCrypt 7.1a отрыв Intel Core i7-7820X составляет в среднем 35%, а с ними он повышается до 54%. Зато в играх их возможности практически равны: 8-поточный процессор даже обходит своего 16-поточного коллегу в среднем на 1,5%.
И, наконец, 8-ядерный AMD Ryzen 7 1700X также оказался позади более дорогой модели. В «синтетике» без учета результатов TrueCrypt 7.1a Intel Core i7-7820X выходит вперед в среднем на 14%, а с ними его преимущество достигает уже 23,6%. В играх новинка от Intel оказалась быстрее в среднем на 2,5%.
Разгон
Для ручного разгона процессора Intel Core i7-7820X мы использовали программу Intel Extreme Tuning Utility. С ее помощью удалось поднять частоту ядер до 4,5 ГГц. Для этого мы увеличили множитель до х45 и напряжение до 1,120 В. Также мы перевели параметр «AVX-512 Ratio Offset» в положение «1», то есть задали автоматическое уменьшение частоты на 100 МГц при выполнении инструкций AVX-512. Если у вас в распоряжении более эффективная система охлаждения, то вы наверняка сможете достичь более высоких частотных показателей.
В таком режиме система успешно прошла встроенный бенчмарк, набрав при этом 2810 баллов. Максимальная температура достигла 105°С, но это не повлияло на стабильность работы. Оценить влияние разгона на производительность можно с помощью следующей таблицы:
|
Бенчмарк |
Номинальный |
Разогнанный |
Прирост, % |
|
|
CINEBENCH R15 |
OpenGL, fps |
118,80 |
162,30 |
36,62 |
|
CPU, pts |
1733,00 |
1921,00 |
10,85 |
|
|
RealBench v.2.41 |
Encoding |
193786 |
213157 |
10,00 |
|
WinRAR v5.20 |
KB/s |
15410 |
16992 |
10,27 |
|
Futuremark 3DMark Fire Strike v1.4.778 |
Physics score, 1920x1080 |
20554 |
23691,0 |
15,26 |
|
Battlefield 1 |
1920x1080, DX11, High |
103,6 |
104,8 |
1,16 |
|
WATCH_DOGS 2 |
1920x1080, Very high |
62,9 |
64,2 |
2,07 |
|
Среднее значение |
12,32 |
|||
Уже привычно наиболее высокие результаты мы получаем в синтетических бенчмарках. А вот в процессорозависимой игре WATCH_DOGS 2 результат улучшился лишь на 2%.
Итоги
В итоге достаточно сложно дать объективную оценку 8-ядерному процессору Intel Core i7-7820X из линейки Intel Skylake-X, поскольку некоторые моменты нас порадовали, а некоторые – огорчили. Приятно, что в новую серию Intel добавила поддержку инструкций AVX-512 (пускай они пока и мало используются в обычных приложениях) и улучшила работу технологии Intel Turbo Boost Max 3.0 (теперь ускоряться может не одно, а два ядра). К тому же благодаря тесному сотрудничеству с Microsoft эта технология работает в автоматическом режиме, не требуя установки дополнительно ПО или драйвера.
Также Intel перешла на новую микроархитектуру (Skylake вместо Broadwell), изменила структуру кэш-памяти L2 и L3, модифицировала мультиядерный дизайн, отказавшись от кольцевой стратегии и создав предпосылки для дальнейшего наращивания количества ядер. Однако по результатам тестов мы не заметили тотального доминирования Intel Core i7-7820X над своим предшественником. В чем он действительно лучше, так это в рекомендованной стоимости: $589 − $599 против $1089 – $1109. Но и в этом аспекте наверняка существенную роль сыграло появление серий AMD Ryzen и AMD Ryzen Threadripper. И хотя представитель первой смотрится скромнее в тестах, но разница не катастрофическая, а его преимущество в цене неоспоримое.
В итоге серия Intel Skylake-X, как и ее предшественники, остается уделом оверклокеров, хардкорных геймеров и желающих собрать мощную рабочую станцию, но теперь ей уже не придется в гордом одиночестве скучать на Олимпе.
Автор: Сергей Будиловский
Выражаем благодарность компании Intel за предоставленный для тестирования процессор.
Выражаем благодарность компаниям ASRock, ASUS, G.SKILL, Kingston, Noctua, Sea Sonic, Seagate, Scythe и TwinMOS Technologies за предоставленное для тестового стенда оборудование.
Все цены на Intel%2Bi7-7820XОпубликовано : 14-08-2017
| Подписаться на наши каналы | |||||
|
|
|
|
||
