Пять поколений Core i7: от Sandy Bridge до Skylake. Сравнительное тестирование. Процессоры

Не секрет, что выхода новейших 22-нм процессоров Intel Ivy Bridge многие оверклокеры ждали с нетерпением. Причин тому несколько.

Мало кто будет спорить с тем, что Intel в последние годы сумела обеспечить очень заметный отрыв от извечного соперника – AMD, как по чистой производительности конкретных моделей процессоров, так и по абсолютному показателю «производительности на такт». В нижнем и среднем ценовых диапазонах по-прежнему идет настоящая борьба (главным образом, из-за агрессивной ценовой политики AMD), но в топ-сегменте конкуренции нет и в помине: кроме Sandy Bridge и Sandy Bridge-E покупать по существу нечего.

Прошлое поколение процессоров Intel было особенно удачным. 32-нм Sandy Bridge заслуженно получили прочную «прописку» в системных блоках большинства энтузиастов. Что же послужило причиной этому?

Во-первых, новая архитектура благодаря многочисленным оптимизациям оказалась весьма удачной. Старые 45-нм Bloomfield (помните широко распространенный Core i7-920?) тоже были совсем неплохи. Настолько, что они и по сей день подходят для решения абсолютного большинства задач и могут работать даже в очень мощных игровых компьютерах. Однако Sandy во многих тестах продемонстрировали заметное преимущество над равночастотными процессорами с архитектурой Nehalem.

Во-вторых, о «равных частотах» речь как раз не шла. Новые CPU позволяли достичь невиданных частот «на воздухе»: результат 4500 МГц, с трудом достижимый для лучших Bloomfield и Lynnfield, стал считаться посредственным; многие оверклокеры успешно разгоняли процессоры и до 5 ГГц, причем с прицелом на повседневное использование! Сочетание улучшенной архитектуры и выдающегося частотного потенциала позволило им стать эталоном по производительности для всех систем игрового толка.

Вот почему первые же слухи о скором выходе новейших 22-нм процессорах стали настоящей сенсацией. Самые оптимистичные из читателей нашего сайта, прослышав о неведомых транзисторах новой конструкции, низких токах утечки и малой площади ядра, высказывали смелые суждения наподобие «ну уж 5.5 ГГц на воздухе возьмет, к бабке не ходи, а может и все 6 ГГц!». Это и неудивительно – такой вывод легко сделать, приняв во внимание значительное улучшение разгонного потенциала при предшествующих сменах техпроцесса CPU Intel.

В общем, авансов наподобие «как выйдет - сразу возьму» и «я уже плату на Intel Z77 специально купил» новому процессору было роздано немало. Чем все это закончилось, я полагаю, известно почти всем читателям. 22-нм Ivy Bridge из-за высоких рабочих температур и затрудненного разгона не оправдали надежд многих энтузиастов. Так что «глас народный» мгновенно сменил свою тональность – сейчас Ivy модно ругать. Доходит до того, что некоторые на полном серьезе считают новые CPU «неразгоняемыми» и невероятно горячими, настолько, что их нереально эксплуатировать при повышенном напряжении без удаления теплораспределительной крышки или, по крайней мере, использования СВО. Но так ли это на самом деле?

Нет сомнения, что оверклокеры, внимательно отслеживающие выход нового «железа», уже знают об Ivy Bridge предостаточно. Поэтому я предлагаю не лезть в дебри архитектуры (хотя такой раздел в статье, безусловно, есть) и не тратить время на исследование огромного количества сопутствующих параметров, а просто проверить на практике – нужен ли вам новый процессор в составе типичной производительной системы, «заточенной» под разгон.

Архитектура и модельный ряд

Новые процессоры используют ту же архитектуру, что и выпущенные ранее Sandy Bridge. В рамках фирменной стратегии «тик-так» (или «tick-tock» в английском варианте), предусматривающей поочередное обновление технологических процессов и микроархитектур с выпуском новых продуктов один раз в год, релиз Ivy Bridge является «Тиком»:

В следующем сезоне должны быть представлены принципиально новые процессоры, использующие тот же техпроцесс – это и будет «Так».

А пока можно сделать вывод, что Ivy Bridge не должен по общей компоновке и применяемым архитектурным решениям отличаться от предшественников (специалисты Intel говорят только о незначительных улучшениях, обеспечивающих преимущество в производительности на уровне 5%). Основным нововведением стал перевод ядра на 22-нм техпроцесс. По сравнению с применявшимся ранее 32-нм это должно было обеспечить значительное снижение площади ядра, энергопотребления и тепловыделения.

Так, кристалл нового процессора стал меньше сразу на 35%. В сравнении с весьма похожим по конструкции Sandy Bridge его площадь уменьшена с 216 до 160 кв. мм. Это особенно впечатляет, с учетом того, что специалисты Intel применили гораздо более сложное графическое ядро (общее количество транзисторов увеличилось с 995 млн до 1.4 млрд, в основном именно за счет iGPU). Если бы Ivy Bridge стал просто «22-нм Sandy», площадь ядра могла бы быть еще меньше. Но это и так рекорд последних лет – для сравнения можно привести пару CPU, выполненных по 32-нм процессу и содержащих схожее количество транзисторов. Площадь ядра AMD Bulldozer в восьмиядерном варианте составляет 325 кв. мм при 1.2 млрд транзисторов, площадь «урезанного» четырехъядерного Sandy Bridge-E – 294 кв.мм при 1.27 млрд транзисторов.

Прогресс очевиден. Кстати, отчасти такое уменьшение площади стало возможным не только благодаря новому техпроцессу, но и из-за применения оригинальных «трехмерных» Tri-Gate транзисторов, взамен обычных планарных.

Добавление дополнительного кремниевого «ребра» позволяет добиться уменьшения токов утечки и сократить размеры всей конструкции. Также среди достоинств этой модели отмечается повышенная скорость переключения, хотя на практике многие оверклокеры уже успели убедиться в обратном. Впрочем, проблемы с разгоном могут быть вызваны десятком других причин, вполне вероятно, что трехмерная структура еще раскроет свой потенциал на других процессорах компании.

Уровень TDP, заявленный для новых процессоров, составляет 77 Вт. Хотя здесь все не столь однозначно. В спецификациях, представленных продавцам, а также на коробках значится 95 Вт. Напомню, что это значение характерно для большинства четырехъядерных Sandy Bridge кроме специальных «энергосберегающих» моделей. Как бы красиво не объясняли эту ситуацию представители компании, мне кажется наиболее вероятной распространенная «конспирологическая» версия, согласно которой TDP пришлось увеличить из-за сильного нагрева серийных образцов CPU. Ситуация, когда новинка нагревается сильнее предшественника при том, что по заявленным данным все должно быть наоборот, была бы донельзя нелепой.

Тем не менее, на слайде в официальном пресс-релизе фигурирует именно это значение:

Пока были представлены пять моделей линейки стоимостью от 174 до 313 долларов. Максимальную сумму просят за разблокированный по множителю Intel Core i7-3770K, который должен прийти на смену распространенным среди оверклокеров i7-2700K и i7-2600K. Свой аналог «бюджетной» модели i5-2500K, характеризующейся свободным множителем и отсутствием Hyper Threading, в этом списке тоже есть – Intel Core i5-3570K. Напомню, что на момент релиза за i7-2600K просили 317 долларов, а за i5-2500K – 216, так что новинки оказались даже чуть дешевле, правда, разница совсем незначительна.

Самая дешевая модель 22-нм CPU оценивается в 174 доллара, она заметно урезана по частотам и лишена Hyper Threading. Новейшее графическое ядро HD Graphics 4000 получили все процессоры линейки за исключением двух самых дешевых. Максимальным объемом cache-памяти L3 (8 Мбайт) характеризуются все процессоры семейства 37xx, а для 35xx этот показатель снижен до 6 Мбайт.

В целом все очень похоже на линейку Sandy Bridge. Кстати, как и в прошлый раз, компания Intel представила несколько моделей с индексами S и T, которые отличаются пониженным TDP. В целом, цены выглядят вполне разумными, правда, при слабой конкуренции со стороны AMD в данном сегменте Intel незачем снижать их со временем – так что эти процессоры могут стоить столько же хоть до релиза 22-нм CPU следующего поколения.

Один из значительных плюсов Ivy Bridge – полная (за исключением поддержки PCI-e 3.0) совместимость с материнскими платами предыдущего поколения, основанными на системной логике Intel шестидесятой серии.

Поскольку вычислительные ядра, по сути, изменились очень мало, Intel уделяет повышенное внимание графической подсистеме:

Главная гордость компании - введение поддержки DirectX 11. По собственному опыту тестирования видеокарт начального уровня не могу не отметить, что это чистая профанация, задействовать передовой API в реальных играх можно будет только при экстремально низких настройках и далеко не в FullHD-разрешении. Помимо этого заявлена поддержка OpenGL 3.1, OpenCL 1.1, Direct Compute и Shader Model 5.0. Интереснее всего выглядит возможность одновременного использования трех мониторов – в роли основы для рабочего компьютера с тремя экранами новый CPU можно представить без труда.

В плане производительности новое графическое ядро может похвастаться наличием 16 универсальных исполнительных блоков вместо 12 в предыдущей версии HD 3000.

Безусловно, это все замечательно, но я по-прежнему скептически отношусь к наличию «встройки» на старших моделях серии и необходимости в обязательном порядке приобретать становящееся все более сложным видеоядро вместе с процессором. Только вдумайтесь, iGPU съедает порядка трети транзисторного бюджета и площади ядра, насколько дешевле можно было бы сделать CPU при его отсутствии? Хотя для мобильного сегмента апгрейд графической составляющей новых ЦП может оказаться чрезвычайно полезным.

Не забыты и оверклокеры.

Из всех особенностей новых процессоров наиболее интересной представляется повышенный множитель (с 59 до 63 единиц для «разблокированных» моделей). Это уже позволило нескольким энтузиастам покорить рекордные частоты при использовании экстремального охлаждения, не так давно была пройдена отметка в 7 ГГц . Также нужно отметить введение новых повышающих множителей для оперативной памяти и улучшенные возможности по разгону видеоядра.

На тестирование в лабораторию сайт был представлен серийный образец процессора Intel Core i7-3770K. На данный момент это старшая модель серии, отличающаяся разблокированным множителем, наличием Hyper Threading и 8 Мбайт Cache L3. Максимальная частота с учетом Turbo Boost – 3900 МГц, базовая – 3500 МГц.

По внешнему виду он практически не отличается от уже знакомых всем оверклокерам «камней» Sandy Bridge. Разумеется, новый CPU легко определить по маркировке, также можно обратить внимание на распайку конденсаторов на обратной стороне.

Тестовый стенд

Материнские платы:

ASUS P8Z77 DeLuxe (BIOS v 0603) для процессоров LGA 1155;
Sapphire Pure Black X79N (BIOS v 4.6.1) для процессора LGA 2011;

Соперники (процессоры предоставлены компанией Регард):

Intel Core i7-2700K;
Intel Core i7-3930K;

Система охлаждения процессора: Noctua NH-D14 (штатные вентиляторы);
Оперативная память: Corsair TR3X6G1600C7 DDR3-1600, 7-7-7-20, 2 Гбайта, двухканальный режим/четырехканальный режим;
Видеокарта: AMD Radeon HD 6970 (ref);
Жесткий диск: Western Digital WD10EALX, 1000 Гбайт;
Блок питания: Hiper K1000, 1 кВт;
Корпус: открытый стенд.

Программное обеспечение

Операционная система: Windows 7 x64 Ultimate (без SP1);
Драйверы видеокарт: AMD Catalyst 12.4 для Radeon HD 6970;
Вспомогательные утилиты: SpeedFan 4.44, Real Temp 3.60, CPU-z 1.60, LinX 0.6.4, Prime 26.5 build 5 (In-Place Large FTTs).

Инструментарий и методика тестирования

Разгон процессоров производился без использования сторонних утилит, непосредственным изменением параметров в BIOS Setup. Для мониторинга температуры ядер использовалась утилита Real Temp 3.60, а для создания нагрузки при исследовании температурного режима - тест Linpack в оболочке Linx. Температура в помещении на момент тестирования составляла ~26 градусов.

Для тестирования производительности процессоров применялись следующие приложения и синтетические тесты:

SuperPi Mod 1.5 (XS) – учитывалось время, необходимое для вычисления 1 миллиона знаков числа Пи после запятой (Super Pi 1M). Однопоточный тест.
Fritz Chess Benchmark – количество операций в секунду (kilo Nods). Все процессоры выполняли тест в восемь потоков.
WPrime Benchmark v. 2.09 – учитывалось время, необходимое для завершения теста в режиме 32M. Алгоритм выполнялся в четыре/шесть потоков согласно рекомендациям разработчиков теста, хотя современные процессоры Intel могут получить преимущество с использованием Hyper Threading, но для данного сравнения абсолютный результат несущественен.
3DMark Vantage 1.0.1 – пресет Performance, учитывался результат CPU Score.
SiSoft Sandra Professional 2010 – учитывались результаты, полученные в следующих тестах: арифметическая производительность процессора (общая производительность), общая скорость криптографии.
True Crypt 7.1a – встроенный бенчмарк, учитывался показатель скорости кодировки AES-Twofish-Serpent. Четырехъядерные процессоры выполняли алгоритм в восемь потоков, шестиядерный - в двенадцать.
Cinebench 11.5 x64 – рендеринг сцены, учитывался общий рейтинг ЦП в баллах. Четырехъядерные процессоры выполняли алгоритм в восемь потоков, шестиядерный - в двенадцать.
PovRay 3.7 – встроенный бенчмарк, режим All CPU’s, учитывалось время, необходимое для рендеринга сцены.
WinRar 4.20 beta 2 (x64) – встроенный тест производительности. В настройках программы был активирован режим многопоточности (multithreading).
x264 HD Benchmark v4.0 – стандартный алгоритм преобразования видеоролика. На графиках представлены минимальное и максимальное значения FPS, полученные в двух проходах теста. Четырехъядерные процессоры выполняли алгоритм в восемь потоков, шестиядерный - в двенадцать потоков.
Adobe Photoshop CS5 – замерялось время наложения последовательности фильтров на эталонное изображение.

Кроме того было проведено тестирование производительности системы в нескольких играх.

Hard Reset – встроенный тест;
F1 2011 – встроенный тест;
Batman: Arkham City – встроенный тест;
Сrysis 2 - утилита Adrenaline Crysis 2 Benchmark Tool;
Metro 2033 – фирменная утилита для тестирования производительности, поставляемая с игрой.

VSync при проведении всех тестов был отключён. Список настроек игры будет в каждом случае приводиться отдельно для удобства восприятия.

ВведениеЭтим летом компания Intel совершила странное: она умудрилась сменить целых два поколения процессоров, ориентированных на общеупотребительные персональные компьютеры. Сначала на смену Haswell пришли процессоры с микроархитектурой Broadwell, но затем в течение буквально пары месяцев они утратили свой статус новинки и уступили место процессорам Skylake, которые будут оставаться наиболее прогрессивными CPU как минимум ещё года полтора. Такая чехарда со сменой поколений произошла главным образом в связи с проблемами Intel, возникшими при внедрении нового 14-нм техпроцесса, который применяется при производстве и Broadwell, и Skylake. Производительные носители микроархитектуры Broadwell по пути в настольные системы сильно задержались, а их последователи вышли по заранее намеченному графику, что привело к скомканности анонса процессоров Core пятого поколения и серьёзному сокращению их жизненного цикла. В результате всех этих пертурбаций, в десктопном сегменте Broadwell заняли совсем узкую нишу экономичных процессоров с мощным графическим ядром и довольствуются теперь лишь небольшим уровнем продаж, свойственным узкоспециализированным продуктам. Внимание же передовой части пользователей переключилось на последователей Broadwell – процессоры Skylake.

Надо заметить, что в последние несколько лет компания Intel совсем не радует своих поклонников ростом производительности предлагаемых продуктов. Каждое новое поколение процессоров прибавляет в удельном быстродействии лишь по несколько процентов, что в конечном итоге приводит к отсутствию у пользователей явных стимулов к модернизации старых систем. Но выход Skylake – поколения CPU, по пути к которому Intel, фактически, перепрыгнула через ступеньку – внушал определённые надежды на то, что мы получим действительно стоящее обновление самой распространённой вычислительной платформы. Однако, ничего подобного так и не случилось: Intel выступила в своём привычном репертуаре. Broadwell был представлен общественности в качестве некого ответвления от основной линии процессоров для настольных систем, а Skylake оказались быстрее Haswell в большинстве приложений совсем незначительно .

Поэтому несмотря на все ожидания, появление Skylake в продаже вызвало у многих скептическое отношение. Ознакомившись с результатами реальных тестов, многие покупатели попросту не увидели реального смысла в переходе на процессоры Core шестого поколения. И действительно, главным козырем свежих CPU выступает прежде всего новая платформа с ускоренными внутренними интерфейсами, но не новая процессорная микроархитектура. И это значит, что реальных стимулов к обновлению основанных систем прошлых поколений Skylake предлагает немного.

Впрочем, мы бы всё-таки не стали отговаривать от перехода Skylake всех без исключения пользователей. Дело в том, что пусть Intel и наращивает производительность своих процессоров очень сдержанными темпами, с момента появления Sandy Bridge, которые всё ещё трудятся во многих системах, сменилось уже четыре поколения микроархитектуры. Каждый шаг по пути прогресса вносил свой вклад в увеличение производительности, и к сегодняшнему дню Skylake способен предложить достаточно существенный прирост в производительности по сравнению со своими более ранними предшественниками. Только чтобы увидеть это, сравнивать его надо не с Haswell, а с более ранними представителями семейства Core, появившимися до него.

Собственно, именно таким сравнением мы сегодня и займёмся. Учитывая всё сказанное, мы решили посмотреть, насколько выросла производительность процессоров Core i7 с 2011 года, и собрали в едином тесте старшие Core i7, относящиеся к поколениям Sandy Bridge, Ivy Bridge, Haswell, Broadwell и Skylake. Получив же результаты такого тестирования, мы постараемся понять, обладателям каких процессоров целесообразно затевать модернизацию старых систем, а кто из них может повременить до появления последующих поколений CPU. Попутно мы посмотрим и на уровень производительности новых процессоров Core i7-5775C и Core i7-6700K поколений Broadwell и Skylake, которые до настоящего момента в нашей лаборатории ещё не тестировались.

Сравнительные характеристики протестированных CPU

От Sandy Bridge до Skylake: сравнение удельной производительности

Для того, чтобы вспомнить, как же менялась удельная производительность интеловских процессоров в течение последней пятилетки, мы решили начать с простого теста, в котором сопоставили скорость работы Sandy Bridge, Ivy Bridge, Haswell, Broadwell и Skylake, приведённых к одной и той же частоте 4,0 ГГц. В этом сравнении нами были использованы процессоры линейки Core i7, то есть, четырёхъядерники, обладающие технологией Hyper-Threading.

В качестве основного тестового инструмента был взят комплексный тест SYSmark 2014 1.5, который хорош тем, что воспроизводит типичную пользовательскую активность в общеупотребительных приложениях офисного характера, при создании и обработке мультимедийного контента и при решении вычислительных задач. На следующих графиках отображены полученные результаты. Для удобства восприятия они нормированы, за 100 процентов принята производительность Sandy Bridge.

Интегральный показатель SYSmark 2014 1.5 позволяет сделать следующие наблюдения. Переход от Sandy Bridge к Ivy Bridge увеличил удельную производительность совсем незначительно – примерно на 3-4 процента. Дальнейший шаг к Haswell оказался гораздо более результативным, он вылился в 12-процентное улучшение производительности. И это – максимальный прирост, который можно наблюдать на приведённом графике. Ведь дальше Broadwell обгоняет Haswell всего лишь на 7 процентов, а переход от Broadwell к Skylake и вовсе наращивает удельную производительность лишь на 1-2 процента. Весь же прогресс от Sandy Bridge до Skylake выливается в 26-процентное увеличение производительности при постоянстве тактовых частот.

Более подробную расшифровку полученных показателей SYSmark 2014 1.5 можно посмотреть на трёх следующих графиках, где интегральный индекс производительности разложен по составляющим по типу приложений.

Обратите внимание, наиболее заметно с вводом новых версий микроархитектур прибавляют в скорости исполнения мультимедийные приложения. В них микроархитектура Skylake превосходит Sandy Bridge на целых 33 процента. А вот в счётных задачах, напротив, прогресс проявляется меньше всего. И более того, при такой нагрузке шаг от Broadwell к Skylake даже оборачивается небольшим снижением удельной производительности.

Теперь, когда мы представляем себе, что же происходило с удельной производительностью процессоров Intel в течение последних нескольких лет, давайте попробуем разобраться, чем наблюдаемые изменения были обусловлены.

От Sandy Bridge до Skylake: что изменилось в процессорах Intel

Сделать точкой отсчёта в сравнении разных Core i7 представителя поколения Sandy Bridge мы решили не просто так. Именно данный дизайн подвёл крепкий фундамент под всё дальнейшее совершенствование производительных интеловских процессоров вплоть до сегодняшних Skylake. Так, представители семейства Sandy Bridge стали первыми высокоинтегрированными CPU, в которых в одном полупроводниковом кристалле были собраны и вычислительные, и графическое ядра, а также северный мост с L3-кешем и контроллером памяти. Кроме того, в них впервые стала использоваться внутренняя кольцевая шина, посредством которой была решена задача высокоэффективного взаимодействия всех структурных единиц, составляющих столь сложный процессор. Этим заложенным в микроархитектуре Sandy Bridge универсальным принципам построения продолжают следовать все последующие поколения CPU без каких бы то ни было серьёзных корректив.

Немалые изменения в Sandy Bridge претерпела внутренняя микроархитектура вычислительных ядер. В ней не только была реализована поддержка новых наборов команд AES-NI и AVX, но и нашли применение многочисленные крупные улучшения в недрах исполнительного конвейера. Именно в Sandy Bridge был добавлен отдельный кеш нулевого уровня для декодированных инструкций; появился абсолютно новый блок переупорядочивания команд, основанный на использовании физического регистрового файла; были заметно улучшены алгоритмы предсказания ветвлений; а кроме того, два из трёх исполнительных порта для работы с данными стали унифицированными. Такие разнородные реформы, проведённые сразу на всех этапах конвейера, позволили серьёзно увеличить удельную производительность Sandy Bridge, которая по сравнению с процессорами предыдущего поколения Nehalem сразу выросла почти на 15 процентов. К этому добавился 15-процентный рост номинальных тактовых частот и отличный разгонный потенциал, в результате чего в сумме получилось семейство процессоров, которое до сих пор ставится в пример Intel, как образцовое воплощение фазы «так» в принятой в компании маятниковой концепции разработки.

И правда, подобных по массовости и действенности улучшений в микроархитектуре после Sandy Bridge мы уже не видели. Все последующие поколения процессорных дизайнов проводят куда менее масштабные усовершенствования в вычислительных ядрах. Возможно, это является отражением отсутствия реальной конкуренции на процессорном рынке, возможно причина замедления прогресса кроется в желании Intel сосредоточить усилия на совершенствовании графических ядер, а может быть Sandy Bridge просто оказался настолько удачным проектом, что его дальнейшее развитие требует слишком больших трудозатрат.

Отлично иллюстрирует произошедший спад интенсивности инноваций переход от Sandy Bridge к Ivy Bridge. Несмотря на то, что следующее за Sandy Bridge поколение процессоров и было переведено на новую производственную технологию с 22-нм нормами, его тактовые частоты совсем не выросли. Сделанные же улучшения в дизайне в основном коснулись ставшего более гибким контроллера памяти и контроллера шины PCI Express, который получил совместимость с третьей версией данного стандарта. Что же касается непосредственно микроархитектуры вычислительных ядер, то отдельные косметические переделки позволили добиться ускорения выполнения операций деления и небольшого увеличения эффективности технологии Hyper-Threading, да и только. В результате, рост удельной производительности составил не более 5 процентов.

Вместе с тем, внедрение Ivy Bridge принесло и то, о чём теперь горько жалеет миллионная армия оверклокеров. Начиная с процессоров этого поколения, Intel отказалась от сопряжения полупроводникового кристалла CPU и закрывающей его крышки посредством бесфлюсовой пайки и перешла на заполнение пространства между ними полимерным термоинтерфейсным материалом с очень сомнительными теплопроводящими свойствами. Это искусственно ухудшило частотный потенциал и сделало процессоры Ivy Bridge, как и всех их последователей, заметно менее разгоняемыми по сравнению с очень бодрыми в этом плане «старичками» Sandy Bridge.

Впрочем, Ivy Bridge – это всего лишь «тик», а потому особых прорывов в этих процессорах никто и не обещал. Однако никакого воодушевляющего роста производительности не принесло и следующее поколение, Haswell, которое, в отличие от Ivy Bridge, относится уже к фазе «так». И это на самом деле немного странно, поскольку различных улучшений в микроархитектуре Haswell сделано немало, причём они рассредоточены по разным частям исполнительного конвейера, что в сумме вполне могло бы увеличить общий темп исполнения команд.

Например, во входной части конвейера была улучшена результативность предсказания переходов, а очередь декодированных инструкций стала делиться между параллельными потоками, сосуществующими в рамках технологии Hyper-Threading, динамически. Попутно произошло увеличение окна внеочередного исполнения команд, что в сумме должно было поднять долю параллельно выполняемого процессором кода. Непосредственно в исполнительном блоке были добавлены два дополнительных функциональных порта, нацеленных на обработку целочисленных команд, обслуживание ветвлений и сохранение данных. Благодаря этому Haswell стал способен обрабатывать до восьми микроопераций за такт – на треть больше предшественников. Более того, новая микроархитектура удвоила и пропускную способность кеш-памяти первого и второго уровней.

Таким образом, улучшения в микроархитектуре Haswell не затронули лишь скорость работы декодера, который, похоже, на данный момент стал самым узким местом в современных процессорах Core. Ведь несмотря на внушительный список улучшений, прирост удельной производительности у Haswell по сравнению с Ivy Bridge составил лишь около 5-10 процентов. Но справедливости ради нужно оговориться, что на векторных операциях ускорение заметно гораздо сильнее. А наибольший выигрыш можно увидеть в приложениях, использующих новые AVX2 и FMA-команды, поддержка которых также появилась в этой микроархитектуре.

Процессоры Haswell, как и Ivy Bridge, сперва тоже не особенно понравились энтузиастам. Особенно если учесть тот факт, что в первоначальной версии никакого увеличения тактовых частот они не предложили. Однако спустя год после своего дебюта Haswell стали казаться заметно привлекательнее. Во-первых, увеличилось количество приложений, обращающихся к наиболее сильным сторонам этой архитектуры и использующих векторные инструкции. Во-вторых, Intel смогла исправить ситуацию с частотами. Более поздние модификации Haswell, получившие собственное кодовое наименование Devil’s Canyon, смогли нарастить преимущество над предшественниками благодаря увеличению тактовой частоты, которая, наконец, пробила 4-гигагерцовый потолок. Кроме того, идя на поводу у оверклокеров, Intel улучшила полимерный термоинтерфейс под процессорной крышкой, что сделало Devil’s Canyon более подходящими объектами для разгона. Конечно, не такими податливыми, как Sandy Bridge, но тем не менее.

И вот с таким багажом Intel подошла к Broadwell. Поскольку основной ключевой особенностью этих процессоров должна была стать новая технология производства с 14-нм нормами, никаких значительных нововведений в их микроархитектуре не планировалось – это должен был быть почти самый банальный «тик». Всё необходимое для успеха новинок вполне мог бы обеспечить один только тонкий техпроцесс с FinFET-транзисторами второго поколения, в теории позволяющий уменьшить энергопотребление и поднять частоты. Однако практическое внедрение новой технологии обернулось чередой неудач, в результате которых Broadwell досталась лишь экономичность, но не высокие частоты. В итоге те процессоры этого поколения, которые Intel представила для настольных систем, вышли больше похожими на мобильные CPU, чем на продолжателей дела Devil’s Canyon. Тем более, что кроме урезанных тепловых пакетов и откатившихся частот они отличаются от предшественников и уменьшившимся в объёме L3-кешем, что, правда, несколько компенсируется появлением расположенного на отдельном кристалле кэша четвёртого уровня.

На одинаковой с Haswell частоте процессоры Broadwell демонстрируют примерно 7-процентное преимущество, обеспечиваемое как добавлением дополнительного уровня кеширования данных, так и очередным улучшением алгоритма предсказания ветвлений вместе с увеличением основных внутренних буферов. Кроме того, в Broadwell реализованы новые и более быстрые схемы выполнения инструкций умножения и деления. Однако все эти небольшие улучшения перечёркиваются фиаско с тактовыми частотами, относящими нас в эпоху до Sandy Bridge. Так, например, старший оверклокерский Core i7-5775C поколения Broadwell уступает по частоте Core i7-4790K целых 700 МГц. Понятно, что ожидать какого-то роста производительности на этом фоне бессмысленно, лишь бы обошлось без её серьёзного падения.

Во многом именно из-за этого Broadwell и оказался непривлекательным для основной массы пользователей. Да, процессоры этого семейства отличаются высокой экономичностью и даже вписываются в тепловой пакет с 65-ваттными рамками, но кого это, по большому счёту, волнует? Разгонный же потенциал первого поколения 14-нм CPU оказался достаточно сдержанным. Ни о какой работе на частотах, приближающихся к 5-гигагерцовой планке речь не идёт. Максимум, которого можно добиться от Broadwell при использовании воздушного охлаждения пролегает в окрестности величины 4,2 ГГц. Иными словами, пятое поколение Core вышло у Intel, как минимум, странноватым. О чём, кстати, микропроцессорный гигант в итоге и пожалел: представители Intel отмечают, что поздний выход Broadwell для настольных компьютеров, его сокращённый жизненный цикл и нетипичные характеристики отрицательно сказались на уровне продаж, и больше компания на подобные эксперименты пускаться не планирует.

Новейший же Skylake на этом фоне представляется не столько как дальнейшее развитие интеловской микроархитектуры, сколько своего рода работа над ошибками. Несмотря на то, что при производстве этого поколения CPU используется тот же 14-нм техпроцесс, что и в случае Broadwell, никаких проблем с работой на высоких частотах у Skylake нет. Номинальные частоты процессоров Core шестого поколения вернулись к тем показателям, которые были свойственны их 22-нм предшественникам, а разгонный потенциал даже немного увеличился. На руку оверклокерам здесь сыграл тот факт, что в Skylake конвертер питания процессора вновь перекочевал на материнскую плату и снизил тем самым суммарное тепловыделение CPU при разгоне. Жаль только, что Intel так и не вернулась к использованию эффективного термоинтерфейса между кристаллом и процессорной крышкой.

Но вот что касается базовой микроархитектуры вычислительных ядер, то несмотря на то, что Skylake, как и Haswell, представляет собой воплощение фазы «так», нововведений в ней совсем немного. Причём большинство из них направлено на расширение входной части исполнительного конвейера, остальные же части конвейера остались без каких-либо существенных изменений. Перемены касаются улучшения результативности предсказания ветвлений и повышения эффективности блока предварительной выборки, да и только. При этом часть оптимизаций служит не столько для улучшения производительности, сколько направлена на очередное повышение энергоэффективности. Поэтому удивляться тому, что Skylake по своей удельной производительности почти не отличается от Broadwell, не следует.

Впрочем, существуют и исключения: в отдельных случаях Skylake могут превосходить предшественников в производительности и более заметно. Дело в том, что в этой микроархитектуре была усовершенствована подсистема памяти. Внутрипроцессорная кольцевая шина стала быстрее, и это в конечном итоге расширило полосу пропускания L3-кэша. Плюс к этому контроллер памяти получил поддержку работающей на высоких частотах памяти стандарта DDR4 SDRAM.

Но в итоге тем не менее получается, что бы там не говорила Intel о прогрессивности Skylake, с точки зрения обычных пользователей это – достаточно слабое обновление. Основные улучшения в Skylake сделаны в графическом ядре и в энергоэффективности, что открывает перед такими CPU путь в безвентиляторные системы планшетного форм-фактора. Десктопные же представители этого поколения отличаются от тех же Haswell не слишком заметно. Даже если закрыть глаза на существование промежуточного поколения Broadwell, и сопоставлять Skylake напрямую с Haswell, то наблюдаемый рост удельной производительности составит порядка 7-8 процентов, что вряд ли можно назвать впечатляющим проявлением технического прогресса.

Попутно стоит отметить, что не оправдывает ожиданий и совершенствование технологических производственных процессов. На пути от Sandy Bridge дo Skylake компания Intel сменила две полупроводниковых технологии и уменьшила толщину транзисторных затворов более чем вдвое. Однако современный 14-нм техпроцесс по сравнению с 32-нм технологией пятилетней давности так и не позволил нарастить рабочие частоты процессоров. Все процессоры Core последних пяти поколений имеют очень похожие тактовые частоты, которые если и превышают 4-гигагерцовую отметку, то совсем незначительно.

Для наглядной иллюстрации этого факта можно посмотреть на следующий график, на котором отображена тактовая частота старших оверклокерских процессоров Core i7 разных поколений.

Более того, пик тактовой частоты приходится даже не на Skylake. Максимальной частотой могут похвастать процессоры Haswell, относящиеся к подгруппе Devil’s Canyon. Их номинальная частота составляет 4,0 ГГц, но благодаря турбо-режиму в реальных условиях они способны разгоняться до 4,4 ГГц. Для современных же Skylake максимум частоты – всего лишь 4,2 ГГц.

Всё это, естественно, сказывается на итоговой производительности реальных представителей различных семейств CPU. И далее мы предлагаем посмотреть, как всё это отражается на быстродействии платформ, построенных на базе флагманских процессоров каждого из семейств Sandy Bridge, Ivy Bridge, Haswell, Broadwell и Skylake.

Как мы тестировали

В сравнении приняли участие пять процессоров Core i7 разных поколений: Core i7-2700K, Core i7-3770K, Core i7-4790K, Core i7-5775C и Core i7-6700K. Поэтому список комплектующих, задействованных в тестировании, получился достаточно обширным:

Процессоры:

Intel Core i7-2600K (Sandy Bridge, 4 ядра + HT, 3,4-3,8 ГГц, 8 Мбайт L3);
Intel Core i7-3770K (Ivy Bridge, 4 ядра + HT, 3,5-3,9 ГГц, 8 Мбайт L3);
Intel Core i7-4790K (Haswell Refresh, 4 ядра + HT, 4,0-4,4 ГГц, 8 Мбайт L3);
Intel Core i7-5775C (Broadwell, 4 ядра, 3,3-3,7 ГГц, 6 Мбайт L3, 128 Мбайт L4).
Intel Core i7-6700K (Skylake, 4 ядра, 4,0-4,2 ГГц, 8 Мбайт L3).

Процессорный кулер: Noctua NH-U14S.
Материнские платы:

ASUS Z170 Pro Gaming (LGA 1151, Intel Z170);
ASUS Z97-Pro (LGA 1150, Intel Z97);
ASUS P8Z77-V Deluxe (LGA1155, Intel Z77).

Память:

2x8 Гбайт DDR3-2133 SDRAM, 9-11-11-31 (G.Skill F3-2133C9D-16GTX);
2x8 Гбайт DDR4-2666 SDRAM, 15-15-15-35 (Corsair Vengeance LPX CMK16GX4M2A2666C16R).

Видеокарта: NVIDIA GeForce GTX 980 Ti (6 Гбайт/384-бит GDDR5, 1000-1076/7010 МГц).
Дисковая подсистема: Kingston HyperX Savage 480 GB (SHSS37A/480G).
Блок питания: Corsair RM850i (80 Plus Gold, 850 Вт).

Тестирование выполнялось в операционной системе Microsoft Windows 10 Enterprise Build 10240 с использованием следующего комплекта драйверов:

Intel Chipset Driver 10.1.1.8;
Intel Management Engine Interface Driver 11.0.0.1157;
NVIDIA GeForce 358.50 Driver.

Производительность

Общая производительность

Для оценки производительности процессоров в общеупотребительных задачах мы традиционно используем тестовый пакет Bapco SYSmark, моделирующий работу пользователя в реальных распространённых современных офисных программах и приложениях для создания и обработки цифрового контента. Идея теста очень проста: он выдаёт единственную метрику, характеризующую средневзвешенную скорость компьютера при повседневном использовании. После выхода операционной системы Windows 10 этот бенчмарк в очередной раз обновился, и теперь мы задействуем самую последнюю версию – SYSmark 2014 1.5.

При сравнении Core i7 разных поколений, когда они работают в своих номинальных режимах, результаты получаются совсем не такие, как при сопоставлении на единой тактовой частоте. Всё-таки реальная частота и особенности работы турбо-режима оказывает достаточно существенное влияние на производительность. Например, согласно полученным данным, Core i7-6700K быстрее Core i7-5775C на целых 11 процентов, но при этом его преимущество над Core i7-4790K совсем незначительно – оно составляет всего лишь порядка 3 процентов. При этом нельзя обойти вниманием и то, что новейший Skylake оказывается существенно быстрее процессоров поколений Sandy Bridge и Ivy Bridge. Его преимущество над Core i7-2700K и Core i7-3770K достигает 33 и 28 процентов соответственно.

Более глубокое понимание результатов SYSmark 2014 1.5 способно дать знакомство с оценками производительности, получаемое в различных сценариях использования системы. Сценарий Office Productivity моделирует типичную офисную работу: подготовку текстов, обработку электронных таблиц, работу с электронной почтой и посещение Интернет-сайтов. Сценарий задействует следующий набор приложений: Adobe Acrobat XI Pro, Google Chrome 32, Microsoft Excel 2013, Microsoft OneNote 2013, Microsoft Outlook 2013, Microsoft PowerPoint 2013, Microsoft Word 2013, WinZip Pro 17.5 Pro.

В сценарии Media Creation моделируется создание рекламного ролика с использованием предварительно отснятых цифровых изображений и видео. Для этой цели применяются популярные пакеты Adobe Photoshop CS6 Extended, Adobe Premiere Pro CS6 и Trimble SketchUp Pro 2013.

Сценарий Data/Financial Analysis посвящён статистическому анализу и прогнозированию инвестиций на основе некой финансовой модели. В сценарии используются большие объёмы численных данных и два приложения Microsoft Excel 2013 и WinZip Pro 17.5 Pro.

Результаты, полученные нами при различных сценариях нагрузки, качественно повторяют общие показатели SYSmark 2014 1.5. Обращает на себя внимание лишь тот факт, что процессор Core i7-4790K совсем не выглядит устаревшим. Он заметно проигрывает новейшему Core i7-6700K только в расчётном сценарии Data/Financial Analysis, а в остальных случаях либо уступает своему последователю на совсем малозаметную величину, либо вообще оказывается быстрее. Например, представитель семейства Haswell опережает новый Skylake в офисных приложениях. Но процессоры более старых годов выпуска, Core i7-2700K и Core i7-3770K, выглядят уже несколько устаревшими предложениями. Они проигрывают новинке в разных типах задач от 25 до 40 процентов, и это, пожалуй, является вполне достаточным основанием, чтобы Core i7-6700K можно было рассматривать в качестве достойной им замены.

Игровая производительность

Как известно, производительность платформ, оснащенных высокопроизводительными процессорами, в подавляющем большинстве современных игр определяется мощностью графической подсистемы. Именно поэтому при тестировании процессоров мы выбираем наиболее процессорозависимые игры, а измерение количества кадров выполняем дважды. Первым проходом тесты проводятся без включения сглаживания и с установкой далеко не самых высоких разрешений. Такие настройки позволяют оценить, насколько хорошо проявляют себя процессоры с игровой нагрузкой в принципе, а значит, позволяют строить догадки о том, как будут вести себя тестируемые вычислительные платформы в будущем, когда на рынке появятся более быстрые варианты графических ускорителей. Второй проход выполняется с реалистичными установками – при выборе FullHD-разрешения и максимального уровня полноэкранного сглаживания. На наш взгляд такие результаты не менее интересны, так как они отвечают на часто задаваемый вопрос о том, какой уровень игровой производительности могут обеспечить процессоры прямо сейчас – в современных условиях.

Впрочем, в этом тестировании мы собрали мощную графическую подсистему, основанную на флагманской видеокарте NVIDIA GeForce GTX 980 Ti. И в результате в части игр частота кадров продемонстрировала зависимость от процессорной производительности даже в FullHD-разрешении.

Результаты в FullHD-разрешении с максимальными настройками качества

Обычно влияние процессоров на игровую производительность, особенно если речь идёт о мощных представителях серии Core i7, оказывается незначительным. Однако при сопоставлении пяти Core i7 разных поколений результаты получаются совсем не однородными. Даже при установке максимальных настроек качества графики Core i7-6700K и Core i7-5775C демонстрируют наивысшую игровую производительность, в то время как более старые Core i7 от них отстают. Так, частота кадров, которая получена в системе с Core i7-6700K превышает производительность системы на базе Core i7-4770K на малозаметный один процент, но процессоры Core i7-2700K и Core i7-3770K представляются уже ощутимо худшей основой геймерской системы. Переход с Core i7-2700K или Core i7-3770K на новейший Core i7-6700K даёт прибавку в числе fps величиной в 5-7 процентов, что способно оказать вполне заметное влияние на качество игрового процесса.

Увидеть всё это гораздо нагляднее можно в том случае, если на игровую производительность процессоров посмотреть при сниженном качестве изображения, когда частота кадров не упирается в мощность графической подсистемы.

Результаты при сниженном разрешении

Новейшему процессору Core i7-6700K вновь удаётся показать наивысшую производительность среди всех Core i7 последних поколений. Его превосходство над Core i7-5775C составляет порядка 5 процентов, а над Core i7-4690K – около 10 процентов. В этом нет ничего странного: игры достаточно чутко реагируют на скорость подсистемы памяти, а именно по этому направлению в Skylake были сделаны серьёзные улучшения. Но гораздо заметнее превосходство Core i7-6700K над Core i7-2700K и Core i7-3770K. Старший Sandy Bridge отстаёт от новинки на 30-35 процентов, а Ivy Bridge проигрывает ей в районе 20-30 процентов. Иными словами, как бы ни ругали Intel за слишком медленное совершенствование собственных процессоров, компания смогла за прошедшие пять лет на треть повысить скорость работы своих CPU, а это – очень даже ощутимый результат.

Тестирование в реальных играх завершают результаты популярного синтетического бенчмарка Futuremark 3DMark.

Вторят игровым показателям и те результаты, которые выдаёт Futuremark 3DMark. При переводе микроархитектуры процессоров Core i7 c Sandy Bridge на Ivy Bridge показатели 3DMark выросли на величину от 2 до 7 процентов. Внедрение дизайна Haswell и выпуск процессоров Devil’s Canyon добавил к производительности старших Core i7 дополнительные 7-14 процентов. Однако потом появление Core i7-5775C, обладающего сравнительно невысокой тактовой частотой, несколько откатило быстродействие назад. И новейшему Core i7-6700K, фактически, пришлось отдуваться сразу за два поколения микроархитектуры. Прирост в итоговом рейтинге 3DMark у нового процессора семейства Skylake по сравнению с Core i7-4790K составил до 7 процентов. И на самом деле это не так много: всё-таки самое заметное улучшение производительности за последние пять лет смогли привнести процессоры Haswell. Последние же поколения десктопных процессоров, действительно, несколько разочаровывают.

Тесты в приложениях

В Autodesk 3ds max 2016 мы тестируем скорость финального рендеринга. Измеряется время, затрачиваемое на рендеринг в разрешении 1920x1080 с применением рендерера mental ray одного кадра стандартной сцены Hummer.

Ещё один тест финального рендеринга проводится нами с использованием популярного свободного пакета построения трёхмерной графики Blender 2.75a. В нём мы измеряем продолжительность построения финальной модели из Blender Cycles Benchmark rev4.

Для измерения скорости фотореалистичного трёхмерного рендеринга мы воспользовались тестом Cinebench R15. Maxon недавно обновила свой бенчмарк, и теперь он вновь позволяет оценить скорость работы различных платформ при рендеринге в актуальных версиях анимационного пакета Cinema 4D.

Производительность при работе веб-сайтов и интернет-приложений, построенных с использованием современных технологий, измеряется нами в новом браузере Microsoft Edge 20.10240.16384.0. Для этого применяется специализированный тест WebXPRT 2015, реализующий на HTML5 и JavaScript реально использующиеся в интернет-приложениях алгоритмы.

Тестирование производительности при обработке графических изображений происходит в Adobe Photoshop CC 2015. Измеряется среднее время выполнения тестового скрипта, представляющего собой творчески переработанный Retouch Artists Photoshop Speed Test, который включает типичную обработку четырёх 24-мегапиксельных изображений, сделанных цифровой камерой.

По многочисленным просьбам фотолюбителей мы провели тестирование производительности в графической программе Adobe Photoshop Lightroom 6.1. Тестовый сценарий включает пост-обработку и экспорт в JPEG с разрешением 1920x1080 и максимальным качеством двухсот 12-мегапиксельных изображений в RAW-формате, сделанных цифровой камерой Nikon D300.

В Adobe Premiere Pro CC 2015 тестируется производительность при нелинейном видеомонтаже. Измеряется время рендеринга в формат H.264 Blu-Ray проекта, содержащего HDV 1080p25 видеоряд с наложением различных эффектов.

Для измерения быстродействия процессоров при компрессии информации мы пользуемся архиватором WinRAR 5.3, при помощи которого с максимальной степенью сжатия архивируем папку с различными файлами общим объёмом 1,7 Гбайт.

Для оценки скорости перекодирования видео в формат H.264 используется тест x264 FHD Benchmark 1.0.1 (64bit), основанный на измерении времени кодирования кодером x264 исходного видео в формат MPEG-4/AVC с разрешением 1920x1080@50fps и настройками по умолчанию. Следует отметить, что результаты этого бенчмарка имеют огромное практическое значение, так как кодер x264 лежит в основе многочисленных популярных утилит для перекодирования, например, HandBrake, MeGUI, VirtualDub и проч. Мы периодически обновляем кодер, используемый для измерений производительности, и в данном тестировании приняла участие версия r2538, в которой реализована поддержка всех современных наборов инструкций, включая и AVX2.

Кроме того, мы добавили в список тестовых приложений и новый кодер x265, предназначенный для транскодирования видео в перспективный формат H.265/HEVC, который является логическим продолжением H.264 и характеризуется более эффективными алгоритмами сжатия. Для оценки производительности используется исходный 1080p@50FPS Y4M-видеофайл, который перекодируется в формат H.265 с профилем medium. В этом тестировании принял участие релиз кодера версии 1.7.

Преимущество Core i7-6700K над ранними предшественниками в различных приложениях не подлежит сомнению. Однако больше всего выиграли от произошедшей эволюции два типа задач. Во-первых, связанные с обработкой мультимедийного контента, будь то видео или изображения. Во-вторых, финальный рендеринг в пакетах трёхмерного моделирования и проектирования. В целом, в таких случаях Core i7-6700K превосходит Core i7-2700K не менее, чем на 40-50 процентов. А иногда можно наблюдать и гораздо более впечатляющее улучшение скорости. Так, при перекодировании видео кодеком x265 новейший Core i7-6700K выдаёт ровно вдвое более высокую производительность, чем старичок Core i7-2700K.

Если же говорить о том приросте в скорости выполнения ресурсоёмких задач, которую может обеспечить Core i7-6700K по сравнению с Core i7-4790K, то тут уже столь впечатляющих иллюстраций к результатам работы интеловских инженеров привести нельзя. Максимальное преимущество новинки наблюдается в Lightroom, здесь Skylake оказался лучше в полтора раза. Но это скорее – исключение из правила. В большинстве же мультимедийных задач Core i7-6700K по сравнению с Core i7-4790K предлагает лишь 10-процентное улучшение производительности. А при нагрузке иного характера разница в быстродействии и того меньше или же вообще отсутствует.

Отдельно нужно сказать пару слов и о результате, показанном Core i7-5775C. Из-за небольшой тактовой частоты этот процессор медленнее, чем Core i7-4790K и Core i7-6700K. Но не стоит забывать о том, что его ключевой характеристикой является экономичность. И он вполне способен стать одним из лучших вариантов с точки зрения удельной производительности на каждый ватт затраченной электроэнергии. В этом мы легко убедимся в следующем разделе.

Энергопотребление

Процессоры Skylake производятся по современному 14-нм технологическому процессу с трёхмерными транзисторами второго поколения, однако, несмотря на это, их тепловой пакет вырос до 91 Вт. Иными словами, новые CPU не только «горячее» 65-ваттных Broadwell, но и превосходят по расчётному тепловыделению Haswell, выпускаемые по 22-нм технологии и уживающиеся в рамках 88-ваттного теплового пакета. Причина, очевидно, состоит в том, что изначально архитектура Skylake оптимизировалась с прицелом не на высокие частоты, а на энергоэффективность и возможность использования в мобильных устройствах. Поэтому для того, чтобы десктопные Skylake получили приемлемые тактовые частоты, лежащие в окрестности 4-гигагерцевой отметки, пришлось задирать напряжение питания, что неминуемо отразилось на энергопотреблении и тепловыделении.

Впрочем, процессоры Broadwell низкими рабочими напряжениями тоже не отличались, поэтому существует надежда на то, что 91-ваттный тепловой пакет Skylake получили по каким-то формальным обстоятельствам и, на самом деле, они окажутся не прожорливее предшественников. Проверим!

Используемый нами в тестовой системе новый цифровой блок питания Corsair RM850i позволяет осуществлять мониторинг потребляемой и выдаваемой электрической мощности, чем мы и пользуемся для измерений. На следующем ниже графике приводится полное потребление систем (без монитора), измеренное «после» блока питания и представляющее собой сумму энергопотребления всех задействованных в системе компонентов. КПД самого блока питания в данном случае не учитывается. Для правильной оценки энергопотребления мы активировали турборежим и все имеющиеся энергосберегающие технологии.

В состоянии простоя качественный скачок в экономичности настольных платформ произошёл с выходом Broadwell. Core i7-5775C и Core i7-6700K отличаются заметно более низким потреблением в простое.

Зато под нагрузкой в виде перекодирования видео самыми экономичными вариантами CPU оказываются Core i7-5775C и Core i7-3770K. Новейший же Core i7-6700K потребляет больше. Его энергетические аппетиты находятся на уровне старшего Sandy Bridge. Правда, в новинке, в отличие от Sandy Bridge, есть поддержка инструкций AVX2, которые требуют достаточно серьёзных энергетических затрат.

На следующей диаграмме приводится максимальное потребление при нагрузке, создаваемой 64-битной версией утилиты LinX 0.6.5 с поддержкой набора инструкций AVX2, которая базируется на пакете Linpack, отличающемся непомерными энергетическими аппетитами.

И вновь процессор поколения Broadwell показывает чудеса энергетической эффективности. Однако если смотреть на то, сколько электроэнергии потребляет Core i7-6700K, то становится понятно, что прогресс в микроархитектурах обошёл стороной энергетическую эффективность настольных CPU. Да, в мобильном сегменте с выходом Skylake появились новые предложения с чрезвычайно соблазнительным соотношением производительности и энергопотребления, однако новейшие процессоры для десктопов продолжают потреблять примерно столько же, сколько потребляли их предшественники за пять лет до сегодняшнего дня.

Выводы

Проведя тестирование новейшего Core i7-6700K и сравнив его с несколькими поколениями предшествующих CPU, мы вновь приходим к неутешительному выводу о том, что компания Intel продолжает следовать своим негласным принципам и не слишком стремится наращивать быстродействие десктопных процессоров, ориентированных на высокопроизводительные системы. И если по сравнению со старшим Broadwell новинка предлагает примерно 15-процентное улучшение производительности, обусловленное существенно лучшими тактовыми частотами, то в сравнении с более старым, но более быстрым Haswell она уже не кажется столь же прогрессивной. Разница в производительности Core i7-6700K и Core i7-4790K, несмотря на то, что эти процессоры разделяет два поколения микроархитектуры, не превышает 5-10 процентов. И это очень мало для того, чтобы старший десктопный Skylake можно было бы однозначно рекомендовать для обновления имеющихся LGA 1150-систем.

Впрочем, к столь незначительным шагам Intel в деле повышения скорости работы процессоров для настольных систем стоило бы давно привыкнуть. Прирост быстродействия новых решений, лежащий примерно в таких пределах, – давно сложившаяся традиция. Никаких революционных изменений в вычислительной производительности интеловских CPU, ориентированных на настольные ПК, не происходит уже очень давно. И причины этого вполне понятны: инженеры компании заняты оптимизацией разрабатываемых микроархитектур для мобильных применений и в первую очередь думают об энергоэффективности. Успехи Intel в адаптации собственных архитектур для использования в тонких и лёгких устройствах несомненны, но адептам классических десктопов при этом только и остаётся, что довольствоваться небольшими прибавками быстродействия, которые, к счастью, пока ещё не совсем сошли на нет.

Однако это совсем не значит, что Core i7-6700K можно рекомендовать лишь для новых систем. Задуматься о модернизации своих компьютеров вполне могут обладатели конфигураций, в основе которых лежит платформа LGA 1155 с процессорами поколений Sandy Bridge и Ivy Bridge. В сравнении с Core i7-2700K и Core i7-3770K новый Core i7-6700K выглядит очень неплохо – его средневзвешенное превосходство над такими предшественниками оценивается в 30-40 процентов. Кроме того, процессоры с микроархитектурой Skylake могут похвастать поддержкой набора инструкций AVX2, который к настоящему моменту нашел достаточно широкое применение в мультимедийных приложениях, и благодаря этому в некоторых случаях Core i7-6700K оказывается быстрее гораздо сильнее. Так, при перекодировании видео мы даже видели случаи, когда Core i7-6700K превосходил Core i7-2700K в скорости работы более чем в два раза!

Есть у процессоров Skylake и целый ряд других преимуществ, связанных с внедрением сопутствующей им новой платформы LGA 1151. И дело даже не столько в появившейся в ней поддержке DDR4-памяти, сколько в том, что новые наборы логики сотой серии наконец-то получили действительно скоростное соединение с процессором и поддержку большого количества линий PCI Express 3.0. В результате, передовые LGA 1151-системы могут похвастать наличием многочисленных быстрых интерфейсов для подключения накопителей и внешних устройств, которые лишены каких-либо искусственных ограничений по пропускной способности.

Плюс к тому, оценивая перспективы платформы LGA 1151 и процессоров Skylake, в виду нужно иметь и ещё один момент. Intel не будет спешить с выводом на рынок процессоров следующего поколения, известных как Kaby Lake. Если верить имеющейся информации, представители этой серии процессоров в вариантах для настольных компьютеров появятся на рынке только в 2017 году. Так что Skylake будет с нами ещё долго, и система, построенная на нём, сможет оставаться актуальной в течение очень продолжительного промежутка времени.

Характеристики HD Graphics 4000

К сожалению, актуальная на данный момент версия программы GPU-Z не определяет корректно характеристики видеоядра. К слову о ядре: оно несет в себе 16 исполнительных блоков, в то время как ядро HD 3000 несло в себе лишь 12 блоков. Прогресс налицо. Количество блоков растеризации равняется 2 шт. Программа подтверждает аппаратную поддержку DirectX 11. Как обычно, вы сможете сами выбирать через BIOS материнской платы, будете ли вы использовать встроенное в процессор видеоядро, или же воспользуетесь дискретным видеоадаптером. Большинство материнских плат сами умеют определять, установлена у вас в данный момент видеокарта, или вы подключились к встроенному ядру.

Давайте взглянем на производительность новой «встройки». Конкурировать ей придется с предшественником в лице процессора Intel Core i5 2500K. Ну, здесь мы не сомневаемся, что ядро HD 4000 покажет результаты более высокие, нежели HD 3000. Куда более интересно сравнить производительность HD 4000 и встроенной графики компании AMD HD 6550D, которая располагается в процессоре AMD A8-3850. Последняя славится своей высокой производительностью в современных приложениях. Конечно, до уровня мощных дискретных решений ей не дотянуться, но она на это и не претендует. Напомним, процессор AMD A8-3850 на рынке уже практически год, а это большой срок.

Тестовый стенд Intel

Процессоры - Intel Core i5 2500K, Intel Core i7 3770K
Материнская плата - Intel DZ77GA-70K
Система охлаждения - Thermaltake Frio с двумя вентиляторами
Блок питания - Corsair HX850W
Видеодрайверы - Intel 8.15.10.2696
Система охлаждения - BOX
Термоинтерфейс - Arctic Silver 5
Оперативная память - Corsair XMS3 1600 МГц, 9-9-9-24, 2x4 Гбайт
Жесткий диск - Intel SSD 320 Series, 160 Гбайт
Блок питания - Corsair HX850W
Монитор - Dell U2711b, 2560 х 1440
Операционная система - Windows 7, x64
Видеодрайверы - AMD 12.3

Тестовый стенд AMD

Процессор - AMD A8-3850 (2900 МГц, 4 Мбайт кэш 2 уровня)
Материнская плата - AsRock A75M-HVS Socket FM1
Система охлаждения - BOX
Термоинтерфейс - Arctic Silver 5
Оперативная память - Corsair XMS3 1600 МГц, 9-9-9-24, 2x4 Гбайт
Жесткий диск - Intel SSD 320 Series, 160 Гбайт
Блок питания - Corsair HX850W
Монитор - Dell U2711b, 2560 х 1440
Операционная система - Windows 7, x64
Видеодрайверы - AMD 12.3

Как вы понимаете, интегрированное видеоядро HD 3000 не поддерживает аппаратно DirectX 11. Поэтому в некоторых результатах вы не увидите процессора Core i5 2500K. Это значит, что данный тест работает под управлением API DirectX 11.

После некоторых размышлений было принято решение остановиться на разрешении 1366х768, как наиболее востребованном в мобильном сегменте. Самый большой рынок сбыта у встроенных решений - это рынок ноутбуков, а большинство современных ноутбуков оснащаются экранами с разрешением 1366х768. К тому же, вряд ли найдется смельчак, который рискнет запустить игры на интегрированной графике в Full HD разрешении. Детализация картинки во всех тестах была выдвинута на medium, т.е. среднее качество. Популярные бенчмарки 3DMark Vantage и 3DMark 11 запускались с настройками Entry, т.е. самыми низкими.

Встречайте следующий "тик": 23 апреля 2012 Intel объявляет новые процессоры Ivy Bridge. В общей сложности представлено 14 новых моделей для настольных ПК и ноутбуков. Добавим к этому восемь разновидностей чипсетов, которые были уже частично представлены, а также пять опций беспроводной связи. В данной статье мы внимательно рассмотрим настольные процессоры, а мобильным CPU посвящен наш второй обзор.

Третье поколение микроархитектуры Intel Core является "тиком" из модели Intel "тик-так", то есть подразумевает уменьшение техпроцесса. По идее, Intel должна была взять микро-архитектуру предыдущего поколения "Sandy Bridge" и снизить техпроцесс. В результате CPU производились бы по 22-нм процессору, включающему новые Tri-Gate транзисторы от Intel.

Но Intel решила несколько оптимизировать CPU и внести ряд улучшений. Таким образом, процессоры Ivy Bridge - это не просто модели Sandy Bridge с меньшим техпроцессом. Как подчеркивается в маркетинговых материалах Intel, новые CPU являются "тиком+". Впрочем, как мы увидим чуть ниже, улучшения коснулись, главным образом, только графического ядра.

Для тестов мы получили следующие процессоры, по которым хорошо видно, что Intel решила ещё раз изменить схему именования.

Intel Core i7-3770K
Intel Core i5-3570K
Intel Core i5-3550
Intel Core i5-3450

Intel Core i7-3770K - новая топовая модель в семействе, призванная заменить Core i7-2700K. Тактовые частоты приведены в таблице ниже - они немного сдвинулись по сравнению с предыдущим поколением. На смену очень популярному процессору Core i5-2500K объявлен Core i5-3570K. Поддержки Hyper-Threading ожидать не приходится, как и у всех моделей Core i5, но тактовые частоты CPU довольно высоки. Третья и четвёртая полученные нами модели Core i5-3550 и Core i5-3450 являются нынешними процессорами начального уровня в семействе Ivy Bridge (модели Core i3 будут объявлены позже). Все процессоры Ivy Bridge получили в своё распоряжение контроллер памяти DDR3-1600, который позволяет рассчитывать на чуть более быстрый двухканальный интерфейс памяти.

Представляем тест: новый флагман Intel для настольного сегмента, процессор Core i7-3770K, а также младшие модели семейства Ivy Bridge.

В следующей таблице приведены характеристики настольных CPU в нашем тестировании:

Настольные процессоры Ivy Bridge (Quad Core)
Prozessor	Core i7-3770K	Core i5-3570K	Core i5-3550	Core i5-3450	Для сравнения: Core i7-2700K
Цена	313 долларов США 10 900 руб. в России	212 долларов США 6 900 руб. в России	194 долларов США 6 300 руб. в России	174 долларов США 5 700 руб. в России	289 евро в Европе 10 300 руб. в России
Тепловой пакет (TDP)	77 Вт	77 Вт	77 Вт	77 Вт	95 Вт
Ядра/ потоки	4 8	4 4	4 4	4 4	4 8
Частота CPU	3,5 ГГц	3,4 ГГц	3,3 ГГц	3,1 ГГц	3,5 ГГц
Turbo 4 ядра	3,7 ГГц	3,6 ГГц	3,5 ГГц	3,3 ГГц	3,6 ГГц
Turbo 2 ядра	3,9 ГГц	3,8 ГГц	3,7 ГГц	3,5 ГГц	3,8 ГГц
Turbo 1 ядро	3,9 ГГц	3,8 ГГц	3,7 ГГц	3,5 ГГц	3,9 ГГц
Интерфейс памяти	Два канала DDR3-1600 (поддержка Low Voltage)				Два канала DDR3-1333
Кэш L3	8 Мбайт	6 Мбайт	6 Мбайт	6 Мбайт	8 Мбайт
Intel HD Graphics	HD 4000	HD 4000	HD 2500	HD 2500	HD 3000
Частота GPU	650 МГц		650 МГц	650 МГц	850 МГц
Частота GPU Turbo	1150 МГц (макс.: 1350 МГц)		1100 МГц	1100 МГц	1350 МГц
PCIe 3.0	Да	Да	Да	Да	Нет
Intel Secure Key	Да	Да	Да	Да	Нет
OS Guard	Да	Да	Да	Да	Нет
vPro, VT-d, TXT, SIPP	Нет, только модели не-K		Да	Нет	Да
Разблокированный множитель	Да	Да	Нет	Нет	Да

В дополнение к перечисленным моделям Intel также продаёт процессор Core i7-3770. У этой модели нет разблокированного множителя, а также и частоты несколько отличаются: у Core i7-3770 частотные характеристики аналогичны в режимах Turbo процессору Core i7-3700K, но базовая частота составляет 3,4 ГГц. Так что процессор будет медленнее модели "K", но только если выключить технологию Intel Turbo. Среди преимуществ процессоров "не K" можно отметить поддержку технологий vPro, VT-d, TXT и SIPP - впрочем, оверклокерам эти функции вряд ли будут интересны.

Скриншоты CPU-Z процессоров i7-3770K, i5-3570K ...

...и i5-3550 и i5-3450

Процессоры Intel Core i5-3550 и i5-3450 используют меньшие тактовые частоты (максимальная частота Turbo составляет 3,7 и 3,5 ГГц). Кроме того, у данных моделей используется не "старшее" графическое ядро Intel HD Graphics 4000, а "младший" вариант Intel HD Graphics 2500, у которого урезаны вычислительные блоки. "Младший" процессор i5-3450 также не имеет поддержки vPro, VT-d, TXT и SIPP.

Помимо стандартных моделей с тепловым пакетом 77 Вт Intel также представила четыре процессора с меньшим TDP: Core i7-3770S и i7-3770-T очень близки к процессорам Core i7-3770, хотя и отличаются тактовыми частотами, но при этом тепловой пакет снижен до 65 или 45 Вт, уменьшены напряжение и частоты. Процессоры Core i5-3550S и i5-3450S имеют тепловой пакет 65 Вт и соответствуют процессорам Core i5-3550 и i5-3450, но, опять же, напряжение и частоты снижены.

Если вы следите за нашими новостями, то наверняка заметили сообщение . Конечно, в данном случае речь идет только об упаковке процессоров, на которой был указан тепловой пакет 95 Вт. По данному вопросу мы получили чёткий ответ Intel:

Третье поколение четырёхъядерных процессоров Intel обладает стандартным тепловым пакетом (TDP) 77 Вт. В некоторых случаях вы могли увидеть ссылки на TDP 95 Вт. Intel требует, чтобы OEM-производители продолжали разрабатывать платформы на основе чипсетов серии Intel 7 Series, ориентируясь на целевой TDP 95 Вт, чтобы гарантировать совместимость со вторым поколением процессоров Intel.

Все модели Ivy-bridge заявлены с тепловым пакетом 77 Вт - это можно видеть по приведенному утверждению Intel, но компания оставила себе возможность объявить в будущем модели Ivy Bridge на более высоких тактовых частотах или шестиядерные процессоры с тепловым пакетом 95 Вт. Для подобного шага системные интеграторы на рынке будут иметь совместимые системы, что упростит выведение новых CPU.

Для наших тестов Intel выслала процессор Core i7-3770K. Другие модели Ivy Bridge мы получили от магазина Alternate, который предлагает немало комплектующих по выгодному соотношению цена/производительность. Симуляция других CPU через Core i7-3770K не представляется возможной из-за разных размеров кэша

Проблема решена

Достоинства: Совместимость с 1155-контактными сокетами материнских плат с новыми чипсетами: B75, Q77, H77, Z75 и Z77, - а также со старыми H61, H67, P67 и Z68 после обновления биоса (уже почти всеми производителями заявлена поддержка и доступны новые версии биоса для скачивания). Материнские платы с чипсетами Q65, Q67 и B65 этот процессор не поддерживают. В моём случае взял плату ASRock Z77 Extreme6. Прошивка и вовсе не потребовалась. Встроенный контроллер памяти поддерживает 1600 MHz в штатном режиме, максимальная поддерживаемая частота 2800 MHz. Переход на новый техпроцесс (22 нм) позволил снизить энергопотребление с 95 Вт, как у наиболее близкого по характеристикам Core i7-2700k (32 нм), до 77 Вт и даже незначительно улучшить производительность. До двух раз более впечатляющие результаты по встроенной графике в сравнении с предыдущим поколением (hd3000) в синтетических тестах. Добавлена поддержка DirectX 11, а также подключения одновременно трех мониторов. Прирост производительности в играх не так сильно заметен. На низких настройках графики новые игры вполне играбельны, что с трудом, но всё же позволяет пережить отсрочку покупки мощной дорогостоящей видеокарты. Видео FullHD встроенная графика "играет" без нареканий. Поддержка нового стандарта PCI Express 3.0, обладающего большей пропускной способностью (8 GT/s против 5 GT/s у PCI Express 2.0 и 2.1), - хороший задел на будущее, пока разница между производительностью видеокарт на PCI Express 3.0 и PCI Express 2.0 пропорционально не приблизится к разнице пропускной способности интерфейсов, на которых они основаны. Недостатки: При сборке на материнских платах со старыми чипсетами (вышедшими ранее, но с заявленной сейчас поддержкой) может потребоваться прошивка биоса. На сколько знаю, для этого придётся раздобыть другой процессор, который плата уже поддерживает, либо обратиться в сервисный центр, где это могут сделать даже без процессора (специальным устройством - программатором). Как стало известно, изменилась площадь кристалла и тип термоинтерфейса между кристаллом и крышкой. Возможно, в совокупности с особенностями новой архитектуры транзисторов (с вертикально расположенным затвором) это и стало причиной снижения разгонного потенциала этих процессоров. Комментарий: Свой компьютер я собрал с нуля, поэтому выбор пал сразу на 3770K и материнскую плату с самым новым чипсетом для 1155 сокета. Как вариант, рассматривал покупку более дешёвой материнской платы на Z68, но с поддержкой Ivy Bridge и PCI Express 3.0. Прошивка вышла спустя неделю после начала продаж процессора. Однако, решил не заморачиваться и взял плату на Z77. Как сторонника разумного разгона меня смутило, что в качестве внутреннего термоинтерфейса используется термопаста, а не припой. Всё зависит от крышки процессора. Если она окажется негерметична, то это подарит процессору к запланированному моральному еще и физическое устаревание, а повышение температурного режима в результате разгона его только ускорит. Так это или нет - время покажет. А пока у меня быстрейший процессор по более-менее адекватной цене. Под стать штатной частоте контроллера памяти в процессоре поставил память Corsair CML16GX3M4X1600C8 с невысокими задержками и низкопрофильными радиаторами, а встроенная в процессор графика даст время подыскать что-нибудь стоящее из видеокарт.