Изучаем процессоры Intel Skylake: тест iGPU, с внешней видеокартой, а также подведение итогов 2D/3D

Оглавление

• Вступление
• Сравнительные характеристики
• Тестовые конфигурации
• Частоты iGPU и памяти
• Инструментарий и методика тестирования 3D
• Результаты тестов со встроенным GPU
• 3DMark
• Metro Last Light
• Battlefield 4
• GTA V
• Witcher 3
• Результаты тестов с GeForce GTX 980
• Metro Last Light
• Battlefield 4
• GTA V
• Witcher 3
• Подведение итогов 3D
• Заключение

Вступление

В предыдущем обзоре мы рассмотрели 2D производительность процессоров Intel Skylake и лишь слегка затронули их работу в 3D. Настало время дополнить тот материал исследованием, по результатам которого воочию можно будет убедиться, насколько хорош или плох новый CPU.

В тесте примут участие все те же знакомые лица, но для объективности добавим к ним APU AMD. Причем не один, а сразу несколько, с разным встроенным графическим ядром. Сейчас у AMD модели APU получают GCN графику в двух вариациях: 384 и 512 исполнительных устройства. На первый взгляд, разница колоссальная, но на деле основным ограничителем для них выступает частота памяти.

Новые процессоры Intel в исполнении i7-6700K и i5-6600K по сравнению с Broadwell лишены кэш-памяти L4, но зато работают с быстрой памятью DDR4. К тому же число исполнительных устройств увеличилось с 20 (как у Haswell Refresh) до 24 штук. В данном материале мы постараемся выяснить, как эти новшества повлияют на реальное положение дел в играх.

Напомним, что ранее мы уже познакомились как с новой платформой Intel LGA 1151, так и с производительностью процессоров Skylake в синтетических тестах. Кроме того, не избежали внимания и новые модели материнских плат, основанные на наборе системной логики Intel Z170 – MSI Z170A Gaming M7 и ASUS Z170-Deluxe.

Сравнительные характеристики

Сравнительная таблица процессоров Intel.

Тестовые конфигурации

Тестовый стенд №1

• Материнская плата: ASUS Hero VII (Intel Z97, LGA 1150);
• Система охлаждения: система водяного охлаждения;
• Термоинтерфейс: Arctic Cooling МХ-2;
• Оперативная память: Corsair Vengeance Pro Series DDR3, 2 x 8 Гбайт, 1333 МГц 9-9-9-24-1T @ 2400 МГц 10-12-12-31-1T;
• Накопитель SSD: Corsair Force Series GT, 128 Гбайт;
• Жесткий диск: WD Caviar Green WD10EADS, 1 Гбайт;
• Блок питания: Corsair AX1500i, 1500 Ватт;
• Операционная система: Microsoft Windows 7 x64 SP1.

Процессоры и режимы их работы

• Core i7-4790K. Частота – 4.0 ГГц, Turbo Boost до 4.4 ГГц, число ядер 4, число потоков 8, CPU Voltage – 1.12 В, CPU Cache Voltage – 1.255 В, CPU System Agent Voltage – 0.864 В, CPU Analog IO Voltage – 1.0 В, CPU Digital IO Voltage – 1.0 В, Internal CPU Input Voltage – 1.84 В, Dram Voltage – 1.517 В;
• Core i5-4690К. Частота – 3.5 ГГц, Turbo Boost до 3.9 ГГц, число ядер 4, число потоков 4, CPU Voltage – 1.072 В, CPU Cache Voltage – 1.226 В, CPU System Agent Voltage – 0.96 В, CPU Analog IO Voltage – 1.0 В, CPU Digital IO Voltage – 1.0 В, Internal CPU Input Voltage – 1.856 В, Dram Voltage – 1.513 В;
• Core i7-5775C. Частота – 3.3 ГГц, Turbo Boost до 3.7 ГГц, число ядер 4, число потоков 8, CPU Voltage – 1.264 В, CPU Cache Voltage – 1.154 В, CPU System Agent Voltage – 0.92 В, CPU Analog IO Voltage – 1.0 В, CPU Digital IO Voltage – 1.0 В, Internal CPU Input Voltage – 1.856 В, Dram Voltage – 1.517 В;
• Core i5-5675C. Частота – 3.1 ГГц, Turbo Boost до 3.6 ГГц, число ядер 4, число потоков 4, CPU Voltage – 1.168 В, CPU Cache Voltage – 1.192 В, CPU System Agent Voltage – 0.912 В, CPU Analog IO Voltage – 1.0 В, CPU Digital IO Voltage – 1.0 В, Internal CPU Input Voltage – 1.856 В, Dram Voltage – 1.513 В;


• Core i7-4790K. Разгон – 4.5 ГГц, 45 x 100 МГц, число ядер 4, число потоков 8, CPU Voltage – 1.265 В, CPU Cache Voltage – 1.265 В, CPU System Agent Voltage – 1.272 В, CPU Analog IO Voltage – 1.0 В, CPU Digital IO Voltage – 1.0 В, Internal CPU Input Voltage – 1.872 В, Dram Voltage – 1.668 В;
• Core i5-4690K. Разгон – 4.5 ГГц, 45 x 100 МГц, число ядер 4, число потоков 4, CPU Voltage – 1.265 В, CPU Cache Voltage – 1.265 В, CPU System Agent Voltage – 1.264 В, CPU Analog IO Voltage – 1.0 В, CPU Digital IO Voltage – 1.0 В, Internal CPU Input Voltage – 1.872 В, Dram Voltage – 1.65 В;
• Core i7-5775C. Разгон – 4.1 ГГц, 41 x 100 МГц, число ядер 4, число потоков 8, CPU Voltage – 1.275 В, CPU Cache Voltage – 1.275 В, CPU System Agent Voltage – 1.33 В, CPU Analog IO Voltage – 1.157 В, CPU Digital IO Voltage – 1.264 В, Internal CPU Input Voltage – 1.872 В, Dram Voltage – 1.668 В;
• Core i5-5675C. Разгон – 4.5 ГГц, 45 x 100 МГц, число ядер 4, число потоков 4, CPU Voltage – 1.275 В, CPU Cache Voltage – 1.275 В, CPU System Agent Voltage – 1.33 В, CPU Analog IO Voltage – 1.157 В, CPU Digital IO Voltage – 1.264 В, Internal CPU Input Voltage – 1.872 В, Dram Voltage – 1.668 В.

Тестовый стенд №2

• Материнская плата: ASUS Crossblade Ranger (AMD A88X Bolton D4, Socket FM2+);
• Система охлаждения: система водяного охлаждения;
• Термоинтерфейс: Arctic Cooling МХ-2;
• Оперативная память: Corsair Vengeance Pro Series DDR3, 2 x 8 Гбайт, 1333 МГц 9-9-9-24-2T @ 2400 МГц 10-12-12-31-2T;
• Накопитель SSD: Corsair Force Series GT, 128 Гбайт;
• Жесткий диск: WD Caviar Green WD10EADS, 1 Гбайт;
• Блок питания: Corsair AX1500i, 1500 Ватт;
• Операционная система: Microsoft Windows 7 x64 SP1.

Процессоры и режимы их работы

• AMD A10-7850K. Частота – 3.7 ГГц, Turbo Boost до 4.0 ГГц, число ядер – 4, число потоков – 4, CPU Voltage – 1.337 В, VDDNB Voltage – 1.137 В, DRAM Voltage – 1.65 В, APU Voltage – 1.05 В, VDDA Voltage – 1.8 В, NB Vref Voltage – 0.825 В;


• AMD A10-7850K. Разгон – 4.4 ГГц, число ядер 4, число потоков 4, CPU Voltage – 1.468 В, VDDNB Voltage – 1.35 В, DRAM Voltage – 1.65 В, APU Voltage – 1.15 В, VDDA Voltage – 1.8 В, NB Vref Voltage – 0.9 В.

Тестовый стенд №3

• Материнская плата: ASUS Z170-A (Intel Z170, LGA 1151);
• Система охлаждения: система водяного охлаждения;
• Термоинтерфейс: Arctic Cooling МХ-2;
• Оперативная память: DDR4 G.Skill F4-3600C17D, 2 x 4 Гбайта, 2800 МГц 16-16-16-36-1T @ 3200 МГц 16-16-16-36-1T;
• Накопитель SSD: Corsair Force Series GT, 128 Гбайт;
• Жесткий диск: WD Caviar Green WD10EADS, 1 Гбайт;
• Блок питания: Corsair AX1500i, 1500 Ватт;
• Операционная система: Microsoft Windows 7 x64 SP1.

Процессоры и режимы их работы

• Core i7-6700K. Частота – 4.0 ГГц, Turbo Boost до 4.2 ГГц, число ядер 4, число потоков 8, CPU Core/Cache Voltage – 1.264 В, Dram Voltage – 1.254 В, CPU VCCIO Voltage – 1.12 В, CPU System Agent Voltage – 1.216 В, CPU Standby Voltage – 1.003 В;
• Core i5-6600K. Частота – 3.5 ГГц, Turbo Boost до 3.9 ГГц, число ядер 4, число потоков 4, CPU Core/Cache Voltage – 1.2 В, Dram Voltage – 1.35 В, CPU VCCIO Voltage – 1.12 В, CPU System Agent Voltage – 1.208 В, CPU Standby Voltage – 1.0 В;


• Core i7-6700K. Разгон – 4.5 ГГц, 45 x 100 МГц, число ядер 4, число потоков 8, CPU Core/Cache Voltage – 1.3 В, Dram Voltage – 1.37 В, CPU VCCIO Voltage – 1.12 В, CPU System Agent Voltage – 1.25 В, CPU Standby Voltage – 1.15 В;
• Core i5-6600K. Разгон – 4.5 ГГц, 45 x 100 МГц, число ядер 4, число потоков 4, CPU Core/Cache Voltage – 1.3 В, Dram Voltage – 1.35 В, CPU VCCIO Voltage – 1.12 В, CPU System Agent Voltage – 1.25 В, CPU Standby Voltage – 1.15 В.

Частоты iGPU и памяти

Любой процессор со встроенным видеоядром (iGPU) можно разогнать. На APU AMD с разблокированным множителем повышать частоту GPU можно в BIOS, правда, на мой взгляд, компании стоило бы уделить внимание множителям, поскольку шаг достаточно крупный.

Обычно удачные модели AMD достигают частоты iGPU 960-1000 МГц. А при превышении этой планки (более 1 ГГц) чаще всего периодически бывают BSOD. Связано это с взаимным питанием: все блоки в APU завязаны между собой, повышая напряжение на одних, вы косвенно затрагиваете другие. А еще интегрированная графика APU AMD редко переносит напряжение выше 1.3 В. Нет, на первых порах все хорошо, частота стабильная и высокая (более 1 ГГц), но со временем iGPU деградирует. Поэтому в данном случае решено было остановиться на стабильной и безопасной частоте в 960 МГц.

В процессорах Haswell встроенная графика проста и элементарно разгоняется до 1.5 ГГц. При этом напряжение редко превышает 1.3 В. С Broadwell ситуация иная. Его видеоядро вдвое сложнее и больше места занимает в процессоре. К тому же внешний кэш L4 накладывает свои особенности на поведение iGPU. Согласно моим наблюдениям, средний разгон iGPU для Broadwell составляет от 1.2 до 1.3 ГГц. Для Intel Core i7-5775C c разгоном до 4.1 ГГц частота видеоядра составляла 1250 МГц при 1.275 В, для Core i5-5675C (@4.1 ГГц) результат оказался выше – 1300 МГц при 1.3 В.

В процессорах Core i7-6700К и Core i5-6600К установлено то же графическое ядро, что и у Broadwell, но с меньшим числом исполнительных юнитов и без кэш-памяти четвертого уровня. Поэтому при схожих характеристиках разгоняются они немного лучше: Core i7-6700К – 1300 МГц, Core i5-6600К – 1300 МГц. Предполагается, что большая пропускная способность памяти DDR4 частично компенсирует отсутствие кэш-памяти L4 в 128 Мбайт.

В таблице не учтена память, с которой работает встроенное графическое ядро, а ведь именно она сейчас является единственной сдерживающей силой, препятствующей дальнейшему росту производительности встроенной графики. Поэтому Intel немного опередила AMD, установив кэш-память L4 и тем самым решив часть проблемы масштабирования. Следующий шаг AMD, судя по всему, будет связан с памятью HBM.

Но с поколением Skylake мы возвращаемся на шаг назад. Да, число исполнительных блоков выросло, досталась им и память DDR4, но теперь нет ни кэш-памяти 128 Мбайт, ни мизерных задержек при обращении к памяти. Скорее всего, изменения, взятые все вместе, не отразятся на производительности, и в результате показатели встроенного видеоядра будут (плюс/минус пара процентов) схожи с теми, что мы видели у процессоров Haswell. Осталось проверить теорию на практике.

Инструментарий и методика тестирования 3D

Игровые тесты:

• 3DMark (только с iGPU);
• Metro Last Light;
• Battlefield 4;
• GTA V;
• Witcher 3.

VSync при проведении тестов был отключен.

Результаты тестов со встроенным GPU

3DMark

Настройки:

• Результаты измерения производительности Sky Diver.

Metro Last Light

Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение – 1920 х 1080;
• Качество – Low;
• Текстурная фильтрация – AF 4X;
• Motion Blur – Low;
• SSAA – выключено;
• Тесселяция – выключена;
• Продвинутый PhysX – выключен;
• Улучшенная глубина резкости – выключена.

Battlefield 4

Версия – последняя на момент тестирования, с обновлениями Origin.
Настройки:

• Разрешение – 1920 х 1080;
• Поле зрения – 90 (Hor+106);
• Поле зрения (открытый прицел) – включено;
• Поле зрения техники – 95 (Hor+111);
• Уровень размытия в движении – 0%;
• Фокусирование оружия – включено;
• Разрешение – 100%;
• Качество графики – низкое.

GTA V

Четвертая сцена во встроенном бенчмарке, самая длинная.
Настройки:

• Разрешение – 1920 х 1080;
• Длинные тени – выключены;
• Тени высокого разрешения – выключены;
• Подгрузка более детализированных текстур во время полета – выключено;
• Увеличенное расстояние подгрузки более детализированных объектов – минимальное;
• Масштаб разрешения изображения – выключено;
• Сглаживание FXAA – выключено;
• Сглаживание MSAA – выключено;
• Население города – минимальное;
• Разновидность населения – минимальное;
• Фокусировочная шкала – минимальная;
• Качество текстур – стандарт;
• Качество шейдеров – стандарт;
• Качество теней – стандарт;
• Качество отражений – стандарт;
• MSAA для отражений – выключено;
• Качество воды – стандарт;
• Качество частиц – стандарт;
• Качество травы – стандарт;
• Мягкие тени – резко;
• Настройка спецэффектов – стандарт;
• Анизотропная фильтрация – 16Х;
• Затенение АО – стандарт;
• Тесселяция – стандарт;
• Объем использованной видеопамяти – 1066 Мбайт (дан для ориентира).

Witcher 3

Настройки:

• Разрешение – 1920 х 1080;
• Размытие при движении – выключено;
• Размытие – выключено;
• Сглаживание – выключено;
• Свечение – выключено;
• Повышенная четкость – выключено;
• Рассеянное затемнение – нет;
• Глубина кадра – выключено;
• Хроматическая аберрация – выключена;
• Виньетирование – выключено;
• Световые шахты – выключено;
• Кадров в секунду – без ограничений;
• Nvidia HairWorks – выключено;
• Число персонажей на экране – низкое;
• Качество теней – низкое;
• Качество рельефа – низкое;
• Качество воды – низкое;
• Количество травы – низкое;
• Качество текстур – низкое;
• Дальность видимости растительности – низкое;
• Качество детализации – низкое.

Результаты тестов с GeForce GTX 980

Metro Last Light

Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение – 1920 х 1080;
• Качество – Very High;
• Текстурная фильтрация – AF 16X;
• Motion Blur – Normal;
• SSAA – включено;
• Тесселяция – Normal;
• Продвинутый PhysX – выключен;
• Улучшенная глубина резкости – выключена.

Battlefield 4

Версия – последняя на момент тестирования, с обновлениями Origin.
Настройки:

• Разрешение – 1920 х 1080;
• Поле зрения – 90 (Hor+106);
• Поле зрения (открытый прицел) – включено;
• Поле зрения техники – 95 (Hor+111);
• Уровень размытия в движении – 0%;
• Фокусирование оружие – включено;
• Разрешение – 100%;
• Качество графики – высокое.

GTA V

Четвертая сцена во встроенном бенчмарке, самая длинная.
Настройки:

• Разрешение – 1920 х 1080;
• Длинные тени – выключены;
• Тени высокого разрешения – выключены;
• Подгрузка более детализированных текстур во время полета – выключено;
• Увеличенное расстояние подгрузки более детализированных объектов – минимальное;
• Масштаб разрешения изображения – выключено;
• Сглаживание FXAA – выключено;
• Сглаживание MSAA – выключено;
• Население города – среднее;
• Разновидность населения – среднее;
• Фокусировочная шкала – минимальная;
• Качество текстур – высокое;
• Качество шейдеров – высокое;
• Качество теней – высокое;
• Качество отражений – высокое;
• MSAA для отражений – выключено;
• Качество воды – высокое;
• Качество частиц – высокое;
• Качество травы – высокое;
• Мягкие тени – мягко;
• Настройка спецэффектов – высокая;
• Анизотропная фильтрация – 16Х;
• Затенение АО – высокое;
• Тесселяция – высокая;
• Объем использованной видеопамяти – 2022 Мбайт (дан для ориентира).

Witcher 3

Настройки:

• Разрешение – 1920 х 1080;
• Размытие при движении – включено;
• Размытие – включено;
• Сглаживание – включено;
• Свечение – включено;
• Повышенная четкость – низкая;
• Рассеянное затемнение – SSAO;
• Глубина кадра – выключено;
• Хроматическая аберрация – выключено;
• Виньетирование – включено;
• Световые шахты – выключено;
• Кадров в секунду – без ограничений;
• Nvidia HairWorks – Геральт;
• Число персонажей на экране – высокое;
• Качество теней – высокое;
• Качество рельефа – высокое;
• Качество воды – высокое;
• Количество травы – высокое;
• Качество текстур – высокое;
• Дальность видимости растительности – высокое;
• Качество детализации – высокое.

Подведение итогов 3D

Встроенная графика новых процессоров все еще остается слишком слабой для разрешения Full HD и игры при минимальных настройках качества. Условные 30 FPS преодолевают лишь избранные модели CPU.

В качестве примера – на Intel Core i7-5775C и Core i5-5675C уже можно играть. А вот APU AMD близки к заветной цели: A10-7850K с разгоном до 4.4 ГГц вошел в число одобренных для игр APU. Но в штатном режиме даже решения AMD, наделенные встроенной графикой, не выдают 30 кадров в секунду. Что тут говорить о представителях Skylake с их 20-24 FPS на штатных частотах и 26-27 FPS в разгоне?

А значит, вывод будет простым – до тех пор, пока компания Intel не выпустит новые процессоры для десктопов с графикой GT3e, особого смысла покупать ЦП Skylake для игр нет. Проще оставить материнскую плату с сокетом LGA 1150 и установить туда CPU Broadwell.

При переходе на уровень выше, связанный с установкой дискретной видеокарты, все системы на базе Intel показали избыточную производительность. Разница между самым простым Core i5-4690K и разогнанным до 4.5 ГГц Core i7-6700K менее 10%. Причем понять, 100 это кадров в секунду или 110, на глаз не удастся никому. В обоих случаях производительности предостаточно.

И если учесть, что при переходе от низких и средних настроек графики к высоким и ультра роль процессора будет только падать, то при выборе CPU для игровой системы большее внимание стоит уделить видеокарте.

Заключение

Для полноты картины пора привести к общему знаменателю производительность рассмотренных систем – как в 2D, так и в 3D.

Очевидно, и Core i7-6700K, и Core i5-6600K лишь немногим лучше Core i7-4790K и Core i5-4690K. В среднем даже Broadwell оказывается быстрее из-за реально прогрессивной графики.

В целом же, при наличии любого процессора из семейства Sandy Bridge, Ivy Bridge или Haswell менять CPU и системную плату нецелесообразно. Единственный аргумент в пользу Skylake – это новинка с меньшим энергопотреблением. С другой стороны, теперь благодаря частоте шины, изменяемой по 1 МГц, определенную привлекательность получают заблокированные ЦП Intel, которые появятся чуть позже. Возможно, некоторые из них все-таки оснастят видеоядром GT3, что позволит создать экономную и быструю систему на пассивном охлаждении.

Выражаем благодарность за помощь в подготовке материала:

• Компаниям Intel и ASUS за предоставленные на тестирование комплектующие.
• А также лично donnerjack.