Многим пользователям известен лидер процессоростроения – компания Intel, но мало кто помнит историю ее становления, особенно период царствования одной удачной архитектуры.
Давайте вернемся в 2011 год, что не так уж и далеко по меркам исторического континуума. После выхода Core и Nehalem компания анонсировала процессоры Sandy Bridge. И в их числе был поистине массовый бестселлер i7-2600K: относительно доступный (с тем-то курсом доллара), хорошо разгоняющийся, энергоэффективный и… с припоем под крышкой.
Модели Sandy Bridge – i5-2500K и i7-2600K – продавались как горячие пирожки, поскольку после не совсем удачных процессоров Nehalem они обладали целым рядом нововведений и собственными достоинствами.
К тому же, как бы это парадоксально ни звучало, даже в 2017 году данная архитектура все еще способна удовлетворять запросы большинства пользователей. Особенно в тандеме с правильной материнской платой и прямыми руками.
В таком случае можно легко получить 5 ГГц с воздушным охлаждением. Да, Sandy Bridge позволил с большой долей вероятности говорить о первом процессоре Intel, покорившем частоту 5 ГГц на воздухе. И мало кто тогда задумывался о скальпировании. Разве это не заслуга компании?
Увы, или, наоборот, к счастью, технологии не стояли на месте, и Sandy Bridge заменил преемник в виде Ivy Bridge. 32 нм сменились 22 нм, но по сути это ничего не меняло.
Начиная с Ivy Bridge, появились проблемы компактного размещения транзисторов, под высокими напряжениями у ЦП пропадали линии PCI-e и каналы контроллера памяти, а разгон все еще оставался уделом моделей с приставкой «К». Немудрено, что после попадания новинок в руки энтузиастов энтузиазм последних поубавился. Вместо радужных надежд на беспроблемные >5 ГГц на воздухе получили температуры до 90°C под нагрузкой.
С другой стороны, прогресс ядра Ivy Bridge заключался в применении оригинальных «трехмерных» Tri-Gate транзисторов, взамен обычных планарных, вследствие чего уменьшилась площадь кристалла. Помимо роста частоты работы топового CPU (i7-2600К 3.4-3.8 ГГц, i7-2700К 3.5-3.8 ГГц, i7-3770К 3.5-3.9 ГГц), других отличий не было, а разработчики Intel уделили свое внимание лишь графической части ЦП.
Новые модели хоть и работали при меньшем напряжении vCPU, выделяли гораздо больше тепла. В среднем исправный i7-2700К при напряжении 1.3 В обеспечивал 4500 МГц с большим запасом по температуре (70-75°C), i7-3770К довольствовался 1.2 В, но прогревался уже до 75-80°C. Однако с точки зрения истинных оверклокеров Ivy Bridge казался промахом со стороны Intel, ведь он уступал в плане разгона и добавил проблем с тепловыделением.
В скором времени народ вспомнил о скальпировании, применяя этот метод как единственный способ излечить процессоры от нового недуга. А надежды возложили на новое ядро, которое могло принести или хотя бы вернуть старые добрые 5 ГГц при воздушном охлаждении.
И снова чуда не произошло. Появившиеся процессоры Haswell были словно братья Ivy Bridge. Стабильные частоты в разгоне откатились до совсем неприличных величин – 4200-4400 МГц. А пользователи, точнее энтузиасты, были в очередной раз заманены в ловушку маркетологами. На самом деле в процессе скальпирования и замены термоинтерфейса нуждался каждый вышедший с конвейера процессор i7-4770К.
Стоит упомянуть такой нюанс – архитектура Haswell разрабатывалась как универсальная с оглядкой на мобильный сектор, поэтому Intel сконцентрировалась на низком энергопотреблении и достаточно грубом режиме Turbo. В результате i7-4770К даже не прибавил в частоте, оставшись при своих 3.5-3.9 ГГц. И только спустя год его сменил i7-4790К, частоты которого выросли до 4.0-4.4 ГГц.
Haswell Refresh, а именно так называлось обновленное ядро, ближе всех подобрался к результатам Sandy Bridge. «Из коробки» можно было достичь 4.6-4.8 ГГц при использовании производительной системы охлаждения. Но на смену им выпустили процессоры Skylake, снова ничем не выделяющиеся среди массы ЦП Intel.
С одной стороны, штатные частоты постепенно повышаются:
С другой – частотный потенциал моделей Core i7 с литерой К лежит в диапазоне 4.5-5.0 ГГц, причем чем дальше, тем хуже. Правда, иногда бывает передышка, но и она в целом ничего не меняет.
| Модель | Площадь | Количество транзисторов | Техпроцесс |
| Sandy Bridge | 216 | 1160 | 32 |
| Ivy Bridge | 133 | 1480 | 22 |
| Haswell | 177 | 1400 | 22 |
| Skylake | 122 | 1350 | 14 |
Итак, подведем промежуточные итоги. Что же получилось у компании, спустя шесть лет после выпуска действительно инновационного процессора с ядром Sandy Bridge? Напомним, что в нем впервые появились такие новшества, как объединение графического и вычислительного ядер в одно целое, интегрированные северный мост, контроллер памяти и кэш-память, кольцевая шина. Да и производительность в те времена росла линейно с каждым новым обновлением на 3-7%.
Но с тех пор никаких фундаментальных изменений не происходило. Процессоры эволюционировали слабо, сменяя друг друга и требуя попутно новых чипсетов. И пусть внутренняя микроархитектура получила ряд новых команд (AVX, AES), а также видоизмененный и улучшенный исполнительный конвейер, впоследствии отдельный кэш, алгоритмы предсказаний ветвлений, унифицированные исполнительные порты и прочее – глобально все взятые нововведения тянут лишь на определение «фейслифтинг».
Реального прорыва, как было с переходом от Nehalem к Sandy Bridge, так и не состоялось. Возможно, это связано с тотальным доминированием Intel на рынке и вытекающим отсюда нежеланием компании что-то менять. Процесс протекал сам собой. И все последующие улучшения в архитектуре дизайна ядра внесли лишь минорные улучшения и едва ли повлияли на общую производительность.
Среди всех изменений мы упустили ядро Broadwell, которое позволило Intel заговорить о превосходстве над соперником по всем фронтам, в том числе и в плане графической составляющей. Но этот проект быстро сошел со сцены, и я подозреваю, что в основном из-за дороговизны производства ЦП с видеоядром Iris. К тому же, настольные решения так и не созрели до сбалансированного CPU по части вычислительных возможностей CPU+GPU. А воевать с AMD и почти бесплатными APU, Intel не захотела.
Не стоит забывать и о некоторых спорных улучшениях, таких как замена бесфлюсового состава термоинтерфейса на полимерный. Это серьезно ухудшило разгон процессоров и заставило энтузиастов искать методы замены термопасты на жидкий металл. Вдвойне было обидно осознавать, что внутри CPU происходят существенные изменения, но опять же суммарно дающие не более 5-10% производительности. Вспомнить хотя бы переход Ivy-Bridge -> Haswell. В последнем была переработана фронтальная часть конвейера с последующим улучшением результативности предсказания переходов или оптимизации параллельно выполняемого процессором кода, а также добавлены два порта в исполнительном блоке, что дало Haswell возможность обрабатывать до восьми операций за такт. Увы, в повседневных задачах он не блистал, и только в узкоспециализированных приложениях, заточенных под AVX2, наблюдалось серьезное превосходство.
Представители Skylake стали своего рода процессорами, объединившими старые и новые методы поиска сбалансированного ядра. Вторая ревизия 14 нм транзисторов получилась удачнее, чем та, что побывала в процессорах Broadwell, к тому же интегрированный преобразователь питания вновь переместился на материнскую плату, что было сделано в угоду высокой степени интегрированности мобильных процессоров. Номинальные частоты поднялись до приемлемых значений, но под крышкой все еще оставалась простая термопаста, которой свойственно усыхать со временем. Ради экономии пострадала и подложка процессора – она банально уменьшилась почти наполовину. В результате некоторые умельцы умудрялись продавить и вывести процессоры из строя. А раз больших скачков в производительности не было, Intel ударилась в сторону очередного решения вопроса энергоэффективности. Благо на рынке появилась память стандарта DDR4.
Приводя статистику роста производительности, необходимо отметить, что от Sandy Bridge до Skylake прошло немногим более пяти лет, а в наиболее благоприятных задачах абсолютный прирост в среднем составил 30-35%. Учитывая почти полное отсутствие улучшений в новом ядре (изменился лишь мультимедийный блок), получается, за шесть лет ежегодный рост составил около 5.5-6.0%. Причем номинальная частота увеличилась с 3.5 до 4.2 ГГц, что в численном выражении можно выразить как «на 3.3% ежегодно». Поэтому данный обзор и его результаты можно смело оценивать без подробного описания процессоров, достаточно взглянуть на цифры и сделать выводы самостоятельно.
Тестовая конфигурация:
Процессоры и режимы их работы:
Стоит немного рассказать о применяемых в тестировании программах и причинах их выбора.
WinRAR 5.01 x64 – используется встроенный тест производительности. Сама программа размещена на разделе диска, который находится на SSD накопителе, тем самым исключается низкая производительность классического HDD. Результат теста – это среднее значение, полученное после трех запусков программы. WinRAR неспроста фигурирует в данном обзоре, ведь нам часто приходится скачивать и распаковывать файлы. Тем более RAR очень распространен среди архиваторов и хорошо поддерживает многопоточность.
XnView – распространенная программа для просмотра фотоматериала. Она бесплатна и легка в использовании. Дополнительно в нее встроены простые функции для переконвертирования форматов, внесения изменений и прочего. Нас интересует время, за которое программа внесет изменения и сохранит тридцать пять файлов NEF формата. Предъявляются типичные требования фотолюбителя: изменение баланса цвета, смена температуры, выравнивание горизонта, убирание выпуклости, добавление резкости, изменение размера до 1900 пикселей по большей стороне. Сам тест рассчитан всего на пару ядер, но новые инструкции очень хорошо сказываются в работе программы. Иными словами, чем свежее архитектура и выше частота ядер, тем быстрее тест выполняется.
Adobe Photoshop CС 2015. Результат тестирования – это время наложения фильтров на одну картинку объемом 50 Мпикс. Применяются стандартные фильтры и операции: изменение размера, настройки гаммы и прочее. Вполне типичный набор для программы. В отличие от видеокодирования, Photoshop так и не стал многопоточным, скорее его можно назвать умеренно загружающей ядра процессора программой. Встроенное видеоядро отключено. Сделано это по причине неработоспособности библиотек Intel и AMD.
Cinebench R15. Распространенный тест процессора в рендере.
Adobe Media Encoder CC 2015 – видеоконвертер, позволяющий работать с 4К видео. Задача – перекодировать 4К видео в формат готового пресета YouTube HD 1080P 29.97. Входной формат видео: MPEG-4, профиль формата Base Media / Version 2, размер файла 1.68 Гбайт, битрейт постоянный 125 Мбит/с, профиль формата High@L5.1, разрешение видео 3840 х 2160 пикселей, число кадров 29.970.
X265 1.5+448 8bpp X64 – тестирование скорости транскодирования видео в перспективный формат H.265/HEVC.
Adobe InDesign СС 2014 – вывод 56-страничного сверстанного материала с фотографиями в формате NEF в формат PDF 1.7 полиграфического качества.
Hexus PiFast – тест, аналогичный SuperPI. Суть работы – подсчет числа «пи» до определенного знака.
Corona 1.3 Benchmark – это система рендеринга, разработанная одним энтузиастом. Сейчас находится в стадии бета-тестирования. Бенчмарк использует неизменяемый набор настроек.
SVPmark – тест производительности системы при работе с пакетом SmoothVideo Project (SVP), использующий для теста реальные алгоритмы и параметры, применяющиеся в SVP 3.0.
Geekbench 4 – кросс-платформенный тест для измерения быстродействия процессора и подсистемы памяти компьютера.
LinX – оболочка LinX версии 0.7.0 в комплекте с библиотеками вычисления Linpack для 64 bit. Измеряет производительность процессора в ГФлопс.
HEVC – HEVC Decode Benchmark (Corba) V 1.6.1 с библиотеками 4К.
Здесь же отметим, что уровень энергопотребления измеряется в программе LinX 0.7.0.
Настройки:
Настройки:
Настройки:
Настройки:
Настройки:
Настройки:
Настройки:
Настройки:
Настройки:
Настройки:
Настройки:
Настройки:
Настройки:
Новый процессор очень похож по поведению на представителей Haswell Refresh, но с одним уточнением. Из-за своего тепловыделения он не способен оценить высокое напряжение.
Учтите, что в новых решениях Intel площадь ядра постепенно уменьшается, а используемый термоинтерфейс не в состоянии передать все тепло с приемлемой скоростью. Поэтому, как и в случае с предыдущими моделями, мы рекомендуем заменять его. А пока цифры получились следующие.
Максимальная температура в зависимости от напряжения и частоты работы.
Максимальное энергопотребление системы в зависимости от напряжения и частоты работы.
Скорее всего, в новых обзорах вы вряд ли встретите лестные отзывы о Intel i7-7700K из-за отсутствия заметного прироста производительности в перерасчете на один мегагерц, но я бы не стал списывать его со счетов раньше времени. Ведь потенциал у процессора определенно есть, и после замены термопасты в любом случае можно достичь большей частоты при меньшем напряжении. При этом энергопотребление никак не улучшилось, а камнем преткновения остался недостаточно эффективный термоинтерфейс под крышкой.
С другой стороны, у i7-7700K есть и свои сильные стороны. И в их числе совместимость с существующими материнскими платами после обновления прошивки BIOS. Кроме того, новые решения вкупе с обновленным набором системной логики предлагают четыре дополнительных линии PCI-e, Thunderbolt 3 (с возможностью подключения до двух мониторов с разрешением 4K, либо одного с разрешением 5K), поддержку технологии памяти Intel Optane (3D Xpoint), поддержку формата сжатия видео HEVC (H.265) с глубиной цвета 10 бит и VP9 с глубиной цвета 10 бит и ускорением декодирования, поддержку технологии защиты медиаконтента HDCP 2.2, а также большее число скоростных линий I/O для связи с USB и SATA (30 линий вместо 26).
К сожалению, нельзя умолчать и об еще одном недостатке новой системы: отныне не следует ожидать никаких драйверов для старых операционных систем, только для Windows 10.
Выражаем благодарность за помощь в подготовке материала:
