Обзор и тестирование процессора Intel Core i9-7900X: десять ядер в массовом классе

Модельный ряд Core i9 это нечто новое в списке процессоров Intel, предназначенных для массового класса, ведь до недавнего времени в линейку входили представители Celeron, Pentium, Core i3, i5 и i7. Для новых моделей CPU потребовалось создать новую группу с высоким индексом, дабы подчеркнуть существенные изменения в ядре. А это не только модификации кэшей, но и отказ от кольцевой шины.
21 июля 2017, пятница 00:00

Оглавление

Вступление

Модельный ряд Core i9 это нечто новое в списке процессоров компании Intel, предназначенных для массового класса, ведь до недавнего времени ее линейка состояла из Celeron, Pentium, Core i3, i5 и i7. Во-первых, чтобы выделить новые модели, потребовалось увеличивать цифирное обозначение. Во-вторых, дабы обозначить изменения в ядре, выгоднее поставить новые решения единой группой с высоким индексом.

Оба фактора ключевые для Intel, но совсем не потому, что на пятки наступает AMD с ее Ryzen и Threadripper, а потому, что рынок действительно заждался чего-то нового.

К уже представленной передовой архитектуре Kaby Lake процессор Intel Core i9-7900X не попадает по причине шага назад для ЦП, выпущенных Intel для энтузиастов, мы уже привыкли к этому.

Но дабы не сгущать тучи над самой быстрой системой на чипсете Х299, к Skylake-X добавили четырехъядерные Kaby Lake-X. В самих Skylake-Х, а они, как и прежде, являются частью серверной стратегии Intel, произошла ребалансировка кэшей, замена кольцевой шины и другие изменения.

Начать стоит с причин отказа от кольцевой шины. Тут и далее мы будем говорить от лица Intel, давая ответ на вопрос «Почему?» Не секрет, что продолжительное время компания наращивала количество ядер в серверных процессорах, и рано или поздно топология кольца стала бы узким местом. Но брать и отказываться от быстрой «карусели» в угоду чему-то новому было сложно. При проектировке учли особенности прочих вариантов и пришли к матричной системе.

Это усложнило задачу инженерам и добавило не один лишний миллион транзисторов в процессор, и все ради желания поместить на один кристалл больше ядер. Мало того, если вы представили мысленно, как работает такая система, то для понимания поясним, что в каждой точке-остановке теперь есть и интерфейс, и роутер, управляющий данными. Иными словами, потенциально матрица позволит нарастить количество ядер, и чем их больше, тем выгоднее становится использование новой системы коммуникации.

За кадром остается вопрос процента выхода годных кристаллов при постоянном росте площади. Не окажется ли подход с одним глобальным хабом выгоднее и дешевле, чем использование матричной шины?

Наиболее быстрый процессор для энтузиастов на архитектуре Broadwell нес десять ядер, а серверный вариант оснащался аж двадцать двумя. Напомню, что именно ядро Broadwell было самым быстрым в пересчете на один мегагерц частоты. Естественно, Intel Core i7-6950X получился очень шустрым, но при этом плохо разгонялся. Среднестатистический разгон лежал в пределах 4.0-4.2 ГГц.

В его защиту скажу, что этого хватало для решения широкого спектра задач. При этом Core i7-6950X нельзя было назвать прожорливым или очень горячим процессором. Второй негативный фактор – цена. Осилить покупку топового представителя Broadwell при стоимости $1723 мог далеко не каждый богатый пользователь. Так что если спрос и был, то исключительно со стороны преданных фанатов.

Пришедшие на смену Broadwell-Е процессоры Skylake-X по совокупным характеристикам мало чем отличались: количество ядер осталось прежним, частота возросла с 3.0/3.5/4.0 ГГц до 3.3/4.0/4.5 ГГц. Но при этом объем кэш-памяти второго уровня вырос с 2.5 Мбайт до 10 Мбайт (и она стала почти в два раза медленнее), объем кэш-памяти третьего уровня, наоборот, уменьшился с 25 Мбайт до 13.75 Мбайт (а сама она стала на 40% быстрее), добавилась поддержка AVX512.

Пока будут доступны только решения с шестью, восемью и десятью ядрами. Теоретически в будущем за те же деньги ($1723) мы получим шестнадцатиядерный процессор, но когда это произойдет – неизвестно.

Технические характеристики

Модель Тактовая частота, ГГц Тактовая
частота, ГГц (Turbo)
Число
ядер
Число
потоков
Кэш-память L1, Мбайт Кэш-память L2, Мбайт Кэш-память L3, Мбайт Макси-
мальная
расчетная
мощность, Вт
Рекомен-
дованная
стоимость, $
AMD Ryzen 7 1800X 3.6 4.0 8 16 0.7 4 16 95 399
Intel Core i9-7900X 3.3 4.3 10 20 0.6 10 13.75 140 989
Intel Core i7-6950X 3.0 3.5 10 20 0.6 2.5 25 140 1 723

Тестовый стенд

Тестовая конфигурация №1 (Intel Kaby Lake-X/Skylake-X)

  • Материнская плата: ASUS Prime X299-Deluxe (Intel X299, LGA 2066);
  • Система охлаждения: система водяного охлаждения;
  • Термоинтерфейс: Arctic Cooling МХ-2;
  • Оперативная память:
    • DDR4 Corsair Vengeance LPX, 4 х 4 Гбайт, 2800 МГц 16-18-18-36-2T;
    • DDR4 G.Skill F4-3600C17D, 2 x 4 Гбайт, 2133 МГц 17-18-18-38-1T @ 3333 МГц 17-18-18-38-1T;
  • Видеокарта: Nvidia GeForce GTX 1060;
  • Накопители:
    • SSD Samsung 840 Evo, 240 Гбайт;
    • SSHD Seagate Desktop 4 Тбайт;
  • Блок питания: Corsair AX1500i, 1500 Ватт;
  • Операционная система: Microsoft Windows 10 x64.

Процессоры и режимы их работы:

  • Intel Core i9-7900X 3.3 ГГц, Turbo Boost до 4.5 ГГц, десять ядер, двадцать потоков;
  • Intel Core i7-7740X 4.3 ГГц, Turbo Boost до 4.5 ГГц, четыре ядра, восемь потоков;
  • Intel Core i9-7900X @ 4.0 ГГц, 40 x 100 МГц, десять ядер, двадцать потоков;
  • Intel Core i9-7900X @ 4.5 ГГц, 45 x 100 МГц, десять ядер, двадцать потоков;
  • Intel Core i7-7740X @ 4.5 ГГц, 45 x 100 МГц, четыре ядра, восемь потоков.

Тестовая конфигурация №2 (Intel Kaby Lake/Skylake)

  • Материнская плата: ASUS Maximus IX Formula (Intel Z270, LGA 1151);
  • Система охлаждения: система водяного охлаждения;
  • Термоинтерфейс: Arctic Cooling МХ-2;
  • Оперативная память: DDR4 G.Skill F4-3600C17D, 2 x 4 Гбайт, 2133 МГц 17-18-18-38-1T @ 3333 МГц 17-18-18-38-1T;
  • Видеокарта: Nvidia GeForce GTX 1060;
  • Накопители:
    • SSD Samsung 840 Evo, 240 Гбайт;
    • SSHD Seagate Desktop 4 Тбайт;
  • Блок питания: Corsair AX1500i, 1500 Ватт;
  • Операционная система: Microsoft Windows 10 x64.

Процессоры и режимы их работы:

  • Intel Core i7-7700K 4.2 ГГц, Turbo Boost до 4.5 ГГц, четыре ядра, восемь потоков;
  • Intel Core i5-7600K 3.8 ГГц, Turbo Boost до 4.2 ГГц, четыре ядра, четыре потока;
  • Intel Core i7-6700K 4.0 ГГц, Turbo Boost до 4.2 ГГц, четыре ядра, восемь потоков;
  • Intel Core i7-7700K @ 4.5 ГГц, 45 x 100 МГц, четыре ядра, восемь потоков;
  • Intel Core i5-7600K @ 4.5 ГГц, 45 x 100 МГц, четыре ядра, четыре потока;
  • Intel Core i7-6700K @ 4.5 ГГц, 45 x 100 МГц, четыре ядра, восемь потоков.

Тестовая конфигурация №3 (Intel Broadwell-E)

  • Материнская плата: ASUS X99-Deluxe II (Intel X99, LGA 2011-3);
  • Система охлаждения: система водяного охлаждения;
  • Термоинтерфейс: Arctic Cooling МХ-2;
  • Оперативная память: DDR4 Corsair Vengeance LPX, 4 х 4 Гбайт, 2800 МГц 16-18-18-36-2T;
  • Видеокарта: Nvidia GeForce GTX 1060;
  • Накопители:
    • SSD Samsung 840 Evo, 240 Гбайт;
    • SSHD Seagate Desktop 4 Тбайт;
  • Блок питания: Corsair AX1500i, 1500 Ватт;
  • Операционная система: Microsoft Windows 10 x64.

Процессоры и режимы их работы:

  • Core i7-6950X 3.0 ГГц, Turbo Boost до 4.0 ГГц, десять ядер, двадцать потоков;
  • Core i7-6950X @ 4.0 ГГц, 40 x 100 МГц, десять ядер, двадцать потоков.

Тестовая конфигурация №4 (AMD Ryzen)

  • Материнская плата: ASUS ROG Crosshair VI Hero (AMD X370, Socket AM4);
  • Система охлаждения: система водяного охлаждения;
  • Термоинтерфейс: Arctic Cooling МХ-2;
  • Оперативная память: DDR4 Geil Evo X, 2 x 8 Гбайт, 2133 МГц 17-18-18-38-1T @ 3200 МГц 17-18-18-38-1T;
  • Видеокарта: Nvidia GeForce GTX 1060;
  • Накопители:
    • SSD Samsung 840 Evo, 240 Гбайт;
    • SSHD Seagate Desktop 4 Тбайт;
  • Блок питания: Corsair AX1500i, 1500 Ватт;
  • Операционная система: Microsoft Windows 10 x64.

Процессоры и режимы их работы:

  • AMD Ryzen 7 1800X 3.6 ГГц, Turbo Boost до 4.0 ГГц, восемь ядер, шестнадцать потоков;
  • AMD Ryzen 7 1800X @ 4.0 ГГц, 40 x 100 МГц, восемь ядер, шестнадцать потоков;
  • AMD Ryzen 5 1600X 3.6 ГГц, Turbo Boost до 4.0 ГГц, шесть ядер, двенадцать потоков;
  • AMD Ryzen 5 1600X @ 4.0 ГГц, 40 x 100 МГц, шесть ядер, двенадцать потоков;
  • AMD Ryzen 5 1400 3.6 ГГц, Turbo Boost до 4.0 ГГц, четыре ядра, восемь потоков;
  • AMD Ryzen 5 1400 @ 3.9 ГГц, 39 x 100 МГц, четыре ядра, восемь потоков.

Частота памяти и тайминги

Intel Core i7-7700K @ 4.5 3333 МГц 17-18-18-38-1T
Intel Core i7-7700K 2133 МГц 17-18-18-38-1T
Intel Core i5-7600K @ 4.5 3333 МГц 17-18-18-38-1T
Intel Core i5-7600K 2133 МГц 17-18-18-38-1T
Intel Core i7-6700K @ 4.5 3333 МГц 17-18-18-38-1T
Intel Core i7-6700K 2133 МГц 17-18-18-38-1T
AMD Ryzen 7 1800X @ 4.0 3200 МГц 17-17-17-37-1Т
AMD Ryzen 7 1800X 2133 МГц 17-17-17-37-1Т
AMD Ryzen 5 1600X @ 4.0 3200 МГц 17-17-17-37-1Т
AMD Ryzen 5 1600X 2133 МГц 17-17-17-37-1Т
AMD Ryzen 5 1400 @ 3.9 3200 МГц 17-17-17-37-1Т
AMD Ryzen 5 1400 2133 МГц 17-17-17-37-1Т
Intel Core i7-6950X @ 4.0 2800 16-18-18-36-2T
Intel Core i7-6950X 2800 16-18-18-36-2T
Intel Core i7-7740X @ 4.5 3333 МГц 17-18-18-38-1T
Intel Core i7-7740X 2133 МГц 17-18-18-38-1T
Intel Core i9-7900X @ 4.5 2800 16-18-18-36-2T
Intel Core i9-7900X @ 4.0 2800 16-18-18-36-2T
Intel Core i9-7900X 2800 16-18-18-36-2T

Инструментарий и методика тестирования 2D


Стоит немного рассказать о применяемых в тестировании программах и причинах их выбора.

WinRAR 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. Версия – 5.40 х64.

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 2017. 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.

Cinebench R15. Распространенный тест процессора в рендере.

Adobe Media Encoder CC 2017 – видеоконвертер, позволяющий работать с 4К видео. Задача – перекодировать 4К видео в формат готового пресета HVEC 265 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 2017 – 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.

HEVC – HEVC Decode Benchmark (Corba) V 1.6.1 с библиотеками 4К.

Теперь перейдем к результатам тестирования.

Результаты тестов


WinRAR

Настройки:
  • Встроенный тест производительности;
  • Многопоточность.

WinRAR

Кбайт/с
Больше – лучше

XnView

Настройки:

  • Конвертация 35 файлов NEF в JPG формат;
  • Изменение размера, усиление резкости, настройка баланса белого и прочее.

XnView

Время, секунды
Меньше – лучше

Adobe Photoshop CС 2017

Настройки:

  • Применение последовательности фильтров на исходный файл.

Adobe Photoshop CС 2017

Время, секунды
Меньше – лучше

Cinebench R15

Настройки:

  • Измерение производительности CPU.

Cinebench R15

Баллы
Больше – лучше

Adobe Media Encoder CC 2017

Настройки:

  • Итоговый рендеринг видеофайла в формат YouTube HD 1080p.

Adobe Media Encoder CC 2017

Время, секунды
Меньше – лучше

X265

Настройки:

  • Результаты измерения производительности x64 в к/с.

X265

Кадр/с
Больше – лучше

Adobe InDesign СС 2017

Настройки:

  • Вывод верстки в PDF.

Adobe InDesign СС 2017

Время, секунды
Меньше – лучше

Hexus PiFast

Настройки:

  • Нет.

Hexus PiFast

Время, секунды
Меньше – лучше

Corona 1.3. Benchmark

Настройки:

  • Нет.

Corona 1.3. Benchmark

Время, секунды
Меньше – лучше

SVPmark

Настройки:

  • Среднее арифметическое выполнения синтетических тестов и реальных тестов без включенного аппаратного ускорения.

SVPmark

Баллы
Больше – лучше

Geekbench 4

Настройки:

  • Версия теста 64 бит;
  • Среднее арифметическое выполнения всех встроенных тестов.

Geekbench 4

Баллы
Больше – лучше

HEVC

Настройки:

  • Встроенные тесты декодирования HD 720P, Full HD 1080P, Ultra HD 2160P, Ultra HD BD.

HEVC

Баллы
Больше – лучше

Подведение итогов

Итоговые результаты

Баллы
Больше – лучше

Вот вам и первый нюанс: даже после уменьшения совокупной значимости теста WinRAR с 8 до 4% процессор Intel Core i9-7900X, работающий на частоте 4.5 ГГц, едва опережает Core i7-6950X @ 4.0 ГГц. Причиной этого стала очень хорошая производительность архитектуры Broadwell.

В то же время технология Turbo Boost 3.0 действительно работает эффективнее предыдущего варианта. Теперь процессор добавляет частоту на несколько ядер вплоть до 4.5 ГГц, чем помогает себе занять лидирующие позиции в тестах с частичной загрузкой ядер. Мало того, если выставить фиксированный множитель х40, то средняя производительность падает!

Поэтому лучше всего оставить новый процессор в покое или разгонять его до частот выше 4.2 ГГц. Увы, это не так просто из-за достаточного энергопотребления, которое превосходит таковое у Core i7-6950X на добрые 50-80 ватт.

Разгон

Максимальная температура процессора в зависимости от напряжения:

Нагрузка создавалась приложением LinX 0.7.0 с библиотеками для AVX. Тест проходился не менее десяти раз с объемом задачи 25 000. На радиаторе СВО установлено два вентилятора модели Minebea с фиксированными оборотами (~2000 об/мин). Новый ЦП проверялся не только с повышенным напряжением, но и заниженным, дабы определить вилку рабочих напряжений. Диапазон частот по спецификациям составляет от 3.3 до 4.5 ГГц.

Перейдем к энергопотреблению. Максимальное энергопотребление процессора в зависимости от напряжения:

Intel Core i9-7900X не просто горячий, а очень прожорливый процессор. Пока нагрузка создается исключительно нетребовательными программами, энергопотребление от Core i7-6950X отличается не сильно. Но стоит запустить задачу с AVX, и оно резко увеличивается, доводя разницу между ними до 40-80 Вт.

При таком раскладе стоит уделить внимание системе питания материнской платы – не все модели смогут выдержать 300 Вт чистыми без учета КПД преобразователя.

Заключение


Перед нами честная замена на более быстрый процессор с меньшей ценой. Сначала ловишь себя на мысли, что ничего нового Intel Core i9-7900X вроде бы не привнес, а на деле это не так: увеличена рабочая частота, добавлены более интеллектуальный Turbo режим, поддержка базовой частоты памяти 2666 МГц, четыре линии PCI-e и новые инструкции AVX, потенциально лучше стал разгон, почти вдвое снизилась стоимость. Достоинств действительно немало.

С другой стороны, при пересчете удельной скорости на один мегагерц представители Broadwell все еще впереди при меньшем энергопотреблении. Поэтому его владельцам нет смысла менять топовую конфигурацию. Новая платформа Intel X299 будет интересна пользователям систем на базе процессоров линеек 39ххх и 49ххх, но им придется вложиться не только в покупку материнской платы, но и замену оперативной памяти.
Встречаем Intel Kaby Lake-X: обзор и тестирование процессора Core i7-7740X

Возможно, в компании Intel решили предоставить пользователю выбор, раз он обратил свое внимание на новую платформу LGA 2066, выпустив Kaby Lake-X. Потенциально Core i7-7740X может заинтересовать, учитывая лучший разгон при меньшем рабочем напряжении, повышенную на сто мегагерц базовую частоту и новые возможности чипсета, а соответственно и материнских плат. Но стоит ли игра свеч?

Rasamaha (Дмитрий Владимирович)


Выражаем благодарность за помощь в подготовке материала:

  • Компании Intel за предоставленные на тестирование комплектующие.
  • А также лично donnerjack.