Обзор процессоров Core i5-6600K и Core i5-6500: знакомство с Intel Skylake

Автор: Gavric
Дата: 21.09.2015
Все фото статьи
товар в статье
Введение

Этим летом компания Intel должна была в очередной раз обновить свою платформу и выпустить новые процессоры семейства Skylake. Мы с нетерпением ждали этого события, потому что вместе с появлением этих процессоров с серьёзно переработанной микроархитектурой должна была быть проведена в жизнь и масса других свежих решений: введено новое процессорное гнездо LGA 1151, совершён переход на использование DDR4-памяти, внедрены новые чипсеты с поддержкой PCI Express 3.0, выпущены новые материнские платы с USB 3.1 и т.д. Благодаря всему этому Skylake представлялся отличным вариантом для модернизации старых систем – возможности, производительность и эффективность этой платформы, как нам казалось, должны были совершить грандиозный шаг вперёд по сравнению с теми робкими шажками, которыми развиваются десктопные процессоры в последнее время.

Однако проверить на практике возможности Skylake оказалось не так-то просто. На данный момент Intel продолжает ощущать на себе эхо проблем с вводом в строй 14-нм технологического процесса, которые почти на год задержали появление десктопных процессоров поколения Broadwell, и поэтому ситуация с доступностью новинок остаётся напряжённой. Несмотря на то, что формальный анонс первых CPU в модельном ряду Skylake состоялся ещё в начале августа, до анонса мы не смогли раздобыть образцов ни по маркетинговым, ни по розничным каналам. Однако, к счастью, постепенно проблемы всё-таки решаются. И к сегодняшнему моменту мы смогли получить в своё распоряжение пару процессоров семейства Core i5 нового, шестого поколения. Причём, эту пару составил не только объявленный в начале августа оверклокерский Core i5-6600K, но и обычный процессор Core i5-6500, анонс которого состоялся буквально на днях.


В рамках этого обзора будут протестированы обе эти модели, а по итогам тестов мы постараемся ответить на вопрос, могут ли потребительские качества Skylake стать достаточной причиной для модернизации системы, в основе которой лежат четырёхъядерные процессоры Intel предыдущих поколений.
Skylake: вводные замечания

Итак, процессоры Skylake – это уже второе поколение интеловских CPU, для производства которых используется технологический процесс с 14-нм нормами и трёхмерными транзисторами второго поколения. Первыми были Broadwell, которые увидели свет в конце 2014 года (в виде чипов для портативных платформ). Несмотря на то, что между появлением Skylake и Broadwell прошёл совсем небольшой временной промежуток, процессоры эти сильно различаются как с технической, так и с идейной стороны. В Skylake не просто добавлены новые технологии и новые возможности, по сравнению с Haswell и Broadwell это – глобально иной продукт, разработка которого выполнялась с абсолютно новыми исходными данными от начала и до конца. Поэтому именно Skylake, а не Broadwell, – это тот процессор, который полностью отвечает требованием современных систем, и дизайн которого сделан максимально гибким для его естественного использования в системах кардинально различных форм-факторов и кардинально различной производительности.


Согласно интеловскому принципу тик-так, который проповедуется компанией с 2008 года, Skylake относится к такту «так», в котором претерпевает изменения микроархитектура, а не производственный процесс. И в его рамках Intel сделал очень солидные изменения, которые позволяют компании говорить о том, что по концентрации инноваций Skylake превосходит все предыдущие разработки за последние десять лет.

При проектировании Skylake разработчики старались не просто добиться снижения потребления, а пытались учесть, что такие процессоры должны найти применение в конечных продуктах с сильно различающимися тепловыми пакетами, начиная от 4,5 Вт (Core M) и вплоть до 91 Вт (оверклокерские Core i5 и Core i7). Кроме того, ещё одним важным ориентиром при разработке выступали и массогабаритные характеристики, которым, как и энергопотреблению, нужно было позволить варьироваться в широких пределах – для того, чтобы микроархитектура Skylake без проблем вписывалась как в ультрапортативные, так и в настольные компьютеры. В результате, главное в новой микроархитектуре – это небывалая изменчивость. Если ранее инженеры Intel стремились добиться максимальной энергоэффективности своих чипов, а потом пытались вписывать получившийся дизайн в продукты разного класса, то новая микроархитектура учитывает возможность использования как в высокоэкономичных, так и высокопроизводительных дизайнах одновременно. И в этом заключается её главная особенность.


Говоря о Skylake более конкретно, в первую очередь нужно указать на то, что по сути это – пять различных продуктов, которые могут быть выполнены в четырёх различных исполнениях. Эти разновидности описываются кодовыми именами Skylake-Y, Skylake-U, Skylake-H и Skylake-S, однозначно указывающими на тепловой пакет, размеры и внешний вид упаковки, что в конечном итоге дифференцирует их по системам различного типа. При этом такие разновидности имеют одни и те же базовые архитектурные элементы в виде вычислительных и графического ядер, но различаются по их числу, частотам и мощности. Наиболее высокопроизводительные процессоры содержат по четыре вычислительных ядра и оборудуются графикой GT4e с eDRAM-буфером и 72 исполнительными устройствами, а их экономичные собратья имеют в своём распоряжении лишь по два вычислительных ядра и графику GT2 с 24 исполнительными устройствами и пониженными рабочими частотами.


В контексте этого материала мы будем вести речь исключительно о Skylake-S – модификации, рассчитанной на применение в основе десктопных компьютеров. Впрочем, она может существовать в нескольких различных ипостасях с разным расчётным тепловыделением от 35 до 91 Вт, двумя или четырьмя ядрами, графикой с разной производительностью, а кроме того, Skylake-S – это ещё и оверклокерские процессоры K-серии. Объединяет же все эти варианты то, что они выпускаются в LGA 1151-исполнении и предназначаются для установки в новое процессорное гнездо с 1151 контактами.

Надо сказать, что наверняка найдутся те, кто будет расстроен характеристиками Skylake-S. Ведь несмотря на внедрение 14-нм технологии, конфигурации десктопных процессоров остались теми же, что и раньше: это – либо четырёхъядерники, либо двухъядерники, которые оснащаются графическим ядром уровня GT2. Никаких же шестиядерных процессоров в общеупотребительной десктопной платформе нет и в ближайшее время не будет. Многоядерные чипы так и останутся прерогативой высокопроизводительных систем с процессорным разъёмом LGA 2011 и LGA 2011-3.

В семействе же Skylake-S присутствует два разблокированных четырёхъядерных процессора для энтузиастов, Core i7-6700K и Core i5-6600K, которые рассчитаны на тепловой пакет 91 Вт; четыре четырёхъядерника с тепловым пакетом 65 Вт (Core i7-6700, Core i5-6600, Core i5-6500 и Core i5-6400); шесть двухъядерных процессоров с типичным тепловыделением 47 Вт (Core i3-6320, Core i3-6300, Core i3-6100, Pentium G4520, Pentium G4500 и Pentium G4400); а также россыпь энергоэффективных процессоров T-серии с 35-ваттным TDP.






Помимо количества ядер и TDP все эти процессоры различаются по базовым частотам и частотам графики, могут поддерживать или не поддерживать Hyper-Threading и оснащаются кеш-памятью разного объёма. Но десктопных модификаций Skylake-S, которые бы обладали eDRAM-буфером, в модельном ряду не предусмотрено. Также стоит отметить, что двухъядерные Skylake-S в отличие от их четырёхъядерных собратьев в розничную продажу пока не поставляются. Их появления на прилавках магазинов придётся ждать ещё как минимум месяц.
Skylake-S и платформа LGA 1151: особенности строения

Любопытный момент: с выходом процессоров Skylake компания Intel не стала обнародовать сведения о площади их ядра и транзисторном бюджете. И это неслучайно – специалисты компании посчитали, что теперь эта информация должна быть засекречена, потому что она даёт слишком много информации конкурентам. Иными словами, интеловские процессоры сделали ещё один шаг к тому, чтобы превратиться в своего рода чёрные ящики, о строении которых нам будет доподлинно ничего неизвестно.

Но, тем не менее, некоторое количество скупой информации о Skylake всё-таки стало достоянием общественности, и в его числе – фотографии одного из вариантов процессорного ядра. На приведённой ниже иллюстрации можно увидеть структуру полупроводникового кристалла четырёхъядерного процессора Skylake-S с графическим ядром GT2.


Как видите, достаточно серьёзный упор продолжает делаться на графику. Даже среднее по мощности графическое ядро GT2 оккупирует на кристалле примерно такую же площадь, как четыре x86-ядра общего назначения. Общую же площадь такого кристалла можно оценить примерно в 122 мм2, что где-то на 30 процентов меньше, чем у четырёхъядерных Haswell. Иными словами, Skylake – это не только более прогрессивный процессор, но ещё и более выгодный в производстве.

Если же рассуждать о дизайне Skylake-S на поверхностном уровне, то его архитектуру можно проиллюстрировать следующей схемой.


В целом, эта схема очень похожа на подобные картинки, которые сопровождали представление процессоров Haswell. То есть, никаких структурных изменений в интеловских процессорах не произошло.

Однако это не мешает Intel утверждать, что в микроархитектуре Skylake вырос внутренний параллелизм, а вычислительные ядра получили возможность выполнения большего количество операций за такт. В числе основных изменений в новой микроархитектуре называется рост глубины всех внутренних буферов, что облегчило работу с данными, особенно в случае, если она отсутствуют в кеш-памяти. Кроме того, кольцевая шина, объединяющая между собой все вычислительные и графическое ядра, кеш третьего уровня, контроллер памяти и системный агент, получила возросшую пропускную способность и может теперь передавать до 128 байт данных за такт. Далее мы поговорим об этих усовершенствованиях подробнее, однако Intel подчёркивает, что для полного раскрытия всех плюсов Skylake необходимо специально оптимизированное программное обеспечение, а на обычных программах прирост, гарантируемый новой микроархитектурой, может быть и не столь заметен.

В Skylake изменился в том числе и контроллер памяти. Нет, число каналов осталось неизменным, их всё ещё два. Но в новых процессорах введена поддержка сразу двух стандартов памяти: DDR3L и DDR4 SDRAM. Однако это не значит, что со Skylake можно использовать модули разных типов одновременно. Имеется в виду, что в LGA 1151-системах может быть реализована поддержка либо той, либо другой памяти.

А вот интегрированный контроллер шины PCI Express остался в новых процессорах таким же, как и в Haswell. Skylake-S располагают шестнадцатью линиями PCI Express 3.0, которые могут быть либо использованы одним графическим слотом PCIe x16, либо разведены по двум или трём слотам по схеме x8/x8 либо x8/x4/x4. Таким образом, LGA 1151-системы могут поддерживать мульти-GPU конфигурации, собранные по технологиям SLI и CrossFire. Однако следует иметь в виду, что видеокарты NVIDIA для работы в режиме SLI требуют как минимум восемь линий PCI Express, поэтому в случае GeForce в LGA 1151-системах можно собирать лишь конфигурации с двумя графическими ускорителями. Технология же CrossFire таких ограничений не имеет.

Зато шина DMI, которая используется для сопряжения процессора с набором системной логики, в Skylake-S переведена на более прогрессивную, третью версию протокола. Это значит, что теперь скорость соединения между процессором и чипсетом существенно возрастёт. Если раньше пропускная способность этой PCI Express-подобной шины составляла лишь до 2 Гбайт/с, то теперь она почти удвоена и достигает 3,93 Гбайт/с. Фактически, можно говорить о том, что DMI 3.0 работает теперь по четырём линиям PCI Express 3.0, в то время как ранее использовались четыре линии PCI Express 2.0. Но такая модернизация соединения требует и более бережного с ним обращения: максимальная длина проводников в шине DMI 3.0 ограничена 17 см, в то время как раньше их можно было делать на 3 см длиннее. И это требует от производителей материнских плат более тщательного проектирования их платформ.

Но самое удивительное изменение в Skylake состоит даже не в этом, а в очередной смене места расположения процессорного преобразователя питания. До того, как Intel выпустил процессоры Haswell, конвертер питания, который формировал полный пакет напряжений, необходимых для работы процессора, располагался на материнской плате. Для Haswell же такое решение было признано неэффективным, и в процессорах этого поколения появился FIVR – полностью интегрированный в процессор преобразователь питания. В мобильных применениях это решение себя неплохо зарекомендовало, но в скоростных процессорах FIVR оказался не слишком хорош. Его эффективность при высокой нагрузке падала, а, кроме того, в скоростных моделях CPU преобразователь становился существенным дополнительным источником тепла. Особенно сильно этот недостаток FIVR почувствовали на себе энтузиасты, которые сталкивались с проблемами в разгоне процессоров Haswell из-за слишком высоких температур этих чипов. К дополнительному нагреву прибавились и другие минусы, например, необходимость в монтаже снизу процессора достаточно крупных силовых элементов, которые стали серьёзным препятствием на пути миниатюризации мобильных CPU.

Поэтому в Skylake инженеры решили убрать из процессора интегрированный конвертер питания и вернуть его обратно на материнскую плату.


В итоге, рабочие температуры Skylake стали ниже, но LGA 1151-платы будут немного дороже, чем LGA 1150-материнки из-за необходимости добавления достаточно сложной силовой схемы. Более того, платы для энтузиастов наверняка снова начнут щеголять запредельным числом фаз в схеме питания процессора, что станет ещё одним способом дифференциации платформ.
Микроархитектура Skylake

Несмотря на достаточно серьёзные изменения на верхнем уровне процессорного дизайна, Intel не забыла и про совершенствование внутренней микроархитектуры x86-ядер. Всё-таки Skylake относится к фазе разработки «так», поэтому достаточно серьёзные изменения затронули и непосредственно вычислительные ядра. Правда, действующий со времён Haswell принцип проектирования, который даёт ход лишь таким решениям, которые улучшают производительность как минимум вдвое сильнее, чем поднимают энергопотребление, остался в силе. И это хорошо объясняет, почему микроархитектура теперь меняется гораздо более медленными темпами чем раньше. Применительно же к Skylake всё это выливается в то, что по сравнению с процессорами прошлых поколений мы видим лишь небольшое число усовершенствований, которые на обычном скалярном x86-коде лишь незначительно увеличивают показатель IPC (число исполняемых за такт инструкций).

Фактически, большинство сделанных изменений направлено на расширение входной части исполнительного конвейера, что позволяет улучшить возможности по параллельной обработке команд. Основные принципы работы Skylake по сравнению с предшествующими процессорами не изменились. И новая микроархитектура нацелена на одновременное декодирование до шести x86 CISC-инструкций, которые могут преобразовываться в шесть RISC микроинструкций. Но теперь число ситуаций, в которых Skylake сможет похвастать одновременным исполнением сразу шести полученных микроинструкций, то есть максимально эффективной загрузкой своего исполнительного конвейера, увеличится.


Для этого вновь улучшены блоки предсказания ветвлений, а также увеличены возможности по внеочередному исполнению инструкций. Правда, ни о какой структурной переделке речь не идёт. Все усовершенствования выполнены за счёт простого углубления внутренних буферов. Например, размер окна внеочередного исполнения вырос с 192 инструкций в Haswell до 224 в Skylake. Аналогично подросли и другие буфера, за счёт чего Skylake может работать одномоментно над большим количеством кода. Так, были увеличены буферы для работы с данными, ускорена обработка промахов страниц и промаха кеша L2, а технология Hyper-Threading стала более эффективна за счёт роста объёма станции резервирования (Reservation Stations).


Интересные изменения затронули блок предварительной выборки, агрессивность которого на этот раз была даже уменьшена. Как показал опыт, предварительная выборка избыточного числа инструкций может вредить энергоэффективности. Поэтому инженеры сделали выбор в пользу экономии энергии, которую можно с пользой потратить на других этапах исполнительного конвейера или просто повысить тактовую частоту.

К сожалению, Intel не стала углубляться в подробности относительно изменений в самом сердце микроархитектуры – в исполнительных устройствах. Мы даже не получили никакого намёка на то, не изменилось ли по сравнению с Haswell число исполнительных портов. Однако специалисты компании утверждают, что итогом сделанных глубинных переделок стало увеличение темпа исполнения целого ряда FPU-инструкций. Кроме того, Intel обнародовала информацию и об ускорении в Skylake выполнения криптографических команд семейства AES. Прирост производительности типовых алгоритмов шифрования должен составить до 33 процентов в CBC-режиме и до 17 процентов в GCM-режиме.

Надо сказать, что процессоры Skylake, ориентированные на различные применения, могут серьёзно различаться по своей конфигурации даже на уровне микроархитектуры. Один пример такого отличия уже хорошо известен – серверные Skylake получат поддержку команд AVX-512, которая в остальных процессорах реализована не будет. Однако аналогичным образом дело может обстоять и с какими-то другими расширениях. Иными словами, когда на рынке появятся серверные модификации Skylake, эта микроархитектура может открыть какие-то новые свои стороны.

Существенные изменения сосредоточены в микроархитектуре Skylake и на более высоком уровне – во взаимодействии процессорных блоков между собой и в работе с данными. В первую очередь упомянуть следует изменение алгоритма работы L2-кеша. Его ассоциативность по сравнению с Haswell и Broadwell уменьшилась вдвое, это увеличило его пропускную способность, а обработка промахов теперь стала происходить быстрее.

Но более существенные нововведения стоит искать ещё дальше от процессорных ядер. Skylake получил более быструю кольцевую шину, которая связывает между собой все процессорные ядра, L3-кеш, контроллер памяти, графическое ядро и системный агент. По словам разработчиков, её максимальная полоса пропускания удвоена.
Процессорный разъём LGA 1151 и наборы системной логики

Как уже было сказано выше, процессоры Skylake-S ориентированы на установку в новое гнездо LGA 1151, которое ни механически, ни электрически не совместимо с предыдущим сокетом LGA 1150. Это – вполне ожидаемое изменение. Начиная с 2006 года Intel заменяет процессорный разъём каждые два поколения своих CPU. Поэтому после того Haswell и Broadwell, ориентированных на LGA 1150, инфраструктура должна была обновиться, что и произошло.


Электрически LGA 1151 имеет значительные отличия. Они связаны с появлением в Skylake-S поддержки памяти стандарта DDR4, удалением из процессора встроенного преобразователя питания (FIVR) и внедрением новой скоростной шины DMI 3.0, связывающей CPU с набором системной логики. Таким образом, Skylake-S в старых платах работать не могут. Им нужны новые платформы с разъёмом LGA 1151, которые базируются на новом семействе наборов системной логики сотой серии.

Однако следует понимать, что новые чипсеты – это отнюдь не косметическая мера, они привносят действительно новые возможности.


Старший набор логики, Z170, выступает решением верхнего уровня. Он поддерживает разгон и нацеливается на аудиторию энтузиастов, поэтому платы на его основе могут быть достаточно дороги. В то же время процессоры Skylake-S – это в том числе и решение для обычных пользователей, поэтому компанию Z170 составляют более простые наборы логики вроде H170 или H110, которые позволяют создавать недорогие платформы общеупотребительного характера.


В новом семействе чипсетов, как и раньше, присутствуют и варианты специального назначения. В частности, Q170 аналогичен по возможностям Z170 (за вычетом оверклокинга), но зато поддерживает технологии семейства Small Business Advantage/vPro, востребованные в корпоративной среде. Похож на Z170 по возможностям и H170, но в нём помимо разгонных возможностей ограничения затронули и гибкость драйвера RST. Наборы же логики с номерами 150 и 110 ориентируются на совсем простые системы. В них помимо всего прочего серьёзно сокращено и количество линий PCI Express.

Свежие наборы логики помимо совместимости с новыми процессорами семейства Skylake принципиально отличаются от предшественников появлением поддержки шины PCI Express 3.0 и увеличением количества портов USB 3.0. При этом максимальное количество линий PCI Express 3.0, реализованное в Z170 и Q170, достигает 20. Однако это не значит, что силами набора логики можно реализовать дополнительный PCIe x16 слот – чипсетные линии распределены по пяти независимым контроллерам PCI Express x4. Каждый контроллер позволяет использовать линии вместе или по-отдельности, но самый быстрый интерфейс, который можно получить, – PCI Express 3.0 x4. И этого должно вполне хватить для набирающих популярность высокоскоростных систем хранения данных и внешних интерфейсов с высокой пропускной способностью.


Надо сказать, что в реализации чипсетных контроллеров PCI Express есть и другие тонкости. Так, три из пяти контроллеров ориентированы в том числе и на работу с SATA и PCIe устройствами хранения данных, что накладывает определённые ограничения на возможности подключения гигабитных сетевых контроллеров физического уровня и сокращает число линий PCI Express, которые могут быть подведены к слотам и прочим устройством. Кроме того, из доступных 20 линий одновременно могут работать только 16. Тем не менее, имеющихся возможностей должно вполне хватать для современных ПК. Реализуемые внешними контроллерами скоростные интерфейсы USB 3.1, Thunderbolt, WiFi и т.п. от нехватки пропускной способности страдать наверняка не будут.

Также нельзя обойти стороной и ещё одно изменение, привносимое новой платформой. Между чипсетом и процессором пропала шина FDI, которая ранее позволяла реализовать аналоговый видеовыход через чипсет. Поэтому теперь для реализации на материнской плате разъёма VGA требуется дополнительная схема преобразования цифрового видеосигнала в аналоговый, повышающая стоимость платформы. Впрочем, многих производителей плат это не остановило, и LGA 1151-материнки с VGA-выходом редкостью не являются.

Все ведущие производители материнских плат, включая ASUS, GIGABYTE, ASRock, MSI и EVGA, подготовили массу продуктов, поддерживающих LGA 1151-процессоры семейства Skylake. И глядя на них можно заметить некоторые общие тенденции, касающиеся позиционирования и внешнего исполнения. В платформе LGA 1151 большой упор делается на её игровые свойства. Все производители уделяют огромное развитию геймерских линеек материнок и добавляют к ним специализированные программные или аппаратные решения вроде сетевых контроллеров с шейпингом траффика, клавиатурных контроллеров с поддержкой макросов и т.п. Ещё одна тенденция – большое внимание ко внешнему виду. В моду входят разнообразные пластиковые накладки и регулируемая цветная подсветка.

Цены LGA 1151-плат могут варьироваться в очень широких пределах в зависимости от их возможностей и форм-фактора. На прилавках магазинов можно будет встретить платформы с ценой от $60 до $400 и даже более дорогие решения. Большинство же энтузиастов, очевидно, заинтересуется платами дороже $150, в которых к базовым возможностям наборов логики будет добавлена как минимум поддержка портов USB 3.1 второго поколения (10 Гбит/с), выполненных разъёмами типа A и C. Кроме того, на платах нового поколения широко будет применяться новый интеловский сетевой контроллер I219-V, а на игровых материнках, возможно, и решения класса Rivet Network Killer.

В принципе, новая платформа может стать и полигоном для внедрения шины Thunderbolt 3, однако скорее всего, она найдёт большее распространение в ноутбуках, нежели в системных платах для настольных компьютеров. По крайней мере, на данный момент материнских плат с Thunderbolt 3 в продаже не видно. Но, судя по имеющимся данным, ASUS и Gigabyte готовят решения премиального уровня, где эта шина будет реализована через контроллер Intel Alpine Ridge. Этот же чип можно использовать и для портов USB 3.1, однако большее распространение наверняка получит микросхема ASMedia ASM1142, которая и стоит дешевле, и требует меньшего числа линий PCI Express для интеграции в систему.
DDR4 SDRAM

На данный момент DDR3 SDRAM остаётся самой популярной технологией оперативной памяти. И это совсем неудивительно – данный стандарт был введён в обиход в 2007 году и с тех пор он смог распространиться на системы всех ценовых категорий – от самых дешёвых до наиболее передовых. Изменения на этом фронте наметились лишь в прошлом году, когда Intel вывела на рынок высокопроизводительные процессоры Haswell-E. Новая платформа LGA 2011-3 не давала другого выбора: с ней можно использовать лишь модули DDR4, и это стало толчком к началу внедрения новой технологии, правда лишь в верхнем рыночном сегменте. Проблема заключается в том, что пока новая память дороже привычной DDR3 SDRAM, и это выступает сдерживающим фактором для популяризации DDR4.


Процессоры Skylake получили новый контроллер памяти, который поддерживает DDR4 SDRAM. Однако, поскольку на этот раз речь идёт о массовой платформе, такая память – не единственный вариант. Когда индустрия совершала переход с DDR2 на DDR3 компания Intel некоторое время предлагала «переходные» платформы, которые могут быть совместимы с памятью обоих типов. И теперь она решила обратиться к подобной стратегии вновь. Системы на базе LGA 1151-процессоров могут быть совместимы не только с новой DDR4 SDRAM, но и с более привычной DDR3L-памятью, но с некоторыми важными оговорками.

Во-первых, большинство материнских плат, и в особенности тех из них, которые предназначены для энтузиастов, обладают поддержкой лишь DDR4 SDRAM. LGA 1151-платы со слотами, позволяющими устанавливать модули DDR3L DIMM обычно представляют собой недорогие решения, основанные на неоверклокерских чипсетах класса H или B. Кстати, на рынке доступно и некоторое количество плат со слотами под DDR3L и DDR4 одновременно. Однако в любом случае такие платы могут работать либо только с одной, либо только с другой памятью.

Во-вторых, DDR3L, которая поддерживается в Skylake – это не совсем обычная DDR3 SDRAM. Такая память рассчитана на более низкое напряжение, составляющее 1,35 В. Связано это с реализацией схемы питания в новых процессорах, в которых электрическая развязка DDR4 и DDR3 относится к одному и тому же энергетическому домену. Да, теоретически процессоры Skylake могут работать и с более привычной 1,5-вольтовой памятью, но это – нештатный режим, выходящий за рамки номинала. Оверклокерская же DDR3 с напряжением питания на уровне 1,65 В при долговременном использовании в LGA 1151-системах имеет хорошие шансы повредить процессорный контроллер памяти.

Иными словами, Intel и производители материнских плат всеми силами толкают нас к переходу на DDR4. Этот стандарт позволяет получить более экономичные системы, он надёжнее и, самое главное, позволяет создавать планки памяти с объёмом по 16 Гбайт. И хорошей новостью тут должно стать то, что в последнее время цены на модули DDR4 активно пошли вниз. Думается, что пройдёт ещё каких-то полгода, и память DDR4 будет столь же доступна, как и её предшественница.


Что же касается технической стороны, то контроллер памяти Skylake – двухканальный, причём каждый канал позволяет установку одного или двух модулей. Если иметь в виду DDR4 SDRAM, то в сумме это даёт поддержку платформой LGA 1151 до 64 Гбайт памяти. При этом контроллер способен работать с высокоскоростной DDR4 SDRAM, частота которой намного превышает частоту распространённых модулей DDR3 SDRAM. С точки зрения спецификаций для Skylake подходит DDR4-2133 с задержками 15-15-15, однако такие характеристики декларированы с оглядкой на требования JEDEC. На самом же деле с новыми процессорами прекрасно работает и оверклокерская DDR4-3200, а избранные платы легко берут рубежи DDR4-4000 и даже выше. Таким образом, быстрая подсистема памяти легко может стать ещё одним важным преимуществом новой платформы.
Тестовые процессоры: Core i5-6600K и Core i5-6500



На тестировании в нашей лаборатории побывало два новых LGA 1151-процессора, относящихся к линейке Core i5: Core i5-6600K и Core i5-6500. Это – два четырёхъядерника, но лишённые поддержки технологии Hyper-Threading. Причём первая модель с индексом K – оверклокерский процессор со свободными множителями, а вторая – вполне обычный CPU для общеупотребительных систем.

Старший процессор Core i5-6600K является флагманской моделью в своей линейке и приходит на смену Core i5-4690K поколения Haswell и Core i5-5675C поколения Broadwell. В сравнении с предшественниками его характеристики выглядят следующим образом:


Номинальная тактовая частота Core i5-6600K составляет 3,5 ГГц, а технология Turbo Boost может увеличивать её до 3,9 ГГц. Это значит, что по частотам он похож на Core i5-4690K серии Devil’s Canyon.


Скриншот диагностической утилиты позволяет сделать ещё несколько интересных наблюдений относительно Core i5-6600K. Во-первых, этот 14-нм процессор использует сравнительно высокое напряжение питания (наш образец работал при 1,216 В). Получается, что, несмотря на совершенствование техпроцесса, в CPU для производительных систем, которые должны функционировать на достаточно высоких частотах, производителю приходится заметно поднимать напряжение. В этой связи не вызывает удивления тот факт, что тепловой пакет новинки вырос до 91 Вт даже вопреки тому, что из неё убрали встроенный преобразователь питания (FIVR), который в платформе LGA1151 вернулся на материнскую плату.

Обратить внимание стоит и на изменение организации кеш-памяти второго уровня. Теперь в ней реализована 4-канальная ассоциативность (раньше была 8-канальная). Это отчасти объясняет тот факт, что L2-кеш в Skylake работает быстрее, чем в предшествующих процессорах. Но не стоит забывать, что уменьшение ассоциативности несёт с собой и негативный эффект – увеличивается вероятность промахов.

Второй попавший в нашу лабораторию процессор, Core i5-6500, является средним решением в своей линейке: он позиционируется в качестве замены для Core i5-4590. Как сопоставляются характеристики этих процессоров, можно посмотреть в приведённой таблице.


Стоит заметить, что характеристики Haswell и приходящего ему на смену Skylake в этом случае соотносятся совсем не так, как у старших процессоров. Так, у Core i5-6500 тактовая частота на 100 МГц ниже, чем у Core i5-4590, но зато 14-нм процессор заметно экономичнее. Его тепловой пакет заключён в 65-ваттные рамки, а не в 91-ваттные, как у Core i5-6600K. Но, как это ни удивительно, напряжение питания такого процессора отнюдь не меньше, чем у оверклокерского CPU – это хорошо заметно по скриншоту диагностической утилиты CPU-Z.


Оба попавших в наши руки процессора, и Core i5-6600K, и Core i5-6500, обладают новым встроенным видеоядром HD Graphics 530, которое относится к девятому поколению интеловской графики. Как видите, в Skylake Intel изменила нумерацию своих 3D-акселераторов и перешла с четырёхзначных на трёхзначные числа. Однако никакого скрытого смысла в таком переименовании нет: на самом деле в десктопных Skylake-S установлено графическое ядро GT2, оснащенное 24 исполнительными устройствами с максимальными рабочими частотами 1,15 и 1,05 ГГц. Таким образом, представленные совсем недавно десктопные Broadwell-DT, вне всяких сомнений, останутся наиболее производительными в графическом плане CPU, поскольку в них применятся мощное ядро GT3e. Тем не менее не стоит забывать о том, что архитектура графического ядра Skylake претерпела некоторые изменения, и оно первым из интеловских GPU получило совместимость со стандартами DirectX 12, OpenGL 4.4 и OpenCL 2.0, а также полную аппаратную поддержку декодирования видео в форматах HEVC, VP8 и VP9.

Впрочем, встроенная процессорная графика энтузиастов волнует слабо. А вот что действительно заслуживает внимания, так это цена. С появлением десктопных представителей поколения Broadwell-DT компания Intel несколько увеличила стоимость своих флагманских продуктов для энтузиастов, но, к счастью, это оказалось лишь разовой акцией. Рекомендованные цены на Skylake-S вернулись на традиционный уровень. Таким образом, в теории, новинки должны стоить в магазинах не дороже предшественников семейства Haswell. Впрочем, пока что практика несколько отдалена от теории, и вызвано это некоторыми проблемами с массовыми поставками новинок, которые испытывает Intel. Однако хочется верить, что в скором времени доступность Skylake-S улучшится, а цены – опустятся до рекомендованного производителем уровня.
Как мы тестировали

Учитывая новизну процессоров Core i5-6600K, и Core i5-6500 для сравнения с ними мы подобрали их предшественников аналогичного класса и стоимости, относящихся к двум предыдущим семействам – Broadwell и Haswell. Кроме того, в том же рыночном сегменте играют и старшие процессоры конкурента, относящиеся к серии AMD FX.

Таким образом, список комплектующих, задействованных в тестировании, получился достаточно обширным:

Процессоры:

Intel Core i5-6600K (Skylake, 4 ядра, 3,5-3,9 ГГц, 6 Мбайт L3);
Intel Core i5-6500 (Skylake, 4 ядра, 3,2-3,6 ГГц, 6 Мбайт L3);
Intel Core i5-5675C (Broadwell, 4 ядра, 3,1-3,6 ГГц, 4 Мбайт L3);
Intel Core i5-4690K (Haswell, 4 ядра, 3,5-3,9 ГГц, 6 Мбайт L3);
Intel Core i5-4590 (Haswell, 4 ядра, 3,3-3,7 ГГц, 6 Мбайт L3);
AMD FX-9590 (Vishera, 8 ядер, 4,7-5,0 ГГц, 8 Мбайт L3);
AMD FX-8370 (Vishera, 8 ядер, 4,0-4,3 ГГц, 8 Мбайт L3).

Процессорный кулер: Noctua NH-D15.
Материнские платы:

ASUS Z170 Pro Gaming (LGA 1151, Intel Z170)
ASUS Z97-Pro (LGA 1150, Intel Z97);
ASUS M5A99FX Pro R2.0 (Socket AM3+, AMD 990FX + SB950).

Память:

2x8 Гбайт DDR3-2133 SDRAM, 9-11-11-31 (G.Skill [TridentX] F3-2133C9D-16GTX).
4x4 Гбайт DDR4-2666 SDRAM, 15-17-17-35 (G.Skill [Ripjaws 4] F4-2666C15Q-16GRR).

Видеокарта: NVIDIA GeForce GTX 980 Ti (6 Гбайт/384-бит GDDR5, 1000-1076/7010 МГц).
Дисковая подсистема: Crucial M550 512 GB (CT512M550SSD1).
Блок питания: Seasonic Platinum SS-760XP2 (80 Plus Platinum, 760 Вт).

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

Intel Chipset Driver 10.1.1.7;
Intel Management Engine Interface Driver 11.0.0.1157;
NVIDIA GeForce 353.54 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.


Несмотря на все улучшения в микроархитектуре новых процессоров и на использование в составе платформы LGA 1151 новой DDR4-памяти, на практике они демонстрируют минимальное превосходство над предшественниками. С точки зрения средневзвешенной производительности в общеупотребительных применениях Core i5-6600K быстрее Core i5-4690K всего лишь на четыре процента. Но эти процессоры работают на одинаковой частоте, а если сравнивать между собой Core i5-6500 и Core i5-4590, то заметной разницы в их быстродействии вообще не заметно. С точки зрения SYSmark, который в оценках производительности опирается на распространённые приложения Microsoft, Adobe, Google, Corel и Trimble, вообще получается, что самой прогрессивной микроархитектурой обладают процессоры Broadwell. Core i5-5675C демонстрирует почти такой же результат, что и Core i5-6600K, однако не стоит забывать, что у него на 400 МГц ниже тактовая частота и на 26 Вт – типичное тепловыделение.

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.


В сценариях Office Productivity и Media Creation процессоры Skylake демонстрируют 2-3-процентное преимущество над своими предшественниками поколения Haswell. Однако при этом они оказываются неспособны обогнать по производительности Core i5-5675C, относящийся к поколению Broadwell. В сценарии же Data/Financial Analysis процессор Core i5-6600K обгоняет Core i5-4690K гораздо существеннее, но при этом максимальную производительность всё равно выдаёт Core i5-5675C. Иными словами, если микроархитектура Skylake и может предложить какой-то рост быстродействия, то назвать его существенным никак нельзя. Относительное преимущество LGA 1151-процессоров над их LGA 1150-собратьями не превышает единиц процентов, а Core i5-5675C, который располагает основанным на eDRAM кешем четрвёртого уровня, и вовсе зачастую оказывается быстрее, чем Core i5-6600K.

Попутно отметим, что старшие AMD FX конкурировать с новыми интеловскими Core i5 уже не могут. Появление у Intel новых микроархитектур Skylake и Broadwell привело к тому, что даже в сценарии Data/Financial Analysis – единственном, где ранее восьмиядерным процессорам AMD удавалась удерживать неплохие позиции – флагманский FX-9590 стал уступать старшим Core i5.

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













С точки зрения игровой производительности Skylake – не лучший вариант. В большинстве игр система с процессором Core i5-5675C выдаёт немного более высокую частоту кадров. Причины тут две. Во-первых, на игровой производительности положительно сказывается наличие у Broadwell кеш-памяти четвёртого уровня. Во-вторых, в процессорах Skylake несколько изменилась схема тактования шины PCI Express, из-за чего между кольцевой шиной и контроллером добавился дополнительный буфер с собственной частотой, которая на данный момент устанавливается материнскими платами несколько ниже оптимального значения. Это связано с продолжающимся процессом отладки микрокода, и Intel обещает, что с выходом новых версий BIOS материнских плат игровая производительность в LGA 1151-системах может увеличиться на 2-3 процента (а может и не увеличиться). Впрочем, в любом случае основное влияние на производительность в играх влияние оказывает графическая подсистема, так что на всё сказанное внимание можно и не обращать.

Результаты при сниженном разрешении













По этим диаграммам можно получить представление о том, какую игровую производительность могут продемонстрировать новые процессоры в идеальном случае, когда влияние скорости графической подсистемы сведено к минимуму. И даже здесь хорошо видно, что лучший вариант для игровых систем это – отнюдь не Core i5-6600K, а процессор Core i5-5675C, позволяющий получить преимущество величиной вплоть до 10 процентов за счёт своей эффективной подсистеме кеширования, в которую включён eDRAM-буфер. Надо заметить, что в модельном ряду Skylake варианты с eDRAM тоже имеются, однако все они имеют исполнение либо Skylake-H, либо Skylake-U, то есть рассчитаны исключительно на использование в ноутбуках и ультрабуках.
Тем не менее, если процессоры Broadwell из рассмотрения исключить и сравнивать десктопные Skylake только лишь с Haswell, то нельзя не отметить достаточно заметный прирост в производительности. Так, при тестах со сниженным разрешением преимущество Core i5-6600K над Core i5-4690K составляет порядка 7-9 процентов.

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






Картина уже привычная. Новый Core i5-6600K обгоняет Core i5-4690K, но при этом отстаёт от Core i5-5675C. Преимущество Skylake-S над Haswell составляет от 2 до 6 процентов, отставание же от Broadwell-DT – 2-3 процента. Кстати, здесь уместно напомнить о том, что лидирующий в 3DMark процессор Core i5-5675C имеет более низкую тактовую частоту, чем Core i5-6600K и чем Core i5-6500. И это значит, что при желании на базе Skylake может быть реализован очень хороший игровой процессор, однако интеловские инженеры с экспериментами по созданию десктопных CPU с eDRAM-памятью пока решили завязать. Компания, возможно, вернётся к ним лишь в следующем поколении процессорного дизайна, Kaby Lake, появление которого запланировано на вторую половину следующего года.

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.


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.


В большинстве случаев преимущество процессоров Skylake над их предшественниками поколения Haswell составляет от 3 до 7 процентов. Однако очевидно, что новая микроархитектура содержит довольно значительные изменения, и поэтому в целом ряде случаев положение дел оказывается совершенно нетипичным. Так, достаточно серьёзное преимущество процессоры Skуlake получают в Adobe Premiere Pro: тут превосходство Core i5-6600K над Core i5-5675C доходит до 11 процентов. Но самый впечатляющий результат наблюдается в Photoshop Lightroom – в этом пакете скорость обработки фотоматериалов возросла на 70 процентов!

Но при этом существуют и совсем иные ситуации. Например, при архивации файлов в WinRAR и при использовании графического редактора Adobe Photoshop новые процессоры Skylake оказываются медленнее предшественников поколения Haswell.

Надо сказать, что примерно такая же картина вырисовывается и в том случае, если результаты Core i5-6600K сопоставлять с производительностью Broadwell. Это неудивительно, так как в приложениях Core i5-5675C на 2-3 процента медленнее Core i5-4690K, так как имеет заметно более низкую тактовую частоту.

И кроме того, хочется обратить внимание на тот факт, что даже в тяжёлых профессиональных приложениях четырёхъядерный Core i5-6600K может на равных противостоять восьмиядерному процессору AMD FX-9590. Иными словами, процессоры AMD свою привлекательность в качестве решений для недорогих рабочих станций, пожалуй, уже утратили.
Энергопотребление

Процессоры Skylake производятся по современному 14-нм технологическому процессу с трёхмерными транзисторами второго поколения, однако, несмотря на это, тепловой пакет старших моделей вырос до 91 Вт. Иными словами, новые CPU не только «горячее» 65-ваттных Broadwell, но и превосходят по расчётному тепловыделению Devil’s Canyon, выпускаемые по 22-нм технологии и уживающиеся в рамках 88-ваттного теплового пакета. Причина, очевидно, кроется в особенностях дизайна Skylake. Хоть он и рассчитан на применение в процессорах разного класса с тепловыми пакетами, различающимися в 20 раз, достижение десктопными Skylake-S тактовых частот в окрестности 4-гигагерцевой отметки требует увеличенного напряжения питания, что неминуемо отражается на энергопотреблении и тепловыделении.

Впрочем, всё это не касается Core i5-6500. Это – напротив, процессор, который можно отнести к числу экономичных решений. Его TDP установлен в 65 Вт, что на 19 Вт ниже расчётного тепловыделения типичных четырёхъядерных Haswell. Впрочем, здесь уместно напомнить и о том, что преобразователь питания процессора больше не находится в самом CPU. И это значит, что часть тепловой нагрузки, которая раньше генерировалась в процессоре, теперь вынесена наружу – в силовую схему материнской платы. Так что уменьшение тепловыделения и потребления процессора может и не означать улучшения экономичности всей платформы целиком. Тем не менее, это не повод отказываться от наших традиционных измерений.

На следующих графиках приводится полное потребление систем (без монитора), измеренное на выходе из розетки, в которую подключен блок питания тестовой системы, и представляющее собой сумму энергопотребления всех задействованных в системе компонентов. В суммарный показатель автоматически включается и КПД самого блока питания, однако с учетом того, что используемая нами модель БП, Seasonic Platinum SS-760XP2, имеет сертификат 80 Plus Platinum, его влияние должно быть минимальным. Для правильной оценки энергопотребления мы активировали турборежим и все имеющиеся энергосберегающие технологии.


Платформа LGA 1151, находящаяся в состоянии покоя, по своему потреблению практически неотличима от LGA 1150. Несмотря на то, что в процессорах Skylake-S появилось новое энергосберегающее состояние C8, платформа в целом требует тех же 34-35 Вт электроэнергии, что и раньше. При этом нужно осознавать, что большая часть из этого потребления приходится вовсе не на процессор, а на материнскую плату, видеокарту, память и накопитель.




На практике процессоры Skylake-S оказываются экономичнее, нежели Haswell. Однако если говорить о Core i5-6600K, то до Core i5-5675C по экономичности ему очень далеко – предыдущее поколение интеловских процессоров получило 65-ваттный тепловой пакет совсем не напрасно. Основной же вывод таков: реальное тепловыделение и энергопотребление Core i5-6600K и Core i5-6500 под нагрузкой вполне типично для процессоров такого класса. И это, кстати, означает, что все старые системы охлаждения прекрасно подойдут и для новых CPU (благо взаимное расположение крепёжных отверстий на LGA1151 осталось таким же, как и раньше).
Разгон

В последние годы мы наблюдаем очень печальную тенденцию: с каждым обновлением процессорного дизайна оверклокерский потенциал постепенно снижается. В результате поднятая в процессорах Sandy Bridge до 5-гигагерцовой отметки планка простого разгона (без применения специальных методов охлаждения) так и остаётся недостижимой для всех их последователей. Более того, в процессорах Broadwell-DT положение ухудшилось до того, что нормальным стало считаться достижение весьма скромных частот порядка 4,2 ГГц. Всё это не внушало особого оптимизма и в отношении Skylake-S, которые выпускаются по точно такому же техпроцессу с 14-нм нормами и трёхмерными транзисторами второго поколения.

Однако реальность оказалась не столь печальной. Внесённые инженерами Intel микроархитектурные изменения улучшили частотный потенциал 14-нм процессоров нового поколения, и к ним вернулась способность работы на скоростях, достаточно ощутимо превышающих номинальные. На руку оверклокерам сыграло и вынесение конвертера питания (FIVR) из процессора на материнскую плату, что, с одной стороны, увеличило ту роль, которую играет в разгоне материнская плата, но, с другой стороны, позволило реализовать качественные и мощные схемы питания CPU, рассчитанные на нагрузку, которая существенно превышает штатную.

Определённые улучшения, способные повлиять на результативность разгона сделаны и в дизайне процессоров и платформы LGA 1151. Так, базовый множитель CPU теперь стало возможным увеличивать до 83x (прошлый максимум – 80x), а частоту памяти – до 4133 МГц, причём шаг её изменения уменьшился до 100/133 МГц.


Но самое главное, кардинально поменялась вся схема формирования частот. Десктопные оверклокерские процессоры Skylake-S теперь полноценно разгоняются не только через увеличение множителя, но и путём изменения частоты базового тактового генератора – BCLK.


Если раньше реально можно было задействовать лишь тройку значений базовой частоты – 100/125/166 МГц (и их небольшую окрестность), то в Skylake-S поддерживается непрерывное изменение BCLK с шагом 1 МГц. Достигается это за счёт выделения для шин PCI Express и DMI отдельного изолированного тактового генератора, формирующего постоянную частоту 100 МГц вне зависимости от изменения BCLK.


Что же на практике? Мы провели несколько экспериментов, в которых постарались выяснить предельные частоты, при которых можно долгосрочно эксплуатировать Skylake-S без опасений преждевременной деградации и потери стабильности. Для охлаждения во время таких испытаний мы использовали воздушный кулер Noctua NH-U14S.

В первую очередь тестированию был подвергнут оверклокерский Core i5-6600K. В процессе его испытаний увеличение рабочих частот процессоров выполнялось привычным путём – через изменение коэффициента умножения, который в процессорах K-серии традиционно не блокируется. И при помощи нехитрого изменения настроек в UEFI материнской платы он легко смог разогнаться до частоты 4,4 ГГц. Всё что потребовалось – это увеличение напряжения питания на CPU до 1,3 В. Правда, для поддержания постоянного уровня напряжения вновь пришлось вспомнить об опции UEFI «CPU Load-Line Calibration», которая управляет обратной связью цифрового конвертера питания на материнской плате и позволяет противодействовать падению напряжения на процессоре под нагрузкой. Установка её в положение Level 5 позволила легко решить все проблемы с просадками этого напряжения.


В таком состоянии температура CPU при тестировании стабильности в LinX 0.6.5 оставалась в пределах 90 градусов, что можно считать вполне приемлемым режимом, если принять во внимание, что троттлинг у Skylake включается при достижении уровня в 100 градусов. Такой достигнутый результат позволяет говорить о том, что по разгонному потенциалу оверклокерский Skylake-S похож на Devil’s Canyon.

И это вполне закономерно, потому что они имеют тот же недостаток, что и предшественники, – их теплораспределительная крышка контактирует с полупроводниковым кристаллом через слой полимерного термоинтерфейсного материала с далеко не идеальной теплопроводностью. Поэтому снимать тепло с чипов Skylake-S получается не столь эффективно, как это удавалось в процессорах поколения Sandy Bridge, где крышка соединялась с кристаллом с помощью бесфлюсовой пайки. И данный конструктивный недостаток заметно сдерживает оверклокерский потенциал новинок.

Преподнесли десктопные Skylake и ещё одно разочарование. Многие ожидали, что с выходом платформы LGA 1151 появится возможность разгонять любые неоверклокерские процессоры, оперируя частотой BCLK. Ведь Intel декларирует, что частоты PCIe/DMI и BCLK в Skylake отвязаны друг от друга, поэтому кажется, что, оперируя частотой базового тактового генератора, повысить рабочую частоту процессора можно не только у моделей с индексом K в названии, но и у любого другого Skylake. Однако это было бы слишком хорошо, чтобы стать правдой. Естественно, Intel и не думала рубить на корню свой бизнес по продаже дорогих специализированных процессоров для разгона, а попросту заблокировала возможность изменения BCLK для тех CPU, которые к K-серии не относятся.

То есть, во всех процессорах, которые не относятся к K-серии и не поддерживают разгон изменением множителей, частота BCLK, как и раньше, жёстко связана с частотой PCIe/DMI. И это приводит к тому, что повысить базовую частоту больше чем на несколько мегагерц у неоверклокерских моделей Skylake невозможно. Убедиться во всём этом на практике нам удалось во время теста процессора Core i5-6500. С ним повышение частоты BCLK выше 102 МГц приводило к тому, что система попросту переставала запускаться. И это однозначно означает, что неоверклокерские процессоры остались полностью неподходящими для разгона.
Выводы

На первый взгляд анонс Skylake-S меняет в десктопных системах очень многое. Вместе с самими новыми процессорами в обиход входит процессорный разъём LGA 1151, новые наборы логики сотой серии, а также массовая DDR4 SDRAM. И в итоге говорить о десктопных Skylake следует скорее в том ключе, что благодаря им мы смогли получить принципиально новую платформу, а не новую микроархитектуру. Тем более, что Skylake, в отрыве от инфраструктуры, существенным шагом по пути инноваций и прогресса совсем не кажется.

Действительно, несмотря на то что в процессорах Skylake воплощён цикл разработки «так», то есть, в них по идее имеется целый ряд крупных улучшений в микроархитектуре, заметного прироста в производительности не наблюдается. В большинстве общеупотребительных задач улучшение быстродействия по сравнению с Haswell и Broadwell ограничивается единицами процентов, и более того, существуют даже случаи, где производительность Skylake ниже, чем у его предшественников – такая ситуация, например, может наблюдаться в играх. Получается, что те гигантские улучшения в микроархитектуре, о которых говорит Intel, с практической точки зрения оказались почти не важны.

Не дал никакого прироста частотного потенциала и перевод производства на 14-нм техпроцесс с трёхмерными транзисторами второго поколения. Не только в номинальном режиме, но и в разгоне частоты новинок оказались такими же, как и у Haswell. Так что единственный аспект, в котором действительно видно движение вперёд – это энергопотребление. Впрочем, хотя новинки и стали экономичнее Haswell, на самом деле лучшее, чем Skylake, сочетание производительности и энергопотребления, могут предложить процессоры Broadwell.

Как ни крути, но Skylake сами по себе совершенно не впечатляют, и поэтому преимущества приходится искать не в самих этих процессорах, а в возникшей вокруг них инфраструктуре. И пусть Skylake и не оправдывают возложенных на них ожиданий в плане прироста производительности, новая платформа LGA 1151, наборы логики сотой серии и материнские платы на них основанные несут в себе некоторое количество ощутимых плюсов. Во-первых, в новой платформе появилась поддержка DDR4 SDRAM, благодаря которой подсистема памяти может не только получить существенно более высокую пропускную способность, но и объединять вдвое большие, чем раньше, объёмы оперативной памяти – до 64 Гбайт. Во-вторых, новые наборы логики получили поддержку шины PCI Express 3.0, и это открывает широкие возможности для использования в новых системах высокоскоростных накопителей и внешних интерфейсов. В частности, LGA 1151-платы наконец-то могут полноценно поддерживать скоростные PCIe SSD, в том числе и работающие по протоколу NVMe, а также в обязательном порядке будут комплектоваться портами USB 3.1 второго поколения. Более того, флагманские LGA 1151-платформы наверняка получат в своё распоряжение и поддержку многообещающего интерфейса Thunderbolt 3.

Но даже несмотря на всё это, появление на прилавках магазинов процессоров Skylake не кажется нам серьёзным аргументом в пользу модернизации старых платформ. Да, новые компьютеры несомненно лучше основывать на новых платформах в силу изложенных выше причин, но владельцы систем с флагманскими процессорами Haswell или Broadwell в то же время могут оставаться в полной уверенности, что они пользуются вполне актуальным по нынешним временам железом.