Обзор процессоров Core i7-6950X Extreme Edition, Core i7-6900K и Core i7-6800K

Автор: Gavric
Дата: 22.08.2016
Все фото статьи
товар в статье
Процессор Intel "Core i7-6900K" Socket2011-v3 Процессор Intel "Core i7-6900K" Socket2011-v3 (арт. 133587)
нет в наличии

Введение


О том, что рост процессорных тактовых частот давно натолкнулся на непреодолимые препятствия, мы говорили уже не раз. Частоты старших процессоров прочно увязли в промежутке от 3 до 4 ГГц, и поэтому компании Intel приходится искать новые пути для увеличения производительности. К сожалению, кардинально улучшить эффективность базовой микроархитектуры Core также давно не удаётся, и её новые версии приносят лишь незначительный рост показателя IPC (числа исполняемых за такт команд). В результате многие пользователи не просто продолжают пользоваться процессорами пятилетней давности, но и к тому же не видят весомых аргументов в пользу необходимости их замены.

Тем не менее, в сегменте высокопроизводительных настольных систем премиального уровня Intel нашла спасительную лазейку – наращивание количества вычислительных ядер, которое в флагманских процессорах для энтузиастов давно перешагнуло за классические четыре. Так, первый шестиядерный десктопный процессор, Core i7-980X (Gulftown), был выпущен Intel ещё шесть лет назад. Первый десктопный восьмиядерник, Core i7-5960X (Haswell-E), компания представила в 2014. А текущий год запомнится выходом Core i7-6950X (Broadwell-E) – первого процессора для настольных систем, в котором количество ядер доведено до десятка.

При этом Core i7-6950X поражает не только своим арсеналом вычислительных ядер. Этот процессор решительно сдвигает вверх и ценовую планку. Отныне флагманские конфигурации становятся заметно дороже, так как самый быстрый представитель серии Core i7 стоит уже не привычные $1000, а более $1700. Да-да, увеличение по сравнению с прошлой версией флагманского процессора числа вычислительных ядер всего лишь на 25 процентов обернулось более чем 70-процентным ростом стоимости. Впрочем, накручивая цены, Intel позаботилась и о тех покупателях, кто столь весомые суммы тратить не намерен. Вместе с десятиядерным Broadwell-E на рынок пришли и модификации с шестью и восемью ядрами, которые вписываются в более скромный бюджет. Но и они оказались дороже предшественников поколения Haswell-E. Даже самая младшая новинка, оснащённый шестью ядрами Core i7-6800K, оценён в $434, что на 11 процентов дороже, чем стоит самый дешёвый шестиядерный Haswell-E, Core i7-5820K. Неужели перевод флагманских процессоров на микроархитектуру Broadwell сделал их настолько лучше, что подорожание действительно оправдано? В этом мы и попробуем разобраться в этом обзоре.

Broadwell-E в подробностях


Десктопные процессоры Broadwell-E – это близкие родственники представленных в марте этого года серверных CPU класса Broadwell-EP, продающихся под маркой Xeon E5 v4. Однако серверные процессоры могут иметь до 22 вычислительных ядер, из-за чего в них используется три отличных друг от друга версии 14-нм полупроводниковых кристаллов с разным числом ядер. Самый простой вариант такого кристалла Broadwell-EP – как раз десятиядерный, и именно он попал в модификацию Broadwell-E для настольных компьютеров. В итоге, никаких серьёзных технических отличий между Broadwell-E и младшими серверными Xeon E5 v4 нет. Фактически, Broadwell-E характеризуется лишь вызванной отсутствием поддержки шины QPI, которая используется для межпроцессорной коммутации, неработоспособностью в многосокетных конфигурациях, а также совместимостью с нерегистровыми модулями памяти без ECC. Все эти изменения вносятся в процессоры на уровне микрокода, поэтому в основе Broadwell-E действительно лежит идентичный серверному десятиядерный кристалл LCC.


Полупроводниковый кристалл Broadwell-E

В итоге, Broadwell-E производится по 14-нм техпроцессу, имеет площадь полупроводникового кристалла около 246 кв. мм и состоит из примерно 3,4 млрд. транзисторов. Такая основа используется для всех четырёх моделей Core i7 шеститысячной серии, начиная от десятиядерника Core i7-6950X и заканчивая шестиядерником Core i7-6800K, в котором часть ядер на кристалле попросту деактивирована.

Процессоры Broadwell-E – это новое поколение чипов для высокопроизводительных десктопных платформ. Но улучшения, сделанные в них на уровне микроархитектуры, не столь значительны. Основная цель разработки дизайна Broadwell состояла в том, чтобы освоить новую для Intel 14-нм технологию производства, и каких-либо принципиальных изменений по сравнению с Haswell в нём нет. На микроархитектурном уровне речь можно вести лишь о незначительных оптимизациях, направленных на ускорение работы блока операций с плавающей точкой, улучшение эффективности предсказания ветвлений и увеличение объёма внутренних буферов TLB и планировщика. В результате, по удельной производительности процессоры Broadwell-E похожи на предшественников поколения Haswell-E, обеспечивая лишь незначительное преимущество на уровне нескольких процентов.

Объёмы кеш-памяти у новых CPU остались такими же, что и раньше – на каждое ядро приходится по 2,5 Мбайт L3-кеша. А вот контроллер памяти несколько изменился. Теперь им официально поддерживается не только DDR3-2133, но и DDR3-2400 SDRAM, а также модули объёмом по 16 Гбайт. Тем не менее, процессоры Broadwell-E продолжают использовать такой же, что и их предшественники, процессорный разъём LGA 2011-3, причём они полностью совместимы со старыми материнскими платами на базе набора логики Intel X99 – нужно только обновить прошивку.

Одновременно с этим внешнее исполнение у новых процессоров заметно отличается от того, к чему привыкли пользователи LGA2011-v3-систем. Изменилась конфигурация процессорной крышки – она стала массивнее и закрывает теперь практически всю поверхность текстолита.


Обусловлено это тем, что в процессорах Broadwell-E, как и в Skylake, нашла применение тонкая печатная плата. Видоизменённый же металлический теплорассеиватель должен защитить её от деформации в процессорном гнезде.

Несмотря на то, что Broadwell для мобильных систем были отнесены Intel к пятитысячной серии, модельные номера процессорам Broadwell-E присвоили из шеститысячной линейки. Таким образом Intel указывает, что эти процессоры стоят в иерархии даже выше, чем десктопные Skylake, которые на данный момент могут предложить либо два, либо четыре ядра. Состав линейки Broadwell-E приводится в таблице.


Обратите внимание, младший процессор в обновлённой линейке отличается по характеристикам от своих старших собратьев несколько сильнее. И дело не только в количестве ядер, а в том, что он оснащается урезанным по возможностям контроллером шины PCI Express. Число линий у этого него не 40, а 28. С практической точки зрения это значит, что Core i7-6800K не позволяет построить полноценную мульти-GPU конфигурацию даже из двух видеокарт: в то время как первая карта получит в своё распоряжение положенные 16 линий, вторая будет работать лишь через PCI Express x8. При установке же в систему с Core i7-6800K трёх видеокарт, все они получат лишь по восемь линий.


Кроме того, некоторые проблемы Core i7-6800K может породить и с питающимися от процессора слотами M.2/U.2. Поэтому, если вы ориентированы на приобретение именно этого CPU, и собираетесь использовать SLI- или CrossfireX-связку, обязательно сверьтесь с руководством своей системной платы, и уточните, какими возможностями придётся пожертвовать по сравнению со старшими процессорами.

Технология Turbo Boost Max 3.0


Несмотря на то, что первые процессоры с микроархитектурой Broadwell, нацеленные на мобильный рыночный сегмент, присутствуют на рынке уже почти два года, в новоявленных Broadwell-E нашлись такие возможности, которых от них никто не ожидал. Intel смогла реализовать в них новую разновидность турбо-режима, которая оказалась для компании совсем новой – её нет даже в самых современных Skylake.

Новый турбо-режим, который получил название Turbo Boost Max 3.0, предназначается для ускорения приложений, требующих для своей работы лишь одно процессорное ядро. Для выявления таких задач он работает в тесном взаимодействии с планировщиком операционной системы и поэтому требует наличия в системе специального интеловского драйвера. Этот драйвер следит за нагрузкой, и когда вся она сосредотачивается на одном логическом ядре, он переносит её на специально отобранное на этапе производства физическое процессорное ядро, которое способно разгоняться существенно сильнее всех остальных.


Для всех процессоров в линейке Broadwell-E, кроме самой младшей модели, максимальная частота такого быстрого ядра установлена в 4,0 ГГц. И для однопоточных приложений это действительно способно дать существенное ускорение. Например, максимальная частота Core i7-6950X в рамках традиционного турбо-режима составляет 3,5 ГГц. Технология Turbo Boost Max 3.0 увеличивает эту частоту на 14 процентов, и это может обеспечить сравнимое увеличение быстродействия в однопоточных приложениях.


Уникальность Turbo Boost Max 3.0 состоит в том, что просто так заложенная в ней частота не может быть взята процессором даже в случае однопоточной нагрузки. Intel действительно выделяет на этапе производства лучшее в смысле разгона и тепловыделения процессорное ядро, и только использование этого ядра позволяет отодвинуть границу турбо-режима.

Кроме того, новый турбо-режим оперирует не только частотой. Попутно увеличивается и подаваемое на процессор напряжение. Однако производитель гарантирует, что CPU при этом всё равно остаётся в рамках заявленного теплового пакета.

Стоит заметить, что наибольший эффект новая технология авторазгона приносит именно десятиядерному процессору. В восьмиядерном Core i7-6900K прибавка к частоте составляет всего восемь процентов, а в шестиядерных Core i7-6850K и Core i7-6800K – пять процентов.


Дополнительно драйвер Turbo Boost Max 3.0 имеет достаточно гибкие настройки. Он позволяет менять стратегию переноса приложений на быстрое ядро. Можно привязать к нему конкретные программы, а можно указать ту степень загрузки, при которой переносить на него следует произвольные приложение. Кроме того, в драйвере можно изменить частоту анализа ситуации с нагрузкой. По умолчанию проверка загрузки происходит раз в секунду, поэтому технология Turbo Boost Max 3.0 полезна лишь для тех задач, которые выполняются существенное время.


Стоит заметить, что из-за необходимости в драйвере технология Turbo Boost Max 3.0 не слишком универсальна. Пока что Intel изготовила нужное программное обеспечение только для 64-разрядных операционных систем семейства Windows (Windows 7 поддерживается). Пользователи же остальных ОС вынуждены довольствоваться старым турбо-режимом, который работает полностью на аппаратном уровне.

Для проверки того, насколько может быть эффективна технология Turbo Boost Max 3.0, мы запустили в однопоточном режиме пару тестов. Следующие диаграммы показывают достигаемый эффект.




Как и следовало ожидать, прирост в производительности действительно есть, и он коррелирует с масштабом увеличения тактовой частоты. Однако нужно понимать, что в многопоточных приложениях Turbo Boost Max 3.0 не даёт ровным счётом ничего. В таких ситуациях эффективна может быть только старая технология Turbo Boost 2.0.

Тестовые процессоры: Core i7-6950X, Core i7-6900K и Core i7-6800K


Для проведения тестирования нам удалось заполучить три процессора семейства Broadwell-E: флагманский десятиядерник Core i7-6950X, восьмиядерный Core i7-6900K и самый дешёвый представитель в линейке – шестиядерник Core i7-6800K. Поговорим о них по-порядку.


Core i7-6950X Extreme Edition – это свежее предложение Intel для бескомпромиссных энтузиастов. Как и в предшествующих процессорах класса Extreme Edition, в новинке не зафиксированы никакие множители, и она может стать великолепным объектом для проведения различных экспериментов по разгону. Но главное, чем выделяется Core i7-6950X на фоне других десктопных CPU, – это десять вычислительных ядер с поддержкой технологии Hyper-Threading. Раньше таких предложений в ассортименте процессоров для настольных систем не существовало, а наиболее передовые Core i7 получали только восемь ядер. Теперь же операционная система сможет увидеть в компьютере, основанном на Core i7-6950X, сразу два десятка логических ядер.

Приятным сюрпризом стали сравнительно неплохие тактовые частоты. Несмотря на то, что по сравнению с восьмиядерным флагманом прошлого поколения у нового Core i7-6950X стало на два ядра больше, его частота назад не откатилась. Номинальный режим для новинки – 3,0 ГГц, но за счёт турбо-режима при неполной нагрузке на вычислительные ресурсы она может автоматически ускоряться до 4,0 ГГц. При этом десятиядерник смог вписаться в стандартный для платформы LGA2011-v3 140-ваттный тепловой пакет.

Увеличение числа ядер не сказалось на частоте и расчётном тепловыделении, но повлияло на размер кеш-памяти третьего уровня. В дизайне Broadwell-E, как и Haswell-E, заложен объём L3-кеша из расчёта 2,5 Мбайт на каждое ядро. В результате десятиядерный Core i7-6950X получил 25-мегабайтный кеш, который функционирует на собственной частоте, приближенной к частоте самого процессора.

А вот как трактует характеристики Core i7-6950X диагностическая утилита CPU-Z.


Под высокой нагрузкой частота Core i7-6950X тяготеет к 3,2 ГГц, то есть активация турборежима у Broadwell-E может происходить и при работе в многопоточных средах. Частота кеш-памяти в реальных условиях при этом подтягивается к величине 2,8 ГГц.

Но особенно обращает на себя внимание сравнительно невысокое напряжение питания десятиядерного процессора. И это не ошибка: наш экземпляр Core i7-6950X действительно требовал для своей работы около 1,1 В. Надо сказать, что 14-нм процессоры для платформ LGA1150/1151 обычно используют заметно более высокий вольтаж. Однако в Core i7-6950X совсем другая идеология: ядер здесь в два с половиной раза больше, а тактовая частота на четверть меньше.

Частота восьмиядерного Core i7-6900K формально установлена в 3,2 ГГц. Однако на практике при максимальной нагрузке этот процессор работает на 3,5 ГГц. Так проявляется поддержка этим процессором технологии Turbo Boost 2.0, которая увеличивает частоту на несколько шагов в том случае, если к этому нет никаких явных противопоказаний со стороны температурного режима.

Скриншот CPU-Z отображает типичное состояние Core i7-6900K: частота 3,5 ГГц при напряжении питания порядка 1,1 В.


Любопытно, что в основе Core i7-6900K лежит тот же полупроводниковый кристалл LCC, что и в десятиядерном флагмане, с той лишь разницей, что в восьмиядерном варианте аппаратно отключено два ядра и два блока кеша, из-за чего ёмкость его кеш-памяти третьего уровня составляет не 25, а 20 Мбайт.

Зато в сравнении с Core i7-5960X поколения Haswell-E новый восьмиядерник Core i7-6900K выглядит вполне выигрышно. Конечно, нельзя сказать, что между микроархитектурами Haswell и Broadwell есть существенная разница в плане удельной производительности. И более того, по большинству характеристик – числу вычислительных ядер, размеру кеша, числу линий PCI Express, строению подсистемы памяти, расчётному тепловыделению и проч. – между этими представителями семейств Haswell-E и Broadwell-E различий нет. Но внедрённый в Broadwell техпроцесс с 14-нм нормами и трёхмерными транзисторами второго поколения кое-что да значит. Например, он позволяет поднять тактовые частоты, не затронув при этом границы теплового пакета. Частоты восьмиядерного процессора Core i7-6900K стали на 200 МГц выше, чем у Core i7-5960X, и достигли величин, характерных для шестиядерников поколения Haswell-E. Кроме того, не стоит забывать и о новой технологии Turbo Boost Max 3.0, которая может выводить одно из ядер Core i7-6900K (как и в других Broadwell-E) на частоту 4,0 ГГц.

Что же касается шестиядерного Core i7-6800K, то и он базируется на том же полупроводником кристалле, что и его старшие собратья, просто в нём отключено сразу четыре ядра. Попутно теряется и доступ к блокам кеш-памяти, относящимся к деактивированным ядрам, в результате чего L3-кеш ограничивается объёмом всего 15 Мбайт. Зато тактовая частота Core i7-6800K выше, чем у процессоров с большим количеством ядер. Номинал для него – 3,4 ГГц, но на практике даже при многопоточной нагрузке этот процессор работает на частоте 3,5 ГГц.


Судя по характеристикам, Core i7-6800K семейства Broadwell-E приходит на смену процессору Core i7-5820K. Он предлагает почти такие же базовые характеристики и имеет похожую стоимость. Однако не стоит забывать о том, что Broadwell-E производятся по более совершенному технологическому процессу с разрешением 14-нм, что наделяет их чуть более высокими частотами, достижимыми в рамках того же самого 140-ваттного теплового пакета. В результате шестиядерные представители семейства Broadwell-E обходят похожие Haswell-E примерно на 100 МГц, плюс в них добавлен форсированный одноядерный турборежим Intel Turbo Boost Max 3.0.

Нельзя не упомянуть тот факт, что Core i7-6800K снабжается упрощённым контроллером шины PCI Express, который располагает лишь 28, а не 40 линиями. В теории это ограничивает производительность мульти-GPU-конфигураций, позволяя формировать их лишь по схеме PCI Express 16x+8х. Впрочем, действительно чувствительным этот момент может стать разве только в случае объединения видеокарт AMD, которые обмениваются данными исключительно по шине PCI Express и не используют никаких соединительных мостиков.

То есть, если принять во внимание современные реалии — низкую популярность CrossfireX-конфигураций, ограничение поддержки SLI в новых видеокартах NVIDIA лишь двумя GPU, использование ими новых мостиков с увеличенной пропускной способностью, а также небольшие реальные различия в производительности видеокарт при подключении по восьми и шестнадцати линиям PCI Express 3.0, то можно смело утверждать, что потеря в Core i7-6800K 12 линий PCI Express не так уж и страшна. Оставшейся мощности контроллера PCI Express должно быть достаточно для двух высокопроизводительных GPU, NVMe-накопителя и даже для дополнительных сетевых карт. В это значит, что Core i7-6800K может стать неплохим входным билетом в экосистему LGA 2011-3, ведь он вчетверо дешевле дестиядерного флагмана.

Как мы тестировали


Для тестирования новых LGA2011-v3-процессоров нового поколения Broadwell-E мы собрали очень представительную компанию соперников. Основная цель исследования – сравнить производительность Core i7-6950X, Core i7-6900K и Core i7-6800K с быстродействием четырёхъядерного Skylake в лице Core i7-6700K, а также с процессорами прошлого поколения Haswell-E. Поэтому для обзора мы собрали весьма разношёрстную группу процессоров семейства Core i7, базирующихся на трёх поколениях микроархитектуры Core.

В итоге в составе тестовых конфигураций принимали участие комплектующие из следующего набора:

Процессоры:

Intel Core i7-6950X Extreme Edition (Broadwell-E, 10 ядер + HT, 3,0-4,0 ГГц, 25 Мбайт L3);
Intel Core i7-6900K (Broadwell-E, 8 ядер + HT, 3,2-4,0 ГГц, 20 Мбайт L3);
Intel Core i7-6800K (Broadwell-E, 6 ядер + HT, 3,4-3,8 ГГц, 15 Мбайт L3);
Intel Core i7-6700K (Skylake, 4 ядра + HT, 4,0-4,2 ГГц, 8 Мбайт L3);
Intel Core i7-5960X Extreme Edition (Haswell-E, 8 ядер + HT, 3,0-3,5 ГГц, 20 Мбайт L3);
Intel Core i7-5930K (Haswell-E, 6 ядер + HT, 3,5-3,7 ГГц, 15 Мбайт L3);
Intel Core i7-5820K (Haswell-E, 6 ядер + HT, 3,3-3,6 ГГц, 15 Мбайт L3).

Процессорный кулер: Noctua NH-D15.
Материнские платы:

ASUS X99-Deluxe (LGA2011-v3, Intel X99);
ASUS Maximus VIII Ranger (LGA1151, Intel Z170).

Память: 4 × 8 Гбайт DDR4-3000 SDRAM, 16-16-16-36 (2 × Patriot Viper 4 PV416G300C6K).
Видеокарта: NVIDIA GeForce GTX 1080 (8 Гбайт/256-бит GDDR5X, 1607-1733/10000 МГц).
Дисковая подсистема: Kingston HyperX Savage 480 GB (SHSS37A/480G);
Блок питания: Corsair RM850i (80 Plus Gold, 850 Вт).

Важным изменением в нашей тестовой платформе стал переход на использование более новой и производительной графической карты NVIDIA GeForce GTX 1080. Это дало возможность отказаться от игровых тестов в сниженных разрешениях – масштабируемость при изменении мощности CPU теперь явно прослеживается и с высоким качеством картинки в Full HD.

Тестирование выполнялось в операционной системе Microsoft Windows 10 Enterprise Build 10586 с использованием следующего комплекта драйверов:

Intel Chipset Driver 10.1.2.19;
Intel Management Engine Interface Driver 11.0.0.1172;
Intel Turbo Boost Max Driver Beta Version 1.0.0.1025;
NVIDIA GeForce 368.39 Driver.

Производительность



Общая производительность

Для оценки производительности процессоров в общеупотребительных задачах мы воспользовались тестовым пакетом Futuremark PCMark 8 Professional Edition, который моделирует работу пользователя в реальных распространённых современных офисных программах и приложениях для создания и обработки цифрового контента. Идея теста очень проста: он выдаёт несколько метрик, характеризующих средневзвешенную скорость компьютера при повседневном использовании. В бенчмарке используется три типовых сценария: Home (обычное домашнее использование PC), Creative (использование PC для развлечений и для работы с мультимедийным контентом) и Work (использование PC для типичной офисной работы).






Результаты, полученные нами во всех трёх сценариях, прямо указывают на то, что новые многоядерные процессоры совсем не могут похвастать тем высочайшим уровнем производительности, который от них можно было бы ожидать. Впрочем, это совсем не удивительно. Простое добавление процессорных ядер увеличивает производительность только в тех задачах, которые могут эффективно распараллеливать свою работу. А большинство общеупотребительного программного обеспечения такими способностями не выделяется. Поэтому в большинстве случаев системы на базе Core i7-6950X, Core i7-6900K или Core i7-6800K будут мало отличаться по скорости работы от гораздо более простых и дешёвых систем, построенных на четырёхъядерных процессорах Skylake.

Исключение составляет разве только сценарий Creative. Программы, которые используются для обработки изображений и видео высокого разрешения, обычно имеют некие многоядерные оптимизации. Поэтому в таком сценарии десятиядернику Core i7-6950X удаётся показать результат выше, чем четырёхъядерному процессору Core i7-6700K. Восьмиядерный же и шестиядерный Broadwell-E всё равно проигрывают четырёхъядерному Skylake.

Такое тусклое выступление многоядерных LGA 2011-3 процессоров в комплексных тестах, моделирующих поведение пользователя при решении типовых задач, – далеко не новость. Подобные результаты показывают и предшественники сегодняшних главных героев. Более того, процессоры Haswell-E уступают своим последователям с аналогичным количеством ядер. Например, Core i7-6900K оказался примерно на 2-3 процента быстрее, чем прошлый флагман Core i7-5960X, примерно на такую же величину опередил Core i7-5820K и более новый Core i7-6800K.

К сказанному обязательно нужно добавить, что результаты PCMark 8 не стоит возводить в абсолют. Этот тест рисует некую сильно усреднённую картину. Высокопроизводительные же системы, в которых используются процессоры с большим количеством вычислительных ядер, обычно играют роль рабочих станций, которые ориентированы на решение узкоспециализированных задач. И в таком случае их преимущество может быть более чем заметно. В чём, собственно, мы и предлагаем убедиться в следующем разделе на примере ресурсоёмких приложений.

Тесты в приложениях

Задачей, которая наиболее чувствительно реагирует на наращивание процессорного параллелизма, традиционно выступает финальный рендеринг в пакетах трёхмерного проектирования и моделирования. Пример такого приложения – Blender 2.77a. В нём мы проверили продолжительность построения финальной модели в сцене Blender Cycles Benchmark rev4.


Преимущество многоядерных CPU видно невооружённым глазом. Например, десятиядерный Core i7-6950X поднял планку производительности по сравнению с прошлым восьмиядерным флагманом на внушительные 18 процентов. Если же сопоставлять между собой процессоры Broadwell-E и Haswell-E c одинаковым числом ядер, то разница в быстродействии Core i7-6900K и Core i7-5960X составляет 11 процентов, а Core i7-6800K быстрее Core i7-5820K на 6 процентов. Также нужно отметить, что Core i7-6700K серьёзно отстаёт от любых чипов в LGA 2011-3 исполнении.

Ещё один тест для проверки скорости рендеринга – Cinebench. Мы пользуемся последней версией этого бенчмарка – R15.


Никаких принципиальных отличий от предыдущего случая тут не видно. Десятиядерный Broadwell-E превосходит по производительности самый быстрый процессор поколения Haswell-E на 35 процентов, Core i7-6900K быстрее чем Core i7-5960X на 11 процентов, а младший Core i7-6800K выдаёт на 8 процентов результат лучше, чем Core i7-5820K.

По многочисленным просьбам фотолюбителей мы стали регулярно проводить тестирование производительности в графической программе Adobe Photoshop Lightroom 6.4. 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.


Удивительно, но Lightroom, как оказалось, с ростом числа ядер выше четырёх штук уже не может эффективно масштабировать свою производительность. В результате, самым быстрым процессором в этом тесте оказался восьмиядерный Core i7-6900K, который превзошёл прошлого LGA 2011-3 флагмана на 9 процентов. Однако справедливости ради нужно отметить, что оптимальным выбором для задач обработки фото остаётся Core i7-6700K. Несмотря на то, что он работает в составе гораздо более простой экосистемы LGA 1151, по производительности он превосходит тяжеловесов: и Core i7-6950X, и Core i7-5960X.

Обработка видео, как и рендеринг, считается задачей, производительность которой отлично масштабируется при росте параллелизма процессора. 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.


И действительно, производительности старших Broadwell-E здесь можно только позавидовать. Они выступают очень уверенно не только на фоне четырёхъядерного Skylake, но и по сравнению с многоядерными процессорами Haswell-E. Core i7-6950X быстрее самого быстрого CPU из прошлого поколения на 13 процентов. А если сопоставлять между собой процессоры Broadwell-E и Haswell-E с одинаковым числом ядер и похожей ценой, то новые интеловские предложения могут обеспечить преимущество в производительности порядка 5-10 процентов.

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.


Неплохое быстродействие у новых Broadwell-E можно обнаружить и при сжатии данных. Два верхних места на диаграмме занимают процессоры нового поколения, что однозначно говорит об их превосходстве над любыми другими представителями семейства Core i7 как в LGA 2011-3, так и в LGA 1151-исполнении.

Для оценки скорости ещё одного ресурсоёмкого процесса – перекодирования видео в формат H.264 мы воспользовались тестом x264 FHD Benchmark 1.0.1 (64bit), который основан 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 r2692, в которой реализована поддержка всех современных наборов инструкций, включая и AVX2.


Ещё одна задача, которая способна пользоваться преимуществами многоядерных архитектур, показывает убедительное превосходство старшего десятиядерного Broadwell-E над флагманским процессором прошлого поколения. Не ударяет в грязь лицом и восьмиядерный Core i7-6900K. Что же касается младшего Core i7-6800K, то он выдаёт производительность лучше, чем младший процессор Haswell-E, однако до шестиядерного Core i7-5930K он не дотягивается.

Полученные результаты позволяют сформулировать вполне однозначный вывод. Новые процессоры хороши для приложений, которые поддерживают многопоточность. В малопоточных же средах они менее эффективны по сравнению с Core i7-6700K, который не только дешевле, но и работает в более простой и дешёвой платформе. Это значит, что новые Broadwell-E – скорее решения для рабочих станций, чем для широкого применения массовыми пользователями. Но вместе с тем отрицать тот факт, что с внедрением нового процессорного дизайна Intel смогла увеличить производительность платформы LGA 2011-3, невозможно.

Игровая производительность

До недавних пор производительность платформ, оснащенных современными процессорами, в подавляющем большинстве актуальных игр определялась возможностями графической подсистемы. Однако произошедший за несколько последних лет бурный рост производительности игровых видеокарт привёл к тому, что теперь нередко производительность стала ограничиваться не столько видеокартой, сколько центральным процессором. И если раньше, чтобы понять геймерский потенциал того или иного CPU, нам приходилось использовать уменьшенные разрешения, то с современными видеокартами это делать совсем не обязательно.

Для комплектации нашей процессорной тестовой системы компания NVIDIA предоставила нам свой новейший ускоритель GeForce GTX 1080, который благодаря беспрецедентно высокой мощности хорошо подходит и для 4K-разрешений, и для виртуальной реальности, а уж для FullHD – и подавно. В результате мы смогли отказаться от игровых тестов в разрешении 1280 × 800, которые нередко не встречали понимания у наших читателей. Теперь зависимость частоты кадров от мощности CPU отлично можно проследить в абсолютно реальных, а не искусственно созданных условиях: в FullHD-разрешении 1920 × 1080 и с максимальными настройками качества изображения. Этот подход мы и взяли на вооружение.












Ситуация с игровой производительностью процессоров семейства Broadwell-E оказывается несколько неожиданной. С одной стороны, они позволяют получить более высокую частоту кадров по сравнению с предшественниками поколения Haswell-E. При сопоставлении процессоров одного класса со старым и новым дизайном новые CPU всегда оказываются на несколько процентов быстрее. Однако, с другой стороны, платформа LGA2011-v3 всё равно остаётся слишком тяжеловесной и неповоротливой: вне зависимости от того, какой в ней используется процессор, система на базе флагманского четырёхъядерного LGA1151-процессора Core i7-6700K поколения Skylake в играх почти всегда работает быстрее.

И это нисколько не удивительно. Главная причина такого результата заключается в том, что игры очень редко оптимизируются под процессоры с большим числом вычислительных ядер. Для них важнее высокая частота и большая удельная производительность на такт, что и может предложить Skylake – Core i7-6700K. Кроме того, конфигурация на базе LGA1151 проще по своей структуре, поэтому определённый вклад в превосходство этой платформы вносят и более низкие латентности подсистемы памяти и шины PCI Express. В итоге основывать на LGA 2011-3 какие-либо игровые сборки смысл имеет лишь в том случае, если речь идёт о системе с несколькими высокопроизводительными GPU, которые смогут извлечь выигрыш из большего числа линий PCI Express. Причём, зачастую среди LGA 2011-3-процессоров максимальную игровую производительность может обеспечить не самый дорогой Core i7-6950X, а те представители семейства Broadwell-E, которые имеют либо более высокую частоту и меньшее количество вычислительных ядер.

Впрочем, нужно иметь в виду, что все приведённые тезисы верны лишь в смысле относительной игровой производительности. Если же вести речь об абсолютных показателях частоты кадров, то нужно понимать, что любой из актуальных процессоров семейства Core i7 абсолютно достаточен для того, чтобы раскрыть потенциал видеокарты верхнего уровня. Иными словами, несмотря на то, что на диаграммах Core i7-6950X, Core i7-6900K и Core i7-6800K почти всегда находятся ниже, чем Core i7-6700K, конфигурация на базе любого из этих CPU сможет без вопросов справиться с какой бы то ни было современной игрой AAA-класса.

Энергопотребление


Процессоры Broadwell-E по сравнению с предшественниками либо получили большее число вычислительных ядер, либо нарастили тактовые частоты. Однако Intel обещает, что при этом они не стал более прожорливыми в энергетическом плане и продолжают спокойно вписываться в 140-ваттный тепловой пакет, чему способствует перевод производства на 14-нм технологию с трёхмерными транзисторами второго поколения. В то же время расчётное тепловыделение представителя семейства Skylake, Core i7-6700K, на 35 процентов ниже. Неужели показатели реального энергопотребления (а следовательно, и тепловыделения) различаются столь кардинально и платформа LGA2011-v3 не может быть экономичной ни при каких условиях?

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


И действительно, в состоянии простоя платформа LGA2011-v3 потребляет почти в два раза больше, чем LGA1151. Причин этому сразу несколько. Во-первых, набор системной логики Intel X99 более прожорлив, чем Z170. Во-вторых, LGA2011-v3-процессоры лишены поддержки части энергосберегающих технологий, например, состояния C7. В-третьих, материнские платы с процессорным разъёмом LGA2011-v3 имеют заведомо более сложный дизайн и оснащены большим числом контроллеров. Обратить внимание стоит и ещё на один момент: при бездействии Haswell-E немного экономичнее более новых Broadwell-E.


При многопоточной нагрузке процессоры Broadwell-E показывают лучшую энергоэффективность по сравнению с предшественниками. Но особенно любопытен тот факт, что десятиядерник Core i7-6950X – далеко не самый прожорливый процессор из числа новинок.

На следующей диаграмме приводится максимальное потребление при нагрузке, создаваемой 64-битной версией утилиты LinX 0.6.8 с поддержкой набора инструкций AVX2, которая базируется на пакете Linpack, отличающемся непомерными энергетическими аппетитами.


Примерно такая же картина, как с потреблением при финальном рендеринге, наблюдается и здесь. На фоне предшествующих LGA2011-v3-процессоров новые Broadwell-E выделяются достаточно скоромными энергетическими аппетитами. Очевидно, что перевод производства на 14-нм техпроцесс положительно сказался на их экономичности. Однако флагманский Skylake тем не менее позволяет собирать ещё более экономичные системы, что совершенно неудивительно, если принять во внимание меньшее количество вычислительных ядер. В сумме же это значит, что если вы решитесь собирать систему на платформе LGA2011-v3, то не забудьте морально подготовиться не только к высоким стартовым затратам на комплектующие, но и к большим эксплуатационным расходам.

Разгон


Как это ни удивительно, процессоры семейства Broadwell-E кое-что меняют и в разгоне. Конечно, ни о каких серьёзных переменах по сравнению с Haswell-E речь не идёт. Все новинки точно так же, как и их предшественники, обладают набором разблокированных множителей, а конвертер питания для процессора так и остался расположенным не на материнской плате, а в самом CPU. Однако появившиеся возможности назвать малозначительными тоже нельзя.


В первую очередь отметим добавленную в Broadwell-E возможность независимого разгона отдельных процессорных ядер. В этом режиме каждому ядру процессора можно назначить свой собственный множитель. Такой разгон может быть интересен тем, что вкупе с драйвером Turbo Boost Max Driver, который перенаправляет критическую нагрузку на наиболее быстрые ядра, можно получить конфигурацию, которая будет показывать высокую производительность при работе как с многопоточными, так и с малопоточными приложениями.

Второе важное нововведение – появление настройки, автоматически снижающей частоту ядер, которые работают над исполнением AVX-инструкций. Дело в том, что обычно разгон процессора ограничен из-за перегрева, возникающего при работе именно с очень затратными в энергетическом плане векторными командами с шириной 256 бит. Поэтому, например, большинство утилит для проверки стабильности разогнанных систем используют библиотеку Linpack, в которой AVX-команды задействуются очень активно. Но теперь у оверклокеров появляется инструмент, который позволит разгонять процессоры дальше границы, устанавливаемой AVX-блоками.

Также в числе нововведений для оверклокеров Intel указывает появившуюся возможность изменять напряжение VccU. Влияние этого параметра на разгон ещё предстоит изучить, но сразу стоит сказать, что в теории это напряжение способно оказать воздействие при увеличении частоты кеш-памяти третьего уровня.

Впрочем, всё это – лишь добавление в процесс разгона большей гибкости, в то время как для большинства энтузиастов на первом месте стоит не столько богатство настроек, сколько заложенный в процессорах нераскрытый частотный потенциал. И от Broadwell-E мы ждали определённых подвижек и на этом направлении. Всё-таки, по сравнению с Haswell-E они производятся по более совершенному техпроцессу с трёхмерными транзисторами второго поколения и разрешением 14 нм, который к настоящему моменту наверняка достиг зрелости.

К сожалению, на практике ситуация с разгоном получилась всё же не такой радужной. Как оказалось, достаточно низкое рабочее напряжение выбрано для Core i7-6950X не просто так. И уже при увеличении напряжения до 1,2 В наш экземпляр процессора во время тестирования в LinX 0.6.8 перегревался, несмотря на то, что в тестовой системе был установлен один из лучших двухбашенных кулеров — Noctua NH-D15. В результате для того, чтобы избежать перегрева процессора, нам пришлось довольствоваться увеличением напряжения питания лишь до 1,16 В. А в этом случае максимальной частотой, при которой Core i7-6950X сохранял свою способность к стабильному функционированию и проходил тесты без ошибок, оказались скромные 3,9 ГГц. Заметьте, при разгоне мы даже не смогли даже дойти до той частоты, которая обеспечивается технологией Turbo Boost Max 3.0.


Но даже при таком достаточно скудном разгоне максимальная температура процессорных ядер доходила до 98 градусов, а это – почти предельно допустимое значение, ведь троттлинг у Core i7-6950X включается по достижении 100 градусов.

Зато более простой Core i7-6900K в разгоне оказался более податлив в частотном плане. С повышением напряжения питания до 1,2 В мы смогли добиться работоспособности нашего экземпляра на частоте 4,1 ГГц.


Температура в таком состоянии не выходила за 95-градусную границу, что можно считать вполне приемлемым режимом работы. Однако нужно заметить, что восьмиядерные процессоры прошлого поколения, Core i7-5960X, разгонялись как минимум не хуже, а значит, перевод чипов под платформу LGA 2011-3 на новые технологические рельсы и более свежую версию микроархитектуры никаких особенных улучшений в частотном потенциале не принёс.

Что же касается младшего шестиядерника, то максимальной частотой, на которой способен работать образец младшего процессора Core i7-6800K, оказалась 4,1 ГГц. Достижение стабильности при прохождении тестирования в LinX 0.6.8 (на основе пакета Linpack 11.3.3.010 с поддержкой AVX2) в таком состоянии потребовало повышения напряжения питания до 1,275 В. И при ресурсоёмкой многопоточной нагрузке это – потолок.


Несмотря на то, что в качестве внутреннего термоинтерфейса в процессорах Broadwell-E используется индиевый припой, температуры вычислительных ядер на частоте 4,1 ГГц у шестиядерника достигали уже 94 градусов.

Подытоживая результаты разгона трёх разных Broadwell-E, можно определённо говорить о том, что новые LGA2011-3 процессоры имеют по меньшей мере не лучший частотный потенциал, чем их предшественники. И это значит, что для целей установки в оверклокерские системы представители поколения Haswell-E могут подходить лучше. Их преимущество в достижимой тактовой частоте вполне может скомпенсировать все микроархитектурные изменения, сделанные в более новых CPU.

Выводы


Давать итоговые оценки флагманским процессорам компании Intel с каждым разом становится всё сложнее и сложнее. Их просто невозможно поставить в один ряд с какими-то другими предложениями: по своим потребительским характеристикам и по стоимости они уходят от массовых продуктов всё дальше и дальше, становясь совершенно обособленным классом чипов где-то между процессорами для десктопов, рабочих станций и серверов. Новое семейство Broadwell-E продолжает движение тем же курсом, и поэтому его попросту не с чем сравнить, кроме предшественников.

Фактически процессоры Broadwell-E позиционируются как решение премиального уровня внутри экосистемы LGA 2011-v3, которое не только быстрее предшественников поколения Haswell-E, но и дороже. Поэтому на этот раз мы воздержимся от вынесения какого бы то ни было однозначного вердикта. С полной определённостью можно сказать лишь одно: с сегодняшнего дня место самого мощного и самого дорогого процессора для высокопроизводительных настольных компьютеров по праву будет принадлежать именно Core i7-6950X Extreme Edition.

Если подходить к Core i7-6950X как к более современной замене Core i7-5960X, то новинка выглядит определённо лучше. Благодаря внедрению нового технологического процесса Intel смогла добавить в свой флагманский процессор дополнительную пару ядер. Вместе с переходом на более совершенную микроархитектуру и внедрением технологии Turbo Boost Max 3.0 это позволило поднять максимальную производительность платформы LGA2011-v3 примерно на 25 процентов. В итоге получился значительный рывок вперёд, ведь подобного улучшения интеловских процессоров за один шаг мы не видели уже очень давно.

Не стоит забывать и о других представителях семейства Broadwell-E. Одновременно с десятиядерным флагманом на рынок пришли и более дешёвые процессоры для LGA2011-v3-систем, располагающие шестью и восемью вычислительными ядрами. И поскольку их стоимость выходит за границы разумного не слишком дерзко, они могут представлять определённый интерес для более широкой аудитории. Посудите сами: по сравнению с Haswell-E младшие представители семейства Broadwell-E обладают немного увеличившимися тактовыми частотами, а кроме того, они поддерживают технологию Turbo Boost Max 3.0 и базируются на более современной микроархитектуре. Такого сочетания усовершенствований оказывается достаточно, чтобы предложить примерно 5-10 процентное преимущество над Haswell-E похожего класса.


Однако говорить о превосходстве новых многоядерных процессоров над старыми имеет смысл лишь в контексте их использования для решения многопоточных ресурсоёмких задач. В целом же они не особенно впечатляют какими-то своими выдающимися качествами. Да, благодаря новинкам владельцы Haswell-E смогут обновить свои системы, перейти на обновленную микроархитектуру и получить либо чуть повышенные тактовые частоты, либо увеличенное число ядер. Но в реальности такой переход имеет практический смысл только лишь в последнем случае, а смена, например, Core-i7-5820K на Core i7-6800K вряд ли будет стоить затраченного на неё бюджета.

Кроме того, нужно иметь в виду, что массовый Core i7-6700K семейства Skylake по сравнению с любыми Broadwell-E способен выдать как минимум не худшую производительность в играх и лучшую – в типовых офисных задачах. Преимущество же многоядерных тяжеловесов проявляется главным образом в серьёзных приложениях для создания контента, что сразу же отправляет их в другую нишу – решений для профессионалов. Для большинства же домашних пользователей, типовые сценарии работы которых ограничиваются играми, офисными приложениями, потреблением медиаконтента и различными интернет-сервисами, Broadwell-E – совершенно избыточный вариант.