Intel Core i7-6700K на базе Skylake | Hardware | Процессоры | Статьи

Главная
Статьи Hardware Процессоры

25.10.2015 в 12:54:04 | Добавил: rayven | Просмотров: 2281 | 0 ответов

Несмотря на лидирующие позиции на рынке процессоров с архитектурой х86 и в условиях, когда единственный конкурент не спешит предлагать решения с достойным уровнем быстродействия, компания Intel ни на мгновение не останавливается на достигнутом, а продолжает регулярно радовать компьютерное сообщество новинками. При этом чипмейкер старается придерживаться стратегии «Тик-так», ставшей своеобразным кредо силиконового гиганта из Санта-Клары, где на каждый «тик» производство полупроводниковых кристаллов переводится на очередной более тонкий технологический процесс, а на «так» внедряется новый дизайн процессорных ядер. Нынешний 2015 год выдался для Intel богатым на анонсы: в начале лета вендор представил 14-нм процессоры Broadwell-H, пришедшие на смену 22-нм Haswell. Это событие можно считать итерацией «тик», поскольку микроархитектура CPU не претерпела заметных изменений, но произошел переход на новый, более тонкий технологический процесс. Впрочем, Broadwell-H в исполнении LGA1150 являются не преемниками Haswell, а, скорее, позиционируется как отдельные нишевые решения, для которых ценится сочетание высокого быстродействия графической подсистемы и небольшого энергопотребления. Их жизненный цикл вряд ли будет долгим, поскольку уже в этом году Intel запускает производство целой продуктовой линейки Skylake, а прямо сегодня у нас с вами есть возможность познакомиться с флагманской моделью нового поколения — Core i7-6700K. Intel Skylake. Платформа Sunrise Point На данный момент публике представлены только две модели процессоров Intel Skylake: четырехъядерные Core i5-6600K и Core i7-6700K с разблокированными коэффициентами умножения, но начиная с 3-го кв. 2015 года производитель обещает насытить рынок разнообразными моделями, в том числе недорогими Core i3, Pentium и Celeron на базе новейшей микроархитектуры. На самом деле полупроводниковые кристаллы Skylake, изготовленные с соблюдением 14-нм норм производства, получили столько изменений, что пришлось внедрять новый разъем LGA1151, естественно, не совместимый ни с одним из существующих сокетов. Что характерно, чипмейкер пока не раскрывает подробностей об особенностях нового дизайна, но обещает поделиться информацией на форуме Intel Developers, который пройдет 18 августа 2015 года в Сан-Франциско. Впрочем, основные характеристики пары флагманских Skylake известны, они указаны в следующей таблице вместе со спецификациями Broadwell-H и старших Haswell. Что касается использования нового процессорного разъема LGA1151, то его можно объяснить очередным редизайном подсистемы питания. Да-да, интегрированный регулятор напряжения, которым оснащаются CPU Broadwell и Haswell, остался в прошлом, а его место занял классический VRM, расположенный на материнской плате. Очевидно, размещение преобразователя питания внутри полупроводникового кристалла показало свою невысокую эффективность, во всяком случае, такой «возврат к истокам» должны положительно оценить любители оверклокинга со стажем. Второй ключевой момент — долгожданное внедрение поддержки ОЗУ стандарта DDR4, эффективные тактовые частоты которой стартуют с 2133 МГц, но с сохранением обратной совместимости с модулями оперативной памяти DDR3L-1600. Впрочем, как показало недавнее тестирование Core i5-5675C процессоры Broadwell-H успешно функционируют c «планками» ОЗУ, напряжение питания которых составляет 1,5 В и выше, в том числе с оверклокерскими комплектами, рассчитанными для работы на повышенных частотах. Будем надеяться, что Skylake окажется не менее дружелюбным в плане работы с модулями ОЗУ. Если говорить о различиях между Core i5-6600K и Core i7-6700K, то младшая модель не поддерживает технологию Hyper-Threading и функционирует на меньших частотах, а размер кэша L3 уменьшен на 25%. В отличие от Broadwell-H новинки лишены кэша L4, и, судя по всему, оснащаются менее мощным графическим ядром Intel HD Graphics 530, которое насчитывает 24 исполнительных модулей. Впрочем, есть сведения, что мобильные версии Skylake могут иметь в составе видеоподсистемы до 72 исполнительных блоков. К слову, на фоне уменьшения детализации технологического процесса для новейших процессоров определен тепловой пакет 91 Вт, это даже больше, чем у старших 22-нм Haswell, и сейчас сложно дать этому факту разумное объяснение. Что касается уровня быстродействия, то совокупность улучшений должна обеспечивать не менее 10% прироста относительно моделей предыдущего поколения. Как уже было сказано, процессоры Skylake предназначены для работы в составе новой платформы, известной под кодовым именем Sunrise Point, основой для которой служат чипсеты Intel 100-й серии. На сегодняшний день производителем представлена флагманская модель системной логики Intel Z170, но уже в скором времени должны появиться «материнки» на базе чипсетов H110, B150, H170, Q150 и Q170. Платформа Sunrise Point имеет одночиповую компоновку, в которой микросхема системной логики играет роль «южного моста», отвечая за реализацию возможностей расширения, тогда как контроллеры ОЗУ и шины PCI Express 3.0 находятся в составе центрального процессора. Последний обеспечивает работу 16 линий, которые могут разделяться по схемам «x16+х0+х0, «х8+x8+х0» или «х8+x4+x4», тем самым обеспечивая работу технологий AMD CrossFireX и NVIDIA SLI. Несложно заметить, что системная логика Intel Z170 так же как и ее предшественница позволяет строить конфигурации AMD CrossFireX и NVIDIA SLI и поддерживает аналогичное количество портов SATA 6 ГБ/с, но предлагает до 20 линий PCI Express, причем, версии 3.0, тогда как Intel Z97 оснащена всего восемью каналами PCI Express 2.0. Кроме того, до 10 увеличено максимальное количество интерфейсов USB 3.0. Здесь следует понимать, что, очевидно, новый чипсет поддерживает технологию Flexible IO, впервые появившуюся в системной логике Intel 9-го поколения, которая позволяет увеличивать количество портов одного типа за счет сокращения числа других интерфейсов, так что производители материнских плат получат некую гибкость в реализации возможностей расширения. Но одним из главных преимуществ платформы Sunrise Point, которое наверняка придется по вкусу любителям разгона, является возможность плавного изменения базовой частоты, тогда как Intel Z97 позволял повысить BCLK со штатных 100 до 125, 167 или 250 МГц. Правда, пока не понятно, будет ли работать данная функция для Skylake без литеры «К» в наименовании модели, а также будут ли остальные чипсеты Intel 100-й серии поддерживать такую возможность. Что касается нового процессорного разъема LGA1151, то внешне он ничем не отличается от сокетов LGA1155 и LGA1150, используется такое же отработанное годами конструктивное исполнение, и, что самое главное, не поменялись требования к системе охлаждения, поэтому, для отвода тепла от Skylake можно использовать кулеры, рассчитанные на крепление с расстоянием между отверстиями 75 мм. Очевидно, что в новый разъем не удастся установить процессоры Intel Ivy Bridge или Haswell, как не выйдет эксплуатировать новейшие Skylake на системных платах с разъемами LGA1150 или LGA1155. Так что, в случае приобретения CPU в исполнении LGA1151 обязательно придется покупать новую системную плату, и в этом, пожалуй, заключается один из немногих негативных моментов новейшей платформы. Intel Core i7-6700K Предоставленный на тесты процессор Intel Core i7-6700K, как водится, оказался инженерным экземпляром, так что с его помощью оценить комплект поставки розничных образцов не получится. Внешне отличить Skylake от Haswell, а тем более Broadwell-H, сможет только очень опытный глаз: у всех трех устройств полупроводниковый кристалл закрывает металлическая крышка, которая кроме защитных функций играет роль теплораспределителя, однако, новинка выделяется расположением вырезов в текстолитовой подложке, служащих для правильной ориентации процессоров в разъеме.

Слева направо: Core i7-6700K, Core i5-5675C и Core i7-4790K С обратной стороны CPU отличаются количеством и расположением вспомогательных навесных компонентов, а также иной конфигурацией контактных площадок.

Слева направо: Core i7-6700K, Core i5-5675C, Core i7-4790K Диагностические утилиты очень точно определяют спецификации новейшего Intel Core i7-6700K. В его составе трудятся четыре вычислительных ядра, но, благодаря работе Hyper Threading процессор способен обрабатывать одновременно восемь потоков вычисления. Каждое из ядер оснащено по 32 КБ кэша L1 для инструкций и данных, а также массивом кэш-памяти второго уровня объемом 256 КБ. Кроме того, старший Skylake оснащен массивом кэша L3, размер которого составляет 8 МБ при 16-канальной ассоциативности. Что касается набора SIMD-инструкций, то здесь никаких отличий от Intel Haswell и Broadwell-H не наблюдается: процессор поддерживает инструкции SSE4.1, SSE4.2, AVX, AVX2.0, FMA3, а также ускорение шифрования AES. В штатном режиме тактовая частота Core i7-6700K составляет 4000 МГц при напряжении 1,187 В, но за счет технологии Intel Turbo Boost при запуске приложений, не оптимизированных для многопоточного вычисления, процессор автоматически разгоняется до 4200 МГц с одновременным повышением Vcore до 1,231 В. Что касается Uncore-части и кэш-памяти 3-го уровня, то они функционируют в режиме 4000 МГц и могут тактоваться асинхронно с вычислительными ядрами. Следует заметить, что напряжения питания достаточно высоки как для 14-нм чипа, так что TDP 91 Вт удивления не вызывает. Зато, в моменты простоя функции энергосбережения сбрасывают частоту и напряжение на центральном процессоре до 800 МГц и 0,8 В соответственно.

Видеоподсистема Core i7-6700K состоит из графического ускорителя Intel HD Graphics 530, который, судя по мнению популярной диагностической утилиты GPU-Z 0.8.5, содержит 48 EU (Executive Units – исполнительных устройств). Впрочем, реальное количество EU равняется 24, что ровно на 20% больше, чем у процессоров Haswell, и они относятся к 9-му поколению Intel HD Graphics. Помимо увеличения вычислительной мощности улучшения коснулись блока Intel Quick Sync, который теперь на аппаратном уровне поддерживает не только декодирование, но и кодирование видеопотоков HVEC и VP-9. Графический акселератор под нагрузкой функционирует на частоте 1150 МГц, которая в 2D-режиме снижается до 350 МГц. Встроенная видеокарта поддерживает API DirectX 11.2, ускорение неграфических вычислений OpenCL и обеспечивает вывод изображения в разрешении до 4К на три независимых цифровых выхода.

Что касается оверклокинга, то процессоры Skylake предлагают два способа для разгона: увеличением базовой частоты или поднятием коэффициента умножения. Поскольку Core i7-6700K имеет незаблокированный множитель, был выбран второй способ, который впоследствии дал очень хорошие результаты. При использовании мощного воздушного кулера тестовый экземпляр заработал на частоте 4700 МГц, для обеспечения стабильности на которой Vcore было поднято до 1,35 В. В таком режиме наш Skylake проходил длительный стресс-тест в программе LinX 0.6.5, а температура самого горячего ядра хоть и достигла 97° С, но не вызвала активацию режима пропуска тактов. Тем временим кэш L3 работал в режиме 4500 МГц, а модули памяти функционировали на частоте 3100 МГц с таймингами 15-16-16-31-1Т при напряжении 1,4 В.

Конечно, судить о разгонном потенциале всех процессоров Skylake по результатам тестирования инженерного образца Core i7-6700K нельзя, тем не менее, частотный потенциал, который продемонстрировал новичок, недвусмысленно намекает, что производитель повысил эффективность термоинтерфейса между полупроводниковым кристаллом и крышкой теплораспределителя. Будем надеяться, что проблемы с перегревом, присущие процессорам Intel Ivy Bridge и Haswell остались в далеком прошлом. Вот на такой позитивной ноте предлагаю перейти к изучению тестовых стендов, после чего мы с вами сравним уровень быстродействия Skylake с представителем предыдущего поколения, а также оценим прирост от разгона. Тестовый стенд Для измерения быстродействия и оценки частотного потенциала центрального процессора Intel Core i7-6700K был собран тестовый стенд следующей конфигурации: материнская плата: ASUS Z170-Deluxe (Socket LGA1151, ATX, Intel Z170, UEFI Setup 0404 от 03.07.2015); кулер: Noctua NH-D15 (два вентилятора NF-A15 PWM, 140 мм, 1300 об/мин); термопаста: Noctua NT-H1; оперативная память: Kingston HX424C15FBK4/32 (2x8 ГБ, DDR4-2400, CL15-15-15-35); видеокарта: MSI N770 TF 2GD5/OC (GeForce GTX 770); накопитель: Intel SSD 320 Series (300 ГБ, SATA 3Gb/s); блок питания: Seasonic X-650 (650 Вт); операционная система: Windows 8.1 64 bit; драйвер чипсета: Intel Management Engine 11.0.0.1141, Intel INF Update Utility 10.1.1.7; драйвер видеокарты: NVIDIA GeForce 340.43, Intel Graphics Accelerator Driver 10.18.15.4232. Во время тестов технология Intel Turbo Boost и процессорные функции энергосбережения функционировали в штатном режиме, а модули ОЗУ работали на частоте 2133 МГц с таймингами 15-15-15-35-1Т. В операционной системе брандмауэр, UAC, Windows Defender и файл подкачки отключались, настройки видеодрайвера не изменялись. Основой для тестового стенда послужила материнская плата ASUS Z170-Deluxe — флагманский продукт для процессоров Skylake от тайваньской компании ASUSTeK, который базируется на чипсете Intel Z170. Данная модель предлагает широчайшие возможности расширения и обладает отличным запасом прочности, с ее подробным обзором вы сможете ознакомиться уже в ближайшее время.

Что касается тестов быстродействия, то соперником для Intel Core i7-6700K выступил самый быстрый процессор для платформы LGA1150 — Core i7-4790K, который базируется на 22-нм ядре Haswell и относится ко второму поколению, известному как Haswell Refresh. Для его работы был собран тестовый стенд в составе таких комплектующих: материнская плата: MSI Z97S SLI Krait Edition (Socket LGA1150, Intel Z97, ATX, UEFI Setup 10.5 от 01.06.2015); кулер: Noctua NH-D15 (два вентилятора NF-A15 PWM, 140 мм, 1300 об/мин); термопаста: Noctua NT-H1; оперативная память: G.Skill TridentX F3-2400C10D-8GTX (2x4 ГБ, DDR3-2400, CL10-12-12-31); видеокарта: MSI N770 TF 2GD5/OC (GeForce GTX 770); накопитель: Intel SSD 320 Series (300 ГБ, SATA 3Gb/s); блок питания: Seasonic X-650 (650 Вт); операционная система: Windows 8.1 64 bit; драйвер чипсета: Intel Management Engine 10.0.30.1054, Intel INF Update Utility 10.0.22.0; драйвер видеокарты: NVIDIA GeForce 340.43, Intel Graphics Accelerator Driver 15.36.21.64.4222. Во время тестов подсистема ОЗУ работала в режиме 1600 МГц с задержками 9-9-9-24-1Т, а настройки программного обеспечения были полностью аналогичны тестовому стенду на базе Skylake. Процессор Intel Core i7-4790K удалось разогнать до 4500 МГц при напряжении 1,25 В, что можно считать очень хорошим результатом для серийного экземпляра, у которого штатный термоинтерфейс не заменен на высокоэффективный жидкий металл.

Для оценки уровня быстродействия был задействован следующий набор тестовых приложений: AIDA64 5.30.3500 (Cache & Memory Benchmark); Futuremark PCMark 8 2.4.304; WebXPRT 2015 (Internet Explorer 11); Adobe Photoshop CC 14.2.1; Cinebench R15 64bit; TrueCrypt 7.1 (встроенный тест); WinRAR 5.21 (встроенный тест); x264 HD Benchmark v5.0; Futuremark 3DMark 1.5.893; Alien: Isolation; BioShock Infinity; Counter Strike: Global Offensive; DotA 2; GRID Autosport; StarCraft II; WarThunder; World of Tanks. Каждый из тестов повторялся не менее трех раз, по итогам которых рассчитывалось среднее значение. Если какой-то из результатов заметно отличался от двух других — испытания продолжались до получения нормального значения. Результаты тестирования Синтетические приложения

Тестирование пропускной способности подсистемы ОЗУ в программе AIDA64 показало весомое преимущество оперативной памяти нового стандарта над модулями DDR3 в штатном режиме, правда, за счет возросших задержек наблюдалось увеличение латентности. Разгон последних до 2400 МГц обеспечил более высокое быстродействие во всех случаях, кроме операций копирования, видимо, контроллер ОЗУ в Skylake лучше справляется с подобного рода нагрузкой. Зато, после оверклокинга DDR4 заработала на частотах, о которых владельцам даже самых лучших модулей DDR3 приходилось только мечтать, продемонстрировав при этом фантастические значения пропускной способности.

В комплексном бенчмарке Futuremark PCMark 8, который с большой точностью позволяет определить уровень быстродействия тестовых стендов при выполнении реальных повседневных задач, в сценариях Home и Creative новичок показал результаты на уровне Core i7-4790K несмотря на заметное преимущество последнего по частоте, тогда как в подтесте Work оба участника обеспечили идентичную скорость работы, а при тестировании в офисном пакете Core i7-6700К немного отстал от Haswell. После разгона Skylake вышел бесспорным победителем, его результаты улучшились на 10–14%, тогда как для Core i7-4790K прирост составил всего 3–6%, что можно объяснить невысоким повышением тактовой частоты последнего относительно режима Turbo Boost.

Для оценки скорости работы с Web-приложениями использовался тест WebXPRT 2015, который запускался в браузере Internet Explorer 11. Подобного рода нагрузка не получает ускорения от многопоточного выполнения, но предъявляет повышенные требования к частоте и эффективности процессорных ядер, во всяком случае, Skylake опередил соперника в обоих режимах, а увеличение быстродействия от разгона достигло 15%. Прикладное ПО

Судя по времени обработки изображения в графическом редакторе Adobe Photoshop CC новый процессор Intel обеспечивает весомое преимущество над старшей моделью прошлого поколения. Впрочем, стоит заметить, что в тестовый стенд Haswell было установлено 8 ГБ ОЗУ, тогда как в систему на базе Skylake — вдвое больше, очевидно, это могло дать Core i7-6700K дополнительное преимущество.

В бенчмарке Cinebench 15R, который использует профессиональный графический 3D-движок Maxon CINEMA 4D, в подтесте, оценивающем однопоточную производительность, Core i7-6700К в номинале опять-таки показал результаты на уровне старшего Haswell, а с повышением частоты легко опередил его. Гораздо интереснее смотрятся показатели продуктивности в сценарии, который задействует все возможные вычислительные ресурсы, где Skylake продемонстрировал небольшое преимущество уже в штатном режиме, а с разгоном только укрепил выигрыш. Похоже, в новой архитектуре были проделаны изменения, повышающие эффективность работы в многопоточных приложениях. Но самые неожиданные результаты получились в подтесте анимации в режиме реального времени, использующем API OpenGL; здесь новичок заметно уступил Core i7-4790K и, похоже, имеет место недостаточная оптимизация видеодрайвера.

Программа шифрования данных TrueCrypt заметно прибавила в скорости работы при переходе с Haswell на Skylake, так что, не стоит недооценивать возможностей новой микроархитектуры. Что касается разгона, то после повышения частот Core i7-6700К прибавил около 17% быстродействия, тогда как прирост у Core i7-4790K едва достиг 7%.

Архиватор WinRAR как раз из тех программ, что способны извлечь максимум пользы из нового дизайна процессорных ядер. В штатном режиме выигрыш Skylake составил 7%, а с увеличением частоты герой сегодняшнего обзора увеличил отрыв до 17%.

По скорости обработки видео с помощью кодека H.264 процессор Intel Core i7-6700К снова одержал победу над флагманским Haswell, причем, в штатном режиме выигрыш составил порядка 6%, а в разгоне преимущество возросло до 15%, а тогда как эффект от оверклокинга достиг 18%. Тестирование в 3D-играх

Энергопотребление с дискретным графическим ускорителем Для оценки энергоэффективности процессоров использовался прибор Basetech Cost Control 3000, с помощью которого для тестовых стендов фиксировалось максимальное энергопотребление при прохождении стресс-теста LinX 0.6.5, а также определялось среднее энергопотребление при отсутствии нагрузки.

В простое экономичнее оказалась система на базе Haswell, тогда как в нагрузке меньшее энергопотребление продемонстрировал тестовый стенд на основе Skylake, и это при том, что формально новичок обладает большим нежели его соперник TDP. В разгоне энергопотребление Intel Core i7-4790K резко возросло и достигло 237 Вт, тогда как Core i7-6700К оказался несколько экономичнее несмотря разгон до более высоких частот, но несколько насторожил своей низкой энергоэффективностью при отсутствии нагрузки, что может быть следствием сырости управляющего микрокода системной платы. Быстродействие встроенной видеокарты в 3D-играх Для объективной оценки быстродействия встроенной видеоподсистемы Skylake в тестах приняли участие процессоры Intel Core i7-4790K и Core i5-5675C, которые функционировали в штатном режиме с включенными графическими подсистемами, тогда как сам Core i7-6700К тестировался как в номинале, так и после оверклокинга. Здесь следует отметить, что для Skylake увеличение частоты встроенной видеокарты даже на жалкие 10% вызывало сбои в работе системы, так что разгону подвергались только вычислительные ядра, подсистема ОЗУ и Uncore-часть вместе с кэшем L3. Во время тестов экранное разрешение устанавливалось в 1920х1080, а качество изображения устанавливалось на отметке «Высоко» во всех играх, за исключением WarThunder и World of Tanks.

В игре WarThunder процессор Core i7-6700К демонстрирует приемлемый уровень быстродействия, но из-за ошибки видеодрайвера некоторые текстуры в игре отображаются некорректно. Что же до аркадного танкового симулятора World of Tanks, то продуктивности Skylake не хватает, и разгон не в силах исправить ситуацию, тогда как Core i5-5675C не без труда, но все-таки обеспечивает средний fps выше 24 кадров в секунду. Здесь внимательный читатель может задать вопрос: а как же Core i7-4790K, почему о нем не сказано ни слова? Ответ прост: графическая подсистема Haswell слишком слаба для современных игр в разрешении Full HD, исключение составляют такие нетребовательные игрушки, как Counter Strike: Global Offensive, StarCraft II и WarThunder, но это скорее исключение, чем правило. Что касается энергопотребления тестовых стендов при работе со встроенными видеокартами, что при помощи все того же устройства Basetech Cost Control 3000 измерялась потребляемая мощность в простое, а также при прохождении полного цикла графических бенчмарков.

Независимо от режима нагрузки самой энергоэффективной оказалась система на базе процессора Skylake, тогда как оптимальное баланс быстродействия и энергопотребления показал тестовый стенд на основе процессора Core i5-5675C. Что касается Core i7-4790K, то он продемонстрировал самый высокий расход электроэнергии при минимальном уровне продуктивности. Выводы Стоит ли отрицать, что долгожданного выхода Skylake поклонники Intel ждали с нетерпением, так что есть смысл задаться вопросом: оправдались ли их надежды? На мой взгляд — полностью оправдались! Здесь сразу следует сделать оговорку, что чуда, наподобие 50% прироста быстродействия или разгона до 6 ГГц на воздухе, так и не произошло. В то же время, новый процессор превзошел своего предшественника Haswell практически по всем параметрам: он быстрее в большинстве приложений, поддерживает перспективную высокоскоростную ОЗУ DDR4 и демонстрирует лучший, чем у 22-нм чипов частотный потенциал. Правда, несколько расстроило невысокое быстродействие графической подсистемы, все-таки, мощности встроенной видеокарты все еще не хватит для требовательных видеоигр, хотя, прогресс по сравнению с Haswell более чем ощутимый. Что касается энергопотребления, то оно осталось на прежнем уровне, правда, за счет повышения продуктивности показатель «производительность на 1 Вт» заметно улучшился. Если говорить о розничной стоимости новинок, то чипмейкер традиционно установил для них цены на уровне продуктов предыдущего поколения, что, безусловно, не может не радовать. Однако, приобретение Skylake неизбежно потребует покупки материнской платы с разъемом LGA1151, которые в силу новизны на первых порах будут стоить несколько дороже аналогичных устройств предыдущего поколения, кроме того, цены на модули памяти DDR4 на данный момент превышают стоимость ОЗУ стандарта DDR3. Так что, когда уляжется ажиотаж, а цены придут в норму приобретение системы на базе Skylake станет отличной инвестицией в будущее, поскольку платформа LGA1151 находится в самом начале своего жизненного цикла, который продлится минимум два ближайших года.
Источник