Обзор и тест процессора Intel Core i7 — 7820Х: Может быть лучший?

Обновление HEDT — платформы Intel никогда еще не было настолько массовым и, наверное, значимым. Новые «экстремальные» процессоры представлены в широком ассортименте от 4- до 18-ядерных решений. Но не только в ядрах счастье и архитектура Skylake-X принесла с собой обновленную технологию межъядерных соединений, перераспределение кеша, поддержку инструкций AVX — 512, улучшенную Turbo Boost и, что немаловажно, более приятный ценник за то же количество ядер, при том разговор не идет о каких-то минус 50 $, реальная разница в цене между i7 — 6950X и i9 — 7900X составляет немногим более 700$. Но сегодня мы отвлечемся от i9 — 7900X и обратим внимание на старший теперь восьми-ядерный  i7 — 7820Х и, быть может, именно этот процессор незаслуженно получил мало внимания.

Общее знакомство с Skylake — X и Kaby Lake — X

Начнем с беглого знакомства с процессорами на архитектуре Kaby Lake — X — это i5 — 7640X и i7 — 7740X, четырех-ядерные решения и практически полные аналоги тех же i5 — 7600K и i7 — 7700K. И на самом деле, отличий от хорошо известных нам «камней» совсем немного, в новых процессорах заблокировано графическое ядро, но благодаря этому и более отточенному процессу производства кристаллов, i5 — 7640X и i7 — 7740X чаще всего достигают больших частот в разгоне. Но, тем не менее, процессоры Kaby Lake — X не получили знаковых улучшений Skylake — X.
Процессоры Skylake — X условно делятся на две группы. Это шести- и восьми-ядерные модели i7, а так же десяти и более ядерные модели выпускаемые под новым брендом i9. Отличия «старших» и «младших» хорошо заметны. Процессоры получили меньше PCIe линий 28 против 44, а i7 — 7800X не получил поддержку Turbo Boost Max 3.0 и гарантируемая рабочая частота оперативной памяти DDR4 — 2400 МГц против 2666 МГц поддерживаемых всеми остальными представителями семейства.

Процессоры под новым брендом i9 начинаются с десяти-ядерного i9 — 7900X, который уже доступен в продаже. Двенадцати-ядерный i9 — 7920X должен попасть на витрины магазинов уже 28 августа, а старшие модели линейки должны выйти в продажу уже в 25 сентября.

Особенности Skylake — X

Межъядерные соединения

Вернемся немного назад, к второму поколению процессоров Intel Core, которое было представлено в самом начале 2011 года, именно в этом поколении «домашних» процессоров была применена кольцевая шина, преимуществом которой была простота и высокая скорость передача данных от одного ядра к другому с минимальными задержками. Но поскольку данные перемещаясь по условному кольцу в одном или другом направлении, они вынуждены все-равно пройти определенный путь и, если говорить про препроцессоры с двумя или восемью ядрами, кольцевая шина все еще была актуальна, поскольку латентность между перемещением данных от одного ядра к другому все-равно оставалась минимальна.Для создания же многоядерных систем с более чем восемью ядрами на одном кристалле применяли две кольцевые шины, соединенные высокопроизводительным интерфейсом, но в таком случае задержка на переход данных становилась значительной, а выстроив кольцевую шину, к примеру, из двенадцати и более ядер латентность стала бы слишком высока.В процессорах семейства Skylake — X применяется новая система межъядерных соединений — ячеистая сеть. Из переведенного ниже скриншота хорошо заметно, что абсолютно каждое ядро имеет линии связи с другим ядром или контроллером. Переход к новой системе межъядерных соединений позволил снизить латентность при переходе данных между ресурсами процессора, а так же сделать многоядерные решения более эффективными.Хорошим жизненным примером для понимания ситуации станет обычный супермаркет, маршруты движения обозначены зеленым. В случае с ячеистой структурой мы всегда можем пройти от одной витрины к другой, если знаем маршрут и на это уйдет минимум времени. Во втором нам придется обходить витрины строго в определенном направлении по периметру, и на это уходит гораздо больше времени. 

В теории новая структура сильно снижает латентность.

Перераспределение кеша

В характеристиках процессора чаще всего указывается объем L3 кеша и мы можем заметить, что новые процессоры получили его почти вдвое меньше, например, в i7 — 7820X получил 11 мегабайт L3 кеша, в то время как i7 — 6900K имеет уже 20 мегабайт, но хуже на стало, так как структура самого кеша была пересмотрена.

Уменьшенный объем L3 кеша объясняется заметно увеличенным в четыре раза объемом L2 кеша, который теперь составляет один мегабайт на ядро, вместо 265 килобайт и это хорошо, ведь L2 гораздо быстрее.

Но и это не все изменения. L3 кеш больше не инклюзивный, то есть информация в него не дублируется из L2 кеша, как это было раньше и в этом есть как положительные, так и отрицательные стороны. В случае, если одному ядру потребуются данные с другого, ему теперь придется обратиться именно к L2 кешу того ядра и это увеличивает задержки. С другой стороны, во время интенсивных нагрузок благодаря увеличенному объему L2 кеша ярду гораздо реже придется обращаться к более медленному кешу.

Поддержка AVX — 512

Поддержка инструкций AVX — 512 для векторных вычислений пришла с серверных решений, напомним, что ране использовались инструкции AVX2/256. Внедрение поддержки AVX — 512 удваивает скорость вычисления в оптимизированных для этого приложениях. На практике инструкции AVX используются при кодировании-декодировании видео, 3D моделировании, сложных вычислениях.

Intel Turbo Boost Max 3.0

Технология Intel Turbo Boost 3.0 нам хорошо известна с процессоров на архитектуре  Broadwell E. Если классический Turbo Boost 2.0 линейно поднимает частоты абсолютно всех ядер, Turbo Boost 3.0 дополнительно может поднять частоту одного самого удачного ядра, Turbo Boost Max 3.0, в свою очередь, поднимает частоты сразу двух наиболее подходящих ядер на 200 МГц. Так же стоит заметить, что однопоточные задачи будут выполняться на самом быстром ядре. 

Поддержка DDR4 — 2666

Все процессоры на новой архитектуре, кроме «младшего» i7 — 7800X получили официальную  поддержку памяти DDR4 — 2666. И если при типичном домашнем использовании это не так важно, ведь можно смело разогнать памяти до более впечатляющих результатов, то для исключительно рабочих станций выполняющих сложные вычисления с большими объемами данных это важно, ведь разгон оперативной памяти может привести к нестабильной работе системы.

На этом знаковые отличия заканчиваются.

Кратко про набор системной логики X299

Набор системной логики X299 шагнул далеко вперед, если сравнивать его с X99. Он стал более быстрым благодаря связи с процессором по шине DMI 3.0, и теперь порты, работающие от чипсета, работают в режиме PCIe 3.0. Возросло количество PCie линий c восьми до двадцати четырех и теперь производители материнских плат могут разгуляться в плане конфигурирования различных вариантов материнских плат благодаря установке различных контроллеров. Так же заметное отличие кроется в поддержке накопителей Intel Optane, а технология Rapid Storage теперь научилась работать с PCIe накопителями.

Характеристики Intel Core I7 — 7820X

К нам на тест попал серийный образец Intel Core i7 — 7820X. И внешне, да даже по габаритам, процессор схож с процессорами семейства  Broadwell E, однако весомые отличия кроются внутри. Под теплорассеивающей крышкой, где место используемого ранее металлического припоя занял пластичный термоинтерфейс (термопаста другими словами). Многими такое нововведение показалось чем-то ужасным, но так ли это на самом деле, мы разберемся во время разбора температурного режима.Для разбора характеристик  i7 — 7820X лучше всего сравнить с восьми-ядерным предшественником i7 — 6900K.

Помимо архитектурных улучшений, гораздо более высоких тактовых частот, мы получили более низкую цену процессора на 500$, а это, я хочу заметить, очень важный показатель для нас — потребителей.

Тестирование Intel Core i7 — 7820X

Думаю сразу стоит обратить ваше внимание на вопросы, которые могут возникнуть. Сравнительного тестирования с процессорами Broadwell-E нет по причине отсутствия необходимого процессора и материнской платы в редакции. Для сравнения производительности оппонентом был поставлен AMD Ryzen 7 1700, на данный момент это самый многопоточный «камень» в редакции. В бенчмарках и рабочих приложениях нет тестов в разгоне, тестирование разгонного потенциала Skylake — X будет проведено отдельно. Частота оперативной памяти была зафиксирована на 2800 МГц, дело в том, что материнская плата на X370 задержалась и было принято решение использовать X.M.P профиль.

Тестовые стенды

Тестирование в бенчмарках

Несмотря на то, что бенчмарки далеко не всегда демонстрируют реальную производительность системы, а это чаще всего из-за идеальных условий для выполнения тех или иных задач, мы решили уделить им традиционно мало времени. Однако некоторые бенчмарки демонстрируют производительность в реальных рабочих задачах и эти результаты вошли в тестирование рабочих приложений. Один из самых показательных бенчмарков, оптимально использующих все ядра процессора CineBench R15, бенчмарк рендерит 3D сцену и дает оценить как многопоточную, так и однопоточную производительность. Встроенный бенчмарк в CPU — Z после обновления программы до версии 1.79 стал более точным, так же демонстрирует как многопоточную  так и однопоточную производительность.

Проведенное тестирование демонстрирует ~20% превосходство i7 — 7820X над оппонентом. Эти данные можно считать ориентировочными и далее вы убедитесь в этом сами.

Тестирование в реальных рабочих задачах

Бенчмарков, отображающих производительность в реальных условиях, не так уж и много и начнем именно с них. Хочу заметить, что для рендера используется формат времени в секундах. Corona Benchmark 1.3 демонстрирует производительность во время рендера 3D сцены, отличительной особенностью бенчмарка является то, что он построен на Corona Render. Производительность во время кодирования видео демонстрирует X265 Benchmark, из названия становится понятно, что используется кодек H.265.

Далее проверяем производительность исключительно рабочими приложениями. Финальный рендер 11 минутного ролика в Adobe Premiere Pro CC 2017 без дополнительных плагинов в H.264 и H.265. В Adobe After Effects CC 2017 мы рендерили короткую сцену Underwater в исходном разрешении, но с увеличенным до 60к/c количеством кадров.Для тестировании скорости архивации файлов использовался WinRAR, однако мы не доверяем встроенному бенчмарку и проверяли производительность при архивации папки с 3,5 гигабайтами файлов размером от 2 Кб до 580 Мб.

Если проанализировать результаты тестов, то i7 — 7820X производительнее оппонента приблизительно на 31%. И это одна из причин, что бы не доверять бенчмаркам, ведь там разница составила ~20%. Синтетические тесты, на то и синтетические, потому что демонтируют производительность в идеальных условиях, которые практически всегда не достижимы, и именно тестированию в реальных рабочих задачах мы доверяем больше.

Тестирование в играх

На момент появления в редакции i7 -7820X самой мощной видеокартой была AMD Radeon RX470 4Гб. По этой причине для увеличения зависимости от процессора мы были вынуждены снизить разрешение до 720p и выставить средние нестойки графики с отключенным сглаживанием. Фреймрейт фиксировался программой FRAP в течении двух минут в максимально похожих сценах в компании. Версия ПО AMD на время тестирования 17.7.2. Поскольку процессор сложно отнести к классу «игровых», на производительности в играх мы решили долго не заострять внимание.

Температурный режим

Замена припоя на пластичный термоинтерфейс в новых процессорах HEDT — сегмента вызвала много споров и не проверить температурный режим мы, попросту, не могли. Напомню что над охлаждением процессора работает одна из лучших  воздушных систем охлаждения Noctua NH — D15. Температура в комнате ~33 градуса. Во всех режимах зафиксировано средние значение температуры процессора в течении получаса после запуска теста. В качестве термоинтерфейса служит NT-H1. В графиках используется среднее значение температуры с момента старта теста.

Тестирование проводилось в следующих режимах:

1. Процессор не разогнан. Система простаивает, активны только стандартные службы Windows 10. Обороты вентилятора выставлены на минимум.
2. Процессор не разогнан. Система простаивает, активны только стандартные службы Windows 10. Обороты вентилятора ∼1000 оборотов в минуту.
3. Процессор не разогнан. Система простаивает, активны только стандартные службы Windows 10. Обороты вентилятора выставлены на максимум.
4. Процессор не разогнан. Просмотр потокового видео FullHD. Обороты вентилятора выставлены на минимум.
5. Процессор не разогнан. Активирован стресс-тест системы в AIDA64. Обороты вентилятора ∼1000 оборотов в минуту.
6. Процессор не разогнан. Активирован стресс-тест системы в AIDA64. Обороты вентилятора выставлены на максимум.
7. Процессор разогнан до 4.5 ГГц. Активирован стресс-тест системы в AIDA64. Обороты вентилятора ∼1000 оборотов в минуту.
8. Процессор разогнан до 4.5 ГГц. Активирован стресс-тест системы в AIDA64. Обороты вентилятора выставлены на максимум.
9. Процессор не разогнан. Активирован стресс-тест системы с использованием AVX инструкций LinX 0.7.3. Обороты вентилятора выставлены на максимум.

Сильно ли сказалось замена металлического припоя на пластичный термоинтерфейс под крышкой процессора? И знаете что я хочу сказать? На самом деле, нет. Процессор стабильно работает в установленном заводском режиме эксплуатации, только температуры теперь выше как и  требования к системам охлаждения. В случае, если вас устраивает заводской режим работы, с его охлаждением справится любая топовая башня. А если вы в серьез подумываете над использованием процессора в разгоне, то вам без использования хотя бы серийных 240 мм СЖО уже никуда. Именно система охлаждения заставила меня прекратить эксперименты с разгоном, потенциал еще у процессора есть, а частоту для работы без троттлинга удалось зафиксировать лишь на 4,5 ГГц со снижением частоты во время выполнения AVX инструкций на 500 МГц.

Разгон

Черпнуть весь потенциал процессора, увы, не получилось мы из раза в раз упирались в систему охлаждения и максимальная рабочая частота для нас составила 4,5 ГГц. Материал по разгону процессоров Skylake — X мы подготовим в скором времени с использованием серийной СЖО.

Впечатления от Intel Core i7 — 7820X и выводы

Архитектура Skylake — X привнесла множество изменений и это далеко не банальный перенос уже знакомой нам архитектуры на HEDT — платформу. Intel пересмотрела систему межсоединения ядер, перераспределила кеш и, пусть, в целом, его стало меньше, но он стал боле быстрым, добавила поддержку инструкций AVX — 512, которые удваивают производительность в поддерживаемых приложениях, благодаря усовершенствованному техпроцессу мы получаем более высокие тактовые частоты из коробки, а новый Turbo Boost Max 3.0 научился дополнительно поднимать частоты двух ядер. Но помимо этих изменений, так же пересмотрена и ценовая политика, и ценник на восьми-ядерные процессоры спустился с 1100$ до 600$ и, я считаю, это одно из самых весомых изменений.

Стоит ли собирать систему на Intel Core i7 — 7820X? Для игр, веб серфинга и типичных домашних задач он избыточен, под эти задачи стоит смотреть в сторону i7 — 7700K или грядущих Coffee Lake, которые принесут много нового. Intel Core i7 — 7820X раскрывается «по-полной» в монтаже видео, работе с 3D и VR контентом, сложными расчетами и стримингом. Это отличное решение именно для рабочей станции.

Ну а поскольку Intel Core i7 — 7800Х получил более низкие частоты и не получил Turbo Boost Max 3.0, Intel Core i7 — 7820X автоматически становиться лучшим в линейке по соотношению цена/производительность.

Актуальные цены