Что даёт «K»: выжимаем из Core i7-10700K максимум возможного

⇡#Описание тестовой системы и методики тестирования

Вся описанная выше эпопея с разгоном Core i7-10700K была пройдена по большому счёту лишь с одной целью – понять, есть ли смысл в оверклокинге на платформе LGA1200. Может быть, как и в случае с процессорами AMD, владельцам процессоров Core 10-го поколения, относящихся к K-серии, достаточно просто положиться на автоматические настройки — и это не повлечёт за собой никакой заметной недостачи в производительности?

Чтобы аргументированно ответить на этот вопрос, мы протестировали Core i7-10700K в двух состояниях. Во-первых, в номинальном режиме, со включённой функций Multi-Core Enhancements, то есть в состоянии, в котором этот процессор будет функционировать у пользователя в том случае, если он не будет вмешиваться в настройки, которые сделает автоматом качественная материнская плата. Напомним, суть Multi-Core Enhancements заключается в отмене пределов потребления PL1 и PL2 с целью разрешить процессору всегда использовать максимальную определённую турборежимом частоту. И во-вторых, в описанном выше разгоне до частоты 5,0-5,1 ГГц. Все остальные настройки систем при этом намеренно были оставлены одинаковыми.

В состав тестовой системы входили следующие комплектующие:

• процессор:
  • Intel Core i9-10900K (Comet Lake, 10 ядер + HT, 3,7-5,3 ГГц, 20 Мбайт L3);
  • Intel Core i7-10700K (Comet Lake, 8 ядер + HT, 3,8-5,1 ГГц, 16 Мбайт L3);
• процессорный кулер: NZXT Kraken X62;
• материнская плата: ASUS ROG Maximus XII Hero (Wi-Fi) (LGA1200, Intel Z490);
• память: 2 × 16 Гбайт DDR4-3600 SDRAM, 16-19-19-39 (G.Skill TridentZ Neo F4-3600C16D-16GTZNC);
• видеокарта: NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti (TU102, 1350/14000 МГц, 11 Гбайт GDDR6 352-бит);
• дисковая подсистема: Samsung 970 EVO Plus 2TB (MZ-V7S2T0BW);
• блок питания: Thermaltake Toughpower DPS G RGB 1000W Titanium (80 Plus Titanium, 1000 Вт).

Тестирование выполнялось в операционной системе Microsoft Windows 10 Pro (v2004) Build 19041.208 с использованием следующего комплекта драйверов:

• Intel Chipset Driver 10.1.18295.8201;
• NVIDIA GeForce 451.67 Driver.

Описание использовавшихся для измерения вычислительной производительности инструментов:

Приложения:

• 7-zip 19.00 — тестирование скорости архивации. Измеряется время, затрачиваемое архиватором на сжатие директории с различными файлами общим объёмом 3,1 Гбайт. Используется алгоритм LZMA2 и максимальная степень компрессии.
• Adobe Photoshop 2020 21.2.1 — тестирование производительности при обработке графических изображений. Измеряется среднее время выполнения тестового скрипта Puget Systems Adobe Photoshop CC Benchmark 18.10, моделирующего типичную обработку изображения, сделанного цифровой камерой.
• Adobe Photoshop Lightroom Classic 9.3 – тестирование производительности при пакетной обработке серии изображений в RAW-формате. Тестовый сценарий включает постобработку и экспорт в JPEG с разрешением 1920 × 1080 и максимальным качеством двухсот 16-мегапиксельных изображений в RAW-формате, сделанных цифровой камерой Fujifilm X-T1.
• Adobe Premiere Pro 2020 14.3.1 — тестирование производительности при нелинейном видеомонтаже. Измеряется время рендеринга в формат YouTube 4K проекта, содержащего HDV 2160p30 видеоряд с наложением различных эффектов.
• Blender 2.83.3 – тестирование скорости финального рендеринга в одном из популярных свободных пакетов для создания трёхмерной графики. Измеряется продолжительность построения финальной модели pavillon_barcelona_v1.2 из Blender Benchmark.
• Topaz Video Enhance AI v1.3.8 – тестирование производительности в основанной на ИИ программе для улучшения детализации видео. В тесте используется исходное видео в разрешении 640×360, которое увеличивается в два раза с использованием модели Theia-Detail: UE,P.
• V-Ray 4.10.03 – тестирование производительности работы популярной системы рендеринга при помощи стандартного приложения V-Ray Benchmark Next;
• x265 3.2+9 10bpp — тестирование скорости транскодирования видео в формат H.265/HEVC. Для оценки производительности используется исходный 2160p@24FPS AVC-видеофайл, имеющий битрейт около 42 Мбит/с.

Игры:

• Assassin’s Creed Odyssey. Разрешение 1920 × 1080: Graphics Quality = Ultra High. Разрешение 2560 × 1440: Graphics Quality = Ultra High.
• Civilization VI: Gathering Storm. Разрешение 1920 × 1080: DirectX 12, MSAA = 4x, Performance Impact = Ultra, Memory Impact = Ultra. Разрешение 2560 × 1440: DirectX 12, MSAA = 4x, Performance Impact = Ultra, Memory Impact = Ultra.
• Far Cry 5. Разрешение 1920 × 1080: Graphics Quality = Ultra, HD Textures = On, Anti-Aliasing = TAA, Motion Blur = On. Разрешение 2560 × 1440: Graphics Quality = Ultra, Anti-Aliasing = Off, Motion Blur = On.
• Hitman 2. Разрешение 1920 × 1080: DirectX 12, Super Sampling = 1.0, Level of Detail = Ultra, Anti-Aliasing = FXAA, Texture Quality = High, Texture Filter = Anisotropic 16x, SSAO = On, Shadow Maps = Ultra, Shadow Resolution = High. Разрешение 2560 × 1440: DirectX 12, Super Sampling = 1.0, Level of Detail = Ultra, Anti-Aliasing = FXAA, Texture Quality = High, Texture Filter = Anisotropic 16x, SSAO = On, Shadow Maps = Ultra, Shadow Resolution = High.
• Shadow of the Tomb Raider. Разрешение 1920 × 1080: DirectX12, Preset = Highest, Anti-Aliasing = TAA. Разрешение 2560 × 1440: DirectX12, Preset = Highest, Anti-Aliasing = Off.
• Total War: Three Kingdoms. Разрешение 1920 × 1080: DirectX 12, Quality = Ultra, Unit Size = Extreme. Разрешение 2560 × 1440: DirectX 12, Quality = Ultra, Unit Size = Extreme.
• World War Z. Разрешение 1920 × 1080: DirectX11, Visual Quality Preset = Ultra. Разрешение 2560 × 1440: DirectX11, Visual Quality Preset = Ultra.

Во всех игровых тестах в качестве результатов приводится среднее количество кадров в секунду, а также 0,01-квантиль (первая перцентиль) для значений FPS. Использование 0,01-квантиля вместо показателей минимального FPS обусловлено стремлением очистить результаты от случайных всплесков производительности, которые были спровоцированы не связанными напрямую с работой основных компонентов платформы причинами.

⇡#Тесты производительности

⇡#Производительность в приложениях

И вот он, момент истины. Здесь мы видим, во имя чего были приложены все усилия, описанные до этого, и результат, откровенно говоря, совершенно не впечатляет. Разгон Core i7-10700K позволяет получить в приложениях улучшение производительности лишь в пределах единиц процентов. Получается, что значительная доля имеющегося частотного потенциала Comet Lake уже задействована производителем в номинальном режиме. Собственно, если говорить конкретно о Core i7-10700K, то его рабочие частоты со снятыми пределами потребления находятся в интервале 4,7-5,1 ГГц. После разгона нам удалось добиться работы этого процессора на частотах 5,0-5,1 ГГц, и это – в лучшем случае 8-процентный прирост, поэтому странно было бы ожидать каких-то кардинальных изменений в быстродействии.

Однако в то же время было бы неправильно сказать, что разгон оказался совсем бесполезным. Некоторые ресурсоёмкие приложения, предназначенные для перекодирования и обработки видеоконтента или для рендеринга, стали работать на 5-8 % быстрее. С учётом того, что такой прирост быстродействия получен «на пустом месте», оверклокинг трудно назвать бессмысленной процедурой. Отдельные энтузиасты вполне могут быть заинтересованы и в таком повышении производительности.

Правда, очевидно, что оверклокингом имеет смысл заниматься далеко не всегда. Во-первых, улучшение скорости выполнения задач при росте частоты процессора наблюдается далеко не повсеместно. Есть масса приложений, где производительность упирается не в частоту, а в другие подсистемы компьютера, поэтому зачастую эффект от разгона малозаметен. Во-вторых, разгон Core i7-10700K не делает из него процессор более высокого класса ни при каких условиях. Работающий в номинальном режиме Core i9-10900K, как можно видеть по результатам, всегда оказывается быстрее разогнанного Core i7-10700K.

Рендеринг:

Обработка фото:

Работа с видео:

Перекодирование видео:

Архивация:

⇡#Производительность в играх

Гораздо более показательные диаграммы, чем в прошлом подразделе, можно наблюдать здесь, где они построены на основе измерений FPS в современных играх. И они иллюстрируют скорее то, что правы противники разгона, которые считают, что вся эта морока с подбором частот и напряжений не стоит достигнутого результата. Действительно, разогнанный до частот 5,0-5,1 ГГц процессор Core i7-10700K оказывается лишь на 1-3 % быстрее самого себя в номинальном состоянии. И это – вовсе не тот прирост, который бы хотелось увидеть геймерам-энтузиастам.

Причём представленные ниже данные о FPS получены в разрешении 1080p, то есть в более благоприятном случае, когда игровая производительность упирается в возможности графического ускорителя не полностью и у процессора всё-таки остаётся возможность повлиять на кадровую частоту. А те, кто играет в разрешениях 1440p или 2160p (и им подобных), не имеют шанса увидеть даже такой скромный положительный эффект оверклокинга. Всё это наводит на мысль, что геймерам вообще нет смысла беспокоиться о разгоне CPU – никакого волшебного улучшения производительности в современных условиях он не даёт.

Отдельно нужно отметить, что разогнанному Core i7-10700K не удалось превзойти десятиядерный Core i9-10900K и в игровых тестах, хотя, казалось бы, десять ядер для игр избыточны и дополнительные два ядра в старшем процессоре вряд ли могут оказать ему какую-то поддержку. Но преимущество Core i9-10900K объясняется здесь тем, что в основе десятиядерных процессоров компания Intel использует более удачные полупроводниковые кристаллы, которые даже в номинальном режиме преодолевают отметку 5,0 ГГц при нагрузке на четыре-пять вычислительных ядер и отметку 5,1 ГГц при нагрузке на три и меньшее число ядер. Поэтому в играх, где работой нагружается довольно ограниченное число ядер, тактовая частота Core i9-10900K в номинальном режиме зачастую оказывается выше, чем у разогнанного Core i7-10700K.

⇡#Энергопотребление

Обратной стороной повышения тактовых частот выступает рост энергопотребления. Этот эффект мы можем наблюдать даже на примере работы процессоров Intel в номинальном режиме: каждое новое воплощение 14-нм микроархитектуры Skylake, которое забирается всё выше и выше по частоте, увеличивает свои аппетиты по энергопотреблению. Однако когда дело касается разгона, ситуация резко усугубляется, потому что попутно с увеличением тактовой частоты сверх номинальных значений почти всегда приходится поднимать и напряжение питания CPU. Иными словами, серьёзный рост потребления разогнанной системы — то, к чему должен быть готов любой оверклокер.

Ранее уже было показано: разгон Core i7-10700K до 5 ГГц и выше приводит к тому, что потребление этого процессора под нагрузкой может доходить до 250-300 Вт. Но давайте посмотрим, во что всё это выльется в смысле потребления системы целиком. Для того чтобы сделать такие измерения, мы воспользовались возможностями блока питания Thermaltake Toughpower DPS G RGB, который позволяет мониторить отдаваемую мощность на своём выходе.

Потребление системы с разогнанным Core i7-10700K оказалось ожидаемо выше, чем когда этот процессор работает в номинальном режиме. Однако нельзя сказать, что разница шокирует. Напротив, если сравнить потребление двух аналогичных систем с этим процессором в номинале и при разгоне, то в случае максимальной нагрузки рост аппетитов не превышает 40 %. С этим вполне можно мириться, особенно если принять во внимание, что работающий на частоте 5,0-5,1 ГГц процессор Core i7-10700K выглядит не прожорливее 10-ядерного Core i9-10900K в состоянии без разгона. А это означает, что 8-процентная прибавка к частоте с точки зрения энергопотребления в данном случае сопоставима с 25-процентным увеличением числа вычислительных ядер.

⇡#Выводы

Массовые процессоры Intel актуального поколения, Comet Lake, разгоняются довольно посредственно – именно такой вывод можно сделать по итогам проведённого тестирования. И в этом нет ничего удивительного. Эксплуатируя шестой год подряд одну и ту же микроархитектуру Skylake и 14-нм технологический процесс, компания Intel рано или поздно должна была приблизиться к окончательному пределу, и сейчас, похоже, мы наблюдаем именно это.

Максимальная частота, на которой способны работать различные производные Skylake с обычной системой охлаждения, находится недалеко за отметкой 5,0 ГГц, и Core i7-10700K почти добирается до неё в номинале. В ходе экспериментов с экземпляром такого процессора нам удалось добиться лишь 8-процентного разгона относительно максимальной частоты Core i7-10700K при нагрузке на все ядра, и это – довольно-таки бледный результат на фоне того, что у первых Skylake родом из 2015-го частота могла быть повышена на величину порядка 20 %. Ситуация же с Comet Lake усугубляется ещё и тем, что современные процессоры получили продвинутый турборежим, частота в котором может повышаться до 5,1 ГГц (или даже выше) автоматически – при нагрузке на одно или несколько ядер.

Всё это приводит к тому, что целесообразность разгона, например, применительно к Core i7-10700K оказывается под большим вопросом — по крайней мере, если подходить к этому процессу с утилитарной точки зрения. Как показывают тесты, никакого качественного прироста производительности таким путём получить невозможно, а какой-то осязаемый положительный эффект от повышения частоты за пределы штатного режима наблюдается лишь в отдельных ситуациях.

Отказаться от попыток оверклокинга процессора сразу же может аудитория геймеров. Повышение частоты смены кадров в современных играх после разгона Core i7-10700K заметить почти невозможно. Если FPS и увеличивается, то речь идёт о приросте в 1-2 %, который, естественно, никакой погоды не сделает. Подвергать опасности стабильность системы и увеличивать потребление и нагрев ради такого нет никакого рационального смысла, и лучше сразу сосредоточиться на повышении частот графической карты – вот это в разрезе игровой производительности на порядок полезнее.

Впрочем, разгон CPU всё-таки можно рассматривать как способ улучшения скорости работы системы при решении ресурсоёмких вычислительных задач. В отдельных ситуациях, например при финальном рендеринге или при обработке видео, разгон Comet Lake всё-таки улучшает быстродействие. И для таких сценариев он может иметь смысл. Правда, не следует забывать, что и тут мы говорим про прирост быстродействия на уровне единиц процентов.

Однако в пользу разгона процессоров вроде Core i7-10700K есть немного иной аргумент. Дело в том, что Intel уделяла и продолжает уделять большое внимание поддержке энтузиастов, в результате чего любые оверклокерские эксперименты с Comet Lake проводить исключительно просто. Этот процессор даёт в руки пользователя исчерпывающий набор инструментов с понятным и предсказуемым действием. Более того, в каждом поколении CPU этот набор пополняется, давая всё больше свободы в том, каким образом пользователи могут попытаться извлечь из процессора изначально скрытый потенциал. Иными словами, не стоит думать, что разгон – это какой-то затейливый ритуал. Вывести Core i7-10700K за пределы номинального режима и добиться стабильной работоспособности проще простого, и мы надеемся, что приведённые в этой статье рекомендации станут хорошим подспорьем.

Обобщая же всё сказанное воедино, остаётся резюмировать, что оверклокерские процессоры Comet Lake, которые отмечены в модельном номере литерой «К», несмотря ни на что, вполне возможно рассматривать как достойные объекты для экспериментов по разгону. При этом не стоит рассчитывать, что подобные эксперименты способны принести какие-то заметные дивиденды в смысле прироста производительности, но не всё измеряется частотой кадров и баллами в бенчмарках. В том, что настройка разгона в LGA1200-системах – очень увлекательный процесс, способный доставить энтузиастам удовольствие сам по себе, у нас нет никаких сомнений. Единственное, не нужно забывать о правильном подборе компонентов системы, в противном случае гладкий процесс оверклокинга может споткнуться на ухабах нестабильности, в возникновении которых повинны не сами процессоры, а какие-то другие компоненты.

В заключение же нужно сказать, что приобретать процессоры Core i7-10700K целесообразно и для эксплуатации в номинальном режиме. Они хороши и без всякого разгона, тем более что по сравнению с «обычными» моделями они обладают увеличенной тактовой частотой и, соответственно, лучшей производительностью.