Как старая Windows 10 портит жизнь новому Core i9-12900K и почему Windows 11 лучше

⇡#Описание тестовой системы и методики тестирования

Основная задача тестирования состояла в определении разницы в производительности Core i9-12900K при работе в старой операционной системе Windows 10 без поддержки Thread Director и в новой Windows 11 c поддержкой этой технологии. Однако для полноты картины измерения быстродействия были выполнены не только в платформе на базе Core i9-12900K, но и в альтернативной системе с процессором Ryzen 9 5950X. Таким образом мы попутно сможем ответить на вопрос, что может дать переход на Windows 11 пользователям процессоров AMD.

В составе тестовых систем использовались следующие комплектующие:

• Процессоры:
  • AMD Ryzen 9 5950X (Vermeer, 12 ядер + SMT, 3,4-4,9 ГГц, 64 Мбайт L3);
  • Intel Core i9-12900K (Alder Lake, 8P+8E-ядер + HT, 3,5-5,3/2,4-3,9 ГГц, 30 Мбайт L3).
• Процессорный кулер: кастомная СЖО EKWB.
• Материнские платы:
  • ASUS ROG Crosshair VIII Hero (Socket AM4, AMD X570);
  • ASUS ROG Strix Z690-F Gaming WiFi (LGA1700, Intel Z690).
• Память:
  • 2 × 16 Гбайт DDR4-3600 SDRAM, 16-18-18-38 (Crucial Ballistix RGB BL2K16G36C16U4BL);
  • 2 × 16 Гбайт DDR5-4800 SDRAM, 38-38-38-70 (Kingston Fury Beast KF548C38BBK2-32).
• Видеокарта: NVIDIA GeForce RTX 3090 Founders Edition (GA102, 1395-1695/19500 МГц, 24 Гбайт GDDR6X 384-бит).
• Дисковая подсистема: Intel SSD 760p 2 Тбайт (SSDPEKKW020T8X1).
• Блок питания: Thermaltake Toughpower DPS G RGB 1000W Titanium (80 Plus Titanium, 1000 Вт).

Все сравниваемые процессоры тестировались с настройками, принятыми производителями плат по умолчанию. Это значит, что для платформ Intel обозначенные в спецификациях пределы TDP/PBP игнорируются, вместо чего используются предельно возможные частоты в целях получения максимальной производительности. В таком режиме эксплуатирует процессоры подавляющее большинство пользователей, поскольку включение лимитов по тепловыделению и энергопотреблению в большинстве случаев требует специальной настройки параметров BIOS.

Настройки подсистем памяти для всех систем выполнялись по XMP-профилям.

Использованные версии операционных систем:

• Microsoft Windows 10 Pro (21H1) Build 19043.1023;
• Microsoft Windows 11 Pro (21H2) Build 22000.282.0 c установленными обновлениями KB5005635 и KB5006746.

И версии драйверов:

• AMD Chipset Driver 3.10.08.506;
• Intel Chipset Driver 10.1.18838.8284;
• Intel SerialIO Driver 30.100.2105.7;
• Intel Management Engine Interface 2124.100.0.1096;
• NVIDIA GeForce 496.49 Driver.

Описание использовавшихся для измерения вычислительной производительности инструментов:

Комплексные бенчмарки:

• Futuremark PCMark 10 Professional Edition 2.1.2508 – тестирование в сценариях Essentials (обычная работа среднестатистического пользователя: запуск приложений, серфинг в интернете, видеоконференции), Productivity (офисная работа с текстовым редактором и электронными таблицами), Digital Content Creation (создание цифрового контента: редактирование фотографий, нелинейный видеомонтаж, рендеринг и визуализация 3D-моделей).
• 3DMark Professional Edition 2.17.7173 — тестирование в сцене Time Spy Extreme 1.0.

Приложения:

• 7-zip 21.02 — 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 After Effects 2021 18.4.0 – тестирование скорости рендеринга анимационного ролика. Измеряется время, затрачиваемое системой на обсчёт в разрешении 1920 × 1080@30fps заранее подготовленного видеоролика.
• Adobe Photoshop 2021 22.4.3 — 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 10.3 – 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 2021 15.4.0 — тестирование производительности при нелинейном видеомонтаже. Измеряется время рендеринга в формат YouTube 4K проекта, содержащего HDV 2160p30 видеоряд с наложением различных эффектов.
• Blender 2.93.5 – 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.
• Cinebench R23 – стандартный бенчмарк для тестирования скорости рендеринга в Cinema 4D R23.
• Magix Vegas Pro 19.0 — тестирование производительности при нелинейном видеомонтаже. Измеряется время рендеринга в формат YouTube 4K проекта, содержащего HDV 2160p30 видеоряд с наложением различных эффектов.
• Microsoft Visual Studio 2017 (15.9.40) – измерение времени компиляции крупного MSVC-проекта – профессионального пакета для создания трёхмерной графики Blender версии 2.79b.
• Stockfish 14.1 – тестирование скорости работы популярного шахматного движка. Измеряется скорость перебора вариантов в позиции «1q6/1r2k1p1/4pp1p/1P1b1P2/3Q4/7P/4B1P1/2R3K1 w».
• SVT-AV1 v0.8.6 — тестирование скорости транскодирования видео в перспективный формат AV1. Для оценки производительности используется исходный 1080p@50FPS AVC-видеофайл, имеющий битрейт около 30 Мбит/с.
• Topaz Video Enhance AI v2.3.0 – 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 Artemis Anti Aliasing v9.
• V-Ray 5.00 – тестирование производительности работы популярной системы рендеринга при помощи стандартного приложения V-Ray Benchmark Next.
• VeraCrypt 1.24 – тестирование криптографической производительности. Используется встроенный в программу бенчмарк, задействующий тройное шифрование Kuznyechik-Serpent-Camellia.
• x264 r3059 — тестирование скорости транскодирования видео в формат H.264/AVC. Для оценки производительности используется исходный 2160p@24FPS AVC-видеофайл, имеющий битрейт около 42 Мбит/с.
• x265 3.5+8 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:

• Borderlands 3. Разрешение 1920 × 1080: Graphics API = DirectX 12, Overall Quality = Badass.
• Chernobylite. Разрешение 1920 × 1080: Graphics Quality = Ultra.
• Civilization VI: Gathering Storm. Разрешение 1920 × 1080: DirectX 12, MSAA = 4x, Performance Impact = Ultra, Memory Impact = Ultra.
• Cyberpunk 2077. Разрешение 1920 × 1080: Quick Preset = Ray Tracing – Ultra.
• Far Cry 6. Разрешение 1920 × 1080: Graphics Quality = Ultra, HD Textures = On, Anti-Aliasing = TAA.
• Hitman 3. Разрешение 1920 × 1080: Super Sampling = 1.0, Level of Detail = Ultra, Texture Quality = High, Texture Filter = Anisotropic 16x, SSAO = Ultra, Shadow Quality = Ultra, Mirrors Reflection Quality = High, SSR Quality = High, Variable Rate Shading = Quality.
• Horizon Zero Dawn. Разрешение 1920 × 1080: Preset = Ultimate Quality.
• Metro Exodus Enhanced. Разрешение 1920 × 1080: Shading Quality = Ultra, Ray Tracing == Normal, Reflection = Raytraced, Variable Rate Shading = 4x, Hairworks = Off, Advanced PhysX = Off, Tesselation = Off.
• Shadow of the Tomb Raider. Разрешение 1920 × 1080: DirectX12, Preset = Highest, Anti-Aliasing = TAA.
• A Total War Saga: Troy. Разрешение 1920 × 1080: DirectX 12, Quality = Ultra, Unit Size = Extreme.
• Watch Dogs Legion. Разрешение 1920 × 1080: DirectX 12, Quality = Ultra, RTX = Off, DLSS = Off.

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.

⇡#Производительность в комплексных бенчмарках

Тест PCMark 10 воспроизводит типичную активность пользователя при повседневной работе с офисными приложениями, и именно такие приложения оказываются наиболее подвержены проблемам с правильным исполнением на процессоре Alder Lake с гибридной архитектурой. Windows 10 совершенно очевидно теряется с выбором правильных ядер для исполнения потоков, и в итоге это приводит к существенному снижению производительности. Наиболее ярко это проявляется в сценарии Digital Content Creation – здесь результаты Core i9-12900K в Windows 10 и Windows 11 различаются более чем вдвое. Но это – явный эксцесс, ведь в других сценариях подобной разницы в результатах не наблюдается. Тем не менее потенциальным владельцам Alder Lake необходимо учитывать, что в определённых ситуациях использование старой ОС может сказаться на быстродействии платформы настолько значительно.

Включение VBS также может сказаться на производительности Core i9-12900K, если верить показаниям PCMark 10. Но активация функций безопасности, основанных на виртуализации,приводит лишь к четырёхпроцентному падению производительности, что вряд ли можно назвать существенной потерей.

Отдельно заметим, что процессор Ryzen 9 5950X, который принимает участие в тестах наряду со старшим Alder Lake, реагирует на включение VBS в Windows 11 ещё слабее. Однако в целом при его переводе на новую версию ОС показатели производительности немного ухудшаются, то есть с точки зрения PCMark 10 флагманский процессор AMD предпочтительнее использовать в Windows 10, несмотря на то, что все проблемы несовместимости Ryzen и Windows 11 считаются уже устранёнными.

Околоигровой тест 3DMark Time Spy Extreme не выявляет явных различий в производительности процессоров в Windows 11 и Windows 10. Также мало влияет на результат и включение VBS.

⇡#Производительность в приложениях

В целом быстродействие Core i9-12900K в ресурсоёмких приложениях зависит от версии выбранной операционной системы не так сильно. В большинстве случаев Windows 11, которая знакома с особенностями строения этого процессора и поддерживает технологию Thread Director, может обеспечить преимущество на уровне единиц процентов. В некоторых задачах, например при обработке видео в Topaz Video Enhance AI и Adobe After Effects, новая ОС позволяет получить преимущество на уровне 5-6 %. И лишь в единственном случае – при перекодировании видео кодеком x264 – Windows 11 на фоне Windows 10 обеспечивает принципиально лучшее быстродействие. Иными словами, различия в скорости выполнения «тяжёлых» задач при использовании разных версий ОС почти всегда незначительны. Но тем не менее ситуации, когда Windows 10 серьёзно портит производительность Alder Lake, всё-таки встречаются.

Что же касается платформы на процессоре Ryzen 9 5950X, то с ней картина несколько иная. С точки зрения скорости работы приложений для неё лучше подходит Windows 10, хотя разница, откровенно говоря, малозаметна. Разрыв в результатах составляет в среднем 1,5 %, а максимальное преимущество, которое может дать Windows 10, достигает 6 % – оно наблюдается при перекодировании видео кодеком x264 и при нейросетевом увеличении разрешения видео в Topaz Video Enhance AI.

При этом обе платформы, и AMD, и Intel, достаточно спокойно переносят активацию VBS. Падение производительности если и имеет место, то заметить его будет непросто – обычно оно составляет доли процента. Исключением можно назвать разве только Adobe Photoshop, но и в нём быстродействие при включении VBS снижается на довольно незначительную величину – 6,5 %.

Рендеринг:

Обработка фото:

Работа с видео:

Перекодирование видео:

Компиляция:

Архивация:

Шахматы:

Шифрование:

⇡#Игровая производительность

Здесь разница между операционными системами проявляется сильнее. Игры показывали преимущество Windows 11 для Alder Lake при измерении энергопотребления, и аналогичное превосходство новой ОС вырисовывается при сравнении частоты кадров в разрешении Full HD при использовании мощной графики. Конфигурация на базе Core i9-12900K показывает в Windows 11 примерно на 4 % лучшую игровую производительность, но в некоторых случаях, например в Chernobylite или Hitman 3, новая ОС прибавляет к частоте кадров вплоть до 10 %. Очевидно, что это – всецело заслуга технологии Thread Director.

Уверенность в этом укрепляют результаты Ryzen 9 5950X, который от Windows 11 не получает почти никакого прироста. Платформа AMD в новой версии ОС оказывается в среднем быстрее всего на 1,5 % с максимальным отрывом от результатов, полученных в Windows 10, на уровне 4 %.

Таким образом, при сравнении игровой производительности в Windows 10 флагманские процессоры AMD и Intel показывают более близкие результаты, чем в Windows 11. И хотя отрыв Core i9-12900K от Ryzen 9 5950X сохраняется, вместо 9-процентного преимущества в новой ОС в Windows 10 он может похвастать победой со средним перевесом в FPS лишь на уровне 5 %.

В дополнение к сказанному стоит добавить, что включение VBS не приводит ни к каким катастрофическим последствиям для игровой производительности. Для обеих платформ падение средней частоты кадров составляет порядка 2 %, что вряд ли может стать весомым аргументом в пользу отключения этой опции в Windows 11, по крайней мере в системах с современными и быстродействующими процессорами.

⇡#Вопросы совместимости

Говоря о производительности в играх, нельзя обойти стороной и другой аспект, который связан с эксплуатацией геймерских систем, построенных на процессорах семейства Alder Lake, – совместимость. Дело в том, что некоторые игры оказались неработоспособны на процессорах с гибридной архитектурой. Вернее, не сами игры, а встроенная в них DRM-защита компании Denuvo. На сайте Intel приводится список из 51 игры, которые в системах на базе новейших процессоров не запускаются из-за того, что Denuvo трактует два типа ядер внутри одного Alder Lake как два разных ПК. Причём более частые проблемы возникают именно в Windows 10, в то время как в Windows 11 список проблемных игр более чем вдвое короче и содержит лишь 22 пункта.

Таким образом, ещё по одной причинев игровых системах лучше использовать Windows 11– в этой операционной системе несовместимость игрового ПО наблюдается реже. И мы можем по собственному опыту подтвердить, что это действительно так. Многие игры, защищённые DRM, зачастую запускаются в Windows 10 не с первого раза, даже если они не фигурируют в списке Intel. Игры же из списка не работают вообще. Например, по этой причине нам пришлось отказаться от тестирования в Assassin’s Creed: Valhalla.

Безусловно, все подобные несовместимости будут устранены по мере выхода новых патчей. Но пока они способны доставить игрокам немало неприятностей. Впрочем, Intel придумала средство для обхода проблемы – специальный режим Legacy Game mode, в котором на время запуска капризных игр можно будет отключать E-ядра. Производители материнских плат должны в ближайшее время реализовать Legacy Game mode на уровне BIOS: известно, что ASUS и MSI уже работают над внедрением этой функции. Так что совсем скоро у пользователей систем на базе Alder Lake появится возможность включать и выключать E-ядра прямо из ОС. За переключение будет отвечать клавиша Scroll Lock на клавиатуре, а изменение статуса энергоэффективных ядер не будет требовать перезагрузки системы.

Однако на данный момент Legacy Game mode не реализован, а игры не получили необходимых обновлений. Поэтому добиться совместимости можно лишь одним способом – полным отключением E-ядер. Соответствующая опция присутствует в BIOS всех LGA1700-материнских плат, искать её нужно среди базовых настроек процессора.

Однако нужно отдавать себе отчёт в том, что при отключении E-ядер процессоры Alder Lake теряют и в производительности, и в энергоэффективности, поэтому данный метод – крайнее средство.

⇡#Выводы

Анонс процессоров Alder Lake был обставлен таким образом, что необходимость их использования с Windows 11 казалась и обязательной, и само собой разумеющейся. Intel настойчиво рассказывала о преимуществах технологии Thread Director, и этот рассказ строился на тезисе о том, что гибридная архитектура Core 12-го поколения способна полностью раскрыться исключительно с новой ОС. Проведённое тестирование подтвердило, что Intel не лукавила. В Windows 11 процессоры Alder Lake действительно ведут себя лучше со всех точек зрения. Производительность оказывается выше, энергопотребление – ниже, а проблем совместимости со старыми играми наблюдается меньше.

Но это вовсе не значит, что на компьютере с Alder Lake обязательно должна быть установлена Windows 11. В действительности эти процессоры неплохо работают и с Windows 10: сказать, что по какому-то из перечисленных выше направлений есть какие-то заметные проблемы, невозможно. Имеющиеся в старой версии OC механизмы распределения нагрузки вполне справляются с возложенными на них задачами и без Thread Director, благодаря чему Core i9-12900K остаётся более быстрым процессором на фоне Ryzen 9 5950X и в Windows 10.

Разница в быстродействии Core i9-12900K в Windows 10 и Windows 11 по результатам тестов составляет единицы процентов. Экстремальные ситуации, когда планировщик старой ОС категорически не справляется с правильной диспетчеризацией потоков, бывают, но они представляют собой скорее редкие исключения.

Обеспечиваемое Windows 11 преимущество в энергопотреблении Alder Lake тоже довольно незначительно. Проявляется оно только при нагрузках средней интенсивности (в первую очередь в играх), и сэкономить удаётся лишь несколько ватт.

Самой существенной трудностью во взаимоотношениях Alder Lake и Windows 10 мог бы стать внушительный список игр, имеющих проблемы совместимости. Но и тут можно возразить, что переход на Windows 11 не даёт решения во всех случаях. Более того, Intel с партнёрами из числа производителей материнских плат готовит эффективный «костыль» для обхода этой проблемы как в новой, так и в старой версии ОС.

В конечном итоге рекомендацию использовать в ПК на процессорах Alder Lake именно Windows 11 трудно назвать необоснованной. Однако она остаётся лишь рекомендацией. Если вы не хотите уходить с Windows 10 по каким-то причинам, пересаживаться на Windows 11 вовсе необязательно. Alder Lake – не тот случай, когда процессор накладывает какие-то жёсткие условия на программную среду, он лишь мягко подталкивает к переходу на новую версию ОС.