В начале июня компания Intel выпустила на рынок новое, пятое по счёту поколение десктопных процессоров Core, известное под кодовым именем Broadwell. Несмотря на то, что новинки стали первыми CPU для настольных систем, производимыми по 14-нм технологии, событие это не привлекло к себе особого внимания. Intel обошлась без обычных для подобных случаев пышных церемоний и даже сильно ограничила количество предпродажных образцов, распространяемых по пиар-каналам. Тем не менее наша лаборатория смогла провести уже два полноценных тестирования различных вариантов Broadwell в LGA1150-исполнении и потому имеет вполне определённое мнение о причинах такой неожиданной скромности микропроцессорного гиганта.
Как мы показали в обзоре самого быстрого десктопного носителя свежей микроархитектуры, Xeon E3-1285 v4, а также в обзоре младшей модификации в этом семействе, Core i5-5675C, процессоры Broadwell нельзя рассматривать как следующий за Haswell эволюционный шаг в развитии решений для производительных систем традиционных форм-факторов. Да, Broadwell – это, безусловно, шаг, и немалый, но в непривычную для приверженцев десктопов сторону. Основные плюсы новинки кроются в заметно снизившемся тепловыделении и во внедрении беспрецедентно быстрого интегрированного графического ядра Iris Pro 6200. Удельная же вычислительная производительность ядер Broadwell почти не улучшилась, а снизившиеся по сравнению с показателями Haswell тактовые частоты сделали новинки не слишком привлекательными вариантами для обычных настольных платформ. Иными словами, миссия десктопных Broadwell имеет мало общего со следованием интересам энтузиастов-традиционалистов, а потому Intel, чтобы не провоцировать возникновение волны возмущения, решила не заострять внимание на появлении таких процессоров.
То, что десктопные Broadwell не вызывают у сторонников высокопроизводительных настольных систем бурной радости, хорошо видно по эмоциональной окраске комментариев к первым обзорам, общий настрой которых можно кратко выразить тезисом: «Никакого праздника: прогресса нет – остаюсь на Core i7-2600K». Хотя на самом деле переход с Sandy Bridge на Broadwell смысла-то как раз и не лишён, поскольку эти процессоры разделяют между собой три поколения микроархитектуры. И пусть улучшения в каждой итерации были небольшими, но в сумме они способны дать вполне ощутимый прирост.
Собственно, настоящее тестирование, которое по совместительству является также и обзором Core i7-5775C – старшего оверклокерского процессора Broadwell, можно считать нашим ответом на озвученную выше реплику. В рамках этого материала мы решили подробно взглянуть на то, как менялась производительность десктопных интеловских процессоров класса Core i7 в течение последних четырёх с половиной лет – с того самого момента, когда на рынке появились первые Sandy Bridge. До сих пор вопрос, насколько современные Broadwell быстрее своих дальних предков, относящихся к поколениям Sandy Bridge и Ivy Bridge, ускользал от нашего внимания, но сейчас, в рамках знакомства с Core i7-5775C, для ответа на него подвернулся очень подходящий момент.
⇡#От Sandy Bridge до Broadwell: как менялась удельная производительность
Сделать точкой отсчёта в тестировании разных Core i7 представителя поколения Sandy Bridge мы решили не просто так. Именно данный дизайн подвёл крепкий фундамент под всё дальнейшее совершенствование производительных интеловских процессоров вплоть до сегодняшних Broadwell. Так, представители семейства Sandy Bridge стали первыми высокоинтегрированными CPU, в которых в одном полупроводниковом кристалле были собраны и вычислительные, и графическое ядра, а также северный мост с L3-кешем и контроллером памяти. Кроме того, в них впервые стала использоваться внутренняя кольцевая шина, посредством которой была решена задача высокоэффективного взаимодействия всех структурных единиц, составляющих столь сложный процессор. Этим заложенным в микроархитектуре Sandy Bridge универсальным принципам построения продолжают следовать все последующие поколения CPU без каких бы то ни было серьёзных коррективов.
Немалые изменения в Sandy Bridge претерпела и внутренняя микроархитектура вычислительных ядер. В ней не только была реализована поддержка новых наборов команд AES-NI и AVX, но и нашли применение многочисленные крупные улучшения в недрах исполнительного конвейера. Именно в Sandy Bridge был добавлен отдельный кеш нулевого уровня для декодированных инструкций; появился абсолютно новый блок переупорядочивания команд, основанный на использовании физического регистрового файла; были заметно улучшены алгоритмы предсказания ветвлений; а кроме того, два исполнительных порта из трёх для работы с данными стали унифицированными. Такие разнородные реформы, проведённые сразу на всех этапах конвейера, позволили серьёзно увеличить удельную производительность Sandy Bridge, которая по сравнению с показателями процессоров предыдущего поколения (Nehalem) выросла сразу почти на 15 процентов. К этому добавился 15-процентный рост номинальных тактовых частот и отличный разгонный потенциал, и в сумме получилось семейство процессоров, которое Intel до сих пор ставит в пример как образцовое воплощение фазы «так» в принятой компанией концепции разработки.
Микроархитектура Sandy Bridge. Рисунок Дэвида Кантера
И правда, подобных по массовости и действенности улучшений в микроархитектуре после Sandy Bridge мы уже не видели. Все последующие поколения процессорных дизайнов проводят куда менее масштабные усовершенствования в вычислительных ядрах. Возможно, это является отражением отсутствия реальной конкуренции на процессорном рынке, возможно, причина замедления прогресса кроется в желании Intel сосредоточить усилия на совершенствовании графических ядер, а может быть, Sandy Bridge просто оказался настолько удачным проектом, что его дальнейшее развитие требует уж очень больших трудозатрат.
Отлично иллюстрирует произошедший спад интенсивности инноваций переход от Sandy Bridge к Ivy Bridge. Несмотря на то, что следующее за Sandy Bridge поколение процессоров и было переведено на новую производственную технологию с 22-нм нормами, его тактовые частоты совсем не выросли. Сделанные же улучшения в дизайне в основном коснулись ставшего более гибким контроллера памяти и контроллера шины PCI Express, который получил совместимость с третьей версией данного стандарта. Что же касается непосредственно микроархитектуры вычислительных ядер, то отдельные косметические переделки позволили добиться ускорения выполнения операций деления и небольшого увеличения эффективности технологии Hyper-Threading, да и только. В результате рост удельной производительности составил не более 5 процентов.
Вместе с тем внедрение Ivy Bridge принесло и то, о чём теперь горько жалеет миллионная армия оверклокеров. Начиная с процессоров этого поколения Intel отказалась от сопряжения полупроводникового кристалла CPU и закрывающей его крышки посредством бесфлюсовой пайки и перешла на заполнение пространства между ними полимерным термоинтерфейсным материалом с очень сомнительными теплопроводящими свойствами. Это искусственно ухудшило частотный потенциал и сделало процессоры Ivy Bridge, как и всех их последователей, заметно менее разгоняемыми по сравнению с очень бодрыми в этом плане «старичками» Sandy Bridge.
Впрочем, Ivy Bridge – это всего лишь «тик», а потому особых прорывов в этих процессорах никто и не обещал. Пусть так, но никакого воодушевляющего роста производительности не принесло и следующее поколение, Haswell, которое, в отличие от Ivy Bridge, относится уже к фазе «так». И это на самом деле немного странно, поскольку различных улучшений в микроархитектуре Haswell сделано немало, причём они рассредоточены по разным частям исполнительного конвейера, что в сумме вполне могло бы увеличить общий темп исполнения команд.
Например, во входной части конвейера была улучшена результативность предсказания переходов, а очередь декодированных инструкций стала делиться между параллельными потоками, сосуществующими в рамках технологии Hyper-Threading, динамически. Попутно произошло увеличение окна внеочередного исполнения команд, что в сумме должно было поднять долю параллельно выполняемого процессором кода. Непосредственно в исполнительном блоке были добавлены два дополнительных функциональных порта, нацеленных на обработку целочисленных команд, обслуживание ветвлений и сохранение данных. Благодаря этому Haswell стал способен обрабатывать до восьми микроопераций за такт – на треть больше предшественников. Более того, новая микроархитектура удвоила и пропускную способность кеш-памяти первого и второго уровня.
Таким образом, улучшения в микроархитектуре Haswell не затрагивают лишь скорость работы декодера, который, похоже, на данный момент стал самым узким местом в современных процессорах Core. Ведь несмотря на внушительный список улучшений, прирост удельной производительности у Haswell по сравнению с Ivy Bridge составил лишь около 5-10 процентов. Но справедливости ради нужно оговориться, что при векторных операциях ускорение гораздо заметнее. А наибольший выигрыш можно увидеть в приложениях, использующих новые AVX2- и FMA-команды, поддержка которых также появилась в этой микроархитектуре.
Микроархитектура Haswell. Рисунок Дэвида Кантера
Процессоры Haswell, как и Ivy Bridge, сперва тоже не особенно понравились энтузиастам — особенно с учётом того факта, что в первоначальной версии никакого увеличения тактовых частот они не предложили. Однако спустя год после своего дебюта Haswell стали казаться заметно привлекательнее. Во-первых, увеличилось количество приложений, обращающихся к наиболее сильным сторонам этой архитектуры и использующих векторные инструкции. Во-вторых, Intel смогла исправить ситуацию с частотами. Более поздние модификации Haswell, получившие собственное кодовое наименование Devil’s Canyon, смогли нарастить преимущество перед предшественниками благодаря произошедшему увеличению тактовой частоты, которая наконец пробила 4-гигагерцевый потолок. Кроме того, идя на поводу у оверклокеров, Intel улучшила полимерный термоинтерфейс под процессорной крышкой, что сделало Devil’s Canyon более подходящими объектами для разгона. Конечно, не такими податливыми, как Sandy Bridge, но тем не менее.
И вот с таким багажом Intel подошла к Broadwell. Поскольку основной ключевой особенностью этих процессоров должна была стать новая технология производства с 14-нм нормами, никаких значительных нововведений в их микроархитектуре не планировалось – это должен был быть почти самый банальный «тик». Всё необходимое для успеха новинок вполне мог бы обеспечить один только тонкий техпроцесс с FinFET-транзисторами второго поколения, в теории позволяющий уменьшить энергопотребление и поднять частоты. Однако практическое внедрение новой технологии обернулось проблемами, в результате которых Broadwell досталась лишь экономичность, но не высокие частоты. Поэтому те процессоры этого поколения, которые Intel представила для настольных систем, оказались больше похожи на мобильные CPU, чем на продолжателей дела Devil’s Canyon. Тем более что отличаются они от предшественников не только урезанными тепловыми пакетами и откатившимися частотами, но и уменьшившимся в объёме L3-кешем, что, правда, несколько компенсируется появлением расположенного на отдельном кристалле кеша четвёртого уровня.
На одинаковой с Haswell частоте процессоры Broadwell демонстрируют примерно 3-процентное преимущество, обеспечиваемое как добавлением дополнительного уровня кеширования данных, так и очередным улучшением алгоритма предсказания ветвлений вместе с увеличением основных внутренних буферов. Кроме того, в Broadwell реализованы новые и более быстрые схемы выполнения инструкций умножения и деления. Однако все эти небольшие улучшения перечёркиваются произошедшим фиаско с тактовыми частотами, относящими нас в эпоху до Sandy Bridge. Так, например, старший оверклокерский Core i7-5775C поколения Broadwell уступает по частоте Core i7-4790K целых 700 МГц. Понятно, что ожидать какого-то роста производительности на этом фоне бессмысленно, лишь бы обошлось без её серьёзного спада.
Но пока мы говорим лишь о микроархитектурах и хотим проиллюстрировать всё сказанное результатами нескольких тестов, которые показывают, как менялась удельная производительность процессоров (демонстрируемая ими при условии постоянства тактовой частоты) с внедрением новых поколений микроархитектур. Следующие графики сопоставляют быстродействие четырёхъядерных Sandy Bridge, Ivy Bridge, Haswell и Broadwell при их работе на одной и той же фиксированной частоте 4,0 ГГц. Для удобства восприятия результаты нормированы, за 100 процентов принята производительность Sandy Bridge.
Приведённые графики прямо указывают на то, что с момента выхода процессоров Sandy Bridge самый заметный прирост в удельном быстродействии смогли обеспечить процессоры Haswell, что вполне закономерно, если вспомнить об их принадлежности к фазе разработки «так». Причём наибольшее улучшение производительности наблюдается в самых ресурсоёмких приложениях, которые активно задействуют векторные инструкции. Что же касается процессоров с новой микроархитектурой Broadwell, то их преимущество перед Haswell почти во всех тестах незначительно, за одним исключением – в WinRAR выигрыш доходит до 10 процентов, что объясняется гиперчувствительностью любого архиватора к скорости работы подсистемы памяти.
Однако гораздо интереснее то, что путём последовательных итераций Intel за последние четыре года смогла ощутимо продвинуть удельную производительность собственной микроархитектуры. Обратите внимание, сегодняшние Broadwell на одинаковой частоте быстрее Sandy Bridge на 20-25 процентов, и это довольно-таки весомый аргумент в пользу модернизации старых LGA1155-систем.
К сказанному остаётся только добавить, что, говоря о развитии микроархитектур, мы не стали затрагивать графические ядра, хотя прогресс на этом уровне заметен гораздо сильнее. Всё-таки интегрированная графика привлекает энтузиастов очень редко, но если вы интересуетесь особенностями и производительностью появившегося в Broadwell графического ядра Iris Pro 6200, то можете обратиться к нашим прошлым материалам – обзорам Xeon E3-1285 v4 и Core i5-5675C.
В одной из первых статей о Broadwell для десктопных компьютеров мы уже говорили о том, что для Intel этот дизайн стал фактически нелюбимым ребёнком. Дело в том, что микроархитектура Broadwell не должна была приходить в традиционные десктопные системы со сменяемым процессором вообще. Изначальный замысел предполагал выпуск Broadwell лишь в BGA-виде, удобном для производителей мобильных и компактных систем, но не предназначенном для настольных компьютеров традиционных форм-факторов. Однако давление сообщества энтузиастов вынудило Intel скорректировать первоначальный план и на скорую руку спроектировать устанавливаемые в разъём LGA1150 модели, которые в результате всех этих пертурбаций появились значительно позже мобильных собратьев и получили несколько своеобразные характеристики. К тому же на ход разработки наслоились и проблемы с внедрением технологического процесса с 14-нм нормами, и это привело к тому, что десктопные Broadwell пришли на рынок слишком поздно. Поэтому, несмотря на то, что эти процессоры только-только начали поступать на прилавки магазинов, самыми прогрессивными интеловскими предложениями им предстоит быть очень недолго: примерно через пять недель нас уже ждёт встреча со следующим поколением микроархитектуры Core – Skylake.
Иными словами, не следует принимать все странности Broadwell для настольных систем слишком близко к сердцу: стратегия Intel в их отношении была очень простой – либо так, либо никак. Конечно, никаких катастрофических ухудшений в рассматриваемом процессорном дизайне нет. Core i7-5775C, как и положено флагманской модели, является полноценным четырёхъядерником, поддерживающим технологию Hyper-Threading. Однако эта модификация, как и большинство других Broadwell для LGA1150, вписана в рамки 65-ваттного теплового пакета. Поэтому нет ничего удивительного в том, что её максимальная частота, достижимая при активации турборежима, составляет всего 3,7 ГГц, что значительно ниже 4,4 ГГц – максимальной частоты предшественника поколения Haswell, Core i7-4790K. Преимущества же Broadwell, отчасти оправдывающие получение им модельного номера из пятитысячной серии, заключаются в более мощном интегрированном графическом ядре Iris Pro 6200. Этот графический акселератор класса GT3e не только имеет 48 исполнительных устройств, но и добавляет к процессору дополнительный 128-мегабайтный чип eDRAM с кодовым именем Crystalwell. Занимая промежуточное место между процессорным L3-кешем и системной памятью, Crystalwell играет роль кеша четвёртого уровня и ускоряет доступ к данным не только графическому ядру, но и обычным вычислительным ядрам.
Как видно по приведённому скриншоту диагностической утилиты CPU-Z, номинальная тактовая частота процессора Core i7-5775C установлена на отметке 3,3 ГГц, однако благодаря технологии Turbo Core при нагрузке на все ядра он способен работать и при 3,6 ГГц. Правда, мобильные корни этого процессора прослеживаются и тут: особо тяжёлые приложения выводят его за рамки теплового пакета — и в этих случаях частота откатывается до номинала. Кстати, напряжение питания новинки нельзя назвать низким. Например, наш экземпляр Core i7-5775C требовал напряжения порядка 1,2 В, которое даже выше напряжений, характерных для 22-нм предшественников Broadwell.
Кеш-память третьего уровня у Core i7-5775C урезана до 6 Мбайт. Раньше таким объёмом L3-кеша снабжались процессоры Core i5, но, поскольку новинка обладает дополнительным L4-кешем, производитель решил сэкономить транзисторный бюджет. Однако кристалл Crystalwell, выступающий этим добавочным уровнем кеширования, предлагает несколько худшую по сравнению с L3-кешем производительность: он функционирует на собственной частоте 1800 МГц, а шина, которой он связан с процессорным ядром, имеет ширину 256 бит.
Core i7-5775C без процессорной крышки. Чип Crystalwell – снизу
Остальные паспортные характеристики Core i7-5775C в сравнении с показателями старшего процессора поколения Haswell, Core i7-4790K, приведены в таблице.
| Core i7-5775С | Core i7-4790K | |
|---|---|---|
| Кодовое имя | Broadwell-C | Haswell Refresh |
| Ядра/потоки | 4/8 | 4/8 |
| Технология Hyper-Threading | Есть | Есть |
| Тактовая частота | 3,3 ГГц | 4,0 ГГц |
| Максимальная частота в турбо-режиме | 3,7 ГГц | 4,4 ГГц |
| Разблокированный множитель | Есть | Есть |
| TDP | 65 Вт | 88 Вт |
| HD Graphics | Iris Pro 6200 | HD Graphics 4600 |
| Частота графического ядра | 1150 МГц | 1250 МГц |
| L3-кеш | 6 Мбайт | 8 Мбайт |
| Интегрированная eDRAM | 128 Мбайт | Нет |
| Поддержка DDR3 | 1333/1600 | 1333/1600 |
| Технологии vPro/TSX-NI/TXT/VT-d | TSX-NI и VT-d | TSX-NI и VT-d |
| Расширения набора инструкций | AVX 2.0 | AVX 2.0 |
| Упаковка | LGA1150 | LGA1150 |
| Рекомендованная цена | $366 | $339 |
Весьма неприятным сюрпризом в Core i7-5775C оказалось и то, что стоит он примерно на 8 процентов дороже, чем Core i7-4790K. Кроме того, новинка совместима лишь с LGA1150-материнскими платами, основанными на чипсетах Intel Z97 и H97. Платы, базирующиеся на наборах логики восьмидесятой серии, с процессорами поколения Broadwell работать не могут.
Забавно, но, несмотря на то, что Core i7-5775C – энергоэффективный процессор с тепловым пакетом, ограниченным величиной 65 Вт, Intel не стала лишать его оверклокерских возможностей. Собственно, именно поэтому к модельному номеру оказалась прилеплена буква C – она образована по формуле C = K (оверклокерский) + S (TDP = 65 Вт).
К сожалению, низкие номинальные частоты десктопным Broadwell даны не просто так. Частотный потенциал этих процессоров по сравнению с Haswell действительно сильно ухудшился, и ни о каких возможностях серьёзного разгона говорить не приходится. В частности, в наших экспериментах мы смогли добиться устойчивой работы тестового процессора лишь на частоте 4,1 ГГц при использовании для его охлаждения производительного кулера Noctua NH-U14S. При этом обеспечение стабильности процессора при нагрузке потребовало повышения напряжения питания CPU до 1,35 В.
По правде говоря, изначально тестовый Core i7-5775C мог работать и на частоте 4,2 ГГц при том же напряжении, однако начавшаяся летняя жара и рост температуры в помещении тестовой лаборатории заставили откатиться в разгоне на 100 МГц назад. Максимальная температура вычислительных процессорных ядер после этого установилась на отметке 88 градусов, что не оставляло никакого пространства для дальнейшего увеличения напряжения питания. Напомним, максимально допустимая температура для LGA1150-представителей семейства Broadwell составляет 96 градусов, а затем включается троттлинг.
Получается, что, хотя Core i7-5775C формально и относится к числу процессоров, предназначенных для разгона, его возможности по покорению высоких частот сильно ограничены. Например, нам удалось поднять частоту полученного на тесты экземпляра лишь на 17 процентов выше номинала. Виноваты в этом, очевидно, плохо обкатанная 14-нм технология производства, сам дизайн Broadwell, явно оптимизированный под мобильные устройства, и — уже традиционно — низкое качество термоинтерфейсного материала, проложенного под процессорной крышкой.
Кроме того, нельзя не упомянуть и о том, что энергоэффективная сущность Core i7-5775C несколько препятствует его работе на повышенных частотах. У этого CPU есть защита от перегрузки по току, которая срабатывает при разгоне и при высокой нагрузке возвращает частоты к номинальным значениям. Как с этим бороться, мы подробно рассказывали в обзоре Core i5-5675C, и описанные там опции Power Current Slope и Power Current Offset нуждаются в активации и при экспериментах с Core i7-5775C.
⇡#Описание тестовых систем и методики тестирования
Основной целью этого материала стало сравнение флагманских процессоров Core i7 последних поколений, начиная с Sandy Bridge. Поэтому в тестировании приняли участие четыре продукта: LGA1155-процессоры Core i7-2600K и Core i7-3770K, а также их LGA1150-последователи Core i7-4790K и Core i7-5775C.
Таким образом, список комплектующих, задействованных в тестировании, принял следующий вид:
Тестирование выполнялось в операционной системе Microsoft Windows 8.1 Professional x64 with Update с использованием следующего комплекта драйверов:
Все принявшие участие в этом тестировании процессоры испытывались дважды – не только при работе в номинальном режиме, но и при их стабильном и подходящем для долговременного использования разгоне, достижимом с применяемым нами охлаждением:
Описание использовавшихся для измерения производительности инструментов:
⇡#Производительность в комплексных тестах
PCMark 8 оценивает средневзвешенную производительность в общеупотребительных приложениях, и с точки зрения этого теста Core i7-5775C совсем не быстрее флагманского Haswell. За счёт разницы в тактовых частотах более старый Core i7-4790K опережает новый интеловский процессор примерно на 7 процентов. Частично сократить разрыв удаётся через разгон Broadwell, однако, если принять во внимание способность Devil’s Canyon тоже работать на повышенных частотах, соотношение результатов меняется не сильно. Кстати сказать, разогнанный Core i7-5775C оказывается даже медленнее разогнанного Sandy Bridge, что выставляет в неприглядном свете всю интеловскую эволюцию. Однако причиной тут выступает скорее не незначительность микроархитектурных нововведений, а серьёзно сократившийся оверклокерский потенциал, в чём виноваты 14-нм техпроцесс и отказ Intel от качественного термоинтерфейса под процессорной крышкой.
В популярном тесте 3DMark, который оценивает геймерскую производительность систем, соотношение результатов немного иное. Между Core i7-5775C и Core i7-4790K наблюдается некий паритет, но при разгоне Broadwell вырывается чуть вперёд благодаря тому, что он допускает немного более сильное относительное увеличение частоты. Неплохо смотрится Core i7-5775C и на фоне более старых предшественников. Он в среднем на 15 процентов быстрее Core i7-2600K в номинальном режиме и сохраняет небольшой отрыв от процессора четырёхлетней давности при разгоне.
⇡#Производительность в приложениях
Наш расширенный тестовый набор приложений не оставляет никаких сомнений в том, что Core i7-5775C медленнее, чем Core i7-4790K. Причём отставание весьма заметно: его масштаб близок к 10 процентам. Единственное приложение, в котором выступление Core i7-5775C не вызывает горьких чувств, — это WinRAR. Благодаря наличию у Broadwell массивного кеша четвёртого уровня архивация на нём выполняется чуть быстрее, чем в аналогичной системе с процессором Devil’s Canyon.
Тем не менее, если Core i7-5775C сопоставлять с процессорами Sandy Bridge и Ivy Bridge, состояние дел кажется не таким уж и плохим. Например, новинка на четверть быстрее Сore i7-2600K в номинальном режиме и сохраняет небольшое лидерство при работе процессоров в разогнанном состоянии.
Тестирование в реальных играх редко когда позволяет выявить принципиальные различия между высокопроизводительными процессорами. При современной игровой нагрузке узким местом становятся не вычислительные ресурсы платформы, а её графическая подсистема. Именно поэтому в большинстве случаев совершенно безразлично, какой из процессоров используется в той или иной геймерской платформе. Количество FPS, скорее всего, от этого зависеть будет крайне незначительно. Тем не менее отказываться от тестирования в играх это повода не даёт. Просто для лучшей иллюстративности вместе с измерением игровой производительности в типичном Full HD-разрешении 1920 × 1080 с включённым полноэкранным сглаживанием мы делаем замеры и в разрешении 1280 × 800. Результаты в первом случае показывают тот уровень FPS, который можно получить в реальных условиях прямо сейчас, второй же вариант тестирования позволяет оценить теоретическую игровую производительность процессоров, которая, возможно, будет раскрыта в перспективе, если в нашем распоряжении появятся более быстрые варианты графической подсистемы.
Тесты в Full HD-разрешении
Честно говоря, увидеть какие-то значимые различия в производительности Broadwell и Haswell тут невозможно. И тот и другой процессор обладает вполне достаточной мощностью для того, чтобы полностью загрузить производительную видеокарту, а большего от него и не требуется. Иными словами, для игровых систем с производительной дискретной графикой Core i7-5775C вполне подходит.
На что же действительно стоит обратить внимание, так это на преимущество Core i7-5775C перед старым Core i7-2600K, которое доходит до 3-5 процентов. Правда, объясняется оно не столько улучшениями в микроархитектуре вычислительных ядер, сколько тем, что в Sandy Bridge не было поддержки интерфейса PCI Express 3.0.
Тесты в уменьшенном разрешении
Вообще говоря, многие игры относятся к числу приложений, весьма чутко реагирующих на производительность подсистемы памяти. Но увидеть это можно лишь в том случае, если частота кадров не упирается в производительность графики. Именно поэтому мы и проводим тесты в пониженном разрешении, где хорошо видно, что 128-мегабайтный L4-кеш, имеющийся у Core i7-5775C, позволяет этим процессорам немного опережать Core i7-4790K, у которого, напомним, на 20 % выше тактовая частота. Превосходство же новинки над более старыми поколениями Core i7 ещё очевиднее: например, разрыв в частоте кадров между Core i7-5775C и Core i7-2600K в некоторых случаях переваливает даже за 30-процентный уровень.
Производительность Core i7-5775C нельзя назвать сильной стороной этого процессора. Даже сама Intel указывает на то, что оценивать плюсы этой новинки следует в контексте её энергоэффективности. Иными словами, 65-ваттный тепловой пакет десктопным Broadwell присвоен не просто так: эти процессоры должны быть применимы там, где использовать старшие Haswell было проблематично, – в компактных настольных системах формата NUC или в моноблоках. Давайте посмотрим, как это отражается на их реальном энергопотреблении.
На следующих ниже графиках приводится полное потребление систем (без монитора), измеренное на выходе из розетки, в которую подключен блок питания тестовой системы, и представляющее собой сумму энергопотребления всех задействованных в системе компонентов. В суммарный показатель автоматически включается и КПД самого блока питания, однако с учетом того, что используемая нами модель БП, Seasonic Platinum SS-760XP2, имеет сертификат 80 Plus Platinum, его влияние должно быть минимальным. Для правильной оценки энергопотребления мы активировали турборежим и все имеющиеся энергосберегающие технологии.
Определённое сокращение энергетических аппетитов Broadwell можно увидеть даже в состоянии простоя. В таком режиме частота Core i7-5775C снижается до 800 МГц, а напряжение питания падает до 0,67 В, и это – более экономичный режим, чем тот, в который технологией Enhanced Intel SpeedStep переводятся процессоры Devil’s Canyon.
Энергоэффективность Broadwell становится более заметной при нагрузке. При решении задачи по перекодированию видео система на базе Core i7-5775C потребляет примерно на 30 Вт меньше, чем аналогичная платформа с процессором Core i7-4790K. Это значит, что новая микроархитектура улучшила удельную производительность на каждый затраченный ватт где-то на 10-15 процентов.
На следующей диаграмме приводится максимальное потребление при нагрузке, создаваемой 64-битной версией утилиты LinX 0.6.5 с поддержкой набора инструкций AVX2, которая базируется на пакете Linpack, отличающемся непомерными энергетическими аппетитами.
Особенно серьёзные различия в энергопотреблении тестируемых процессоров можно наблюдать при векторных операциях – они в современных микроархитектурах наиболее энергоёмки. И в этом случае Core i7-5775C выигрывает у Core i7-4790K целых 62 Вт. Кстати, не стоит удивляться низкому показателю потребления процессора Ivy Bridge. В нём не поддерживаются AVX2-инструкции, а выполнение Linpack с использованием обычных команд AVX происходит с заметно меньшим быстродействием и не требует таких же затрат электроэнергии.
⇡#Производительность встроенного графического ядра
Сопоставлять скорость встроенного в Core i7-5775C графического ядра Iris Pro 6200 с интеловской графикой шестого-седьмого поколения, которая применялась в процессорах Sandy Bridge и Ivy Bridge, нет никакого смысла – слишком разный уровень производительности и возможностей имеют эти решения. Фактически до появления процессоров Haswell интегрированные графические ядра Intel HD Graphics вообще не стоило воспринимать как полноценные 3D-акселераторы, что, кстати, и является причиной ввода в обращение нового маркетингового наименования Iris Pro. Всё это хорошо понятно из следующей таблицы, иллюстрирующей тот стремительный прогресс, который произошёл в части графических возможностей интеловских процессоров.
| Core i7-2600K | Core i7-3770K | Core i7-4790K | Core i7-5775C | |
|---|---|---|---|---|
| Название iGPU | HD Graphics 3000 | HD Graphics 4000 | HD Graphics 4600 | Iris Pro 6200 |
| Частота iGPU | 1350 МГц | 1150 МГц | 1250 МГц | 1150 МГц |
| Число исполнительных устройств | 12 | 16 | 20 | 48 |
| eDRAM | Нет | Нет | Нет | 128 Мбайт |
| Shader Model | 4.1 | 5.0 | 5.0 | 5.0 |
| Поддержка DirectX | 10.1 | 11.0 | 11.1 | 11.2 |
| Поддержка OpenGL | 3.1 | 4.0 | 4.3 | 4.3 |
| Поддержка OpenCL | Нет | 1.2 | 1.2 | 2.0 |
В этом разделе обзора мы лишь кратко сопоставили производительность графического ядра Core i7-5775C и Core i7-4790K, добавив в это сравнение результаты старшего гибридного процессора AMD A10-7870K и протестированного нами ранее Core i5-5675C, у которого графическое ядро Iris Pro 6200 работает на чуть более низкой частоте. Также на диаграммы мы поместили и результат Core i7-5775C, укомплектованного внешней графической картой AMD Radeon R7 250 c GDDR5-памятью. За более же подробными тестами встроенного в десктопные Broadwell графического ускорителя можно обратиться к нашим прошлым обзорам Xeon E3-1285 v4 или Core i5-5675C.
Графическое ядро Iris Pro 6200 имеет в своём распоряжении 48 исполнительных устройств, каждое из которых может совершать по 16 32-битных операций одновременно, что позволяет получить теоретическую производительность на уровне 883 Гфлопс, а дополнительная eDRAM объёмом 128 Мбайт увеличивает скорость обмена графическими данными с оперативной памятью. В результате производительность этого ядра оказывается близкой к скорости дискретной графики уровня Radeon R7 250 с GDDR5-памятью, что на самом деле очень неплохой результат для интегрированного ускорителя.
Если же говорить языком цифр, то интегрированное графическое ядро процессора Core i7-5775C превосходит по производительности HD Graphics 4600 из Core i7-4790K в среднем на 75 процентов, а интегрированный GPU класса Radeon R7, имеющийся в распоряжении старшего процессора AMD Kaveri, – примерно на 25 процентов. Иными словами, Core i7-5775C предлагает самую производительную на сегодняшний день графику, встроенную в процессор.
Попутно с увеличением 3D-производительности компания Intel работает и над совершенствованием фиксированных функций графического ядра, важнейшей из которых является технология QuickSync. Эта технология, отвечающая за быстрое и энергоэффективное кодирование видео в формат AVC/H.264, в ядре Iris Pro 6200 стала ещё лучше как по скорости, так и по качеству. И в сегодняшних реалиях это важное улучшение, поскольку к настоящему моменту QuickSync обрела широкую поддержку в разнообразных программах для перекодирования видео.
Для наглядного тестирования скорости работы QuickSync мы воспользовались бесплатной утилитой HandBrake 0.10.2, при помощи которой осуществляли перекодирование тестового AVC 1080p-ролика (24 кадра в секунду, битрейт – около 10 Мбит/с) с использованием профиля iPad с сохранением высокого качества изображения.
Как видно из диаграммы, в процессорах Broadwell технология QuickSync работает действительно быстрее, чем в Haswell, и преимущество в скорости достигает 22 процентов. Если же говорить об эффективности этой технологии вообще, то она позволяет осуществлять перекодирование примерно в три раза быстрее, чем при помощи традиционного кодера x264, исполняемого силами исключительно вычислительных ядер Core i7-5775C. При этом различия в качестве получаемого результата, конечно, существуют, но после сделанных ещё в Haswell оптимизаций заметить их на каких-либо мобильных устройствах практически невозможно. Однако для высококачественного кодирования контента энтузиастами, например для домашних кинотеатров, Quick Sync всё-таки не совсем подходит, хотя поддержка 4K-разрешений в рамках этой технологии реализована в полной мере.
Если говорить абстрактно, то Core i7-5775C – очень любопытный гибридный процессор, который, помимо хорошего вычислительного быстродействия, может предложить и беспрецедентно высокую производительность встроенного графического ядра. Именно этим он и интересен: помещённая в процессор графика ещё никогда не была столь быстрой. Как показывают тесты, новый интегрированный видеоускоритель Iris Pro 6200 даже лучше, чем графические ядра старших APU компании AMD. Впрочем, на данный момент это скорее теоретическое, нежели практическое преимущество, ведь старший представитель линейки AMD Kaveri, AMD A10-7870K, более чем вдвое дешевле Core i7-5775C.
Если же подходить к Core i7-5775C с более приземлённых позиций и рассматривать его как очередное поколение интеловских процессоров для энтузиастов, то вырисовывается ещё более неоднозначная картина. С одной стороны, перед нами – действительно мощное решение. Работая на тактовой частоте 3,3-3,7 ГГц и располагая четырьмя вычислительными ядрами с поддержкой технологии Hyper-Threading, оно может предложить достаточное быстродействие для большинства повседневных задач. Однако с другой стороны, новая микроархитектура Broadwell мало отличается от Haswell и предлагает всего на 2-3 процента более высокую производительность при постоянстве тактовой частоты. Появившийся же в новых процессорах L4-кеш в действительности помогает только интегрированному графическому ядру, а из реальных вычислительных приложений заметным приростом скорости могут похвастать лишь отдельные задачи вроде архивирования, оперирующие большими объёмами данных. Поэтому в большинстве случаев Core i7-5775C уступает по производительности старшему Haswell, Core i7-4790K, тактовые частоты которого примерно на 700 МГц выше. И компенсирует такое падение производительности лишь то, что благодаря внедрению нового техпроцесса с 14-нм нормами Core i7-5775C при своей работе потребляет на 30-50 процентов меньше электроэнергии, то есть Broadwell превосходит любых предшественников с точки зрения соотношения производительности и энергопотребления.
Но может ли энергоэффективность и производительное графическое ядро оправдать высокую цену Core i7-5775C, установленную Intel на уровне $366? Очень сомнительно. Те, кто действительно заинтересован в высокой скорости графики, в зависимости от бюджета приобретут либо дискретный видеоускоритель, либо гибридный процессор AMD, который стоит значительно меньше. Если же во главу угла ставить низкое потребление и тепловыделение, то у той же Intel есть не такие дорогостоящие и гораздо более экономичные предложения, например процессоры Haswell T-серии с 35-ваттным тепловым пакетом или же представители семейства Braswell. А это значит, что Core i7-5775C – нишевое решение с очень узкой сферой применимости, которое интересно не какими-то отдельными своими качествами, а исключительно их сочетанием.
Иными словами, для большинства пользователей наиболее привлекательным вариантом в семействе Core i7 пока остаётся старший Devil’s Canyon – Core i7-4790K, который по сравнению с Core i7-5775C немного дешевле, производительнее и лучше разгоняется. Но не забывайте, меньше чем через два месяца появятся процессоры Skylake, то есть у Core i7-4790K, скорее всего, всё-таки найдутся более достойные, нежели Broadwell, последователи, которые смогут стать новым «выбором энтузиастов» уже безо всяких оговорок.