Обзор процессора Core i7-6900K: недофлагман

⇡#Описание тестовых систем и методики тестирования

Основной соперник нового процессора Core i7-6900K – это прошлый флагман для платформы LGA2011-v3, Core i7-5960X. Эти CPU похожи по характеристикам и имеют сравнимую стоимость порядка $1 000, разница лишь в том, что они относятся к разным поколениям. Однако для полноты картины в тестировании приняла участие и пара других производительных процессоров: флагманский 1800-долларовый Core i7-6950X, а также самый быстрый CPU из семейства Skylake, Core i7-6700K.

В итоге в составе немногих тестовых конфигураций использовались комплектующие из следующего набора:

• Процессоры:
  • Intel Core i7-6950X Extreme Edition (Broadwell-E, 10 ядер + HT, 3,0-4,0 ГГц, 25 Мбайт L3);
  • Intel Core i7-6900K (Broadwell-E, 8 ядер + HT, 3,2-4,0 ГГц, 20 Мбайт L3);
  • Intel Core i7-6700K (Skylake, 4 ядра + HT, 4,0-4,2 ГГц, 8 Мбайт L3);
  • Intel Core i7-5960X Extreme Edition (Haswell-E, 8 ядер + HT, 3,0-3,5 ГГц, 20 Мбайт L3).
• Процессорный кулер: Noctua NH-D15.
• Материнские платы:
  • ASUS X99-Deluxe (LGA2011-v3, Intel X99);
  • ASUS Maximus VIII Ranger (LGA1151, Intel Z170).
• Память: 4 × 8 Гбайт DDR4-3000 SDRAM, 16-16-16-36 (2 x Patriot Viper 4 PV416G300C6K).
• Видеокарта: NVIDIA GeForce GTX 980 Ti (6 Гбайт/384-бит GDDR5, 1000-1076/7010 МГц).
• Дисковая подсистема: Kingston HyperX Savage 480 GB (SHSS37A/480G).
• Блок питания: Corsair RM850i (80 Plus Gold, 850 Вт).

Тестирование выполнялось в операционной системе Microsoft Windows 10 Enterprise Build 10240 с использованием следующего комплекта драйверов:

• Intel Chipset Driver 10.1.2.19;
• Intel Management Engine Interface Driver 11.0.0.1172;
• Intel Turbo Boost Max Driver Beta Version 1.0.0.1025;
• NVIDIA GeForce 364.72 Driver.

Основные герои этого тестирования испытывались дважды – не только при работе в номинальном режиме, но и при их стабильном и подходящем для долговременного использования разгоне, который достижим с применяемым нами охлаждением:

• Core i7-6900K на частоте 4,0-4,1 ГГц с напряжением 1,2 В;
• Core i7-5960X на частоте 4,2 ГГц с напряжением 1,2 В.

Описание использовавшихся для измерения вычислительной производительности инструментов:

Бенчмарки:

• BAPCo SYSmark 2014 ver 1.5 – тестирование в сценариях Office Productivity (офисная работа: подготовка текстов, обработка электронных таблиц, работа с электронной почтой и посещение интернет-сайтов), Media Creation (работа над мультимедийным контентом — создание рекламного ролика с использованием предварительно отснятых цифровых изображений и видео) и Data/Financial Analysis (статистический анализ и прогнозирование инвестиций на основе некой финансовой модели).
• Futuremark 3DMark Professional Edition 2.0.2067 — тестирование в сценах Sky Diver 1.0, Cloud Gate 1.1 и Fire Strike 1.1.

Приложения:

• Adobe After Effects CC 2015 — тестирование скорости рендеринга методом трассировки лучей. Измеряется время, затрачиваемое системой на обсчёт в разрешении 1920 × 1080@30fps заранее подготовленного видеоролика.
• Adobe Photoshop CC 2015 — тестирование производительности при обработке графических изображений. Измеряется среднее время выполнения тестового скрипта, представляющего собой творчески переработанный Retouch Artists Photoshop Speed Test, который включает типичную обработку четырёх 24-мегапиксельных изображений, сделанных цифровой камерой.
• Adobe Photoshop Lightroom 6.4 – 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 12-мегапиксельных изображений в RAW-формате, сделанных цифровой камерой Nikon D300.
• Adobe Premiere Pro CC 2014 — тестирование производительности при нелинейном видеомонтаже. Измеряется время рендеринга в формат H.264 Blu-Ray проекта, содержащего HDV 1080p25 видеоряд с наложением различных эффектов.
• Autodesk 3ds max 2016 — тестирование скорости финального рендеринга. Измеряется время, затрачиваемое на рендеринг в разрешении 1920 × 1080 с применением рендерера mental ray стандартной сцены Hummer.
• Blender 2.77a – тестирование скорости финального рендеринга в одном из популярных свободных пакетов для создания трёхмерной графики. Измеряется продолжительность построения финальной модели из Blender Cycles Benchmark rev4.
• Microsoft Edge 20.10240.16384.0 – тестирование производительности при работе интернет-приложений, построенных с использованием современных технологий. Применяется специализированный тест WebXPRT 2015, реализующий на HTML5 и JavaScript реально использующиеся в интернет-приложениях алгоритмы.
• WinRAR 5.31 — тестирование скорости архивации. Измеряется время, затрачиваемое архиватором на сжатие директории с различными файлами общим объёмом 1,7 Гбайт. Используется максимальная степень компрессии.
• x264 r2692 — тестирование скорости транскодирования видео в формат H.264/AVC. Для оценки производительности используется исходный 1080p@50FPS AVC-видеофайл, имеющий битрейт около 30 Мбит/с.
• x265 1.9+140 8bpp — тестирование скорости транскодирования видео в перспективный формат H.265/HEVC. Для оценки производительности используется тот же видеофайл, что и в тесте скорости транскодирования кодером x264.

Игры:

• Ashes of Singularity. Настройки для разрешения 1280 × 800: DirectX 11, Quality Profile = High, MSAA=Off. Настройки для разрешения 1920 × 1080: DirectX 11, Quality Profile = High, MSAA=2x.
• Company of Heroes 2. Настройки для разрешения 1280 × 800: Maximum Image Quality, Anti-Aliasing = Off, Higher Texture Detail, High Snow Detail, Physics = Off. Настройки для разрешения 1920 × 1080: Maximum Image Quality, High Anti-Aliasing, Higher Texture Detail, High Snow Detail, Physics = High.
• Grand Theft Auto V. Настройки для разрешения 1280 × 800: DirectX Version = DirectX 11, FXAA = Off, MSAA = Off, NVIDIA TXAA = Off, Population Density = Maximum, Population Variety = Maximum, Distance Scaling = Maximum, Texture Quality = Very High, Shader Quality = Very High, Shadow Quality = Very High, Reflection Quality = Ultra, Reflection MSAA = Off, Water Quality = Very High, Particles Quality = Very High, Grass Quality = Ultra, Soft Shadow = Softest, Post FX = Ultra, In-Game Depth Of Field Effects = On, Anisotropic Filtering = x16, Ambient Occlusion = High, Tessellation = Very High, Long Shadows = On, High Resolution Shadows = On, High Detail Streaming While Flying = On, Extended Distance Scaling = Maximum, Extended Shadows Distance = Maximum. Настройки для разрешения 1920 × 1080: DirectX Version = DirectX 11, FXAA = Off, MSAA = x4, NVIDIA TXAA = Off, Population Density = Maximum, Population Variety = Maximum, Distance Scaling = Maximum, Texture Quality = Very High, Shader Quality = Very High, Shadow Quality = Very High, Reflection Quality = Ultra, Reflection MSAA = x4, Water Quality = Very High, Particles Quality = Very High, Grass Quality = Ultra, Soft Shadow = Softest, Post FX = Ultra, In-Game Depth Of Field Effects = On, Anisotropic Filtering = x16, Ambient Occlusion = High, Tessellation = Very High, Long Shadows = On, High Resolution Shadows = On, High Detail Streaming While Flying = On, Extended Distance Scaling = Maximum, Extended Shadows Distance = Maximum.
• F1 2015. Настройки для разрешения 1280 × 800: Ultra High Quality, 0xAA, 16xAF. Настройки для разрешения 1920 × 1080: Ultra High Quality, SMAA + TAA, 16xAF. В тестировании используется трасса Melbourne.
• Hitman™. Настройки для разрешения 1280 × 800: DirectX 12, Super Sampling = 1.0, Level of Detail = Ultra, Anti-Aliasing = Off, Texture Quality = High, Texture Filter = Anisotropic 16x, SSAO = On, Shadow Maps = Ultra, Shadow Resolution = High. Настройки для разрешения 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.
• Rise of the Tomb Raider. Настройки для разрешения 1280 × 800: DirectX 11, Anti-aliasing = Off, Preset = Very High. Настройки для разрешения 1920 × 1080: DirectX 11, Anti-aliasing = SSAA 4x, Preset = Very High.
• Thief. Настройки для разрешения 1280 × 800: Texture Quality = Very High, Shadow Quality = Very High, Depth-of-field Quality = High, Texture Filtering Quality = 8x Anisotropic, SSAA = Off, Screenspace Reflections = On, Parallax Occlusion Mapping = On, FXAA = Off, Contact Hardening Shadows = On, Tessellation = On, Image-based Reflection = On. Настройки для разрешения 1920 × 1080: Texture Quality = Very High, Shadow Quality = Very High, Depth-of-field Quality = High, Texture Filtering Quality = 8x Anisotropic, SSAA = High, Screenspace Reflections = On, Parallax Occlusion Mapping = On, FXAA = On, Contact Hardening Shadows = On, Tessellation = On, Image-based Reflection = On.
• Total War: Attila. Настройки для разрешения 1280 × 800: Anti-Aliasing = Off, Texture Resolution = Ultra; Texture Filtering = Anisotropic 4x, Shadows = Max. Quality, Water = Max. Quality, Sky = Max. Quality, Depth of Field = Off, Particle Effects = Max. Quality, Screen space reflections = Max. Quality, Grass = Max. Quality, Trees = Max. Quality, Terrain = Max. Quality, Unit Details = Max. Quality, Building Details = Max. Quality, Unit Size = Ultra, Porthole Quality = 3D, Unlimited video memory = Off, V-Sync = Off, SSAO = On, Distortion Effects = On, Vignette = Off, Proximity fading = On, Blood = On. Настройки для разрешения 1920 × 1080: Maximum Quality.

Важно отметить, что тестирование процессоров Intel Core i7-6950X и Core i7-6900K выполнялось с активированной технологией Turbo Boost Max 3.0.

⇡#Производительность в комплексных тестах

Никаких неожиданностей тестирование в SYSmark 2014 не преподносит. Как и предполагалось, перевод восьмиядерного LGA2011-v3-процессора на микроархитектуру Broadwell с небольшим увеличением его тактовых частот привёл к некоторому увеличению производительности, и Core i7-6900K обгоняет Core i7-5960X примерно на 10 процентов. Однако самым быстрым десктопным процессором Intel, по данным SYSmark 2014, следует всё же считать десятиядерник Core i7-6950X. Хоть его частоты и ниже, чем у главного героя этой статьи, примерно на 200 МГц, дополнительная пара ядер и технология Turbo Boost Max 3.0 не дают ему уступить восьмиядерному последователю Core i7-5960X. Впрочем, не стоит забывать о том, что разница в цене Core i7-6900K и Core i7-6950X превышает 50% от стоимости первого, а разрыв между ними в производительности лишь немного превосходит 5-процентную величину. Иными словами, по первому впечатлению Core i7-6900K – это весьма выгодный многоядерный вариант в верхней ценовой категории.

В 3DMark ситуация в целом похожа. Core i7-6900K на несколько процентов медленнее, чем Core i7-6950X, но немного быстрее, чем Core i7-5960X поколения Haswell-E. Из этого можно сделать вывод, что произошедшее обновление платформы LGA2011-v3 – это неторопливая эволюция, и значительные дивиденды она может принести только отдельным пользователям, остро нуждающимся в дополнительных вычислительных ядрах. В типичных же для массовых систем ситуациях ни флагманский, ни следующий по старшинству Broadwell-E не проявляют никаких особых сильных качеств.

Впрочем, выводы делать пока рано. Давайте ознакомимся с производительностью Core i7-6900K в сложных ресурсоёмких приложениях для создания и обработки цифрового контента.

⇡#Производительность в приложениях

Революционного прорыва не наблюдается и в ресурсоёмких приложениях. Более новая микроархитектура Broadwell, немного более высокие тактовые частоты и внедрение технологии Turbo Boost Max 3.0 делает Core i7-6900K лишь на 8-10 процентов быстрее прошлого тысячедолларового флагмана. И даже в задачах финального рендеринга, где преимущество Broadwell-E максимально, Core i7-6900K может предложить лишь 11-процентное превосходство над Core i7-5960X. Если же сопоставить между собой результаты этих процессоров в разгоне, то и вовсе окажется, что новый восьмиядерник почти не лучше старого. Его оверклокерский потенциал оказался хуже, и в результате обладатели старшего Haswell-E при желании могут получить практически тот же уровень производительности, который выдаёт разогнанный Core i7-6900K.

Получается, что семейство Broadwell-E интересно лишь одним, самым старшим своим представителем. В хорошо распараллеливаемых ресурсоёмких задачах Core i7-6950X действительно может смотреться заметно лучше предшественников, и даже по сравнению с Core i7-6900K он может быть на 15-20 процентов быстрее. Но его преимущество определяется в первую очередь улучшениями, сделанными по экстенсивному направлению. Иными словами, на данном этапе два дополнительных ядра – куда более важный багаж, нежели 200-мегагерцевое увеличение частоты и внедрение микроархитектуры Broadwell.

И ещё одно интересное наблюдение. Система, построенная на базе процессора Core i7-6900K, в ряде случаев может предложить в полтора раза лучшую производительность по сравнению с наиболее мощной конфигурацией, построенной на платформе LGA1151. Однако такое соотношение в быстродействии прослеживается далеко не всегда – существуют даже примеры, где четырёхъядерный Core i7-6700K работает быстрее восьмиядерного Core i7-6900K. Это значит, что, делая ставку на процессоры класса Core i7-6900K, нужно очень хорошо представлять себе сферу их применения. Данное решение не является универсальным или исчерпывающим, оно полноценно раскрывается лишь в отдельных сценариях, и в первую очередь при финальном рендеринге или при перекодировании и редактировании видео.

⇡#Игровая производительность

Как известно, производительность платформ, оснащённых современными процессорами, в подавляющем большинстве актуальных игр определяется мощностью графической подсистемы. Именно поэтому при тестировании процессоров мы пользуемся флагманскими видеокартами, выбираем наиболее процессорозависимые игры, а измерение количества кадров выполняем дважды. Первым проходом тесты проводятся без включения сглаживания и с установкой далеко не самых высоких разрешений. Такие настройки позволяют оценить, насколько хорошо проявляют себя процессоры с игровой нагрузкой в принципе, а значит, позволяют строить догадки о том, как будут вести себя тестируемые вычислительные платформы в будущем, когда на рынке появятся более быстрые варианты графических ускорителей. Второй проход выполняется с реалистичными установками – при выборе FullHD-разрешения и максимального уровня полноэкранного сглаживания. На наш взгляд, такие результаты не менее интересны, так как они отвечают на часто задаваемый вопрос о том, какой уровень игровой производительности могут обеспечить процессоры прямо сейчас – в современных условиях.

Тесты в Full HD-разрешении

Если говорить о производительности в FullHD-разрешении с высокими настройками качества изображения, то нужно признать, что Core i7-6900K может обеспечить немного лучшую частоту кадров по сравнению с прошлым восьмиядерным флагманом. Однако при этом нужно осознавать, что игры относятся к приложениям, которым столь мощные ресурсы, в общем-то, и не нужны. Приложения такого характера в подавляющем своём большинстве оптимизируются под четырёхъядерные CPU, поэтому, например, намного более дешёвый процессор Core i7-6700K выдаёт почти такую же частоту кадров. Мало отличается Core i7-6900K по игровой производительности и от своего десятиядерного собрата, Core i7-6950X. И даже более того, преимущество Core i7-6900K в частоте позволяет ему зачастую оказываться немного быстрее флагманского процессора семейства Broadwell-E.

Впрочем, нужно понимать, что все приведённые нами комментарии об игровой производительности старших процессоров Intel имеют лишь теоретическую ценность. На практике любой из участвующих в тесте CPU полностью раскроет потенциал сколь угодно мощной современной видеокарты. Иными словами, система, основанная на Core i7-6900X, в играх будет аналогична конфигурации как на базе Core i7-6700K, так и на базе Core i7-6950X. Поэтому наиболее рациональным вариантом для геймерской системы сегодня выступает Core i7-6700K, который значительно дешевле процессоров в LGA2011-v3-исполнении. Процессоры же класса Core i7-6900K – это немного иная весовая категория, которая должна быть интересна не столько геймерам, сколько пользователям, использующим компьютер для создания контента.

⇡#Тесты со сниженным разрешением

При тестировании процессоров в играх со сниженным разрешением всё сказанное нами выше становится только очевиднее. Core i7-6900K при игровой нагрузке работает быстрее, чем Core i7-5960X. Его преимущество составляет около 4 процентов. Более выгодно смотрится восьмиядерник поколения Broadwell-E и на фоне сегодняшнего флагмана Core i7-6950X. Однако в этом случае полной однозначности в результатах всё же нет, очевидно, что технология Turbo Boost Max 3.0 частично компенсирует разницу в тактовой частоте этих процессоров. Лидером же в игровых тестах выходит четырёхъядерный Core i7-6700K. Его превосходство над многоядерными монстрами доходит порой до 30 процентов, что отлично иллюстрирует отсутствие необходимости в большом количестве параллельных вычислительных ресурсов для современных игровых приложений.

⇡#Энергопотребление

Несмотря на то, что Broadwell-E стали выпускаться с разрешением узла 14 нм, никаких серьёзных изменений в энергопотреблении и тепловыделении Intel не обещала. Причина очевидна: весь открывшийся дополнительный потенциал ушёл на рост тактовых частот. И на примере Core i7-6900K это должно быть видно очень хорошо, ведь его частота по сравнению с 22-нм Core i7-5960X выросла на 200 МГц.

Используемый нами в тестовой системе новый цифровой блок питания Corsair RM850i позволяет осуществлять мониторинг потребляемой и выдаваемой электрической мощности, чем мы и воспользуемся для практических измерений. На следующем ниже графике приводится полное потребление систем (без монитора), измеренное «после» блока питания и представляющее собой сумму энергопотребления всех задействованных в системе компонентов. КПД самого блока питания в данном случае не учитывается. Для правильной оценки энергопотребления мы активировали турборежим и все имеющиеся у процессоров энергосберегающие технологии.

В состоянии простоя Core i7-6900K проявляет себя подобно другим LGA2011-v3-процессорам. Иными словами, эта платформа сложна и потому никакой экономичностью похвастать не может. В режиме бездействия ей требуется примерно вдвое больше электроэнергии, чем платформе LGA1151.

При практической многопоточной нагрузке Core i7-6900K потребляет чуть меньше, чем Core i7-5960X. Но гораздо привлекательнее выглядит потребление в разгоне. Увеличение частоты этого процессора не приводит к серьёзному росту энергетических аппетитов, как это происходит в случае с Core i7-5960X. Впрочем, и разгон восьмиядерного Broadwell-E оказывается несколько скромнее.

На следующей диаграмме приводится максимальное потребление при нагрузке, создаваемой 64-битной версией утилиты LinX 0.6.8 с поддержкой набора инструкций AVX2, которая базируется на пакете Linpack, отличающемся непомерными энергетическими аппетитами.

Примерно такая же картина, как с потреблением при финальном рендеринге, наблюдается и здесь. Core i7-6900K чуть экономичнее, чем Core i7-5960X. Но в разгоне разница между этими процессорами многократно увеличивается. И это косвенно указывает на причины невысокого разгона Broadwell-E. Посудите сами, перегрев Core i7-5960X наступает при его энергопотреблении свыше 400 Вт, в то время как у Core i7-6900K проблемы с высокой температурой начинаются уже при энергопотреблении порядка 300 Вт. Это значит, что у Broadwell-E тепло с полупроводникового кристалла снимается менее эффективно, чем у Haswell-E. И тут можно предположить три варианта. Либо Intel изменила свойства состава, которым припаяна теплораспределяющая крышка к процессорному кристаллу. Либо сама крышка одновременно с увеличением своей толщины стала менее теплопроводной. Либо 14-нм техпроцесс уменьшил размеры полупроводникового кристалла CPU настолько, что это осложнило его эффективное охлаждение.

⇡#Выводы

Нет нужды в очередной раз напоминать, что самые быстрые процессоры современности делает именно компания Intel. После того как AMD ушла из верхнего ценового сегмента (искренне надеемся, что временно), у Intel больше нет явных стимулов к внедрению каких-то коренных улучшений в собственных продуктах. Однако справедливости ради нужно признать, что микропроцессорный гигант всё же не забывает об энтузиастах, создавая для них какие-то новые любопытные предложения.

Таким любопытным процессором в очередном цикле обновления флагманской десктопной платформы стал старший Broadwell-E – Core i7-6950X Extreme Edition. И по результатам знакомства с ним у нас сформировалось в целом положительное мнение. Intel пошла по пути экстенсивного развития и впервые предложила десктопный процессор с десятью вычислительными ядрами, что позволило заметно поднять производительность в целом ряде ресурсоёмких и многопоточных задач. Обидно, конечно, что попутно сильно выросла и цена, но, поскольку Core i7-6950X уникален, с этим фактором можно как-то смириться. Тем более что данный чип никоим образом не претендует на массовость – его стоит использовать лишь в специализированных компьютерах, ориентированных на создание и обработку цифрового контента.

Но сегодня мы знакомились с другим представителем серии Broadwell-E, тысячедолларовым восьмиядерным Core i7-6900K. По базовым характеристикам и цене этот процессор можно считать идейным последователем прошлого флагмана, Core i7-5960X, но прямое сопоставление этих процессоров на пользу новинке не идёт. В активе у Core i7-6900K есть 14-нм техпроцесс, новая микроархитектура и технология Turbo Boost Max 3.0. В сумме всё это позволило немного нарастить рабочие частоты, улучшить контроллер памяти и отдельные аспекты производительности на низком уровне – этой цели должны служить оптимизации блока предсказания переходов и планировщика, а также изменения в механизме выполнения делений и AVX-умножений. Однако в конечном итоге Core i7-6900K оказался в лучшем случае на 10 процентовбыстрее, чем Core i7-5960X, и это – очень слабый прогресс для обновления платформы, происходящего раз в два года. Конечно, здесь можно сослаться на то, что и остальные процессоры Intel прибавляют в быстродействии примерно такими же темпами, однако не стоит забывать, что сегодня мы говорим об элитных решениях стоимостью по тысяче долларов, и очень хочется, чтобы здесь у Intel подход был всё-таки особый.

Core i7-6900K не слишком радует на фоне предшественника ещё и потому, что с переходом на дизайн Broadwell-E у LGA2011-v3-процессоров ухудшился разгон. И хотя производитель добавил в новинки дополнительную гибкость настроек множителей, частотный потенциал оказался несколько хуже, чем был у Haswell-E. В итоге обладатели старых LGA2011-v3-процессоров без особого труда могут получить тот же самый уровень производительности, что выдают обновлённые Broadwell-E с таким же числом вычислительных ядер.

Таким образом, мы приходим к закономерному выводу о том, что владельцам флагманских LGA2011-v3-систем прошлого поколения есть смысл обновляться только на процессор более высокого уровня – десятиядерник Core i7-6950X Extreme Edition. Менять же Core i7-5960X на Core i7-6900K совершенно нерационально, на деле это – решения одного класса. И более того, если вы хотите приобрести новую LGA2011-v3-систему сегодня, не стоит отметать варианты из семейства Haswell-E. Официально Intel не снижает цены на LGA2011-v3-процессоры прошлого поколения, однако на вторичном рынке такие CPU могут оказаться ощутимо дешевле.

Процессор Core i7-6900K предоставлен для тестирования компанией «Регард».