С появата на процесорите Intel Core от седмото поколение стана очевидно, че стратегията „Тик-так“, която Intel следваше до този момент, е се провалила. Обещанието за намаляване на технологичния процес от 14 до 10 нм остава само обещание, започна дълга епоха на „Таката“ Skylake, през която се появиха Kaby Lake (седмо поколение), неочаквания Coffee Lake (осмо) с минимална промяна в технологичния процес от 14 нм на 14 нм+ и дори Coffee Lake Refresh (девето). Изглежда, наистина Intel се нуждаеше от малка пауза за кафе. В крайна сметка имаме няколко процесора от различни поколения, изработени на базата на една микроархитектура Skylake от една страна, и уверенията на Intel, че всеки нов процесор е по-добър от предишния, от друга. Истината е, не е съвсем ясно с какво точно...
Следователно, да се върнем към нашите поколения. И да видим с какво наистина се различават.
Kaby Lake
Появата на процесорите в търговската мрежа се състоя през началото на 2017 година. Какво ново предлага това семейство в сравнение с предшественика си? Първо, новото графично ядро — Intel UHD 630. Плюс поддръжка на технологията Intel Optane (3D Xpoint), както и нов чипсет от 200-та серия (6-то поколение работеше с 100-та серия). И това всъщност са всички наистина интересни новости.
Coffee Lake
8-то поколение под кодовото име Coffee Lake бе пуснато в края на 2017 година. В процесорите на това поколение бяха добавени ядра и пропорционално им кеш на трето ниво, повишен Turbo Boost с 200 мегахерца, добавена поддръжка на DDR4-2666 (преди това бе DDR4-2400), но поддръжката на DDR3 бе отменена. Графичното ядро остана същото, но му добавиха 50 MHz. За всички повишения в честотите се наложи да бъде платена цената с увеличаването на топлинния пакет до 95 вата. И, разбира се, новият чипсет от 300-та серия. Последното не беше абсолютно необходимо, тъй като специалистите скоро успяха да работят с това семейство на чипсетите от 100-та серия, въпреки че представители на Intel твърдяха, че това е невъзможно поради особеностите на захранващите вериги. По-късно, обаче, Intel официално призна, че е грешал. Какво ново всъщност предлага 8-то семейство? По същество, по-скоро прилича на обикновен рефреш с добавени ядра и честоти.
Coffee Lake Refresh
Ха! Ето ни рефреш! През четвъртото тримесечие на 2018 година бяха пуснати процесорите Coffee Lake от девето поколение, оборудвани с хардуерни защити срещу някои уязвимости Meltdown/Spectre. Хардуерните промени, внесени в новите чипове, защитават от Meltdown V3 и L1 Terminal Fault (L1TF Foreshadow). Промените в софтуера и микрокода защитават от атаки Spectre V2, Meltdown V3a и V4. Защитата от Spectre V1 все още ще се осъществява чрез корекции на ниво операционна система. Появата на корекции на нивото на кристала трябва да намали влиянието на софтуерните пачове върху производителността на процесорите. Но всяка радост с защитите Intel реализира само при процесорите за масовия сегмент на пазара: i5-9600k, i7-9700k, i9-9900k. На другите, включително сървърните решения, не им бяха осигурени хардуерни защити. За първи път в историята на потребителските процесори Intel, процесорите Coffee Lake Refresh поддържат до 128 ГБ оперативна памет. И това е всичко, никакви други промени.
Какво имаме в крайна сметка? Две години рефреши, игри с ядра и честоти, плюс набор от малки подобрения. Много исках да оценя и сравня производителността на основните представители на тези семейства. Затова, когато се сдобих с комплект от седмото до деветото поколение — към нашите i7-7700 и i7-7700k скоро се добавиха новите i7-8700, i7-9700k и i9-9900k, реших да се възползвам от ситуацията и да накарам пет различни процесора Intel Core да покажат какво могат.
Тестване
В тестовете участват пет процесора Intel: i7-7700, i7-7700k, i7-8700, i7-9700k, i9-9900k.
Тактико-техническите характеристики на платформите
Процесорите Intel i7-8700, i7-9700k и i9-9900k имат еднаква базова конфигурация:
- Дънна платка: Asus PRIME H310T (BIOS 1405),
- Оперативна памет: 16 ГБ DDR4-2400 MT/s Kingston 2 броя, общо 32 ГБ.
- SSD: 240 ГБ Patriot Burst 2 броя в RAID 1 (пристрастие, изградено през години).
Процесорите Intel i7-7700 и i7-7700k също работят на една и съща платформа:
- Дънна платка: Asus H110T (BIOS 3805),
- Оперативна памет: 8 ГБ DDR4-2400 MT/s Kingston 2 броя, общо 16 ГБ.
- SSD хард диск: 240 ГБ Patriot Burst 2 бр. в RAID 1.
Използваме персонализиран корпус с височина 1,5 юнита. В него се побират четири платформи.
Софтуерна част: ОС CentOS Linux 7 x86_64 (7.6.1810).
Ядро: 3.10.0-957.1.3.el7.x86_64
Внесените оптимизации относно стандартната инсталация: добавени са опции за стартиране на ядрото elevator=noop selinux=0.
Тестовете се извършват с всички актуализации от атаките Spectre, Meltdown и Foreshadow, пренесени в ядрото. Не е изключено резултатите от тестовете на по-нови и актуални Linux ядра да се различават от получените, а показателите да бъдат по-добри. Но, от една страна, CentOS 7 ми е по-симпатичен, а от друга страна, RedHat активно работи по преноса на иновации, свързани с поддръжката на хардуер, от новите ядра към своето, LTS. На това се надявам 🙂
Тестовете, които използвах в изследването
- Sysbench
- Geekbench
- Phoronix Test Suite
Тест Sysbench
Sysbench — пакет от тестове (или бенчмаркове) за оценка на производителността на различни подсистеми на компютъра: процесор, оперативна памет, данни. Тестът е многонишков, на всички ядра. В този тест измервах два показателя:
- CPU speed events per second — броя на операциите, извършени от процесора за секунда: колкото по-високо е значението, толкова по-производителна е системата.
- General statistics total number of events — общия брой извършени събития. Колкото по-висок е показателят, толкова по-добре.
Тест Geekbench
Пакет от тестове, провеждани в еднонишков и многонишков режим. В резултат се получава индекс на производителността за двата режима. По-долу има връзки към резултатите от тестовете. В този тест ще разгледаме два основни показателя:
— Single-Core Score — еднонишкови тестове.
— Multi-Core Score — многонишкови тестове.
Мерните единици: абстрактни "папагали". Колкото повече "папагали", толкова по-добре.
Тест Phoronix Test Suite
Phoronix Test Suite — много богат набор от тестове. Въпреки че бяха проведени всички тестове от пакета pts/cpu, ще посоча резултатите само от тези, които ми се сториха особено интересни, още повече, че резултатите от пропуснатите тестове само подсилват общата тенденция.
Почти всички представени тук тестове са многонишкови. Изключение правят само два от тях: еднонишковите тестове Himeno и LAME MP3 Encoding.
В тези тестове колкото по-висок е показателят, толкова по-добре
- Многопоточният тест John the Ripper за подбиране на пароли. Нека вземем криптоалгоритъма Blowfish. Измерва брой операции в секунда.
- Тест Himeno — линейно решаване на уравнения на налягане с метод на Якоби.
- 7-Zip Compression — тест 7-Zip, използващ p7zip с вградена функция за тестване на производителността.
- OpenSSL — комплект инструменти, реализиращи протоколите SSL (Secure Sockets Layer) и TLS (Transport Layer Security). Измерва производителността на RSA 4096-бит OpenSSL.
- Apache Benchmark — тест, който измерва колко заявки в секунда може да обработи системата при 1 000 000 заявки, като 100 от тях се изпълняват едновременно.
А в тези, ако е по-нисък, е по-добре
- C-Ray тества производителността на CPU при изчисления с числа с плаваща запетая. Тестът е многопоточен (16 потока на ядро), ще изстрелва 8 лъча от всеки пиксел за антиалиасинг и ще генерира изображение 1600×1200. Измерва се времето за изпълнение на теста.
- Паралелно BZIP2 сжатие — тестът измерва времето, необходимо за компресия на файл (пакет .tar с изходния код на ядрото на Linux) с използване на BZIP2 компресия.
- Кодиране на аудио и видео данни. Тестът LAME MP3 Encoding се изпълнява в един поток, а тестът ffmpeg x264 — в много потоци. Измерва се времето за изпълнение на теста.
Както виждате, наборът за тестване се състои основно от синтетични тестове, позволяващи да се покаже разликата между процесорите при извършване на определени задачи, например, щракване на пароли, кодиране на медийно съдържание, криптография.
Синтетичният тест, за разлика от теста, проведен в условия, близки до реалността, може да осигури определена чистота на експеримента. Именно затова изборът падна на синтетиката.
Не е изключено, че при решаване на конкретни задачи в бойни условия можете да получите много интересни и неочаквани резултати, но все пак "общата температура на болницата" ще бъде максимално приближена до това, което получих в резултатите от тестовете. Също така не е изключено, че при деактивиране на защита от Spectre/Meltdown при тестване на процесори от 9-то поколение, мога да получа по-високи резултати. Но, преди да избързам, ще кажа — те и така показаха отлични резултати.
Спойлер: за баланса ще отговарят ядрата, потоките и честотите.
Още преди тестването внимателно прегледах архитектурата на семействата на тези процесори, затова очаквах, че значителни различия между тестовите обекти няма да бъдат открити. И то не толкова значителни, колкото екстраординарни: защо да се насочваме към интересни показатели в тестовете, ако извършваме измервания на процесори, изградени, по същество, на едно ядро. Очакванията ми се оправдаха, но все пак имаше неща, които не бяха точно такива, каквито си мислех...
А сега, всъщност, резултатите от тестовете.
Резултатът е напълно закономерен: който има повече потоци и по-висока честота, той и печели точки. Съответно, i7-8700 и i9-9900k са напред. Разликата между i7-7700 и i7-7700k е 10% в еднопоточния и многопоточния тест. Изоставането на i7-7700 от i7-8700 е 38% и от i9-9900k е 49%, тоест почти два пъти, но по това отношение изоставането от i7-9700k е само 15%.
Връзки към резултатите от тестовете:
Резултатите от тестовете на пакета The Phoronix Test Suite
В теста John The Ripper разликата между братята-близнаци i7-7700 и i7-7700k е 10% в полза на "k", за сметка на разликата в Турбобустера. При процесорите i7-8700 и i7-9700k разликата е доста незначителна. i9-9900k изпреварва всички благодарение на по-голям брой потоци и по-висока тактова честота. Близнаците почти са два пъти зад него.
Резултатът от теста C-Ray ми се струва най-интересен. Наличието на технологията Hyper-Threading при i9-9900k в този многопоточен тест дава само незначителен прираст спрямо i7-9700k. А близнаците изостават от лидера почти два пъти.
В единичен тест на Himeno разликата не е толкова голяма. Осезаемо изоставане на 8-мо и 9-то поколение спрямо близнаците: i9-9900k ги изпреварва с 18% и 15% съответно. Разликата между i7-8700 и i7-9700k е в рамките на грешката.
Тестът за компресия с 7zip близнаците минават с 44-48% по-слабо, отколкото лидерът i9-9900k. Благодарение на по-голямото количество потоци, i7-8700 изпреварва i7-9700k с 9%. Но това не е достатъчно, за да изпревари i9-9900k, затова наблюдаваме изоставане почти от 18%.
Тестът за време за компресия с алгоритъма BZIP2 показва аналогични резултати: печелят потоките.
Кодирането на mp3 е „стълба“ с максимално изоставане от 19,5%. А в теста ffmpeg i9-9900k губи пред i7-8700 и i7-9700k, но изпреварва близнаците. Няколко пъти преработих този тест за i9-9900k, но резултатът винаги е един и същ. Това вече е неочаквано 🙂 В многопоточния тест най-многопоточният от тестваните процесори показа толкова нисък резултат, по-нисък от 9700k и 8700. Няма ясни обяснения за това явление, а не ми се иска да правя предположения.
Тестът openssl показва „стълба“ с разлика между второто и третото стъпало. Разликата между близнаците и лидера i9-9900k е от 42% до 47%. Разликата между i7-8700 и i9-9900k е 14%. Главното са потоките и честотите.
В теста Apache i7-9700k изпревари всички, включително и i9-9900k (с 6%). Но общо взето разликата не е съществена, макар че между най-слабия резултат на i7-7700 и най-добрия на i7-9700k изоставането е 24%.
В общи линии, в повечето тестове доминира i9-9900k, провал само на ffmpeg. Ако планирате да работите с видео, по-добре вземете i7-9700k или i7-8700. На второ място в общото класиране е i7-9700k, той е незначително изоставащ от лидера, а в тестовете ffmpeg и apache дори го изпреварва. Затова и i9-9900k смело предлагам на тези, които често имат големи натоварвания на сайта. Процесорите не трябва да ви подведат. За видео вече споменах.
i7-8700 има добри показатели в тестовете Sysbench, 7zip и ffmpeg.
Във всички тестове i7-7700k е по-добър от i7-7700 с 2% до 14%, в теста ffmpeg с 16%.
Напомням, че не правих никакви оптимизации, освен посочените в началото, а това означава, че при инсталиране на чиста система на новопридобитото от нас дедике, ще получите точно такива резултати.
Ядрото, потоците, честотите — това е всичко за нас.
Като цяло, резултатите бяха предсказуеми и очаквани. Практически във всички тестове се появява "стълба към небето", демонстрираща зависимостта на производителността от броя на ядрата, потоките и честотите: повече от всичко това — по-добри резултати.
Тъй като всички испитвани всъщност са рефреши на едно и също ядро на един и същи техпроцес и нямат никакви съществени архитектурни различия, не успяхме да получим "удивителни" доказателства, че процесорите качествено се различават един от друг.
Разликата между процесорите i7-9700k и i9-9900k в всички тестове, освен Sysbench, е почти нулева, тъй като по същество се различават само по наличието на технологията Hyper-Threading и стотицата допълнителни мегахерца в режима Turbo Boost на i9-9900k. В теста Sysbench обаче е точно обратното: решава не броят на ядрата, а броят на потоките.
Има много голяма разлика в многопоточните тестове между i7-7700(k) и i9-9900k, на места дори до два пъти. Също така има разлика между i7-7700 и i7-7700k — излишните 300 MHz добавят бързина на последния.
Също така не мога да говоря за качественото влияние на обема на кеш паметта върху резултатите от тестовете — имаме това, което имаме. Особено, че включената защита на фамилията Spectre/Meltdown трябва значително да намали влиянието на обема му върху резултатите от теста, но това не е сигурно. Ако уважаеми читателю поискате "хлеба и зрелищата" от нашия маркетингов отдел, с удоволствие ще ви предоставя тест с деактивирана защита.
Всъщност, ако ме попитат: кой процесор би избрал? — първо бих преброил парите в джоба си и бих избрал този, на който стигат. Ако да се обобщи, до точка А до точка Б може да се стигне и с "Жигули", но с "Мерцедес" е по-бързо и приятно. Процесорите, базирани на една архитектура, така или иначе ще се справят с подобен спектър от задачи — някой просто добре, а някой отлично. Да, както показаха тестовете, глобални различия между тях няма. Но разликата между i7 и i9 от това не е изчезнала.
При избора на процесор за някои частни тясноспециализирани задачи, като работа с mp3, компилация от изходни кодове или рендеране на триизмерни сцени с обработка на светлина, има смисъл да се ориентирате по показателите от съответните тестове. Например, за дизайнерите може да се насочите направо към i7-9700k и i9-9900k, а за сложни изчисления да изберете процесор с технологията Hyper-Threading, т.e. всеки, освен i7-9700k. Тук управляват потоките.
Затова съветвам да изберете това, което можете да си позволите, като вземете предвид спецификациите, и ще ви донесе щастие.
В тестовете бяха използвани сървъри на база процесори i7-7700, i7-7700k, i7-8700k, i7-9700k и i9-9900k с . Всеки от тях може да се поръча със 5% отстъпка за 3 месеца — свържете се с с кодовата фраза «Аз съм от Хабра». При плащане за година получавате допълнителни 10% отстъпка.
Целия вечер на арената , системен администратор FirstDEDIC
Източник: habr.com
