Платформата LGA2066 и процесорите от семейството Skylake-X бяха представени от Intel преди повече от година и половина. Първоначално това решение беше насочено от компанията към сегмента HEDT, тоест към високопроизводителни системи за потребители, които създават и обработват съдържание, тъй като Skylake-X съдържаше значително по-голям брой изчислителни ядра в сравнение с обичайните представители на Kaby Семейства Lake и Coffee Lake.
Въпреки това, през времето, изминало от въвеждането на Skylake-X, пейзажът на пазара на процесори се промени значително и днес сравнително достъпните процесори могат да имат шест или дори осем процесорни ядра и обещаващи масови процесори, които трябва да бъдат пуснати в рамките на тази година може да има десет или дори дванадесет ядра. Това прави ли Skylake-X безполезен чип? Най-вероятно не. Първо, сред представителите на тази серия има предложения с 16 и 18 ядра и определено няма да има масови опции като тях на пазара в близко бъдеще. Второ, платформата LGA2066 има други предимства, които я отличават от конвенционалните потребителски процесори, като превъзходство в броя на каналите за памет и наличните PCI Express ленти.
Ето защо козметичната актуализация на гамата Skylake-X, която микропроцесорният гигант извърши в края на миналата година, изглеждаше доста логична - тя се вписа идеално в годишния график на обявяването на Intel. Отношението на производителя към новите му продукти HEDT обаче беше малко изненадващо: компанията не само не преразгледа цените, но и отказа да предостави образци на процесори на ИТ пресата, ограничавайки се само до официално представяне и последващото начало на продажбите .
Очевидно компанията смята новия Skylake-X за вторичен и безинтересен продукт, но ние принципно не сме съгласни с тази формулировка. Да, броят на изчислителните ядра за представителите на тази моделна гама не се увеличи по време на процеса на актуализация. Те обаче включват други интересни подобрения: новите продукти имат увеличени тактови скорости, увеличен капацитет на L3 кеш паметта и подобрен вътрешен термичен интерфейс. Затова все пак решихме да обърнем малко внимание на актуализирания Skylake-X, в който много ни помогна компютърният магазин Regard, който се съгласи да предостави чифт нови десетядрени процесори LGA2066 за изследване: Core i9-9820X и Core i9-9900X.
Освен това, от самия момент на обявяването на Skylake-X Refresh, бяхме преследвани от въпроса: защо Intel избра име, объркващо подобно на популярния осемядрен Core i9-9900K за по-стария десетядрен HEDT процесор? Какво означава това? И сега имаме шанс да го разберем...
Състав Skylake-X Refresh
Intel обяви появата на нови процесори LGA2066 с номера на моделите от деветхилядната серия още през октомври миналата година. Новите продукти включват седем модела: шест процесора от серия Core i9 с брой ядра от 10 до 18 и осемядрен модел Core i7, условно входно ниво. В новото поколение няма шест-ядрени или четириядрени процесори за LGA2066, което не е изненадващо предвид бързото нарастване на възможностите на платформата LGA1151v2.
| Ядра/нишки | Базова честота, GHz | Турбо честота, GHz | L3 кеш, MB | Память | TDP, Vt | Цена | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Core i9-9980XE | 18/36 | 3,0 | 4,5 | 24,75 | DDR4-2666 | 165 | 1 979 долара |
| Core i9-9960X | 16/32 | 3,1 | 4,5 | 22,0 | DDR4-2666 | 165 | 1 684 долара |
| Core i9-9940X | 14/28 | 3,3 | 4,5 | 19,25 | DDR4-2666 | 165 | 1 387 долара |
| Core i9-9920X | 12/24 | 3,5 | 4,5 | 19,25 | DDR4-2666 | 165 | 1 189 долара |
| Core i9-9900X | 10/20 | 3,5 | 4,5 | 19,25 | DDR4-2666 | 165 | $989 |
| Core i9-9820X | 10/20 | 3,3 | 4,2 | 16,5 | DDR4-2666 | 165 | $889 |
| Core i7-9800X | 8/16 | 3,8 | 4,5 | 16,5 | DDR4-2666 | 165 | $589 |
Най-забележимата промяна в процесорите, изброени в таблицата, в сравнение с предишните модели от серията Skylake-X 200, беше увеличаването на тактовите честоти. Номиналните честоти са се увеличили с 600-200 MHz, а максималните честоти, постигнати при включен турбо режим, са се увеличили с 300-1,375 MHz. В допълнение, по-младите представители на серията са увеличили обема на кеш паметта от трето ниво. Преди това се изчисляваше въз основа на правилото „2 MB на ядро“, но сега всяко ядро може да има до приблизително 7 MB кеш. И накрая, PCI Express контролерът на осемядрения Core i9800-44X е напълно отключен, благодарение на което този процесор разполага с всичките 10 ленти, които преди бяха налични само в процесори с XNUMX или повече ядра.
Всички тези приятни промени обаче доведоха до увеличаване на генерирането на топлина. Докато първото поколение Skylake-X имаше топлинен пакет, ограничен до 140 W, новите процесори увеличават TDP характеристиката до 165 W. С други думи, за повишените честоти, които се присвояват на новите процесори без фундаментални промени в 14-nm технологичния процес, използван за тяхното производство, трябва да платите с разширени енергийни и топлинни ограничения.
Вярно е, че самият Intel твърди, че въвеждането на третата версия на производствената технология с кодово име 14++ nm, която сега се използва за производство на процесори Coffee Lake и Coffee Lake Refresh, направи възможно повишаването на скоростните характеристики. И ако не беше това, отделянето на топлина може да бъде още по-високо. Но няма причина да се страхуваме, че новият Skylake-X може да бъде податлив на прегряване. Подобреният термичен интерфейсен материал под капака за разпределение на топлината трябва да намали работните температури на новите процесори. Мястото на използваната преди това полимерна термопаста беше заето от спойка с очевидно по-висока топлопроводимост.
Но всичко споменато по-горе е само върхът на айсберга. Факт е, че промяната в спецификациите и преди всичко увеличаването на обема на кеш паметта от трето ниво има много по-неочаквана основа. Сега, за да произвежда HEDT процесори, Intel започна да използва полупроводникови кристали, които са малко по-различни по значение.
Това означава следното: HEDT процесорите винаги са били десктоп разновидност на сървърните чипове. Традиционно Intel взе по-млади модификации на Xeon, адаптира контролера на паметта и някои други характеристики към тях и ги прехвърли в настолната среда. В същото време, докато за своите сървърни продукти Intel произвежда три версии на полупроводникови кристали: LCC (Low Core Count) с 10 ядра, HCC (High Core Count) с 18 ядра и XCC (eXtreme Core Count) с 28 ядра, в десктоп HEDT процесорите включват само най-простите версии на кристали. Така първото поколение процесори Skylake-X с 6, 8 и 10 ядра използваха LCC кристал, а модификациите с 12, 14, 16 и 18 ядра използваха HCC кристал.
В актуализирания Skylake-X, за който говорим днес, версията на LCC кристала от нисък клас вече не се използва. Всички нови HEDT процесори от деветхилядна серия, включително осем- и десет-ядрени версии, са базирани на HCC кристала. Тоест дори Core i7-9800X или Core i9-9900X потенциално имат 18 ядра, но значителна част от тях са заключени хардуерно на производствения етап.
Това странно на пръв поглед решение е взето именно за да се увеличи обемът на кеш паметта в новите процесори. Вътрешната структура на Skylake-X предполага, че на всяко изчислително ядро е разпределена част от кеш паметта с обем от 1,375 MB. И ако същият Core i9-9900X беше използвал LCC кристал от нисък клас, този процесор със сигурност нямаше да може да получи повече от 13,75 MB L3 кеш. По-голямата HCC матрица е по-гъвкава в това отношение, има общо 24,75 MB кеш памет и този увеличен обем се използва частично в осем- и десет-ядрените процесори от новата вълна.
В резултат на това всички Skylake-X станаха унифицирани по дизайн, но недостатъкът на това обединение беше широкото използване на много голяма полупроводникова матрица с площ от около 485 mm2, което е повече от два и половина пъти по-голямо от областта на матрицата на осемядрения Coffee Lake Refresh. Това означава, че всеки от процесорите LGA2066 от деветхилядната серия има значително по-висока цена в сравнение със същия Core i9-9900K. Но въпреки това, осемядреният Core i9-9800X в официалната ценова листа е на цена само $100 повече от Core i9-9900K. Следователно е разумно да се предположи, че производството на осем- и десет-ядрени процесори, базирани на 18-ядрени кристали, все още има някакъв икономически смисъл за Intel, например, компанията използва тази възможност да продава полупроводникови кристали с голям брой производствени дефекти, които досега не могат да намерят достойно приложение.
Повече за десетядрените Core i9-9900X и Core i9-9820X
За тестване взехме два десетядрени процесора от „новата вълна“ - Core i9-9900X и Core i9-9820X. Въпреки че тези процесори са преминали към нов HCC кристал, те не са се променили толкова много в сравнение с Core i9-7900X. Обикновено, когато пускаше второ поколение процесори за предишни версии на платформата HEDT, Intel ги прехвърляше към по-нова микроархитектура, но това не се случи сега. Промените засегнаха само числените параметри, но качествено под формата на Core i9-9900X и Core i9-9820X имаме почти същото, което беше предложено от десетядрения Core i9-7900X от 2017 г.
Но второто поколение Skylake-X няма никакви проблеми със съвместимостта: те работят отлично в съществуващи LGA2066 дънни платки, базирани на системната логика Intel X299. Подобно на своите предшественици, те имат четириканален DDR4 контролер на паметта, а вграденият контролер PCI Express 3.0 поддържа 44 ленти, които на теория могат да бъдат разделени на произволен брой слота - от три до единадесет.
Полупроводниковият кристал HCC, който е в основата на Core i9-9900X и Core i9-9820X, обаче е малко по-различен от кристалите, използвани в по-стария Skylake-X по-рано. Въпреки че официалното стъпало запази номера M0, който беше типичен за първоначалните версии на Skylake-X с повече от 12 ядра, Intel сега започна да използва модифицирани литографски маски в производствения процес поради използването на по-зрял 14++ nm технологичен процес вместо предишния 14+ nm технологичен процес. Основната разлика между технологиите е малко по-голямата стъпка между транзисторните гейтове, което, както вече видяхме при Coffee Lake, има положителен ефект върху честотния потенциал.
На ниво микроархитектура няма никакви промени. Изненадващо, новите процесори Skylake-X Refresh дори не включват никакви хардуерни корекции за борба с уязвимостите Meltdown и Spectre. И това е много странно, като се има предвид факта, че в паралелния продукт Coffee Lake Refresh, пуснат по същото време, вече се появиха определени пачове. Например модерните процесори LGA1151v2 са защитени от атаки Meltdown (Вариант 3) и L1TF (Вариант 5) на хардуерно ниво.
Но дори това не е най-обидното. Основната причина за разочарованието е липсата на каквито и да е промени в схемата за комбиниране на компонентите на процесора в едно цяло. Skylake-X Refresh продължава да използва peer-to-peer mesh мрежа, насложена върху масив от процесорни ядра. Тази междуядрена схема на свързване работи добре със значително увеличение на броя на ядрата в сървърните процесори, но за HEDT продукти с не много голям брой ядра е много по-лошо подходяща за традиционна пръстеновидна шина, което води до драматично увеличение на закъсненията . Един от методите за борба с този негативен ефект може да бъде ускоряване на Mesh връзките, но тук всичко остава същото. Работната честота на връзките както в предишния, така и в настоящия Skylake-X е зададена на 2,4 GHz, така че L3 кеш паметта и контролерът на паметта на процесорите LGA2066 имат забележимо по-лоша латентност в сравнение с масивния Coffee Lake Refresh. Вярно, това е частично компенсирано от разширения кеш от второ ниво, който в Skylake-X има обем от 1 MB на ядро, а не четири пъти по-малко.
Всичко това може лесно да се илюстрира с графика на латентността на подсистемата на паметта на текущото поколение процесори Skylake-X в сравнение с Coffee Lake Refresh. Това ясно показва липсата на подобрение в ситуацията на закъснение на новите HEDT процесори.
Но новите десетядрени процесори могат да се похвалят с напредък в тактовите честоти и размера на кеш паметта. Например, Core i9-9900X има виктимизиран L3 кеш от 19,25 MB, което е с 40% по-голям от размера на кеша в предишния десетядрен процесор, Core i9-7900X. Базовата честота на новия модел се увеличи от 3,3 на 3,5 GHz, но максималната честота на Core i9-9900X в турбо режим може да достигне същите 4,5 GHz, които бяха достъпни за десетядрения процесор от предишното поколение. И в двата случая достигането на 4,5 GHz изисква използването на технологията Turbo Boost Max 3.0; при традиционния турбо режим максималната честота за Core i9-9900X е 4,4 GHz.
На практика обаче ситуацията с честотите на Core i9-9900X е малко по-различна. Когато всички ядра са заредени, процесорът работи на 4,1 GHz.
Ако това натоварване използва AVX инструкции, честотата на процесора се намалява до 3,8 GHz.
И най-ресурсоемките 512-битови инструкции от новия комплект AVX-512, при пълно натоварване на всички ядра, принуждават процесора да се забави до 3,4 GHz, което, трябва да се отбележи, е дори по-ниско от декларираната номинална честота в спецификациите.
Ако говорим за десетядрения Core i9-9820X, който е една стъпка по-нисък, той се различава от по-големия си брат главно по количеството кеш памет от трето ниво, което е намалено до 16,5 MB. Номиналните честоти също са малко по-ниски, но не трябва да забравяме, че всички процесори Intel HEDT имат безплатни множители, което ще позволи на ентусиастите да игнорират този недостатък.
Номиналната честота на Core i9-9820X е 3,3 GHz, а максималната честота в турбо режим е 4,1 или 4,2 GHz, в зависимост от това дали говорим за технологията Turbo Boost 2.0 или Turbo Boost Max 3.0.
На практика, при работа на процесора с настройки по подразбиране и натоварване на всички ядра, Core i9-9820X може да работи на честота от 4,0 GHz.
Ако натоварването използва AVX инструкции, процесорът намалява работната честота до 3,8 GHz.
А в режим AVX-512 честотата на Core i9-9820X пада до номиналната си стойност от 3,3 GHz.
Говорейки за това как новите десетядрени процесори LGA2066 са по-добри от стария Core i9-7900X, не можем да не си спомним прехода към използването на по-ефективен вътрешен термичен интерфейс. Капачката за разсейване на топлината вече е запоена към матрицата по подобен начин на Coffee Lake Refresh. Intel казва, че благодарение на това новите процесори се охлаждат по-ефективно и работят при по-ниски температури, но има две предупреждения. Първо, спойката, която Intel използва, не е особено популярна сред овърклокърите, тъй като е по-малко ефективна от течния метал. И второ, сега процедурата за скалпиране е недостъпна за повечето ентусиасти: стана много трудно да се премахне капакът, без да се повреди процесорът, така че е изключително трудно да се подобри съществуващият термичен интерфейс.
За да завършим разказа за характеристиките на Core i9-9900X и Core i9-9820X, си струва да споменем цените. Тук Intel не прояви никакво въображение и определи цената на по-стария десетядрен Core i9-9900X на същите $989, които поиска за процесора Core i9-7900X от предишното поколение. Но Core i9-9820X струва $100 по-малко, което го прави по-привлекателна оферта за ентусиасти, тъй като 15% по-малкият L3 кеш е малко вероятно да окаже значително влияние върху производителността и номиналните тактови честоти за истински ентусиасти с висока производителност нямат значения.
Източник: 3dnews.ru