S příchodem sedmé generace procesorů Intel Core bylo mnohým jasné, že strategie „Tick-tak“, kterou Intel celou tu dobu sledoval, selhala. Příslib snížení technologického procesu ze 14 na 10 nm zůstal příslibem, začala dlouhá éra „Taka“ Skylake, během níž došlo ke Kaby Lake (sedmá generace), náhlé Coffee Lake (osmé) s mírnou změnou v technologickém procesu od 14 nm do 14 nm+ a dokonce Coffee Lake Refresh (devátý). Zdá se, že Intel opravdu potřeboval malou přestávku na kávu. Výsledkem je, že na jedné straně máme několik procesorů různých generací, které jsou založeny na stejné mikroarchitektuře Skylake. A na druhé straně ujištění Intelu, že každý nový procesor je lepší než ten předchozí. Pravda, není moc jasné, proč přesně...
Vraťme se tedy k našim generacím. A podívejme se, jak se liší.
Jezero Kaby
Objevení procesorů v maloobchodě proběhlo na začátku roku 2017. Co je nového v této rodině oproti jejímu předchůdci? V první řadě se jedná o nové grafické jádro – Intel UHD 630. Plus podpora pro paměťovou technologii Intel Optane (3D Xpoint) a také nový čipset řady 200 (6. generace pracovala s řadou 100). A to jsou všechny opravdu zajímavé inovace.
Káva jezero
8. generace s kódovým označením Coffee Lake byla vydána na konci roku 2017. V procesorech této generace byla přidána jádra a proporcionálně cache třetí úrovně, Turbo Boost byl zvednut o 200 megahertzů, přidána podpora pro DDR4-2666 (dříve tu byly DDR4-2400), ale podpora DDR3 byla odříznuta. Grafické jádro zůstalo stejné, ale dostalo 50 MHz. Za všechna zvýšení frekvencí jsme museli zaplatit zvýšením tepelného balíčku na 95 wattů. A samozřejmě nový čipset řady 300. To druhé nebylo vůbec nutné, protože brzy byli specialisté schopni spustit tuto rodinu na čipových sadách řady 100, ačkoli zástupci Intelu uvedli, že to bylo nemožné kvůli návrhu napájecích obvodů. Později ale Intel oficiálně přiznal, že to bylo špatně. Co je tedy nového v 8. rodině? Ve skutečnosti to vypadá spíše jako běžný refresh s přidáním jader a frekvencí.
Kávové jezero osvěžení
Ha! Tady je pro nás osvěžení! Ve čtvrtém čtvrtletí roku 2018 byly vydány procesory Coffee Lake 9. generace vybavené hardwarovou ochranou proti některým zranitelnostem Meltdown/Spectre. Hardwarové změny provedené na nových čipech chrání před Meltdown V3 a L1 Terminal Fault (L1TF Foreshadow). Změny softwaru a mikrokódu chrání před útoky Spectre V2, Meltdown V3a a V4. Ochrana proti Spectre V1 bude nadále opravována na úrovni operačního systému. Zavedení záplat na úrovni čipu by mělo snížit dopad softwarových záplat na výkon procesoru. Intel ale veškerou tuto radost s ochranami implementoval pouze do procesorů pro segment masového trhu: i5-9600k, i7-9700k, i9-9900k. Všichni ostatní, včetně serverových řešení, nezískali hardwarovou ochranu. Poprvé v historii spotřebitelských procesorů Intel podporují procesory Coffee Lake Refresh až 128 GB RAM. A je to, žádné další změny.
Co máme ve výsledku? Dva roky obnovování, hraní si s jádry a frekvencemi, plus sada drobných vylepšení. Opravdu jsem chtěl objektivně zhodnotit a porovnat výkony hlavních představitelů těchto rodin. Takže když jsem měl po ruce sadu sedmé až deváté generace – k našim i7-7700 a i7-7700k nedávno přibyly čerstvé i7-8700, i7-9700k a i9-9900k, využil jsem situace a vyrobil pět různých Procesory Intel Core ukazují, čeho jsou schopny.
Testování
Testování se účastní pět procesorů Intel: i7-7700, i7-7700k, i7-8700, i7-9700k, i9-9900k.
Výkonové charakteristiky platforem
Procesory Intel i7-8700, i7-9700k a i9-9900k mají stejnou základní konfiguraci:
- Základní deska: Asus PRIME H310T (BIOS 1405),
- RAM: 16 GB DDR4-2400 MT/s Kingston 2 kusy, celkem 32 GB.
- SSD disk: 240 GB Patriot Burst 2 kusy v RAID 1 (zvyk vzniklý v průběhu let).
Procesory Intel i7-7700 a i7-7700k také běží na stejné platformě:
- Základní deska: Asus H110T (BIOS 3805),
- RAM: 8 GB DDR4-2400MT/s Kingston 2 kusy, celkem 16 GB.
- SSD disk: 240 GB Patriot Burst 2 kusy v RAID 1.
Používáme na zakázku vyrobené podvozky vysoké 1,5 jednotky. Mají čtyři nástupiště.
Softwarová část: OS CentOS Linux 7 x86_64 (7.6.1810).
Ядро: 3.10.0-957.1.3.el7.x86_64
Provedeny optimalizace vzhledem ke standardní instalaci: přidány možnosti pro spuštění kernel lift=noop selinux=0.
Testování se provádí se všemi patchi z útoků Spectre, Meltdown a Foreshadow backportovaných do tohoto jádra. Je možné, že výsledky testů na novějších a aktuálnějších linuxových jádrech se mohou lišit od získaných a výsledky budou lepší. Ale za prvé osobně preferuji CentOS 7 a za druhé RedHat aktivně backportuje inovace související s podporou hardwaru z nových jader do svého LTS. V to doufám :)
Testy používané pro výzkum
- sysbench
- Geekbench
- Testovací sada Phoronix
Sysbench test
Sysbench je balíček testů (nebo benchmarků) pro hodnocení výkonu různých počítačových subsystémů: procesor, RAM, zařízení pro ukládání dat. Test je vícevláknový, na všech jádrech. V tomto testu jsem změřil dva ukazatele:
- Události rychlosti CPU za sekundu – počet operací provedených procesorem za sekundu: čím vyšší hodnota, tím produktivnější systém.
- Obecná statistika celkový počet událostí - celkový počet dokončených událostí. Čím vyšší číslo, tím lépe.
Geekbench test
Balíček testů prováděných v jednovláknovém a vícevláknovém režimu. V důsledku toho je pro oba režimy vydán určitý index výkonu. Níže jsou uvedeny odkazy na výsledky testů. V tomto testu se podíváme na dva hlavní ukazatele:
— Single-Core Score — jednovláknové testy.
- Multi-Core Score - vícevláknové testy.
Jednotky měření: abstraktní "papoušci". Čím více "papoušků", tím lépe.
Testovací sada Phoronix
Phoronix Test Suite je velmi bohatá sada testů. Navzdory skutečnosti, že byly provedeny všechny testy z balíčku pts/cpu, uvedu výsledky pouze těch, které mě osobně obzvláště zaujaly, tím spíše, že výsledky vynechaných testů jen posilují obecný trend.
Téměř všechny zde uvedené testy jsou vícevláknové. Jedinou výjimkou jsou dva z nich: jednovláknové testy Himeno a LAME MP3 Encoding.
V těchto testech platí, že čím vyšší číslo, tím lépe.
- John the Ripper vícevláknový test hádání hesla. Vezměme si kryptoalgoritmus Blowfish. Měří počet operací za sekundu.
- Himeno test je lineární Poissonův tlakový řešič využívající metodu Jacobiho bodu.
- 7-Zip komprese - 7-Zip test pomocí p7zip s integrovanou funkcí testování výkonu.
- OpenSSL je sada nástrojů, které implementují protokoly SSL (Secure Sockets Layer) a TLS (Transport Layer Security). Měří výkon RSA 4096-bit OpenSSL.
- Apache Benchmark – Test měří, kolik požadavků za sekundu dokáže daný systém zpracovat při provádění 1 000 000 požadavků, přičemž 100 požadavků běží současně.
A v těchto platí, že čím méně, tím lépe
- C-Ray testuje výkon CPU na výpočtech s pohyblivou řádovou čárkou. Tento test je vícevláknový (16 vláken na jádro), vystřelí 8 paprsků z každého pixelu pro vyhlazování a vygeneruje obrázek 1600x1200. Měří se doba provedení testu.
- Paralelní komprese BZIP2 – Test měří čas potřebný ke komprimaci souboru (balíček .tar zdrojového kódu jádra Linuxu) pomocí komprese BZIP2.
- Kódování audio a video dat. Test LAME MP3 Encoding běží v jediném vláknu, zatímco test ffmpeg x264 běží vícevláknově. Měří se čas potřebný k dokončení testu.
Jak můžete vidět, testovací sada se skládá z čistě syntetických testů, které vám umožňují ukázat rozdíl mezi procesory při provádění určitých úkolů, například klikání na hesla, kódování mediálního obsahu, kryptografie.
Syntetický test, na rozdíl od testu, který se provádí za podmínek blízkých realitě, je schopen zajistit určitou čistotu experimentu. Vlastně proto padla volba na syntetiku.
Je možné, že při řešení konkrétních problémů v bojových podmínkách budete schopni získat mimořádně zajímavé a neočekávané výsledky, ale přesto bude „obecná teplota v nemocnici“ co nejblíže tomu, co jsem získal z výsledků testů. Je také možné, že pokud při testování procesorů 9. generace vypnu ochranu Spectre/Meltdown, mohl bych dosáhnout lepších výsledků. Ale při pohledu dopředu řeknu, že se již ukázali jako vynikající.
Spoiler: jádra, vlákna a frekvence budou vládnout úkrytu.
Ještě před testováním jsem pečlivě studoval architekturu těchto procesorových rodin, takže jsem očekával, že mezi testovanými nebudou žádné výrazné rozdíly. Navíc ani ne tak významné jako mimořádné: proč čekat v testech na zajímavé ukazatele, když provádíte měření na procesorech postavených v podstatě na jednom jádru. Moje očekávání byla splněna, ale některé věci stále nevyšly úplně tak, jak jsem si myslel...
A teď vlastně výsledky testů.
Výsledek je vcelku logický: kdo má více streamů a vyšší frekvenci, získává body. V souladu s tím jsou i7-8700 a i9-9900k napřed. Rozdíl mezi i7-7700 a i7-7700k je 10 % v jednovláknových a vícevláknových testech. i7-7700 zaostává za i7-8700 o 38% a od i9-9900k o 49%, tedy skoro 2x, ale zároveň je zpoždění za i7-9700k jen 15%.
Odkazy na výsledky testu:
Výsledky testů z The Phoronix Test Suite
V testu John The Ripper je rozdíl mezi dvojčaty i7-7700 a i7-7700k 10% ve prospěch „k“, kvůli rozdílu v Turboboost. Procesory i7-8700 a i7-9700k mají velmi malý rozdíl. i9-9900k předčí všechny výkonem více vláken a vyšším taktem. Téměř dvojnásobný počet dvojčat.
Nejzajímavější mi připadá výsledek testu C-Ray. Přítomnost technologie Hyper-Treading v i9-9900k v tomto vícevláknovém testu poskytuje pouze mírný nárůst ve srovnání s i7-9700k. Ale dvojčata byla skoro 2x za lídrem.
V jednovláknovém testu Himeno není rozdíl tak velký. Mezi 8. a 9. generací od dvojčat je znatelný rozdíl: i9-9900k je překonává o 18 %, respektive 15 %. Rozdíl mezi i7-8700 a i7-9700k je míra chyb.
Dvojčata projdou kompresním testem 7zip o 44–48 % hůře než vedoucí i9-9900k. Díky vyššímu počtu vláken překonává i7-8700 i7-9700k o 9 %. Na předjetí i9-9900k to ale nestačí, takže vidíme zpoždění téměř 18 %.
Test doby komprese pomocí algoritmu BZIP2 ukazuje podobné výsledky: streamy vítězí.
Kódování MP3 je „žebřík“ s maximálním rozpětím 19,5 %. Ale v testu ffmpeg i9-9900k ztrácí na i7-8700 a i7-9700k, ale poráží dvojčata. Tento test jsem opakoval několikrát pro i9-9900k, ale výsledek je vždy stejný. To je již neočekávané :) Ve vícevláknovém testu ukázal nejvíce vícevláknový z testovaných procesorů tak nízký výsledek, nižší než u 9700k a 8700. Pro tento jev neexistují jasná vysvětlení a já ne nechci dělat domněnky.
Openssl test ukazuje „žebřík“ s mezerou mezi druhou a třetí příčkou. Rozdíl mezi dvojčaty a lídrem i9-9900k je od 42 % do 47 %. Rozdíl mezi i7-8700 a i9-9900k je 14 %. Hlavní věc jsou toky a frekvence.
V testu Apache předčil i7-9700k všechny, včetně i9-9900k (6 %). Obecně ale není rozdíl významný, ačkoli mezi nejhorším výsledkem i7-7700 a nejlepším výsledkem i7-9700k je 24% rozdíl.
Obecně je i9-9900k lídrem ve většině testů, selhává pouze ve ffmpeg. Pokud budete pracovat s videem, je lepší vzít i7-9700k nebo i7-8700. Na druhém místě v celkovém pořadí je i7-9700k, mírně za lídrem a dokonce před ním v testech ffmpeg a apache. Takže ji a i9-9900k s jistotou doporučuji těm, kteří na webu pravidelně zažívají velké nápory uživatelů. Procesory by neměly selhat. O videu jsem již řekl.
i7-8700 si vede dobře v testech Sysbench, 7zip a ffmpeg.
Ve všech testech je i7-7700k lepší než i7-7700 od 2 % do 14 %, v testu ffmpeg o 16 %.
Připomínám, že jsem neprováděl žádné jiné optimalizace než ty, které byly uvedeny na začátku, což znamená, že když nainstalujete čistý systém na Dedik, který jste si u nás čerstvě zakoupili, dostanete úplně stejné výsledky.
Jádra, vlákna, frekvence – naše všechno
Obecně byly výsledky předvídatelné a očekávané. Téměř ve všech testech se objevuje „schodiště do nebe“, které demonstruje závislost výkonu na počtu jader, vláken a frekvencí: čím víc, tím lepší výsledky.
Vzhledem k tomu, že všechny testované subjekty jsou v podstatě obnovy stejného jádra na stejném výrobním procesu a nemají žádné zásadní architektonické rozdíly, nebyli jsme schopni získat „ohromující“ důkazy o tom, že se procesory od sebe kvalitativně liší.
Rozdíl mezi procesory i7-9700k a i9-9900k ve všech testech kromě Sysbench má tendenci k nule, protože se v podstatě liší pouze přítomností technologie Hyper-Threading a sto dalších megahertzů v režimu Turbo Boost pro i9-9900k. V testu Sysbench je to přesně naopak: nerozhoduje počet jader, ale počet vláken.
Mezi i7-7700(k) a i9-9900k je ve vícevláknových testech velmi velká mezera, místy až dvojnásobná. Mezi i7-7700 a i7-7700k je také rozdíl - 300 MHz navíc dodává na agilitě tomu druhému.
Nemohu také mluvit o kvalitativním dopadu velikosti mezipaměti na výsledky testů - máme to, co máme. Povolená ochrana rodiny Spectre/Meltdown by navíc měla výrazně snížit dopad jejího objemu na výsledky testů, ale jisté to není. Pokud bude vážený čtenář požadovat od našeho marketingového oddělení „chléb a cirkusy“, rád vám napumpuji testování s vypnutým zabezpečením.
Vlastně, kdybyste se mě zeptali: jaký procesor byste si vybrali? — Nejdřív bych spočítal peníze v kapse a vybral bych si tu, která má dost. Stručně řečeno, v Žiguli se dostanete z bodu A do bodu B, ale v Mercedesu je to stále rychlejší a příjemnější. Procesory založené na stejné architektuře si tak či onak poradí se stejným rozsahem úkolů – některé prostě dobře a některé skvěle. Ano, jak ukázalo testování, nejsou mezi nimi žádné globální rozdíly. Ale propast mezi i7 a i9 nezmizela.
Při výběru procesoru pro některé specifické, vysoce specializované úkoly, jako je práce s mp3, kompilace ze zdrojů nebo vykreslování trojrozměrných scén se zpracováním světla, má smysl zaměřit se na výkon odpovídajících testů. Například designéři se mohou okamžitě podívat na i7-9700k a i9-9900k a pro složité výpočty vzít procesor s technologií Hyper-Threading, tedy jakýkoli procesor kromě i7-9700k. Jsou zde proudy.
Radím vám tedy vybrat si, co si můžete dovolit, s přihlédnutím ke specifikacím, a budete spokojeni.
Při testování byly použity servery založené na procesorech i7-7700, i7-7700k, i7-8700k, i7-9700k a i9-9900k s . Kterýkoli z nich lze objednat s 5% slevou na 3 měsíce - kontakt s kódovou frází „Jsem z Habru“. Při roční platbě mínus dalších 10 %.
Celý večer v aréně , správce systému FirstDEDIC
Zdroj: www.habr.com