Ny artikel: Core i9-9900X vs. Core i9-9900K: bogstavet ændrer alt

LGA2066 platformen og Skylake-X processorerne blev præsenteret af Intel for over halvandet år siden. Oprindeligt var denne løsning rettet mod HEDT-segmentet, dvs. højtydende systemer til brugere, der arbejder med indholdsskabelse og -behandling, da Skylake-X indeholdt betydeligt flere beregningskerner sammenlignet med de kendte medlemmer af Kaby Lake og Coffee Lake familierne.

Men siden introduktionen af Skylake-X har landskabet på processormarkedet ændret sig væsentligt, og i dag kan relativt overkommelige CPU'er have seks eller endda otte beregningskerner, mens lovende masseproduktions-CPU'er, der forventes at blive lanceret i år, kan få ti eller endda tolv kerner. Gør det Skylake-X til ubrugelige chips? Sandsynligvis ikke. For det første findes der tilbud i denne serie med 16 og 18 kerner, og lignende masseproduktionsmuligheder vil helt sikkert ikke være tilgængelige på markedet lige foreløbig. For det andet har LGA2066 platformen andre fordele, der adskiller dem fra almindelige forbrugerprocessorer, såsom overlegenhed i antallet af hukommelseskanaler og tilgængelige PCI Express linjer.

Derfor synes en kosmetisk opdatering af Skylake-X produktlinjen, som mikroprocessor-giganten gennemførte i slutningen af sidste år, helt naturlig - den passer perfekt ind i den tidsplan, Intel har for årlige annonceringer. Men producentens tilgang til deres HEDT-nyheder overraskede lidt: virksomheden besluttede ikke kun at lade priserne være uændrede, men nægtede også at give prøver af processorerne til IT-pressen, og begrænsede sig kun til en formel præsentation og den efterfølgende start af salget.

Det ser ud til, at virksomheden har anset de nye Skylake-X for at være sekundære og uinteressante produkter, men vi er helt uenige i denne formulering. Ja, antallet af beregningskerner i denne modelrække er ikke steget i opdateringen. Men de har andre interessante forbedringer: de nye modeller har fået højere clockfrekvenser, en større L3-cache og en forbedret intern termisk grænseflade. Derfor har vi alligevel besluttet at give de opdaterede Skylake-X lidt opmærksomhed, hvilket blev lettere med hjælp fra computerbutikken "Regard", som var villig til at stille et par nye LGA2066 ti-kerner til rådighed for vores undersøgelse: Core i9-9820X og Core i9-9900X.

Desuden har spørgsmålet om, hvorfor Intel valgte et så lignende navn til den ældre ti-kernede HEDT-processor, som det populære massedele otte-kernede Core i9-9900K, plagede os siden annonceringen af Skylake-X Refresh. Hvad betyder det? Og nu har vi endelig chancen for at finde ud af det...

Modelrækken Skylake-X Refresh

Intel meddelte allerede i oktober sidste år om de nye LGA2066-processorer med modelnumre fra den niende serie. Nyhederne inkluderede syv modeller: seks processorer i Core i9-serien med kerner fra 10 til 18 og en otte-kernet Core i7-model, der betragtes som entry-level. Der er ikke længere nogen seks- eller firekerneprocessorer til LGA2066 i den nye generation, hvilket ikke er overraskende i betragtning af den hastige vækst af mulighederne på LGA1151v2-platformen.

Den mest markante ændring i processorene, der er nævnt i tabellen, sammenlignet med de foregående Skylake-X modeller af syv tusinde serien, er stigningen i clockfrekvenserne. De nominelle frekvenser er steget med 200-600 MHz, og de maksimale frekvenser, der opnås ved aktivering af turbo-tilstand, er steget med 200-300 MHz. Desuden er mængden af cache-lager på tredje niveau steget for de mindre modeller i serien. Tidligere blev det beregnet ud fra reglen '1,375 MB pr. kerne', men nu kan der være op til ca. 2 MB cache pr. kerne. Og sidst men ikke mindst: PCI Express-controlleren på den otte-kernede Core i7-9800X er blevet fuldt låst op, hvilket giver denne processor adgang til alle 44 baner, som tidligere kun var tilgængelige for processorer med 10 eller flere kerner.

Men alle disse velkomne ændringer har også medført en stigning i varmeudviklingen. Mens første generation af Skylake-X havde en varmeudvikling begrænset til 140 W, er TDP i de nye processorer steget til 165 W. Med andre ord, for de øgede frekvenser, som tildeles de nye processorer uden nogen betydelige ændringer i den anvendte 14 nm fremstillingsteknologi, må man betale med udvidede energimæssige og termiske grænser.

Selvfølgelig hævder Intel, at det var implementeringen af den tredje produktionsversion med det betingede navn 14++ nm, som nu anvendes til fremstillingen af Coffee Lake og Coffee Lake Refresh processorerne, der gjorde det muligt at hæve hastighedsparametrene. Og hvis ikke for dette, kunne varmeudviklingen have været endnu højere. Men der er ingen grund til at frygte, at de nye Skylake-X skulle være udsat for overophedning. Den nye termiske interface-materiale under varmefordelingsdækslet skal sænke arbejdstemperaturerne for de nye processorer. Det tidligere anvendte polymeriske termisk pasta er blevet erstattet med loddetin, som har betydeligt højere varmeledningsevne.

Men alt, hvad der er nævnt ovenfor, er kun toppen af isbjerget. Faktisk har ændringen af specifikationerne, og først og fremmest stigningen i mængden af cache-lager på tredje niveau, en langt mere uventet basis. Nu har Intel begyndt at bruge noget 'mere meningsfulde' halvlederkrystaller til fremstillingen af HEDT-processorer.

Dette betyder, at HEDT-processorer altid har været desktop-versioner af serverchips. Traditionelt tog Intel de lavere versioner af Xeon, tilpassede hukommelseskontrollere og nogle andre funktioner, og overførte dem til desktop-miljøet. Mens Intel for sine serverprodukter producerede tre varianter af halvlederkristaller: LCC (Low Core Count) med 10 kerner, HCC (High Core Count) med 18 kerner og XCC (eXtreme Core Count) med 28 kerner, blev kun de mest enkle versioner af kristallerne brugt i desktop HEDT-processorer. For eksempel anvendte Skylake-X-processorerne af første generation LCC-kristallet med 6, 8 og 10 kerner, mens varianterne med 12, 14, 16 og 18 kerner benyttede HCC-kristallet.

I de opdaterede Skylake-X, som vi taler om i dag, anvendes den lavere variant af LCC-kristallet ikke længere. Alle nye HEDT-processorer i ni tusinde-serien, herunder de otte- og ti-kernede versioner, er baseret på HCC-kristallet. Det vil sige, at der potentielt er 18 kerner i Core i7-9800X eller Core i9-9900X, men en betydelig del af dem er hardwarelåst ved produktionen.

Denne tilsyneladende mærkelige løsning blev truffet for at øge mængden af cache-hukommelse i de nye processorer. Den indre struktur af Skylake-X forudsætter, at der tildeles en portion cache-hukommelse på 1,375 MB pr. beregningskerne. Og hvis Core i9-9900X havde anvendt det lavere LCC-kristal, kunne denne processor på ingen måde have fået mere end 13,75 MB L3-cache. Det større HCC-kristal er mere fleksibelt i denne henseende, da det samlet set har 24,75 MB cache, og denne øgede mængde er delvist udnyttet i de otte- og ti-kernede processorer fra den nye generation.

Som resultatet er alle Skylake-X blevet ensartede i design, men den bagside af denne ensartethed er den udbredte anvendelse af en meget stor halvlederkrystal med et areal på omkring 485 mm2, hvilket er mere end to og en halv gang større end krystalarealet af de otte-kernede Coffee Lake Refresh. Dette betyder, at enhver af LGA2066-processorerne i 9000-serien har en væsentligt højere produktionsomkostning sammenlignet med Core i9-9900K. Men på trods af dette er den otte-kernede Core i9-9800X i den officielle prisliste kun vurderet til $100 mere end Core i9-9900K. Derfor er det rimeligt at antage, at produktionen af otte- og ti-kernede processorer baseret på 18-kernede krystaller stadig har en eller anden økonomisk mening for Intel, for eksempel udnytter virksomheden denne mulighed til at realisere halvlederkrystaller med et højere antal produktionsdefekter, som hidtil ikke har kunnet finde et passende anvendelse.

Læs mere om ti-kernede Core i9-9900X og Core i9-9820X

Til testning tog vi to ti-kernede processorer af "den nye generation" – Core i9-9900X og Core i9-9820X. Selvom disse CPU'er blev opgraderet til den nye HCC-krystal, har de ikke ændret sig så meget i forhold til Core i9-7900X. Normalt opgraderede Intel ved lanceringen af anden generation af processorer til tidligere versioner af HEDT-platformen dem til en nyere mikroarkitektur, men dette er ikke sket her. Ændringerne vedrørte kun de numeriske parametre, kvalitetsmæssigt står vi med Core i9-9900X og Core i9-9820X næsten med det samme, som det ti-kernede Core i9-7900X tilbød tilbage i 2017.

Men Skylake-X anden generation har ingen kompatibilitetsproblemer: de fungerer fremragende i de eksisterende LGA2066-moderkort baseret på Intel X299 chipset. I lighed med deres forgængere har de en firekanals DDR4-hukommelseskontroller, og den indbyggede PCI Express 3.0-kontroller understøtter 44 linjer, som i teorien kan opdeles i et vilkårligt antal slots - fra tre til elleve.

Halvlederskristallen HCC, som ligger til grund for Core i9-9900X og Core i9-9820X, adskiller sig dog lidt fra de krystaller, der blev brugt i de ældre Skylake-X-modeller. Selvom den formelle stepping har bevaret nummeret M0, som var karakteristisk for de oprindelige versioner af Skylake-X med mere end 12 kerner, er Intel nu begyndt at anvende modificerede litografiske masker i produktionsprocessen i forbindelse med, at de anvender en mere moden 14++ nm teknologi i stedet for den tidligere 14+ nm teknologi. Den væsentligste forskel mellem teknologierne ligger i det lidt større mellemrum mellem transistorernes gates, hvilket, som vi allerede har set med Coffee Lake, har en positiv indflydelse på frekvenspotentialet.

På mikroarkitektur-niveau er der slet ingen ændringer. Overraskende nok er der ikke engang inkluderet nogen hardware-rettelser til at bekæmpe sårbarhederne Meltdown og Spectre i de nye Skylake-X Refresh-processorer. Og det er meget mærkeligt i lyset af, at i det parallelle produkt Coffee Lake Refresh, der blev lanceret samtidig, er der allerede kommet visse patches. For eksempel er de moderne LGA1151v2-processorer beskyttet mod Meltdown (Variant 3) og L1TF (Variant 5) angreb på hardware-niveau.

Men det mest frustrerende er ikke engang dette. Den primære årsag til skuffelsen er manglen på ændringer i den måde, komponenterne i processoren er samlet på. I Skylake-X Refresh anvendes der fortsat et peer-to-peer mesh-netværk oven på arrayet af processorkerner. Denne metode til inter-kernet forbindelse fungerer godt med betydelige stigninger i antallet af kerner i serverprocessorer, men for HEDT-produkter med ikke alt for mange kerner er den langt mindre egnet end den traditionelle ringbus, hvilket medfører en dramatisk stigning i latenser. En af metoderne til at bekæmpe denne negative effekt kunne være at accelerere mesh-forbindelserne, men her er alt forblevet som før. Frekvensen for forbindelserne er, som i de tidligere såvel som i de nuværende Skylake-X, sat til 2,4 GHz, derfor har L3-cache og hukommelseskontrolleren hos LGA2066-processorerne en mærkbart dårligere latenstid sammenlignet med de mange Coffee Lake Refresh. Dog kompenseres dette delvist af den udvidede anden niveau cache, som hos Skylake-X har en kapacitet på 1 MB pr. kerne i stedet for fire gange mindre.

Alt dette kan let illustreres med et diagram over latency i hukommelsessystemet af Skylake-X-processorerne i den nuværende generation sammenlignet med Coffee Lake Refresh. Det viser tydeligt manglen på forbedringer i forsinkelserne hos de nye HEDT-processorer.

Til gengæld kan de nye ti-core processorer prale af fremskridt inden for taktfrekvenser og cache-størrelse. For eksempel har Core i9-9900X en 19,25 MB L3-cache, som er 40 % større end cache-størrelsen i den tidligere ti-core processor, Core i9-7900X. Basisfrekvensen for den nye model er steget fra 3,3 til 3,5 GHz, men den maksimale frekvens for Core i9-9900X i turbomode kan nå de samme 4,5 GHz, som var tilgængelige for ti-core modellen fra den tidligere generation. I begge tilfælde kræver det at nå 4,5 GHz brug af Turbo Boost Max 3.0-teknologi, mens den traditionelle turbomode for Core i9-9900X har en maksimal frekvens på 4,4 GHz.

I praksis forholder det sig dog anderledes med frekvenserne for Core i9-9900X. Under belastning på alle kerner arbejder processoren ved en frekvens på 4,1 GHz.

Hvis denne belastning involverer AVX-instruktioner, falder processorens frekvens til 3,8 GHz.

De mest ressourcekrævende 512-bit instruktioner fra den nye AVX-512 sæt under maksimal belastning på alle kerner får processoren til at skrue ned til 3,4 GHz, hvilket, må det nævnes, er endnu lavere end den angivne nominale frekvens i specifikationerne.

Når vi taler om ti-core Core i9-9820X, som ligger et trin lavere, adskiller den sig fra sin ældre søskende hovedsageligt ved at have en reduceret cache-størrelse på tredje niveau, som er nede på 16,5 MB. Også mærke-frekvenserne er lidt lavere, dog skal det bemærkes, at alle HEDT-processorer fra Intel har frie multiplikatorer, hvilket vil tillade entusiaster at ignorere denne ulempe.

Ikke desto mindre har Core i9-9820X en nominell frekvens på 3,3 GHz, og den maksimale frekvens i turbomode er 4,1 eller 4,2 GHz afhængigt af, om det drejer sig om Turbo Boost 2.0 eller Turbo Boost Max 3.0.

I praksis er Core i9-9820X i stand til at arbejde ved en frekvens på 4,0 GHz med standardindstillinger og belastning på alle kerner.

Hvis belastningen bruger AVX-instruktioner, reducerer processoren sin arbejdshastighed til 3,8 GHz.

Og i AVX-512-tilstand falder frekvensen for Core i9-9820X til den nominelle – 3,3 GHz.

Når vi taler om, hvordan de nye ti-core LGA2066-processorer er bedre end den gamle Core i9-7900X, skal vi ikke glemme overgangen til en mere effektiv intern termisk grænseflade. Varmeafledningsdækslet er nu loddet til krystallen, ligesom det er gjort i Coffee Lake Refresh. Intel siger, at de nye processorer derfor køler mere effektivt og fungerer ved lavere temperaturer, men der er to ting at bemærke. For det første er det loddemateriale, som Intel bruger, ikke meget populært blandt overclockere, da det er mindre effektivt end flydende metal. For det andet er det nu blevet meget svært for de fleste entusiaster at udføre en skalpering: At fjerne dækslet uden at beskadige processoren er blevet meget kompliceret, hvilket gør det svært at forbedre den eksisterende termiske grænseflade.

Afslutningsvis, når vi taler om specifikationerne for Core i9-9900X og Core i9-9820X, er det værd at nævne priserne. Her har Intel ikke været særlig fantasifulde og har sat prisen på den ældre ti-core Core i9-9900X til de samme $989, som den bad for Core i9-7900X fra den tidligere generation. Men til gengæld koster Core i9-9820X $100 mindre, hvilket gør det til et mere attraktivt tilbud for entusiaster, da en 15 % mindre L3-cache næppe vil have stor indflydelse på ydelsen, og de nominelle clock-frekvenser betyder ikke noget for rigtige højtydende entusiaster.

Kilde: 3dnews.ru