Mit dem Erscheinen der Intel Core Prozessoren der siebten Generation wurde vielen klar, dass die "Tick-Tock"-Strategie, der Intel über all die Jahre gefolgt ist, gescheitert ist. Das Versprechen, den Fertigungsprozess von 14 auf 10 nm zu verkleinern, blieb unerfüllt. Stattdessen begann eine lange Ära der "Tock"-Architektur Skylake, in der Kaby Lake (die siebte Generation) und dann plötzlich Coffee Lake (die achte) mit minimalen Änderungen des Fertigungsprozesses von 14 nm auf 14 nm+ sowie sogar Coffee Lake Refresh (die neunte) auftraten. Es scheint, als hätte Intel wirklich eine kleine Kaffeepause nötig gehabt. Letztendlich haben wir mehrere Prozessoren verschiedener Generationen, die auf einer einzigen Mikroarchitektur, Skylake, basieren, auf der einen Seite, und Intels Zusicherungen, dass jeder neue Prozessor besser ist als der vorherige, auf der anderen. Allerdings ist unklar, inwiefern genau…
Kommen wir also zu unseren Generationen zurück. Lassen Sie uns ansehen, wie sie sich unterscheiden.
Kaby Lake
Die Einführung der Prozessoren im Einzelhandel erfolgte Anfang 2017. Was gibt es Neues bei dieser Familie im Vergleich zu ihrem Vorgänger? Zunächst einmal, es gibt einen neuen Grafikchip – Intel UHD 630. Dazu kommt die Unterstützung der Speichertechnologie Intel Optane (3D Xpoint) und ein neuer Chipsatz der 200er-Serie (die 6. Generation arbeitete mit der 100er-Serie). Das sind die wirklich interessanten Neuerungen.
Coffee Lake
Die 8. Generation mit dem Codenamen Coffee Lake wurde Ende 2017 veröffentlicht. In den Prozessoren dieser Generation wurden Kerne und entsprechend der Level-3-Cache hinzugefügt, der Turbo Boost wurde um 200 Megahertz erhöht, und die Unterstützung für DDR4-2666 wurde eingeführt (zuvor war es DDR4-2400), während die Unterstützung für DDR3 gestrichen wurde. Die integrierte Grafikeinheit blieb unverändert, erhielt jedoch eine Taktsteigerung von 50 MHz. Für all diese Taktsteigerungen musste die thermische Verlustleistung auf 95 Watt erhöht werden. Und natürlich der neue Chipsatz der 300er-Serie. Letzteres war nicht unbedingt erforderlich, da es relativ schnell gelang, diese Familie auf den Chipsätzen der 100er-Serie zum Laufen zu bringen, auch wenn Intel-Vertreter erklärten, dass dies aufgrund der besonderen Struktur der Stromversorgungsschaltungen unmöglich sei. Später gab Intel jedoch offiziell zu, dass sie falsch lagen. Was ist also Neu im 8. Familien-Mikroarchitektur? Es ähnelt eher einem klassischen Refresh mit zusätzlichen Kernen und höheren Taktraten.
Coffee Lake Refresh
Ah! Hier ist das Refresh! Im vierten Quartal 2018 wurden die Prozessoren der 9. Generation Coffee Lake mit hardwareseitigen Schutzmaßnahmen gegen einige Schwachstellen wie Meltdown/Spectre veröffentlicht. Die hardwaretechnischen Anpassungen in den neuen Chips bieten Schutz gegen Meltdown V3 und L1 Terminal Fault (L1TF Foreshadow). Software- und Mikrocodesänderungen schützen vor Spectre V2, Meltdown V3a und V4. Der Schutz gegen Spectre V1 wird weiterhin durch Betriebssystem-Patches gewährleistet. Das Erscheinen von Korrekturen auf Kristallebene sollte die Auswirkungen von Software-Patches auf die Prozessorleistung verringern. Aber all diese Freude über die Schutzmaßnahmen hat Intel nur in den Prozessoren für den Massenmarkt umgesetzt: i5-9600k, i7-9700k, i9-9900k. Alle anderen, einschließlich der Serverlösungen, erhielten keine hardwareseitigen Schutzmaßnahmen. Erstmals in der Geschichte der Consumer-Prozessoren unterstützt Intel mit den Coffee Lake Refresh Prozessoren bis zu 128 GB RAM. Und das war's, keine weiteren Änderungen.
Was bleibt übrig? Zwei Jahre Refresh, Experimente mit Kernen und Taktraten, ergänzt durch eine Reihe kleinerer Verbesserungen. Ich wollte die Leistung der führenden Vertreter dieser Familien objektiv bewerten und vergleichen. Daher nutzte ich die Gelegenheit, als ich ein Set vom siebten bis neunten Generation - zusätzlich zu unseren i7-7700 und i7-7700k - die neuen i7-8700, i7-9700k und i9-9900k zur Verfügung hatte, und ließ fünf verschiedene Intel Core Prozessoren zeigen, was sie draufhaben.
Testen
Bei den Tests kommen fünf Intel Prozessoren zum Einsatz: i7-7700, i7-7700k, i7-8700, i7-9700k, i9-9900k.
Taktisch-technische Spezifikationen der Plattform
Die Prozessoren Intel i7-8700, i7-9700k und i9-9900k haben die gleiche Grundkonfiguration:
- Mainboard: Asus PRIME H310T (BIOS 1405),
- Arbeitsspeicher: 16 GB DDR4-2400 MT/s Kingston, zweimal, insgesamt 32 GB.
- SSD-Speicher: 240 GB Patriot Burst, zweimal im RAID 1 (eine Gewohnheit, die sich über Jahre entwickelt hat).
Die Prozessoren Intel i7-7700 und i7-7700k laufen ebenfalls auf derselben Plattform:
- Mainboard: Asus H110T (BIOS 3805),
- Arbeitsspeicher: 8 GB DDR4-2400 MT/s Kingston, zweimal, insgesamt 16 GB.
- SSD-Speicher: 240 GB Patriot Burst, 2 Stück im RAID 1.
Wir verwenden maßgeschneiderte Gehäuse mit einer Höhe von 1,5 Rack-Einheiten. Darin befinden sich vier Plattformen.
Software: OS CentOS Linux 7 x86_64 (7.6.1810).
Kernel: 3.10.0-957.1.3.el7.x86_64.
Optimierungen zur Standardinstallation: Optionen zum Booten des Kernels elevator=noop selinux=0 hinzugefügt.
Die Tests werden mit allen Patches gegen die Angriffe Spectre, Meltdown und Foreshadow durchgeführt, die in diesen Kernel zurückportiert wurden. Es ist möglich, dass die Testergebnisse auf neueren und aktuelleren Linux-Kernels von den erhaltenen Ergebnissen abweichen und die Werte besser sind. Aber erstens ist mir persönlich CentOS 7 lieber, und secondly kümmert sich RedHat aktiv um die Rückportierung von Neuerungen zur Hardwareunterstützung aus neuen Kernels in ihr LTS. Darauf hoffe ich 🙂
Tests, die ich für die Untersuchung verwendet habe
- Sysbench
- Geekbench
- Phoronix Test Suite
Sysbench-Test
Sysbench ist ein Testpaket (oder Benchmark) zur Bewertung der Leistung verschiedener Computer-Subsysteme: CPU, RAM, Datenträger. Der Test ist multithreaded und nutzt alle Kerne. In diesem Test habe ich zwei Kennzahlen gemessen:
- CPU Geschwindigkeit Ereignisse pro Sekunde – die Anzahl der vom Prozessor pro Sekunde durchgeführten Operationen: je höher der Wert, desto leistungsfähiger das System.
- Allgemeine Statistiken Gesamtanzahl der Ereignisse – die totale Anzahl der durchgeführten Ereignisse. Je höher der Wert, desto besser.
Geekbench-Test
Testpaket, das in einem Single-Thread- und Multi-Thread-Modus durchgeführt wird. Das Ergebnis ist ein Leistungsindex für beide Modi. Unten finden Sie Links zu den Testergebnissen. In diesem Test betrachten wir zwei Hauptkennzahlen:
— Single-Core Score — Einzel-Thread-Tests.
— Multi-Core Score — Multi-Thread-Tests.
Maßeinheiten: abstrakte „Papageien“. Je mehr „Papageien“, desto besser.
Phoronix Test Suite
Die Phoronix Test Suite ist ein äußerst umfangreiches Testpaket. Obwohl alle Tests aus dem Paket pts/cpu durchgeführt wurden, präsentiere ich nur die Ergebnisse der Tests, die mir persönlich besonders interessant erschienen, zumal die Ergebnisse der ausgelassenen Tests nur die allgemeine Tendenz bestätigen.
Fast alle hier präsentierten Tests sind Multi-Thread-Tests. Die Ausnahme bilden lediglich zwei: die Einzel-Thread-Tests von Himeno und die LAME MP3-Encoding-Tests.
In diesen Tests gilt: Je höher der Wert, desto besser.
- Multithread-Test John the Ripper zum Knacken von Passwörtern. Wir verwenden den Kryptografie-Algorithmus Blowfish. Misst die Anzahl der Operationen pro Sekunde.
- Der Himeno-Test ist ein linearer Solver für das Poisson-Druckproblem, der die punktuelle Jacobi-Methode verwendet.
- 7-Zip Compression — ein 7-Zip-Test unter Verwendung von p7zip mit integrierter Leistungsbewertungsfunktion.
- OpenSSL ist ein Set von Werkzeugen, die die SSL (Secure Sockets Layer) und TLS (Transport Layer Security) Protokolle implementieren. Misst die Leistung von RSA 4096-Bit OpenSSL.
- Apache Benchmark – Dieser Test misst, wie viele Anfragen pro Sekunde dieses System bei 1.000.000 Anfragen verarbeiten kann, wobei 100 Anfragen gleichzeitig ausgeführt werden.
Und in diesen gilt: Je niedriger der Wert, desto besser.
- C-Ray testet die CPU-Leistung bei Berechnungen mit Fließkommazahlen. Dieser Test ist mehrthreadig (16 Threads pro Kern), schießt 8 Strahlen aus jedem Pixel zur Glättung und generiert ein Bild in 1600×1200. Die Testdauer wird gemessen.
- Parallel BZIP2 Compression – Der Test misst die benötigte Zeit zum Komprimieren einer Datei (ein .tar-Paket des Linux-Kernel-Quellcodes) mit BZIP2-Komprimierung.
- Kodierung von Audio- und Videodaten. Der LAME MP3-Encoding-Test wird im Single-Thread durchgeführt, während der Test ffmpeg x264 im Multi-Thread-Modus getestet wird. Die benötigte Zeit für den Test wird gemessen.
Wie Sie sehen, besteht das Testset ausschließlich aus synthetischen Tests, die die Unterschiede zwischen Prozessoren bei bestimmten Aufgaben wie dem Knacken von Passwörtern, der Medienkodierung und der Kryptographie demonstrieren.
Ein synthetischer Test kann im Gegensatz zu einem Test, der unter realistischen Bedingungen durchgeführt wird, eine gewisse Reinheit des Experiments gewährleisten. Das ist auch der Grund, warum die Wahl auf synthetische Tests fiel.
Es ist möglich, dass Sie bei der Lösung spezifischer Aufgaben unter realen Bedingungen äußerst interessante und unerwartete Ergebnisse erzielen, doch die " allgemeine Temperatur im Krankenhaus" wird am ehesten dem entsprechen, was ich aus den Testergebnissen erhalten habe. Zudem könnte es sein, dass ich bei der Deaktivierung des Schutzes gegen Spectre/Meltdown während der Tests der 9. Generation bessere Ergebnisse erzielt hätte. Aber um vorwegzunehmen: Sie haben bereits hervorragende Leistungen gezeigt.
Spoiler: Die Dominanz wird von Kernen, Threads und Frequenzen bestimmt.
Bereits vor den Tests habe ich die Architektur der Prozessorfamilien genau studiert, weshalb ich erwartete, dass es keine nennenswerten Unterschiede zwischen den Probanden geben würde. Es ging mir nicht nur um bedeutende, sondern auch um außergewöhnliche Unterschiede: warum auf interessante Testergebnisse warten, wenn man Messungen an Prozessoren vornimmt, die im Grunde auf demselben Kern basieren? Meine Erwartungen wurden bestätigt, aber einige Dinge waren doch nicht ganz so, wie ich dachte...
Und nun zu den Testergebnissen.
Das Ergebnis ist völlig nachvollziehbar: Wer mehr Threads und eine höhere Frequenz hat, erhält auch die besseren Punkte. Entsprechend liegen der i7-8700 und der i9-9900k vorne. Der Unterschied zwischen dem i7-7700 und dem i7-7700k beträgt 10% in den Single- und Multithread-Tests. Der Rückstand des i7-7700 im Vergleich zum i7-8700 liegt bei 38% und zum i9-9900k bei 49%, also fast 2-mal so hoch, während der Abstand zum i7-9700k nur 15% beträgt.
Links zu den Testergebnissen:
Testergebnisse aus dem The Phoronix Test Suite Paket
Im John The Ripper-Test liegt der Unterschied zwischen den Zwillingsbrüdern i7-7700 und i7-7700k bei 10 %, zugunsten des 'k', aufgrund der Unterschiede im Turboost. Bei den Prozessoren i7-8700 und i7-9700k ist der Unterschied eher gering. Der i9-9900k übertrifft alle dank einer höheren Anzahl an Threads und einer höheren Taktrate. Die Zwillingsprozessoren liegen fast doppelt zurück.
Das Ergebnis des C-Ray-Tests scheint mir am interessantesten zu sein. Die Hyper-Threading-Technologie des i9-9900k liefert in diesem Multithreading-Test nur einen marginalen Vorteil gegenüber dem i7-9700k. Die Zwillingsprozessoren liegen hingegen fast doppelt zurück hinter dem Spitzenreiter.
Im Single-Thread-Test Himeno ist der Unterschied nicht so groß. Der spürbare Abstand des 8. und 9. Generationsprozessors zu den Zwillingsprozessoren: Der i9-9900k übertrifft sie um 18 % und 15 % respektiv. Der Unterschied zwischen i7-8700 und i7-9700k liegt im Fehlerbereich.
Der Kompressionstest mit 7zip zeigt, dass die Zwillingsprozessoren 44-48 % schlechter abschneiden als der Spitzenreiter i9-9900k. Dank einer höheren Anzahl an Threads übertrifft der i7-8700 den i7-9700k um 9 %. Das reicht jedoch nicht aus, um den i9-9900k zu übertreffen, daher sehen wir ein Defizit von fast 18 %.
Der Test zur Komprimierungsdauer mit dem BZIP2-Algorithmus zeigt ähnliche Ergebnisse: die Threads gewinnen.
Die MP3-Codierung zeigt eine "Treppe" mit einem maximalen Abstand von 19,5 %. Im ffmpeg-Test schlägt der i9-9900k den i7-8700 und den i7-9700k, bleibt jedoch hinter den Dual-Core-Prozessoren zurück. Ich habe diesen Test mehrere Male für den i9-9900k durchgeführt, doch das Ergebnis war immer gleich. Das kommt schon überraschend 🙂 Im Multithreading-Test erzielte der am meisten parallelisierte Prozessor unter den getesteten Modellen ein eher niedriges result, das unter dem des 9700k und 8700 liegt. Es gibt keine klaren Erklärungen für dieses Phänomen, und Vermutungen möchte ich nicht anstellen.
Der OpenSSL-Test zeigt eine "Treppe" mit einem Abstand zwischen der zweiten und der dritten Stufe. Der Unterschied zwischen den Dual-Core-Prozessoren und dem führenden i9-9900k variiert zwischen 42 % und 47 %. Der Abstand zwischen dem i7-8700 und dem i9-9900k beträgt 14 %. Entscheidend sind die Threads und Frequenzen.
Im Apache-Test übertraf der i7-9700k alle, einschließlich des i9-9900k (6 %). Aber im Großen und Ganzen ist der Unterschied nicht entscheidend, auch wenn der Abstand zwischen dem schlechtesten Ergebnis des i7-7700 und dem besten des i7-9700k 24 % beträgt.
Insgesamt führt der i9-9900k in den meisten Tests, einzig bei ffmpeg gibt es einen Rückschlag. Wenn Sie mit Video arbeiten möchten, empfehle ich besser den i7-9700k oder i7-8700. Auf dem zweiten Platz in der Gesamtwertung liegt der i7-9700k, der nur geringfügig hinter dem Führenden zurückliegt und in den Tests von ffmpeg und apache sogar überlegen ist. Daher kann ich ihn und den i9-9900k bedenkenlos für diejenigen empfehlen, die regelmäßig mit hohem Nutzeraufkommen auf ihrer Website rechnen. Die Prozessoren sollten nicht enttäuschen. Zum Thema Video habe ich bereits gesagt.
Der i7-8700 zeigt gute Ergebnisse in den Tests von Sysbench, 7zip und ffmpeg.
In allen Tests übertrifft der i7-7700k den i7-7700 um 2 % bis 14 %, im Test von ffmpeg sogar um 16 %.
Ich erinnere daran, dass ich keine Optimierungen vorgenommen habe, außer den zu Beginn genannten, was bedeutet, dass Sie bei der Installation eines frischen Systems auf einem neu gekauften dedizierten Server genau die gleichen Ergebnisse erhalten werden.
Kerntakt, Threads, Frequenzen – das ist unsere Welt.
Insgesamt waren die Ergebnisse vorhersehbar und erwartbar. In fast allen Tests zeigt sich eine "Treppenstufe zum Himmel", die den Zusammenhang zwischen der Performance und der Anzahl der Kerne, Threads und Frequenzen verdeutlicht: je mehr davon – desto bessere Ergebnisse.
Da alle getesteten Prozessoren im Wesentlichen Refreshes desselben Kerns in einem Fertigungsprozess sind und keine grundlegenden architektonischen Unterschiede aufweisen, konnten wir keine "überwältigenden" Beweise dafür finden, dass sich die Prozessoren qualitativ voneinander unterscheiden.
Der Unterschied zwischen den Prozessoren i7-9700k und i9-9900k in allen Tests, außer Sysbench, tendiert gegen null, da sie sich im Wesentlichen nur durch die Hyper-Threading-Technologie und rund hundert zusätzliche Megahertz im Turbo-Boost-Modus des i9-9900k unterscheiden. Im Sysbench-Test hingegen entscheidet nicht die Anzahl der Kerne, sondern die Anzahl der Threads.
Es gibt einen sehr großen Unterschied in den Multithreading-Tests zwischen i7-7700(k) und i9-9900k, der stellenweise bis zu doppelt so hoch ist. Auch zwischen i7-7700 und i7-7700k besteht ein Unterschied – zusätzliche 300 MHz verleihen letzterem mehr Schwung.
Ich kann auch nichts über die qualitative Auswirkung des Cache-Speichervolumens auf die Testergebnisse sagen – wir haben, was wir haben. Zumal die aktivierte Spectre/Meltdown-Schutzfunktion den Einfluss des Volumens auf die Testergebnisse erheblich verringern sollte, aber das ist nicht sicher. Wenn unser geschätzter Leser "Brot und Spiele" von unserer Marketingabteilung verlangt, freue ich mich, Ihnen einen Test mit deaktiviertem Schutz zur Verfügung zu stellen.
Wenn man mich fragt: Welchen Prozessor würdest du selbst wählen? – würde ich zunächst das Geld in meiner Tasche zählen und den auswählen, für den es reicht. Kurz gesagt, von Punkt A nach Punkt B kann man auch im "Lada" fahren, aber im "Mercedes" geht es doch schneller und angenehmer. Prozessoren, die auf derselben Architektur basieren, werden in irgendeiner Weise mit demselben Spektrum an Aufgaben zurechtkommen – einige einfach gut, andere hervorragend. Ja, wie die Tests gezeigt haben, gibt es keine globalen Unterschiede zwischen ihnen. Aber der Abstand zwischen i7 und i9 ist dadurch nicht verschwunden.
Bei der Auswahl eines Prozessors für bestimmte spezialisierte Aufgaben wie das Arbeiten mit MP3s, das Kompilieren aus Quellcode oder das Rendern von 3D-Szenen mit Lichtverarbeitung ist es sinnvoll, sich an den entsprechenden Testwerten zu orientieren. Beispielsweise sollten Designer direkt auf den i7-9700k und i9-9900k schauen, während für komplexe Berechnungen ein Prozessor mit Hyper-Threading-Technologie gewählt werden sollte, also jeder außer dem i7-9700k. Hier dominieren die Threads.
Ich empfehle daher, das auszusuchen, was Sie sich leisten können, unter Berücksichtigung der Spezifikationen, und es wird Ihnen Freude bereiten.
Im Test wurden Server auf Basis der Prozessoren i7-7700, i7-7700k, i7-8700k, i7-9700k und i9-9900k verwendet, . Jeden von ihnen können Sie mit einem Rabatt von 5 % für 3 Monate bestellen – wenden Sie sich bitte an mit dem Code „Ich komme von Habra“. Bei Zahlung für ein Jahr gibt es außerdem 10 % Rabatt.
Den ganzen Abend in der Arena , Systemadministrator bei FirstDEDIC
Quelle: habr.com
