Mit dem Aufkommen der Intel Core-Prozessoren der siebten Generation wurde vielen klar, dass die „Tick-tock“-Strategie, die Intel die ganze Zeit verfolgt hatte, gescheitert war. Das Versprechen, den technologischen Prozess von 14 auf 10 nm zu reduzieren, blieb ein Versprechen, die lange Ära von „Taka“ Skylake begann, in der Kaby Lake (siebte Generation) und plötzlich Coffee Lake (achte) mit einer leichten Änderung des technologischen Prozesses auftraten von 14 nm auf 14 nm+ und sogar Coffee Lake Refresh (neunter). Es scheint, als hätte Intel wirklich eine kleine Kaffeepause gebraucht. Dadurch verfügen wir einerseits über mehrere Prozessoren unterschiedlicher Generationen, die auf der gleichen Skylake-Mikroarchitektur basieren. Und auf der anderen Seite Intels Zusicherungen, dass jeder neue Prozessor besser sei als der vorherige. Es stimmt, es ist nicht ganz klar, warum genau ...
Kehren wir also zu unseren Generationen zurück. Und mal sehen, wie sie sich unterscheiden.
Kaby See
Der Auftritt von Verarbeitern im Einzelhandel erfolgte Anfang 2017. Was ist in dieser Familie im Vergleich zum Vorgänger neu? Dies ist zunächst einmal ein neuer Grafikkern – Intel UHD 630. Plus Unterstützung für die Intel Optane-Speichertechnologie (3D Xpoint) sowie ein neuer Chipsatz der 200er-Serie (die 6. Generation funktionierte mit der 100er-Serie). Und das sind die wirklich interessanten Neuerungen.
Kaffee-See
Die 8. Generation mit dem Codenamen Coffee Lake wurde Ende 2017 veröffentlicht. In Prozessoren dieser Generation wurden Kerne und anteilig Cache der dritten Ebene hinzugefügt, Turbo Boost wurde um 200 Megahertz erhöht, Unterstützung für DDR4-2666 wurde hinzugefügt (zuvor gab es DDR4-2400), aber die Unterstützung für DDR3 wurde eingestellt. Der Grafikkern blieb gleich, erhielt aber 50 MHz. Für alle Frequenzerhöhungen mussten wir mit der Erhöhung des Wärmepakets auf 95 Watt bezahlen. Und natürlich der neue Chipsatz der 300er-Serie. Letzteres war überhaupt nicht notwendig, da Spezialisten schon bald in der Lage waren, diese Familie auf Chipsätzen der 100er-Serie auf den Markt zu bringen, obwohl Intel-Vertreter erklärten, dass dies aufgrund des Designs der Stromkreise unmöglich sei. Später gab Intel jedoch offiziell zu, dass es falsch war. Was gibt es Neues in der 8. Familie? Tatsächlich sieht es eher wie eine regelmäßige Aktualisierung mit dem Hinzufügen von Kernen und Frequenzen aus.
Coffee Lake-Erfrischung
Ha! Hier ist eine Auffrischung für uns! Im vierten Quartal 2018 wurden Coffee-Lake-Prozessoren der 9. Generation auf den Markt gebracht, die mit Hardware-Schutz gegen einige Meltdown/Spectre-Schwachstellen ausgestattet sind. An den neuen Chips vorgenommene Hardwareänderungen schützen vor Meltdown V3 und L1 Terminal Fault (L1TF Foreshadow). Software- und Mikrocode-Änderungen schützen vor Spectre V2-, Meltdown V3a- und V4-Angriffen. Der Schutz vor Spectre V1 wird weiterhin auf Betriebssystemebene gepatcht. Die Einführung von Patches auf Chipebene soll die Auswirkungen von Software-Patches auf die Prozessorleistung verringern. Aber Intel hat all diese Freude am Schutz nur in Prozessoren für das Massenmarktsegment umgesetzt: i5-9600k, i7-9700k, i9-9900k. Alle anderen, einschließlich Serverlösungen, erhielten keinen Hardwareschutz. Zum ersten Mal in der Geschichte der Intel Consumer-Prozessoren unterstützen Coffee Lake Refresh-Prozessoren bis zu 128 GB RAM. Und das war's, keine Änderungen mehr.
Was haben wir unterm Strich? Zwei Jahre Auffrischung, Herumspielen mit Kernen und Frequenzen sowie eine Reihe kleinerer Verbesserungen. Ich wollte unbedingt die Leistung der Hauptvertreter dieser Familien objektiv bewerten und vergleichen. Als ich also einen Satz der siebten bis neunten Generation zur Hand hatte – zu unserem i7-7700 und i7-7700k kamen kürzlich die frischen i7-8700, i7-9700k und i9-9900k hinzu –, nutzte ich die Situation und baute fünf verschiedene Intel Core Prozessoren zeigen, was sie können.
Testing
An den Tests sind fünf Intel-Prozessoren beteiligt: i7-7700, i7-7700k, i7-8700, i7-9700k, i9-9900k.
Leistungsmerkmale von Plattformen
Die Prozessoren Intel i7-8700, i7-9700k und i9-9900k haben die gleiche Grundkonfiguration:
- Hauptplatine: Asus PRIME H310T (BIOS 1405),
- RAM: 16 GB DDR4-2400 MT/s Kingston 2 Stück, insgesamt 32 GB.
- SSD-Laufwerk: 240 GB Patriot Burst 2 Stück in RAID 1 (eine über die Jahre entwickelte Gewohnheit).
Auch die Prozessoren Intel i7-7700 und i7-7700k laufen auf derselben Plattform:
- Hauptplatine: Asus H110T (BIOS 3805),
- RAM: 8 GB DDR4-2400MT/s Kingston 2 Stück, insgesamt 16 GB.
- SSD-Laufwerk: 240 GB Patriot Burst 2 Stück im RAID 1.
Wir verwenden maßgeschneiderte Chassis mit einer Höhe von 1,5 Einheiten. Sie beherbergen vier Bahnsteige.
Softwareteil: Betriebssystem CentOS Linux 7 x86_64 (7.6.1810).
Ядро: 3.10.0-957.1.3.el7.x86_64
Optimierungen im Vergleich zur Standardinstallation vorgenommen: Optionen zum Starten des Kernels hinzugefügt. Elevator=noop selinux=0.
Die Tests werden mit allen Patches der Spectre-, Meltdown- und Foreshadow-Angriffe durchgeführt, die auf diesen Kernel zurückportiert wurden. Es ist möglich, dass die Testergebnisse auf neueren und aktuelleren Linux-Kerneln von den erzielten abweichen und die Ergebnisse besser ausfallen. Aber erstens bevorzuge ich persönlich CentOS 7, und zweitens unterstützt RedHat aktiv Innovationen im Zusammenhang mit der Hardwareunterstützung von neuen Kerneln auf sein LTS. Das hoffe ich :)
Für Forschungszwecke verwendete Tests
- Systembankben
- Geekbench
- Phoronix Testsuite
Sysbench-Test
Sysbench ist ein Paket von Tests (oder Benchmarks) zur Bewertung der Leistung verschiedener Computersubsysteme: Prozessor, RAM, Datenspeichergeräte. Der Test ist Multi-Threaded, auf allen Kernen. In diesem Test habe ich zwei Indikatoren gemessen:
- CPU-Geschwindigkeitsereignisse pro Sekunde – die Anzahl der vom Prozessor pro Sekunde ausgeführten Vorgänge: Je höher der Wert, desto produktiver das System.
- Allgemeine Statistik Gesamtzahl der Veranstaltungen – Gesamtzahl der abgeschlossenen Veranstaltungen. Je höher die Zahl, desto besser.
Geekbench-Test
Ein Paket von Tests, die im Single-Threaded- und Multi-Threaded-Modus durchgeführt werden. Dadurch wird für beide Modi ein bestimmter Leistungsindex ausgegeben. Nachfolgend finden Sie Links zu Testergebnissen. In diesem Test werden wir uns zwei Hauptindikatoren ansehen:
– Single-Core-Score – Single-Threaded-Tests.
- Multi-Core-Score – Multithread-Tests.
Maßeinheiten: abstrakte „Papageien“. Je mehr „Papageien“, desto besser.
Phoronix-Testsuite
Die Phoronix Test Suite ist eine sehr umfangreiche Testreihe. Obwohl alle Tests aus dem Paket pts/cpu durchgeführt wurden, präsentiere ich nur die Ergebnisse, die ich persönlich besonders interessant fand, zumal die Ergebnisse der weggelassenen Tests den allgemeinen Trend nur verstärken.
Fast alle hier vorgestellten Tests sind Multithread-Tests. Die einzigen Ausnahmen sind zwei davon: Single-Threaded-Tests Himeno und LAME MP3 Encoding.
Bei diesen Tests gilt: Je höher die Zahl, desto besser.
- John the Ripper Multithread-Test zum Erraten von Passwörtern. Nehmen wir den Blowfish-Krypto-Algorithmus. Misst die Anzahl der Operationen pro Sekunde.
- Der Himeno-Test ist ein linearer Poisson-Drucklöser, der die Jacobi-Punkt-Methode verwendet.
- 7-Zip-Komprimierung – 7-Zip-Test mit p7zip mit integrierter Leistungstestfunktion.
- OpenSSL ist eine Reihe von Tools, die die Protokolle SSL (Secure Sockets Layer) und TLS (Transport Layer Security) implementieren. Misst die Leistung von RSA 4096-Bit OpenSSL.
- Apache Benchmark – Der Test misst, wie viele Anfragen pro Sekunde ein bestimmtes System verarbeiten kann, wenn es 1 Anfragen ausführt und 000 Anfragen gleichzeitig ausgeführt werden.
Und hier gilt: Weniger ist besser
- C-Ray testet die CPU-Leistung bei Gleitkommaberechnungen. Dieser Test ist multithreaded (16 Threads pro Kern), schießt 8 Strahlen von jedem Pixel für Anti-Aliasing und generiert ein 1600x1200-Bild. Gemessen wird die Testausführungszeit.
- Parallele BZIP2-Komprimierung – Der Test misst die Zeit, die zum Komprimieren einer Datei (Linux-Kernel-Quellcode-.tar-Paket) mithilfe der BZIP2-Komprimierung erforderlich ist.
- Kodierung von Audio- und Videodaten. Der LAME MP3-Kodierungstest wird in einem einzelnen Thread ausgeführt, während der ffmpeg x264-Test in mehreren Threads ausgeführt wird. Gemessen wird die Zeit, die bis zum Abschluss des Tests benötigt wird.
Wie Sie sehen, besteht die Testsuite aus rein synthetischen Tests, mit denen Sie den Unterschied zwischen Prozessoren bei der Ausführung bestimmter Aufgaben zeigen können, beispielsweise beim Klicken auf Passwörter, beim Kodieren von Medieninhalten oder bei der Kryptografie.
Ein synthetischer Test kann im Gegensatz zu einem Test, der unter realitätsnahen Bedingungen durchgeführt wird, eine gewisse Reinheit des Experiments gewährleisten. Eigentlich fiel die Wahl deshalb auf Synthetik.
Es ist möglich, dass Sie bei der Lösung bestimmter Probleme unter Kampfbedingungen äußerst interessante und unerwartete Ergebnisse erhalten, aber dennoch wird die „allgemeine Temperatur im Krankenhaus“ so nah wie möglich an dem liegen, was ich aus den Testergebnissen erhalten habe. Es ist auch möglich, dass ich bessere Ergebnisse erhalte, wenn ich den Spectre/Meltdown-Schutz beim Testen von Prozessoren der 9. Generation deaktiviere. Aber mit Blick auf die Zukunft muss ich sagen, dass sie sich bereits als hervorragend erwiesen haben.
Spoiler: Kerne, Threads und Frequenzen werden das Sagen haben.
Schon vor dem Test habe ich die Architektur dieser Prozessorfamilien sorgfältig studiert und war daher davon ausgegangen, dass es keine signifikanten Unterschiede zwischen den Testpersonen geben würde. Darüber hinaus weniger bedeutsam als vielmehr außergewöhnlich: Warum in Tests auf interessante Indikatoren warten, wenn Sie Messungen an Prozessoren durchführen, die im Wesentlichen auf einem einzelnen Kern aufgebaut sind? Meine Erwartungen wurden erfüllt, aber einige Dinge verliefen dennoch nicht ganz so, wie ich es mir vorgestellt hatte ...
Und nun tatsächlich die Testergebnisse.
Das Ergebnis ist ganz logisch: Wer mehr Streams und eine höhere Frequenz hat, bekommt Punkte. Demnach liegen i7-8700 und i9-9900k vorne. Der Abstand zwischen i7-7700 und i7-7700k beträgt bei Single-Threaded- und Multi-Threaded-Tests 10 %. Der i7-7700 hinkt dem i7-8700 um 38 % und dem i9-9900k um 49 % hinterher, also fast das Zweifache, gleichzeitig beträgt der Rückstand hinter dem i2-7k aber nur 9700 %.
Links zu Testergebnissen:
Testergebnisse der Phoronix Test Suite
Im John The Ripper-Test beträgt der Unterschied zwischen den Zwillingsbrüdern i7-7700 und i7-7700k aufgrund des Unterschieds im Turboboost 10 % zugunsten von „k“. Die Prozessoren i7-8700 und i7-9700k unterscheiden sich kaum. Der i9-9900k übertrifft alle anderen mit mehr Threads und einer höheren Taktrate. Fast doppelt so viele Zwillinge.
Das Ergebnis des C-Ray-Tests erscheint mir am interessantesten. Das Vorhandensein der Hyper-Treading-Technologie im i9-9900k in diesem Multi-Thread-Test führt im Vergleich zum i7-9700k nur zu einer leichten Steigerung. Aber die Zwillinge lagen fast zweimal hinter dem Spitzenreiter.
Beim Single-Threaded Himeno-Test ist der Unterschied nicht so groß. Es gibt einen spürbaren Abstand zwischen der 8. und 9. Generation der Zwillinge: Der i9-9900k übertrifft sie um 18 % bzw. 15 %. Der Unterschied zwischen dem i7-8700 und dem i7-9700k liegt in der Fehlerquote.
Den 7zip-Kompressionstest bestehen die Zwillinge 44-48 % schlechter als der Spitzenreiter i9-9900k. Aufgrund der höheren Anzahl an Threads übertrifft der i7-8700 den i7-9700k um 9 %. Dies reicht jedoch nicht aus, um den i9-9900k zu überholen, sodass wir einen Rückstand von fast 18 % sehen.
Der Komprimierungszeittest mit dem BZIP2-Algorithmus zeigt ähnliche Ergebnisse: Streams gewinnen.
Die MP3-Kodierung ist eine „Leiter“ mit einem maximalen Spielraum von 19,5 %. Doch im ffmpeg-Test verliert der i9-9900k gegen den i7-8700 und i7-9700k, schlägt aber die Zwillinge. Ich habe diesen Test mehrmals für den i9-9900k wiederholt, aber das Ergebnis ist immer das gleiche. Das ist schon unerwartet :) Im Multi-Thread-Test zeigten die getesteten Prozessoren mit der höchsten Multi-Thread-Funktion ein so niedriges Ergebnis, niedriger als das des 9700k und 8700. Es gibt keine eindeutigen Erklärungen für dieses Phänomen, und ich weiß nicht, Ich möchte keine Annahmen treffen.
Der OpenSSL-Test zeigt eine „Leiter“ mit einer Lücke zwischen der zweiten und dritten Sprosse. Der Unterschied zwischen den Zwillingen und dem Spitzenreiter i9-9900k beträgt 42 % bis 47 %. Der Abstand zwischen dem i7-8700 und dem i9-9900k beträgt 14 %. Die Hauptsache sind Flüsse und Frequenzen.
Im Apache-Test übertraf der i7-9700k alle, auch den i9-9900k (6 %). Aber im Allgemeinen ist der Unterschied nicht signifikant, obwohl zwischen dem schlechtesten Ergebnis des i7-7700 und dem besten Ergebnis des i7-9700k eine Lücke von 24 % besteht.
Im Allgemeinen ist der i9-9900k in den meisten Tests führend und fällt nur in ffmpeg durch. Wenn Sie mit Video arbeiten möchten, ist es besser, einen i7-9700k oder i7-8700 zu nehmen. Auf dem zweiten Platz in der Gesamtwertung liegt der i7-9700k, knapp hinter dem Spitzenreiter und sogar vorn in den ffmpeg- und Apache-Tests. Daher empfehle ich es und den i9-9900k mit gutem Gewissen denjenigen, die regelmäßig einen großen Zustrom von Benutzern auf der Website verzeichnen. Prozessoren sollten nicht ausfallen. Zu dem Video habe ich bereits gesagt.
Der i7-8700 schneidet in den Sysbench-, 7zip- und ffmpeg-Tests gut ab.
In allen Tests ist der i7-7700k um 7 % bis 7700 % besser als der i2-14, im ffmpeg-Test 16 %.
Ich möchte Sie daran erinnern, dass ich außer den eingangs genannten keine Optimierungen vorgenommen habe, was bedeutet, dass Sie bei der Installation eines sauberen Systems auf einem Dedik, den Sie frisch bei uns gekauft haben, genau die gleichen Ergebnisse erhalten.
Kerne, Fäden, Frequenzen – unser Alles
Im Allgemeinen waren die Ergebnisse vorhersehbar und erwartet. In fast allen Tests erscheint eine „Treppe zum Himmel“, die die Abhängigkeit der Leistung von der Anzahl der Kerne, Threads und Frequenzen verdeutlicht: mehr davon, bessere Ergebnisse.
Da es sich bei allen Testobjekten im Wesentlichen um Aktualisierungen desselben Kerns im selben Herstellungsprozess handelt und sie keine grundlegenden architektonischen Unterschiede aufweisen, konnten wir keine „erstaunlichen“ Beweise dafür erhalten, dass sich die Prozessoren qualitativ voneinander unterscheiden.
Der Unterschied zwischen den Prozessoren i7-9700k und i9-9900k tendiert in allen Tests außer Sysbench gegen Null, da sie sich im Wesentlichen nur durch das Vorhandensein der Hyper-Threading-Technologie und hundert zusätzliche Megahertz im Turbo-Boost-Modus für den i9-9900k unterscheiden. Im Sysbench-Test ist es genau umgekehrt: Nicht die Anzahl der Kerne entscheidet, sondern die Anzahl der Threads.
Zwischen dem i7-7700(k) und dem i9-9900k klafft bei Multi-Threaded-Tests eine sehr große Lücke, teilweise sogar doppelt so groß. Es gibt auch einen Unterschied zwischen dem i7-7700 und dem i7-7700k – die zusätzlichen 300 MHz erhöhen die Agilität des letzteren.
Ich kann auch nicht über den qualitativen Einfluss der Cache-Speichergröße auf die Testergebnisse sprechen – wir haben, was wir haben. Darüber hinaus sollte der aktivierte Schutz der Spectre/Meltdown-Familie den Einfluss ihrer Lautstärke auf die Testergebnisse deutlich reduzieren, dies ist jedoch nicht sicher. Wenn ein lieber Leser „Brot und Spiele“ von unserer Marketingabteilung verlangt, werde ich Sie gerne mit deaktivierter Sicherheit testen.
Wenn Sie mich eigentlich fragen würden: Für welchen Prozessor würden Sie sich entscheiden? — Ich würde zuerst das Geld in meiner Tasche zählen und denjenigen auswählen, der genug hat. Kurz gesagt, man kommt mit einem Zhiguli von Punkt A nach Punkt B, aber mit einem Mercedes ist es immer noch schneller und angenehmer. Prozessoren, die auf derselben Architektur basieren, werden auf die eine oder andere Weise die gleichen Aufgaben bewältigen – einige ganz gut, andere hervorragend. Ja, wie Tests gezeigt haben, gibt es keine globalen Unterschiede zwischen ihnen. Aber die Kluft zwischen i7 und i9 ist nicht verschwunden.
Bei der Auswahl eines Prozessors für bestimmte, hochspezialisierte Aufgaben, wie die Arbeit mit MP3, das Kompilieren aus Quellen oder das Rendern dreidimensionaler Szenen mit Lichtverarbeitung, ist es sinnvoll, sich auf die Leistung der entsprechenden Tests zu konzentrieren. Designer können sich beispielsweise sofort den i7-9700k und den i9-9900k ansehen und für komplexe Berechnungen einen Prozessor mit Hyper-Threading-Technologie verwenden, also jeden Prozessor außer dem i7-9700k. Hier herrschen Streams.
Daher empfehle ich Ihnen, unter Berücksichtigung der Spezifikationen das zu wählen, was Sie sich leisten können, und Sie werden zufrieden sein.
Bei den Tests wurden Server mit den Prozessoren i7-7700, i7-7700k, i7-8700k, i7-9700k und i9-9900k verwendet . Jedes davon kann mit 5 % Rabatt für 3 Monate bestellt werden – Kontakt mit dem Codesatz „Ich komme aus Habr.“ Bei jährlicher Zahlung minus weitere 10 %.
Den ganzen Abend in der Arena , Systemadministrator FirstDEDIC
Source: habr.com