Mit der Einführung der Intel Core Prozessoren der siebten Generation wurde vielen klar, dass die Strategie „Tick-Tock“, der Intel bis zu diesem Zeitpunkt gefolgt war, gescheitert ist. Das Versprechen, den Fertigungsprozess von 14 auf 10 nm zu reduzieren, blieb ein Versprechen, und es begann eine lange Ära des „Tock“ Skylake, während der Kaby Lake (die siebte Generation) und plötzlich Coffee Lake (die achte) mit einer geringfügigen Änderung des Fertigungsprozesses von 14 nm auf 14 nm+ sowie Coffee Lake Refresh (die neunte) auftraten. Es scheint, dass Intel tatsächlich eine kleine Kaffeepause brauchte. Am Ende haben wir mehrere Prozessoren verschiedener Generationen, die auf einer Mikroarchitektur Skylake basieren, einerseits, und die Zusicherungen von Intel, dass jeder neue Prozessor besser ist als der vorherige, andererseits. Nur ist nicht ganz klar, inwiefern…
Kommen wir also zurück zu unseren Generationen. Und schauen wir, wodurch sie sich unterscheiden.
Kaby Lake
Die Einführung der Prozessoren im Einzelhandel fand zu Beginn des Jahres 2017 statt. Was gibt es Neues in dieser Familie im Vergleich zu ihrem Vorgänger? Zunächst einmal gibt es einen neuen Grafikchip – Intel UHD 630. Außerdem wird die Intel Optane Speichertechnologie (3D Xpoint) unterstützt und es gibt ein neues Chipsatz der 200er-Serie (die 6. Generation verwendete den Chipsatz der 100er-Serie). Und das war's auch schon mit den wirklich interessanten Neuerungen.
Coffee Lake
Die achte Generation mit dem Codenamen Coffee Lake wurde Ende 2017 veröffentlicht. In den Prozessoren dieser Generation wurden Kerne und proportional der Level-3-Cache hinzugefügt, der Turbo Boost wurde um 200 Megahertz angehoben, die Unterstützung für DDR4-2666 wurde hinzugefügt (zuvor war es DDR4-2400), aber die Unterstützung für DDR3 wurde gestrichen. Der Grafikchip blieb der gleiche, erhielt jedoch 50 MHz mehr. Für alle Erhöhungen der Frequenzen musste man den Anstieg des thermischen Designs auf 95 Watt in Kauf nehmen. Und natürlich gab es einen neuen Chipsatz der 300er-Serie. Letzteres war nicht unbedingt erforderlich, da es ziemlich schnell gelang, diese Familie auf den Chipsätzen der 100er-Serie zum Laufen zu bringen, obwohl Vertreter von Intel erklärten, dass dies aufgrund der Besonderheiten des Aufbaus der Stromschaltungen unmöglich sei. Später, ehrlich gesagt, erkannte Intel offiziell, dass sie falsch lagen. Was gibt es also Neues in der 8. Familie? Tatsächlich ähnelt es mehr einem gewöhnlichen Refresh mit zusätzlichen Kernen und Frequenzen.
Coffee Lake Refresh
Haha! Hier ist unser Refresh! Im vierten Quartal 2018 wurden die Prozessoren der 9. Generation Coffee Lake veröffentlicht, die mit Hardware-Schutzmaßnahmen gegen einige Meltdown/Spectre-Sicherheitslücken ausgestattet sind. Die Hardware-Änderungen in den neuen Chips 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 gegen Spectre V1 erfolgt weiterhin durch Patches auf Betriebssystemebene. Die Einführung von Patches auf Chip-Ebene sollte die Auswirkungen von Software-Patches auf die Leistung der Prozessoren verringern. Doch all diese Schutzmaßnahmen hat Intel nur bei den Prozessoren für den Massenmarkt umgesetzt: i5-9600k, i7-9700k, i9-9900k. Allen anderen, einschließlich Serverlösungen, wurden keine Hardware-Schutzmaßnahmen gewährt. Zum ersten Mal in der Geschichte der Verbraucherprozessoren unterstützt der Coffee Lake Refresh Prozessoren bis zu 128 GB RAM. Und das war's, keine weiteren Änderungen.
Was bleibt unterm Strich? Zwei Jahre von Refreshes, Experimentieren mit Kernen und Frequenzen, plus eine Reihe kleinerer Verbesserungen. Ich wollte die Leistung der Hauptvertreter dieser Familien objektiv bewerten und vergleichen. Deshalb habe ich die Gelegenheit genutzt, als ich ein Set von der 7. bis zur 9. Generation zur Hand hatte – unsere i7-7700 und i7-7700k wurden kürzlich durch die neuen i7-8700, i7-9700k und i9-9900k ergänzt, und ich habe fünf verschiedene Intel Core Prozessoren testen lassen, um zu sehen, was sie leisten können.
Tests
In den Tests sind fünf Intel-Prozessoren beteiligt: i7-7700, i7-7700k, i7-8700, i7-9700k, i9-9900k.
Taktisch-technische Merkmale der Plattformen
Die Prozessoren Intel i7-8700, i7-9700k und i9-9900k haben die gleiche Grundkonfiguration:
- Hauptplatine: Asus PRIME H310T (BIOS 1405),
- Arbeitsspeicher: 16 GB DDR4-2400 MT/s Kingston, insgesamt 32 GB.
- SSD: 240 GB Patriot Burst, 2 Stück im RAID 1 (eine Gewohnheit, die sich über die Jahre entwickelt hat).
Die Prozessoren Intel i7-7700 und i7-7700k arbeiten ebenfalls auf derselben Plattform:
- Hauptplatine: Asus H110T (BIOS 3805),
- Arbeitsspeicher: 8 GB DDR4-2400 MT/s Kingston, 2 Stück, insgesamt 16 GB.
- SSD-Laufwerk: 240 GB Patriot Burst 2 Stück im RAID 1.
Wir verwenden maßgefertigte Gehäuse mit einer Höhe von 1,5 U. Darin sind vier Plattformen untergebracht.
Software: OS CentOS Linux 7 x86_64 (7.6.1810).
Kernel: 3.10.0-957.1.3.el7.x86_64
Durchgeführte Optimierungen im Vergleich zur Standardinstallation: Kernel-Startoptionen elevator=noop selinux=0 hinzugefügt.
Die Tests werden mit allen Patches gegen die Angriffe Spectre, Meltdown und Foreshadow durchgeführt, die in diesen Kernel rückportiert wurden. Es ist nicht ausgeschlossen, dass die Testergebnisse auf neueren und aktuelleren Linux-Kernels von den erhaltenen abweichen und die Werte besser sein werden. Aber erstens ist mir persönlich CentOS 7 lieber und zweitens engagiert sich RedHat aktiv, Neuerungen in Bezug auf die Hardwareunterstützung aus neuen Kerneln in ihr LTS zu rückportieren. Darauf hoffe ich 🙂
Tests, die ich für die Untersuchung verwendet habe
- Sysbench
- Geekbench
- Phoronix Test Suite
Sysbench-Test
Sysbench – ein Testpaket (oder Benchmarks) zur Bewertung der Leistung verschiedener Subsysteme des Computers: Prozessor, Arbeitsspeicher, Datenspeicher. Der Test ist mehrsträngig und nutzt alle Kerne. In diesem Test habe ich zwei Werte gemessen:
- CPU speed events per second – die Anzahl der vom Prozessor pro Sekunde ausgeführten Operationen: je höher der Wert, desto leistungsfähiger ist das System.
- General statistics total number of events – die Gesamtanzahl der ausgeführten Ereignisse. Je höher der Wert, desto besser.
Geekbench-Test
Ein Testpaket, das sowohl im Einzel- als auch im Mehrkernmodus durchgeführt wird. Am Ende wird ein gewisser Leistungsindex für beide Modi ausgegeben. Unten stehen Links zu den Testergebnissen. In diesem Test betrachten wir zwei Hauptindikatoren:
— Single-Core Score – Einzelkern-Tests.
— Multi-Core Score – Mehrkern-Tests.
Einheiten: abstrakte „Punkte“. Je mehr „Punkte“, desto besser.
Phoronix Test Suite-Test
Phoronix Test Suite – ein sehr umfangreiches Testpaket. Obwohl alle Tests aus dem Paket pts/cpu durchgeführt wurden, nenne ich nur die Ergebnisse derjenigen, die mir besonders interessant erschienen, zumal die Ergebnisse der ausgelassenen Tests lediglich die allgemeine Tendenz bekräftigen.
Fast alle hier präsentierten Tests sind mehrsträngig. Nur zwei von ihnen sind Ausnahmen: die Einzelkern-Tests Himeno und LAME MP3 Encoding.
Bei diesen Tests gilt: Je höher der Wert, desto besser.
- Mehrkern-Test John the Ripper zur Passwortsuche. Wir nehmen den Kryptoalgorithmus Blowfish. Er misst die Anzahl der Operationen pro Sekunde.
- Der Himeno-Test ist ein linearer Lösungssatz für das Poisson-Druckproblem, der die Punktmethode von Jacobi verwendet.
- 7-Zip Compression — 7-Zip-Test unter Verwendung von p7zip mit integrierter Leistungsbewertungsfunktion.
- OpenSSL ist eine Sammlung von Tools, die die Protokolle SSL (Secure Sockets Layer) und TLS (Transport Layer Security) implementieren. Er misst die Leistung von RSA 4096-Bit OpenSSL.
- Apache Benchmark — Der Test misst, wie viele Anfragen pro Sekunde dieses System bei der Ausführung von 1.000.000 Anfragen verarbeiten kann, wobei 100 Anfragen gleichzeitig ausgeführt werden.
Bei diesen gilt: Je niedriger der Wert, desto besser.
- C-Ray testet die CPU-Leistung bei Berechnungen mit Fließkommazahlen. Dieser Test ist mehrkernig (16 Threads pro Kern) und wird 8 Strahlen aus jedem Pixel für das Anti-Aliasing abfeuern und ein Bild mit 1600×1200 generieren. Die Ausführungszeit des Tests wird gemessen.
- Parallel BZIP2-Kompression — Der Test misst die Zeit, die benötigt wird, um eine Datei (Tar-Paket des Quellcodes des Linux-Kernels) mit BZIP2-Kompression zu komprimieren.
- Kodierung von Audio- und Videodaten. Der Test LAME MP3 Encoding wird im Einzelstrang ausgeführt, der Test ffmpeg x264 hingegen ist mehrsträngig. Es wird die Zeit gemessen, die für den Test benötigt wird.
Wie Sie sehen, besteht das Testset ausschließlich aus synthetischen Tests, die den Unterschied zwischen Prozessoren bei der Ausführung bestimmter Aufgaben wie Passwortknacken, Kodierung von Medieninhalten und Kryptographie zeigen.
Ein synthetischer Test kann, im Gegensatz zu einem Test, der unter realistischen Bedingungen durchgeführt wird, eine bestimmte Reinheit des Experiments gewährleisten. Daher fiel die Wahl auf die Synthese.
Es ist nicht ausgeschlossen, dass Sie bei der Lösung spezifischer Aufgaben unter Kampfbedingungen äußerst interessante und unerwartete Ergebnisse erzielen, aber dennoch wird die "allgemeine Temperatur im Krankenhaus" maximal dem entsprechen, was ich in meinen Testergebnissen erhalten habe. Es ist auch möglich, dass ich durch das Deaktivieren des Schutzes vor Spectre/Meltdown bei der Testung von Prozessoren der 9. Generation höhere Ergebnisse erzielen könnte. Aber um es vorwegzunehmen, sie haben sich auch so hervorragend geschlagen.
Spoiler: Die Leistung wird von Kernen, Threads und Frequenzen bestimmt.
Bereits vor den Tests habe ich die Architektur dieser Prozessorfamilien sorgfältig studiert, deshalb erwartete ich, dass es keine wesentlichen Unterschiede zwischen den getesteten Prozessoren geben würde. Und zwar nicht nur wesentliche, sondern auch außergewöhnliche Unterschiede: Warum auf interessante Ergebnisse in Tests warten, wenn man Messungen an Prozessoren durchführt, die im Wesentlichen auf einem einzigen Kern basieren? Meine Erwartungen wurden erfüllt, aber einige Dinge erwiesen sich doch als anders, als ich dachte...
Und nun zu den Testergebnissen.
Das Ergebnis ist durchaus nachvollziehbar: Wer mehr Threads und höhere Frequenzen hat, erzielt auch mehr Punkte. Dementsprechend führen i7-8700 und i9-9900k. Der Unterschied zwischen i7-7700 und i7-7700k beträgt 10 % im Einzel- und Mehrkern-Test. Der Rückstand von i7-7700 im Vergleich zu i7-8700 liegt bei 38 % und zu i9-9900k bei 49 %, also fast der doppelte Rückstand, aber im Vergleich zu i7-9700k beträgt der Rückstand nur 15 %.
Links zu den Testergebnissen:
Testergebnisse aus dem Paket The Phoronix Test Suite
Im Test John The Ripper beträgt der Unterschied zwischen den Zwillingen i7-7700 und i7-7700k 10 % zugunsten des "k", aufgrund der Unterschiede im Turboboost. Bei den Prozessoren i7-8700 und i7-9700k ist der Unterschied sehr gering. i9-9900k überholt alle anderen aufgrund der größeren Anzahl an Threads und der höheren Taktrate. Die Zwillinge liegen fast doppelt zurück.
Das Ergebnis des C-Ray-Tests scheint mir am interessantesten zu sein. Die Hyper-Threading-Technologie von i9-9900k liefert in diesem Mehrkern-Test nur einen geringen Leistungszuwachs im Vergleich zu i7-9700k. Die Zwillinge liegen im Vergleich zum Spitzenreiter fast doppelt zurück.
Im Einzeltest zeigt sich der Unterschied bei Himeno nicht so deutlich. Ein spürbarer Abstand zwischen der 8. und 9. Generation im Vergleich zu den Dual-Core-Prozessoren: Der i9-9900k übertrifft sie um 18% und 15% respectively. Der Unterschied zwischen i7-8700 und i7-9700k liegt innerhalb der Fehlergrenze.
Im 7zip-Kompressionstest schneiden die Dual-Core-Prozessoren 44-48% schlechter ab als der führende i9-9900k. Dank der höheren Anzahl an Threads übertrifft der i7-8700 den i7-9700k um 9%. Doch das reicht nicht aus, um den i9-9900k zu überholen, daher sehen wir ein Rückstand von fast 18%.
Der Test mit dem BZIP2-Komprimierungsalgorithmus zeigt ähnliche Ergebnisse: Die Threads gewinnen.
Die MP3-Kodierung weist eine "Treppenstufen"-Verteilung mit einem maximalen Abstand von 19,5% auf. Im ffmpeg-Test verliert der i9-9900k gegen den i7-8700 und den i7-9700k, übertrifft jedoch die Dual-Core-Prozessoren. Ich habe diesen Test mehrmals für den i9-9900k wiederholt, aber das Ergebnis bleibt immer gleich. Das ist schon überraschend 🙂 Im Mehrkern-Test zeigte der am meisten multithreaded Prozessor in der Testreihe ein so niedriges Ergebnis, das unter dem des 9700k und 8700 liegt. Konkrete Erklärungen für dieses Phänomen gibt es nicht, und ich möchte keine Vermutungen anstellen.
Der openssl-Test zeigt eine "Treppenstufen"-Verteilung mit einem Abstand zwischen der zweiten und dritten Stufe. Der Unterschied zwischen den Dual-Core-Prozessoren und dem führenden i9-9900k beträgt 42% bis 47%. Der Abstand zwischen i7-8700 und i9-9900k liegt bei 14%. Wichtig sind die Threads und Frequenzen.
Im Apache-Test überholte der i7-9700k alle, einschließlich des i9-9900k (6%). Aber insgesamt ist der Unterschied nicht signifikant, obwohl der Abstand zwischen dem schlechtesten Ergebnis des i7-7700 und dem besten Ergebnis des i7-9700k 24% beträgt.
Insgesamt führt in den meisten Tests der i9-9900k, mit Ausnahme des ffmpeg-Tests. Wenn Sie mit Video arbeiten möchten, sollten Sie besser den i7-9700k oder den i7-8700 wählen. Der i7-9700k liegt im allgemeinen Ranking an zweiter Stelle und liegt nur geringfügig hinter dem Führenden, während er in den ffmpeg- und Apache-Tests sogar überholt. Daher empfehle ich ihn und den i9-9900k ohne Bedenken für diejenigen, die regelmäßig große Benutzeranstöß auf ihrer Website haben. Die Prozessoren sollten sich nicht als unzuverlässig erweisen. Über Video habe ich bereits gesprochen.
Der i7-8700 erzielt gute Ergebnisse in den Sysbench-, 7zip- und ffmpeg-Tests.
In allen Tests hat der i7-7700k gegenüber dem i7-7700 von 2% bis 14% bessere Ergebnisse, im ffmpeg-Test sogar 16%.
Ich erinnere daran, dass ich keine Optimierungen vorgenommen habe, abgesehen von den zu Beginn genannten, was bedeutet, dass Sie bei der Installation eines frischen Systems auf einem frisch gekauften Dedizierten genau dieselben Ergebnisse erzielen werden.
Kerne, Threads, Frequenzen – das ist unser Alles
Insgesamt waren die Ergebnisse vorhersehbar und erwartbar. In praktisch allen Tests zeigt sich eine „Himmelsleiter“, die den Zusammenhang zwischen Leistung, Anzahl der Kerne, Threads und Frequenzen demonstriert: mehr davon — bessere Ergebnisse.
Da alle Testpersonen im Grunde genommen Refreshes desselben Kerns im gleichen Fertigungsprozess sind und keine grundlegenden architektonischen Unterschiede aufweisen, konnten wir keine „überwältigenden“ Beweise dafür erhalten, dass sich die Prozessoren qualitativ voneinander unterscheiden.
Der Unterschied zwischen den Prozessoren i7-9700k und i9-9900k ist in allen Tests, mit Ausnahme von Sysbench, nahezu null, da sie sich im Wesentlichen nur durch das Vorhandensein der Hyper-Threading-Technologie und einhundert zusätzliche Megahertz im Turbo Boost-Modus beim 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 groß ist. Auch zwischen i7-7700 und i7-7700k gibt es einen Unterschied: die zusätzlichen 300 MHz verleihen letzterem mehr Schwung.
Ich kann auch nichts über den qualitativen Einfluss des Cache-Volumens auf die Testergebnisse sagen — wir haben, was wir haben. Außerdem sollte der aktivierte Schutz gegen die Spectre/Meltdown-Familie den Einfluss seines Volumens auf die Testergebnisse erheblich verringern, aber das ist nicht sicher. Wenn der geehrte Leser „Brot und Spiele“ von unserer Marketingabteilung verlangt, werde ich Ihnen gerne einen Test ohne aktiven Schutz zur Verfügung stellen.
Wenn man mich übrigens fragen würde: Welchen Prozessor würdest du selbst wählen? — ich würde zunächst einmal das Geld in meiner Tasche zählen und den wählen, für den es reicht. Kurz gesagt, man kann von Punkt A nach Punkt B auch mit einem „Lada“ fahren, aber mit einem „Mercedes“ geht es doch schneller und angenehmer. Prozessoren, die auf einer Architektur basieren, werden in der einen oder anderen Weise mit einem ähnlichen Spektrum an Aufgaben zurechtkommen — manche einfach gut, andere hervorragend. Ja, wie die Tests gezeigt haben, gibt es zwischen ihnen keine globalen Unterschiede. Aber der Unterschied zwischen i7 und i9 ist dadurch nicht verschwunden.
Bei der Auswahl eines Prozessors für bestimmte spezialisierte Aufgaben wie das Arbeiten mit mp3-Dateien, das Kompilieren aus Quellcode oder das Rendern von 3D-Szenen mit Lichtverarbeitung macht es Sinn, sich an den Ergebnissen entsprechender Tests zu orientieren. Designer können beispielsweise sofort auf den i7-9700k und i9-9900k achten, während für komplexe Berechnungen ein Prozessor mit Hyper-Threading-Technologie gewählt werden sollte, also jeder außer dem i7-9700k. Hier spielen die Threads eine entscheidende Rolle.
Ich empfehle daher, das auszuwählen, was Sie sich unter Berücksichtigung der Spezifikation leisten können, und dann wird Ihnen Glück beschert.
Bei den Tests wurden Server mit Prozessoren i7-7700, i7-7700k, i7-8700k, i7-9700k und i9-9900k verwendet . Jedes dieser Modelle kann mit einem Rabatt von 5% für 3 Monate bestellt werden — wenden Sie sich an mit dem Code „Ich bin von Habra“. Bei Jahreszahlung gibt es zusätzlich 10% Rabatt.
Den ganzen Abend in der Arena , Systemadministrator bei FirstDEDIC
Quelle: habr.com
