Con la llegada de los procesadores Intel Core de séptima generación, muchos se dieron cuenta de que la estrategia "Tick-Tock" que Intel había seguido hasta ese momento había fallado. La promesa de reducir el proceso tecnológico de 14 a 10 nm se quedó en una promesa, comenzando así una larga era de "Tock" con Skylake, durante la cual ocurrió Kaby Lake (séptima generación), el sorpresivo Coffee Lake (octava) con un cambio mínimo en el proceso tecnológico de 14 nm a 14 nm+ e incluso Coffee Lake Refresh (novena). Parece que Intel realmente necesitaba un pequeño descanso para el café. Al final, tenemos varios procesadores de diferentes generaciones que están basados en una sola microarquitectura Skylake, por un lado. Y las afirmaciones de Intel de que cada nuevo procesador es mejor que el anterior, por otro. Sin embargo, no está muy claro en qué exactamente…
Por lo tanto, volvamos a nuestras generaciones. Y veamos en qué se diferencian.
Kaby Lake
El lanzamiento de los procesadores en el mercado tuvo lugar a principios de 2017. ¿Qué hay de nuevo en esta familia en relación a su predecesora? Primero que nada, un nuevo núcleo gráfico: Intel UHD 630. Además, soporta la tecnología de memoria Intel Optane (3D Xpoint), así como un nuevo chipset de la serie 200 (la sexta generación trabajó con la serie 100). Y eso es todo lo realmente interesante.
Coffee Lake
La octava generación con el nombre en clave Coffee Lake fue lanzada a finales de 2017. En los procesadores de esta generación se añadieron núcleos y proporcionalmente caché de nivel tres, se aumentó el Turbo Boost en 200 megahercios, se añadió soporte para DDR4-2666 (antes era DDR4-2400), pero se cortó el soporte para DDR3. El núcleo gráfico se mantuvo igual, pero se añadieron 50 MHz. Todos estos aumentos de frecuencia tuvieron un costo: el aumento del TDP a 95 vatios. Y, por supuesto, un nuevo chipset de la serie 300. Esto último no era realmente necesario, ya que pronto los especialistas pudieron hacer funcionar esta familia en chipsets de la serie 100, aunque representantes de Intel afirmaban que esto era imposible debido a peculiaridades en el diseño de las cadenas de alimentación. Posteriormente, sin embargo, Intel reconoció oficialmente que estaba equivocado. Entonces, ¿qué hay de nuevo en la octava familia? De hecho, parece más una simple actualización con adición de núcleos y frecuencias.
Coffee Lake Refresh
¡Ah! ¡Aquí viene el refresh! En el cuarto trimestre de 2018, se lanzaron los procesadores Coffee Lake de 9ª generación, equipados con hardware de protección contra algunas vulnerabilidades Meltdown/Spectre. Las modificaciones de hardware realizadas en los nuevos chips protegen contra Meltdown V3 y L1 Terminal Fault (L1TF Foreshadow). Los cambios en el software y el microcódigo protegen contra ataques Spectre V2, Meltdown V3a y V4. La protección contra Spectre V1 seguirá implementándose a través de parches a nivel de sistema operativo. La implementación de correcciones a nivel de cristal debería reducir el impacto de los parches de software en el rendimiento de los procesadores. Sin embargo, Intel sólo ha implementado estas protecciones en sus procesadores para el segmento de consumo masivo: i5-9600k, i7-9700k, i9-9900k. A todos los demás, incluidas las soluciones de servidor, no se les han proporcionado protecciones de hardware. Por primera vez en la historia de los procesadores de consumo de Intel, los procesadores Coffee Lake Refresh admiten hasta 128 GB de memoria RAM. Y eso es todo, no hay más cambios.
¿Cuál es el resultado final? Dos años de refresh, juegos con núcleos y frecuencias, además de un conjunto de pequeñas mejoras. Tenía muchas ganas de evaluar y comparar objetivamente el rendimiento de los principales representantes de estas familias. Por lo tanto, cuando tuve a mano un conjunto desde la séptima hasta la novena generación — a nuestros i7-7700 y i7-7700k se les añadieron recientemente los nuevos i7-8700, i7-9700k e i9-9900k, aproveché la ocasión y forcé a cinco diferentes procesadores Intel Core a demostrar de qué son capaces.
Pruebas
En las pruebas participan cinco procesadores Intel: i7-7700, i7-7700k, i7-8700, i7-9700k, i9-9900k.
Características tácticas y técnicas de las plataformas
Los procesadores Intel i7-8700, i7-9700k e i9-9900k tienen la misma configuración básica:
- Placa base: Asus PRIME H310T (BIOS 1405),
- Memoria RAM: 16 GB DDR4-2400 MT/s Kingston 2 unidades, total 32 GB.
- Unidad SSD: 240 GB Patriot Burst 2 unidades en RAID 1 (una costumbre adquirida a lo largo de los años).
Los procesadores Intel i7-7700 e i7-7700k también operan en la misma plataforma:
- Placa base: Asus H110T (BIOS 3805),
- Memoria RAM: 8 GB DDR4-2400MT/s Kingston 2 unidades, total 16 GB.
- Unidad SSD: 240 GB Patriot Burst 2 unidades en RAID 1.
Utilizamos chasis personalizados de 1,5 unidades de altura. En ellos se alojan cuatro plataformas.
Parte de software: OS CentOS Linux 7 x86_64 (7.6.1810).
Núcleo: 3.10.0-957.1.3.el7.x86_64
Optimización realizada respecto a la instalación estándar: se añadieron opciones de arranque del núcleo elevator=noop selinux=0.
Las pruebas se realizan con todos los parches contra los ataques Spectre, Meltdown y Foreshadow, que han sido retroportados a este núcleo. No se puede descartar que los resultados de las pruebas en núcleos de Linux más nuevos y actualizados puedan diferir de los obtenidos, y que los indicadores sean mejores. Pero, en primer lugar, a mí personalmente me gusta más CentOS 7, y en segundo lugar, RedHat se dedica activamente a retroportar innovaciones relacionadas con el soporte de hardware de nuevos núcleos a su versión LTS. Eso es lo que espero 🙂
Las pruebas que utilicé para la investigación
- Sysbench
- Geekbench
- Phoronix Test Suite
Prueba Sysbench
Sysbench es un conjunto de pruebas (o benchmarks) para evaluar el rendimiento de diferentes subsistemas de la computadora: procesador, memoria RAM, unidades de datos. La prueba es multiproceso, utilizando todos los núcleos. En esta prueba medí dos indicadores:
- Eventos de velocidad del CPU por segundo: el número de operaciones ejecutadas por el procesador por segundo; cuanto mayor es el valor, más eficiente es el sistema.
- Estadísticas generales del total de eventos: el número total de eventos ejecutados; cuanto mayor es la cifra, mejor.
Prueba Geekbench
Un conjunto de pruebas que se realizan en modo uniproceso y multiproceso. Como resultado, se genera un índice de rendimiento para ambos modos. A continuación hay enlaces a los resultados de las pruebas. En esta prueba analizaremos dos indicadores principales:
— Puntuación de un solo núcleo: pruebas uniproceso.
— Puntuación de múltiples núcleos: pruebas multiproceso.
Unidades de medida: abstractos "pájaros". Cuantos más "pájaros", mejor.
Prueba Phoronix Test Suite
Phoronix Test Suite es un conjunto de pruebas muy completo. A pesar de que se realizaron todas las pruebas del paquete pts/cpu, presentaré solo los resultados que me parecieron especialmente interesantes, especialmente porque los resultados de las pruebas que se omitieron solo refuerzan la tendencia general.
Casi todas las pruebas presentadas aquí son multiproceso. La única excepción son solo dos de ellas: las pruebas uniproceso Himeno y la codificación LAME MP3.
En estas pruebas, cuanto mayor es el indicador, mejor.
- Prueba multiproceso John the Ripper para la ruptura de contraseñas. Tomemos el algoritmo criptográfico Blowfish. Mide la cantidad de operaciones por segundo.
- Prueba Himeno: un solucionador lineal de la ecuación de Poisson, que utiliza el método de Jacobi.
- Compresión 7-Zip: prueba de 7-Zip utilizando p7zip con la función de prueba de rendimiento integrada.
- OpenSSL es un conjunto de herramientas que implementa los protocolos SSL (Secure Sockets Layer) y TLS (Transport Layer Security). Mide el rendimiento de RSA de 4096 bits de OpenSSL.
- Apache Benchmark mide cuántas solicitudes por segundo puede manejar un sistema dado al realizar 1,000,000 de solicitudes, ejecutando 100 solicitudes de forma simultánea.
Y en estos, menos es mejor
- C-Ray prueba el rendimiento de la CPU en cálculos con números de punto flotante. Esta prueba es multiproceso (16 hilos por núcleo), disparará 8 rayos desde cada píxel para el suavizado y generará una imagen de 1600×1200. Se mide el tiempo de ejecución de la prueba.
- Parallel BZIP2 Compression mide el tiempo necesario para comprimir un archivo (paquete .tar del código fuente del núcleo de Linux) utilizando compresión BZIP2.
- Codificación de datos de audio y video. La prueba de codificación LAME MP3 se realiza en un solo hilo, mientras que la prueba ffmpeg x264 es multiproceso. Se mide el tiempo de realización de la prueba.
Como se puede ver, el conjunto de pruebas consiste únicamente en pruebas sintéticas, que permiten mostrar la diferencia entre procesadores al realizar tareas específicas, como el rompimiento de contraseñas, codificación de contenido multimedia, y criptografía.
Una prueba sintética, a diferencia de una que se realiza en condiciones cercanas a la realidad, puede proporcionar una cierta pureza experimental. Por eso se eligió trabajar con pruebas sintéticas.
No se puede descartar que al abordar problemas específicos en condiciones reales, se puedan obtener resultados extremadamente interesantes e inesperados, pero aún así, la 'temperatura promedio del hospital' estará lo más cerca posible de lo que yo obtuve en los resultados de las pruebas. También es posible que al desactivar la protección contra Spectre/Meltdown al probar los procesadores de 9ª generación, podría haber obtenido resultados más altos. Pero, anticipándome, diré: ya mostraron un gran rendimiento.
Spoiler: los núcleos, hilos y frecuencias dominarán.
Antes de realizar las pruebas, estudié detenidamente la arquitectura de estas familias de procesadores, por lo que esperaba que no hubiera diferencias significativas entre los sujetos de prueba. No tanto diferencias significativas, sino extraordinarias: ¿por qué esperar resultados interesantes en las pruebas si se realizan mediciones en procesadores construidos, en esencia, sobre un mismo núcleo? Mis expectativas se cumplieron, aunque algunas cosas no resultaron ser exactamente como pensaba...
Ahora, los resultados de las pruebas.
El resultado es bastante lógico: quien tiene más hilos y mayor frecuencia, obtiene más puntos. Por lo tanto, el i7-8700 y el i9-9900k están a la cabeza. La diferencia entre el i7-7700 y el i7-7700k es del 10% en las pruebas de un solo hilo y de múltiples hilos. La desventaja del i7-7700 respecto al i7-8700 es del 38% y respecto al i9-9900k es del 49%, es decir, casi el doble, pero la desventaja frente al i7-9700k es solo del 15%.
Enlaces a los resultados de las pruebas:
Resultados de las pruebas del paquete The Phoronix Test Suite
En la prueba John The Ripper, la diferencia entre los gemelos i7-7700 e i7-7700k es del 10% a favor del 'k', gracias a la diferencia en el Turbo Boost. La diferencia entre los procesadores i7-8700 e i7-9700k es bastante insignificante. El i9-9900k supera a todos gracias a su mayor número de hilos y a su mayor frecuencia de reloj. Los gemelos se quedan atrás casi el doble.
El resultado de la prueba C-Ray me parece el más interesante. La existencia de la tecnología Hyper-Threading en el i9-9900k en esta prueba multihilo solo proporciona un ligero incremento en comparación con el i7-9700k. Sin embargo, los gemelos se quedaron atrás del líder casi al doble.
En la prueba de un solo hilo Himeno, la diferencia no es tan grande. La separación notable entre la 8ª y 9ª generación y los gemelos: el i9-9900k los supera en un 18% y un 15% respectivamente. La diferencia entre el i7-8700 y el i7-9700k está en el margen de error.
En la prueba de compresión 7zip, los gemelos tienen un rendimiento entre el 44% y el 48% peor que el líder i9-9900k. Debido a su mayor número de hilos, el i7-8700 supera al i7-9700k en un 9%. Pero esto no es suficiente para superar al i9-9900k, por lo que observamos una desventaja de casi el 18%.
La prueba de tiempo de compresión con el algoritmo BZIP2 muestra resultados similares: los hilos ganan.
La codificación mp3 muestra una «escalera» con una diferencia máxima del 19,5%. En la prueba con ffmpeg, el i9-9900k se queda detrás del i7-8700 y el i7-9700k, pero supera a los gemelos. He realizado esta prueba varias veces con el i9-9900k, pero el resultado siempre es el mismo. Esto ya es inesperado 🙂 En la prueba multiproceso, el más eficiente de los procesadores evaluados mostró un resultado tan bajo, inferior al del 9700k y 8700. No hay explicaciones claras para este fenómeno, y no quiero hacer suposiciones.
La prueba de openssl muestra una «escalera» con una brecha entre el segundo y el tercer escalón. La diferencia entre los gemelos y el líder i9-9900k va del 42% al 47%. La brecha entre el i7-8700 y el i9-9900k es del 14%. Lo principal son los hilos y las frecuencias.
En la prueba de Apache, el i7-9700k superó a todos, incluido el i9-9900k (6%). Sin embargo, en general, la diferencia no es significativa, aunque entre el peor resultado del i7-7700 y el mejor del i7-9700k hay una diferencia del 24%.
En general, en la mayoría de las pruebas, el i9-9900k lidera, con un único tropiezo en ffmpeg. Si planeas trabajar con video, es mejor optar por el i7-9700k o el i7-8700. En segundo lugar en la clasificación general está el i7-9700k, que se queda ligeramente atrás del líder, y en las pruebas de ffmpeg y apache incluso le supera. Así que recomiendo tanto el i7-9700k como el i9-9900k a quienes enfrentan grandes picos de tráfico en sus sitios web. Los procesadores no deberían decepcionarte. Ya he mencionado los videos.
El i7-8700 tiene buenos resultados en las pruebas de Sysbench, 7zip y ffmpeg.
En todas las pruebas, el i7-7700k es mejor que el i7-7700 entre un 2% y un 14%, en la prueba de ffmpeg un 16%.
Recuerda que no he realizado ninguna optimización, aparte de las mencionadas al principio, lo que significa que al instalar un sistema limpio en un dedícado recién adquirido, obtendrás los mismos resultados.
Núcleos, hilos, frecuencias: eso es todo para nosotros.
En general, los resultados eran predecibles y esperados. En prácticamente todas las pruebas aparece una «escalera al cielo», que demuestra la relación entre el rendimiento y la cantidad de núcleos, hilos y frecuencias: más de todo esto conlleva mejores resultados.
Dado que todos los sujetos de prueba son en realidad refrescos de un mismo núcleo en un mismo proceso tecnológico y no tienen diferencias arquitectónicas fundamentales, no pudimos obtener pruebas «asombrosas» de que los procesadores se diferencian cualitativamente entre sí.
La diferencia entre los procesadores i7-9700k e i9-9900k en todas las pruebas, excepto en Sysbench, tiende a cero, ya que en esencia se diferencian solo por la tecnología Hyper-Threading y unos cientos de megahercios adicionales en el modo Turbo Boost del i9-9900k. Sin embargo, en la prueba de Sysbench es todo lo contrario: lo que importa no es la cantidad de núcleos, sino la cantidad de hilos.
Hay una diferencia muy grande en las pruebas multihilo entre i7-7700(k) e i9-9900k, a veces de hasta el doble. También hay diferencia entre i7-7700 e i7-7700k: los 300 MHz adicionales le dan más agilidad a este último.
Tampoco puedo comentar sobre el impacto cualitativo del tamaño de la memoria caché en los resultados de las pruebas: tenemos lo que tenemos. Además, la protección incluida en la familia Spectre/Meltdown debería reducir significativamente la influencia de su tamaño en los resultados de las pruebas, aunque esto no está del todo claro. Si el respetado lector demanda «pan y circo» de nuestro departamento de marketing, estaré encantado de hacerle una prueba con la protección desactivada.
En realidad, si me preguntaran: ¿qué procesador elegirías tú? — primero contaría el dinero en mi bolsillo y elegiría el que me pudiera permitir. En resumen, se puede llegar del punto A al punto B en un «Zhiguli», pero en un «Mercedes» es más rápido y agradable. Los procesadores que se basan en la misma arquitectura, de alguna manera, manejarán el mismo espectro de tareas: algunos simplemente lo hacen bien y otros excelentemente. Sí, como mostró la prueba, no hay diferencias globales entre ellos. Pero la brecha entre i7 e i9 no ha desaparecido.
Al elegir un procesador para algunas tareas específicas, como trabajar con mp3, compilar desde código fuente o renderizar escenas 3D con procesamiento de luz, tiene sentido basarse en las métricas de las pruebas correspondientes. Por ejemplo, para diseñadores, se puede mirar directamente a i7-9700k e i9-9900k, y para cálculos complejos elegir un procesador con tecnología Hyper-Threading, es decir, cualquiera que no sea el i7-9700k. Aquí dominan los hilos.
Por lo tanto, aconsejo elegir lo que puedan permitir, teniendo en cuenta las especificaciones, y eso les dará felicidad.
En las pruebas se utilizaron servidores con procesadores i7-7700, i7-7700k, i7-8700k, i7-9700k e i9-9900k con . Cualquiera de ellos se puede pedir con un descuento del 5% por 3 meses — comuníquense con con la frase clave «Vengo de Habr». Al pagar por un año, se descuenta otro 10%.
Toda la noche en la arena , administrador de sistemas de FirstDEDIC
Fuente: habr.com
