La plate-forme LGA2066 et les processeurs de la famille Skylake-X ont été introduits par Intel il y a plus d'un an et demi. Initialement, cette solution était destinée par l'entreprise au segment HEDT, c'est-à-dire aux systèmes hautes performances destinés aux utilisateurs qui créent et traitent du contenu, car Skylake-X contenait un nombre de cœurs de calcul nettement plus important que les représentants habituels de Kaby. Familles Lake et Coffee Lake.
Cependant, au cours du temps qui s'est écoulé depuis l'introduction de Skylake-X, le paysage du marché des processeurs a considérablement changé, et aujourd'hui, des processeurs assez abordables peuvent avoir six ou même huit cœurs de traitement, et des processeurs grand public prometteurs, qui devraient être commercialisés d'ici cette année, peut avoir dix, voire douze cœurs. Cela fait-il de Skylake-X une puce inutile ? Très probablement non. Premièrement, parmi les représentants de cette série, il existe des offres avec 16 et 18 cœurs, et il n'y aura certainement pas d'options de masse comme celles-ci sur le marché dans un avenir proche. Deuxièmement, la plate-forme LGA2066 présente d'autres avantages qui la distinguent des processeurs grand public conventionnels, tels que la supériorité en termes de nombre de canaux mémoire et de voies PCI Express disponibles.
Par conséquent, la mise à jour cosmétique de la gamme Skylake-X, réalisée par le géant des microprocesseurs à la fin de l'année dernière, semblait tout à fait logique - elle s'inscrivait parfaitement dans le calendrier d'annonces annuel d'Intel. Cependant, l'attitude du fabricant à l'égard de ses nouveaux produits HEDT était un peu surprenante : non seulement l'entreprise n'a pas révisé les prix, mais a également refusé de fournir des échantillons de processeurs à la presse informatique, se limitant à une seule présentation formelle et au démarrage ultérieur des ventes. .
Apparemment, la société considérait les nouveaux Skylake-X comme des produits secondaires et sans intérêt, mais nous sommes fondamentalement en désaccord avec cette formulation. Oui, le nombre de cœurs de calcul pour les représentants de cette gamme de modèles n'a pas augmenté au cours du processus de mise à jour. Cependant, ils intègrent d'autres améliorations intéressantes : les nouveaux produits ont des vitesses d'horloge accrues, une capacité de cache L3 accrue et une interface thermique interne améliorée. Par conséquent, nous avons quand même décidé de prêter attention au Skylake-X mis à jour, dans lequel nous avons été grandement aidés par le magasin d'informatique Regard, qui a accepté de fournir une paire de nouveaux processeurs LGA2066 à dix cœurs pour la recherche : Core i9-9820X et Core i9-9900X.
De plus, dès l'annonce de Skylake-X Refresh, nous avons été hantés par la question : pourquoi Intel a-t-il choisi un nom confusément similaire au populaire Core i9-9900K à huit cœurs pour l'ancien processeur HEDT à dix cœurs ? Qu'est-ce que cela signifie? Et maintenant, nous avons une chance de le comprendre...
Gamme Skylake-X Refresh
Intel a annoncé l'apparition de nouveaux processeurs LGA2066 avec des numéros de modèle de la neuf millième série en octobre de l'année dernière. Les nouveaux produits comprenaient sept modèles : six processeurs de la série Core i9 avec un nombre de cœurs de 10 à 18 et un modèle Core i7 à huit cœurs, conditionnellement d'entrée de gamme. Il n'y a pas de processeurs à six ou quatre cœurs pour LGA2066 dans la nouvelle génération, ce qui n'est pas surprenant compte tenu de la croissance rapide des capacités de la plate-forme LGA1151v2.
| Noyaux/threads | Fréquence de base, GHz | Fréquence turbo, GHz | Cache L3, Mo | Mémoire | TDP, Vt | Prix | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Core i9-9980XE | 18/36 | 3,0 | 4,5 | 24,75 | DDR4-2666 | 165 | 1 979 $ |
| Noyau i9-9960X | 16/32 | 3,1 | 4,5 | 22,0 | DDR4-2666 | 165 | 1 684 $ |
| Noyau i9-9940X | 14/28 | 3,3 | 4,5 | 19,25 | DDR4-2666 | 165 | 1 387 $ |
| Noyau i9-9920X | 12/24 | 3,5 | 4,5 | 19,25 | DDR4-2666 | 165 | 1 189 $ |
| Noyau i9-9900X | 10/20 | 3,5 | 4,5 | 19,25 | DDR4-2666 | 165 | $989 |
| Noyau i9-9820X | 10/20 | 3,3 | 4,2 | 16,5 | DDR4-2666 | 165 | $889 |
| Noyau i7-9800X | 8/16 | 3,8 | 4,5 | 16,5 | DDR4-2666 | 165 | $589 |
Le changement le plus notable dans les processeurs répertoriés dans le tableau, par rapport aux modèles précédents de la série Skylake-X 200, a été l'augmentation des vitesses d'horloge. Les fréquences nominales ont augmenté de 600 à 200 MHz et les fréquences maximales atteintes lorsque le mode turbo est activé ont augmenté de 300 à 1,375 MHz. De plus, les plus jeunes représentants de la série ont augmenté le volume de mémoire cache de troisième niveau. Auparavant, il était calculé sur la base de la règle de « 2 Mo par cœur », mais désormais, chaque cœur peut avoir jusqu'à environ 7 Mo de cache. Et enfin, le contrôleur PCI Express du Core i9800-44X à huit cœurs a été complètement déverrouillé, grâce à quoi ce processeur dispose des 10 voies, qui n'étaient auparavant disponibles que dans les processeurs à XNUMX cœurs ou plus.
Cependant, tous ces changements agréables impliquaient une augmentation de la production de chaleur. Alors que le Skylake-X de première génération avait un boîtier thermique limité à 140 W, les nouveaux processeurs augmentent la caractéristique TDP à 165 W. En d'autres termes, pour les fréquences accrues attribuées aux nouveaux processeurs sans aucun changement fondamental dans le processus technologique de 14 nm utilisé pour leur production, vous devez payer avec des limites énergétiques et thermiques accrues.
Certes, Intel lui-même affirme que l'introduction de la troisième version de la technologie de production, nommée 14++ nm, qui est désormais utilisée pour produire les processeurs Coffee Lake et Coffee Lake Refresh, a permis d'augmenter les caractéristiques de vitesse. Et sans cela, le dégagement de chaleur pourrait être encore plus élevé. Mais il n’y a aucune raison de craindre que le nouveau Skylake-X soit susceptible de surchauffer. Un matériau d'interface thermique amélioré sous le capot de distribution de chaleur devrait réduire les températures de fonctionnement des nouveaux processeurs. La pâte thermique polymère précédemment utilisée a été remplacée par une soudure ayant une conductivité thermique évidemment plus élevée.
Mais tout ce qui est mentionné ci-dessus n’est que la pointe de l’iceberg. Le fait est que le changement de spécifications, et principalement l'augmentation du volume de la mémoire cache de troisième niveau, a une base beaucoup plus inattendue. Désormais, pour produire des processeurs HEDT, Intel a commencé à utiliser des cristaux semi-conducteurs dont la signification est légèrement différente.
Cela signifie ce qui suit : les processeurs HEDT ont toujours été une variété de puces de serveur de bureau. Traditionnellement, Intel prenait des modifications plus récentes du Xeon, y adaptait le contrôleur de mémoire et certaines autres caractéristiques et les transférait vers l'environnement de bureau. Dans le même temps, alors que pour ses produits serveurs, Intel produisait trois versions de cristaux semi-conducteurs : LCC (Low Core Count) avec 10 cœurs, HCC (High Core Count) avec 18 cœurs et XCC (eXtreme Core Count) avec 28 cœurs, dans les ordinateurs de bureau. Les processeurs HEDT ne comprenaient que les versions les plus simples de cristaux. Ainsi, les processeurs Skylake-X de première génération avec 6, 8 et 10 cœurs utilisaient un cristal LCC, et les modifications avec 12, 14, 16 et 18 cœurs utilisaient un cristal HCC.
Dans le Skylake-X mis à jour, dont nous parlons aujourd'hui, la version bas de gamme du cristal LCC n'est plus utilisée. Tous les nouveaux processeurs HEDT de la neuf millième série, y compris les versions à huit et dix cœurs, sont basés sur le cristal HCC. Autrement dit, même le Core i7-9800X ou le Core i9-9900X possèdent potentiellement 18 cœurs, mais une partie importante d'entre eux est verrouillée dans le matériel au stade de la production.
Cette décision, étrange à première vue, a été prise précisément pour augmenter la quantité de mémoire cache des nouveaux processeurs. La structure interne de Skylake-X suppose que chaque cœur de calcul se voit attribuer une partie de mémoire cache d'un volume de 1,375 Mo. Et si le même Core i9-9900X avait utilisé un cristal LCC bas de gamme, ce processeur n'aurait certainement pas pu obtenir plus de 13,75 Mo de cache L3. La puce HCC plus grande est plus flexible à cet égard, elle dispose d'un total de 24,75 Mo de cache, et ce volume accru est partiellement utilisé dans les processeurs à huit et dix cœurs de la nouvelle vague.
En conséquence, tous les Skylake-X sont devenus unifiés dans leur conception, mais l'inconvénient de cette unification était l'utilisation généralisée d'une très grande puce semi-conductrice d'une superficie d'environ 485 mm2, soit plus de deux fois et demie plus grande que la zone de matrice du Coffee Lake Refresh à huit cœurs. Cela signifie que n'importe lequel des processeurs LGA2066 de la neuf millième série a un coût nettement plus élevé que le même Core i9-9900K. Mais malgré cela, le Core i9-9800X à huit cœurs dans la liste de prix officielle ne coûte que 100 $ de plus que le Core i9-9900K. Par conséquent, il est raisonnable de supposer que la production de processeurs à huit et dix cœurs basés sur des cristaux à 18 cœurs a encore un sens économique pour Intel. Par exemple, la société profite de cette opportunité pour vendre des cristaux semi-conducteurs avec un grand nombre de fabrication défauts, qui jusqu'à présent n'ont pas pu trouver une utilisation digne.
En savoir plus sur les Core i9-9900X et Core i9-9820X à dix cœurs
Pour les tests, nous avons pris deux processeurs à dix cœurs de la « nouvelle vague » - Core i9-9900X et Core i9-9820X. Même si ces processeurs sont passés à un nouveau cristal HCC, ils n'ont pas beaucoup changé par rapport au Core i9-7900X. Habituellement, lors de la sortie des deuxièmes générations de processeurs pour les versions précédentes de la plate-forme HEDT, Intel les a transférés vers une microarchitecture plus récente, mais cela ne s'est pas produit jusqu'à présent. Les changements n'ont affecté que les paramètres numériques, mais qualitativement, sous la forme des Core i9-9900X et Core i9-9820X nous avons presque la même chose que celle proposée par le Core i9-7900X à dix cœurs de 2017.
Mais les Skylake-X de deuxième génération n'ont aucun problème de compatibilité : ils fonctionnent parfaitement dans les cartes mères LGA2066 existantes basées sur l'ensemble logique du système Intel X299. Comme leurs prédécesseurs, ils disposent d'un contrôleur de mémoire DDR4 à quatre canaux et le contrôleur PCI Express 3.0 intégré prend en charge 44 voies, qui en théorie peuvent être divisées en un nombre arbitraire d'emplacements - de trois à onze.
Cependant, le cristal semi-conducteur HCC sous-jacent aux Core i9-9900X et Core i9-9820X est quelque peu différent des cristaux qui étaient utilisés auparavant dans l'ancien Skylake-X. Bien que l'étape formelle ait conservé le numéro M0, typique des versions initiales de Skylake-X avec plus de 12 cœurs, Intel a maintenant commencé à utiliser des masques lithographiques modifiés dans le processus de production en raison de l'utilisation d'un 14++ nm plus mature. technologie de processus au lieu de la technologie de processus précédente de 14+ nm. La principale différence entre les technologies réside dans le pas légèrement plus grand entre les grilles des transistors, qui, comme nous l'avons déjà vu avec Coffee Lake, a un effet positif sur le potentiel de fréquence.
Au niveau de la microarchitecture, il n’y a aucun changement. Étonnamment, les nouveaux processeurs Skylake-X Refresh n'incluaient même aucun correctif matériel pour lutter contre les vulnérabilités Meltdown et Spectre. Et c'est très étrange étant donné que dans le produit parallèle Coffee Lake Refresh, sorti au même moment, certains correctifs étaient déjà apparus. Par exemple, les processeurs LGA1151v2 modernes sont protégés contre les attaques Meltdown (Variante 3) et L1TF (Variante 5) au niveau matériel.
Mais ce n’est même pas la chose la plus offensante. La principale raison de frustration est l'absence de changement dans le schéma de combinaison des composants du processeur en un seul tout. Skylake-X Refresh continue d'utiliser un réseau maillé peer-to-peer superposé à une gamme de cœurs de processeur. Ce schéma de connexion inter-cœurs fonctionne bien avec une augmentation significative du nombre de cœurs dans les processeurs de serveur, mais pour les produits HEDT avec un nombre de cœurs pas trop élevé, il est bien moins adapté à un bus en anneau traditionnel, provoquant une augmentation spectaculaire des latences. . L’une des méthodes pour lutter contre cet effet négatif pourrait être d’accélérer les connexions Mesh, mais ici tout reste pareil. La fréquence de fonctionnement des interconnexions du Skylake-X précédent et actuel est fixée à 2,4 GHz, de sorte que le cache L3 et le contrôleur de mémoire des processeurs LGA2066 ont une latence nettement pire par rapport au massif Coffee Lake Refresh. Certes, cela est en partie compensé par le cache étendu de deuxième niveau, qui dans Skylake-X a un volume de 1 Mo par cœur, et non quatre fois moins.
Tout cela peut être facilement illustré par un graphique de la latence du sous-système mémoire de la génération actuelle de processeurs Skylake-X par rapport à Coffee Lake Refresh. Cela montre clairement le manque d'amélioration de la situation de latence des nouveaux processeurs HEDT.
Mais les nouveaux processeurs à dix cœurs peuvent se vanter de progrès en termes de vitesse d'horloge et de taille de mémoire cache. Par exemple, le Core i9-9900X dispose d'un cache L3 victime de 19,25 Mo, soit 40 % plus grand que la taille du cache du précédent processeur à dix cœurs, le Core i9-7900X. La fréquence de base du nouveau modèle est passée de 3,3 à 3,5 GHz, mais la fréquence maximale du Core i9-9900X en mode turbo peut atteindre les mêmes 4,5 GHz qui étaient disponibles pour le processeur à dix cœurs de la génération précédente. Dans les deux cas, atteindre 4,5 GHz nécessite l'utilisation de la technologie Turbo Boost Max 3.0 ; avec le mode turbo traditionnel, la fréquence maximale du Core i9-9900X est de 4,4 GHz.
Cependant, dans la pratique, la situation avec les fréquences du Core i9-9900X est quelque peu différente. Lorsque tous les cœurs sont chargés, le processeur fonctionne à 4,1 GHz.
Si cette charge utilise des instructions AVX, la fréquence du processeur est réduite à 3,8 GHz.
Et les instructions 512 bits les plus gourmandes en ressources du nouvel ensemble AVX-512, à pleine charge sur tous les cœurs, obligent le processeur à ralentir à 3,4 GHz, ce qui, faut-il le noter, est encore inférieur à la fréquence nominale déclarée dans les spécifications.
Si nous parlons du Core i9-9820X à dix cœurs, qui est un cran plus bas, il diffère de son frère aîné principalement par la quantité de mémoire cache de troisième niveau, qui est réduite à 16,5 Mo. Les fréquences nominales sont également légèrement inférieures, mais il ne faut pas oublier que tous les processeurs Intel HEDT disposent de multiplicateurs gratuits, ce qui permettra aux passionnés d'ignorer cet inconvénient.
Cependant, la fréquence nominale du Core i9-9820X est de 3,3 GHz, et la fréquence maximale en mode turbo est de 4,1 ou 4,2 GHz, selon qu'il s'agit de la technologie Turbo Boost 2.0 ou Turbo Boost Max 3.0.
En pratique, lors de l'utilisation du processeur avec les paramètres par défaut et la charge sur tous les cœurs, le Core i9-9820X est capable de fonctionner à une fréquence de 4,0 GHz.
Si la charge utilise des instructions AVX, le processeur réduit la fréquence de fonctionnement à 3,8 GHz.
Et en mode AVX-512, la fréquence du Core i9-9820X descend à sa valeur nominale de 3,3 GHz.
En parlant de la façon dont les nouveaux processeurs LGA2066 à dix cœurs sont meilleurs que l'ancien Core i9-7900X, nous ne pouvons nous empêcher de rappeler la transition vers l'utilisation d'une interface thermique interne plus efficace. Le capuchon de dissipation thermique est maintenant soudé à la puce de la même manière que pour le Coffee Lake Refresh. Intel affirme que grâce à cela, les nouveaux processeurs sont refroidis plus efficacement et fonctionnent à des températures plus basses, mais il y a deux mises en garde. Premièrement, la soudure utilisée par Intel n'est pas particulièrement populaire parmi les overclockeurs, car elle est moins efficace que le métal liquide. Et d'autre part, désormais la procédure de scalping est inaccessible à la plupart des passionnés : il est devenu très difficile de retirer le capot sans endommager le processeur, il est donc extrêmement difficile d'améliorer l'interface thermique existante.
Pour conclure l'histoire sur les caractéristiques des Core i9-9900X et Core i9-9820X, il convient de mentionner les prix. Ici, Intel n'a fait preuve d'aucune imagination et a fixé le prix de l'ancien Core i9-9900X à dix cœurs au même prix de 989 $ que celui demandé pour le processeur Core i9-7900X appartenant à la génération précédente. Mais le Core i9-9820X coûte 100 $ de moins, ce qui en fait une offre plus attrayante pour les passionnés, car il est peu probable que le cache L15 3 % plus petit ait un impact significatif sur les performances et les vitesses d'horloge nominales pour les vrais passionnés de hautes performances. n'ont aucune signification.
Source: 3dnews.ru