LGA2066 platform and Skylake-X processors were introduced by Intel more than a year and a half ago. Initially, this solution was aimed at the HEDT segment, meaning high-performance systems for users engaged in content creation and processing, as Skylake-X featured significantly more computing cores compared to the regular Kaby Lake and Coffee Lake families.
However, since the launch of Skylake-X, the landscape of the CPU market has changed significantly, and today, quite affordable CPUs can have six or even eight computing cores, while upcoming mass-market CPUs expected to be released within this year may have ten or even twelve cores. Does this render Skylake-X chips obsolete? Most likely not. Firstly, among this series, there are offerings with 16 and 18 cores, and similar mass-market options will definitely not appear on the market anytime soon. Secondly, the LGA2066 platform has other advantages that distinguish it from regular consumer processors, such as superiority in memory channels and available PCI Express lanes.
Therefore, the cosmetic update of the Skylake-X lineup that the microprocessor giant carried out at the end of last year seemed quite logical—it fit perfectly into Intel's schedule of annual announcements. However, the manufacturer's attitude towards its HEDT novelties was somewhat surprising: the company not only refrained from revising prices, but also refused to provide samples of the processors to the IT press, limiting itself to a formal presentation and subsequent sales launch.
Prema svemu sudeći, tvrtka je nove Skylake-X smatrala sekundarnim i manje zanimljivim proizvodima, no mi se s takvom formulacijom u potpunosti ne slažemo. Da, broj računalnih jezgri u predstavnicima ove serije modela nije se povećao tijekom ažuriranja. Međutim, u njima su uključena druga zanimljiva poboljšanja: noviteti su dobili veće radne frekvencije, povećani L3 cache, kao i poboljšani unutarnji termalni sučelje. Stoga smo ipak odlučili posvetiti malo pažnje ažuriranim Skylake-X, u čemu nam je pomogla računala trgovina "Regard", koja je pristala pružiti za istraživanje nekoliko novih LGA2066 deset jezgrenih procesora: Core i9-9820X i Core i9-9900X.
Osim toga, od trenutka najave Skylake-X Refresh nije nam dao mira pitanje: zašto je Intel odabrao sličan naziv na granici zbrke za stariji deset jezgreni HEDT procesor kao za popularni masovni osam jezgreni Core i9-9900K? Što to znači? I sada imamo priliku to istražiti...
Modelna serija Skylake-X Refresh
O pojavi novih LGA2066 procesora s oznakama iz devet tisuća serije Intel obznanjeno je još u listopadu prošle godine. U broj noviteta ušlo je sedam modela: šest procesora serije Core i9 s brojem jezgri od 10 do 18 i osam jezgreni model Core i7 uvjetno na ulaznoj razini. Nema više šest jezgrenih i četiri jezgrena procesora za LGA2066 u novoj generaciji, što, s obzirom na brzi rast mogućnosti platforme LGA1151v2, nije nikakvo iznenađenje.
| Jezgre/ tokovi | Bazična frekvencija, GHz | Turbo frekvencija, GHz | L3 keš, MB | Memorija | TDP, W | Cijena | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Core i9-9980XE | 18/36 | 3,0 | 4,5 | 24,75 | DDR4-2666 | 165 | $1 979 |
| Core i9-9960X | 16/32 | 3,1 | 4,5 | 22,0 | DDR4-2666 | 165 | $1 684 |
| Core i9-9940X | 14/28 | 3,3 | 4,5 | 19,25 | DDR4-2666 | 165 | $1 387 |
| Core i9-9920X | 12/24 | 3,5 | 4,5 | 19,25 | DDR4-2666 | 165 | $1 189 |
| Core i9-9900X | 10/20 | 3,5 | 4,5 | 19,25 | DDR4-2666 | 165 | $989 |
| Core i9-9820X | 10/20 | 3,3 | 4,2 | 16,5 | DDR4-2666 | 165 | $889 |
| Core i7-9800X | 8/16 | 3,8 | 4,5 | 16,5 | DDR4-2666 | 165 | $589 |
Najznačajnija promjena u procesorima navedenim u tablici, u usporedbi s prethodnim modelima serije Skylake-X, je porast radnih frekvencija. Nominalne frekvencije povećane su za 200-600 MHz, dok su maksimalne frekvencije koje se postižu u turbo režimu porasle za 200-300 MHz. Osim toga, kod nižih modela serije povećan je kapacitet treće razine keš memorije. Prije se računalo po pravilu "1,375 MB po jezgru", a sada koliko koje jezgre može imati do otprilike 2 MB keša. I konačno: PCI Express kontroler osmojezgrenog Core i7-9800X je potpuno otključan, zahvaljujući čemu ovaj procesor ima na raspolaganju svih 44 linije, koje su ranije bile dostupne samo procesorima s 10 i više jezgri.
Međutim, sve te ugodne promjene donijele su i porast toplinske disipacije. Dok je prvo generacija Skylake-X imala toplinski paket ograničen na 140 W, kod novih procesora TDP karakteristika povećana je na 165 W. Drugim riječima, za povećane frekvencije koje su dodijeljene novim procesorima bez ikakvih principijelnih promjena u primjenjivanom 14-nm proizvodnom procesu, mora se platiti proširenim energetskim i toplinskim granicama.
Istina, sama Intel tvrdi da je podizanje brzinskih karakteristika omogućila implementacija proizvodne tehnologije treće verzije pod uvjetnim nazivom 14++ nm, prema kojoj se trenutno izrađuju procesori Coffee Lake i Coffee Lake Refresh. I da nije toga, toplinska disipacija bi mogla biti još viša. No, nema razloga za brigu da bi novi Skylake-X mogli biti skloni pregrijavanju. Snižavanje radnih temperatura novih procesora trebao bi omogućiti poboljšani materijal za toplinsku podlogu ispod toplinske raspodjele. Mjesto ranije korištene polimerne termalne paste zauzima lemljeni materijal s znatno višom toplinskom vodljivosti.
No, sve što je rečeno iznad – to je samo vrh ledene sante. Naime, promjena specifikacija, a prije svega povećanje kapaciteta treće razine keš memorije, ima iza sebe mnogo neočekivaniju osnovu. Sada je za proizvodnju HEDT procesora Intel počeo koristiti nekoliko drugačije "smislenih" poluvodičkih kristala.
To znači sljedeće: HEDT procesori su oduvijek predstavljali desktop varijantu server čipova. Tradicionalno, Intel je uzimao niže verzije Xeon-a, prilagođavao kontroler memorije i neke druge karakteristike, te ih prenosio u desktop okruženje. Dok je za svoje server proizvode Intel proizvodio tri varijante poluprovodničkih kristala: LCC (Low Core Count) s 10 jezgri, HCC (High Core Count) s 18 jezgri i XCC (eXtreme Core Count) s 28 jezgri, u desktop HEDT procesore dolazile su samo najjednostavnije verzije kristala. Na primjer, u Skylake-X procesorima prve generacije s 6, 8 i 10 jezgri korišten je LCC kristal, dok su u verzijama s 12, 14, 16 i 18 jezgri primijenjeni HCC kristali.
U ažuriranim Skylake-X, o kojima se danas raspravlja, niža varijanta LCC kristala više se ne koristi. Svi novi HEDT procesori devete serije, uključujući i osmojezgrične i desetojezgrične varijante, temelje se na HCC kristalu. Dakle, čak i u Core i7-9800X ili Core i9-9900X potencijalno postoji 18 jezgri, ali značajan dio njih je hardverski blokiran tijekom proizvodnje.
Ova naizgled čudna odluka donesena je upravo radi povećanja količine keš memorije u novim procesorima. Unutarnja struktura Skylake-X predviđa da se za svaku računalnu jezgru dodjeljuje porcija keš memorije u volumenu od 1,375 MB. I da se u istom Core i9-9900X koristio niži kristal LCC, taj procesor ne bi mogao imati više od 13,75 MB L3 keša. Veći HCC kristal je u tom pogledu fleksibilniji, ukupno sadrži 24,75 MB keša, a ovaj povećani kapacitet djelomično se koristi u osmojezgričnim i desetojezgričnim procesorima nove generacije.
Kao rezultat toga, svi Skylake-X su ujednačeni po dizajnu, ali s druge strane, ta unifikacija donijela je široku primjenu vrlo velikog poluvodičkog kristala površine oko 485 mm2, što više od dva i pol puta nadmašuje površinu kristala osmojezgarnog Coffee Lake Refresh. To znači da svaki od LGA2066 procesora devete serije ima znatno višu cijenu u odnosu na isti Core i9-9900K. No, unatoč tome, osmojezgarnom Core i9-9800X u službenom cjenovniku postavljena je cijena od samo 100 dolara više od Core i9-9900K. Stoga je razmjerno pretpostaviti da proizvodnja osmo- i desetojezgarnog procesora na temelju 18-jezgrenih kristala ipak ima neki ekonomski smisao za Intel, na primjer, tvrtka koristi ovu priliku za prodaju poluvodičkih kristala s većim brojem proizvodnih nedostataka, koji do sada nisu mogli naći dostojnu primjenu.
Više informacija o desetojezgrenim Core i9-9900X i Core i9-9820X
Za provođenje testiranja uzeli smo dva desetojezgurna procesora 'nove generacije' – Core i9-9900X i Core i9-9820X. Iako su ti procesori prešli na novi HCC kristal, u odnosu na Core i9-7900X nisu se puno promijenili. Obično je Intel pri izdavanju drugih generacija procesora za ranije verzije HEDT platforme prebacivao na noviju mikroarhitekturu, ali to se sada nije dogodilo. Promjene su se ticale samo numeričkih parametara, dok su Core i9-9900X i Core i9-9820X kvalitativno gotovo identični onome što je nudio desetojezgurni Core i9-7900X iz 2017. godine.
Međutim, Skylake-X druge generacije nema nikakve probleme s kompatibilnošću: savršeno rade na postojećim LGA2066 matičnim pločama temeljitim na Intel X299 čipsetu. Kao i njihovi prethodnici, imaju četverokanalski kontroler DDR4 memorije, a integrirani PCI Express 3.0 kontroler podržava 44 linije, koje teoretski mogu biti raspodijeljene na proizvoljan broj utora — od tri do jedanaest.
Ipak, poluprovodnički kristal HCC, koji čini osnovu modela Core i9-9900X i Core i9-9820X, malo se razlikuje od kristala korištenih u ranijim, naprednijim modelima Skylake-X. Iako je službeni stepen M0 sačuvan, što je karakteristično za prvobitne verzije Skylake-X s brojem jezgri većim od 12, Intel je sada počeo primjenjivati izmijenjene litografske maske u proizvodnom procesu koristeći zreliji tehnološki proces od 14++ nm, umjesto prethodnog procesa od 14+ nm. Ključna razlika u tehnologijama je malo veća razmak između tranzistorskih vrata, što, kao što smo već vidjeli na primjeru Coffee Lake, pozitivno utiče na potencijal frekvencije.
Na razini mikroarhitekture nema nikakvih promjena. Čudno je, ali novi procesori Skylake-X Refresh nisu dobili nikakva hardverska rješenja za borbu protiv ranjivosti Meltdown i Spectre. Ovo je jako neobično s obzirom na to da u paralelnom proizvodu Coffee Lake Refresh, koji je izašao u isto vrijeme, određene zakrpe su već implementirane. Na primjer, moderni LGA1151v2 procesori su zaštićeni na hardverskoj razini od Meltdown (Variant 3) i L1TF (Variant 5) napada.
No, najviše razočarava to što nema promjena u načinu povezivanja komponenti procesora u cjelinu. U Skylake-X Refresh još uvijek se koristi jednokratna mreža Mesh, koja se postavlja iznad skupa procesorskih jezgri. Ova shema međujezgrinog povezivanja dobro se pokazuje pri značajnom povećanju broja jezgri u serverskim procesorima, ali za HEDT proizvode s ne prevelikim brojem jezgri, ona puno lošije funkcionira nego tradicionalna prstenasta sabirnica, uzrokujući dramatično povećanje kašnjenja. Jedna od metoda borbe protiv ovog negativnog efekta mogla bi biti ubrzanje Mesh povezanosti, no ovdje je sve ostalo isto. Frekvencija međuspojnica ostala je na 2,4 GHz, kao u prethodnim i trenutnim Skylake-X modelima, što znači da L3 keš i kontroler memorije kod LGA2066 procesora imaju znatno lošiju latenciju u usporedbi s masovnim Coffee Lake Refresh modelima. Ipak, dijelom se to kompenzira proširenim keš memorijom drugog nivoa, koja kod Skylake-X iznosi 1 MB po jezgri, umjesto četiri puta manje.
Sve to se lako može ilustrirati grafikom latencije memorijskog podsistema Skylake-X procesora nove generacije u usporedbi s Coffee Lake Refresh. Jasno pokazuje nedostatak poboljšanja u situaciji s kašnjenjima kod novih HEDT procesora.
Međutim, novi desetjezgreni procesori mogu se pohvaliti napretkom u radnim taktnim frekvencijama i veličini cache memorije. Na primjer, Core i9-9900X ima L3 cache kapaciteta 19,25 MB, što je 40 % veće od cache memorije kod prethodnog desetjezgrenog procesora, Core i9-7900X. Baza nove verzije je povećana s 3,3 na 3,5 GHz, ali maksimalna frekvencija Core i9-9900X u turbo režimu može doseći istih 4,5 GHz koje su bile dostupne i prethodnoj generaciji desetjezgrenih procesora. U oba slučaja postizanje oznake od 4,5 GHz zahtijeva korištenje tehnologije Turbo Boost Max 3.0, dok je tradicionalna turbo frekvencija za Core i9-9900X maksimalno 4,4 GHz.
Međutim, u praksi se situacija s frekvencijama Core i9-9900X drugačije postavlja. Pod punim opterećenjem svih jezgri procesor radi na frekvenciji od 4,1 GHz.
Ako to opterećenje koristi AVX instrukcije, frekvencija procesora se smanjuje na 3,8 GHz.
A najresursniji 512-bitni instrukcijski set iz nove AVX-512 grupe pod punim opterećenjem svih jezgri uzrokuje opadanje procesora na 3,4 GHz, što treba napomenuti da je čak niže od deklarirane nominalne frekvencije.
Ako govorimo o desetjezgrenom Core i9-9820X, koji je na jednu razinu niže, razlikuje se od svog jačeg brata uglavnom po veličini treće razine cache memorije, koja mu je smanjena na 16,5 MB. Malo su niže i nominalne frekvencije, ali treba napomenuti da svi HEDT procesori tvrtke Intel imaju slobodne množenike, što omogućava entuzijastima da zanemare ovaj nedostatak.
Ipak, nominalna frekvencija Core i9-9820X je 3,3 GHz, dok maksimalna frekvencija u turbo režimu iznosi 4,1 ili 4,2 GHz, ovisno o tome je li riječ o Turbo Boost 2.0 ili Turbo Boost Max 3.0.
U praksi, pri korištenju procesora s postavkama prema zadanim postavkama i opterećenju svih jezgri, Core i9-9820X može raditi na frekvenciji od 4,0 GHz.
Ako opterećenje koristi AVX instrukcije, procesor smanjuje radnu frekvenciju na 3,8 GHz.
A u AVX-512 režimu, frekvencija Core i9-9820X opada na nominalnu, 3,3 GHz.
Govoreći o tome kako su novi deset jezgreni LGA2066 procesori bolji od starog Core i9-7900X, treba napomenuti da su prešli na korištenje učinkovitijeg unutarnjeg termalnog sučelja. Termoizolacijski poklopac je sada lemljen na kristal, slično onome što je učinjeno u Coffee Lake Refresh. Intel tvrdi da se novi procesori učinkovitije hlade i rade na nižim temperaturama zahvaljujući tome, no postoje dva problema. Prvo, korištena lemljena materija od strane Intela ne izaziva osobito oduševljenje među overklokerima, jer je manje učinkovita od tekućeg metala. I drugo, sada je većini entuzijasta procedura skidanja poklopca postala nedostupna: uklanjanje poklopca bez oštećenja procesora postalo je iznimno teško, pa je poboljšanje postojećeg termalnog sučelja izrazito otežano.
U zaključku priče o karakteristikama Core i9-9900X i Core i9-9820X treba spomenuti i cijene. Intel ovdje nije pokazao nikakvu maštu i postavio je cijenu višeg deset jezgreni Core i9-9900X na iste $989 koje je tražio za procesor Core i9-7900X, koji pripada prošloj generaciji. No, Core i9-9820X je jeftiniji za $100, što ga čini privlačnijom ponudom za entuzijaste, jer manji L3 keš od 15 % vjerojatno neće značajno utjecati na performanse, a nominalne taktu frekvencije za prave entuzijaste visoke performanse nemaju nikakvu važnost.
Izvor: 3dnews.ru
