Con l'arrivo dei processori Intel Core di settima generazione, a molti è diventato chiaro che la strategia "Tick-tock", seguita da Intel fino a quel momento, ha subito un fallimento. La promessa di ridurre il processo tecnologico da 14 a 10 nm è rimasta una promessa, e ha preso avvio una lunga era del "Tock" Skylake, durante la quale è arrivato Kaby Lake (settima generazione), il sorprendente Coffee Lake (ottava) con un cambiamento marginale nel processo tecnologico da 14 nm a 14 nm+ e persino Coffee Lake Refresh (nona). Sembra proprio che Intel avesse bisogno di una piccola pausa caffè. Alla fine, abbiamo diversi processori di varie generazioni, tutti basati su un'unica microarchitettura Skylake, da un lato. E, dall'altro, le affermazioni di Intel sul fatto che ogni nuovo processore sia migliore del precedente. Ma in che modo esattamente…
Quindi, torniamo alle nostre generazioni. E vediamo in cosa si differenziano.
Kaby Lake
L'arrivo dei processori nel mercato è avvenuto all'inizio del 2017. Quali novità presenta questa famiglia rispetto al suo predecessore? Prima di tutto, un nuovo core grafico: Intel UHD 630. Inoltre, supporto per la tecnologia della memoria Intel Optane (3D Xpoint), così come il nuovo chipset della serie 200 (la sesta generazione funzionava con la serie 100). E questo è tutto per quanto riguarda le innovazioni davvero interessanti.
Coffee Lake
L'ottava generazione con il nome in codice Coffee Lake è stata lanciata alla fine del 2017. Nei processori di questa generazione sono stati aggiunti core e proportionalmente cache di terzo livello, il Turbo Boost è stato aumentato di 200 megahertz, è stato aggiunto il supporto per DDR4-2666 (prima c'era DDR4-2400), ma il supporto per DDR3 è stato rimosso. Il core grafico rimane lo stesso, ma è stato potenziato di 50 MHz. Tutti questi aumenti di frequenza comportano un aumento del TDP a 95 watt. E, naturalmente, il nuovo chipset della serie 300. Quest'ultima cosa non era affatto necessaria, poiché molto presto gli specialisti sono stati in grado di far funzionare questa famiglia con i chipset della serie 100, anche se i rappresentanti di Intel dichiaravano che ciò era impossibile a causa delle peculiarità della costruzione dei circuiti di alimentazione. Più tardi, però, Intel ha ufficialmente riconosciuto di aver sbagliato. Allora, quali sono le novità nell'ottava famiglia? Infatti, sembra più un normale refresh con l'aggiunta di core e frequenze.
Coffee Lake Refresh
Ah! Ecco il refresh! Nel quarto trimestre del 2018 sono stati lanciati i processori Coffee Lake di nona generazione, dotati di misure di sicurezza hardware contro alcune vulnerabilità Meltdown/Spectre. Le modifiche hardware apportate ai nuovi chip proteggono da Meltdown V3 e L1 Terminal Fault (L1TF Foreshadow). Le modifiche al software e al microcodice proteggono dagli attacchi Spectre V2, Meltdown V3a e V4. La protezione contro Spectre V1 continuerà a essere fornita tramite patch a livello di sistema operativo. L'emergere di patch a livello di chip dovrebbe ridurre l'impatto delle patch software sulle prestazioni dei processori. Tuttavia, tutta questa gioia con le protezioni Intel è stata realizzata solo nei processori per il mercato di consumo: i5-9600k, i7-9700k, i9-9900k. Gli altri, comprese le soluzioni server, non hanno ricevuto protezioni hardware. Per la prima volta nella storia dei processori consumer Intel, i processori Coffee Lake Refresh supportano fino a 128 GB di RAM. E questo è tutto, nessun'altra modifica.
Cosa abbiamo come conclusione? Due anni di refresh, giochi con i core e le frequenze, più una serie di piccole migliorie. Volevo davvero valutare oggettivamente e confrontare le prestazioni dei principali rappresentanti di queste famiglie. Quindi, quando ho avuto a disposizione un set dai settimi ai noni generazioni — ai nostri i7-7700 e i7-7700k si sono recentemente aggiunti i freschi i7-8700, i7-9700k e i9-9900k, ho colto l'occasione e ho costretto cinque diversi processori Intel Core a mostrare di cosa sono capaci.
Test
Nella fase di test sono coinvolti cinque processori Intel: i7-7700, i7-7700k, i7-8700, i7-9700k, i9-9900k.
Caratteristiche tecniche della piattaforma
I processori Intel i7-8700, i7-9700k e i9-9900k hanno la stessa configurazione di base:
- Scheda madre: Asus PRIME H310T (BIOS 1405),
- RAM: 16 GB DDR4-2400 MT/s Kingston in 2 moduli, per un totale di 32 GB.
- SSD: 240 GB Patriot Burst con 2 unità in RAID 1 (un'abitudine costruita negli anni).
I processori Intel i7-7700 e i7-7700k funzionano anche sulla stessa piattaforma:
- Scheda madre: Asus H110T (BIOS 3805),
- RAM: 8 GB DDR4-2400MT/s Kingston in 2 moduli, per un totale di 16 GB.
- SSD: 240 GB Patriot Burst 2 pezzi in RAID 1.
Utilizziamo chassis personalizzati alti 1,5 unità. In essi sono collocate quattro piattaforme.
Parte software: OS CentOS Linux 7 x86_64 (7.6.1810).
Kernel: 3.10.0-957.1.3.el7.x86_64
Ottimizzazioni rispetto all'installazione standard: aggiunte le opzioni di avvio del kernel elevator=noop selinux=0.
I test vengono eseguiti con tutte le patch per gli attacchi Spectre, Meltdown e Foreshadow, retroportati in questo kernel. Non è escluso che i risultati dei test su core Linux più recenti e aggiornati possano differire da quelli ottenuti, e che le prestazioni siano migliori. Ma, prima di tutto, personalmente preferisco CentOS 7 e, in secondo luogo, RedHat si occupa attivamente di retroportare novità relative al supporto hardware dalle nuove versioni del kernel nel suo LTS. Su questo confido 🙂
I test che ho utilizzato per la ricerca
- Sysbench
- Geekbench
- Phoronix Test Suite
Test Sysbench
Sysbench è un pacchetto di test (o benchmark) per valutare le prestazioni di diverse sottosistemi del computer: processore, memoria RAM, dischi. Il test è multithread, su tutti i core. In questo test ho misurato due indicatori:
- Eventi di velocità della CPU per secondo — il numero di operazioni eseguite dal processore al secondo: maggiore è il valore, più performante è il sistema.
- Statistiche generali numero totale di eventi — il numero totale di eventi eseguiti. Maggiore è l'indicatore, meglio è.
Test Geekbench
Pacchetto di test eseguiti in modalità singolo e multi-core. Il risultato è un indice di prestazione per entrambi i modelli. Di seguito ci sono collegamenti ai risultati dei test. In questo test considereremo due indicatori principali:
— Single-Core Score — test in modalità singolo core.
— Multi-Core Score — test in modalità multi core.
Unità di misura: 'pappagalli' astratti. Più 'pappagalli' ci sono, migliore è.
Test Phoronix Test Suite
Phoronix Test Suite è un set di test molto ricco. Nonostante siano stati eseguiti tutti i test del pacchetto pts/cpu, presenterò solo i risultati di quelli che mi sono sembrati particolarmente interessanti, soprattutto perché i risultati dei test trascurati rafforzano solo la tendenza generale.
Quasi tutti i test presentati qui sono multithread. L'eccezione è costituita solo da due di essi: i test in modalità singolo core Himeno e LAME MP3 Encoding.
In questi test, maggiore è il punteggio, meglio è
- Test multi-thread di John the Ripper per la ricerca delle password. Prendiamo l'algoritmo crittografico Blowfish. Misura il numero di operazioni al secondo.
- Test Himeno — risolutore lineare della pressione di Poisson, che utilizza il metodo a punti di Jacobi.
- Compressione 7-Zip — test di 7-Zip utilizzando p7zip con la funzione integrata per il test delle prestazioni.
- OpenSSL è un insieme di strumenti che implementano i protocolli SSL (Secure Sockets Layer) e TLS (Transport Layer Security). Misura le prestazioni di RSA a 4096 bit OpenSSL.
- Apache Benchmark è un test che misura quanti richieste al secondo può gestire un sistema durante l'esecuzione di 1 000 000 richieste, con 100 richieste elaborate simultaneamente.
E se in questi ce ne sono meno, è meglio.
- C-Ray testa le prestazioni della CPU in calcoli con numeri in virgola mobile. Questo test è multi-thread (16 thread per core), spara 8 raggi da ogni pixel per il smoothing e genera un'immagine 1600×1200. Viene misurato il tempo di esecuzione del test.
- Parallel BZIP2 Compression è un test che misura il tempo necessario per comprimere un file (pacchetto .tar del codice sorgente del kernel Linux) utilizzando la compressione BZIP2.
- Codifica di dati audio e video. Il test di codifica LAME MP3 viene eseguito in un solo thread, mentre il test ffmpeg x264 è multi-threaded. Si misura il tempo impiegato nel test.
Come potete vedere, il set di test è composto esclusivamente da test sintetici che mostrano la differenza tra i processori nell'esecuzione di compiti specifici, come il cracking delle password, la codifica dei contenuti media, la crittografia.
Un test sintetico, a differenza di un test effettuato in condizioni vicine alla realtà, può fornire una certa purezza dell'esperimento. È proprio per questo motivo che abbiamo scelto la sinteticità.
Non è escluso che, affrontando compiti specifici in condizioni reali, si possano ottenere risultati altamente interessanti e inaspettati, ma la "temperatura generale dell'ospedale" sarà comunque molto vicina a quella che ho ottenuto dai risultati dei test. È anche possibile che, disattivando la protezione contro Spectre/Meltdown durante il testing dei processori di nona generazione, avrei potuto ottenere risultati più alti. Ma, per anticipare, dico che si sono comportati già molto bene.
Spoiler: a comandare saranno i core, i thread e le frequenze.
Anche prima dei test, ho studiato attentamente l'architettura delle famiglie di questi processori, quindi mi aspettavo che non ci fossero differenze sostanziali tra i candidati. Non tanto sostanziali, quanto straordinarie: perché aspettarsi risultati interessanti nei test se si effettuano misurazioni su processori costruiti, sostanzialmente, su un unico core. Le mie aspettative si sono avverate, ma c'è stato qualcosa che si è rivelato diverso da quanto pensassi...
E ora, in effetti, i risultati dei test.
Il risultato è abbastanza prevedibile: chi ha più thread e una frequenza più alta guadagna punteggio. Di conseguenza, i processori i7-8700 e i9-9900k sono in testa. La differenza tra i processori i7-7700 e i7-7700k è del 10% nei test single-core e multi-core. Il divario tra i7-7700 e i7-8700 è del 38% e quello tra i7-7700 e i9-9900k è del 49%, ovvero quasi il doppio, ma il divario rispetto all'i7-9700k è di solo il 15%.
Collegamenti ai risultati dei test:
Risultati dei test dal pacchetto The Phoronix Test Suite
Nel test di John The Ripper, la differenza tra i gemelli i7-7700 e i7-7700k è del 10% a favore del "k", grazie alla differenza nel Turbo Boost. Tra i processori i7-8700 e i7-9700k, la differenza è molto ridotta. L'i9-9900k supera tutti grazie al maggior numero di thread e alla maggiore frequenza di clock: quasi il doppio dei gemelli.
Il risultato del test C-Ray mi sembra il più interessante. La presenza della tecnologia Hyper-Threading nell'i9-9900k in questo test multi-thread offre solo un incremento marginale rispetto all'i7-9700k. Tuttavia, i gemelli hanno perso quasi il doppio rispetto al leader.
Nel test single-thread Himeno, la differenza non è così ampia. Le generazioni dell'8° e del 9° hanno un notevole distacco dai gemelli: l'i9-9900k li supera rispettivamente del 18% e del 15%. La differenza tra l'i7-8700 e l'i7-9700k è nell'ordine dell'errore di misura.
Nel test di compressione 7zip, i gemelli risultano inferiori del 44-48% rispetto al leader i9-9900k. Grazie a un maggior numero di thread, l'i7-8700 supera l'i7-9700k del 9%. Ma questo non basta per superare l'i9-9900k, quindi osserviamo un distacco di quasi il 18%.
Il test sul tempo di compressione con l'algoritmo BZIP2 mostra risultati analoghi: a vincere sono i thread.
La codifica mp3 mostra una «scala» con un distacco massimo del 19,5%. Nel test ffmpeg, l'i9-9900k perdere contro l'i7-8700 e l'i7-9700k, ma supera i modelli a doppio core. Ho ripetuto più volte questo test per l'i9-9900k, ma il risultato è sempre lo stesso. Questo è già inaspettato 🙂 Nel test multithreading, il processore più multitasking di quelli testati ha mostrato un risultato così basso, inferiore rispetto a 9700k e 8700. Non ci sono spiegazioni chiare per questo fenomeno e non voglio fare supposizioni.
Il test openssl mostra una «scala» con una differenza tra il secondo e il terzo gradino. La differenza tra i modelli dual-core e il leader i9-9900k va dal 42% al 47%. Il distacco tra l'i7-8700 e l'i9-9900k è del 14%. L'importante sono i thread e le frequenze.
Nel test Apache, l'i7-9700k ha superato tutti, compreso l'i9-9900k (6%). Ma in generale la differenza non è significativa, anche se c'è un distacco del 24% tra il risultato peggiore dell'i7-7700 e il migliore dell'i7-9700k.
In generale, l'i9-9900k è in testa nella maggior parte dei test, con un'unica eccezione in ffmpeg. Se intendete lavorare con i video, è meglio prendere l'i7-9700k o l'i7-8700. Al secondo posto nella classifica generale c'è l'i7-9700k, che è leggermente indietro rispetto al leader, e nei test ffmpeg e apache lo supera anche. Quindi consiglio entrambi, l'i7-9700k e l'i9-9900k, a chi ha регулярно picchi elevati di utenti sul sito. I processori non dovrebbero deludere. Ho già parlato di video.
L'i7-8700 ha buone prestazioni nei test Sysbench, 7zip e ffmpeg.
In tutti i test, l'i7-7700k è migliore dell'i7-7700 dal 2% al 14%, nel test ffmpeg è del 16%.
Ricordo che non ho fatto alcuna ottimizzazione, a parte quelle indicate all'inizio, il che significa che, installando un sistema pulito su un nostro dedicato appena acquistato, otterrete esattamente gli stessi risultati.
Core, thread, frequenze: sono tutto per noi
In generale, i risultati erano prevedibili e attesi. In quasi tutti i test compare una «scala verso il cielo», che dimostra la dipendenza delle prestazioni dal numero di core, thread e frequenze: più c'è di questo, migliori sono i risultati.
Poiché tutti i soggetti testati sono fondamentalmente dei refresh dello stesso core su un unico processo tecnologico e non hanno differenze architettoniche fondamentali, non siamo riusciti a ottenere prove «scottanti» che dimostrino che i processori differiscano qualitativamente l'uno dall'altro.
La differenza tra i processori i7-9700k e i9-9900k in tutti i test tranne Sysbench tende a zero, in quanto differiscono essenzialmente solo per la presenza della tecnologia Hyper-Threading e per cento megahertz aggiuntivi in modalità Turbo Boost dell'i9-9900k. Nel test Sysbench, al contrario, non conta il numero di core, ma il numero di thread.
C'è un gran divario nei test multithread tra i7-7700(k) e i9-9900k, in alcuni casi persino il doppio. Inoltre, c'è una differenza tra i7-7700 e i7-7700k: i 300 MHz extra danno più reattività all'ultimo.
Non posso nemmeno parlare di un'influenza qualitativa della dimensione della cache sui risultati dei test: ciò che abbiamo, abbiamo. Inoltre, la protezione attivata per le famiglie Spectre/Meltdown dovrebbe ridurre notevolmente l'influenza della sua dimensione sui risultati del test, ma non è certo. Se il rispettabile lettore richiede 'pane e spettacolo' dal nostro reparto marketing, sarò felice di presentarvi una prova con la protezione disattivata.
In effetti, se mi chiedessero: quale processore sceglieresti? — per prima cosa considererei i soldi in tasca e sceglierei quello che posso permettermi. In breve, da punto A a punto B si può arrivare anche con una 'Žiguli', ma con una 'Mercedes' è comunque più veloce e gradevole. I processori basati sulla stessa architettura affrontano più o meno lo stesso spettro di compiti: alcuni lo fanno semplicemente bene, mentre altri eccellono. Sì, come ha dimostrato il testing, non ci sono differenze globali tra di loro. Ma il divario tra i7 e i9 non è scomparso.
Quando si sceglie un processore per alcune specifiche attività specializzate, come lavorare con mp3, compilazione da sorgente o rendering di scene 3D con trattamento della luce, ha senso basarsi sui risultati di test pertinenti. Ad esempio, i designer possono orientarsi direttamente verso l'i7-9700k e l'i9-9900k, mentre per calcoli complessi è opportuno optare per un processore con tecnologia Hyper-Threading, quindi qualsiasi cosa tranne l'i7-9700k. Qui sono i thread a fare la differenza.
Pertanto, consiglio di scegliere ciò che puoi permetterti tenendo conto delle specifiche, e ti porterà felicità.
Nella prova sono stati utilizzati server con processori i7-7700, i7-7700k, i7-8700k, i7-9700k e i9-9900k con . Qualsiasi di essi può essere ordinato con uno sconto del 5% per 3 mesi — contattate il con la frase codice 'Io sono da Habr'. Se paghi per un anno, c'è un ulteriore 10% di sconto.
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Fonte: habr.com
