Nuovo articolo: Core i9-9900X contro Core i9-9900K: la lettera cambia tutto

La piattaforma LGA2066 e i processori della famiglia Skylake-X sono stati presentati da Intel oltre un anno e mezzo fa. Inizialmente, questa soluzione era destinata al segmento HEDT, cioè a sistemi ad alte prestazioni per utenti che si occupano di creazione e elaborazione di contenuti, poiché gli Skylake-X contenevano un numero significativamente maggiore di core rispetto ai familiari Kaby Lake e Coffee Lake.

Tuttavia, nel tempo trascorso dalla comparsa degli Skylake-X, il panorama del mercato dei processori è cambiato notevolmente, e oggi CPU abbastanza accessibili possono avere sei o addirittura otto core, mentre le promettenti CPU di massa che dovrebbero essere lanciate nel corso di quest'anno potrebbero avere dieci o addirittura dodici core. Questo rende gli Skylake-X dei chip obsoleti? Probabilmente no. Innanzitutto, tra i rappresentanti di questa serie esistono modelli con 16 e 18 core, e opzioni simili di massa non ci saranno sicuramente a breve sul mercato. In secondo luogo, nella piattaforma LGA2066 sono presenti altri vantaggi che la distinguono dai processori consumer tradizionali, come il superamento nel numero di canali di memoria e nelle linee PCI Express disponibili.

Pertanto, l'aggiornamento cosmetico della gamma di Skylake-X, che il colosso dei microprocessori ha effettuato alla fine dell'anno scorso, è sembrato del tutto naturale: si inseriva perfettamente nel programma annuale di annunci di Intel. Tuttavia, l'atteggiamento del produttore verso le sue novità HEDT ha un po' sorpreso: l'azienda non solo non ha rivisto i prezzi, ma ha anche rifiutato di fornire campioni di processori alla stampa IT, limitandosi a una presentazione formale e all'inizio delle vendite.

A quanto pare, l'azienda ha considerato i nuovi Skylake-X come prodotti di seconda mano e poco interessanti, tuttavia non siamo affatto d'accordo con questa formulazione. Sì, il numero di core nei rappresentanti di questa gamma di modelli non è aumentato durante l'aggiornamento. Tuttavia, sono state introdotte altre interessanti migliorie: le novità hanno ottenuto frequenze di clock maggiorate, un aumento della memoria L3 cache e un migliorato interfaccia termico interno. Pertanto, abbiamo deciso di dare attenzione ai nuovi Skylake-X, in questo ci ha molto aiutato il negozio di computer "Regard", che ha accettato di fornire per la ricerca un paio di nuovi processori LGA2066 a dieci core: Core i9-9820X e Core i9-9900X.

Inoltre, fin dal momento dell'annuncio degli Skylake-X Refresh, una domanda ci ha tormentato: perché per il processore HEDT a dieci core più potente Intel ha scelto un nome simile fino al punto di confonderlo con il popolare processore a otto core Core i9-9900K? Cosa significa? E ora abbiamo finalmente l'opportunità di chiarirlo...

Gamma dei modelli Skylake-X Refresh

Intel ha annunciato l'arrivo di nuovi processori LGA2066 con numeri di modello della serie novemila già nell'ottobre dello scorso anno. Le novità includevano sette modelli: sei processori della serie Core i9 con un numero di core da 10 a 18 e un modello Core i7 a otto core di livello base. Non sono previsti più processori a sei core e quattro core per LGA2066 in questa nuova generazione, il che non è affatto sorprendente data la notevole crescita delle capacità della piattaforma LGA1151v2.

Il cambiamento più significativo nei processori elencati nella tabella, rispetto ai modelli precedenti della serie Skylake-X a sette millenni, è stato l'aumento delle frequenze di clock. Le frequenze nominali sono aumentate di 200-600 MHz, mentre le frequenze massime, raggiunte attivando la modalità turbo, sono cresciute di 200-300 MHz. Inoltre, i rappresentanti più piccoli della serie hanno visto aumentare la dimensione della cache di terzo livello. In passato, questa veniva calcolata secondo la regola "1,375 MB per core", mentre ora può arrivare a circa 2 MB di cache per ogni core. Infine, il controller PCI Express del Core i7-9800X a otto core è stato completamente sbloccato, consentendo a questo processore di disporre di tutte le 44 linee, precedentemente disponibili solo nei processori con 10 o più core.

Tuttavia, tutti questi piacevoli cambiamenti hanno comportato anche un aumento del calore dissipato. Mentre la prima generazione di Skylake-X aveva un pacchetto termico limitato a 140 W, i nuovi processori hanno visto il loro TDP aumentare a 165 W. In altre parole, per le frequenze elevate assegnate ai nuovi processori, senza cambiamenti significativi nel processo tecnologico a 14 nm utilizzato per la loro produzione, ci sono costi in termini di limiti energetici e termici ampliati.

Tuttavia, Intel stessa afferma che la possibilità di alzare le prestazioni è dovuta all'introduzione della tecnologia di produzione di terza generazione, chiamata provvisoriamente 14++ nm, secondo la quale vengono attualmente realizzati i processori Coffee Lake e Coffee Lake Refresh. Se non fosse stato per questo, il calore dissipato sarebbe potuto essere ancora più elevato. Tuttavia, non c'è motivo di temere che i nuovi Skylake-X possano surriscaldarsi. A ridurre le temperature operative dei nuovi processori ci penserà un materiale termico migliorato sotto il coperchio di distribuzione del calore. La pasta termica polimerica utilizzata in precedenza è stata sostituita da una lega con una conduttività termica notevolmente superiore.

Ma tutto ciò di cui si è parlato sopra è solo la punta dell'iceberg. Infatti, il cambiamento delle specifiche, in particolare l'aumento delle dimensioni della cache di terzo livello, ha basi molto più inaspettate. Ora Intel utilizza diversi cristalli semiconduttori "di senso" per la produzione di processori HEDT.

Significa quanto segue: i processori HEDT sono sempre stati una variante desktop dei chip server. Tradizionalmente, Intel prendeva le versioni più piccole degli Xeon, le adattava con un controller di memoria e alcune altre caratteristiche e le trasferiva in un contesto desktop. Mentre per i suoi prodotti server, Intel produceva tre varianti di chip semiconduttori: LCC (Low Core Count) con 10 core, HCC (High Core Count) con 18 core e XCC (eXtreme Core Count) con 28 core, nei processori desktop HEDT arrivavano solo le versioni più semplici dei chip. Ad esempio, nei processori Skylake-X di prima generazione, con 6, 8 e 10 core, veniva utilizzato il chip LCC, mentre nelle varianti con 12, 14, 16 e 18 core veniva utilizzato il chip HCC.

Nei nuovi Skylake-X, di cui si parla oggi, la versione inferiore del chip LCC non è più utilizzata. Tutti i nuovi processori HEDT della serie 9000, comprese le varianti a otto e dieci core, si basano sul chip HCC. Quindi, anche nel Core i7-9800X o nel Core i9-9900X, ci sono potenzialmente 18 core, ma una parte significativa di essi è bloccata a livello hardware durante la produzione.

Questa scelta, a prima vista strana, è stata presa proprio per aumentare la quantità di cache nei nuovi processori. La struttura interna degli Skylake-X prevede che a ciascun core di calcolo venga assegnata una porzione di cache di 1,375 MB. E se nel Core i9-9900X fosse stato usato il chip più piccolo LCC, questo processore non sarebbe potuto avere più di 13,75 MB di L3 cache. Il chip HCC più grande è più flessibile in questo senso, in quanto include un totale di 24,75 MB di cache, e questo volume aumentato è parzialmente impiegato nei processori a otto e dieci core della nuova generazione.

Di conseguenza, tutte le Skylake-X sono state uniformate nel design, ma il rovescio della medaglia di tale uniformità è stato l'uso diffuso di un grosso cristallo semiconduttore con un'area di circa 485 mm2, che supera di oltre due volte e mezzo l'area del cristallo degli otto core Coffee Lake Refresh. Ciò significa che qualsiasi processore della serie nove mila con socket LGA2066 ha un costo di produzione significativamente più elevato rispetto allo stesso Core i9-9900K. Tuttavia, nonostante questo, l'ottocore Core i9-9800X è valutato nel listino ufficiale solo $100 in più rispetto al Core i9-9900K. Pertanto, è ragionevole supporre che la produzione di processori ad otto e dieci core basati su cristalli a 18 core abbia comunque un senso economico per Intel, ad esempio, l'azienda sfrutta questa opportunità per realizzare cristalli semiconduttori con un numero più elevato di difetti di produzione che fino ad ora non avevano trovato un'applicazione adeguata.

Maggiori informazioni sui Core i9-9900X e Core i9-9820X a dieci core

Per effettuare i test, abbiamo preso due processori a dieci core della "nuova generazione" – il Core i9-9900X e il Core i9-9820X. Nonostante questi CPU siano passati a un nuovo cristallo HCC, rispetto al Core i9-7900X non sono cambiati molto. Di solito Intel, al momento del lancio delle seconde generazioni di processori per le precedenti varianti della piattaforma HEDT, li trasferiva su una microarchitettura più recente, ma questa volta non è successo. Le modifiche riguardano solo i parametri numerici, mentre qualitativamente, nel caso del Core i9-9900X e del Core i9-9820X, abbiamo praticamente lo stesso di quanto offerto dal Core i9-7900X a dieci core del 2017.

Tuttavia, le Skylake-X di seconda generazione non hanno problemi di compatibilità: funzionano perfettamente sulle schede madri LGA2066 esistenti, basate sul chipset Intel X299. Come i loro predecessori, possiedono un controller di memoria DDR4 a quattro canali, e il controller PCI Express 3.0 integrato supporta 44 linee, che in teoria possono essere suddivise in un numero arbitrario di slot — da tre a undici.

Tuttavia, il cristallo semiconduttore HCC, alla base del Core i9-9900X e del Core i9-9820X, differisce in qualche modo dai cristalli utilizzati nelle versioni superiori di Skylake-X in precedenza. Sebbene il stepping formale abbia mantenuto il numero M0, caratteristico delle versioni iniziali di Skylake-X con più di 12 core, Intel ha iniziato a utilizzare maschere litografiche modificate nel processo produttivo a causa dell'adozione di un processo tecnologico più maturo da 14++ nm, invece del precedente processo da 14+ nm. La principale differenza tecnologica risiede in un passo leggermente maggiore tra i gate dei transistor, il che, come già visto negli esempi di Coffee Lake, porta a un miglioramento del potenziale di frequenza.

A livello di microarchitettura, non ci sono cambiamenti significativi. È sorprendente, ma nei nuovi processori Skylake-X Refresh non sono stati nemmeno introdotti correttivi hardware per affrontare le vulnerabilità Meltdown e Spectre. Questo è molto strano considerando che nel prodotto parallelo Coffee Lake Refresh, rilasciato nello stesso periodo, alcune patch erano già disponibili. Ad esempio, i moderni processori LGA1151v2 sono protetti contro gli attacchi Meltdown (Variant 3) e L1TF (Variant 5) a livello hardware.

Tuttavia, ciò che è più deludente non è nemmeno questo. La principale ragione di frustrazione è l'assenza di cambiamenti nello schema di integrazione dei componenti del processore in un'unica entità. Nei Skylake-X Refresh continua a essere utilizzata una rete Mesh a celle peer-to-peer, sovrapposta a un array di core del processore. Questo schema di connessioni tra core si comporta bene con un significativo aumento del numero di core nei processori server, ma per i prodotti HEDT con un numero di core non troppo elevato è decisamente meno adatta rispetto a un tradizionale bus circolare, causando un aumento drammatico delle latenze. Uno dei metodi per combattere questo effetto negativo sarebbe poter velocizzare le connessioni Mesh, ma qui tutto è rimasto com'era. La frequenza di funzionamento delle interconnessioni, sia nei precedenti che nei correnti Skylake-X, è fissata a 2,4 GHz, pertanto la latenza della cache L3 e del controller di memoria nei processori LGA2066 è notevolmente peggiore rispetto a quella dei massicci Coffee Lake Refresh. Tuttavia, questo è in parte compensato dall'aumento della cache di secondo livello, che nei Skylake-X ha una dimensione di 1 MB per core, piuttosto che quattro volte inferiore.

Tutto ciò può essere facilmente illustrato con un grafico della latenza del sottosistema di memoria dei processori Skylake-X di nuova generazione rispetto a Coffee Lake Refresh. Mostra chiaramente l'assenza di miglioramenti nella situazione dei ritardi nei nuovi processori HEDT.

Tuttavia, i nuovi processori a dieci core possono vantare progressi nelle frequenze operative e nella dimensione della cache. Ad esempio, il Core i9-9900X dispone di una cache L3 di 19,25 MB, il che costituisce un aumento del 40 % rispetto alla cache del precedente processore a dieci core, il Core i9-7900X. La frequenza di base del nuovo modello è aumentata da 3,3 a 3,5 GHz, ma la frequenza massima del Core i9-9900X in modalità turbo può raggiungere i 4,5 GHz, livelli già disponibili nel processore a dieci core della generazione precedente. In entrambi i casi, raggiungere il valore di 4,5 GHz richiede l'uso della tecnologia Turbo Boost Max 3.0, mentre con la modalità turbo tradizionale, la frequenza massima per il Core i9-9900X è di 4,4 GHz.

Tuttavia, nella pratica, la situazione riguardo le frequenze del Core i9-9900X si presenta in modo diverso. Sotto carico su tutti i core, il processore funziona a una frequenza di 4,1 GHz.

Se questo carico implica l'uso di istruzioni AVX, la frequenza del processore scende a 3,8 GHz.

Le istruzioni 512-bit più pesanti del nuovo set AVX-512, sotto pieno carico su tutti i core, costringono il processore a ridurre la frequenza a 3,4 GHz, il che, bisogna notare, è addirittura inferiore alla frequenza nominale dichiarata nelle specifiche.

Parlando del Core i9-9820X a dieci core, che si colloca un gradino sotto, questo si differenzia dal suo analogo più potente principalmente per la dimensione della cache L3, che è stata ridotta a 16,5 MB. Le frequenze nominali sono leggermente inferiori, ma non bisogna dimenticare che tutti i processori HEDT di Intel hanno moltiplicatori sbloccati, il che consente agli appassionati di ignorare questo inconveniente.

Tuttavia, la frequenza nominale del Core i9-9820X è di 3,3 GHz, mentre la frequenza massima in modalità turbo è di 4,1 o 4,2 GHz a seconda che si parli della tecnologia Turbo Boost 2.0 o Turbo Boost Max 3.0.

Nella pratica, utilizzando il processore con le impostazioni predefinite e sotto carico su tutti i core, il Core i9-9820X è in grado di funzionare a 4,0 GHz.

Se il carico utilizza istruzioni AVX, il processore riduce la frequenza a 3,8 GHz.

Infine, in modalità AVX-512, la frequenza del Core i9-9820X scende a quella nominale di 3,3 GHz.

Parlando di come i nuovi processori LGA2066 a dieci core siano superiori al vecchio Core i9-7900X, è impossibile non ricordare la transizione avvenuta verso l'utilizzo di un'interfaccia termica interna più efficace. Il coperchio di dispersione del calore è ora saldato al die, in modo simile a quanto fatto con il Coffee Lake Refresh. Intel afferma che grazie a questo i nuovi processori sono più efficienti nella dissipazione del calore e funzionano a temperature più basse, tuttavia ci sono due aspetti da considerare. In primo luogo, la lega usata da Intel non suscita particolare entusiasmo tra gli overclocker, in quanto è meno efficace rispetto al metallo liquido. In secondo luogo, ora la maggior parte degli appassionati non ha accesso alla procedura di scollamento: rimuovere il coperchio senza danneggiare il processore è diventato molto difficile, rendendo pertanto estremamente complicato migliorare l'interfaccia termica esistente.

In conclusione quanto alle caratteristiche del Core i9-9900X e del Core i9-9820X, vale la pena menzionare anche i prezzi. Qui Intel non ha mostrato alcuna fantasia e ha fissato il prezzo del processore Core i9-9900X, il modello top a dieci core, a $989, lo stesso prezzo richiesto per il Core i9-7900X della generazione precedente. Tuttavia, il Core i9-9820X costa $100 in meno, rendendolo un'offerta più interessante per gli appassionati, dato che una riduzione del 15% della cache L3 non avrà probabilmente un impatto significativo sulle prestazioni, e le frequenze di clock nominali non sono di alcuna rilevanza per i veri appassionati delle alte performance.

Fonte: 3dnews.ru