La piattaforma LGA2066 e i processori della famiglia Skylake-X sono stati introdotti da Intel più di un anno e mezzo fa. Inizialmente, questa soluzione era indirizzata dall'azienda al segmento HEDT, cioè ai sistemi ad alte prestazioni per gli utenti che creano ed elaborano contenuti, perché Skylake-X conteneva un numero significativamente maggiore di core di calcolo rispetto ai soliti rappresentanti di Kaby Famiglie Lake e Coffee Lake.
Tuttavia, nel tempo trascorso dall'introduzione di Skylake-X, il panorama nel mercato dei processori è cambiato in modo significativo e oggi CPU abbastanza convenienti possono avere sei o anche otto core di elaborazione e promettenti CPU mainstream, che dovrebbero essere rilasciate entro quest'anno potrà avere dieci o anche dodici core. Questo rende Skylake-X un chip inutile? Molto probabilmente no. In primo luogo, tra i rappresentanti di questa serie ci sono offerte con 16 e 18 core, e nel prossimo futuro sicuramente non ci saranno opzioni di massa come queste sul mercato. In secondo luogo, la piattaforma LGA2066 presenta altri vantaggi che la distinguono dai processori consumer convenzionali, come la superiorità nel numero di canali di memoria e nelle corsie PCI Express disponibili.
Pertanto, l'aggiornamento cosmetico della linea Skylake-X, effettuato dal colosso dei microprocessori alla fine dello scorso anno, sembrava abbastanza logico: si adattava perfettamente al programma di annunci annuali di Intel. Tuttavia, l'atteggiamento del produttore nei confronti dei nuovi prodotti HEDT è stato un po' sorprendente: l'azienda non solo non ha rivisto i prezzi, ma ha anche rifiutato di fornire campioni di processori alla stampa informatica, limitandosi solo a una presentazione formale e al successivo inizio delle vendite .
Apparentemente l'azienda considerava i nuovi Skylake-X prodotti secondari e poco interessanti, ma fondamentalmente non siamo d'accordo con questa formulazione. Sì, il numero di core di calcolo per i rappresentanti di questa gamma di modelli non è aumentato durante il processo di aggiornamento. Tuttavia, incorporano altri miglioramenti interessanti: i nuovi prodotti hanno una maggiore velocità di clock, una maggiore capacità della cache L3 e un'interfaccia termica interna migliorata. Pertanto, abbiamo comunque deciso di prestare una certa attenzione allo Skylake-X aggiornato, in cui siamo stati molto aiutati dal negozio di computer Regard, che ha accettato di fornire una coppia di nuovi processori a dieci core LGA2066 per la ricerca: Core i9-9820X e Core i9-9900X.
Inoltre, dal momento stesso dell'annuncio di Skylake-X Refresh, siamo stati perseguitati dalla domanda: perché Intel ha scelto un nome confusamente simile al popolare Core i9-9900K a otto core per il vecchio processore HEDT a dieci core? Cosa significa questo? E ora abbiamo la possibilità di capirlo...
Aggiornamento della formazione Skylake-X
Intel ha annunciato la comparsa di nuovi processori LGA2066 con numeri di modello della novemillesima serie nell'ottobre dello scorso anno. I nuovi prodotti 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, condizionatamente entry-level. Nella nuova generazione non ci sono processori six-core o quad-core per LGA2066, il che non sorprende data la rapida crescita delle capacità della piattaforma LGA1151v2.
| Nuclei/fili | Frequenza di base, GHz | Frequenza turbo, GHz | Cache L3, MB | Память | TDP, Vt | Prezzo | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 |
Il cambiamento più evidente nei processori elencati nella tabella, rispetto ai precedenti modelli della serie Skylake-X 200, è stato l'aumento della velocità di clock. Le frequenze nominali sono aumentate di 600-200 MHz e le frequenze massime raggiunte quando è attivata la modalità turbo sono aumentate di 300-1,375 MHz. Inoltre, i rappresentanti più giovani della serie hanno aumentato il volume della memoria cache di terzo livello. In precedenza veniva calcolato in base alla regola “2 MB per core”, ma ora ogni core può avere fino a circa 7 MB di cache. Infine, il controller PCI Express del Core i9800-44X a otto core è stato completamente sbloccato, grazie al quale questo processore ha a sua disposizione tutte le 10 corsie, che prima erano disponibili solo nei processori con XNUMX o più core.
Tuttavia, tutti questi piacevoli cambiamenti hanno comportato un aumento della generazione di calore. Mentre la prima generazione Skylake-X aveva un pacchetto termico limitato a 140 W, i nuovi processori aumentano la caratteristica TDP a 165 W. In altre parole, per le maggiori frequenze assegnate ai nuovi processori senza modifiche fondamentali nel processo tecnologico a 14 nm utilizzato per la loro produzione, si deve pagare con limiti energetici e termici ampliati.
È vero, la stessa Intel afferma che l'introduzione della terza versione della tecnologia di produzione, nome in codice 14++ nm, che ora viene utilizzata per produrre i processori Coffee Lake e Coffee Lake Refresh, ha permesso di aumentare le caratteristiche di velocità. E se non fosse per questo, il rilascio di calore potrebbe essere ancora maggiore. Ma non c'è motivo di temere che il nuovo Skylake-X possa suscettirsi al surriscaldamento. Il materiale di interfaccia termica migliorato sotto la copertura di distribuzione del calore dovrebbe ridurre le temperature operative dei nuovi processori. Al posto della pasta termica polimerica utilizzata in precedenza è stata sostituita una lega per saldatura con conducibilità termica ovviamente più elevata.
Ma tutto quanto sopra menzionato è solo la punta dell’iceberg. Il fatto è che il cambiamento nelle specifiche, e soprattutto l'aumento del volume della memoria cache di terzo livello, ha una base molto più inaspettata. Ora, per produrre processori HEDT, Intel ha iniziato a utilizzare cristalli semiconduttori dal significato leggermente diverso.
Ciò significa quanto segue: i processori HEDT sono sempre stati una varietà desktop di chip per server. Tradizionalmente, Intel ha preso le modifiche più recenti dello Xeon, ha adattato loro il controller di memoria e alcune altre caratteristiche e le ha trasferite nell'ambiente desktop. Allo stesso tempo, mentre per i suoi prodotti server Intel produceva tre versioni di cristalli semiconduttori: LCC (Low Core Count) con 10 core, HCC (High Core Count) con 18 core e XCC (eXtreme Core Count) con 28 core, nei desktop I processori HEDT includevano solo le versioni più semplici dei cristalli. Pertanto, i processori Skylake-X di prima generazione con 6, 8 e 10 core utilizzavano un cristallo LCC e le modifiche con 12, 14, 16 e 18 core utilizzavano un cristallo HCC.
Nello Skylake-X aggiornato, di cui parliamo oggi, la versione di fascia bassa del cristallo LCC non viene più utilizzata. Tutti i nuovi processori HEDT della novemillesima serie, comprese le versioni a otto e dieci core, si basano sul cristallo HCC. Cioè, anche il Core i7-9800X o il Core i9-9900X ha potenzialmente 18 core, ma una parte significativa di essi è bloccata nell'hardware in fase di produzione.
Questa decisione, strana a prima vista, è stata presa proprio per aumentare la quantità di memoria cache nei nuovi processori. La struttura interna di Skylake-X presuppone che a ciascun core di calcolo venga allocata una porzione di memoria cache con un volume di 1,375 MB. E se lo stesso Core i9-9900X avesse utilizzato un cristallo LCC di fascia bassa, questo processore sicuramente non sarebbe riuscito ad ottenere più di 13,75 MB di cache L3. Il die HCC più grande è più flessibile da questo punto di vista, ha un totale di 24,75 MB di cache, e questo volume aumentato viene parzialmente utilizzato nei processori a otto e dieci core della nuova ondata.
Di conseguenza, tutti gli Skylake-X sono diventati unificati nel design, ma lo svantaggio di questa unificazione è stato l'uso diffuso di un die semiconduttore molto grande con un'area di circa 485 mm2, che è più di due volte e mezzo più grande di l'area dello stampo del Coffee Lake Refresh a otto core. Ciò significa che qualsiasi processore LGA2066 della novemillesima serie ha un costo significativamente più elevato rispetto allo stesso Core i9-9900K. Ma nonostante ciò, il Core i9-9800X a otto core nel listino prezzi ufficiale costa solo 100 dollari in più rispetto al Core i9-9900K. Pertanto, è ragionevole supporre che la produzione di processori a otto e dieci core basati su cristalli a 18 core abbia ancora un senso economico per Intel, ad esempio l'azienda sfrutta questa opportunità per vendere cristalli semiconduttori con un gran numero di processi di produzione difetti, che fino ad ora non riuscivano a trovare un degno utilizzo.
Maggiori informazioni sui dieci core Core i9-9900X e Core i9-9820X
Per i test, abbiamo preso due processori a dieci core della "nuova ondata": Core i9-9900X e Core i9-9820X. Anche se queste CPU sono passate ad un nuovo cristallo HCC, non sono cambiate molto rispetto al Core i9-7900X. Di solito, quando rilasciava la seconda generazione di processori per le versioni precedenti della piattaforma HEDT, Intel li trasferiva su una microarchitettura più recente, ma ciò non è avvenuto ora. Le modifiche hanno interessato solo i parametri numerici, ma qualitativamente sotto forma di Core i9-9900X e Core i9-9820X abbiamo quasi la stessa cosa offerta dal Core i9-7900X a dieci core del 2017.
Ma gli Skylake-X di seconda generazione non hanno problemi di compatibilità: funzionano in modo eccellente con le schede madri LGA2066 esistenti basate sul set logico di sistema Intel X299. Come i loro predecessori, hanno un controller di memoria DDR4 a quattro canali e il controller PCI Express 3.0 integrato supporta 44 corsie, che in teoria possono essere divise in un numero arbitrario di slot, da tre a undici.
Tuttavia, il cristallo del semiconduttore HCC alla base del Core i9-9900X e del Core i9-9820X è leggermente diverso dai cristalli utilizzati in precedenza nel vecchio Skylake-X. Sebbene lo stepping formale abbia mantenuto il numero M0, tipico delle versioni iniziali di Skylake-X con più di 12 core, Intel ha ora iniziato a utilizzare maschere litografiche modificate nel processo di produzione grazie all'uso di un più maturo 14++ nm tecnologia di processo invece della precedente tecnologia di processo da 14+ nm. La differenza fondamentale tra le tecnologie è il passo leggermente più ampio tra i gate dei transistor, che, come abbiamo già visto con Coffee Lake, ha un effetto positivo sul potenziale di frequenza.
A livello di microarchitettura non ci sono cambiamenti. Sorprendentemente, i nuovi processori Skylake-X Refresh non includevano nemmeno alcuna correzione hardware per combattere le vulnerabilità Meltdown e Spectre. E questo è molto strano visto che nel prodotto parallelo Coffee Lake Refresh, uscito nello stesso periodo, erano già apparse alcune patch. Ad esempio, i moderni processori LGA1151v2 sono protetti dagli attacchi Meltdown (Variante 3) e L1TF (Variante 5) a livello hardware.
Ma questa non è nemmeno la cosa più offensiva. Il motivo principale della frustrazione è la mancanza di modifiche nello schema di combinazione dei componenti del processore in un unico insieme. Skylake-X Refresh continua a utilizzare una rete mesh peer-to-peer sovrapposta a una serie di core del processore. Questo schema di connessione inter-core funziona bene con un aumento significativo del numero di core nei processori server, ma per i prodotti HEDT con un numero di core non troppo elevato è molto meno adatto a un bus ad anello tradizionale, causando un drammatico aumento delle latenze . Uno dei metodi per combattere questo effetto negativo potrebbe essere quello di velocizzare le connessioni Mesh, ma qui tutto rimane uguale. La frequenza operativa delle interconnessioni sia nel precedente che nell'attuale Skylake-X è fissata a 2,4 GHz, quindi la cache L3 e il controller di memoria dei processori LGA2066 hanno una latenza notevolmente peggiore rispetto al massiccio Coffee Lake Refresh. È vero, ciò è in parte compensato dalla cache di secondo livello ampliata, che in Skylake-X ha un volume di 1 MB per core, e non quattro volte inferiore.
Tutto ciò può essere facilmente illustrato da un grafico della latenza del sottosistema di memoria dei processori Skylake-X dell'attuale generazione rispetto a Coffee Lake Refresh. Ciò mostra chiaramente la mancanza di miglioramenti nella situazione di latenza dei nuovi processori HEDT.
Ma i nuovi processori a dieci core possono vantare progressi in termini di velocità di clock e dimensioni della memoria cache. Ad esempio, il Core i9-9900X ha una cache L3 vittimizzata di 19,25 MB, che è il 40% più grande della dimensione della cache del precedente processore a dieci core, Core i9-7900X. La frequenza 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 gli stessi 4,5 GHz a disposizione del processore a dieci core della generazione precedente. In entrambi i casi, per raggiungere i 4,5 GHz è necessario l'utilizzo della tecnologia Turbo Boost Max 3.0; con la modalità turbo tradizionale, la frequenza massima per il Core i9-9900X è di 4,4 GHz.
Tuttavia, in pratica, la situazione con le frequenze del Core i9-9900X è leggermente diversa. Quando tutti i core sono caricati, il processore funziona a 4,1 GHz.
Se questo carico utilizza istruzioni AVX, la frequenza del processore viene ridotta a 3,8 GHz.
E le istruzioni a 512 bit più dispendiose in termini di risorse del nuovo set AVX-512, a pieno carico su tutti i core, costringono il processore a rallentare a 3,4 GHz, che, va notato, è persino inferiore alla frequenza nominale dichiarata nelle specifiche.
Se parliamo del Core i9-9820X a dieci core, che è un gradino più in basso, differisce dal fratello maggiore principalmente per la quantità di memoria cache di terzo livello, che viene ridotta a 16,5 MB. Anche le frequenze nominali sono leggermente inferiori, ma non dobbiamo dimenticare che tutti i processori Intel HEDT dispongono di moltiplicatori gratuiti, che consentiranno agli appassionati di ignorare questo inconveniente.
Tuttavia, la frequenza nominale del Core i9-9820X è di 3,3 GHz e 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.
In pratica, quando si utilizza il processore con le impostazioni predefinite e il carico su tutti i core, il Core i9-9820X è in grado di funzionare ad una frequenza di 4,0 GHz.
Se il carico utilizza istruzioni AVX, il processore riduce la frequenza operativa a 3,8 GHz.
E in modalità AVX-512, la frequenza del Core i9-9820X scende al valore nominale di 3,3 GHz.
Parlando di come i nuovi processori LGA2066 a dieci core siano migliori del vecchio Core i9-7900X, non possiamo fare a meno di ricordare il passaggio all'utilizzo di un'interfaccia termica interna più efficiente. Il cappuccio di dissipazione del calore è ora saldato allo stampo in modo simile al Coffee Lake Refresh. Intel afferma che per questo motivo i nuovi processori vengono raffreddati in modo più efficiente e funzionano a temperature più basse, ma ci sono due avvertimenti. In primo luogo, la saldatura utilizzata da Intel non è particolarmente popolare tra gli overclocker, poiché è meno efficiente del metallo liquido. E in secondo luogo, ora la procedura di scalping è inaccessibile alla maggior parte degli appassionati: è diventato molto difficile rimuovere la cover senza danneggiare il processore, quindi è estremamente difficile migliorare l'interfaccia termica esistente.
Per concludere la storia sulle caratteristiche del Core i9-9900X e del Core i9-9820X, vale la pena menzionare i prezzi. In questo caso Intel non ha mostrato alcuna fantasia e ha fissato il prezzo del vecchio Core i9-9900X a dieci core agli stessi 989 dollari richiesti per il processore Core i9-7900X della generazione precedente. Ma il Core i9-9820X costa $ 100 in meno, il che lo rende un'offerta più interessante per gli appassionati, perché è improbabile che la cache L15 più piccola del 3% abbia un impatto significativo sulle prestazioni e sulle velocità di clock nominali per i veri appassionati di alte prestazioni. non hanno significati.
Fonte: 3dnews.ru