Met de komst van de zevende generatie Intel Core-processors werd het voor velen duidelijk dat de ‘Tick-tock’-strategie die Intel al die tijd had gevolgd, had gefaald. De belofte om het technologische proces terug te brengen van 14 naar 10 nm bleef een belofte, het lange tijdperk van "Taka" Skylake begon, waarin Kaby Lake plaatsvond (zevende generatie), plotseling Coffee Lake (achtste) met een kleine verandering in het technologische proces van 14 nm tot 14 nm+ en zelfs Coffee Lake Refresh (negende). Het lijkt erop dat Intel echt een kleine koffiepauze nodig had. Als gevolg hiervan hebben we enerzijds verschillende processors van verschillende generaties, die gebaseerd zijn op dezelfde Skylake-microarchitectuur. En aan de andere kant de verzekering van Intel dat elke nieuwe processor beter is dan de vorige. Toegegeven, het is niet erg duidelijk waarom precies...
Laten we dus teruggaan naar onze generaties. En laten we eens kijken hoe ze verschillen.
Kaby Lake
De opkomst van verwerkers in de detailhandel vond begin 2017 plaats. Wat is er nieuw in deze familie ten opzichte van zijn voorganger? Allereerst is dit een nieuwe grafische kern - Intel UHD 630. Plus ondersteuning voor Intel Optane-geheugentechnologie (3D Xpoint), evenals een nieuwe chipset uit de 200-serie (de 6e generatie werkte met de 100-serie). En dat zijn alle echt interessante innovaties.
Coffee Lake
De 8e generatie, met de codenaam Coffee Lake, werd eind 2017 uitgebracht. In processors van deze generatie werden cores en proportioneel cache op het derde niveau toegevoegd, Turbo Boost werd verhoogd met 200 megahertz, ondersteuning voor DDR4-2666 werd toegevoegd (voorheen was er DDR4-2400), maar ondersteuning voor DDR3 werd afgesneden. De grafische kern bleef hetzelfde, maar kreeg 50 MHz. Voor alle frequentieverhogingen moesten we betalen door het warmtepakket te verhogen naar 95 watt. En natuurlijk de nieuwe chipset uit de 300-serie. Dit laatste was helemaal niet nodig, omdat specialisten deze familie al snel konden lanceren op chipsets uit de 100-serie, hoewel vertegenwoordigers van Intel verklaarden dat dit onmogelijk was vanwege het ontwerp van stroomcircuits. Later gaf Intel echter officieel toe dat het verkeerd was. Dus wat is er nieuw in de 8e familie? In feite lijkt het meer op een reguliere vernieuwing met de toevoeging van kernen en frequenties.
Coffee Lake verversen
Ha! Hier is een opfrisser voor ons! In het vierde kwartaal van 2018 werden Coffee Lake-processors van de 9e generatie uitgebracht, uitgerust met hardwarebescherming tegen enkele Meltdown/Spectre-kwetsbaarheden. Hardwarewijzigingen aan de nieuwe chips beschermen tegen Meltdown V3 en L1 Terminal Fault (L1TF Foreshadow). Software- en microcodewijzigingen beschermen tegen Spectre V2-, Meltdown V3a- en V4-aanvallen. Bescherming tegen Spectre V1 wordt nog steeds gepatcht op besturingssysteemniveau. De introductie van patches op chipniveau zou de impact van softwarepatches op de processorprestaties moeten verminderen. Maar Intel implementeerde al dit plezier met bescherming alleen in processors voor het massamarktsegment: i5-9600k, i7-9700k, i9-9900k. Alle anderen, inclusief serveroplossingen, ontvingen geen hardwarebescherming. Voor het eerst in de geschiedenis van Intel-consumentenprocessors ondersteunen Coffee Lake Refresh-processors tot 128 GB RAM. En dat is alles, er verandert niets meer.
Wat hebben we onderaan de streep? Twee jaar vernieuwingen, spelen met kernen en frequenties, plus een reeks kleine verbeteringen. Ik wilde heel graag de prestaties van de belangrijkste vertegenwoordigers van deze families objectief evalueren en vergelijken. Dus toen ik een set van de zevende tot en met de negende generatie bij de hand had (onze i7-7700 en i7-7700k werden onlangs vergezeld door de nieuwe i7-8700, i7-9700k en i9-9900k), heb ik van de situatie geprofiteerd en vijf verschillende gemaakt Intel Core-processors laten zien waartoe ze in staat zijn.
Testen
Bij de tests zijn vijf Intel-processors betrokken: i7-7700, i7-7700k, i7-8700, i7-9700k, i9-9900k.
Prestatiekenmerken van platforms
Intel i7-8700-, i7-9700k- en i9-9900k-processors hebben dezelfde basisconfiguratie:
- Moederbord: Asus PRIME H310T (BIOS 1405),
- RAM: 16 GB DDR4-2400 MT/s Kingston 2 stuks, totaal 32 GB.
- SSD-schijf: 240 GB Patriot Burst 2 stuks in RAID 1 (een gewoonte die door de jaren heen is ontstaan).
Intel i7-7700- en i7-7700k-processors draaien ook op hetzelfde platform:
- Moederbord: Asus H110T (BIOS 3805),
- RAM: 8 GB DDR4-2400MT/s Kingston 2 stuks, totaal 16 GB.
- SSD-schijf: 240 GB Patriot Burst 2 stuks in RAID 1.
We gebruiken op maat gemaakte chassis van 1,5 eenheid hoog. Ze herbergen vier platforms.
Softwareonderdeel: OS CentOS Linux 7 x86_64 (7.6.1810).
Ядро: 3.10.0-957.1.3.el7.x86_64
Er zijn optimalisaties doorgevoerd ten opzichte van de standaardinstallatie: opties toegevoegd voor het starten van de kernellift=noop selinux=0.
Er worden tests uitgevoerd met alle patches van de Spectre-, Meltdown- en Foreshadow-aanvallen terug naar deze kernel. Het is mogelijk dat de testresultaten op nieuwere en actuelere Linux-kernels kunnen verschillen van de verkregen resultaten, en dat de resultaten beter zullen zijn. Maar ten eerste geef ik persoonlijk de voorkeur aan CentOS 7, en ten tweede is RedHat actief bezig met het backporteren van innovaties met betrekking tot hardware-ondersteuning van nieuwe kernels naar zijn LTS. Dat is wat ik hoop :)
Tests gebruikt voor onderzoek
- sysbench
- Geekbench
- Phoronix-testsuite
Sysbench-test
Sysbench is een pakket tests (of benchmarks) voor het beoordelen van de prestaties van verschillende computersubsystemen: processor, RAM, apparaten voor gegevensopslag. De test is multi-threaded, op alle kernen. In deze test heb ik twee indicatoren gemeten:
- CPU-snelheidsgebeurtenissen per seconde - het aantal bewerkingen dat door de processor per seconde wordt uitgevoerd: hoe hoger de waarde, hoe productiever het systeem.
- Algemene statistieken totaal aantal evenementen - totaal aantal voltooide evenementen. Hoe hoger het getal, hoe beter.
Geekbench-test
Een pakket tests uitgevoerd in single-threaded en multi-threaded modus. Als gevolg hiervan wordt voor beide modi een bepaalde prestatie-index afgegeven. Hieronder vindt u links naar testresultaten. In deze test zullen we kijken naar twee hoofdindicatoren:
— Single-Core Score — tests met één thread.
- Multi-Core Score - tests met meerdere threads.
Meeteenheden: abstracte "papegaaien". Hoe meer "papegaaien", hoe beter.
Phoronix-testsuite
Phoronix Test Suite is een zeer rijke reeks tests. Ondanks het feit dat alle tests uit het pts/cpu-pakket zijn uitgevoerd, zal ik alleen de resultaten presenteren van de resultaten die ik persoonlijk bijzonder interessant vond, vooral omdat de resultaten van de weggelaten tests de algemene trend alleen maar versterken.
Bijna alle hier gepresenteerde tests zijn multi-threaded. De enige uitzonderingen zijn twee: single-threaded tests Himeno en LAME MP3-codering.
Bij deze tests geldt: hoe hoger het getal, hoe beter.
- John the Ripper multi-threaded wachtwoordgoktest. Laten we het Blowfish-crypto-algoritme nemen. Meet het aantal bewerkingen per seconde.
- De Himeno-test is een lineaire Poisson-drukoplosser die gebruik maakt van de Jacobi-puntmethode.
- 7-Zip-compressie - 7-Zip-test met p7zip met geïntegreerde prestatietestfunctie.
- OpenSSL is een set tools die de protocollen SSL (Secure Sockets Layer) en TLS (Transport Layer Security) implementeren. Meet de prestaties van RSA 4096-bit OpenSSL.
- Apache Benchmark - De test meet hoeveel verzoeken per seconde een bepaald systeem kan verwerken bij het uitvoeren van 1 verzoeken, waarbij 000 verzoeken tegelijkertijd worden uitgevoerd.
En in deze, als minder beter is
- C-Ray test de CPU-prestaties op basis van drijvende-kommaberekeningen. Deze test is multi-threaded (16 threads per kern), schiet 8 stralen uit elke pixel voor anti-aliasing en genereert een afbeelding van 1600x1200. De uitvoeringstijd van de test wordt gemeten.
- Parallelle BZIP2-compressie - De test meet de tijd die nodig is om een bestand (Linux-kernelbroncode .tar-pakket) te comprimeren met behulp van BZIP2-compressie.
- Codering van audio- en videogegevens. De LAME MP3 Encoding-test wordt uitgevoerd in een enkele thread, terwijl de ffmpeg x264-test multi-threaded wordt uitgevoerd. De tijd die nodig is om de test te voltooien, wordt gemeten.
Zoals u kunt zien, bestaat de testsuite uit puur synthetische tests waarmee u het verschil tussen processors kunt laten zien bij het uitvoeren van bepaalde taken, bijvoorbeeld het klikken op wachtwoorden, het coderen van media-inhoud, cryptografie.
Een synthetische test kan, in tegenstelling tot een test die wordt uitgevoerd onder omstandigheden die de werkelijkheid benaderen, een zekere zuiverheid van het experiment garanderen. Eigenlijk viel de keuze daarom op synthetische stoffen.
Het is mogelijk dat u bij het oplossen van bepaalde problemen in gevechtsomstandigheden uiterst interessante en onverwachte resultaten kunt verkrijgen, maar toch zal de “algemene temperatuur in het ziekenhuis” zo dicht mogelijk bij wat ik uit de testresultaten heb gehaald, komen. Het is ook mogelijk dat als ik de Spectre/Meltdown-beveiliging uitschakel bij het testen van processors van de 9e generatie, ik betere resultaten krijg. Maar vooruitkijkend kan ik zeggen dat ze zich al uitstekend hebben getoond.
Spoiler: kernen, threads en frequenties zullen de boventoon voeren.
Zelfs vóór het testen heb ik de architectuur van deze processorfamilies zorgvuldig bestudeerd, dus ik verwachtte dat er geen significante verschillen tussen de proefpersonen zouden zijn. Bovendien niet zozeer belangrijk als wel buitengewoon: waarom wachten op interessante indicatoren in tests als je metingen uitvoert aan processors die in wezen op één kern zijn gebouwd. Mijn verwachtingen werden waargemaakt, maar sommige dingen liepen toch niet helemaal zoals ik dacht...
En nu eigenlijk de testresultaten.
Het resultaat is vrij logisch: wie meer streams en een hogere frequentie heeft, krijgt punten. Dienovereenkomstig lopen de i7-8700 en i9-9900k voorop. Het verschil tussen i7-7700 en i7-7700k is 10% in single-threaded en multi-threaded tests. De i7-7700 blijft 7% achter op de i8700-38 en 9% op de i9900-49k, dat wil zeggen bijna twee keer, maar tegelijkertijd is de vertraging ten opzichte van de i2-7k slechts 9700%.
Links naar testresultaten:
Testresultaten van The Phoronix Test Suite
In de John The Ripper-test is het verschil tussen de tweelingbroers i7-7700 en i7-7700k 10% in het voordeel van “k”, vanwege het verschil in Turboboost. De i7-8700- en i7-9700k-processors hebben weinig verschil. De i9-9900k presteert beter dan iedereen met meer threads en een hogere kloksnelheid. Bijna het dubbele van het aantal tweelingen.
Het resultaat van de C-Ray-test lijkt mij het meest interessant. De aanwezigheid van Hyper-Treading technologie in de i9-9900k in deze multi-threaded test geeft slechts een lichte stijging ten opzichte van de i7-9700k. Maar de tweeling stond bijna 2 keer achter de leider.
In de Himeno-test met één draad is het verschil niet zo groot. Er is een merkbare kloof tussen de 8e en 9e generatie ten opzichte van de tweeling: de i9-9900k presteert beter dan hen met respectievelijk 18% en 15%. Het verschil tussen de i7-8700 en i7-9700k is het foutniveau.
De tweeling doorstaat de 7zip-compressietest 44-48% slechter dan de leider i9-9900k. Dankzij het hogere aantal threads presteert de i7-8700 7% beter dan de i9700-9k. Maar dit is niet genoeg om de i9-9900k in te halen, dus we zien een vertraging van bijna 18%.
De compressietijdtest met behulp van het BZIP2-algoritme laat vergelijkbare resultaten zien: streams winnen.
MP3-codering is een “ladder” met een maximale marge van 19,5%. Maar in de ffmpeg-test verliest de i9-9900k van de i7-8700 en i7-9700k, maar verslaat hij de tweeling. Ik heb deze test verschillende keren herhaald voor de i9-9900k, maar het resultaat is altijd hetzelfde. Dit is al onverwacht :) In de multi-threaded test liet de meest multi-threaded van de geteste processors zo'n laag resultaat zien, lager dan dat van de 9700k en 8700. Er is geen duidelijke verklaring voor dit fenomeen, en dat doe ik ook niet. Ik wil geen aannames doen.
De openssl-test toont een "ladder" met een opening tussen de tweede en derde sport. Het verschil tussen de tweeling en de leider i9-9900k is van 42% naar 47%. Het verschil tussen de i7-8700 en i9-9900k is 14%. Het belangrijkste zijn stromen en frequenties.
In de Apache-test presteerde de i7-9700k beter dan iedereen, inclusief de i9-9900k (6%). Maar over het algemeen is het verschil niet significant, hoewel er een kloof van 7% zit tussen het slechtste resultaat van de i7700-7 en het beste resultaat van de i9700-24k.
Over het algemeen is de i9-9900k de leider in de meeste tests en faalt alleen in ffmpeg. Als je met video gaat werken kun je beter een i7-9700k of i7-8700 nemen. Op de tweede plaats in het algemeen klassement staat de i7-9700k, iets achter de leider, en zelfs voorop in de ffmpeg- en apache-tests. Dus ik raad hem en de i9-9900k met vertrouwen aan aan degenen die regelmatig een grote toestroom van gebruikers op de site ervaren. Processoren mogen niet falen. Ik zei al over de video.
De i7-8700 presteert goed in de Sysbench-, 7zip- en ffmpeg-tests.
In alle tests is de i7-7700k beter dan de i7-7700 van 2% naar 14%, in de ffmpeg test 16%.
Ik wil u eraan herinneren dat ik geen andere optimalisaties heb uitgevoerd dan degene die in het begin zijn aangegeven, wat betekent dat wanneer u een schoon systeem installeert op een Dedik die u zojuist bij ons heeft gekocht, u precies dezelfde resultaten krijgt.
Kernen, draden, frequenties - ons alles
Over het algemeen waren de resultaten voorspelbaar en te verwachten. In vrijwel alle tests verschijnt een ‘trap naar de hemel’, wat de afhankelijkheid van de prestaties aantoont van het aantal cores, threads en frequenties: meer hiervan, betere resultaten.
Omdat alle proefpersonen in wezen vernieuwingen zijn van dezelfde kern in hetzelfde productieproces en geen fundamentele architectonische verschillen hebben, konden we geen ‘verbluffend’ bewijs verkrijgen dat de processors kwalitatief van elkaar verschillen.
Het verschil tussen de i7-9700k- en i9-9900k-processors neigt in alle tests behalve Sysbench naar nul, omdat ze in wezen alleen verschillen in de aanwezigheid van Hyper-Threading-technologie en honderd extra megahertz in de Turbo Boost-modus voor de i9-9900k. In de Sysbench-test is het precies het tegenovergestelde: het is niet het aantal cores dat beslist, maar het aantal threads.
Er is een zeer grote kloof in multi-threaded tests tussen de i7-7700(k) en i9-9900k, op sommige plaatsen zelfs twee keer zo groot. Er is ook een verschil tussen de i7-7700 en i7-7700k - de extra 300 MHz voegt wendbaarheid toe aan de laatste.
Ik kan ook niet praten over de kwalitatieve impact van de cachegeheugengrootte op de testresultaten - we hebben wat we hebben. Bovendien zou de ingeschakelde bescherming van de Spectre/Meltdown-familie de impact van het volume op de testresultaten aanzienlijk moeten verminderen, maar dit is niet zeker. Als een geachte lezer “brood en circussen” eist van onze marketingafdeling, zal ik u graag testen terwijl de beveiliging uitgeschakeld is.
Als je mij zou vragen: welke processor zou je eigenlijk kiezen? — Ik zou eerst het geld in mijn zak tellen en degene kiezen die genoeg heeft. Kortom: in een Zhiguli kun je van punt A naar punt B komen, maar in een Mercedes is het nog steeds sneller en prettiger. Processoren die op dezelfde architectuur zijn gebaseerd, zullen op de een of andere manier hetzelfde takenpakket aankunnen - sommige gewoon goed, en andere uitstekend. Ja, zoals uit tests is gebleken, zijn er geen mondiale verschillen tussen beide. Maar de kloof tussen de i7 en i9 is niet verdwenen.
Bij het kiezen van een processor voor bepaalde specifieke, zeer gespecialiseerde taken, zoals het werken met mp3, het compileren van bronnen of het weergeven van driedimensionale scènes met lichte verwerking, is het zinvol om je te concentreren op de uitvoering van de bijbehorende tests. Ontwerpers kunnen bijvoorbeeld meteen naar de i7-9700k en i9-9900k kijken, en voor complexe berekeningen een processor met Hyper-Threading-technologie nemen, dat wil zeggen elke processor behalve de i7-9700k. Streams regeren hier.
Daarom raad ik je aan om te kiezen wat je je kunt veroorloven, rekening houdend met de specificaties, en je zult blij zijn.
Bij de tests werden servers gebruikt die waren gebaseerd op i7-7700-, i7-7700k-, i7-8700k-, i7-9700k- en i9-9900k-processors met . Ze kunnen allemaal worden besteld met 5% korting gedurende 3 maanden - contact met de codezin “Ik kom uit Habr.” Bij jaarlijkse betaling minus nog eens 10%.
De hele avond in de arena , systeembeheerder FirstDEDIC
Bron: www.habr.com