LGA2066-plattformen og prosessorene til Skylake-X-familien ble introdusert av Intel for mer enn halvannet år siden. Opprinnelig var denne løsningen rettet av selskapet mot HEDT-segmentet, det vil si høyytelsessystemer for brukere som lager og behandler innhold, fordi Skylake-X inneholdt et betydelig større antall datakjerner sammenlignet med de vanlige representantene for Kaby. Lake og Coffee Lake familier.
Men i tiden som har gått siden introduksjonen av Skylake-X, har landskapet i prosessormarkedet endret seg betydelig, og i dag kan ganske rimelige CPUer ha seks eller til og med åtte prosessorkjerner, og lovende mainstream-CPU-er, som bør utgis innen i år, kan ha ti eller til og med tolv kjerner. Gjør dette Skylake-X til en ubrukelig brikke? Mest sannsynlig nei. For det første er det blant representantene for denne serien tilbud med 16 og 18 kjerner, og det vil definitivt ikke være massealternativer som dem på markedet i nær fremtid. For det andre har LGA2066-plattformen andre fordeler som skiller den fra konvensjonelle forbrukerprosessorer, som overlegenhet i antall minnekanaler og tilgjengelige PCI Express-baner.
Derfor virket den kosmetiske oppdateringen av Skylake-X-serien, som mikroprosessorgiganten utførte på slutten av fjoråret, ganske logisk - den passet perfekt inn i Intels årlige kunngjøringsplan. Imidlertid var produsentens holdning til sine nye HEDT-produkter litt overraskende: selskapet reviderte ikke bare prisene, men nektet også å gi prøver av prosessorer til IT-pressen, og begrenset seg til bare en formell presentasjon og den påfølgende salgsstarten .
Tilsynelatende anså selskapet den nye Skylake-X for å være sekundære og uinteressante produkter, men vi er grunnleggende uenige i denne formuleringen. Ja, antallet datakjerner for representanter for denne modellserien økte ikke under oppdateringsprosessen. Imidlertid inneholder de andre interessante forbedringer: de nye produktene har økte klokkehastigheter, økt L3-bufferkapasitet og et forbedret internt termisk grensesnitt. Derfor bestemte vi oss fortsatt for å ta hensyn til den oppdaterte Skylake-X, der vi ble godt hjulpet av Regard-databutikken, som gikk med på å tilby et par nye LGA2066 ti-kjerners prosessorer for forskning: Core i9-9820X og Core i9-9900X.
I tillegg, helt fra kunngjøringen av Skylake-X Refresh, ble vi hjemsøkt av spørsmålet: hvorfor valgte Intel et navn som til forveksling ligner den populære åttekjerners Core i9-9900K for den eldre ti-kjerners HEDT-prosessoren? Hva betyr dette? Og nå har vi en sjanse til å finne ut av det...
Skylake-X Refresh-serien
Intel annonserte utseendet til nye LGA2066-prosessorer med modellnummer fra den ni tusende serien tilbake i oktober i fjor. De nye produktene inkluderte syv modeller: seks prosessorer i Core i9-serien med et antall kjerner fra 10 til 18 og en åttekjernes Core i7-modell, en betinget entry-level. Det er ingen seks- eller firekjerners prosessorer for LGA2066 i den nye generasjonen, noe som ikke er overraskende gitt den raske veksten av egenskapene til LGA1151v2-plattformen.
| Kjerner/tråder | Grunnfrekvens, GHz | Turbofrekvens, GHz | L3 cache, MB | Память | TDP, Vt | Pris | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Kjerne i9-9980XE | 18/36 | 3,0 | 4,5 | 24,75 | DDR4-2666 | 165 | $ 1 979 |
| Kjerne i9-9960X | 16/32 | 3,1 | 4,5 | 22,0 | DDR4-2666 | 165 | $ 1 684 |
| Kjerne i9-9940X | 14/28 | 3,3 | 4,5 | 19,25 | DDR4-2666 | 165 | $ 1 387 |
| Kjerne i9-9920X | 12/24 | 3,5 | 4,5 | 19,25 | DDR4-2666 | 165 | $ 1 189 |
| Kjerne i9-9900X | 10/20 | 3,5 | 4,5 | 19,25 | DDR4-2666 | 165 | $989 |
| Kjerne i9-9820X | 10/20 | 3,3 | 4,2 | 16,5 | DDR4-2666 | 165 | $889 |
| Kjerne i7-9800X | 8/16 | 3,8 | 4,5 | 16,5 | DDR4-2666 | 165 | $589 |
Den mest merkbare endringen i prosessorene som er oppført i tabellen, sammenlignet med de tidligere modellene i Skylake-X 200-serien, var økningen i klokkehastigheter. Nominelle frekvenser har økt med 600-200 MHz, og de maksimale frekvensene som oppnås når turbomodus er slått på har økt med 300-1,375 MHz. I tillegg har de yngre representantene for serien økt volumet av cache-minne på tredje nivå. Tidligere ble det beregnet basert på regelen "2 MB per kjerne", men nå kan hver kjerne ha opptil omtrent 7 MB hurtigbuffer. Og til slutt har PCI Express-kontrolleren til den åtte-kjerners Core i9800-44X blitt helt ulåst, takket være at denne prosessoren har til disposisjon alle 10 baner, som tidligere kun var tilgjengelige i prosessorer med XNUMX eller flere kjerner.
Imidlertid medførte alle disse hyggelige endringene en økning i varmeutviklingen. Mens første generasjon Skylake-X hadde en termisk pakke begrenset til 140 W, øker de nye prosessorene TDP-karakteristikken til 165 W. Med andre ord, for de økte frekvensene som tildeles nye prosessorer uten noen grunnleggende endringer i den 14-nm teknologiske prosessen som brukes til produksjonen deres, må du betale med utvidede energi- og termiske grenser.
Riktignok hevder Intel selv at introduksjonen av den tredje versjonen av produksjonsteknologien, kodenavnet 14++ nm, som nå brukes til å produsere Coffee Lake og Coffee Lake Refresh-prosessorer, gjorde det mulig å øke hastighetsegenskapene. Og hvis ikke for dette, kan varmeavgivelsen være enda høyere. Men det er ingen grunn til å frykte at den nye Skylake-X kan være utsatt for overoppheting. Forbedret termisk grensesnittmateriale under varmefordelingsdekselet bør redusere driftstemperaturene til nye prosessorer. Plasseringen av den tidligere brukte termiske polymerpastaen ble tatt med loddetinn med åpenbart høyere varmeledningsevne.
Men alt nevnt ovenfor er bare toppen av isfjellet. Faktum er at endringen i spesifikasjoner, og først og fremst økningen i volumet av tredje-nivå cache-minne, har et mye mer uventet grunnlag. Nå, for å produsere HEDT-prosessorer, har Intel begynt å bruke halvlederkrystaller som er litt forskjellige i betydning.
Dette betyr følgende: HEDT-prosessorer har alltid vært en stasjonær rekke serverbrikker. Tradisjonelt tok Intel yngre modifikasjoner av Xeon, tilpasset minnekontrolleren og noen andre egenskaper til dem, og overførte dem til skrivebordsmiljøet. Samtidig, mens Intel for sine serverprodukter produserte tre versjoner av halvlederkrystaller: LCC (Low Core Count) med 10 kjerner, HCC (High Core Count) med 18 kjerner og XCC (eXtreme Core Count) med 28 kjerner, på skrivebordet HEDT-prosessorer inkluderte bare de enkleste versjonene av krystaller. Dermed brukte første generasjons Skylake-X-prosessorer med 6, 8 og 10 kjerner en LCC-krystall, og modifikasjoner med 12, 14, 16 og 18 kjerner brukte en HCC-krystall.
I den oppdaterte Skylake-X, som vi snakker om i dag, brukes ikke lenger low-end-versjonen av LCC-krystallen. Alle nye HEDT-prosessorer i den ni tusende serien, inkludert åtte- og ti-kjerners versjoner, er basert på HCC-krystallen. Det vil si at selv Core i7-9800X eller Core i9-9900X har potensielt 18 kjerner, men en betydelig del av dem er låst i maskinvare på produksjonsstadiet.
Denne avgjørelsen, merkelig ved første øyekast, ble tatt nettopp for å øke mengden cache-minne i nye prosessorer. Den interne strukturen til Skylake-X forutsetter at hver datakjerne er tildelt en del av hurtigbufferminnet med et volum på 1,375 MB. Og hvis den samme Core i9-9900X hadde brukt en low-end LCC-krystall, ville denne prosessoren absolutt ikke vært i stand til å oppnå mer enn 13,75 MB L3-cache. Den større HCC-matrisen er mer fleksibel i denne forbindelse, den har totalt 24,75 MB cache, og dette økte volumet brukes delvis i åtte- og ti-kjerners prosessorer i den nye bølgen.
Som et resultat ble all Skylake-X enhetlig i design, men ulempen med denne foreningen var den utbredte bruken av en veldig stor halvlederform med et areal på ca. 485 mm2, som er mer enn to og en halv ganger større enn formområdet til den åtte kjernene Coffee Lake Refresh. Dette betyr at enhver av LGA2066-prosessorene i den ni tusende serien har en betydelig høyere kostnad sammenlignet med den samme Core i9-9900K. Men til tross for dette er den åttekjerners Core i9-9800X i den offisielle prislisten kun priset $100 mer enn Core i9-9900K. Derfor er det rimelig å anta at produksjonen av åtte- og ti-kjerners prosessorer basert på 18-kjerners krystaller fortsatt gir en viss økonomisk mening for Intel, for eksempel benytter selskapet denne muligheten til å selge halvlederkrystaller med et stort antall produksjon mangler, som til nå ikke kunne finne en verdig bruk.
Mer om ti-kjerne Core i9-9900X og Core i9-9820X
For testing tok vi to ti-kjerners prosessorer av "new wave" - Core i9-9900X og Core i9-9820X. Selv om disse CPUene har flyttet til en ny HCC-krystall, har de ikke endret seg så mye sammenlignet med Core i9-7900X. Vanligvis, når de lanserte andre generasjoner av prosessorer for tidligere versjoner av HEDT-plattformen, overførte Intel dem til en nyere mikroarkitektur, men dette har ikke skjedd nå. Endringene påvirket bare de numeriske parameterne, men kvalitativt i form av Core i9-9900X og Core i9-9820X har vi nesten det samme som ble tilbudt av ten-core Core i9-7900X fra 2017.
Men andre generasjon Skylake-X har ingen kompatibilitetsproblemer: de fungerer utmerket i eksisterende LGA2066 hovedkort basert på Intel X299 systemlogikksettet. I likhet med sine forgjengere har de en fire-kanals DDR4-minnekontroller, og den innebygde PCI Express 3.0-kontrolleren støtter 44 baner, som i teorien kan deles inn i et vilkårlig antall spor – fra tre til elleve.
HCC-halvlederkrystallen som ligger til grunn for Core i9-9900X og Core i9-9820X er imidlertid noe forskjellig fra krystallene som ble brukt i den eldre Skylake-X tidligere. Selv om den formelle steppingen beholdt M0-nummeret, som var typisk for de første versjonene av Skylake-X med mer enn 12 kjerner, begynte Intel nå å bruke modifiserte litografiske masker i produksjonsprosessen på grunn av bruken av en mer moden 14++ nm prosessteknologi i stedet for tidligere 14+ nm prosessteknologi. Hovedforskjellen mellom teknologiene er den litt større tonehøyden mellom transistorportene, som, som vi allerede har sett med Coffee Lake, har en positiv effekt på frekvenspotensialet.
På mikroarkitekturnivå er det ingen endringer i det hele tatt. Overraskende nok inkluderte ikke de nye Skylake-X Refresh-prosessorene engang noen maskinvarefikser for å bekjempe Meltdown- og Spectre-sårbarhetene. Og dette er veldig rart gitt det faktum at i det parallelle produktet Coffee Lake Refresh, utgitt på samme tid, hadde visse patcher allerede dukket opp. For eksempel er moderne LGA1151v2-prosessorer beskyttet mot Meltdown (Variant 3) og L1TF (Variant 5) angrep på maskinvarenivå.
Men det er ikke engang det mest støtende. Hovedårsaken til frustrasjonen er mangelen på endringer i ordningen med å kombinere prosessorkomponenter til en enkelt helhet. Skylake-X Refresh fortsetter å bruke et peer-to-peer mesh-nettverk som er lagt på toppen av en rekke prosessorkjerner. Dette inter-core tilkoblingsskjemaet fungerer bra med en betydelig økning i antall kjerner i serverprosessorer, men for HEDT-produkter med et ikke for høyt antall kjerner er det mye dårligere egnet til en tradisjonell ringbuss, noe som forårsaker en dramatisk økning i latenser . En av metodene for å bekjempe denne negative effekten kan være å øke hastigheten på Mesh-tilkoblinger, men her forblir alt det samme. Driftsfrekvensen til sammenkoblingene i både tidligere og nåværende Skylake-X er satt til 2,4 GHz, så L3-cachen og minnekontrolleren til LGA2066-prosessorer har merkbart dårligere ventetid sammenlignet med den massive Coffee Lake Refresh. Riktignok kompenseres dette delvis av den utvidede cachen på andre nivå, som i Skylake-X har et volum på 1 MB per kjerne, og ikke fire ganger mindre.
Alt dette kan enkelt illustreres med en graf over latensen til minnedelsystemet til den nåværende generasjonen Skylake-X-prosessorer sammenlignet med Coffee Lake Refresh. Det viser tydelig mangelen på forbedring i latenssituasjonen til de nye HEDT-prosessorene.
Men de nye ti-kjerners prosessorene kan skilte med fremgang i klokkehastigheter og størrelse på cache-minne. For eksempel har Core i9-9900X en utsatt L3-cache på 19,25 MB, som er 40 % større enn hurtigbufferstørrelsen i den forrige ti-kjerneprosessoren, Core i9-7900X. Grunnfrekvensen til den nye modellen har økt fra 3,3 til 3,5 GHz, men den maksimale frekvensen til Core i9-9900X i turbomodus kan nå de samme 4,5 GHz som var tilgjengelig for ti-kjerneprosessoren til forrige generasjon. I begge tilfeller krever det å nå 4,5 GHz bruk av Turbo Boost Max 3.0-teknologi; med tradisjonell turbomodus er maksimalfrekvensen for Core i9-9900X 4,4 GHz.
Men i praksis er situasjonen med frekvensene til Core i9-9900X noe annerledes. Når alle kjerner er lastet, opererer prosessoren på 4,1 GHz.
Hvis denne belastningen bruker AVX-instruksjoner, reduseres prosessorfrekvensen til 3,8 GHz.
Og de mest ressurskrevende 512-bits instruksjonene fra det nye AVX-512-settet, ved full belastning på alle kjerner, tvinger prosessoren til å bremse ned til 3,4 GHz, som, det skal bemerkes, er enda lavere enn den nominelle frekvensen som er deklarert i spesifikasjonene.
Hvis vi snakker om den ti-kjerners Core i9-9820X, som er ett trinn lavere, skiller den seg fra sin eldre bror hovedsakelig i mengden tredje-nivå cache-minne, som er kuttet til 16,5 MB. De nominelle frekvensene er også litt lavere, men vi må ikke glemme at alle Intel HEDT-prosessorer har gratis multiplikatorer, som vil tillate entusiaster å ignorere denne ulempen.
Imidlertid er den nominelle frekvensen til Core i9-9820X 3,3 GHz, og maksimal frekvens i turbomodus er 4,1 eller 4,2 GHz, avhengig av om vi snakker om Turbo Boost 2.0 eller Turbo Boost Max 3.0-teknologi.
I praksis, når du bruker prosessoren med standardinnstillinger og belastning på alle kjerner, er Core i9-9820X i stand til å operere med en frekvens på 4,0 GHz.
Hvis lasten bruker AVX-instruksjoner, reduserer prosessoren driftsfrekvensen til 3,8 GHz.
Og i AVX-512-modus faller frekvensen til Core i9-9820X til dens nominelle verdi på 3,3 GHz.
Når vi snakker om hvordan de nye ti-kjerners LGA2066-prosessorene er bedre enn den gamle Core i9-7900X, kan vi ikke unngå å huske overgangen til å bruke et mer effektivt internt termisk grensesnitt. Varmeavledningshetten er nå loddet til dysen på lignende måte som Coffee Lake Refresh. Intel sier at på grunn av dette kjøles de nye prosessorene mer effektivt og opererer ved lavere temperaturer, men det er to forbehold. For det første er ikke loddetinnet Intel bruker spesielt populært blant overklokkere, siden det er mindre effektivt enn flytende metall. Og for det andre, nå er skalperingsprosedyren utilgjengelig for de fleste entusiaster: det har blitt veldig vanskelig å fjerne dekselet uten å skade prosessoren, så det er ekstremt vanskelig å forbedre det eksisterende termiske grensesnittet.
For å avslutte historien om egenskapene til Core i9-9900X og Core i9-9820X, er det verdt å nevne prisene. Her viste ikke Intel noen fantasi og satte prisen på den eldre ti-kjerners Core i9-9900X til samme $989 som de ba om Core i9-7900X-prosessoren som tilhører forrige generasjon. Men Core i9-9820X koster $100 mindre, noe som gjør det til et mer attraktivt tilbud for entusiaster, fordi den 15 % mindre L3-cachen neppe vil ha noen betydelig innvirkning på ytelsen, og de nominelle klokkehastighetene for ekte høyytelsesentusiaster har ingen betydninger.
Kilde: 3dnews.ru