Wraz z pojawieniem się procesorów Intel Core siódmej generacji dla wielu stało się jasne, że strategia „tik-tak”, którą Intel stosował przez cały czas, zawiodła. Obietnica skrócenia procesu technologicznego z 14 do 10 nm pozostała obietnicą, rozpoczęła się długa era „Taka” Skylake, podczas której Kaby Lake (siódma generacja), nagle Coffee Lake (ósma) nastąpiła z niewielką zmianą procesu technologicznego od 14 nm do 14 nm+, a nawet Coffee Lake Refresh (dziewiąte). Wygląda na to, że Intel naprawdę potrzebował małej przerwy na kawę. W rezultacie mamy z jednej strony kilka procesorów różnych generacji, które opierają się z jednej strony na tej samej mikroarchitekturze Skylake. Z drugiej strony zapewnienia Intela, że każdy nowy procesor jest lepszy od poprzedniego. To prawda, nie jest zbyt jasne, dlaczego dokładnie...
Wróćmy zatem do naszych pokoleń. I zobaczmy, czym się różnią.
Jezioro Kaby
Pojawienie się przetwórców w handlu detalicznym nastąpiło na początku 2017 roku. Co nowego w tej rodzinie w stosunku do poprzednika? Przede wszystkim jest to nowy rdzeń graficzny – Intel UHD 630. Do tego wsparcie dla technologii pamięci Intel Optane (3D Xpoint), a także nowy chipset serii 200 (6. generacja współpracowała z serią 100). I to już wszystkie naprawdę ciekawe innowacje.
Coffee Lake
Pod koniec 8 roku wypuszczono ósmą generację, o nazwie kodowej Coffee Lake. W procesorach tej generacji dodano rdzenie i proporcjonalnie pamięć podręczną trzeciego poziomu, podniesiono Turbo Boost o 2017 megaherców, dodano obsługę DDR200-4 (wcześniej było DDR2666-4), ale odcięto obsługę DDR2400. Rdzeń graficzny pozostał ten sam, ale otrzymał 3 MHz. Za wszystkie wzrosty częstotliwości musieliśmy zapłacić, zwiększając pakiet grzewczy do 50 watów. I oczywiście nowy chipset serii 95. To ostatnie wcale nie było konieczne, gdyż już wkrótce specjalistom udało się wypuścić tę rodzinę na chipsety z serii 300, choć przedstawiciele Intela twierdzili, że jest to niemożliwe ze względu na konstrukcję obwodów zasilania. Później jednak Intel oficjalnie przyznał, że się mylił. Co więc nowego w 100. rodzinie? W rzeczywistości wygląda to bardziej na zwykłe odświeżenie z dodatkiem rdzeni i częstotliwości.
Odświeżenie jeziora kawy
Ha! Oto dla nas pocieszenie! W czwartym kwartale 2018 roku wypuszczono na rynek procesory Coffee Lake 9. generacji, wyposażone w sprzętową ochronę przed niektórymi podatnościami Meltdown/Spectre. Zmiany sprzętowe wprowadzone w nowych chipach chronią przed Meltdown V3 i L1 Terminal Fault (L1TF Foreshadow). Zmiany oprogramowania i mikrokodu chronią przed atakami Spectre V2, Meltdown V3a i V4. Ochrona przed Spectre V1 będzie nadal łatana na poziomie systemu operacyjnego. Wprowadzenie poprawek na poziomie chipa powinno zmniejszyć wpływ poprawek oprogramowania na wydajność procesora. Ale Intel zaimplementował całą tę radość dzięki zabezpieczeniom tylko w procesorach dla segmentu rynku masowego: i5-9600k, i7-9700k, i9-9900k. Cała reszta, łącznie z rozwiązaniami serwerowymi, nie otrzymała ochrony sprzętowej. Po raz pierwszy w historii konsumenckich procesorów Intela procesory Coffee Lake Refresh obsługują do 128 GB pamięci RAM. I tyle, żadnych więcej zmian.
Co mamy w ostatecznym rozrachunku? Dwa lata odświeżeń, zabawy rdzeniami i częstotliwościami oraz zestaw drobnych usprawnień. Naprawdę chciałem obiektywnie ocenić i porównać wyniki głównych przedstawicieli tych rodzin. Kiedy więc miałem pod ręką zestaw od siódmej do dziewiątej generacji - do naszych i7-7700 i i7-7700k dołączyły niedawno świeże i7-8700, i7-9700k i i9-9900k, wykorzystałem sytuację i zrobiłem pięć różnych Procesory Intel Core pokazują, do czego są zdolne.
Testowanie
W testach bierze udział pięć procesorów Intela: i7-7700, i7-7700k, i7-8700, i7-9700k, i9-9900k.
Charakterystyka wydajnościowa platform
Procesory Intel i7-8700, i7-9700k i i9-9900k mają tę samą podstawową konfigurację:
- Płyta główna: Asus PRIME H310T (BIOS 1405),
- RAM: 16 GB DDR4-2400 MT/s Kingston 2 sztuki, łącznie 32 GB.
- Dysk SSD: 240 GB Patriot Burst 2 sztuki w RAID 1 (przyzwyczajenie wyrobione przez lata).
Procesory Intel i7-7700 i i7-7700k również działają na tej samej platformie:
- Płyta główna: Asus H110T (BIOS 3805),
- RAM: 8 GB DDR4-2400MT/s Kingston 2 sztuki, łącznie 16 GB.
- Dysk SSD: 240 GB Patriot Burst 2 sztuki w RAID 1.
Używamy niestandardowych podwozi o wysokości 1,5 jednostki. Mieszczą cztery platformy.
Część oprogramowania: OS CentOS Linux 7 x86_64 (7.6.1810).
Ядро: 3.10.0-957.1.3.el7.x86_64
Dokonano optymalizacji w stosunku do standardowej instalacji: dodano opcje uruchamiania kernel lift=noop selinux=0.
Testy przeprowadzono na wszystkich łatkach z ataków Spectre, Meltdown i Foreshadow przeniesionych do tego jądra. Możliwe jest, że wyniki testów na nowszych i nowszych jądrach Linuksa będą różnić się od uzyskanych i wyniki będą lepsze. Ale po pierwsze osobiście wolę CentOS 7, a po drugie RedHat aktywnie backportuje innowacje związane ze obsługą sprzętu z nowych jąder do swojego LTS. Właśnie taką mam nadzieję :)
Testy wykorzystywane w badaniach
- sysbench
- Geekbench
- Pakiet testowy Phoronix
Test Sysbencha
Sysbench to pakiet testów (lub benchmarków) służących do oceny wydajności różnych podsystemów komputera: procesora, pamięci RAM, urządzeń do przechowywania danych. Test jest wielowątkowy, na wszystkich rdzeniach. W tym teście zmierzyłem dwa wskaźniki:
- Zdarzenia szybkości procesora na sekundę - liczba operacji wykonywanych przez procesor na sekundę: im wyższa wartość, tym bardziej produktywny jest system.
- Statystyka ogólna całkowita liczba zdarzeń - łączna liczba zrealizowanych zdarzeń. Im wyższa liczba, tym lepiej.
Test Geekbencha
Pakiet testów realizowanych w trybie jednowątkowym i wielowątkowym. W rezultacie dla obu trybów wydawany jest określony wskaźnik wydajności. Poniżej linki do wyników testów. W tym teście przyjrzymy się dwóm głównym wskaźnikom:
— Single-Core Score — testy jednowątkowe.
- Multi-Core Score - testy wielowątkowe.
Jednostki miary: abstrakcyjne „papugi”. Im więcej „papug”, tym lepiej.
Zestaw testów Phoronix
Phoronix Test Suite to bardzo bogaty zestaw testów. Pomimo tego, że przeprowadzono wszystkie testy z pakietu pts/cpu, przedstawię tylko wyniki tylko tych, które osobiście uznałem za szczególnie interesujące, zwłaszcza że wyniki pominiętych testów tylko potwierdzają ogólny trend.
Prawie wszystkie zaprezentowane tutaj testy są wielowątkowe. Jedynymi wyjątkami są dwa z nich: jednowątkowe testy Himeno i LAME MP3 Encoding.
W tych testach im wyższa liczba, tym lepiej.
- Wielowątkowy test zgadywania haseł Jana Rozpruwacza. Weźmy algorytm kryptograficzny Blowfish. Mierzy liczbę operacji na sekundę.
- Test Himeno to liniowy miernik ciśnienia Poissona wykorzystujący metodę punktową Jacobiego.
- Kompresja 7-Zip - test 7-Zip przy użyciu p7zip ze zintegrowaną funkcją testowania wydajności.
- OpenSSL to zestaw narzędzi implementujących protokoły SSL (Secure Sockets Layer) i TLS (Transport Layer Security). Mierzy wydajność 4096-bitowego protokołu RSA OpenSSL.
- Apache Benchmark - Test mierzy, ile żądań na sekundę może obsłużyć dany system przy realizacji 1 000 000 żądań, przy 100 żądaniach uruchomionych jednocześnie.
I w nich, jeśli mniej, znaczy lepiej
- C-Ray testuje wydajność procesora na podstawie obliczeń zmiennoprzecinkowych. Ten test jest wielowątkowy (16 wątków na rdzeń), wystrzeliwuje 8 promieni z każdego piksela w celu antyaliasingu i generuje obraz o rozdzielczości 1600x1200. Mierzony jest czas wykonania testu.
- Kompresja równoległa BZIP2 — test mierzy czas wymagany do skompresowania pliku (pakietu .tar z kodem źródłowym jądra Linuksa) przy użyciu kompresji BZIP2.
- Kodowanie danych audio i wideo. Test kodowania LAME MP3 działa w jednym wątku, podczas gdy test ffmpeg x264 działa wielowątkowo. Mierzony jest czas potrzebny na wykonanie testu.
Jak widać, zestaw testów składa się z testów czysto syntetycznych, które pozwalają pokazać różnicę między procesorami podczas wykonywania określonych zadań, na przykład klikania haseł, kodowania treści multimedialnych, kryptografii.
Test syntetyczny, w odróżnieniu od testu przeprowadzanego w warunkach zbliżonych do rzeczywistych, jest w stanie zapewnić pewną czystość eksperymentu. Właściwie dlatego wybór padł na syntetyki.
Możliwe, że przy rozwiązywaniu konkretnych problemów w warunkach bojowych uda się uzyskać niezwykle ciekawe i nieoczekiwane wyniki, ale mimo to „ogólna temperatura w szpitalu” będzie jak najbardziej zbliżona do tej, jaką uzyskałem z wyników testów. Możliwe jest również, że jeśli wyłączę ochronę Spectre/Meltdown podczas testowania procesorów 9. generacji, uzyskam lepsze wyniki. Ale patrząc w przyszłość, powiem, że już okazali się doskonali.
Spoiler: rdzenie, wątki i częstotliwości będą rządzić.
Jeszcze przed testami dokładnie przestudiowałem architekturę tych rodzin procesorów, więc spodziewałem się, że między obiektami testów nie będzie znaczących różnic. Co więcej, nie tyle znaczące, co niezwykłe: po co czekać na ciekawe wskaźniki w testach, jeśli przeprowadzasz pomiary na procesorach zbudowanych w zasadzie na jednym rdzeniu. Moje oczekiwania zostały spełnione, jednak niektóre rzeczy nadal okazały się nie do końca takie, jak myślałem...
A teraz właściwie wyniki testu.
Wynik jest całkiem logiczny: kto ma więcej streamów i wyższą częstotliwość, zdobywa punkty. W związku z tym wyprzedzają i7-8700 i i9-9900k. Różnica między i7-7700 a i7-7700k wynosi 10% w testach jednowątkowych i wielowątkowych. I7-7700 pozostaje w tyle za i7-8700 o 38% i od i9-9900k o 49%, czyli prawie 2 razy, ale jednocześnie opóźnienie w stosunku do i7-9700k wynosi tylko 15%.
Linki do wyników testów:
Wyniki testów z pakietu Phoronix Test Suite
W teście Johna The Rippera różnica między braćmi bliźniakami i7-7700 i i7-7700k wynosi 10% na korzyść „k”, ze względu na różnicę w Turboboost. Procesory i7-8700 i i7-9700k różnią się bardzo niewielką różnicą. i9-9900k przewyższa wszystkich, oferując więcej wątków i wyższą częstotliwość taktowania. Prawie dwukrotnie więcej bliźniaków.
Najciekawszy wydaje mi się wynik testu C-Ray. Obecność technologii Hyper-Treading w i9-9900k w tym wielowątkowym teście daje jedynie niewielki wzrost w stosunku do i7-9700k. Ale bliźniacy byli prawie 2 razy za liderem.
W jednowątkowym teście Himeno różnica nie jest aż tak duża. Istnieje zauważalna różnica między 8. a 9. generacją bliźniaków: i9-9900k przewyższa je odpowiednio o 18% i 15%. Różnica między i7-8700 a i7-9700k polega na poziomie błędu.
Bliźniacy przechodzą test kompresji 7zip 44-48% gorzej od lidera i9-9900k. Ze względu na większą liczbę wątków i7-8700 przewyższa i7-9700k o 9%. Ale to nie wystarczy, aby wyprzedzić i9-9900k, więc widzimy opóźnienie na poziomie prawie 18%.
Test czasu kompresji przy użyciu algorytmu BZIP2 daje podobne wyniki: wygrywają strumienie.
Kodowanie MP3 to „drabina” z maksymalnym marginesem 19,5%. Ale w teście ffmpeg i9-9900k przegrywa z i7-8700 i i7-9700k, ale pokonuje bliźniaków. Powtórzyłem ten test kilka razy dla i9-9900k, ale wynik zawsze jest taki sam. To już jest nieoczekiwane :) W teście wielowątkowym najbardziej wielowątkowy z testowanych procesorów pokazał tak niski wynik, niższy niż 9700k i 8700. Nie ma jasnego wytłumaczenia tego zjawiska i ja nie nie chcę snuć domysłów.
Test openssl pokazuje „drabinę” z przerwą między drugim a trzecim szczeblem. Różnica pomiędzy bliźniakami a liderem i9-9900k wynosi od 42% do 47%. Różnica między i7-8700 a i9-9900k wynosi 14%. Najważniejsze są przepływy i częstotliwości.
W teście Apache i7-9700k wypadł lepiej od wszystkich, w tym i9-9900k (6%). Ale ogólnie rzecz biorąc, różnica nie jest znacząca, chociaż między najgorszym wynikiem i7-7700, a najlepszym i7-9700k jest 24-procentowa różnica.
Ogólnie rzecz biorąc, i9-9900k jest liderem w większości testów, zawodząc tylko w ffmpeg. Jeśli zamierzasz pracować z wideo, lepiej wziąć i7-9700k lub i7-8700. Na drugim miejscu w klasyfikacji generalnej znajduje się i7-9700k, nieco za liderem, a nawet wyprzedzając w testach ffmpeg i Apache. Dlatego śmiało polecam go i i9-9900k tym, którzy regularnie doświadczają dużego napływu użytkowników na stronie. Procesory nie powinny zawieść. O filmie już mówiłem.
i7-8700 radzi sobie dobrze w testach Sysbench, 7zip i ffmpeg.
We wszystkich testach i7-7700k jest lepszy od i7-7700 od 2% do 14%, w teście ffmpeg 16%.
Przypominam, że nie robiłem żadnych optymalizacji poza wskazanymi na początku, co oznacza, że instalując czysty system na świeżo zakupionym u nas Dediku, uzyskamy dokładnie takie same rezultaty.
Rdzenie, wątki, częstotliwości - nasze wszystko
Ogólnie rzecz biorąc, wyniki były przewidywalne i oczekiwane. W niemal wszystkich testach pojawiają się „schody do nieba”, pokazujące zależność wydajności od liczby rdzeni, wątków i częstotliwości: więcej tego, lepsze wyniki.
Ponieważ wszystkie obiekty testowe to zasadniczo odświeżenia tego samego rdzenia w tym samym procesie produkcyjnym i nie mają między nimi żadnych zasadniczych różnic architektonicznych, nie udało nam się uzyskać „zdumiewającego” dowodu na to, że procesory różnią się od siebie jakościowo.
Różnica między procesorami i7-9700k i i9-9900k we wszystkich testach z wyjątkiem Sysbencha dąży do zera, ponieważ zasadniczo różnią się one jedynie obecnością technologii Hyper-Threading i stu dodatkowych megaherców w trybie Turbo Boost dla i9-9900k. W teście Sysbench jest zupełnie odwrotnie: nie decyduje liczba rdzeni, ale liczba wątków.
Istnieje bardzo duża różnica w testach wielowątkowych pomiędzy i7-7700(k) a i9-9900k, w niektórych miejscach nawet dwukrotnie większa. Istnieje również różnica między i7-7700 a i7-7700k - dodatkowe 300 MHz dodaje temu drugiemu zwinności.
Nie mogę też mówić o jakościowym wpływie wielkości pamięci podręcznej na wyniki testów – mamy, co mamy. Co więcej, włączona ochrona rodziny Spectre/Meltdown powinna znacząco zmniejszyć wpływ jej objętości na wyniki testów, choć nie jest to pewne. Jeśli drogi czytelniku zażądasz od naszego działu marketingu „chleba i igrzysk”, chętnie przeprowadzę dla Ciebie testy z wyłączonymi zabezpieczeniami.
Właściwie, gdybyście mnie zapytali: jaki procesor byście wybrali? — Najpierw policzyłbym pieniądze w kieszeni i wybrał tę, której wystarczy. Krótko mówiąc, z punktu A do punktu B można dojechać Zhiguli, ale Mercedesem i tak jest szybciej i przyjemniej. Procesory oparte na tej samej architekturze tak czy inaczej poradzą sobie z tym samym zakresem zadań – niektóre doskonale, inne znakomicie. Tak, jak wykazały testy, nie ma między nimi globalnych różnic. Ale różnica między i7 a i9 nie zniknęła.
Wybierając procesor do konkretnych, wysoce wyspecjalizowanych zadań, takich jak praca z mp3, kompilacja ze źródeł lub renderowanie trójwymiarowych scen z obróbką światła, warto skupić się na wydajności odpowiednich testów. Na przykład projektanci mogą od razu spojrzeć na i7-9700k i i9-9900k, a do skomplikowanych obliczeń wziąć procesor z technologią Hyper-Threading, czyli dowolny procesor z wyjątkiem i7-9700k. Tutaj królują streamy.
Radzę więc wybrać na co cię stać, biorąc pod uwagę specyfikacje, a będziesz zadowolony.
Do testów wykorzystano serwery oparte na procesorach i7-7700, i7-7700k, i7-8700k, i7-9700k oraz i9-9900k z . Każdy z nich można zamówić z 5% rabatem przez 3 miesiące - kontakt z hasłem „Jestem z Habr”. Przy płatności rocznej minus kolejne 10%.
Cały wieczór na arenie , administrator systemu FirstDEDIC
Źródło: www.habr.com