Platforma LGA2066 i procesory rodziny Skylake-X zostały zaprezentowane przez Intel ponad półtora roku temu. Początkowo rozwiązanie to było skierowane na segment HEDT, czyli na wysokowydajne systemy dla użytkowników zajmujących się tworzeniem i przetwarzaniem treści, ponieważ Skylake-X zawierały znacznie większą liczbę rdzeni obliczeniowych w porównaniu do tradycyjnych przedstawicieli rodzin Kaby Lake i Coffee Lake.
Jednak od czasu debiutu Skylake-X krajobraz na rynku procesorów znacznie się zmienił, a dzisiaj dostępne CPU mogą mieć sześć lub nawet osiem rdzeni obliczeniowych, a perspektywiczne masowe CPU, które mają się ukazać w tym roku, mogą otrzymać dziesięć lub nawet dwanaście rdzeni. Czy czyni to Skylake-X bezużytecznymi chipami? Prawdopodobnie nie. Po pierwsze, w tej serii istnieją oferty z 16 i 18 rdzeniami, a podobnych masowych opcji na rynku w najbliższym czasie na pewno nie będzie. Po drugie, platforma LGA2066 oferuje inne zalety, które odróżniają je od zwykłych procesorów konsumenckich, takie jak przewaga w liczbie kanałów pamięci i dostępnych linii PCI Express.
Dlatego kosmetyczna aktualizacja linii modelowej Skylake-X, którą gigant mikroprocesorowy przeprowadził pod koniec zeszłego roku, wydawała się całkowicie uzasadniona – doskonale wpisywała się w ustalony przez Intel harmonogram corocznych ogłoszeń. Jednak podejście producenta do swoich nowości HEDT nieco zaskoczyło: firma nie tylko nie zdecydowała się na przegląd cen, ale także odmówiła udostępnienia próbek procesorów prasie IT, ograniczając się jedynie do formalnej prezentacji i późniejszego rozpoczęcia sprzedaży.
Najwyraźniej firma uznała nowe Skylake-X za produkty drugorzędne i mało interesujące, jednak zupełnie się z tym nie zgadzamy. Tak, liczba rdzeni obliczeniowych w tej serii modeli nie zwiększyła się w procesie aktualizacji. Jednak wprowadzone zostały inne ciekawe usprawnienia: nowinki otrzymały wyższe częstotliwości taktowania, zwiększoną pamięć L3 oraz ulepszony wewnętrzny interfejs termiczny. Dlatego postanowiliśmy poświęcić nowym Skylake-X nieco uwagi, co bardzo ułatwił nam sklep komputerowy „Regard”, zgadzając się dostarczyć do badań parę nowych dziesięcio rdzeniowych LGA2066: Core i9-9820X i Core i9-9900X.
Ponadto od momentu ogłoszenia Skylake-X Refresh dręczyło nas pytanie: dlaczego dla starszego dziesięcio rdzeniowego procesora HEDT Intel wybrał nazwę zbliżoną do popularnego, masowego ośmiordzeniowego modelu Core i9-9900K? Co to oznacza? I oto teraz mamy szansę to wyjaśnić…
Seria modeli Skylake-X Refresh
O wprowadzeniu nowych procesorów LGA2066 z numerami modeli z serii dziewięciotysięcznej Intel ogłoszono jeszcze w październiku ubiegłego roku. Wśród nowości znalazło się siedem modeli: sześć procesorów z serii Core i9 z liczbą rdzeni od 10 do 18 oraz ośmiordzeniowy model Core i7, który można określić jako poziom podstawowy. W nowej generacji nie przewiduje się już sześciordzeniowych i czterordzeniowych procesorów dla LGA2066, co przy gwałtownym wzroście możliwości platformy LGA1151v2 wcale nie dziwi.
| Rdzenia / wątków | Podstawowa częstotliwość, GHz | Turbo częstotliwość, GHz | Cache L3, MB | Pamięć | TDP, W | Cena | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 |
Najbardziej zauważalną zmianą w procesorach wymienionych w tabeli, w porównaniu do wcześniejszych modeli Skylake-X serii 7000, jest wzrost taktowania. Nominalne częstotliwości wzrosły o 200-600 MHz, a maksymalne częstotliwości osiągane w trybie turbo zwiększyły się o 200-300 MHz. Ponadto, w przypadku młodszych przedstawicieli serii, zwiększył się rozmiar pamięci cache trzeciego poziomu. Wcześniej obliczany był według zasady „1,375 MB na rdzeń”, a teraz na każdy rdzeń przypada około 2 MB cache. I ostatnie: kontroler PCI Express ośmiordzeniowego Core i7-9800X został całkowicie odblokowany, dzięki czemu ten procesor zyskał 44 linie, które wcześniej były dostępne tylko w procesorach z 10 i więcej rdzeniami.
Jednak wszystkie te miłe zmiany pociągnęły za sobą również wzrost wydzielania ciepła. Podczas gdy pierwsza generacja Skylake-X miała pakiet cieplny ograniczony do 140 W, w nowych procesorach charakterystyka TDP została zwiększona do 165 W. Innymi słowy, za wyższe częstotliwości, które przypisano nowym procesorom bez żadnych zasadniczych zmian w stosowanej technologii produkcji 14-nm, trzeba zapłacić zwiększonymi wymaganiami energetycznymi i cieplnymi.
Prawda jest jednak taka, że sama Intel twierdzi, że podniesienie parametrów wydajności możliwe było dzięki wprowadzeniu trzeciej wersji technologii produkcji, noszącej umowne oznaczenie 14++ nm, według której obecnie produkowane są procesory Coffee Lake i Coffee Lake Refresh. I gdyby nie to, to wydzielanie ciepła mogłoby być jeszcze wyższe. Ale nie ma powodów do obaw, że nowe Skylake-X mogą być podatne na przegrzewanie. Zmniejszenie roboczych temperatur nowych procesorów powinien zapewnić ulepszony materiał termoprzewodzący pod pokrywą cieplną. Miejsce wcześniej stosowanej polimerowej pasty termicznej zajęło lutowanie o wyraźnie wyższej przewodności cieplnej.
Jednak to, co zostało powiedziane powyżej, to tylko wierzchołek góry lodowej. Rzecz w tym, że zmiana specyfikacji, a przede wszystkim zwiększenie rozmiarów pamięci cache trzeciego poziomu, ma znacznie bardziej zaskakującą podstawę. Teraz do produkcji procesorów HEDT firma Intel zaczęła wykorzystywać nieco inne „sensowne” kryształy półprzewodnikowe.
Oznacza to, że procesory HEDT zawsze reprezentowały desktopową wersję chipów serwerowych. Tradycyjnie Intel wykorzystywał młodsze wersje Xeon, dostosowywał do nich kontroler pamięci i inne cechy, a następnie przenosił je do środowiska desktopowego. W tym czasie, podczas gdy dla swoich produktów serwerowych Intel produkował trzy warianty układów półprzewodnikowych: LCC (Low Core Count) z 10 rdzeniami, HCC (High Core Count) z 18 rdzeniami i XCC (eXtreme Core Count) z 28 rdzeniami, do desktopowych procesorów HEDT trafiały tylko najprostsze wersje układów. Tak, w procesorach Skylake-X pierwszej generacji z 6, 8 i 10 rdzeniami wykorzystywano układ LCC, a w wersjach z 12, 14, 16 i 18 rdzeniami stosowano układ HCC.
W zaktualizowanych Skylake-X, o których mowa dzisiaj, młodsza wersja układu LCC nie jest już stosowana. Wszystkie nowe procesory HEDT serii dziewięciotysięcznej, w tym ośmiordzeniowe i dziesięciordzeniowe warianty, opierają się na układzie HCC. To znaczy, że nawet w Core i7-9800X czy Core i9-9900X potencjalnie dostępnych jest 18 rdzeni, ale znaczna ich część jest sprzętowo zablokowana na etapie produkcji.
Takie dziwne na pierwszy rzut oka rozwiązanie zostało wprowadzone w celu zwiększenia objętości pamięci cache w nowych procesorach. Wewnętrzna budowa Skylake-X zakłada, że na każdy rdzeń obliczeniowy przypada porcja pamięci cache o pojemności 1,375 MB. Gdyby w tym samym Core i9-9900X zastosowano młodszy układ LCC, ten procesor z góry nie mógłby uzyskać więcej niż 13,75 MB cache L3. Większy układ HCC w tym zakresie jest bardziej elastyczny, w sumie zawiera 24,75 MB pamięci cache, a ta zwiększona objętość jest częściowo wykorzystywana w ośmiordzeniowych i dziesięciordzeniowych procesorach nowej generacji.
W rezultacie wszystkie procesory Skylake-X zostały zunifikowane pod względem designu, lecz efektem takiej unifikacji jest powszechne zastosowanie bardzo dużego układu półprzewodnikowego o powierzchni około 485 mm2, co jest ponad dwa i pół razy większe od powierzchni układu ośmiordzeniowego Coffee Lake Refresh. Oznacza to, że każdy z procesorów serii dziewięć tysięcy dla gniazda LGA2066 ma znacznie wyższe koszty produkcji w porównaniu do modelu Core i9-9900K. Mimo to, ośmiordzeniowy Core i9-9800X w oficjalnym cenniku wyceniony jest zaledwie o 100 dolarów drożej niż Core i9-9900K. Dlatego rozsądnie jest przypuszczać, że produkcja ośmiordzeniowych i dziesięciordzeniowych procesorów opartych na 18-rdzeniowych chipach ma dla Intela jakiś sens ekonomiczny, na przykład firma wykorzystuje tę możliwość do wprowadzania układów półprzewodnikowych z większą ilością defektów produkcyjnych, które dotychczas nie mogły znaleźć odpowiedniego zastosowania.
Więcej na temat dziesięciordzeniowych Core i9-9900X i Core i9-9820X
Do testowania wzięliśmy dwa dziesięciordzeniowe procesory nowej generacji – Core i9-9900X i Core i9-9820X. Mimo że te procesory przeszły na nowy układ HCC, w porównaniu do Core i9-7900X nie zmieniły się zbytnio. Zwykle Intel przy wydawaniu drugich generacji procesorów dla wcześniejszych odmian platformy HEDT przenosił je na nowszą mikroarchitekturę, ale tym razem tak się nie stało. Zmiany dotyczyły jedynie parametrów liczbowych, a jakościowo w obliczu Core i9-9900X i Core i9-9820X mamy prawie to samo, co oferował dziesięciordzeniowy Core i9-7900X z 2017 roku.
Jednak Skylake-X drugiej generacji nie ma żadnych problemów z kompatybilnością: świetnie działają na istniejących płytach głównych LGA2066, opartych na zestawie logiki systemowej Intel X299. Podobnie jak ich poprzednicy, posiadają czterokanałowy kontroler pamięci DDR4, a wbudowany kontroler PCI Express 3.0 obsługuje 44 linie, które teoretycznie mogą być podzielone na dowolną liczbę slotów – od trzech do jedenastu.
Jednakże półprzewodnikowy kryształ HCC, wykorzystywany w procesorach Core i9-9900X i Core i9-9820X, jest nieco inny od kryształów używanych w starszych Skylake-X. Chociaż formalny stepping zachował numer M0, który był charakterystyczny dla pierwotnych wersji Skylake-X z liczbą rdzeni powyżej 12, Intel zaczęła stosować zmodyfikowane maski litograficzne w procesie produkcji, w związku z wdrożeniem bardziej dojrzałego procesu technologicznego 14++ nm zamiast poprzedniego 14+ nm. Kluczowa różnica technologii polega na nieco większej odległości między bramkami tranzystorów, co, jak już widzieliśmy na przykładzie Coffee Lake, pozytywnie wpływa na potencjał częstotliwości.
Na poziomie mikroarchitektury nie ma żadnych zmian. To dziwne, ale nowe procesory Skylake-X Refresh nie zawierają nawet żadnych poprawek sprzętowych do walki z lukami Meltdown i Spectre. To bardzo dziwne, zważywszy na to, że w równoległym produkcie Coffee Lake Refresh, wydanym w tym samym czasie, pojawiły się już niektóre łatki. Na przykład nowoczesne procesory LGA1151v2 są chronione przed atakami Meltdown (Wariant 3) i L1TF (Wariant 5) na poziomie sprzętowym.
Jednak najgorsze jest to, że to nie jedyny powód do rozczarowania. Głównym powodem frustracji jest brak jakichkolwiek zmian w schemacie łączenia komponentów procesora w jedną całość. W Skylake-X Refresh wciąż stosowana jest jedna z rodzajów sieci Mesh, nałożona na matrycę rdzeni procesora. Taki schemat połączeń między rdzeniami sprawdza się dobrze przy znacznej liczbie rdzeni w procesorach serwerowych, ale dla produktów HEDT z nieco mniejszą liczbą rdzeni jest znacznie mniej efektywny od tradycyjnej szyny pierścieniowej, powodując dramatyczny wzrost opóźnień. Jedną z metod zwalczania tego negatywnego efektu mogłoby być przyspieszenie połączeń Mesh, ale tutaj wszystko pozostało po staremu. Częstotliwość pracy połączeń, podobnie jak w poprzednich, jak i obecnych Skylake-X, ustalona jest na poziomie 2,4 GHz, dlatego pamięć podręczna L3 i kontroler pamięci w procesorach LGA2066 mają znacznie gorszą latencję w porównaniu do masowych Coffee Lake Refresh. Jednak częściowo jest to kompensowane zwiększoną pamięcią podręczną drugiego poziomu, która w Skylake-X ma pojemność 1 MB na rdzeń, a nie cztery razy mniejsze.
Wszystko to można łatwo zilustrować wykresem opóźnienia w podsystemie pamięci procesorów Skylake-X najnowszej generacji w porównaniu do Coffee Lake Refresh. Wyraźnie pokazuje on brak poprawy w kwestii opóźnień w nowych procesorach HEDT.
Jednak nowe dziesięciojąderkowe procesory mogą pochwalić się postępem w zakresie częstotliwości taktowania i rozmiaru pamięci podręcznej. Na przykład, Core i9-9900X posiada znaczący L3-cache o pojemności 19,25 MB, co stanowi 40% wzrost w porównaniu do pamięci podręcznej w poprzednim dziesięciojąderkowym procesorze, Core i9-7900X. Częstotliwość bazowa nowego modelu wzrosła z 3,3 do 3,5 GHz, ale maksymalna częstotliwość Core i9-9900X w trybie turbo może osiągnąć te same 4,5 GHz, które były dostępne w dziesięciojąderkowym procesorze poprzedniej generacji. W obu przypadkach osiągnięcie 4,5 GHz wymaga użycia technologii Turbo Boost Max 3.0, w tradycyjnym trybie turbo maksymalna częstotliwość dla Core i9-9900X wynosi 4,4 GHz.
Jednak w praktyce sytuacja z częstotliwościami Core i9-9900X przedstawia się nieco inaczej. Przy obciążeniu wszystkich rdzeni procesor działa z częstotliwością 4,1 GHz.
Jeśli obciążenie wykorzystuje instrukcje AVX, częstotliwość procesora spada do 3,8 GHz.
A najbardziej zasobożerne 512-bitowe instrukcje z nowego zestawu AVX-512 przy pełnym obciążeniu wszystkich rdzeni zmuszają procesor do pracy z częstotliwością 3,4 GHz, co, warto zauważyć, jest nawet poniżej nominalnej częstotliwości podanej w specyfikacjach.
Jeśli mówimy o dziesięciojąderkowym Core i9-9820X, który znajduje się na niższym poziomie, to różni się od swojego starszego odpowiednika głównie wielkością pamięci podręcznej trzeciego poziomu, która została ograniczona do 16,5 MB. Lekko niższe są również wartości nominalne częstotliwości, jednak nie można zapomnieć, że wszystkie procesory HEDT firmy Intel mają odblokowane mnożniki, co pozwala entuzjastom zignorować tę wadę.
Jednak nominalna częstotliwość Core i9-9820X wynosi 3,3 GHz, a maksymalna częstotliwość w trybie turbo wynosi 4,1 lub 4,2 GHz, w zależności od tego, czy mówimy o technologii Turbo Boost 2.0, czy Turbo Boost Max 3.0.
W praktyce przy pracy procesora z ustawieniami domyślnymi i obciążeniu wszystkich rdzeni Core i9-9820X potrafi działać z częstotliwością 4,0 GHz.
Jeśli obciążenie wykorzystuje instrukcje AVX, procesor obniża swoją częstotliwość do 3,8 GHz.
A w trybie AVX-512 częstotliwość Core i9-9820X spada do nominalnej wartości – 3,3 GHz.
Mówiąc o tym, w czym nowe dziesięciordzeniowe procesory LGA2066 są lepsze od starego Core i9-7900X, nie można nie wspomnieć o wprowadzeniu w nich bardziej efektywnego wewnętrznego interfejsu termicznego. Osłona termiczna jest teraz przylutowana do rdzenia, tak jak w Coffee Lake Refresh. Intel twierdzi, że dzięki temu nowe procesory efektywniej odprowadzają ciepło i pracują w niższych temperaturach, jednak są dwa „ale”. Po pierwsze, zastosowany przez Intela lut nie budzi szczególnego entuzjazmu wśród overclockerów, ponieważ jest mniej efektywny niż ciecz metalowa. Po drugie, teraz dla większości entuzjastów dostępność procedury skanowania rdzenia stała się bardzo trudna: zdjęcie osłony bez uszkodzenia procesora jest teraz bardzo skomplikowane, a zatem poprawa istniejącego interfejsu termicznego jest niezwykle trudna.
Podsumowując informacje o specyfikacjach Core i9-9900X i Core i9-9820X, warto również wspomnieć o cenach. Intel nie wykazał tutaj żadnej kreatywności i ustalił cenę starszego dziesięciordzeniowego procesora Core i9-9900X na te same 989 dolarów, które wcześniej żądał za procesor Core i9-7900X z poprzedniej generacji. Jednakże, Core i9-9820X kosztuje o 100 dolarów mniej, co czyni go bardziej atrakcyjną propozycją dla entuzjastów, ponieważ mniejsza o 15% pamięć L3 prawdopodobnie nie wpłynie znacząco na wydajność, a nominalne częstotliwości taktowania dla prawdziwych entuzjastów wysokiej wydajności nie mają żadnego znaczenia.
Źródło: 3dnews.ru
