Platforma LGA2066 i procesory z rodziny Skylake-X zostały wprowadzone przez firmę Intel ponad półtora roku temu. Początkowo rozwiązanie to było adresowane przez firmę do segmentu HEDT, czyli wysokowydajnych systemów dla użytkowników tworzących i przetwarzających treści, ponieważ Skylake-X zawierał znacznie większą liczbę rdzeni obliczeniowych w porównaniu do zwykłych przedstawicieli Kaby Rodziny Lake i Coffee Lake.
Jednak w czasie, który upłynął od wprowadzenia Skylake-X, krajobraz na rynku procesorów znacząco się zmienił i obecnie dość przystępne procesory mogą mieć sześć, a nawet osiem rdzeni przetwarzających, a obiecujące procesory głównego nurtu, które powinny zostać wypuszczone na rynek w ciągu w tym roku może mieć dziesięć, a nawet dwanaście rdzeni. Czy to sprawia, że Skylake-X jest bezużytecznym chipem? Najprawdopodobniej nie. Po pierwsze, wśród przedstawicieli tej serii pojawiają się oferty z 16 i 18 rdzeniami, a takich masowych opcji na rynku w najbliższej przyszłości na pewno nie będzie. Po drugie, platforma LGA2066 ma inne zalety, które odróżniają ją od konwencjonalnych procesorów konsumenckich, takie jak przewaga pod względem liczby kanałów pamięci i dostępnych linii PCI Express.
Dlatego kosmetyczna aktualizacja linii Skylake-X, którą gigant mikroprocesorowy przeprowadził pod koniec ubiegłego roku, wydawała się całkiem logiczna - idealnie wpisywała się w coroczny harmonogram ogłoszeń Intela. Jednak postawa producenta wobec nowości HEDT była nieco zaskakująca: firma nie tylko nie skorygowała cen, ale także odmówiła dostarczenia próbek procesorów prasie informatycznej, ograniczając się jedynie do formalnej prezentacji i późniejszego rozpoczęcia sprzedaży .
Najwyraźniej firma uznała nowego Skylake-X za produkty drugorzędne i nieciekawe, ale my zasadniczo nie zgadzamy się z takim sformułowaniem. Tak, liczba rdzeni obliczeniowych dla przedstawicieli tej gamy modeli nie wzrosła podczas procesu aktualizacji. Zawierają one jednak inne interesujące ulepszenia: nowe produkty mają zwiększone częstotliwości taktowania, zwiększoną pojemność pamięci podręcznej L3 i ulepszony wewnętrzny interfejs termiczny. Dlatego nadal postanowiliśmy poświęcić trochę uwagi zaktualizowanemu Skylake-X, w czym bardzo pomógł nam sklep komputerowy Regard, który zgodził się dostarczyć do badań parę nowych dziesięciordzeniowych procesorów LGA2066: Core i9-9820X oraz Core i9-9900X.
Poza tym od samego momentu zapowiedzi Skylake-X Refresh nie dawało nam spokoju pytanie: dlaczego Intel wybrał nazwę łudząco podobną do popularnego ośmiordzeniowego Core i9-9900K dla starszego dziesięciordzeniowego procesora HEDT? Co to znaczy? A teraz mamy szansę się o tym przekonać...
Zakres odświeżania Skylake-X
Intel zapowiedział pojawienie się nowych procesorów LGA2066 o numerach modeli z serii dziewięciotysięcznej już w październiku ubiegłego roku. Wśród nowych produktów znalazło się siedem modeli: sześć procesorów z serii Core i9 z liczbą rdzeni od 10 do 18 oraz ośmiordzeniowy model Core i7, warunkowo podstawowy. W nowej generacji nie ma procesorów sześciordzeniowych ani czterordzeniowych dla LGA2066, co nie jest zaskakujące, biorąc pod uwagę szybki wzrost możliwości platformy LGA1151v2.
| Rdzenie/wątki | Częstotliwość podstawowa, GHz | Częstotliwość turbo, GHz | Pamięć podręczna L3, MB | Память | TDP, W | Cena | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Core i9-9980XE | 18/36 | 3,0 | 4,5 | 24,75 | DDR4-2666 | 165 | 1 979 $ |
| Rdzeń i9-9960X | 16/32 | 3,1 | 4,5 | 22,0 | DDR4-2666 | 165 | 1 684 $ |
| Rdzeń i9-9940X | 14/28 | 3,3 | 4,5 | 19,25 | DDR4-2666 | 165 | 1 387 $ |
| Rdzeń i9-9920X | 12/24 | 3,5 | 4,5 | 19,25 | DDR4-2666 | 165 | 1 189 $ |
| Rdzeń i9-9900X | 10/20 | 3,5 | 4,5 | 19,25 | DDR4-2666 | 165 | $989 |
| Rdzeń i9-9820X | 10/20 | 3,3 | 4,2 | 16,5 | DDR4-2666 | 165 | $889 |
| Rdzeń i7-9800X | 8/16 | 3,8 | 4,5 | 16,5 | DDR4-2666 | 165 | $589 |
Najbardziej zauważalną zmianą w procesorach wymienionych w tabeli, w porównaniu z poprzednimi modelami serii Skylake-X 200, był wzrost taktowania. Częstotliwości nominalne wzrosły o 600-200 MHz, a częstotliwości maksymalne osiągane po włączeniu trybu turbo wzrosły o 300-1,375 MHz. Ponadto młodsi przedstawiciele serii zwiększyli objętość pamięci podręcznej trzeciego poziomu. Wcześniej obliczano go w oparciu o zasadę „2 MB na rdzeń”, ale teraz każdy rdzeń może mieć do około 7 MB pamięci podręcznej. I wreszcie, kontroler PCI Express ośmiordzeniowego Core i9800-44X został całkowicie odblokowany, dzięki czemu procesor ten ma do dyspozycji wszystkie 10 ścieżki, które wcześniej były dostępne tylko w procesorach z XNUMX i więcej rdzeniami.
Jednak wszystkie te przyjemne zmiany pociągnęły za sobą wzrost wytwarzania ciepła. O ile Skylake-X pierwszej generacji miał pakiet termiczny ograniczony do 140 W, o tyle nowe procesory zwiększają charakterystykę TDP do 165 W. Inaczej mówiąc, za zwiększone częstotliwości, jakie przydzielane są nowym procesorom bez zasadniczych zmian w 14-nm procesie technologicznym zastosowanym do ich produkcji, trzeba zapłacić zwiększonymi limitami energetycznymi i termicznymi.
To prawda, że sam Intel twierdzi, że wprowadzenie trzeciej wersji technologii produkcyjnej o nazwie kodowej 14++ nm, która jest obecnie używana do produkcji procesorów Coffee Lake i Coffee Lake Refresh, umożliwiło zwiększenie charakterystyki prędkości. A gdyby nie to, wydzielanie ciepła mogłoby być jeszcze większe. Nie ma jednak powodów do obaw, że nowy Skylake-X może być podatny na przegrzanie. Ulepszony materiał interfejsu termicznego pod pokrywą rozprowadzającą ciepło powinien obniżyć temperatury pracy nowych procesorów. Miejsce dotychczas stosowanej polimerowej pasty termoprzewodzącej zajęło lut o wyraźnie wyższej przewodności cieplnej.
Ale wszystko, co zostało wspomniane powyżej, to tylko wierzchołek góry lodowej. Faktem jest, że zmiana specyfikacji, a przede wszystkim zwiększenie objętości pamięci podręcznej trzeciego poziomu, ma znacznie bardziej nieoczekiwane podstawy. Teraz do produkcji procesorów HEDT Intel zaczął używać kryształów półprzewodnikowych, które mają nieco inne znaczenie.
Oznacza to, co następuje: Procesory HEDT zawsze były odmianą chipów serwerowych do komputerów stacjonarnych. Tradycyjnie Intel przejął młodsze modyfikacje Xeona, dostosował do nich kontroler pamięci i niektóre inne cechy, a następnie przeniósł je do środowiska komputerowego. Jednocześnie, podczas gdy dla swoich produktów serwerowych Intel wyprodukował trzy wersje kryształów półprzewodnikowych: LCC (Low Core Count) z 10 rdzeniami, HCC (High Core Count) z 18 rdzeniami i XCC (eXtreme Core Count) z 28 rdzeniami, w komputerach stacjonarnych Procesory HEDT obejmowały tylko najprostsze wersje kryształów. Tak więc w procesorach Skylake-X pierwszej generacji z 6, 8 i 10 rdzeniami zastosowano kryształ LCC, a modyfikacje z 12, 14, 16 i 18 rdzeniami wykorzystały kryształ HCC.
W zaktualizowanym Skylake-X, o którym dzisiaj mówimy, low-endowa wersja kryształu LCC nie jest już używana. Wszystkie nowe procesory HEDT dziewięciotysięcznej serii, w tym wersje ośmio- i dziesięciordzeniowe, oparte są na krysztale HCC. Oznacza to, że nawet Core i7-9800X lub Core i9-9900X potencjalnie ma 18 rdzeni, ale znaczna ich część jest blokowana sprzętowo na etapie produkcji.
Ta decyzja, na pierwszy rzut oka dziwna, została podjęta właśnie po to, aby zwiększyć ilość pamięci podręcznej w nowych procesorach. Wewnętrzna struktura Skylake-X zakłada, że każdemu rdzeniowi obliczeniowemu przydzielona jest część pamięci podręcznej o objętości 1,375 MB. A gdyby w tym samym Core i9-9900X zastosowano low-endowy kryształ LCC, procesor ten z pewnością nie byłby w stanie uzyskać więcej niż 13,75 MB pamięci podręcznej L3. Większa matryca HCC jest pod tym względem bardziej elastyczna, ma łącznie 24,75 MB pamięci podręcznej, a ta zwiększona objętość jest częściowo wykorzystywana w ośmio- i dziesięciordzeniowych procesorach nowej fali.
W rezultacie wszystkie Skylake-X zostały ujednolicone w konstrukcji, jednak wadą tego ujednolicenia było powszechne zastosowanie bardzo dużej matrycy półprzewodnikowej o powierzchni około 485 mm2, czyli ponad dwa i pół razy większej niż obszar matrycy ośmiordzeniowego układu Coffee Lake Refresh. Oznacza to, że każdy z procesorów LGA2066 z dziewięciotysięcznej serii ma znacznie wyższy koszt w porównaniu do tego samego Core i9-9900K. Ale mimo to ośmiordzeniowy Core i9-9800X w oficjalnym cenniku jest wyceniony tylko o 100 dolarów więcej niż Core i9-9900K. Dlatego rozsądne jest założenie, że produkcja procesorów ośmio- i dziesięciordzeniowych w oparciu o 18-rdzeniowe kryształy nadal ma dla Intela pewien sens ekonomiczny, przykładowo firma wykorzystuje tę okazję do sprzedaży kryształów półprzewodników z dużą liczbą produkcji wad, które do tej pory nie mogły znaleźć godnego zastosowania.
Więcej o dziesięciordzeniowych Core i9-9900X i Core i9-9820X
Do testów wzięliśmy dwa dziesięciordzeniowe procesory „nowej fali” - Core i9-9900X i Core i9-9820X. Mimo że te procesory zostały przeniesione na nowy kryształ HCC, nie zmieniły się one zbytnio w porównaniu do Core i9-7900X. Zwykle Intel wypuszczając drugą generację procesorów dla poprzednich wersji platformy HEDT, Intel przeniósł je na nowszą mikroarchitekturę, ale teraz tak się nie stało. Zmiany dotyczyły jedynie parametrów numerycznych, ale jakościowo w postaci Core i9-9900X i Core i9-9820X mamy prawie to samo, co oferował dziesięciordzeniowy Core i9-7900X z 2017 roku.
Ale druga generacja Skylake-X nie ma żadnych problemów z kompatybilnością: doskonale sprawdzają się w istniejących płytach głównych LGA2066 opartych na zestawie logiki systemu Intel X299. Podobnie jak ich poprzednicy posiadają czterokanałowy kontroler pamięci DDR4, a wbudowany kontroler PCI Express 3.0 obsługuje 44 linie, które w teorii można podzielić na dowolną liczbę slotów – od trzech do jedenastu.
Jednak kryształ półprzewodnikowy HCC, na którym bazują modele Core i9-9900X i Core i9-9820X, różni się nieco od kryształów, które były wcześniej stosowane w starszym Skylake-X. Chociaż w formalnym steppingu zachowano liczbę M0, która była typowa dla początkowych wersji Skylake-X z więcej niż 12 rdzeniami, Intel zaczął teraz używać w procesie produkcyjnym zmodyfikowanych masek litograficznych ze względu na zastosowanie bardziej dojrzałego 14++ nm technologię procesową zamiast poprzedniej technologii procesowej 14+ nm. Kluczową różnicą między technologiami jest nieco większy odstęp między bramkami tranzystorów, co, jak widzieliśmy już w przypadku Coffee Lake, ma pozytywny wpływ na potencjał częstotliwościowy.
Na poziomie mikroarchitektury nie ma żadnych zmian. Co zaskakujące, nowe procesory Skylake-X Refresh nie zawierały nawet żadnych poprawek sprzętowych mających na celu wyeliminowanie luk w zabezpieczeniach Meltdown i Spectre. A to o tyle dziwne, że w wydanym w tym samym czasie równoległym produkcie Coffee Lake Refresh pewne łatki już się pojawiły. Na przykład nowoczesne procesory LGA1151v2 są chronione przed atakami Meltdown (wariant 3) i L1TF (wariant 5) na poziomie sprzętowym.
Ale to nie jest nawet najbardziej obraźliwa rzecz. Głównym powodem frustracji jest brak jakichkolwiek zmian w schemacie łączenia podzespołów procesora w jedną całość. Skylake-X Refresh w dalszym ciągu korzysta z sieci mesh typu peer-to-peer nałożonej na szereg rdzeni procesorów. Ten schemat połączeń międzyrdzeniowych sprawdza się dobrze przy znacznym wzroście liczby rdzeni w procesorach serwerowych, jednak w przypadku produktów HEDT o niezbyt dużej liczbie rdzeni znacznie gorzej sprawdza się tradycyjna magistrala pierścieniowa, powodując drastyczny wzrost opóźnień . Jedną z metod zwalczania tego negatywnego efektu może być przyspieszenie połączeń Mesh, ale tutaj wszystko pozostaje bez zmian. Częstotliwość robocza interkonektów zarówno w poprzednim, jak i obecnym Skylake-X została ustalona na 2,4 GHz, więc pamięć podręczna L3 i kontroler pamięci procesorów LGA2066 mają zauważalnie mniejsze opóźnienia w porównaniu z masywnym Coffee Lake Refresh. To prawda, że jest to częściowo kompensowane przez rozszerzoną pamięć podręczną drugiego poziomu, która w Skylake-X ma objętość 1 MB na rdzeń, a nie cztery razy mniej.
Wszystko to łatwo zilustrować wykres opóźnień podsystemu pamięci procesorów Skylake-X obecnej generacji w porównaniu z Coffee Lake Refresh. Wyraźnie pokazuje to brak poprawy sytuacji opóźnień w nowych procesorach HEDT.
Ale nowe dziesięciordzeniowe procesory mogą pochwalić się postępem w zakresie taktowania i rozmiaru pamięci podręcznej. Na przykład Core i9-9900X ma 3 MB pamięci podręcznej L19,25, czyli o 40% więcej niż rozmiar pamięci podręcznej poprzedniego dziesięciordzeniowego procesora Core i9-7900X. Bazowa częstotliwość 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 było dostępne dla dziesięciordzeniowego procesora poprzedniej generacji. W obu przypadkach do osiągnięcia 4,5 GHz wymagane jest zastosowanie technologii Turbo Boost Max 3.0, przy tradycyjnym trybie turbo maksymalna częstotliwość dla Core i9-9900X wynosi 4,4 GHz.
Jednak w praktyce sytuacja z częstotliwościami Core i9-9900X jest nieco inna. Gdy wszystkie rdzenie są obciążone, procesor pracuje z częstotliwością 4,1 GHz.
Jeżeli to obciążenie korzysta z instrukcji AVX, częstotliwość procesora zostaje zmniejszona do 3,8 GHz.
A najbardziej zasobochłonne 512-bitowe instrukcje z nowego zestawu AVX-512, przy pełnym obciążeniu wszystkich rdzeni, zmuszają procesor do spowolnienia do 3,4 GHz, które, co warto zauważyć, jest nawet niższe niż deklarowana częstotliwość nominalna w specyfikacjach.
Jeśli mówimy o dziesięciordzeniowym Core i9-9820X, który jest o jeden stopień niższy, różni się od starszego brata przede wszystkim ilością pamięci podręcznej trzeciego poziomu, która jest obcięta do 16,5 MB. Częstotliwości znamionowe są również nieco niższe, ale nie możemy zapominać, że wszystkie procesory Intel HEDT mają darmowe mnożniki, co pozwoli entuzjastom zignorować tę wadę.
Jednak nominalna częstotliwość Core i9-9820X wynosi 3,3 GHz, a maksymalna częstotliwość w trybie turbo to 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, podczas pracy procesora z ustawieniami domyślnymi i obciążeniu wszystkich rdzeni, Core i9-9820X jest w stanie pracować z częstotliwością 4,0 GHz.
Jeśli obciążenie korzysta z instrukcji AVX, procesor zmniejsza częstotliwość roboczą do 3,8 GHz.
A w trybie AVX-512 częstotliwość Core i9-9820X spada do nominalnej 3,3 GHz.
Mówiąc o tym, jak nowe dziesięciordzeniowe procesory LGA2066 są lepsze od starego Core i9-7900X, nie możemy nie wspomnieć o przejściu na wydajniejszy wewnętrzny interfejs termiczny. Nasadka odprowadzająca ciepło jest teraz przylutowana do matrycy w podobny sposób jak w przypadku Coffee Lake Refresh. Intel twierdzi, że dzięki temu nowe procesory są wydajniej chłodzone i działają w niższych temperaturach, ale są dwa zastrzeżenia. Po pierwsze, lut używany przez Intela nie jest szczególnie popularny wśród overclockerów, ponieważ jest mniej wydajny niż ciekły metal. Po drugie, teraz procedura skalpowania jest niedostępna dla większości entuzjastów: zdjęcie pokrywy bez uszkodzenia procesora stało się bardzo trudne, dlatego niezwykle trudno jest ulepszyć istniejący interfejs termiczny.
Na zakończenie opowieści o charakterystyce Core i9-9900X oraz Core i9-9820X warto wspomnieć o cenach. Tutaj Intel nie wykazał się wyobraźnią i ustalił cenę starszego dziesięciordzeniowego Core i9-9900X na tych samych 989 dolarów, o jakie prosił za procesor Core i9-7900X należący do poprzedniej generacji. Ale Core i9-9820X kosztuje 100 dolarów mniej, co czyni go atrakcyjniejszą propozycją dla entuzjastów, ponieważ o 15% mniejsza pamięć podręczna L3 raczej nie będzie miała znaczącego wpływu na wydajność, a nominalne taktowanie zegara dla prawdziwych entuzjastów dużej wydajności nie mają żadnych znaczeń.
Źródło: 3dnews.ru