A Intel lançou seu processador para desktop de consumo mais rápido: o Core i9-9900KS, que tem todos os oito núcleos rodando a 5,0 GHz. Há muito ruído em torno do novo processador, mas nem todo mundo sabe que a empresa já possui um processador com frequência de clock de 5,0 GHz, e com 14 núcleos: Core i9-9990XE. Este item extremamente raro não está disponível para consumidores comuns: a Intel o vende apenas para parceiros selecionados, e somente em leilão, uma vez por trimestre, e sem quaisquer garantias de sua parte. Quanto você pagaria por esse luxo? Bem, conseguimos pegar um desses monstros para ver como ele é bom.
Construa e eles virão (uma das 100 citações famosas de filmes americanos ao longo de 100 anos da AFI)
Core i9-9990XE é o auge da tecnologia de processo de 14nm da Intel, um certo limite de possibilidades. A propósito, a Intel não pode garantir quantos processadores será capaz de produzir nem fornecer suporte de forma alguma. Ao contrário de outros processadores convencionais, não existe "EOL". Se você ganhar um processador em leilão, pagará um preço exorbitante por ele, porque esse é o objetivo da licitação. Vale muito a pena entrar na “corrida financeira” para obter 14 núcleos operando a 5,0 GHz.
Este processador faz parte da família topo de linha e funciona em placas-mãe X299 selecionadas. É também um Core i9, não um Xeon, o que significa apenas quatro canais de memória e nenhum suporte ECC. Tecnicamente, ele suporta overclock. Este é um processador para apenas um mercado, e esse mercado está disposto a gastar muito dinheiro para se beneficiar de uma latência menor em milissegundos: negociação de alta frequência.
No primeiro leilão, inicialmente conhecíamos três empresas que deveriam participar. Para quem decidiu dar lance, o leilão fechado permaneceu um mistério: só se sabia quais equipamentos da Intel estavam sendo oferecidos, e não a quantidade de unidades. Das três empresas com quem conversamos, uma só compareceu sem licitação, a segunda ficou com três processadores e a terceira ficou com o restante. A quantidade de lotes e os valores gastos com eles são desconhecidos.
Os sistemas de negociação de alta frequência conhecem arranjos exóticos. Já ouvi histórias de empresas que gastam dezenas de milhões para implementar linhas transmissoras de micro-ondas com linha de visão para reduzir a latência em 3 milissegundos. Todos os grandes traders financeiros possuem servidores localizados o mais próximo possível da bolsa, porque a velocidade da luz através de um cabo óptico ainda não é rápida o suficiente para eles. Essas empresas não pagam apenas pelo hardware, mas também contratam especialistas e especialistas para configurar esses sistemas com baixa latência. Isso significa ajustar a memória, fazer overclock do processador e até mesmo introduzir resfriamento personalizado para obter um sistema completamente estável, mas o mais rápido possível.
Então, quanto essas pessoas pagarão por um processador de 14 GHz de 5,0 núcleos e pré-overclock? Alguns deles podem estar rodando acima desse nível, já que o Core i9-9980XE padrão disponível no mercado poderia potencialmente rodar nessa velocidade. Finalmente obtivemos uma resposta da CaseKing, que recebeu a maior parte do Core i9-9990XE: US$ 2800. Na verdade, o preço desde então subiu para US$ 2850. Não muito em comparação com o Core i9-9980XE (US$ 1979) ou o recentemente anunciado Core i9-10980XE (US$ 999) e, claro, os traders gastarão facilmente US$ 1000 a US$ 2000 a mais pelo processador x86 de menor latência do mercado.
Então, por onde começar? Temos um processador de amostra. Tecnicamente, temos um sistema completo da International Computer Concepts, ou ICC. Estes são especialistas em servidores. Nós os conhecemos na Supercomputing 2015, onde eles apresentaram um sistema de torre maluco com 8 servidores diferentes. A ICC trabalha em estreita colaboração com a Intel para fornecer soluções específicas para vários mercados verticais: petróleo e gás, médico, computação. E, muito importante, para o segmento financeiro, onde podem vender um sistema com overclock até o limite.
Infelizmente, devido a algumas tecnologias proprietárias, não podemos mostrar o interior do servidor que nos foi enviado. É um design padrão de 1U com uma placa-mãe ASUS X299 interna e 32 GB de memória configurável. Para manter o Core i9-9990XE quente sob controle, um sistema de refrigeração líquida (todo em cobre) é usado. Para a maioria dos processadores, esse resfriamento é absolutamente desnecessário. Este é um sistema 1U, o que significa 1,75 polegadas de altura (4,45 cm), o que significa que a necessidade de abrigar esse processador bestial requer resfriamento de última geração, e o ICC não economiza aqui. Ponto importante: o sistema é muito barulhento. É improvável que se torne um vizinho confortável devido ao seu funcionamento excessivamente barulhento. Mais detalhes posteriormente na revisão atual.
Além das especificações padrão, o ICC fez alterações adicionais no BIOS para garantir latência e estabilidade mínimas. Novamente, não podemos revelar todos os detalhes, mas não atualizamos o BIOS para nossos testes. O servidor 1U tem espaço para duas placas gráficas, dois drives M.2, quatro drives SATA e vem com fonte de alimentação de 1200W. Dedicamos algum tempo para revisar o consumo de energia abaixo.
Tenha cuidado para não cair
À primeira vista, o Core i9-9990XE é um chip LGA2066 padrão. Ele usa o silício Skylake "HCC" regular de 18 núcleos da Intel, mas é direcionado à plataforma de "consumidor" como parte da estratégia de segmentação de produtos da Intel. O processador não suporta memória com correção de erros e, portanto, está limitado a 128 GB de memória DDR4 padrão, embora você possa ter certeza de que qualquer sistema HFT que use este processador funcionará com memória de alta velocidade. O chip possui 44 pistas PCIe 3.0, assim como outros representantes LGA2066, e por não ser um Xeon, não suporta funções de gerenciamento RAS ou vPro.
É aqui que um dos problemas deste chip vem à tona: esse preço tende a atrair usuários profissionais que precisam de recursos de controle interno e outros recursos de segurança para manter seu hardware caro seguro e gerenciável. Ao designar o processador como Core i9 em vez de Xeon W, a Intel retira essas sugestões da mesa: os OEMs que compram e revendem a peça aos usuários finais terão que explicar que este chip raro tem algumas limitações.
No momento, não sabemos quantos chips a Intel planeja lançar no mercado. A Intel realiza leilões trimestrais onde oferece chips que passaram em todos os testes. Supondo que todos os OEMs queiram comprá-los para seus clientes, não podemos falar de mais de 100 unidades por ano. Por causa dessas nuances de produto ou não produto, o Core i9-9990XE não recebeu página própria no banco de dados de processadores Intel e nunca se enquadrará no programa de fim de vida, uma vez que não se enquadra no processo padrão para pedido e entrega de mercadorias. Todo o suporte de longo prazo para o processador está nas mãos da empresa ou OEM que os adquire.
Chip e nossos testes
Essencialmente falando, o Core i9-9990XE é um processador de 14 núcleos com frequência base de 4,0 GHz e potência de design térmico nessa frequência de 255 W. A frequência turbo deste processador é de 5,0 GHz em todos os núcleos. Mas isso cria um pequeno problema ao classificar o processador como “todos os núcleos a 5,0 GHz”.
Nossas entrevistas com representantes da Intel discutiram como o turbo deve ser ligado: como o sistema liga o modo turbo depende das instruções utilizadas e do fabricante da placa-mãe. O turbo é determinado pelo limite de potência de nível superior (PL2) e pelo tempo de orçamento do turbo (Tau). Normalmente, a Intel “sugere” um consumo de turbo 25% superior ao TDP declarado (ou seja, para um TDP de 255 W o consumo seria de 319 W), e de 8 a 200 segundos de turbo dependendo da plataforma.
No servidor 1U que testamos, o ICC ativou o turbo no modo "potência ilimitada por tempo ilimitado" (tecnicamente até 4096 segundos, eu acredito), pois eles querem que a CPU funcione a 5,0 GHz o tempo todo, em todos os momentos do kernel. Isto, como mencionado acima, requer um resfriamento muito eficiente. O principal problema do ICC, dado o formato 1U, uma tecnologia de resfriamento patenteada foi desenvolvida para resolvê-lo.
Tecnicamente, este chip suporta Turbo Max 3.0, graças ao qual a Intel identifica os núcleos mais poderosos para usar frequências turbo ainda mais altas. No nosso caso, de 14, o 10º núcleo foi considerado o melhor. No Windows, a interface ACPI detecta o software principal (ou o determina pela janela ativa) e tentará executá-lo nesses núcleos "melhores" com um aumento adicional na frequência (+100 MHz ou mais). Para o nosso sistema, como a interface TBM3 e ACPI bloqueava o software para núcleos específicos, não observamos nenhum aumento na frequência devido a esta forma de configurar o sistema. Um dos principais recursos para usuários de sistemas ICC é a baixa latência consistente. Para manter essa consistência, o TBM 3.0 não afeta as frequências do processador em nossos testes.
Outros recursos do chip incluem suporte para memória DDR4-2666 de quatro canais no modo single-rank. A ICC enviou nosso sistema com módulos de memória personalizados e dissipadores de calor correspondentes, e o sistema funcionou em DDR4-3600 CL16. Este chip também possui 44 pistas PCIe 3.0, como outros processadores Intel HEDT da série 9.
O Core i9-9990XE está simplesmente rodeado de concorrentes.
O primeiro deles é o próximo Core i9-9900KS, um processador octa-core que suporta todos os oito núcleos a 5,0 GHz. Este chip usa silício padrão de consumo e, portanto, possui apenas dois canais de memória e 16 pistas PCIe 3.0.
Outro concorrente é o novo carro-chefe Cascade Lake-X de 18 núcleos, o Core i9-10980XE, ao preço de US$ 999. Este é o mais recente processador de desktop topo de linha com (acreditamos) as atualizações de segurança mais recentes da Intel, bem como alguns aumentos de velocidade de clock em relação ao Core i9-9980XE. No final das contas, ele tem quatro núcleos a mais que o 9990XE, mas tem clocks mais baixos e é mais barato. Um usuário com sorte o suficiente para obter uma boa amostra pode fazer overclock para 9990XE. O Core i9-10980XE possui mais quatro pistas PCIe 3.0 e o mesmo número de canais de memória.
Do lado da AMD, o Ryzen 16 9X de 3950 núcleos, lançado em novembro, é apenas o primeiro de seus concorrentes. Sendo construído em 7nm, é certamente mais eficiente em termos de consumo de energia, e a microarquitetura Zen 2 tem um IPC mais alto que os chips Intel, mas o processador não será capaz de atingir as mesmas altas frequências. Ele foi projetado para PCs domésticos e está equipado com 24 pistas PCIe 4.0 e dois canais de memória. Com um preço sugerido de US$ 749, certamente custará muito menos que o processador Intel.
É preciso ficar atento ao lançamento da nova geração Threadripper da AMD, baseada no mesmo Zen 2 e 7 nm. Não temos muitos detalhes no momento, exceto que a AMD informou que a linha será lançada em novembro, e a linha começará com processador de 24 núcleos. Espera-se que ele tenha quatro canais de memória, 64 pistas PCIe e seja capaz de operar em torno de 4,0 GHz. Ele ainda não será capaz de atingir as altas velocidades de clock da Intel e seu preço e consumo de energia ainda são desconhecidos.
Além disso, a AMD lançou o hardware de servidor da série Zen 2 EPYC 7002. Em vez de olhar para um processador de 14 núcleos de alta frequência, os usuários podem olhar para uma CPU de 32 núcleos com oito canais de memória, alto IPC e 128 pistas PCIe 4.0. Novamente, eles enfrentarão um déficit de frequência, e este é um parâmetro muito importante para os traders de HPC. O EPYC 7502P é vendido por cerca de US$ 3400 e, no servidor certo, isso pode ser uma opção se um comerciante de HPC precisar escalar.
Não importa com o que o comparemos, não há como negar que o Core i9-9990XE ultrapassa os limites do que a Intel pode fazer no processo de 14 nm. É por isso que não tem um MSRP e porque a Intel não pode prever quantos serão lançados no próximo trimestre. Não foi à toa que a CaseKing o colocou à venda (com garantia de um ano do OEM) por 2849 euros, porque é muito mais caro do que qualquer outro processador Intel para desktop, e por boas razões.
Nossa bancada de testes
É importante observar imediatamente que as atualizações mais recentes de Spectre, Meltdown e ZombieLoad da Intel podem afetar o desempenho. Com base nos dados que recebemos da Intel, as mitigações de segurança causam menos danos ao hardware mais recente (em comparação com, digamos, Broadwell). O sistema fornecido pela ICC não possui segurança embutida no firmware, mas usamos uma versão do sistema operacional que teve alguns patches de segurança de software aplicados. A ICC deixou claro que alguns dos seus clientes, embora preocupados com estas questões, muitas vezes querem simplesmente o sistema mais rápido possível - dependendo de como utilizam esses sistemas.
Como resultado, nossos resultados são inconsistentes com nossas análises anteriores. Devido ao fato de usar um BIOS personalizado com opções de overclock bloqueadas, os dados de benchmark não refletirão necessariamente o desempenho de um processador recém-adquirido em seu PC doméstico, mas sim demonstrarão seu desempenho em um sistema construído especificamente para ele, que é em última análise, o uso esperado para esses chips. Como resultado, colocamos um asterisco próximo aos nossos resultados para observar que o ambiente de teste deste chip era diferente.
- CPU: Intel Core i9-9990XE, 14 núcleos, base de 4.0 GHz, turbo de 5.0 GHz, TDP de 255 W, $ leilão
- DRAM: Módulos ICC personalizados de 4 × 8 GB, DDR4-3600 CL16
- Placa-mãe: ASUS X299
- GPU: Sapphire Radeon RX460 2GB
- Resfriamento: Resfriamento líquido proprietário da ICC
- Fonte de alimentação: Fontes redundantes duplas de 1200 W 1U
- Armazenamento: SSD Micron MX500 de 1 TB
- Chassi: Servidor Rack 1U
Em nossas análises, normalmente testamos em ambientes externos, com resfriamento potente, uma placa-mãe de última geração, DRAM em frequências suportadas pelo fabricante e a versão mais recente do BIOS disponível publicamente para essa placa-mãe.
Para testes usamos nosso conjunto padrão de processadores. Devido ao formato 1U e à natureza da aplicação deste chip, não usamos uma placa gráfica grande para testes de jogos. Os usuários que desejam pegar este sistema e vinculá-lo a um grande cartão CUDA para modelagem financeira provavelmente terão que fazer muito trabalho braçal. E para jogos, é melhor aguardar o lançamento do Core i9-9900KS.
Conteúdo desta revisão:
- Análise e concorrência
- Core i9-9990XE: campeão de compilação
- Desempenho da CPU: benchmarks de renderização
- Desempenho da CPU: testes de codificação
- Desempenho da CPU: testes de sistema
- Desempenho da CPU: testes do Office
- Desempenho da CPU: benchmarks da Web e benchmarks legados
- Consumo de energia e propriedades térmicas
- Conclusões e palavras finais
Campeão de compilação, Windows VC++ e Chrome
Muitos dos leitores da AnandTech são desenvolvedores de software interessados no desempenho do hardware nas tarefas às quais estão acostumados. Embora compilar o kernel do Linux seja o "padrão" para revisores que compilam com frequência, nosso teste é um pouco mais variável - usamos instruções do Windows para compilar o Chrome e, mais especificamente, a versão de março de 56 do Chrome 2017, como tem sido o caso desde que começou a usar este teste. O Google fornece instruções bastante detalhadas sobre como compilar no Windows, juntamente com a capacidade de fazer upload de arquivos de 400 mil para o repositório. Este é de longe um dos nossos benchmarks mais populares e é um bom indicador do desempenho do kernel, desempenho multi-threading, bem como velocidade de acesso à memória.
Neste teste, seguimos as instruções do Google e usamos o compilador MSVC e as ferramentas de desenvolvedor Ninja para controlar a compilação. Como seria de esperar, este teste é multithread, com alguma dependência de DRAM, onde caches mais rápidos oferecem uma vantagem. Os dados obtidos como resultado dos testes são o tempo de compilação, que convertemos no número de compilações por dia. O teste leva de uma hora em um processador de desktop rápido e de alto desempenho a várias horas nos PCs mais lentos.
Neste teste, dois processadores competiram quase igualmente pelo domínio: o Ryzen Threadripper 16X de 2950 núcleos e o i8-9K de 9900 núcleos. Armado com mais seis núcleos, uma frequência de clock muito mais alta e dois canais de memória adicionais, o Core i9-9990XE passa neste teste com facilidade, compilando em 42 minutos e 10 segundos, e é o único processador a quebrar a marca de 50 minutos. (sem falar na marca de 45 minutos).minuto).
Testes de renderização
Em ambientes profissionais, a renderização costuma ser a principal carga de trabalho da CPU. É usado em diversos formatos, desde renderização 3D até rasterização, em tarefas como jogos ou ray tracing, e aproveita a capacidade do software para gerenciar malhas, texturas, colisões, aliases e física (em animação). A maioria dos renderizadores oferece código CPU, enquanto alguns usam GPUs e optam por um ambiente que usa FPGAs ou ASICs personalizados. Porém, para grandes estúdios, os processadores ainda são o hardware principal.
: Suíte de Criação 3D
Uma ferramenta de renderização de ponta, o Blender é um produto de código aberto com muitas personalizações e configurações, usado por muitos estúdios de animação de ponta em todo o mundo. A organização lançou recentemente um conjunto de testes do Blender, algumas semanas depois de decidirmos reduzir o uso do teste do Blender em nosso novo pacote, mas o novo teste pode levar mais de uma hora para ser concluído. Para obter nossos resultados, executamos um dos subtestes deste pacote por meio da linha de comando - uma cena padrão "bmw27" no modo "somente CPU" e medimos o tempo de conclusão da renderização.
O Blender sabe como aproveitar mais núcleos e, embora o 9990XE tenha uma freqüência melhor que o 7940X, não é suficiente para vencer o hardware de 18 núcleos.
LuxMark v3.1: LuxRender por meio de vários caminhos de código
Conforme afirmado acima, existem muitas maneiras diferentes de processar dados de renderização: CPU, GPU, Acelerador e outros. Além disso, existem muitos frameworks e APIs que podem ser programados, dependendo de como o software será utilizado. LuxMark, um benchmark desenvolvido usando o mecanismo LuxRender, oferece diversas cenas e APIs diferentes.
Em nosso teste, executamos uma cena "Ball" simples em código C++ e OpenCL, mas em modo CPU. Esta cena começa com uma renderização aproximada e refina lentamente a qualidade ao longo de dois minutos, produzindo um resultado final que poderíamos chamar de “número médio de milhares de raios por segundo”.
Vemos um ligeiro atraso no desempenho em comparação com o 7940X, o que é interessante. Será que a malha fixa de 2,4 GHz é o fator limitante?
: rastreamento de raio
O mecanismo de rastreamento de raios Persistence of Vision é outra ferramenta de benchmarking bem conhecida que permaneceu inativa por um tempo até que a AMD lançou seus processadores Zen, quando de repente a Intel e a AMD começaram a empurrar o código para o ramo principal do projeto de código aberto. Para nosso teste, usamos o teste integrado para todos os núcleos, chamado na linha de comando.
Testes de codificação
Com o aumento do número de streams, vlogs e conteúdos de vídeo em geral, os testes de codificação e transcodificação ganham cada vez mais importância. Não apenas há cada vez mais usuários domésticos e jogadores convertendo arquivos e fluxos de vídeo, mas os servidores que processam os fluxos de dados precisam de criptografia instantânea, bem como compactação e descompactação de log. Nossos testes de codificação são direcionados a esses cenários e recebem informações da comunidade para garantir os resultados mais atualizados.
Handbrake 1.1.0: streaming e arquivamento de transcodificação de vídeo
Uma popular ferramenta de código aberto, o Handbrake é um software para converter vídeos de todas as formas possíveis, o que é, de certa forma, a referência. O perigo aqui reside nos números de versão e na otimização. Por exemplo, versões recentes do software podem aproveitar AVX-512 e OpenCL para acelerar certos tipos de transcodificação e certos algoritmos. A versão que usamos é uma experiência pura de CPU, com opções de transcodificação padrão.
Dividimos o Handbrake em vários testes usando a gravação da webcam 920p1080 nativa do Logitech C60 (essencialmente gravando um stream). A gravação será convertida em dois tipos de formatos de streaming e um para arquivamento. Opções de saída usadas:
- 720p60 a taxa de bits constante de 6000 kbps, configuração rápida, alto perfil
- 1080p60 a taxa de bits constante de 3500 kbps, configuração mais rápida, perfil principal
- 1080p60 HEVC com taxa de bits variável de 3500 kbps, configuração rápida, perfil principal
Nossos testes de codificação exigem um bom equilíbrio de núcleos e clocks, resultando no hardware de 14 núcleos de 5,0 GHz superando facilmente o 7940X e mostrando que ter 28 núcleos nem sempre é uma receita para a vitória.
7-zip v1805: popular arquivador de código aberto
De todos os nossos testes de arquivamento/descompactação, o 7-zip é o mais popular e possui um benchmark integrado. Incluímos a versão mais recente deste software em nosso conjunto de testes e executamos o benchmark na linha de comando. Os resultados do arquivamento e desarquivamento são exibidos como uma única pontuação geral.
Este teste mostra claramente que os processadores multi-die modernos têm uma grande diferença de desempenho entre compressão e descompressão: eles funcionam bem em um e mal no outro. Além disso, temos discussões ativas sobre como o Windows Scheduler implementa cada thread. Quando obtivermos mais resultados, ficaremos felizes em compartilhar nossas idéias sobre este assunto.
Observe que se você planeja publicar os dados de compactação em qualquer lugar, inclua também os resultados da descompactação. Caso contrário, você fornecerá apenas metade do resultado.
A presença de 28 núcleos mostra sua força aqui, e a frequência adicional não pode inclinar a balança.
WinRAR 5.60b3: Arquivador
Quando preciso de uma ferramenta de compactação, geralmente escolho o WinRAR. Muitos usuários da minha geração o usaram há mais de duas décadas. A interface não mudou muito, embora a integração com comandos de clique com o botão direito do Windows seja uma boa vantagem. Ele não possui um benchmark integrado, então executamos a compactação em um diretório contendo mais de trinta arquivos de vídeo de 60 segundos e 2000 pequenos arquivos da web em velocidades normais de compactação.
O WinRAR tem threading variável e faz uso intensivo de cache, então em nosso teste nós o executamos 10 vezes e calculamos a média das últimas cinco execuções para testar apenas o desempenho da CPU.
WinRAR é um dos testes com multithreading variável, portanto a combinação de número de núcleos e frequência é importante aqui. Curiosamente, o 9990XE, apesar de ter uma freqüência mais alta, é um pouco mais lento que o 7940X. É possível que a energia extra necessária para levar os núcleos à sua frequência máxima possa causar latência adicional ao trabalhar com um grande número de arquivos pequenos.
Criptografia AES: proteção de arquivos
Diversas plataformas, especialmente dispositivos móveis, criptografam sistemas de arquivos por padrão para proteger o conteúdo. Os dispositivos Windows geralmente usam BitLocker ou software de terceiros para criptografia. No teste de criptografia AES, utilizamos o TrueCrypt descontinuado em um benchmark que testa diversos algoritmos de criptografia diretamente na memória.
Os dados obtidos neste teste são o desempenho combinado de criptografia/descriptografia AES medido em gigabytes por segundo. O software usa instruções AES se o processador permitir, mas não usa AVX-512.
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Fonte: habr.com