A plataforma LGA2066 e os processadores da família Skylake-X foram lançados pela Intel há mais de um ano e meio. Inicialmente, esta solução foi direcionada pela empresa ao segmento HEDT, ou seja, sistemas de alto desempenho para usuários que criam e processam conteúdo, pois o Skylake-X continha um número significativamente maior de núcleos computacionais em comparação aos representantes habituais do Kaby Famílias Lake e Coffee Lake.
No entanto, no tempo que se passou desde a introdução do Skylake-X, o cenário no mercado de processadores mudou significativamente, e hoje CPUs bastante acessíveis podem ter seis ou até oito núcleos de processamento, e CPUs mainstream promissoras, que devem ser lançadas dentro este ano, pode ter dez ou até doze núcleos. Isso torna o Skylake-X um chip inútil? Provavelmente não. Em primeiro lugar, entre os representantes desta série existem ofertas com 16 e 18 núcleos, e definitivamente não haverá opções de massa como estas no mercado num futuro próximo. Em segundo lugar, a plataforma LGA2066 possui outras vantagens que a distinguem dos processadores convencionais de consumo, como superioridade no número de canais de memória e pistas PCI Express disponíveis.
Portanto, a atualização cosmética da linha Skylake-X, que a gigante dos microprocessadores realizou no final do ano passado, parecia bastante lógica - ela se encaixava perfeitamente na programação anual de anúncios da Intel. No entanto, a atitude do fabricante em relação aos seus novos produtos HEDT foi um pouco surpreendente: a empresa não só não revisou os preços, como também se recusou a fornecer amostras de processadores à imprensa informática, limitando-se apenas a uma apresentação formal e ao posterior início das vendas .
Aparentemente, a empresa considerou os novos Skylake-X produtos secundários e desinteressantes, mas discordamos fundamentalmente desta formulação. Sim, o número de núcleos de computação para representantes desta gama de modelos não aumentou durante o processo de atualização. No entanto, eles incorporam outras melhorias interessantes: os novos produtos aumentaram a velocidade do clock, aumentaram a capacidade do cache L3 e melhoraram a interface térmica interna. Portanto, ainda decidimos prestar atenção ao Skylake-X atualizado, no qual fomos muito ajudados pela loja de informática Regard, que concordou em fornecer um par de novos processadores LGA2066 de dez núcleos para pesquisa: Core i9-9820X e Core i9-9900X.
Além disso, desde o momento do anúncio do Skylake-X Refresh, fomos assombrados pela pergunta: por que a Intel escolheu um nome confusamente semelhante ao popular Core i9-9900K de oito núcleos para o antigo processador HEDT de dez núcleos? O que isto significa? E agora temos a chance de descobrir...
Gama de atualização Skylake-X
A Intel anunciou o aparecimento de novos processadores LGA2066 com números de modelo da série nove mil em outubro do ano passado. Os novos produtos incluíam sete modelos: seis processadores da série Core i9 com um número de núcleos de 10 a 18 e um modelo Core i7 de oito núcleos, condicionalmente básico. Não há processadores de seis ou quatro núcleos para LGA2066 na nova geração, o que não é surpreendente dado o rápido crescimento das capacidades da plataforma LGA1151v2.
| Núcleos/threads | Frequência básica, GHz | Frequência turbo, GHz | Cache L3, MB | Память | TDP, Vt | Preço | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Core i9-9980XE | 18/36 | 3,0 | 4,5 | 24,75 | DDR4-2666 | 165 | $ 1 979 |
| Núcleo i9-9960X | 16/32 | 3,1 | 4,5 | 22,0 | DDR4-2666 | 165 | $ 1 684 |
| Núcleo i9-9940X | 14/28 | 3,3 | 4,5 | 19,25 | DDR4-2666 | 165 | $ 1 387 |
| Núcleo i9-9920X | 12/24 | 3,5 | 4,5 | 19,25 | DDR4-2666 | 165 | $ 1 189 |
| Núcleo i9-9900X | 10/20 | 3,5 | 4,5 | 19,25 | DDR4-2666 | 165 | $989 |
| Núcleo i9-9820X | 10/20 | 3,3 | 4,2 | 16,5 | DDR4-2666 | 165 | $889 |
| Núcleo i7-9800X | 8/16 | 3,8 | 4,5 | 16,5 | DDR4-2666 | 165 | $589 |
A mudança mais notável nos processadores listados na tabela, quando comparados com os modelos anteriores da série Skylake-X 200, foi o aumento nas velocidades de clock. As frequências nominais aumentaram em 600-200 MHz e as frequências máximas alcançadas quando o modo turbo está ativado aumentaram em 300-1,375 MHz. Além disso, os representantes mais jovens da série aumentaram a quantidade de memória cache de terceiro nível. Anteriormente, era calculado com base na regra de “2 MB por núcleo”, mas agora cada núcleo pode ter até aproximadamente 7 MB de cache. E por último, o controlador PCI Express do Core i9800-44X de oito núcleos foi totalmente desbloqueado, graças ao qual este processador tem à sua disposição todas as 10 pistas, que antes só estavam disponíveis em processadores com XNUMX ou mais núcleos.
No entanto, todas estas mudanças agradáveis implicaram um aumento na geração de calor. Enquanto a primeira geração do Skylake-X tinha um pacote térmico limitado a 140 W, os novos processadores aumentam a característica TDP para 165 W. Ou seja, pelas frequências aumentadas que são atribuídas aos novos processadores sem nenhuma mudança fundamental no processo tecnológico de 14 nm utilizado para sua produção, é preciso pagar com energia ampliada e limites térmicos.
É verdade que a própria Intel afirma que a introdução da terceira versão da tecnologia de produção, de codinome 14++ nm, que agora é usada para produzir os processadores Coffee Lake e Coffee Lake Refresh, possibilitou aumentar as características de velocidade. E se não fosse por isso, a liberação de calor poderia ser ainda maior. Mas não há razão para temer que o novo Skylake-X possa ser suscetível ao superaquecimento. O material de interface térmica aprimorado sob a tampa de distribuição de calor deve reduzir as temperaturas operacionais dos novos processadores. O lugar da pasta térmica polimérica anteriormente utilizada foi ocupado por solda com condutividade térmica obviamente superior.
Mas tudo o que foi mencionado acima é apenas a ponta do iceberg. O fato é que a mudança nas especificações, e principalmente o aumento no volume da memória cache de terceiro nível, tem uma base muito mais inesperada. Agora, para produzir processadores HEDT, a Intel começou a usar cristais semicondutores com significados ligeiramente diferentes.
Isso significa o seguinte: os processadores HEDT sempre foram uma variedade de chips de servidor para desktop. Tradicionalmente, a Intel pegou modificações mais recentes do Xeon, adaptou o controlador de memória e algumas outras características a elas e as transferiu para o ambiente de desktop. Ao mesmo tempo, enquanto para seus produtos de servidor a Intel produzia três versões de cristais semicondutores: LCC (Low Core Count) com 10 núcleos, HCC (High Core Count) com 18 núcleos e XCC (eXtreme Core Count) com 28 núcleos, em desktops Os processadores HEDT incluíam apenas as versões mais simples de cristais. Assim, os processadores Skylake-X de primeira geração com 6, 8 e 10 núcleos usavam um cristal LCC, e as modificações com 12, 14, 16 e 18 núcleos usavam um cristal HCC.
No Skylake-X atualizado, do qual estamos falando hoje, a versão low-end do cristal LCC não é mais usada. Todos os novos processadores HEDT da série nove mil, incluindo versões de oito e dez núcleos, são baseados no cristal HCC. Ou seja, mesmo o Core i7-9800X ou Core i9-9900X possui potencialmente 18 núcleos, mas uma parte significativa deles está travada em hardware na fase de produção.
Essa decisão, estranha à primeira vista, foi tomada justamente para aumentar a quantidade de memória cache nos novos processadores. A estrutura interna do Skylake-X assume que cada núcleo de computação recebe uma porção de memória cache com um volume de 1,375 MB. E se o mesmo Core i9-9900X tivesse usado um cristal LCC de baixo custo, este processador certamente não teria sido capaz de obter mais de 13,75 MB de cache L3. O die HCC maior é mais flexível nesse aspecto, possui um total de 24,75 MB de cache, e esse volume aumentado é parcialmente utilizado nos processadores de oito e dez núcleos da nova onda.
Como resultado, todo o Skylake-X tornou-se unificado em design, mas a desvantagem dessa unificação foi o uso generalizado de uma matriz semicondutora muito grande com uma área de cerca de 485 mm2, que é mais de duas vezes e meia maior que a área de matriz do Coffee Lake Refresh de oito núcleos. Isso significa que qualquer um dos processadores LGA2066 da série nove mil tem um custo significativamente maior em comparação com o mesmo Core i9-9900K. Mas, apesar disso, o Core i9-9800X de oito núcleos na lista de preços oficial custa apenas US$ 100 a mais que o Core i9-9900K. Portanto, é razoável supor que a produção de processadores de oito e dez núcleos baseados em cristais de 18 núcleos ainda faz algum sentido econômico para a Intel, por exemplo, a empresa aproveita esta oportunidade para vender cristais semicondutores com um grande número de fabricação defeitos, que até agora não encontraram um uso digno.
Mais sobre o Core i9-9900X e Core i9-9820X de dez núcleos
Para testes, pegamos dois processadores de dez núcleos da “nova onda” - Core i9-9900X e Core i9-9820X. Embora essas CPUs tenham migrado para um novo cristal HCC, elas não mudaram muito em comparação com o Core i9-7900X. Normalmente, ao lançar processadores de segunda geração para versões anteriores da plataforma HEDT, a Intel os transferiu para uma microarquitetura mais recente, mas isso não aconteceu agora. As mudanças afetaram apenas os parâmetros numéricos, mas qualitativamente na forma do Core i9-9900X e Core i9-9820X temos quase a mesma coisa que foi oferecida pelo Core i9-7900X de dez núcleos de 2017.
Mas a segunda geração do Skylake-X não tem problemas de compatibilidade: eles funcionam perfeitamente em placas-mãe LGA2066 existentes baseadas no conjunto lógico do sistema Intel X299. Como seus antecessores, eles possuem um controlador de memória DDR4 de quatro canais, e o controlador PCI Express 3.0 integrado suporta 44 pistas, que em teoria podem ser divididas em um número arbitrário de slots - de três a onze.
No entanto, o cristal semicondutor HCC subjacente ao Core i9-9900X e Core i9-9820X é um pouco diferente dos cristais que foram usados anteriormente no antigo Skylake-X. Embora a revisão formal tenha mantido o número M0, típico das versões iniciais do Skylake-X com mais de 12 núcleos, a Intel agora começou a usar máscaras litográficas modificadas no processo de produção devido ao uso de 14++ nm mais maduros. tecnologia de processo em vez da tecnologia de processo anterior de 14+ nm. A principal diferença entre as tecnologias é o passo ligeiramente maior entre as portas do transistor, o que, como já vimos no Coffee Lake, tem um efeito positivo no potencial de frequência.
No nível da microarquitetura, não há nenhuma mudança. Surpreendentemente, os novos processadores Skylake-X Refresh nem sequer incluíram quaisquer correções de hardware para combater as vulnerabilidades Meltdown e Spectre. E isso é muito estranho visto que no produto paralelo Coffee Lake Refresh, lançado na mesma época, alguns patches já haviam aparecido. Por exemplo, os processadores LGA1151v2 modernos são protegidos contra ataques Meltdown (Variante 3) e L1TF (Variante 5) no nível do hardware.
Mas isso nem é a coisa mais ofensiva. O principal motivo da frustração é a falta de alterações no esquema de combinação dos componentes do processador em um único todo. Skylake-X Refresh continua a usar uma rede mesh ponto a ponto sobreposta a uma matriz de núcleos de processador. Este esquema de conexão entre núcleos funciona bem com um aumento significativo no número de núcleos em processadores de servidor, mas para produtos HEDT com um número não muito alto de núcleos é muito pior adequado para um barramento em anel tradicional, causando um aumento dramático nas latências . Um dos métodos para combater esse efeito negativo poderia ser acelerar as conexões Mesh, mas aqui tudo permanece igual. A frequência operacional das interconexões no Skylake-X anterior e atual é definida em 2,4 GHz, de modo que o cache L3 e o controlador de memória dos processadores LGA2066 têm latência visivelmente pior em comparação com o enorme Coffee Lake Refresh. É verdade que isso é parcialmente compensado pelo cache expandido de segundo nível, que no Skylake-X tem um volume de 1 MB por núcleo, e não quatro vezes menos.
Tudo isso pode ser facilmente ilustrado por um gráfico da latência do subsistema de memória dos processadores Skylake-X da geração atual em comparação com Coffee Lake Refresh. Mostra claramente a falta de melhoria na situação de latência dos novos processadores HEDT.
Mas os novos processadores de dez núcleos podem se orgulhar de progresso em velocidades de clock e tamanho de memória cache. Por exemplo, o Core i9-9900X possui um cache L3 vitimizado de 19,25 MB, que é 40% maior que o tamanho do cache do processador anterior de dez núcleos, Core i9-7900X. A frequência base do novo modelo aumentou de 3,3 para 3,5 GHz, mas a frequência máxima do Core i9-9900X no modo turbo pode atingir os mesmos 4,5 GHz que estavam disponíveis para o processador de dez núcleos da geração anterior. Em ambos os casos, atingir 4,5 GHz requer o uso da tecnologia Turbo Boost Max 3.0; com o modo turbo tradicional, a frequência máxima do Core i9-9900X é de 4,4 GHz.
Porém, na prática, a situação com as frequências do Core i9-9900X é um pouco diferente. Quando todos os núcleos estão carregados, o processador opera a 4,1 GHz.
Se esta carga usar instruções AVX, a frequência do processador será reduzida para 3,8 GHz.
E as instruções de 512 bits que mais consomem recursos do novo conjunto AVX-512, em plena carga em todos os núcleos, forçam o processador a desacelerar para 3,4 GHz, o que, deve-se notar, é ainda menor que a frequência nominal declarada nas especificações.
Se falarmos do Core i9-9820X de dez núcleos, que está um degrau abaixo, ele difere de seu irmão mais velho principalmente na quantidade de memória cache de terceiro nível, que foi reduzida para 16,5 MB. As frequências nominais também são um pouco mais baixas, mas não devemos esquecer que todos os processadores Intel HEDT possuem multiplicadores livres, o que permitirá aos entusiastas ignorar esta desvantagem.
No entanto, a frequência nominal do Core i9-9820X é 3,3 GHz, e a frequência máxima no modo turbo é 4,1 ou 4,2 GHz, dependendo se estamos falando da tecnologia Turbo Boost 2.0 ou Turbo Boost Max 3.0.
Na prática, ao operar o processador com configurações padrão e carga em todos os núcleos, o Core i9-9820X é capaz de operar na frequência de 4,0 GHz.
Se a carga usar instruções AVX, o processador reduzirá a frequência operacional para 3,8 GHz.
E no modo AVX-512, a frequência do Core i9-9820X cai para 3,3 GHz nominais.
Falando sobre como os novos processadores LGA2066 de dez núcleos são melhores que o antigo Core i9-7900X, não podemos deixar de lembrar a transição para o uso de uma interface térmica interna mais eficiente. A tampa de dissipação de calor agora é soldada à matriz de maneira semelhante ao Coffee Lake Refresh. A Intel afirma que por conta disso, os novos processadores são resfriados com mais eficiência e operam em temperaturas mais baixas, mas há duas ressalvas. Em primeiro lugar, a solda usada pela Intel não é particularmente popular entre os overclockers, pois é menos eficiente que o metal líquido. E em segundo lugar, agora o procedimento de scalping está inacessível para a maioria dos entusiastas: tornou-se muito difícil remover a tampa sem danificar o processador, por isso é extremamente difícil melhorar a interface térmica existente.
Para finalizar a história sobre as características do Core i9-9900X e Core i9-9820X, vale citar os preços. Aqui, a Intel não mostrou imaginação e fixou o preço do antigo Core i9-9900X de dez núcleos nos mesmos US$ 989 que pedia para o processador Core i9-7900X pertencente à geração anterior. Mas o Core i9-9820X custa US$ 100 a menos, o que o torna uma oferta mais atraente para os entusiastas, porque é improvável que o cache L15 3% menor tenha qualquer impacto significativo no desempenho, e as velocidades de clock nominais para verdadeiros entusiastas de alto desempenho não têm significados.
Fonte: 3dnews.ru