Articol nou: Core i9-9900X vs Core i9-9900K: litera schimbă totul

Platforma LGA2066 și procesoarele din familia Skylake-X au fost prezentate de Intel cu mai bine de un an și jumătate în urmă. Inițial, această soluție a fost destinată segmentului HEDT, adică sistemelor de înaltă performanță pentru utilizatorii care creează și procesează conținut, deoarece Skylake-X conțineau un număr semnificativ mai mare de nuclee de procesare comparativ cu reprezentanții obișnuiți ai familiilor Kaby Lake și Coffee Lake.

Cu toate acestea, pe parcursul timpului scurs de la apariția Skylake-X, peisajul pieței procesoarelor s-a schimbat semnificativ, iar astăzi procesoarele CPU accesibile pot avea șase sau chiar opt nuclee de procesare, iar procesoarele de masă promițătoare, care urmează să fie lansate în acest an, ar putea avea zece sau chiar douăsprezece nuclee. Face acest lucru Skylake-X procesoare inutile? Probabil că nu. În primul rând, printre reprezentanții acestei serii există oferte cu 16 și 18 nuclee, iar variante similare disponibile pe piață nu vor apărea prea curând. În al doilea rând, platforma LGA2066 oferă și alte avantaje care le diferențiază de procesoarele consumator obișnuite, cum ar fi superioritatea în ceea ce privește numărul de canale de memorie și liniile PCI Express disponibile.

Prin urmare, actualizarea cosmetică a gamei de modele Skylake-X, pe care gigantul microprocesoarelor a efectuat-o la sfârșitul anului trecut, a părut destul de logică – s-a potrivit perfect în calendarul anual de anunțuri al Intel. Cu toate acestea, abordarea producătorului față de noile sale oferte HEDT a surprins puțin: compania nu doar că nu a revizuit prețurile, dar a refuzat să ofere mostre de procesoare presei IT, limitându-se la o prezentare formală și la începutul vânzărilor.

Se pare că compania a considerat noile Skylake-X ca fiind produse secundare și lipsite de interes, însă noi nu suntem deloc de acord cu această formulare. Da, numărul de nuclee de calcul în rândul acestui model nu a crescut în timpul actualizării. Totuși, acestea au fost îmbunătățite cu alte noutăți interesante: noile modele au frecvențe de bază mai mari, un cache L3 extins și un interfes termic intern îmbunătățit. De aceea, am decis să acordăm atenție actualizărilor Skylake-X, pentru care ne-a ajutat mult magazinul informatic „Regard”, care a fost de acord să ne ofere pentru analiză câteva dintre noile procesoare LGA2066 cu zece nuclee: Core i9-9820X și Core i9-9900X.

În plus, de la anunțul Skylake-X Refresh, ne-a framântat întrebarea: de ce pentru procesorul HEDT cu zece nuclee Intel a ales un nume atât de similar cu popularul procesor masiv cu opt nuclee Core i9-9900K? Ce înseamnă asta? Și acum avem ocazia să ne clarificăm…

Seria de modele Skylake-X Refresh

Despre apariția noilor procesoare LGA2066 cu numerele de model din seria nouă Intel a anunțat încă din octombrie anul trecut. Noul lot include șapte modele: șase procesoare din seria Core i9 cu un număr de nuclee de la 10 la 18 și un model Core i7 cu opt nuclee, considerate de nivel de început. Nu mai sunt prevăzute procesoare cu șase sau patru nuclee pentru LGA2066 în această nouă generație, ceea ce, având în vedere creșterea rapidă a capacităților platformei LGA1151v2, nu surprinde deloc.

Cea mai semnificativă schimbare în procesoarele enumerate în tabelă, comparativ cu modelele anterioare Skylake-X din seria 7000, a fost creșterea frecvențelor de lucru. Frecvențele nominale au crescut cu 200-600 MHz, iar frecvențele maxime, obținute în modul turbo, au crescut cu 200-300 MHz. În plus, modelele inferioare au beneficiat de o creștere a dimensiunii cache-ului de nivel 3. Anterior, acesta era calculat pe baza regulii „1,375 MB pe core”, însă acum fiecare core poate avea aproximativ până la 2 MB de cache. Și în cele din urmă: controllerul PCI Express al procesorului Core i7-9800X cu opt nuclee a fost complet deblocat, permițând astfel acestui procesor să utilizeze toate cele 44 de linii, care erau disponibile anterior doar pe procesoare cu 10 sau mai multe nuclee.

Cu toate acestea, toate aceste schimbări plăcute au dus și la o creștere a disipării căldurii. În timp ce prima generație Skylake-X avea un TDP limitat la 140 W, în noile procesoare caracteristica TDP a fost crescută la 165 W. Cu alte cuvinte, pentru frecvențele sporite atribuite noilor procesoare, fără a aduce modificări fundamentale în procesul tehnologic de fabricație de 14 nm, se plătește cu limite energetice și termice extinse.

Desigur, Intel susține că creșterea caracteristicilor de viteză s-a datorat implementării tehnologiei de fabricație de generație a treia, denumită convențional 14++ nm, conform căreia sunt fabricate acum procesoarele Coffee Lake și Coffee Lake Refresh. Dacă nu ar fi fost aceasta, disiparea căldurii ar fi putut fi și mai mare. Însă nu există motive de îngrijorare că noile Skylake-X ar putea fi susceptibile la supraîncălzire. Temperatura de lucru a noilor procesoare ar trebui să fie redusă datorită materialului termoconductiv îmbunătățit sub capacul de distribuție a căldurii. Solderul, cu o conductivitate termică mai mare, a înlocuit pasta termoconductoare polimerică folosită anterior.

Însă tot ceea ce s-a spus mai sus este doar vârful aisbergului. Ceea ce este important de menționat este că modificarea specificațiilor, în primul rând creșterea dimensiunilor cache-ului de nivel 3, are o fundamentare mult mai surprinzătoare. Acum, pentru a fabrica procesoarele HEDT, Intel a început să utilizeze cristale semiconductoare cu un „sens” diferit.

Aceasta înseamnă următoarele: procesoarele HEDT au fost întotdeauna o varietate desktop a chip-urilor server. În mod tradițional, Intel a preluat variantele mai mici ale Xeon, le-a adaptat cu un controller de memorie și câteva alte caracteristici și le-a transferat în mediul desktop. În acest context, în timp ce pentru produsele sale server, Intel producea trei versiuni de cristale semiconductoare: LCC (Low Core Count) cu 10 nuclee, HCC (High Core Count) cu 18 nuclee și XCC (eXtreme Core Count) cu 28 nuclee, în procesoarele HEDT desktop ajungeau doar cele mai simple versiuni ale cristalelor. Astfel, în procesoarele Skylake-X de prima generație cu 6, 8 și 10 nuclee era utilizat cristalul LCC, iar în modificările cu 12, 14, 16 și 18 nuclee era utilizat cristalul HCC.

În noul Skylake-X, despre care vorbim astăzi, varianta mai mică a cristalului LCC nu mai este utilizată. Toate noile procesoare HEDT din seria 9000, inclusiv variantele cu 8 și 10 nuclee, se bazează pe cristalul HCC. Adică, chiar și în Core i7-9800X sau Core i9-9900X pot exista potențial 18 nuclee, dar o parte semnificativă a acestora este blocată hardware în timpul producției.

Această decizie, care poate părea ciudată la prima vedere, a fost luată tocmai pentru a crește volumul cache-ului în noile procesoare. Structura interioară a Skylake-X presupune că pentru fiecare nucleu de calcul este alocată o porțiune de cache de 1,375 MB. Și dacă în același Core i9-9900X ar fi fost utilizat cristalul mai mic LCC, procesorul ar fi fost, fără îndoială, limitat la mai puțin de 13,75 MB de cache L3. Cristalul mai mare HCC este mai flexibil în acest sens, având un total de 24,75 MB de cache, iar acest volum crescut este parțial utilizat în procesoarele de nouă generație cu 8 și 10 nuclee.

Ca urmare a celor menționate, toate Skylake-X au fost unificate în design, însă reversul acestei unificări a fost utilizarea pe scară largă a unui cip semiconductor foarte mare, cu o suprafață de aproximativ 485 mm2, care depășește cu mai mult de două ori aria cipului procesoarelor octacore Coffee Lake Refresh. Aceasta înseamnă că oricare dintre procesoarele din seria nouă LGA2066 are un cost de producție semnificativ mai mare comparativ cu Core i9-9900K. Cu toate acestea, octacore Core i9-9800X este evaluat în lista oficială de prețuri cu doar $100 mai mult decât Core i9-9900K. Prin urmare, este rezonabil să presupunem că producția de procesoare cu opt și zece nuclee bazate pe cipuri de 18 nuclee are totuși un sens economic pentru Intel, de exemplu, compania profită de această oportunitate pentru a utiliza cipuri semiconductorice cu un număr mai mare de defecte de fabricație, care până acum nu au găsit o aplicare adecvată.

Detalii despre procesoarele Core i9-9900X și Core i9-9820X cu 10 nuclee

Pentru testare, am ales două procesoare „de nouă generație” cu 10 nuclee – Core i9-9900X și Core i9-9820X. Deși aceste CPU au trecut la un cip HCC nou, comparativ cu Core i9-7900X, nu s-au schimbat atât de mult. De obicei, Intel, la lansarea celor de-al doilea generații de procesoare pentru versiunile anterioare ale platformei HEDT, le-a mutat pe o microarhitectură mai nouă, dar acum acest lucru nu s-a întâmplat. Schimbările au vizat doar parametrii numerici, iar din punct de vedere calitativ, Core i9-9900X și Core i9-9820X oferă practic același lucru ca și Core i9-7900X octacore din 2017.

Însă Skylake-X de generație a doua nu au probleme de compatibilitate: acestea funcționează excelent în plăcile de bază LGA2066 existente, bazate pe chipsetul Intel X299. Ca și predecesorii lor, acestea au un controler DDR4 de patru canale, iar controlerul PCI Express 3.0 integrat suportă 44 de linii, care teoretic pot fi împărțite într-un număr arbitrar de sloturi — de la trei la unsprezece.

Cu toate acestea, cristalul semiconductor HCC, care stă la baza Core i9-9900X și Core i9-9820X, este ceva diferit față de cristalele utilizate în versiunile anterioare Skylake-X. Deși stepele formale au păstrat numărul M0, caracteristic versiunilor inițiale Skylake-X cu mai mult de 12 nuclee, Intel a început să aplice în procesul de producție măști litografice modificate datorită utilizării unui proces tehnologic mai matur de 14++ nm, în loc de vechiul proces de 14+ nm. Principala diferență între tehnologii constă în distanța ușor mai mare între porțile tranzistorilor, ceea ce, așa cum am văzut în cazul Coffee Lake, are un impact pozitiv asupra potențialului de frecvență.

La nivel de microarhitectură, nu există deloc schimbări. E fascinant, dar noile procesoare Skylake-X Refresh nu au primit nici măcar corecții hardware pentru a combate vulnerabilitățile Meltdown și Spectre. Asta este foarte ciudat, având în vedere că în produsul paralel Coffee Lake Refresh, lansat în același timp, anumite patch-uri au apărut deja. De exemplu, procesoarele moderne LGA1151v2 sunt protejate împotriva atacurilor Meltdown (Variant 3) și L1TF (Variant 5) la nivel hardware.

Dar cel mai frustrant nu este asta. Principalul motiv de supărare este absența oricăror schimbări în schema de integrare a componentelor procesorului într-un ansamblu. În Skylake-X Refresh, continuă utilizarea unei rețele Mesh cu celule paralele, suprapusă pe matricea nucleelor procesorului. Această schemă de interconectare inter-core se descurcă bine în cazul creșterii semnificative a numărului de nuclee în procesoarele server, dar pentru produsele HEDT cu un număr mai mic de nuclee este mult mai puțin adecvată decât tradiționala magistrală în formă de inel, provocând o creștere dramatică a întârzierilor. Una dintre metodele de combatere a acestui efect negativ ar fi fost accelerarea conexiunilor Mesh, dar aici totul a rămas la fel ca înainte. Frecvența interconexiunilor, atât în versiunile anterioare, cât și în cele curente Skylake-X, este setată la 2,4 GHz, așa că latenta memoriei L3 și a controllerului de memorie la procesoarele LGA2066 este semnificativ mai rea în comparație cu Coffee Lake Refresh. Totuși, asta este compensată parțial de cache-ul extins de nivel 2, care la Skylake-X are o capacitate de 1 MB pe nucleu, și nu de patru ori mai puțin.

Totul poate fi ușor ilustrat printr-un grafic al latenței subsistemului de memorie al procesoarelor Skylake-X de generație actuală în comparație cu Coffee Lake Refresh. Acesta arată clar lipsa îmbunătățirilor în ceea ce privește întârzierile la noile procesoare HEDT.

În schimb, noile procesoare cu zece core pot să se laude cu progrese în frecvențele de funcționare și în dimensiunea memoriei cache. De exemplu, Core i9-9900X dispune de un cache L3 victimă cu o capacitate de 19,25 MB, ceea ce depășește cu 40% dimensiunea cache-ului din vechiul procesor cu zece core, Core i9-7900X. Frecvența de bază a noului model a crescut de la 3,3 la 3,5 GHz, însă frecvența maximă în modul Turbo pentru Core i9-9900X poate ajunge la aceleași 4,5 GHz care erau disponibile și pentru procesorul din generația anterioară. În ambele cazuri, atingerea valorii de 4,5 GHz necesită utilizarea tehnologiei Turbo Boost Max 3.0, în timp ce modul Turbo tradițional are o frecvență maximă de 4,4 GHz pentru Core i9-9900X.

Cu toate acestea, în practică, situația cu frecvențele Core i9-9900X este oarecum diferită. Sub o sarcină pe toate nucleele, procesorul funcționează la o frecvență de 4,1 GHz.

Dacă această sarcină utilizează instrucțiuni AVX, frecvența procesorului scade la 3,8 GHz.

Iar cele mai consumatoare de resurse, instrucțiunile de 512 biți din noul set AVX-512, sub o sarcină completă pe toate nucleele, determină procesorul să reducă viteza la 3,4 GHz, ceea ce, trebuie menționat, este chiar sub frecvența nominală anunțată în specificații.

Dacă discutăm despre Core i9-9820X cu zece core, care este un nivel mai jos, acesta se distinge de fratele său mai mare în principal prin dimensiunea cache-ului de nivel 3, care a fost redusă la 16,5 MB. De asemenea, frecvențele nominale sunt puțin mai mici, dar nu trebuie să uităm că toate procesoarele HEDT ale companiei Intel au multiplicatori liberi, ceea ce va permite entuziaștilor să ignore acest dezavantaj.

Cu toate acestea, frecvența nominală pentru Core i9-9820X este de 3,3 GHz, iar frecvența maximă în modul Turbo este de 4,1 sau 4,2 GHz, în funcție de utilizarea tehnologiei Turbo Boost 2.0 sau Turbo Boost Max 3.0.

În practică, atunci când se utilizează procesorul cu setările prestabilite și sub o sarcină pe toate nucleele, Core i9-9820X poate funcționa la o frecvență de 4,0 GHz.

Dacă sarcina utilizează instrucțiuni AVX, procesorul reduce frecvența de funcționare la 3,8 GHz.

Iar în modul AVX-512, frecvența Core i9-9820X scade la valoarea nominală de 3,3 GHz.

Când discutăm despre ce face noile procesoare LGA2066 cu zece nuclee mai bune decât vechiul Core i9-7900X, nu putem uita de trecerea la un interfață termică internă mai eficientă. Capacitatea de disipare a căldurii este acum sudată pe chip, asemeni modului în care este realizat în Coffee Lake Refresh. Intel afirmă că datorită acestui lucru, noile procesoare se răcesc mai eficient și funcționează la temperaturi mai scăzute, totuși există două aspecte importante. În primul rând, aliajul utilizat de Intel nu impresionează pe overclockeri, deoarece este mai puțin eficient decât metalul lichid. În al doilea rând, acum pentru majoritatea entuziaștilor, procedura de scalpare a devenit inaccesibilă: îndepărtarea capacului fără a deteriora procesorul a devenit foarte dificilă, așa că îmbunătățirea interfeței termice existente este extrem de complicată.

În încheierea discuției despre caracteristicile Core i9-9900X și Core i9-9820X, merită menționate și prețurile. Aici, Intel nu a avut prea multă imaginație și a stabilit prețul pentru seniorul cu zece nuclee Core i9-9900X la aceleași 989 dolari, pe care îi ceruse pentru procesorul Core i9-7900X din generația precedentă. Însă, Core i9-9820X costă cu 100 de dolari mai puțin, ceea ce îl face o ofertă mai atractivă pentru entuziaști, deoarece diferența de 15% în cache-ul L3 nu va afecta prea mult performanța, iar frecvențele nominale nu au nicio importanță pentru adevărații entuziaști ai performanței înalte.

Sursa: 3dnews.ru