Odată cu apariția procesoarelor Intel Core de generația a șaptea, mulți au realizat că strategia „Tick-Tock” pe care Intel o urma până acum s-a prăbușit. Promisiunea de a reduce procesul tehnologic de la 14 la 10 nm a rămas doar o promisiune, iar a început o lungă epocă „Tock” Skylake, timp în care am avut Kaby Lake (generația a șaptea), Coffee Lake (generația a opta) cu o schimbare nesemnificativă a procesului tehnologic de la 14 nm la 14 nm+ și chiar Coffee Lake Refresh (generația a noua). Se pare că Intel chiar avea nevoie de o mică pauză pentru cafea. În cele din urmă, avem mai multe procesoare din diferite generații, care sunt bazate pe aceeași microarhitectură Skylake, pe de o parte. Și asigurările Intel că fiecare nou procesor este mai bun decât precedenții, pe de altă parte. Adevărul este că nu este foarte clar, în ce sens…
Așadar, să ne întoarcem la generațiile noastre. Și să vedem în ce constau diferențele.
Kaby Lake
Apariția procesoarelor în retail a avut loc la începutul anului 2017. Ce e nou la această familie în raport cu predecesorul său? În primul rând, este noul nucleu grafic - Intel UHD 630. În plus, suport pentru tehnologia de memorie Intel Optane (3D Xpoint), precum și noul chipset din seria 200 (generația a 6-a a lucrat cu seria 100). Iar de aici, din punct de vedere al inovațiilor interesante, cam atât.
Coffee Lake
Generația a 8-a, cu numele de cod Coffee Lake, a fost lansată la sfârșitul anului 2017. În procesoarele acestei generații s-au adăugat nuclee și proporțional cache de nivelul trei, Turbo Boost a fost ridicat cu 200 MHz, s-a adăugat suport pentru DDR4-2666 (până atunci era DDR4-2400), dar s-a eliminat suportul pentru DDR3. Nucleul grafic a rămas același, dar a primit un plus de 50 MHz. Toate aceste creșteri de frecvență au venit cu un cost: a crescut pachetul termic până la 95 de wați. Și, desigur, noul chipset din seria 300. Ultimul nu era absolut necesar, deoarece specialiștii au reușit rapid să pună această familie pe chipseturi din seria 100, deși reprezentații Intel afirmau că acest lucru nu este posibil din cauza particularităților construcției circuitelor de alimentare. Ulterior, însă, Intel a recunoscut oficial că a fost greșit. Așadar, ce e nou în familia a 8-a? Din punct de vedere factual, este mai mult un refresh obișnuit cu adăugarea de nuclee și frecvențe.
Coffee Lake Refresh
Ha! Iată că avem refresh-ul! În trimestrul patru din 2018 au fost lansate procesoarele Coffee Lake de generația a 9-a, echipate cu măsuri hardware de protecție împotriva unor vulnerabilități Meltdown/Spectre. Modificările hardware aduse noilor cipuri protejează împotriva Meltdown V3 și L1 Terminal Fault (L1TF Foreshadow). Schimbările din software și microcod protejează împotriva atacurilor Spectre V2, Meltdown V3a și V4. Protecția împotriva Spectre V1 va continua să fie implementată prin remedieri la nivel de sistem de operare. Apariția remedierilor la nivel de cristal ar trebui să diminueze impactul patch-urilor software asupra performanței procesoarelor. Însă, toată această bucurie a protecțiilor Intel a fost implementată doar în procesoarele destinate segmentului de masă al pieței: i5-9600k, i7-9700k, i9-9900k. Toate celelalte, inclusiv soluțiile server, nu au primit protecții hardware. Pentru prima dată în istoria procesoarelor consumatorilor, procesoarele Intel Coffee Lake Refresh suportă până la 128 GB de memorie RAM. Și atât, nu sunt alte schimbări.
Ce avem în final? Două ani de refresh-uri, jocuri cu nuclee și frecvențe, plus o serie de îmbunătățiri minore. Mi-aș fi dorit să evaluez și să compar obiectiv performanța principalelor reprezentante ale acestor familii. Prin urmare, când am avut ocazia să am la îndemână un set de la a șaptea la a noua generație - la i7-7700 și i7-7700k, recent s-au adăugat proaspetele i7-8700, i7-9700k și i9-9900k, am profitat de asta și am forțat cinci procesoare Intel Core diferite să arate de ce sunt capabile.
Testare
La testare participă cinci procesoare Intel: i7-7700, i7-7700k, i7-8700, i7-9700k, i9-9900k.
Caracteristici tehnico-tactice ale platformelor
Procesoarele Intel i7-8700, i7-9700k și i9-9900k au aceeași configurație de bază:
- Placa de bază: Asus PRIME H310T (BIOS 1405),
- Memorie RAM: 16 GB DDR4-2400 MT/s Kingston 2 bucăți, în total 32 GB.
- SSD: 240 GB Patriot Burst 2 bucăți în RAID 1 (obicei format din ani de zile).
Procesoarele Intel i7-7700 și i7-7700k funcționează de asemenea pe aceeași platformă:
- Placa de bază: Asus H110T (BIOS 3805),
- Memorie RAM: 8 GB DDR4-2400MT/s Kingston 2 bucăți, în total 16 GB.
- Unitate SSD: 240 GB Patriot Burst 2 bucăți în RAID 1.
Folosim carcase personalizate cu înălțimea de 1,5 unități. În acestea sunt amplasate patru platforme.
Partea software: OS CentOS Linux 7 x86_64 (7.6.1810).
Nucleu: 3.10.0-957.1.3.el7.x86_64
Optimizările introduse față de instalarea standard: au fost adăugate opțiuni de pornire ale nucleului elevator=noop selinux=0.
Testarea se efectuează cu toate patch-urile împotriva atacurilor Spectre, Meltdown și Foreshadow, backportate în acest kernel. Nu este exclus ca rezultatele testării pe kernel-uri Linux mai noi și actualizate să difere de cele obținute, iar indicatorii să fie mai buni. Dar, pe de o parte, personal, prefer CentOS 7, iar pe de altă parte, RedHat se ocupă activ de backportarea noutăților legate de suportul hardware din kernel-urile noi către cel LTS. De aceea am această speranță 🙂
Teste utilizate pentru cercetare
- Sysbench
- Geekbench
- Phoronix Test Suite
Testul Sysbench
Sysbench — pachet de teste (sau benchmark-uri) pentru evaluarea performanței diferitelor subsisteme ale computerului: procesor, memorie RAM, unități de stocare. Testul este multithreaded, pe toate nucleele. În acest test, am măsurat doi indicatori:
- Evenimente de viteză CPU pe secundă — numărul de operațiuni efectuate de procesor pe secundă: cu cât valoarea este mai mare, cu atât sistemul este mai performant.
- Statistici generale număr total de evenimente — numărul total de evenimente efectuate. Cu cât acest indicator este mai mare, cu atât mai bine.
Testul Geekbench
Pachet de teste efectuate în modul unithreaded și multithreaded. Rezultatul este un anumit indice de performanță pentru ambele moduri. Mai jos sunt linkuri către rezultatele testelor. În acest test, vom analiza doi indicatori principali:
— Scor pe nucleu unic — teste unithreaded.
— Scor pe mai multe nuclee — teste multithreaded.
Unități de măsură: „papagali” abstracti. Cu cât sunt mai mulți „papagali”, cu atât mai bine.
Testul Phoronix Test Suite
Phoronix Test Suite — un set foarte bogat de teste. Deși au fost efectuate toate testele din pachetul pts/cpu, voi prezenta rezultatele doar ale celor care mi s-au părut deosebit de interesante, mai ales că rezultatele testelor omise întăresc tendința generală.
Aproape toate testele prezentate aici sunt multithreaded. Excepția o reprezintă doar două dintre ele: testele unithreaded Himeno și LAME MP3 Encoding.
În aceste teste, cu cât indicatorul este mai mare, cu atât mai bine
- Testul multicore John the Ripper pentru spargerea parolelor. Vom lua algoritmul criptografic Blowfish. Măsoară numărul de operațiuni pe secundă.
- Testul Himeno — un rezolvitor liniar de presiune Poisson, care utilizează metoda punctului Jacobi.
- 7-Zip Compression — test 7-Zip utilizând p7zip cu funcția integrată de testare a performanței.
- OpenSSL este un set de instrumente care implementează protocoalele SSL (Secure Sockets Layer) și TLS (Transport Layer Security). Măsoară performanța RSA pe 4096 de biți OpenSSL.
- Apache Benchmark — testul măsoară câte solicitări pe secundă poate suporta acest sistem în timpul a 1.000.000 de solicitări, dintre care 100 sunt realizate simultan.
Iar în acestea, cu cât este mai mic, cu atât mai bine
- C-Ray testează performanța CPU pe calcule cu numere în virgulă mobilă. Acest test este multicore (16 fire pe nucleu), va lansa 8 raze din fiecare pixel pentru antialiasing și va genera o imagine 1600×1200. Se măsoară timpul de execuție al testului.
- Compresia BZIP2 Paralelă — testul măsoară timpul necesar pentru a comprima un fișier (pachetul .tar al codului sursă al nucleului Linux) folosind compresia BZIP2.
- Codificarea datelor audio și video. Testul LAME MP3 Encoding se efectuează pe un singur fir de execuție, iar testul ffmpeg x264 — multithreaded. Se măsoară timpul de execuție al testului.
După cum vedeți, setul de teste constă exclusiv în teste sintetice, care permit evidențierea diferențelor dintre procesoare în îndeplinirea unor sarcini specifice, de exemplu, crackarea parolelor, codificarea conținutului media, criptografia.
Testul sintetic, spre deosebire de testul efectuat în condiții apropiate de realitate, poate asigura o anumită puritate a experimentului. De fapt, acesta este motivul pentru care am ales sintetic.
Nu este exclus ca, în soluționarea unor sarcini particulare în condiții reale, să obțineți rezultate extrem de interesante și neașteptate, însă „temperatura generală a spitalului” va fi maxim apropiată de ceea ce am obținut eu în urma testelor. De asemenea, nu este exclus că, prin deactivarea protecției împotriva Spectre/Meltdown în timpul testării procesorilor de generație a 9-a, aș fi putut obține rezultate mai ridicate. Dar, să spun dinainte, spun — acestea s-au comportat deja excelent.
Spoiler: nucleele, firele și frecvențele vor domina.
Încă înainte de testare, am studiat cu atenție arhitectura acestor familii de procesoare, așa că mă așteptam ca nu vor exista diferențe semnificative între subiecți. Mai precis, nu atât de semnificative, cât de extraordinare: de ce să aștepți rezultate interesante în teste dacă faci măsurători pe procesoare construite, în esență, pe un singur nucleu. Așteptările mele s-au dovedit corecte, dar unele lucruri au fost totuși diferite de cum mă așteptam…
Și acum, în sfârșit, rezultatele testelor.
Rezultatul este destul de previzibil: cine are mai multe fire și frecvență mai mare, acela va acumula punctele. Astfel, i7-8700 și i9-9900k sunt în frunte. Diferența dintre i7-7700 și i7-7700k este de 10% în testul cu un singur fir și mulți fire. I7-7700 rămâne în urma i7-8700 cu 38% și în urma i9-9900k cu 49%, adică aproape de 2 ori, dar în același timp, diferența de la i7-9700k este de doar 15%.
Linkuri către rezultatele testelor:
Rezultatele testelor din pachetul The Phoronix Test Suite
În testul John The Ripper, diferența între frații gemeni i7-7700 și i7-7700k este de 10% în favoarea „k”, datorită diferenței în Turbo Boost. Pentru procesoarele i7-8700 și i7-9700k, diferența este destul de mică. i9-9900k îi depășește pe toți datorită numărului mai mare de fire și a frecvenței mai mari. Gemenii sunt aproape de 2 ori în urma.
Rezultatul testului C-Ray mi se pare cel mai interesant. Prezența tehnologiei Hyper-Threading la i9-9900k în acest test multithreading oferă doar un câștig nesemnificativ față de i7-9700k. Însă gemenii au rămas în urmă față de lider cu aproape 2 ori.
În testul uniprosesor Himeno, diferența nu este atât de mare. Avem o diferență semnificativă între generațiile a 8-a și a 9-a comparativ cu procesoarele gemene: i9-9900k le depășește cu 18% și 15% respectiv. Diferența dintre i7-8700 și i7-9700k este la nivelul erorii.
În testul de compresie 7zip, procesoarele gemene obțin rezultate cu 44-48% mai slabe decât liderul i9-9900k. Datorită numărului mai mare de fire, i7-8700 îl depășește pe i7-9700k cu 9%. Dar acest lucru nu este suficient pentru a-l depăși pe i9-9900k, astfel observăm un decalaj de aproape 18%.
Testul de timp de compresie folosind algoritmul BZIP2 arată rezultate similare: firele câștigă.
Codificarea mp3 este reprezentată ca o „scară” cu un decalaj maxim de 19,5%. Însă în testul ffmpeg, i9-9900k pierde în fața i7-8700 și i7-9700k, dar îi depășește pe gemeni. Am refăcut acest test de mai multe ori pentru i9-9900k, dar rezultatul a fost mereu același. Ceva neașteptat 🙂 În testul multithreading, cel mai multithreaded procesor testat a arătat un rezultat atât de scăzut, inferior lui 9700k și 8700. Nu sunt explicații clare pentru acest fenomen și nu vreau să fac speculații.
Testul openssl arată o „scară” cu un decalaj între a doua și a treia treaptă. Diferența dintre gemeni și liderul i9-9900k este între 42% și 47%. Decalajul dintre i7-8700 și i9-9900k este de 14%. Cel mai important sunt firele și frecvențele.
În testul Apache, i7-9700k i-a depășit pe toți, inclusiv i9-9900k (cu 6%). Totuși, în termeni generali, diferența nu este semnificativă, deși între rezultatul cel mai slab de la i7-7700 și cel mai bun de la i7-9700k există un decalaj de 24%.
În general, în majoritatea testelor, i9-9900k este lider, cu o excepție doar la ffmpeg. Dacă plănuiți să lucrați cu video, luați mai bine i7-9700k sau i7-8700. Pe locul doi în clasamentul general se află i7-9700k, care este ușor în urma liderului, iar în testele ffmpeg și apache chiar îl depășește. Așadar, îl recomand, împreună cu i9-9900k, celor care au frecvent un număr mare de utilizatori pe site. Procesoarele nu ar trebui să vă dezamăgească. Despre video am menționat deja.
i7-8700 are rezultate bune în testele Sysbench, 7zip și ffmpeg.
În toate testele, i7-7700k este mai bun decât i7-7700 cu 2% până la 14%, în testul ffmpeg cu 16%.
Reamintesc că nu am făcut nicio optimizare în afară de cele menționate la început, ceea ce înseamnă că, la instalarea unui sistem curat pe un nou dedicat de la noi, veți obține exact aceleași rezultate.
Nuclee, fire, frecvențe — aceasta este totul.
În general, rezultatele au fost previzibile și așteptate. Practic, în toate testele apare „scară spre cer”, demonstrând dependența performanței de numărul de nuclee, fire și frecvențe: mai mult din toate acestea — rezultate mai bune.
Deoarece toate subiecții sunt practic refresh-uri ale aceluiași nucleu pe același proces tehnologic și nu au diferențe arhitecturale fundamentale, nu am reușit să obținem dovezi „sidemne” că procesoarele diferă calitativ între ele.
Diferența dintre procesoarele i7-9700k și i9-9900k în toate testele, cu excepția Sysbench, tinde spre zero, deoarece în esență diferă doar prin prezența tehnologiei Hyper-Threading și o sută de megaherți suplimentari în modul Turbo Boost pentru i9-9900k. În testul Sysbench, dimpotrivă: nu numărul de nuclee contează, ci numărul de fire.
Există o diferență foarte mare în testele multi-threading între i7-7700(k) și i9-9900k, uneori de până la două ori. Există de asemenea o diferență între i7-7700 și i7-7700k — cei 300 MHz suplimentari adaugă vivacitate acestuia din urmă.
De asemenea, nu pot vorbi despre influența calitativă a volumului de memorie cache asupra rezultatelor testelor — avem ceea ce avem. Cu atât mai mult, protecția activată împotriva Spectre/Meltdown ar trebui să reducă semnificativ influența acestuia asupra rezultatelor testului, dar nu este sigur. Dacă cititorul respectat va cere „pâine și spectacole” de la departamentul nostru de marketing, voi fi încântat să vă ofer teste cu protecția dezactivată.
Așadar, dacă m-ar întreba: care procesor ai alege? — aș începe prin a verifica banii din buzunar și aș alege pe cel pe care mi-l permit. Pe scurt, între punctul A și punctul B poți ajunge și cu o „mașină mică”, dar cu un „Mercedes” totuși este mai repede și mai plăcut. Procesoarele, care au la bază aceeași arhitectură, vor face față, într-un fel sau altul, aceluiași spectru de sarcini — cineva pur și simplu bine, iar altcineva excelent. Da, așa cum a arătat testarea, nu există diferențe globale între ele. Dar diferența dintre i7 și i9 nu a dispărut din acest motiv.
At the choice of a processor for certain specialized tasks, such as working with mp3 files, compiling from source code, or rendering 3D scenes with lighting effects, it makes sense to rely on the results of relevant benchmarks. For example, designers can look directly at the i7-9700k and i9-9900k, while for complex calculations, it is advisable to select a processor with Hyper-Threading technology, which means any processor except the i7-9700k. Here, streams take precedence.
So I recommend choosing what you can afford according to the specifications, and happiness will be yours.
The testing used servers based on the i7-7700, i7-7700k, i7-8700k, i7-9700k, and i9-9900k processors with . Any of them can be ordered with a 5% discount for 3 months — contact with the code phrase 'I'm from Habra'. When paying for a year, an additional 10% discount applies.
All evening at the arena , system administrator FirstDEDIC
Sursa: habr.com
