S príchodom siedmej generácie procesorov Intel Core bolo mnohým jasné, že stratégia „Tick-tock“, ktorú Intel celý ten čas sledoval, zlyhala. Prísľub zníženia technologického procesu zo 14 na 10 nm zostal prísľubom, začala sa dlhá éra „Taka“ Skylake, počas ktorej sa stalo Kaby Lake (siedma generácia), náhle Coffee Lake (ôsma) s miernou zmenou technologického postupu od 14 nm do 14 nm+ a dokonca Coffee Lake Refresh (deviata). Zdá sa, že Intel skutočne potreboval malú prestávku na kávu. Výsledkom je, že na jednej strane máme niekoľko procesorov rôznych generácií, ktoré sú založené na rovnakej mikroarchitektúre Skylake. A na druhej strane ubezpečenie Intelu, že každý nový procesor je lepší ako ten predchádzajúci. Pravda, nie je celkom jasné, prečo presne...
Vráťme sa teda k našim generáciám. A pozrime sa, ako sa líšia.
Kaby Lake
Objavenie procesorov v maloobchode sa uskutočnilo začiatkom roka 2017. Čo je nové v tejto rodine v porovnaní s jej predchodcom? V prvom rade ide o nové grafické jadro – Intel UHD 630. Plus podpora pre pamäťovú technológiu Intel Optane (3D Xpoint), ako aj nový čipset série 200 (6. generácia pracovala so sériou 100). A to sú všetky skutočne zaujímavé inovácie.
Kávové jazero
8. generácia s kódovým označením Coffee Lake bola vydaná koncom roka 2017. V procesoroch tejto generácie pribudli jadrá a proporcionálne aj vyrovnávacia pamäť tretej úrovne, Turbo Boost sa zdvihol o 200 megahertzov, pribudla podpora DDR4-2666 (predtým boli DDR4-2400), ale podpora DDR3 bola odrezaná. Grafické jadro zostalo rovnaké, no dostalo 50 MHz. Za všetky zvýšenia frekvencií sme museli zaplatiť zvýšením tepelného balíka na 95 wattov. A, samozrejme, nový čipset série 300. To nebolo vôbec potrebné, pretože čoskoro boli špecialisti schopní spustiť túto rodinu na čipových súpravách série 100, hoci zástupcovia spoločnosti Intel uviedli, že to nebolo možné kvôli dizajnu napájacích obvodov. Neskôr však Intel oficiálne priznal, že to bolo nesprávne. Čo je teda nové v 8. rodine? V skutočnosti to vyzerá skôr ako bežné osvieženie s pridaním jadier a frekvencií.
Osvieženie kávového jazera
Ha! Tu je pre nás osvieženie! Vo štvrtom štvrťroku 2018 boli vydané procesory Coffee Lake 9. generácie vybavené hardvérovou ochranou proti niektorým zraniteľnostiam Meltdown/Spectre. Hardvérové zmeny vykonané na nových čipoch chránia pred Meltdown V3 a L1 Terminal Fault (L1TF Foreshadow). Zmeny softvéru a mikrokódu chránia pred útokmi Spectre V2, Meltdown V3a a V4. Ochrana proti Spectre V1 bude naďalej upravovaná na úrovni operačného systému. Zavedenie záplat na úrovni čipu by malo znížiť vplyv softvérových záplat na výkon procesora. Ale Intel implementoval všetku túto radosť s ochranami iba v procesoroch pre segment masového trhu: i5-9600k, i7-9700k, i9-9900k. Všetci ostatní, vrátane serverových riešení, nedostali hardvérovú ochranu. Prvýkrát v histórii spotrebiteľských procesorov Intel podporujú procesory Coffee Lake Refresh až 128 GB RAM. A to je všetko, už žiadne zmeny.
Čo máme na spodnom riadku? Dva roky osvieženia, hrania sa s jadrami a frekvenciami, plus sada drobných vylepšení. Veľmi som chcel objektívne zhodnotiť a porovnať výkony hlavných predstaviteľov týchto rodín. Takže keď som mal po ruke sadu siedmej až deviatej generácie – k našim i7-7700 a i7-7700k nedávno pribudli čerstvé i7-8700, i7-9700k a i9-9900k, využil som situáciu a vyrobil päť rôznych Procesory Intel Core ukazujú, čoho sú schopné.
Testovanie
Do testovania je zapojených päť procesorov Intel: i7-7700, i7-7700k, i7-8700, i7-9700k, i9-9900k.
Výkonnostné charakteristiky platforiem
Procesory Intel i7-8700, i7-9700k a i9-9900k majú rovnakú základnú konfiguráciu:
- Základná doska: Asus PRIME H310T (BIOS 1405),
- RAM: 16 GB DDR4-2400 MT/s Kingston 2 kusy, spolu 32 GB.
- SSD disk: 240 GB Patriot Burst 2 kusy v RAID 1 (zvyk vyvinutý v priebehu rokov).
Procesory Intel i7-7700 a i7-7700k tiež bežia na rovnakej platforme:
- Základná doska: Asus H110T (BIOS 3805),
- RAM: 8 GB DDR4-2400MT/s Kingston 2 kusy, spolu 16 GB.
- SSD disk: 240 GB Patriot Burst 2 kusy v RAID 1.
Používame podvozky vyrobené na mieru, ktoré sú vysoké 1,5 jednotky. Majú štyri nástupištia.
Softvérová časť: OS CentOS Linux 7 x86_64 (7.6.1810).
Ядро: 3.10.0-957.1.3.el7.x86_64
Vykonali sa optimalizácie v porovnaní so štandardnou inštaláciou: pridané možnosti na spustenie výťahu jadra=noop selinux=0.
Testovanie sa vykonáva so všetkými záplatami z útokov Spectre, Meltdown a Foreshadow backportovaných do tohto jadra. Je možné, že výsledky testov na novších a aktuálnejších linuxových jadrách sa môžu líšiť od získaných a výsledky budú lepšie. Po prvé, ja osobne preferujem CentOS 7 a po druhé, RedHat aktívne backportuje inovácie súvisiace s hardvérovou podporou z nových jadier do svojho LTS. V to dúfam :)
Testy používané na výskum
- sysbench
- Geekbench
- Testovacia sada Phoronix
Sysbench test
Sysbench je balík testov (alebo benchmarkov) na hodnotenie výkonu rôznych počítačových subsystémov: procesor, RAM, zariadenia na ukladanie dát. Test je viacvláknový, na všetkých jadrách. V tomto teste som meral dva ukazovatele:
- Udalosti rýchlosti CPU za sekundu – počet operácií vykonaných procesorom za sekundu: čím vyššia hodnota, tým produktívnejší systém.
- Všeobecné štatistiky celkový počet udalostí - celkový počet dokončených udalostí. Čím vyššie číslo, tým lepšie.
Geekbench test
Balík testov vykonaných v jednovláknovom a viacvláknovom režime. V dôsledku toho sa pre oba režimy vydáva určitý index výkonnosti. Nižšie sú uvedené odkazy na výsledky testov. V tomto teste sa pozrieme na dva hlavné ukazovatele:
— Single-Core Score — jednovláknové testy.
- Multi-Core Score - viacvláknové testy.
Jednotky merania: abstraktné „papagáje“. Čím viac "papagájov", tým lepšie.
Testovacia sada Phoronix
Phoronix Test Suite je veľmi bohatá sada testov. Napriek tomu, že boli vykonané všetky testy z balíka pts/cpu, uvediem výsledky len tých, ktoré sa mi osobne zdali obzvlášť zaujímavé, najmä preto, že výsledky vynechaných testov len posilňujú všeobecný trend.
Takmer všetky tu uvedené testy sú viacvláknové. Výnimkou sú len dva z nich: jednovláknové testy Himeno a LAME MP3 Encoding.
V týchto testoch platí, že čím vyššie číslo, tým lepšie.
- John the Ripper viacvláknový test na uhádnutie hesla. Zoberme si kryptoalgoritmus Blowfish. Meria počet operácií za sekundu.
- Himeno test je lineárny Poissonov tlakový riešič využívajúci metódu Jacobiho bodu.
- 7-Zip Compression - 7-Zip test pomocou p7zip s integrovanou funkciou testovania výkonu.
- OpenSSL je sada nástrojov, ktoré implementujú protokoly SSL (Secure Sockets Layer) a TLS (Transport Layer Security). Meria výkon RSA 4096-bit OpenSSL.
- Apache Benchmark - Test meria, koľko požiadaviek za sekundu dokáže daný systém spracovať pri vykonávaní 1 000 000 požiadaviek, pričom 100 požiadaviek beží súčasne.
A v týchto, ak menej je lepšie
- C-Ray testuje výkon CPU na výpočtoch s pohyblivou rádovou čiarkou. Tento test je viacvláknový (16 vlákien na jadro), vystrelí 8 lúčov z každého pixelu na vyhladenie a vygeneruje obrázok s rozlíšením 1600 x 1200. Meria sa čas vykonania testu.
- Paralelná kompresia BZIP2 – test meria čas potrebný na komprimáciu súboru (balíček zdrojového kódu linuxového jadra .tar) pomocou kompresie BZIP2.
- Kódovanie audio a video dát. Test LAME MP3 Encoding beží v jednom vlákne, zatiaľ čo test ffmpeg x264 beží vo viacerých vláknach. Meria sa čas potrebný na dokončenie testu.
Ako vidíte, testovací balík pozostáva z čisto syntetických testov, ktoré vám umožňujú ukázať rozdiel medzi procesormi pri vykonávaní určitých úloh, napríklad klikanie na heslá, kódovanie mediálneho obsahu, kryptografia.
Syntetický test, na rozdiel od testu, ktorý sa vykonáva za podmienok blízkych realite, je schopný zabezpečiť určitú čistotu experimentu. V skutočnosti preto padla voľba na syntetiku.
Je možné, že pri riešení konkrétnych problémov v bojových podmienkach budete môcť získať mimoriadne zaujímavé a neočakávané výsledky, ale stále bude „všeobecná teplota v nemocnici“ čo najbližšie k tomu, čo som získal z výsledkov testov. Je tiež možné, že ak pri testovaní procesorov 9. generácie vypnem ochranu Spectre/Meltdown, mohol by som dosiahnuť lepšie výsledky. Ale pri pohľade dopredu poviem, že sa už ukázali ako vynikajúce.
Spoiler: jadrá, vlákna a frekvencie budú vládnuť úkrytu.
Ešte pred testovaním som si dôkladne preštudoval architektúru týchto rodín procesorov, preto som očakával, že medzi testovanými subjektmi nebudú výrazné rozdiely. Navyše nie ani tak významné ako mimoriadne: prečo čakať na zaujímavé ukazovatele v testoch, ak vykonávate merania na procesoroch postavených v podstate na jednom jadre. Moje očakávania sa naplnili, no niektoré veci stále nevyšli tak, ako som si myslel...
A teraz vlastne výsledky testov.
Výsledok je celkom logický: kto má viac streamov a vyššiu frekvenciu, získava body. V súlade s tým sú modely i7-8700 a i9-9900k vpredu. Rozdiel medzi i7-7700 a i7-7700k je 10 % v jednovláknových a viacvláknových testoch. i7-7700 zaostáva za i7-8700 o 38% a od i9-9900k o 49%, teda takmer 2x, no zároveň za i7-9700k je zaostávanie len 15%.
Odkazy na výsledky testov:
Výsledky testov z The Phoronix Test Suite
V teste John The Ripper je rozdiel medzi dvojčatami i7-7700 a i7-7700k 10% v prospech „k“, kvôli rozdielu v Turboboost. Procesory i7-8700 a i7-9700k majú veľmi malý rozdiel. i9-9900k predčí každého s väčším počtom vlákien a vyššou rýchlosťou hodín. Takmer dvojnásobný počet dvojčiat.
Najzaujímavejší sa mi zdá výsledok testu C-Ray. Prítomnosť technológie Hyper-Treading v i9-9900k v tomto teste s viacerými vláknami poskytuje len mierne zvýšenie v porovnaní s i7-9700k. Ale dvojičky boli takmer 2x za lídrom.
V jednovláknovom teste Himeno nie je rozdiel až taký veľký. Medzi 8. a 9. generáciou od dvojičiek je badateľný rozdiel: i9-9900k ich prekonáva o 18 %, respektíve 15 %. Rozdiel medzi i7-8700 a i7-9700k je miera chybovosti.
Dvojičky prešli testom kompresie 7zip o 44-48% horšie ako vedúci i9-9900k. Vďaka vyššiemu počtu vlákien prekonáva i7-8700 i7-9700k o 9 %. Na predbehnutie i9-9900k to ale nestačí, takže vidíme oneskorenie takmer 18 %.
Test času kompresie pomocou algoritmu BZIP2 ukazuje podobné výsledky: streamy vyhrávajú.
Kódovanie MP3 je „rebríček“ s maximálnym rozpätím 19,5 %. Ale v teste ffmpeg i9-9900k stráca na i7-8700 a i7-9700k, no poráža dvojičky. Tento test som opakoval niekoľkokrát pre i9-9900k, ale výsledok je vždy rovnaký. To je už neočakávané :) Vo viacvláknovom teste ukázal najviacvláknový z testovaných procesorov taký nízky výsledok, nižší ako v prípade 9700k a 8700. Neexistujú žiadne jasné vysvetlenia tohto javu a ja nie. nechcem robiť domnienky.
Openssl test ukazuje „rebrík“ s medzerou medzi druhou a treťou priečkou. Rozdiel medzi dvojičkami a lídrom i9-9900k je od 42 % do 47 %. Rozdiel medzi i7-8700 a i9-9900k je 14%. Hlavná vec sú toky a frekvencie.
V teste Apache prekonal i7-9700k všetkých, vrátane i9-9900k (6 %). Vo všeobecnosti však rozdiel nie je významný, hoci medzi najhorším výsledkom i7-7700 a najlepším výsledkom i7-9700k je 24 % rozdiel.
Vo všeobecnosti je i9-9900k lídrom vo väčšine testov, zlyháva iba v ffmpeg. Ak budete pracovať s videom, je lepšie si vziať i7-9700k alebo i7-8700. Na druhom mieste v celkovom poradí je i7-9700k, mierne za lídrom a dokonca pred ním v testoch ffmpeg a apache. Takže s istotou odporúčam to a i9-9900k tým, ktorí pravidelne zažívajú veľký nápor používateľov na stránku. Procesory by nemali zlyhať. O videu som už hovoril.
i7-8700 funguje dobre v testoch Sysbench, 7zip a ffmpeg.
Vo všetkých testoch je i7-7700k lepší ako i7-7700 od 2% do 14%, v teste ffmpeg o 16%.
Pripomínam, že som nerobil žiadne iné optimalizácie ako tie, ktoré som uviedol na začiatku, čo znamená, že keď si na Dedik, ktorý ste si u nás čerstvo zakúpili, nainštalujete čistý systém, dostanete presne rovnaké výsledky.
Jadrá, vlákna, frekvencie – naše všetko
Vo všeobecnosti boli výsledky predvídateľné a očakávané. Takmer vo všetkých testoch sa objavuje „schodisko do neba“, ktoré demonštruje závislosť výkonu od počtu jadier, vlákien a frekvencií: čím viac, tým lepšie výsledky.
Keďže všetky testované subjekty sú v podstate obnovenia rovnakého jadra v rovnakom výrobnom procese a nemajú žiadne zásadné architektonické rozdiely, nepodarilo sa nám získať „ohromujúci“ dôkaz, že procesory sa od seba kvalitatívne líšia.
Rozdiel medzi procesormi i7-9700k a i9-9900k vo všetkých testoch okrem Sysbench má tendenciu k nule, pretože sa v podstate líšia iba prítomnosťou technológie Hyper-Threading a sto ďalších megahertzov v režime Turbo Boost pre i9-9900k. V teste Sysbench je to presne naopak: nerozhoduje počet jadier, ale počet vlákien.
Vo viacvláknových testoch je medzi i7-7700(k) a i9-9900k veľmi veľká medzera, na niektorých miestach až dvojnásobná. Rozdiel je aj medzi i7-7700 a i7-7700k – ďalších 300 MHz pridáva na svižnosti tomu druhému.
Nemôžem tiež hovoriť o kvalitatívnom vplyve veľkosti vyrovnávacej pamäte na výsledky testov - máme to, čo máme. Navyše, zapnutá ochrana rodiny Spectre/Meltdown by mala výrazne znížiť vplyv jej objemu na výsledky testov, no isté to nie je. Ak bude milý čitateľ požadovať od nášho marketingového oddelenia „chlieb a cirkusy“, rád vám napumpujem testovanie s vypnutou bezpečnosťou.
Vlastne, keby ste sa ma spýtali: ktorý procesor by ste si vybrali? — Najprv by som spočítal peniaze vo vrecku a vybral by som si ten, ktorý má dosť. V Žiguli sa skrátka dostanete z bodu A do bodu B, no v Mercedese je to stále rýchlejšie a príjemnejšie. Procesory založené na rovnakej architektúre si tak či onak poradia s rovnakým rozsahom úloh – niektoré jednoducho dobre a niektoré výborne. Áno, ako ukázalo testovanie, nie sú medzi nimi žiadne globálne rozdiely. Ale priepasť medzi i7 a i9 nezmizla.
Pri výbere procesora pre niektoré špecifické, vysoko špecializované úlohy, ako je práca s mp3, kompilácia zo zdrojov alebo vykresľovanie trojrozmerných scén so spracovaním svetla, má zmysel zamerať sa na výkon zodpovedajúcich testov. Napríklad dizajnéri sa môžu okamžite pozrieť na i7-9700k a i9-9900k a na zložité výpočty si vziať procesor s technológiou Hyper-Threading, teda akýkoľvek procesor okrem i7-9700k. Tu vládnu prúdy.
Preto vám radím vybrať si to, čo si môžete dovoliť, s prihliadnutím na špecifikácie a budete spokojní.
Pri testovaní boli použité servery založené na procesoroch i7-7700, i7-7700k, i7-8700k, i7-9700k a i9-9900k s . Ktorýkoľvek z nich je možné objednať s 5% zľavou na 3 mesiace - kontakt s kódovou frázou „Som z Habra“. Pri platbe ročne mínus ďalších 10%.
Celý večer v aréne , správca systému FirstDEDIC
Zdroj: hab.com