LGA2066-plattformen och Skylake-X-familjens processorer introducerades av Intel för mer än ett och ett halvt år sedan. Inledningsvis var denna lösning inriktad av företaget på HEDT-segmentet, det vill säga till högpresterande system för användare som skapar och bearbetar innehåll, eftersom Skylake-X innehöll ett betydligt större antal datorkärnor jämfört med de vanliga representanterna för Kaby. Lake och Coffee Lake familjer.
Men under tiden som har gått sedan Skylake-X kom har landskapet på processormarknaden förändrats avsevärt, och idag kan ganska prisvärda processorer ha sex eller till och med åtta datorkärnor och lovande massprocessorer, som bör släppas under i år, kan få tio eller till och med tolv kärnor. Gör det Skylake-X-chips värdelösa? Troligtvis nej. För det första, bland representanterna för denna serie finns det erbjudanden med 16 och 18 kärnor, och det kommer definitivt inte att finnas massalternativ som dem på marknaden inom en snar framtid. För det andra har LGA2066-plattformen andra fördelar som skiljer den från konventionella konsumentprocessorer, såsom överlägsenhet i antalet minneskanaler och tillgängliga PCI Express-banor.
Därför verkade den kosmetiska uppdateringen av Skylake-X-serien, som mikroprocessorjätten genomförde i slutet av förra året, ganska naturlig - den passade perfekt in i schemat för årliga tillkännagivanden som antagits av Intel. Tillverkarens inställning till sina HEDT-nya produkter var dock lite överraskande: företaget reviderade inte bara priserna utan vägrade också att tillhandahålla prover på processorer till IT-pressen, begränsat sig till en formell presentation och den efterföljande försäljningsstarten .
Uppenbarligen ansåg företaget att de nya Skylake-X var sekundära och ointressanta produkter, men vi håller i grunden inte med om denna formulering. Ja, antalet bearbetningskärnor för representanter för detta modellsortiment har inte ökat under uppdateringsprocessen. Andra intressanta förbättringar finns dock i dem: de nya föremålen fick ökade klockfrekvenser, en ökad L3-cachestorlek och ett förbättrat internt termiskt gränssnitt. Därför bestämde vi oss ändå för att ägna lite uppmärksamhet åt den uppdaterade Skylake-X, där datorbutiken Regard hjälpte oss mycket, och gick med på att tillhandahålla ett par nya LGA2066 tio-kärniga processorer för forskning: Core i9-9820X och Core i9-9900X.
Dessutom, från själva ögonblicket av tillkännagivandet av Skylake-X Refresh, förföljde frågan oss: varför valde Intel ett namn som förvirrande liknar den populära massan åtta-kärniga Core i9-9900K för den äldre tio-kärniga HEDT-processorn? Vad betyder det här? Och nu har vi en chans att ta reda på...
Skylake-X Refresh lineup
Intel tillkännagav utseendet på nya LGA2066-processorer med modellnummer från den niotusente serien redan i oktober förra året. De nya produkterna inkluderade sju modeller: sex processorer i Core i9-serien med ett antal kärnor från 10 till 18 och en åttakärnig Core i7-modell med en villkorlig ingångsnivå. Det finns inga fler sexkärniga och fyrkärniga processorer för LGA2066 i den nya generationen, vilket inte alls är förvånande mot bakgrund av den snabba tillväxten av kapaciteten hos LGA1151v2-plattformen.
| Kärnor/trådar | Basfrekvens, GHz | Turbofrekvens, GHz | L3-cache, MB | Память | TDP, Vt | Pris | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Core i9-9980XE | 18/36 | 3,0 | 4,5 | 24,75 | DDR4-2666 | 165 | 1 979 dollar |
| Core i9-9960X | 16/32 | 3,1 | 4,5 | 22,0 | DDR4-2666 | 165 | 1 684 dollar |
| Core i9-9940X | 14/28 | 3,3 | 4,5 | 19,25 | DDR4-2666 | 165 | 1 387 dollar |
| Core i9-9920X | 12/24 | 3,5 | 4,5 | 19,25 | DDR4-2666 | 165 | 1 189 dollar |
| Core i9-9900X | 10/20 | 3,5 | 4,5 | 19,25 | DDR4-2666 | 165 | $989 |
| Core i9-9820X | 10/20 | 3,3 | 4,2 | 16,5 | DDR4-2666 | 165 | $889 |
| Core i7-9800X | 8/16 | 3,8 | 4,5 | 16,5 | DDR4-2666 | 165 | $589 |
Den mest märkbara förändringen i processorerna som listas i tabellen, jämfört med de tidigare Skylake-X-modellerna i den sjutusente serien, var ökningen av klockfrekvenser. De nominella frekvenserna har ökat med 200-600 MHz, och de maximala frekvenserna som uppnås när turboläget är påslaget har ökat med 200-300 MHz. Dessutom har de yngre representanterna för serien ökat mängden cacheminne i den tredje nivån. Tidigare beräknades den utifrån regeln "1,375 MB per kärna", och nu kan varje kärna stå för upp till cirka 2 MB cache. Sist men inte minst har PCI Express-kontrollern till den åttakärniga Core i7-9800X låsts upp helt, vilket ger denna processor tillgång till alla 44 banor som tidigare bara var tillgängliga i processorer med 10 eller fler kärnor.
Men alla dessa trevliga förändringar ledde till en ökning av värmeavgivningen. Medan den första generationen av Skylake-X hade ett termiskt paket begränsat till 140W, har TDP-karakteristiken utökats till 165W i de nya processorerna. Med andra ord, för de ökade frekvenserna som tilldelas nya processorer utan några grundläggande förändringar i den 14-nm tekniska processen som används för deras produktion, måste man betala med utökade energi- och termiska gränser.
Det är sant att Intel självt samtidigt hävdar att introduktionen av produktionstekniken för den tredje versionen med det villkorade namnet 14 ++ nm, som nu används för att tillverka Coffee Lake och Coffee Lake Refresh-processorer, gjorde det möjligt att höja hastigheten egenskaper. Och om inte för detta, så kan värmeavledningen vara ännu högre. Men det finns ingen anledning att frukta att nya Skylake-X kan vara benägen att överhettas. Det förbättrade termiska gränssnittsmaterialet under värmefördelningskåpan bör minska driftstemperaturerna för nya processorer. Platsen för den tidigare använda termiska polymerpastan togs med lödning med uppenbarligen högre värmeledningsförmåga.
Men allt som nämns ovan är bara toppen av ett isberg. Faktum är att förändringen i specifikationer, och i första hand ökningen av volymen av tredje nivåns cacheminne, har en mycket mer oväntad grund. Nu, för lanseringen av HEDT-processorer, har Intel börjat använda halvledarkristaller som har något annorlunda "i betydelse".
Detta betyder följande: HEDT-processorer har alltid varit en datorvariant av serverchips. Traditionellt har Intel tagit lägre Xeon-modifieringar, anpassat minneskontrollern och några andra egenskaper till dem och porterat dem till skrivbordsmiljön. Samtidigt producerade Intel tre varianter av halvledarkristaller för sina serverprodukter: LCC (Low Core Count) med 10 kärnor, HCC (High Core Count) med 18 kärnor och XCC (eXtreme Core Count) med 28 kärnor, i desktop HEDT-processorer fick bara de enklaste versionerna av kristaller. Så i den första generationens Skylake-X-processorer med 6, 8 och 10 kärnor användes en LCC-kristall, och i modifieringar med 12, 14, 16 och 18 kärnor användes en HCC-kristall.
I den uppdaterade Skylake-X, som vi pratar om idag, används inte längre den yngre versionen av LCC-kristallen. Alla nya 7-seriens HEDT-processorer, inklusive 9800- och 9-kärniga varianter, är baserade på HCC-chippet. Det vill säga att även i Core i9900-18X eller Core iXNUMX-XNUMXX finns det potentiellt XNUMX kärnor, men en betydande del av dem är hårdvarulåsta i produktionsstadiet.
Ett sådant beslut, konstigt vid första anblicken, togs bara för att öka mängden cacheminne i nya processorer. Den interna strukturen i Skylake-X antar att en del av cacheminnet på 1,375 MB allokeras till varje datorkärna. Och om samma Core i9-9900X hade använt en junior LCC-kristall hade denna processor säkerligen inte kunnat få mer än 13,75 MB L3-cache. Den större HCC-matrisen är mer flexibel i detta avseende, med totalt 24,75 MB cache, och denna ökade mängd används delvis i de åtta- och tiokärniga processorerna i den nya vågen.
Som ett resultat blev alla Skylake-X enhetliga i design, men nackdelen med denna förening var den utbredda användningen av en mycket stor halvledarkristall med en yta på cirka 485 mm2, vilket är mer än två och en halv gånger området för kristallen av den åtta kärnan Coffee Lake Refresh. Det betyder att vilken som helst av LGA2066-processorerna i den nio tusende serien har en betydligt högre kostnad jämfört med samma Core i9-9900K. Men trots detta är den åttakärniga Core i9-9800X i den officiella prislistan prissatt till endast $100 mer än Core i9-9900K. Därför är det rimligt att anta att produktionen av åtta- och tiokärniga processorer baserade på 18-kärniga chips fortfarande är ekonomiskt rimliga för Intel, till exempel använder företaget denna möjlighet att sälja halvledarchips med ett stort antal tillverkning defekter, som hittills inte kunnat hitta en värdig ansökan.
Lär dig mer om de tio kärnorna Core i9-9900X och Core i9-9820X
För att testa tog vi två tiokärniga "new wave"-processorer - Core i9-9900X och Core i9-9820X. Även om dessa processorer har flyttat till en ny HCC-matris, har de inte förändrats så mycket jämfört med Core i9-7900X. Vanligtvis, när Intel släppte andra generationens processorer för tidigare versioner av HEDT-plattformen, överförde de dem till en nyare mikroarkitektur, men detta har inte hänt nu. Ändringarna påverkade endast numeriska parametrar, men kvalitativt, inför Core i9-9900X och Core i9-9820X, har vi nästan samma sak som tiokärniga Core i9-7900X av 2017-modellen erbjöd.
Men å andra sidan har andra generationens Skylake-X inga kompatibilitetsproblem: de fungerar perfekt i befintliga LGA2066-moderkort baserade på Intel X299-chipset. Liksom sina föregångare har de en fyrkanalig DDR4-minneskontroller, och PCI Express 3.0-kontrollern som är inbyggd i dem stöder 44 linjer, som i teorin kan delas upp i ett godtyckligt antal platser – från tre till elva.
HCC-halvledarkristallen som ligger bakom Core i9-9900X och Core i9-9820X skiljer sig dock något från de kristaller som tidigare användes i den äldre Skylake-X. Även om den formella stegningen behöll M0-numret som var typiskt för de ursprungliga Skylake-X-versionerna med mer än 12 kärnor, har Intel nu börjat använda modifierade litografiska masker i tillverkningsprocessen på grund av användningen av en mer mogen 14++ nm-process istället för den tidigare 14+ nm-processen. Den viktigaste skillnaden mellan teknologierna är ett något större steg mellan portarna på transistorerna, vilket, som vi redan har sett i exemplet med Coffee Lake, har en positiv effekt på frekvenspotentialen.
På mikroarkitekturnivå sker inga förändringar alls. Överraskande nog inkluderade de nya Skylake-X Refresh-processorerna inte ens några hårdvarufixar för att bekämpa Meltdown- och Spectre-sårbarheterna. Och detta är väldigt märkligt mot bakgrund av att i parallellprodukten Coffee Lake Refresh, som släpptes samtidigt, har vissa patchar redan dykt upp. Till exempel är moderna LGA1151v2-processorer skyddade från Meltdown (Variant 3) och L1TF (Variant 5) attacker på hårdvarunivå.
Men det mest irriterande är inte ens det. Den främsta anledningen till frustration är frånvaron av några förändringar i schemat för att kombinera processorkomponenter till en enda helhet. Skylake-X Refresh fortsätter att använda ett peer-to-peer mesh-nätverk som ligger ovanpå en rad processorkärnor. Detta inter-core sammankopplingsschema fungerar bra med en betydande ökning av antalet kärnor i serverprocessorer, men för HEDT-produkter med ett inte för högt antal kärnor är det mycket sämre än en traditionell ringbuss, vilket orsakar en dramatisk ökning av latensen . Ett sätt att bekämpa denna negativa effekt skulle vara att snabba upp Mesh-anslutningar, men här förblir allt detsamma. Frekvensen för sammankopplingar i både tidigare och nuvarande Skylake-X är inställd på 2,4 GHz, så L3-cachen och minneskontrollern i LGA2066-processorer har märkbart sämre latens mot bakgrund av massiva Coffee Lake Refresh. Det är sant att detta delvis kompenseras av den utökade andranivåcachen, som Skylake-X har en volym på 1 MB per kärna, och inte fyra gånger mindre.
Allt detta kan enkelt illustreras med en graf över latensen för minnesundersystemet för Skylake-X-processorerna i den nuvarande generationen i jämförelse med Coffee Lake Refresh. Det visar tydligt bristen på förbättringar i latenssituationen för de nya HEDT-processorerna.
Men de nya tio-kärniga processorerna kan skryta med framsteg i klockhastigheter och cachestorlek. Core i9-9900X har till exempel en 3 MB L19,25 offercache, som är 40 % större än den tidigare tiokärniga processorn, Core i9-7900X. Samtidigt har basfrekvensen för den nya modellen ökat från 3,3 till 3,5 GHz, men den maximala frekvensen för Core i9-9900X i turboläge kan nå samma 4,5 GHz som var tillgänglig för tiokärnorna i den tidigare generation. I båda fallen kräver det att man använder Turbo Boost Max 4,5-teknik för att nå 3.0 GHz-märket, med det traditionella turboläget är den maximala frekvensen för Core i9-9900X 4,4 GHz.
Men i praktiken är situationen med frekvenserna för Core i9-9900X något annorlunda. När den är laddad på alla kärnor arbetar processorn med en frekvens på 4,1 GHz.
Om denna belastning använder AVX-instruktioner, sjunker processorfrekvensen till 3,8 GHz.
Och de mest resurskrävande 512-bitars instruktionerna från den nya AVX-512 med full belastning på alla kärnor gör att processorn saktar ner till 3,4 GHz, vilket, det bör noteras, är ännu lägre än den nominella frekvensen som anges i specifikationerna .
Om vi pratar om den tio-kärniga Core i9-9820X, som är ett steg lägre, så skiljer den sig från sin äldre bror främst i mängden tredje nivås cache, som skärs ner till 16,5 MB. De nominella frekvenserna är också lite lägre, men vi får inte glömma att alla Intel HEDT-processorer har gratis multiplikatorer, vilket gör att entusiaster kan ignorera denna brist.
Den nominella frekvensen för Core i9-9820X är dock 3,3 GHz, och den maximala frekvensen i turboläge är 4,1 eller 4,2 GHz, beroende på om vi pratar om Turbo Boost 2.0 eller Turbo Boost Max 3.0-teknik.
I praktiken, när du använder processorn med standardinställningar och belastningen på alla kärnor, kan Core i9-9820X arbeta med en frekvens på 4,0 GHz.
Om belastningen använder AVX-instruktioner, minskar processorn driftsfrekvensen till 3,8 GHz.
Och i AVX-512-läge sjunker frekvensen för Core i9-9820X till nominell - 3,3 GHz.
På tal om hur de nya tio-kärniga LGA2066-processorerna är bättre än de gamla Core i9-7900X, kan man inte låta bli att minnas den övergång som har skett i dem till användningen av ett mer effektivt internt termiskt gränssnitt. Det värmeavledande locket är nu fastlödt i formen på liknande sätt som Coffee Lake Refresh. Intel säger att på grund av detta kyler nya processorer mer effektivt och arbetar vid lägre temperaturer, men det finns två problem. För det första är lodet som används av Intel inte särskilt populärt bland överklockare eftersom det är mindre effektivt än flytande metall. Och för det andra, nu har skalperingsproceduren visat sig vara otillgänglig för de flesta entusiaster: det har blivit mycket svårt att ta bort locket utan att skada processorn, så det är extremt svårt att förbättra det befintliga termiska gränssnittet.
I slutet av berättelsen om egenskaperna hos Core i9-9900X och Core i9-9820X är det värt att nämna priserna. Här visade inte Intel någon fantasi och satte kostnaden för den äldre tio-kärniga Core i9-9900X till samma $989 som de begärde för Core i9-7900X-processorn tillhörande föregående generation. Men Core i9-9820X kostar $100 mindre, vilket gör det till ett mer attraktivt förslag för entusiaster, eftersom den 15 % mindre L3-cachen sannolikt inte kommer att ha någon betydande inverkan på prestanda, och de nominella klockhastigheterna för riktiga högpresterande entusiaster inte har några värden.
Källa: 3dnews.ru