Тестируем процессор Intel Broadwell и сравниваем его производительность и нагрев с Haswell. Haswell vs Broadwell. Противостояние Broadwell и Haswell. В чем сила, брат? Broadwell haswell сравнение

Многим пользователям известно, что лидер чипмейкерской индустрии - корпорация Intel - выпускает свои решения, исходя из стратегии «тик-так». «Тиком» считается поколение центральных процессоров, обладающих старой архитектурой, но перенесенной на новый техпроцесс. «Таком» считаются чипы, выполненные на базе новой микроархитектуры, но с применением старого, проверенного техпроцесса. Например, CPU на базе архитектуры Haswell - это «так». Они выполнены согласно 22-нм техпроцессу. А решения на основе архитектуры Broadwell - это «тик». Они будут производиться по 14-нм технологическим «рельсам». Следовательно, следующее поколение интегральных решений - Skylake - будет опять считаться «так»-поколением.

Наглядная демонстрация принципа «тик-так»

Собственно говоря, уже только из этого принципа вытекает логичный факт, что настольные центральные процессоры на базе архитектуры Broadwell не будут заметно быстрее Haswell (если они вообще будут быстрее). Ведь основные отличия, заключающиеся между «тик» и «так», как раз и заключаются в переходе на более тонкий 14-нанометровый техпроцесс. В Сети уже проскакивала информация о том, что в среднем решения Core M на базе Broadwell быстрее Haswell-процессоров приблизительно на 3%. Вряд ли ситуация кардинальным образом изменится и среди CPU для настольных ПК.

Процессор Intel Broadwell

Как известно, в Intel столкнулись с серьезными проблемами при переходе на 14-нанометровый техпроцесс. Первоначально планировалось, что линейка центральных процессоров на основе Broadwell появится на рынке во втором квартале прошлого года. Однако этого не произошло. В мае, дабы поддержать уровень продаж своей продукции, были выпущены модели «камней» Haswell Refresh, обладающие лишь более высокими тактовыми частотами. А первые решения на базе Broadwell были продемонстрированы только в августе, а затем и в сентябре на выставке IFA 2014. Это были SoC Core M, предназначенные для использования в планшетах. Уже в этом году в рамках выставки CES 2015 была представлена линейка CPU, ориентированная на использование в ноутбуках и мини-ПК. Появление центральных процессоров для десктопов, по некоторым данным, запланировано на второй квартал текущего года. То есть весной, когда обычно Intel и презентует свои настольные новинки. При этом главный исполнительный директор Intel Брайан Кржанич (Brian Krzanich) заявил, что в этом году задержек и переносов не будет. И платформа для процессоров Skylake выйдет во второй половине года. Предположительно, это будет начало третьего квартала. Однако в Сети присутствует информация , что десктопные решения на базе Broadwell и Skylake могут появиться практически одновременно либо в конце второго квартала, либо в начале третьего.

План выхода процессоров Intel

Как бы там ни было, очевидно, что в этом году временной отрезок между появлением «тик» и «так» процессоров будет очень небольшим. Обычно этот период приблизительно равен году. К тому же в Сети появилась информация , что у Skylake есть проблема с тактовой частотой. Технические семплы, предположительно относящиеся к топовым CPU семейства Core i5/i7, могут работать в режиме Turbo Boost только со скоростью 2,9 ГГц. Плюс сам факт того, что платформы появятся практически одновременно, на мой взгляд, отлично свидетельствует о том, что Broadwell и Skylake в плане х86-вычислений будут обладать приблизительно одинаковым уровнем быстродействия. Следовательно, не будет большой разницы и в сравнении с Haswell. А ведь к моменту появления первых 14-нм настольных решений этой платформе исполнится уже два года. Однако, как видите, она будет еще долго считаться актуальной и современной.

Системы на базе процессоров Haswell еще долгое время будут считаться современными, ведь новые решения не предложат пользователю заметный прирост производительности

Настольные процессоры Broadwell будут упаковываться в корпуса для сокета LGA1150. Следовательно, они будут совместимы с материнскими платами на базе наборов логики Z97/H97 Express. А вот для Intel Skylake разработана иная платформа с гнездом LGA1151. Это означает, что пользователю, желающему собрать ПК на базе самой прогрессивной архитектуры, придется вместе с «камнем» приобрести и материнскую плату. Не так давно я писал о полной неразберихе в настольных платформах AMD . Так вот, Intel имеет все шансы закончить год сразу с пятью актуальными платформами для десктопов, породив тем самым самую настоящую путаницу:

• LGA1150 под Haswell (Z87 Express);
• LGA2011-v3 под Haswell-E и Broadwell-E;
• LGA1150 под Haswell Refresh и Broadwell (Z97 Express);
• LGA1151 под Skylake (DDR3);
• LGA1151 под Skylake (DDR4).

Очевидно, что основные технологические наработки и инновации Intel в первую очередь расчитаны для мобильных устройств. А процессоры для настольных ПК уже достаточно приличное время как бы «подгоняются» под необходимый формат. Это хорошо заметно, ведь сначала Intel анонсирует именно решения для ноутбуков и планшетов. А потому мы уже довольно долгое время не наблюдаем серьезного роста производительности именно в х86-вычислениях между разными поколениями CPU. Конечно, на сегодняшний день современный центральный процессор - это очень сложное устройство со множеством интегрированных компонентов. Так, развивается встроенная графика, которая, в отличие от вычислительной части, от поколения к поколению заметно прибавляет в плане производительности. В то же время использование более тонкого техпроцесса позволяет делать более энергоэффективные кристаллы. И все же, когда мы говорим о настольных ПК, есть предпосылки, что роста быстродействия в х86-вычислениях не будет заметно как минимум ближайшие два года. А то и больше. Однако, как говорится, поживем - увидим.

Тип микроархитектуры процессора играет одну из ключевых ролей в производительности ноутбука или пк, ведь от микроархитектуры зависит быстрота выборки и декодирования поступающих в процессор данных и инструкций, а затем их выполнение и запись в ОЗУ.

Сравнение микроархитектур процессоров Haswell, Broadwell и Skylake от Intel

На данный момент актуальными и конкурирующими между собой считаются микроархитектуры трех поколений от Intel. Это ядро 4-го поколения Haswell, 5-го поколения Broadwell и новейшая микроархитектура 6-го поколения Skylake. Как известно, в основе создания данных микроархитектур лежит экстенсивная стратегия под названием «Тик-так». «Тик» означает создание нового поколения процессоров на основе уменьшенного технологического процесса. «Так» же подразумевает выпуск новых микропроцессоров, но без изменения технологии создания. В статье будет проведен их сравнительный анализ и на его основе будет сделан вывод о наиболее производительном ядре.

Haswell

– микроархитектура, разработанная в 2012 году по 22 нм технологии. Поддерживает сокеты: LGA 1150, BGA 1364, LGA 2011-3. Работает с планкой ОЗУ DDR4. Шина: DMI2.

Плюсы процессора с данной микроархитектурой:

1) Энергоэффективный

2) Поддерживает DDR4

3) Низкая стоимость. К примеру, цена на Intel Core I3 4160 с ядром Haswell составляет 7800 рублей.

1) Изготовлен по устаревшей 22 нм технологии, в результате чего проигрывает по многим параметрам его улучшенной версии Broadwell.

Broadwell

– апгрейднутая версия Haswell, разработана для процессоров Intel серии Xeon, а также для седьмого поколения Intel Core I7. Изготовлена по 14 нм технологии. Принадлежит к ветви «тик» маркетинговой миссии «тик-так». По сравнению с Haswell имеет на 3-5% большую эффективность, чем Haswell, при этом потребляет энергии на 30%, также гораздо меньшее тепловыделение в ПК, 4.5 вт против 15 Haswell. Все это объясняется, прежде всего, уменьшенным технологическим процессом, по которому было изготовлено ядро, возможностью разгона процессора с данной микроархитектурой, а также наличием 4 кэша Crystalwell, дающего более высокую скорость обмена с ОЗУ, чем всего 3 кэша.

Плюсы ядра:

1) Эффективное энергопотребление

2) Возможность разгона

3) Поддержка DirectX 12

4) Именно в данной микроархитектуре получил распространение кэш L4, до сего использовавшийся лишь в редком числе микропроцессоров Haswell

5) Более высокое время автономной работы, чем Haswell

1) Стоимость (цена варьируется в пределах 13-150000 в зависимости от модели процессора, ибо предназначается данная микроархитектура для камней серии Xeon и Core I7 от Intel в то время как микропроцессор Haswell работает и на бюджетных камнях)

2) Соотношение цены/качества. В тестах микроархитектура показало невысокие результаты, опередив Haswell приблизительно на 3 процента, в том числе и в 3D Mark (Core I7-6850K на Broadwell-E: 19065 очков, Core I7-5820 на Haswell-E– 16598 очков). Если рассматривать это относительно сравнения Ivy Bridge и Haswell, то результат не впечатляющий.

Сравнительный анализ производительности Broadwell и Haswell

Skylake

– микроархитектура 6-го поколения, предназначенная, как и Haswell, в основном, для бюджетных энергоэффективных процессоров типа ULV. Разработана она согласно стратегии «тик-так» и затрагивает ветвь «так». То есть, ядро было изготовлено без изменения технологического процесса, но с кардинальным изменением микроархитектуры относительно Broadwell.

Микропроцессор работает на новом высокопроизводительном сокете LGA 1151, поддерживает DDR4, а также, в отличие от LGA 1150 работает с USB 3.0, имеет новую, гораздо более производительную шину DMI3 и большую энергоэффективность по сравнению со своим предшественником.

1) Поддержка нового разъема LGA 1151, более производительного, чем LGA 1150 – сокет Broadwell

2) Поддержка USB 3.0

3) Возможность разогнать GPU на новом сокете

4) Поддержка DDR4 и оптимизация работы с данной планкой ОЗУ

5) Лучшая энергоэффективность относительно Broadwell

6) Одно из главных достоинств - поддержка новой шины DMI 3, дающей в 2 раза большую скорость, чем DMI 2, на котором работают Broadwell и Haswell. Данное преимущество особенно заметно на примере такой программы, как Sony Vegas, где производительность Skylake выше почти в 1.5 раза

7) Стоимость (для бюджетных моделей Intel Core I3 в среднем цена составляет 3000-7000 рублей)

Относительно Broadwell и Skylake только плюсы, в сравнении же с Kaby Lake 7-го поколения – новейшей микроархитектурой, которой оснащено пока небольшое количество процессоров, дает производительность на несколько процентов ниже.

Подведение итогов:

Если взять все показатели, в том числе, стоимость микроархитектур, то рейтинг, составленный автором, будет такой:

1 место: Skylake

2 место: Haswell (данная микроархитектура, как показали тесты, хоть и является более старшей и менее энергоэффективной, но по производительности отстает от Broadwell на 2-3 процента, при этом имеет более низкую стоимость)

3 место: Broadwell

Вывод:

Несмотря на различные маркетинговые ухищрения, которых придерживается корпорация Intel, она все же показывает определенный результат и хоть понемногу, но улучшает с каждым поколением производительность и быстродействие своих процессоров. Так что, кто знает, возможно, к 2030 году, начнет выпускать первые квантовые процессоры, которые будут в миллион раз лучше нынешних, но это уже другая история.

ВведениеЭтим летом компания Intel совершила странное: она умудрилась сменить целых два поколения процессоров, ориентированных на общеупотребительные персональные компьютеры. Сначала на смену Haswell пришли процессоры с микроархитектурой Broadwell, но затем в течение буквально пары месяцев они утратили свой статус новинки и уступили место процессорам Skylake, которые будут оставаться наиболее прогрессивными CPU как минимум ещё года полтора. Такая чехарда со сменой поколений произошла главным образом в связи с проблемами Intel, возникшими при внедрении нового 14-нм техпроцесса, который применяется при производстве и Broadwell, и Skylake. Производительные носители микроархитектуры Broadwell по пути в настольные системы сильно задержались, а их последователи вышли по заранее намеченному графику, что привело к скомканности анонса процессоров Core пятого поколения и серьёзному сокращению их жизненного цикла. В результате всех этих пертурбаций, в десктопном сегменте Broadwell заняли совсем узкую нишу экономичных процессоров с мощным графическим ядром и довольствуются теперь лишь небольшим уровнем продаж, свойственным узкоспециализированным продуктам. Внимание же передовой части пользователей переключилось на последователей Broadwell – процессоры Skylake.

Надо заметить, что в последние несколько лет компания Intel совсем не радует своих поклонников ростом производительности предлагаемых продуктов. Каждое новое поколение процессоров прибавляет в удельном быстродействии лишь по несколько процентов, что в конечном итоге приводит к отсутствию у пользователей явных стимулов к модернизации старых систем. Но выход Skylake – поколения CPU, по пути к которому Intel, фактически, перепрыгнула через ступеньку – внушал определённые надежды на то, что мы получим действительно стоящее обновление самой распространённой вычислительной платформы. Однако, ничего подобного так и не случилось: Intel выступила в своём привычном репертуаре. Broadwell был представлен общественности в качестве некого ответвления от основной линии процессоров для настольных систем, а Skylake оказались быстрее Haswell в большинстве приложений совсем незначительно .

Поэтому несмотря на все ожидания, появление Skylake в продаже вызвало у многих скептическое отношение. Ознакомившись с результатами реальных тестов, многие покупатели попросту не увидели реального смысла в переходе на процессоры Core шестого поколения. И действительно, главным козырем свежих CPU выступает прежде всего новая платформа с ускоренными внутренними интерфейсами, но не новая процессорная микроархитектура. И это значит, что реальных стимулов к обновлению основанных систем прошлых поколений Skylake предлагает немного.

Впрочем, мы бы всё-таки не стали отговаривать от перехода Skylake всех без исключения пользователей. Дело в том, что пусть Intel и наращивает производительность своих процессоров очень сдержанными темпами, с момента появления Sandy Bridge, которые всё ещё трудятся во многих системах, сменилось уже четыре поколения микроархитектуры. Каждый шаг по пути прогресса вносил свой вклад в увеличение производительности, и к сегодняшнему дню Skylake способен предложить достаточно существенный прирост в производительности по сравнению со своими более ранними предшественниками. Только чтобы увидеть это, сравнивать его надо не с Haswell, а с более ранними представителями семейства Core, появившимися до него.

Собственно, именно таким сравнением мы сегодня и займёмся. Учитывая всё сказанное, мы решили посмотреть, насколько выросла производительность процессоров Core i7 с 2011 года, и собрали в едином тесте старшие Core i7, относящиеся к поколениям Sandy Bridge, Ivy Bridge, Haswell, Broadwell и Skylake. Получив же результаты такого тестирования, мы постараемся понять, обладателям каких процессоров целесообразно затевать модернизацию старых систем, а кто из них может повременить до появления последующих поколений CPU. Попутно мы посмотрим и на уровень производительности новых процессоров Core i7-5775C и Core i7-6700K поколений Broadwell и Skylake, которые до настоящего момента в нашей лаборатории ещё не тестировались.

Сравнительные характеристики протестированных CPU

От Sandy Bridge до Skylake: сравнение удельной производительности

Для того, чтобы вспомнить, как же менялась удельная производительность интеловских процессоров в течение последней пятилетки, мы решили начать с простого теста, в котором сопоставили скорость работы Sandy Bridge, Ivy Bridge, Haswell, Broadwell и Skylake, приведённых к одной и той же частоте 4,0 ГГц. В этом сравнении нами были использованы процессоры линейки Core i7, то есть, четырёхъядерники, обладающие технологией Hyper-Threading.

В качестве основного тестового инструмента был взят комплексный тест SYSmark 2014 1.5, который хорош тем, что воспроизводит типичную пользовательскую активность в общеупотребительных приложениях офисного характера, при создании и обработке мультимедийного контента и при решении вычислительных задач. На следующих графиках отображены полученные результаты. Для удобства восприятия они нормированы, за 100 процентов принята производительность Sandy Bridge.

Интегральный показатель SYSmark 2014 1.5 позволяет сделать следующие наблюдения. Переход от Sandy Bridge к Ivy Bridge увеличил удельную производительность совсем незначительно – примерно на 3-4 процента. Дальнейший шаг к Haswell оказался гораздо более результативным, он вылился в 12-процентное улучшение производительности. И это – максимальный прирост, который можно наблюдать на приведённом графике. Ведь дальше Broadwell обгоняет Haswell всего лишь на 7 процентов, а переход от Broadwell к Skylake и вовсе наращивает удельную производительность лишь на 1-2 процента. Весь же прогресс от Sandy Bridge до Skylake выливается в 26-процентное увеличение производительности при постоянстве тактовых частот.

Более подробную расшифровку полученных показателей SYSmark 2014 1.5 можно посмотреть на трёх следующих графиках, где интегральный индекс производительности разложен по составляющим по типу приложений.

Обратите внимание, наиболее заметно с вводом новых версий микроархитектур прибавляют в скорости исполнения мультимедийные приложения. В них микроархитектура Skylake превосходит Sandy Bridge на целых 33 процента. А вот в счётных задачах, напротив, прогресс проявляется меньше всего. И более того, при такой нагрузке шаг от Broadwell к Skylake даже оборачивается небольшим снижением удельной производительности.

Теперь, когда мы представляем себе, что же происходило с удельной производительностью процессоров Intel в течение последних нескольких лет, давайте попробуем разобраться, чем наблюдаемые изменения были обусловлены.

От Sandy Bridge до Skylake: что изменилось в процессорах Intel

Сделать точкой отсчёта в сравнении разных Core i7 представителя поколения Sandy Bridge мы решили не просто так. Именно данный дизайн подвёл крепкий фундамент под всё дальнейшее совершенствование производительных интеловских процессоров вплоть до сегодняшних Skylake. Так, представители семейства Sandy Bridge стали первыми высокоинтегрированными CPU, в которых в одном полупроводниковом кристалле были собраны и вычислительные, и графическое ядра, а также северный мост с L3-кешем и контроллером памяти. Кроме того, в них впервые стала использоваться внутренняя кольцевая шина, посредством которой была решена задача высокоэффективного взаимодействия всех структурных единиц, составляющих столь сложный процессор. Этим заложенным в микроархитектуре Sandy Bridge универсальным принципам построения продолжают следовать все последующие поколения CPU без каких бы то ни было серьёзных корректив.

Немалые изменения в Sandy Bridge претерпела внутренняя микроархитектура вычислительных ядер. В ней не только была реализована поддержка новых наборов команд AES-NI и AVX, но и нашли применение многочисленные крупные улучшения в недрах исполнительного конвейера. Именно в Sandy Bridge был добавлен отдельный кеш нулевого уровня для декодированных инструкций; появился абсолютно новый блок переупорядочивания команд, основанный на использовании физического регистрового файла; были заметно улучшены алгоритмы предсказания ветвлений; а кроме того, два из трёх исполнительных порта для работы с данными стали унифицированными. Такие разнородные реформы, проведённые сразу на всех этапах конвейера, позволили серьёзно увеличить удельную производительность Sandy Bridge, которая по сравнению с процессорами предыдущего поколения Nehalem сразу выросла почти на 15 процентов. К этому добавился 15-процентный рост номинальных тактовых частот и отличный разгонный потенциал, в результате чего в сумме получилось семейство процессоров, которое до сих пор ставится в пример Intel, как образцовое воплощение фазы «так» в принятой в компании маятниковой концепции разработки.

И правда, подобных по массовости и действенности улучшений в микроархитектуре после Sandy Bridge мы уже не видели. Все последующие поколения процессорных дизайнов проводят куда менее масштабные усовершенствования в вычислительных ядрах. Возможно, это является отражением отсутствия реальной конкуренции на процессорном рынке, возможно причина замедления прогресса кроется в желании Intel сосредоточить усилия на совершенствовании графических ядер, а может быть Sandy Bridge просто оказался настолько удачным проектом, что его дальнейшее развитие требует слишком больших трудозатрат.

Отлично иллюстрирует произошедший спад интенсивности инноваций переход от Sandy Bridge к Ivy Bridge. Несмотря на то, что следующее за Sandy Bridge поколение процессоров и было переведено на новую производственную технологию с 22-нм нормами, его тактовые частоты совсем не выросли. Сделанные же улучшения в дизайне в основном коснулись ставшего более гибким контроллера памяти и контроллера шины PCI Express, который получил совместимость с третьей версией данного стандарта. Что же касается непосредственно микроархитектуры вычислительных ядер, то отдельные косметические переделки позволили добиться ускорения выполнения операций деления и небольшого увеличения эффективности технологии Hyper-Threading, да и только. В результате, рост удельной производительности составил не более 5 процентов.

Вместе с тем, внедрение Ivy Bridge принесло и то, о чём теперь горько жалеет миллионная армия оверклокеров. Начиная с процессоров этого поколения, Intel отказалась от сопряжения полупроводникового кристалла CPU и закрывающей его крышки посредством бесфлюсовой пайки и перешла на заполнение пространства между ними полимерным термоинтерфейсным материалом с очень сомнительными теплопроводящими свойствами. Это искусственно ухудшило частотный потенциал и сделало процессоры Ivy Bridge, как и всех их последователей, заметно менее разгоняемыми по сравнению с очень бодрыми в этом плане «старичками» Sandy Bridge.

Впрочем, Ivy Bridge – это всего лишь «тик», а потому особых прорывов в этих процессорах никто и не обещал. Однако никакого воодушевляющего роста производительности не принесло и следующее поколение, Haswell, которое, в отличие от Ivy Bridge, относится уже к фазе «так». И это на самом деле немного странно, поскольку различных улучшений в микроархитектуре Haswell сделано немало, причём они рассредоточены по разным частям исполнительного конвейера, что в сумме вполне могло бы увеличить общий темп исполнения команд.

Например, во входной части конвейера была улучшена результативность предсказания переходов, а очередь декодированных инструкций стала делиться между параллельными потоками, сосуществующими в рамках технологии Hyper-Threading, динамически. Попутно произошло увеличение окна внеочередного исполнения команд, что в сумме должно было поднять долю параллельно выполняемого процессором кода. Непосредственно в исполнительном блоке были добавлены два дополнительных функциональных порта, нацеленных на обработку целочисленных команд, обслуживание ветвлений и сохранение данных. Благодаря этому Haswell стал способен обрабатывать до восьми микроопераций за такт – на треть больше предшественников. Более того, новая микроархитектура удвоила и пропускную способность кеш-памяти первого и второго уровней.

Таким образом, улучшения в микроархитектуре Haswell не затронули лишь скорость работы декодера, который, похоже, на данный момент стал самым узким местом в современных процессорах Core. Ведь несмотря на внушительный список улучшений, прирост удельной производительности у Haswell по сравнению с Ivy Bridge составил лишь около 5-10 процентов. Но справедливости ради нужно оговориться, что на векторных операциях ускорение заметно гораздо сильнее. А наибольший выигрыш можно увидеть в приложениях, использующих новые AVX2 и FMA-команды, поддержка которых также появилась в этой микроархитектуре.

Процессоры Haswell, как и Ivy Bridge, сперва тоже не особенно понравились энтузиастам. Особенно если учесть тот факт, что в первоначальной версии никакого увеличения тактовых частот они не предложили. Однако спустя год после своего дебюта Haswell стали казаться заметно привлекательнее. Во-первых, увеличилось количество приложений, обращающихся к наиболее сильным сторонам этой архитектуры и использующих векторные инструкции. Во-вторых, Intel смогла исправить ситуацию с частотами. Более поздние модификации Haswell, получившие собственное кодовое наименование Devil’s Canyon, смогли нарастить преимущество над предшественниками благодаря увеличению тактовой частоты, которая, наконец, пробила 4-гигагерцовый потолок. Кроме того, идя на поводу у оверклокеров, Intel улучшила полимерный термоинтерфейс под процессорной крышкой, что сделало Devil’s Canyon более подходящими объектами для разгона. Конечно, не такими податливыми, как Sandy Bridge, но тем не менее.

И вот с таким багажом Intel подошла к Broadwell. Поскольку основной ключевой особенностью этих процессоров должна была стать новая технология производства с 14-нм нормами, никаких значительных нововведений в их микроархитектуре не планировалось – это должен был быть почти самый банальный «тик». Всё необходимое для успеха новинок вполне мог бы обеспечить один только тонкий техпроцесс с FinFET-транзисторами второго поколения, в теории позволяющий уменьшить энергопотребление и поднять частоты. Однако практическое внедрение новой технологии обернулось чередой неудач, в результате которых Broadwell досталась лишь экономичность, но не высокие частоты. В итоге те процессоры этого поколения, которые Intel представила для настольных систем, вышли больше похожими на мобильные CPU, чем на продолжателей дела Devil’s Canyon. Тем более, что кроме урезанных тепловых пакетов и откатившихся частот они отличаются от предшественников и уменьшившимся в объёме L3-кешем, что, правда, несколько компенсируется появлением расположенного на отдельном кристалле кэша четвёртого уровня.

На одинаковой с Haswell частоте процессоры Broadwell демонстрируют примерно 7-процентное преимущество, обеспечиваемое как добавлением дополнительного уровня кеширования данных, так и очередным улучшением алгоритма предсказания ветвлений вместе с увеличением основных внутренних буферов. Кроме того, в Broadwell реализованы новые и более быстрые схемы выполнения инструкций умножения и деления. Однако все эти небольшие улучшения перечёркиваются фиаско с тактовыми частотами, относящими нас в эпоху до Sandy Bridge. Так, например, старший оверклокерский Core i7-5775C поколения Broadwell уступает по частоте Core i7-4790K целых 700 МГц. Понятно, что ожидать какого-то роста производительности на этом фоне бессмысленно, лишь бы обошлось без её серьёзного падения.

Во многом именно из-за этого Broadwell и оказался непривлекательным для основной массы пользователей. Да, процессоры этого семейства отличаются высокой экономичностью и даже вписываются в тепловой пакет с 65-ваттными рамками, но кого это, по большому счёту, волнует? Разгонный же потенциал первого поколения 14-нм CPU оказался достаточно сдержанным. Ни о какой работе на частотах, приближающихся к 5-гигагерцовой планке речь не идёт. Максимум, которого можно добиться от Broadwell при использовании воздушного охлаждения пролегает в окрестности величины 4,2 ГГц. Иными словами, пятое поколение Core вышло у Intel, как минимум, странноватым. О чём, кстати, микропроцессорный гигант в итоге и пожалел: представители Intel отмечают, что поздний выход Broadwell для настольных компьютеров, его сокращённый жизненный цикл и нетипичные характеристики отрицательно сказались на уровне продаж, и больше компания на подобные эксперименты пускаться не планирует.

Новейший же Skylake на этом фоне представляется не столько как дальнейшее развитие интеловской микроархитектуры, сколько своего рода работа над ошибками. Несмотря на то, что при производстве этого поколения CPU используется тот же 14-нм техпроцесс, что и в случае Broadwell, никаких проблем с работой на высоких частотах у Skylake нет. Номинальные частоты процессоров Core шестого поколения вернулись к тем показателям, которые были свойственны их 22-нм предшественникам, а разгонный потенциал даже немного увеличился. На руку оверклокерам здесь сыграл тот факт, что в Skylake конвертер питания процессора вновь перекочевал на материнскую плату и снизил тем самым суммарное тепловыделение CPU при разгоне. Жаль только, что Intel так и не вернулась к использованию эффективного термоинтерфейса между кристаллом и процессорной крышкой.

Но вот что касается базовой микроархитектуры вычислительных ядер, то несмотря на то, что Skylake, как и Haswell, представляет собой воплощение фазы «так», нововведений в ней совсем немного. Причём большинство из них направлено на расширение входной части исполнительного конвейера, остальные же части конвейера остались без каких-либо существенных изменений. Перемены касаются улучшения результативности предсказания ветвлений и повышения эффективности блока предварительной выборки, да и только. При этом часть оптимизаций служит не столько для улучшения производительности, сколько направлена на очередное повышение энергоэффективности. Поэтому удивляться тому, что Skylake по своей удельной производительности почти не отличается от Broadwell, не следует.

Впрочем, существуют и исключения: в отдельных случаях Skylake могут превосходить предшественников в производительности и более заметно. Дело в том, что в этой микроархитектуре была усовершенствована подсистема памяти. Внутрипроцессорная кольцевая шина стала быстрее, и это в конечном итоге расширило полосу пропускания L3-кэша. Плюс к этому контроллер памяти получил поддержку работающей на высоких частотах памяти стандарта DDR4 SDRAM.

Но в итоге тем не менее получается, что бы там не говорила Intel о прогрессивности Skylake, с точки зрения обычных пользователей это – достаточно слабое обновление. Основные улучшения в Skylake сделаны в графическом ядре и в энергоэффективности, что открывает перед такими CPU путь в безвентиляторные системы планшетного форм-фактора. Десктопные же представители этого поколения отличаются от тех же Haswell не слишком заметно. Даже если закрыть глаза на существование промежуточного поколения Broadwell, и сопоставлять Skylake напрямую с Haswell, то наблюдаемый рост удельной производительности составит порядка 7-8 процентов, что вряд ли можно назвать впечатляющим проявлением технического прогресса.

Попутно стоит отметить, что не оправдывает ожиданий и совершенствование технологических производственных процессов. На пути от Sandy Bridge дo Skylake компания Intel сменила две полупроводниковых технологии и уменьшила толщину транзисторных затворов более чем вдвое. Однако современный 14-нм техпроцесс по сравнению с 32-нм технологией пятилетней давности так и не позволил нарастить рабочие частоты процессоров. Все процессоры Core последних пяти поколений имеют очень похожие тактовые частоты, которые если и превышают 4-гигагерцовую отметку, то совсем незначительно.

Для наглядной иллюстрации этого факта можно посмотреть на следующий график, на котором отображена тактовая частота старших оверклокерских процессоров Core i7 разных поколений.

Более того, пик тактовой частоты приходится даже не на Skylake. Максимальной частотой могут похвастать процессоры Haswell, относящиеся к подгруппе Devil’s Canyon. Их номинальная частота составляет 4,0 ГГц, но благодаря турбо-режиму в реальных условиях они способны разгоняться до 4,4 ГГц. Для современных же Skylake максимум частоты – всего лишь 4,2 ГГц.

Всё это, естественно, сказывается на итоговой производительности реальных представителей различных семейств CPU. И далее мы предлагаем посмотреть, как всё это отражается на быстродействии платформ, построенных на базе флагманских процессоров каждого из семейств Sandy Bridge, Ivy Bridge, Haswell, Broadwell и Skylake.

Как мы тестировали

В сравнении приняли участие пять процессоров Core i7 разных поколений: Core i7-2700K, Core i7-3770K, Core i7-4790K, Core i7-5775C и Core i7-6700K. Поэтому список комплектующих, задействованных в тестировании, получился достаточно обширным:

Процессоры:

Intel Core i7-2600K (Sandy Bridge, 4 ядра + HT, 3,4-3,8 ГГц, 8 Мбайт L3);
Intel Core i7-3770K (Ivy Bridge, 4 ядра + HT, 3,5-3,9 ГГц, 8 Мбайт L3);
Intel Core i7-4790K (Haswell Refresh, 4 ядра + HT, 4,0-4,4 ГГц, 8 Мбайт L3);
Intel Core i7-5775C (Broadwell, 4 ядра, 3,3-3,7 ГГц, 6 Мбайт L3, 128 Мбайт L4).
Intel Core i7-6700K (Skylake, 4 ядра, 4,0-4,2 ГГц, 8 Мбайт L3).

Процессорный кулер: Noctua NH-U14S.
Материнские платы:

ASUS Z170 Pro Gaming (LGA 1151, Intel Z170);
ASUS Z97-Pro (LGA 1150, Intel Z97);
ASUS P8Z77-V Deluxe (LGA1155, Intel Z77).

Память:

2x8 Гбайт DDR3-2133 SDRAM, 9-11-11-31 (G.Skill F3-2133C9D-16GTX);
2x8 Гбайт DDR4-2666 SDRAM, 15-15-15-35 (Corsair Vengeance LPX CMK16GX4M2A2666C16R).

Видеокарта: NVIDIA GeForce GTX 980 Ti (6 Гбайт/384-бит GDDR5, 1000-1076/7010 МГц).
Дисковая подсистема: Kingston HyperX Savage 480 GB (SHSS37A/480G).
Блок питания: Corsair RM850i (80 Plus Gold, 850 Вт).

Тестирование выполнялось в операционной системе Microsoft Windows 10 Enterprise Build 10240 с использованием следующего комплекта драйверов:

Intel Chipset Driver 10.1.1.8;
Intel Management Engine Interface Driver 11.0.0.1157;
NVIDIA GeForce 358.50 Driver.

Производительность

Общая производительность

Для оценки производительности процессоров в общеупотребительных задачах мы традиционно используем тестовый пакет Bapco SYSmark, моделирующий работу пользователя в реальных распространённых современных офисных программах и приложениях для создания и обработки цифрового контента. Идея теста очень проста: он выдаёт единственную метрику, характеризующую средневзвешенную скорость компьютера при повседневном использовании. После выхода операционной системы Windows 10 этот бенчмарк в очередной раз обновился, и теперь мы задействуем самую последнюю версию – SYSmark 2014 1.5.

При сравнении Core i7 разных поколений, когда они работают в своих номинальных режимах, результаты получаются совсем не такие, как при сопоставлении на единой тактовой частоте. Всё-таки реальная частота и особенности работы турбо-режима оказывает достаточно существенное влияние на производительность. Например, согласно полученным данным, Core i7-6700K быстрее Core i7-5775C на целых 11 процентов, но при этом его преимущество над Core i7-4790K совсем незначительно – оно составляет всего лишь порядка 3 процентов. При этом нельзя обойти вниманием и то, что новейший Skylake оказывается существенно быстрее процессоров поколений Sandy Bridge и Ivy Bridge. Его преимущество над Core i7-2700K и Core i7-3770K достигает 33 и 28 процентов соответственно.

Более глубокое понимание результатов SYSmark 2014 1.5 способно дать знакомство с оценками производительности, получаемое в различных сценариях использования системы. Сценарий Office Productivity моделирует типичную офисную работу: подготовку текстов, обработку электронных таблиц, работу с электронной почтой и посещение Интернет-сайтов. Сценарий задействует следующий набор приложений: Adobe Acrobat XI Pro, Google Chrome 32, Microsoft Excel 2013, Microsoft OneNote 2013, Microsoft Outlook 2013, Microsoft PowerPoint 2013, Microsoft Word 2013, WinZip Pro 17.5 Pro.

В сценарии Media Creation моделируется создание рекламного ролика с использованием предварительно отснятых цифровых изображений и видео. Для этой цели применяются популярные пакеты Adobe Photoshop CS6 Extended, Adobe Premiere Pro CS6 и Trimble SketchUp Pro 2013.

Сценарий Data/Financial Analysis посвящён статистическому анализу и прогнозированию инвестиций на основе некой финансовой модели. В сценарии используются большие объёмы численных данных и два приложения Microsoft Excel 2013 и WinZip Pro 17.5 Pro.

Результаты, полученные нами при различных сценариях нагрузки, качественно повторяют общие показатели SYSmark 2014 1.5. Обращает на себя внимание лишь тот факт, что процессор Core i7-4790K совсем не выглядит устаревшим. Он заметно проигрывает новейшему Core i7-6700K только в расчётном сценарии Data/Financial Analysis, а в остальных случаях либо уступает своему последователю на совсем малозаметную величину, либо вообще оказывается быстрее. Например, представитель семейства Haswell опережает новый Skylake в офисных приложениях. Но процессоры более старых годов выпуска, Core i7-2700K и Core i7-3770K, выглядят уже несколько устаревшими предложениями. Они проигрывают новинке в разных типах задач от 25 до 40 процентов, и это, пожалуй, является вполне достаточным основанием, чтобы Core i7-6700K можно было рассматривать в качестве достойной им замены.

Игровая производительность

Как известно, производительность платформ, оснащенных высокопроизводительными процессорами, в подавляющем большинстве современных игр определяется мощностью графической подсистемы. Именно поэтому при тестировании процессоров мы выбираем наиболее процессорозависимые игры, а измерение количества кадров выполняем дважды. Первым проходом тесты проводятся без включения сглаживания и с установкой далеко не самых высоких разрешений. Такие настройки позволяют оценить, насколько хорошо проявляют себя процессоры с игровой нагрузкой в принципе, а значит, позволяют строить догадки о том, как будут вести себя тестируемые вычислительные платформы в будущем, когда на рынке появятся более быстрые варианты графических ускорителей. Второй проход выполняется с реалистичными установками – при выборе FullHD-разрешения и максимального уровня полноэкранного сглаживания. На наш взгляд такие результаты не менее интересны, так как они отвечают на часто задаваемый вопрос о том, какой уровень игровой производительности могут обеспечить процессоры прямо сейчас – в современных условиях.

Впрочем, в этом тестировании мы собрали мощную графическую подсистему, основанную на флагманской видеокарте NVIDIA GeForce GTX 980 Ti. И в результате в части игр частота кадров продемонстрировала зависимость от процессорной производительности даже в FullHD-разрешении.

Результаты в FullHD-разрешении с максимальными настройками качества

Обычно влияние процессоров на игровую производительность, особенно если речь идёт о мощных представителях серии Core i7, оказывается незначительным. Однако при сопоставлении пяти Core i7 разных поколений результаты получаются совсем не однородными. Даже при установке максимальных настроек качества графики Core i7-6700K и Core i7-5775C демонстрируют наивысшую игровую производительность, в то время как более старые Core i7 от них отстают. Так, частота кадров, которая получена в системе с Core i7-6700K превышает производительность системы на базе Core i7-4770K на малозаметный один процент, но процессоры Core i7-2700K и Core i7-3770K представляются уже ощутимо худшей основой геймерской системы. Переход с Core i7-2700K или Core i7-3770K на новейший Core i7-6700K даёт прибавку в числе fps величиной в 5-7 процентов, что способно оказать вполне заметное влияние на качество игрового процесса.

Увидеть всё это гораздо нагляднее можно в том случае, если на игровую производительность процессоров посмотреть при сниженном качестве изображения, когда частота кадров не упирается в мощность графической подсистемы.

Результаты при сниженном разрешении

Новейшему процессору Core i7-6700K вновь удаётся показать наивысшую производительность среди всех Core i7 последних поколений. Его превосходство над Core i7-5775C составляет порядка 5 процентов, а над Core i7-4690K – около 10 процентов. В этом нет ничего странного: игры достаточно чутко реагируют на скорость подсистемы памяти, а именно по этому направлению в Skylake были сделаны серьёзные улучшения. Но гораздо заметнее превосходство Core i7-6700K над Core i7-2700K и Core i7-3770K. Старший Sandy Bridge отстаёт от новинки на 30-35 процентов, а Ivy Bridge проигрывает ей в районе 20-30 процентов. Иными словами, как бы ни ругали Intel за слишком медленное совершенствование собственных процессоров, компания смогла за прошедшие пять лет на треть повысить скорость работы своих CPU, а это – очень даже ощутимый результат.

Тестирование в реальных играх завершают результаты популярного синтетического бенчмарка Futuremark 3DMark.

Вторят игровым показателям и те результаты, которые выдаёт Futuremark 3DMark. При переводе микроархитектуры процессоров Core i7 c Sandy Bridge на Ivy Bridge показатели 3DMark выросли на величину от 2 до 7 процентов. Внедрение дизайна Haswell и выпуск процессоров Devil’s Canyon добавил к производительности старших Core i7 дополнительные 7-14 процентов. Однако потом появление Core i7-5775C, обладающего сравнительно невысокой тактовой частотой, несколько откатило быстродействие назад. И новейшему Core i7-6700K, фактически, пришлось отдуваться сразу за два поколения микроархитектуры. Прирост в итоговом рейтинге 3DMark у нового процессора семейства Skylake по сравнению с Core i7-4790K составил до 7 процентов. И на самом деле это не так много: всё-таки самое заметное улучшение производительности за последние пять лет смогли привнести процессоры Haswell. Последние же поколения десктопных процессоров, действительно, несколько разочаровывают.

Тесты в приложениях

В Autodesk 3ds max 2016 мы тестируем скорость финального рендеринга. Измеряется время, затрачиваемое на рендеринг в разрешении 1920x1080 с применением рендерера mental ray одного кадра стандартной сцены Hummer.

Ещё один тест финального рендеринга проводится нами с использованием популярного свободного пакета построения трёхмерной графики Blender 2.75a. В нём мы измеряем продолжительность построения финальной модели из Blender Cycles Benchmark rev4.

Для измерения скорости фотореалистичного трёхмерного рендеринга мы воспользовались тестом Cinebench R15. Maxon недавно обновила свой бенчмарк, и теперь он вновь позволяет оценить скорость работы различных платформ при рендеринге в актуальных версиях анимационного пакета Cinema 4D.

Производительность при работе веб-сайтов и интернет-приложений, построенных с использованием современных технологий, измеряется нами в новом браузере Microsoft Edge 20.10240.16384.0. Для этого применяется специализированный тест WebXPRT 2015, реализующий на HTML5 и JavaScript реально использующиеся в интернет-приложениях алгоритмы.

Тестирование производительности при обработке графических изображений происходит в Adobe Photoshop CC 2015. Измеряется среднее время выполнения тестового скрипта, представляющего собой творчески переработанный Retouch Artists Photoshop Speed Test, который включает типичную обработку четырёх 24-мегапиксельных изображений, сделанных цифровой камерой.

По многочисленным просьбам фотолюбителей мы провели тестирование производительности в графической программе Adobe Photoshop Lightroom 6.1. Тестовый сценарий включает пост-обработку и экспорт в JPEG с разрешением 1920x1080 и максимальным качеством двухсот 12-мегапиксельных изображений в RAW-формате, сделанных цифровой камерой Nikon D300.

В Adobe Premiere Pro CC 2015 тестируется производительность при нелинейном видеомонтаже. Измеряется время рендеринга в формат H.264 Blu-Ray проекта, содержащего HDV 1080p25 видеоряд с наложением различных эффектов.

Для измерения быстродействия процессоров при компрессии информации мы пользуемся архиватором WinRAR 5.3, при помощи которого с максимальной степенью сжатия архивируем папку с различными файлами общим объёмом 1,7 Гбайт.

Для оценки скорости перекодирования видео в формат H.264 используется тест x264 FHD Benchmark 1.0.1 (64bit), основанный на измерении времени кодирования кодером x264 исходного видео в формат MPEG-4/AVC с разрешением 1920x1080@50fps и настройками по умолчанию. Следует отметить, что результаты этого бенчмарка имеют огромное практическое значение, так как кодер x264 лежит в основе многочисленных популярных утилит для перекодирования, например, HandBrake, MeGUI, VirtualDub и проч. Мы периодически обновляем кодер, используемый для измерений производительности, и в данном тестировании приняла участие версия r2538, в которой реализована поддержка всех современных наборов инструкций, включая и AVX2.

Кроме того, мы добавили в список тестовых приложений и новый кодер x265, предназначенный для транскодирования видео в перспективный формат H.265/HEVC, который является логическим продолжением H.264 и характеризуется более эффективными алгоритмами сжатия. Для оценки производительности используется исходный 1080p@50FPS Y4M-видеофайл, который перекодируется в формат H.265 с профилем medium. В этом тестировании принял участие релиз кодера версии 1.7.

Преимущество Core i7-6700K над ранними предшественниками в различных приложениях не подлежит сомнению. Однако больше всего выиграли от произошедшей эволюции два типа задач. Во-первых, связанные с обработкой мультимедийного контента, будь то видео или изображения. Во-вторых, финальный рендеринг в пакетах трёхмерного моделирования и проектирования. В целом, в таких случаях Core i7-6700K превосходит Core i7-2700K не менее, чем на 40-50 процентов. А иногда можно наблюдать и гораздо более впечатляющее улучшение скорости. Так, при перекодировании видео кодеком x265 новейший Core i7-6700K выдаёт ровно вдвое более высокую производительность, чем старичок Core i7-2700K.

Если же говорить о том приросте в скорости выполнения ресурсоёмких задач, которую может обеспечить Core i7-6700K по сравнению с Core i7-4790K, то тут уже столь впечатляющих иллюстраций к результатам работы интеловских инженеров привести нельзя. Максимальное преимущество новинки наблюдается в Lightroom, здесь Skylake оказался лучше в полтора раза. Но это скорее – исключение из правила. В большинстве же мультимедийных задач Core i7-6700K по сравнению с Core i7-4790K предлагает лишь 10-процентное улучшение производительности. А при нагрузке иного характера разница в быстродействии и того меньше или же вообще отсутствует.

Отдельно нужно сказать пару слов и о результате, показанном Core i7-5775C. Из-за небольшой тактовой частоты этот процессор медленнее, чем Core i7-4790K и Core i7-6700K. Но не стоит забывать о том, что его ключевой характеристикой является экономичность. И он вполне способен стать одним из лучших вариантов с точки зрения удельной производительности на каждый ватт затраченной электроэнергии. В этом мы легко убедимся в следующем разделе.

Энергопотребление

Процессоры Skylake производятся по современному 14-нм технологическому процессу с трёхмерными транзисторами второго поколения, однако, несмотря на это, их тепловой пакет вырос до 91 Вт. Иными словами, новые CPU не только «горячее» 65-ваттных Broadwell, но и превосходят по расчётному тепловыделению Haswell, выпускаемые по 22-нм технологии и уживающиеся в рамках 88-ваттного теплового пакета. Причина, очевидно, состоит в том, что изначально архитектура Skylake оптимизировалась с прицелом не на высокие частоты, а на энергоэффективность и возможность использования в мобильных устройствах. Поэтому для того, чтобы десктопные Skylake получили приемлемые тактовые частоты, лежащие в окрестности 4-гигагерцевой отметки, пришлось задирать напряжение питания, что неминуемо отразилось на энергопотреблении и тепловыделении.

Впрочем, процессоры Broadwell низкими рабочими напряжениями тоже не отличались, поэтому существует надежда на то, что 91-ваттный тепловой пакет Skylake получили по каким-то формальным обстоятельствам и, на самом деле, они окажутся не прожорливее предшественников. Проверим!

Используемый нами в тестовой системе новый цифровой блок питания Corsair RM850i позволяет осуществлять мониторинг потребляемой и выдаваемой электрической мощности, чем мы и пользуемся для измерений. На следующем ниже графике приводится полное потребление систем (без монитора), измеренное «после» блока питания и представляющее собой сумму энергопотребления всех задействованных в системе компонентов. КПД самого блока питания в данном случае не учитывается. Для правильной оценки энергопотребления мы активировали турборежим и все имеющиеся энергосберегающие технологии.

В состоянии простоя качественный скачок в экономичности настольных платформ произошёл с выходом Broadwell. Core i7-5775C и Core i7-6700K отличаются заметно более низким потреблением в простое.

Зато под нагрузкой в виде перекодирования видео самыми экономичными вариантами CPU оказываются Core i7-5775C и Core i7-3770K. Новейший же Core i7-6700K потребляет больше. Его энергетические аппетиты находятся на уровне старшего Sandy Bridge. Правда, в новинке, в отличие от Sandy Bridge, есть поддержка инструкций AVX2, которые требуют достаточно серьёзных энергетических затрат.

На следующей диаграмме приводится максимальное потребление при нагрузке, создаваемой 64-битной версией утилиты LinX 0.6.5 с поддержкой набора инструкций AVX2, которая базируется на пакете Linpack, отличающемся непомерными энергетическими аппетитами.

И вновь процессор поколения Broadwell показывает чудеса энергетической эффективности. Однако если смотреть на то, сколько электроэнергии потребляет Core i7-6700K, то становится понятно, что прогресс в микроархитектурах обошёл стороной энергетическую эффективность настольных CPU. Да, в мобильном сегменте с выходом Skylake появились новые предложения с чрезвычайно соблазнительным соотношением производительности и энергопотребления, однако новейшие процессоры для десктопов продолжают потреблять примерно столько же, сколько потребляли их предшественники за пять лет до сегодняшнего дня.

Выводы

Проведя тестирование новейшего Core i7-6700K и сравнив его с несколькими поколениями предшествующих CPU, мы вновь приходим к неутешительному выводу о том, что компания Intel продолжает следовать своим негласным принципам и не слишком стремится наращивать быстродействие десктопных процессоров, ориентированных на высокопроизводительные системы. И если по сравнению со старшим Broadwell новинка предлагает примерно 15-процентное улучшение производительности, обусловленное существенно лучшими тактовыми частотами, то в сравнении с более старым, но более быстрым Haswell она уже не кажется столь же прогрессивной. Разница в производительности Core i7-6700K и Core i7-4790K, несмотря на то, что эти процессоры разделяет два поколения микроархитектуры, не превышает 5-10 процентов. И это очень мало для того, чтобы старший десктопный Skylake можно было бы однозначно рекомендовать для обновления имеющихся LGA 1150-систем.

Впрочем, к столь незначительным шагам Intel в деле повышения скорости работы процессоров для настольных систем стоило бы давно привыкнуть. Прирост быстродействия новых решений, лежащий примерно в таких пределах, – давно сложившаяся традиция. Никаких революционных изменений в вычислительной производительности интеловских CPU, ориентированных на настольные ПК, не происходит уже очень давно. И причины этого вполне понятны: инженеры компании заняты оптимизацией разрабатываемых микроархитектур для мобильных применений и в первую очередь думают об энергоэффективности. Успехи Intel в адаптации собственных архитектур для использования в тонких и лёгких устройствах несомненны, но адептам классических десктопов при этом только и остаётся, что довольствоваться небольшими прибавками быстродействия, которые, к счастью, пока ещё не совсем сошли на нет.

Однако это совсем не значит, что Core i7-6700K можно рекомендовать лишь для новых систем. Задуматься о модернизации своих компьютеров вполне могут обладатели конфигураций, в основе которых лежит платформа LGA 1155 с процессорами поколений Sandy Bridge и Ivy Bridge. В сравнении с Core i7-2700K и Core i7-3770K новый Core i7-6700K выглядит очень неплохо – его средневзвешенное превосходство над такими предшественниками оценивается в 30-40 процентов. Кроме того, процессоры с микроархитектурой Skylake могут похвастать поддержкой набора инструкций AVX2, который к настоящему моменту нашел достаточно широкое применение в мультимедийных приложениях, и благодаря этому в некоторых случаях Core i7-6700K оказывается быстрее гораздо сильнее. Так, при перекодировании видео мы даже видели случаи, когда Core i7-6700K превосходил Core i7-2700K в скорости работы более чем в два раза!

Есть у процессоров Skylake и целый ряд других преимуществ, связанных с внедрением сопутствующей им новой платформы LGA 1151. И дело даже не столько в появившейся в ней поддержке DDR4-памяти, сколько в том, что новые наборы логики сотой серии наконец-то получили действительно скоростное соединение с процессором и поддержку большого количества линий PCI Express 3.0. В результате, передовые LGA 1151-системы могут похвастать наличием многочисленных быстрых интерфейсов для подключения накопителей и внешних устройств, которые лишены каких-либо искусственных ограничений по пропускной способности.

Плюс к тому, оценивая перспективы платформы LGA 1151 и процессоров Skylake, в виду нужно иметь и ещё один момент. Intel не будет спешить с выводом на рынок процессоров следующего поколения, известных как Kaby Lake. Если верить имеющейся информации, представители этой серии процессоров в вариантах для настольных компьютеров появятся на рынке только в 2017 году. Так что Skylake будет с нами ещё долго, и система, построенная на нём, сможет оставаться актуальной в течение очень продолжительного промежутка времени.

05.09.2015

Процессор пятого поколения Intel Broadwell сразу после своего дебюта в январе завоевал прочные позиции в сегменте ноутбуков, однако понять, насколько он лучше чипа предыдущего поколения Haswell, не так просто.

The truth about Intel"s Broadwell vs. Haswell CPU. PCWorld , июль 2015.

Дело в том, что, в отличие от настольных машин, где относительно легко сформировать общую рабочую среду, портативные компьютеры поставляются в виде уже готовых комплектов. Яблоко нужно сравнивать с яблоком, а не апельсином, но в случае с обновленным ThinkPad X1 Carbon с процессором Broadwell и ThinkPad Carbon X1 с Haswell не все так однозначно. Я сразу заметил, что ноутбук с процессором Broadwell работает значительно быстрее, чем тот, что построен на базе Haswell. Но, в конце концов, пришел к выводу, что причина во многом заключается в изменении конструкции компьютера и делать какие-то выводы в отношении процессоров явно преждевременно.

Второй шанс у меня появился тогда, когда мне удалось найти два совершенно идентичных портативных компьютера. Коммерческая модель Dell Latitude E5250 поставлялась и с процессором Haswell, и с Broadwell.

Модель ноутбука Dell Latitude E5250 можно было выбрать в версии с процессором как Haswell, так и Broadwell, что делало ее идеальным вариантом для тестирования.

Наши участники

Чипы оказались очень похожи. В модель E5250 с архитектурой Haswell был установлен двухъядерный процессор Intel Core i5-4310U с поддержкой технологии Hyper-Threading и с тактовой частотой, которая варьировалась от 2 до 3 ГГц. Ноутбук с архитектурой Broadwell был оснащен двухъядерным Core i5-5200U с поддержкой Hyper-Threading и частотой от 2,2 до 2,7 ГГц. Базовая тактовая частота у чипа Broadwell была чуть выше, а максимальная - чуть ниже. При этом оба процессора предлагали по одной цене.

Процессор Broadwell был оснащен графическим ядром Intel HD 5500, а Haswell - Intel HD 4400. Желающим получить более подробную информацию об участниках нашего конкурса я рекомендую зайти на сайт Intel ARK.

Все остальное у компьютеров было одинаковым: дисплеи с сенсорным экраном и разрешением 1920×1080 точек, твердотельные накопители Samsung mSATA PM851 емкостью 256 Гбайт, 8 Гбайт оперативной памяти DDR3L, работавшей в одноканальном режиме, батареи емкостью 51 Вт. ч и операционная система Windows 8.1. Даже системная плата оказалась одна и та же, в чем я смог убедиться визуально, открыв корпуса обоих ноутбуков. Единственное различие заключалось в том, что у одного компьютера в системную плату был установлен процессор Haswell, а у другого - Broadwell. И в этом нет ничего удивительного: компания Intel проектировала Broadwell таким образом, чтобы поддерживалась совместимость с оборудованием предыдущего поколения.

Тесты

В ходе испытаний я отдавал предпочтение тестам, которые максимально изолировали процессор от других компонентов. Первым был выполнен процессорный тест Cinebench R15, измеряющий производительность чипа при выполнении операций трехмерного рендеринга. В большинстве ситуаций производительность оказалась очень близка, но, как ни удивительно, общую победу здесь одержал Haswell. Я подозреваю, что в однопоточном режиме Haswell имел некоторое преимущество благодаря более высокой тактовой частоте Turbo Boost. У Broadwell она составляла 2,7 ГГц, а у Haswell - 3 ГГц. Таким образом, у Haswell тактовая частота была примерно на 10% выше.

Хорошая новость для Broadwell заключалась в том, что разница в производительности оказалась меньше разницы в тактовой частоте. Если тактовая частота у двух чипов различалась примерно на 10%, то производительность при выполнении теста Cinebench R15 - всего на 5%.

Трехмерный рендеринг Cinebench

А что будет, если запустить тест CineBench R15 в многопоточном режиме, позволяющем оценить общую производительность всех процессорных ядер? На этот раз чип Broadwell отыграл отставание от Haswell. Произошло это потому, что процессор Broadwell, хотя и уступал Haswell по тактовой частоте, все же меньше грелся (благодаря 14-нм производственной технологии). Таким образом, Haswell вначале имел преимущество, но по мере нагревания снижал тактовую частоту, и в конце теста она превосходила Haswell лишь на 100 МГц. Для более эффективного Broadwell этого оказалось достаточно, и в многопоточном тесте он одержал победу.

Офисные задачи PCMark 8

Тест PCMark 8 Work, предназначенный для моделирования офисных задач общего назначения и видеоконференций, выполнялся при обычных настройках. Во время тестирования вся нагрузка распределялась между ядрами центрального процессора, не затрагивая графическое ядро.

При этом нагрузка здесь не так велика, как в CineBench, и чип Haswell нагревался незначительно. Более высокая частота давала Haswell некоторое преимущество, но в большинстве случаев получаемый выигрыш не заслуживал внимания. Тест четко отражает низкие требования к производительности, предъявляемые типичными офисными задачами: Ноутбук с двухъядерным процессором Haswell заработал здесь 2922 балла. А настольный компьютер с шестиядерным процессором Core i7-5820K получил 3321 балл. Это еще раз подтверждает, что PCMark 8 служит исключительно для моделирования офисной работы, а для решения офисных задач так много ядер просто не нужно.

Кодирование Handbrake

Оценивая перспективы увеличения нагрузки, я запустил стандартный тест кодирования, в котором видео MKV с разрешением 1080p объемом 30 Гбайт перекодируется с использованием планшетного профиля Android. На машине с двухъядерным процессором этот процесс занимает более 2 ч.

Выполненный тест позволил нам получить сразу два блока весьма полезных сведений. Первый из них характеризует поведение процессора при большой многопоточной нагрузке. Жаль, что у нашего чипа не было 18 ядер - он задействовал бы все.

Второй блок отражает последствия нагрева процессора для ноутбука определенной конструкции. Современные процессоры снижают производительность при сильном нагреве самого чипа или при нагреве всего ноутбука (если его производитель предусмотрел такую возможность). Обратите внимание на разницу между моделями Surface Pro 3 и Lenovo ThinkPad X1 Carbon, которые имеют один и тот же процессор. Одним и тем же процессором оснащены также компьютеры HP Spectre x360 и Dell XPS 13. Производительность снижается обратно пропорционально эффективности охлаждения (с учетом решения производителя ограничить нагрев ПК).

А теперь давайте посмотрим на результаты, продемонстрированные процессорами Broadwell и Haswell. Заглянув внутрь корпуса, я увидел, что оба они используют одинаковую систему охлаждения. По итогам выполнения теста Handbrake, устройство Broadwell опережает соперника менее чем на 1%. Но если вспомнить, что тактовая частота у Haswell выше, выигрыш Broadwell представляется более существенным.

Хотя в Intel и утверждают, что разница в производительности между Haswell и Broadwell составляет около 5%, при решении графических задач этот разрыв более ощутим. При выполнении теста 3DMark Cloudgate чип Broadwell опередил Haswell примерно на 10%. А в тесте 3DMark Ice Storm Extreme разница в производительности достигла уже 15%. Впрочем, не стоит себя обманывать - сыграть в Batman: Arkham Knight при разрешении 4K (равно как и в любую другую игру, требующую интенсивной графической обработки) ни на одном из этих процессоров вам не удастся. Зато от Minecraft, Counter Strike и Portal 2 при минимальных настройках впечатления останутся вполне приемлемые.

Наконец, последний тест для сверхпортативных ноутбуков кажется мне самым важным. Давайте будем реалистами: на портативных компьютерах люди не занимаются кодированием видео 4K и не играют в Battlefield 4. Они запускают браузеры, офисные приложения, возможно, Photoshop и пишут программный код. Для решения этих задач производительности двухъядерного процессора вполне достаточно. Гораздо больше пользователей волнует продолжительность работы компьютера от батареи.

В тесте MobileMark 2014 Office Productivity моделируется расход энергии батареи при запуске обычных приложений: Word, Acrobat или Chrome. Тест даже позволяет компьютеру перейти на несколько минут в спящий режим (в этот момент типичный офисный работник проверяет свой телефон или болтает с соседом в самолете).

Мы видим, что переход на 14-нм производственный процесс позволит Broadwell получить существенные преимущества перед чипом Haswell, изготовленным по 22-нм технологии. Еще раз напомню, что оба ноутбука имеют батарею одной емкости и одинаковые твердотельные накопители, операционную систему и все остальное. Они различаются лишь модулями памяти и производителями батарей, но при этом устройства имеют идентичные спецификации.

А раз все одинаково, 10%-е увеличение продолжительности работы от батареи можно считать хорошим результатом, особенно если учесть, что Haswell продемонстрировал просто выдающиеся достижения в этой области. По эффективности энергопотребления чипы Haswell значительно опережают процессоры Intel Ivy Bridge третьего поколения. Мой коллега Мэтт Смит подверг аналогичному тесту ноутбук с процессором Ivy Bridge и компьютер с Haswell. Оба ноутбука были одинаковыми, но у Haswell изменились чипсет и напряжение питания, так что полностью изолировать процессоры в этом случае не удалось.

Между тем я уверен, что если бы у протестированных мною компьютеров на системных платах имелись процессорные разъемы, то после перестановки процессоров результаты оказались бы аналогичными.

Заключение

Процессор Broadwell опережает Haswell по производительности на 5–10%. При этом мы сравнивали одинаковые модели процессоров, относящиеся к разным поколениям. Продолжительность работы от батареи у ноутбуков с чипом Broadwell примерно на 10% дольше. Производительность графики также заметно выросла, но мы по-прежнему имеем дело с интегрированной графикой, которая подходит для решения офисных задач и непритязательных игр.

Если выбирать между одинаковыми компьютерами, которые предлагаются по одной цене, но при этом один из них построен на базе Broadwell, а другой - на базе Haswell, имеет смысл выбрать Broadwell.

Если же у вас уже есть ноутбук с чипом Haswell, проводить модернизацию до уровня Broadwell нет никакого резона. Не думаю, что многие из тех, кто приобрел в 2014 г. ноутбук с процессором Haswell, захотят спустя год перейти на Broadwell исключительно из-за процессора. Однако вполне возможно, их привлекут поддержка электронного пера, улучшенный экран, твердотельный накопитель большего объема или клавиатура.

Приведенная информация предназначена для владельцев ноутбуков с процессорами Sandy Bridge второго поколения или Ivy Bridge третьего поколения. Переход на более современную архитектуру Broadwell сулит им увеличение продолжительности работы от батареи, рост производительности при равной тактовой частоте, а также другие преимущества: более высокое качество экрана, поддержку сенсорных технологий и наличие твердотельного накопителя. Для тех же, кто намерен заменить свой старый ноутбук, компьютер с процессором Broadwell станет лучшим решением, и наши тесты еще раз это подтвердили.

Говоря об «апгрейде» вычислительных мощностей процессора, важно не забывать, что для Intel он не был первостепенной задачей. Рынок мобильных девайсов диктовал совсем другое требование - снижение энергопотребления. И если соотношение улучшений в производительности к необходимой энергии у Haswell составляло 1:1, то у Broadwell оно должно было быть 2:1. Естественно, это наложило свои ограничения на выбор «новшеств», которые Intel могла бы внести в дизайн архитектуры Broadwell. Более того, пришлось поработать и над уже имеющимся соотношением производительности к энергопотреблению. Грубо говоря, 5% улучшений в производительности обойдутся всего в 2,5% увеличения немедленного потребления энергии.

Компания продолжит оптимизацию энергопотребления не только для Intel Core M, но и для всех будущих продуктов Broadwell. Больше внимания будет уделяться отключению тех частей CPU, которые не используются и уменьшению потребления энергии различными блоками по мере необходимости. Эти доработки в совокупности с увеличением энергоэффективности от использования 14-нм техпроцесса - основные способы снижения потребления энергии в Intel Core M.

Улучшения в GPU

В целом принцип «тик-так» работает и для графической подсистемы процессоров Intel: значительные архитектурные изменения на стадии «так» и улучшения техпроцесса имеющейся архитектуры на стадии «тик». Но с одним отличием: обычно для GPU доработки на стадии «тик» гораздо существеннее, нежели для CPU. И Broadwell - не исключение.

Графическая подсистема Broadwell основана на Gen8 GPU - это продолжение архитектуры Intel Gen7, впервые появившейся в процессорах Ivy Bridge и доработанной версии Gen7,5 в Haswell. На фундаментальном уровне это тот же самый GPU, только более оптимизированный и «отшлифованный».