Intel Core i9-9900K: обзор и тест флагманского процессора для многопоточных вычислений – THG.RU

Обзор процессора Intel Core i9-9900K | Введение

Процессор Intel Core i3 8100 по приятной цене

Восьмиядерный шестнадцатипоточный процессор Intel устанавливает новый стандарт производительности для настольных ПК досерверного класса: рабочих станций, геймерских машин, персональных студий видеоредактирования и 3D-моделирования. Его никак не отнести к бюджетным решениям — особенно с учётом необходимости эффективного отвода тепла. Но по абсолютной производительности в занимаемом ею диапазоне цен у модели Core i9-9900K на данный момент нет соперников — даже в арсенале самой Intel.

В такой оригинальной упаковке будут поставляться серийные образцы Intel Core i9-9900K

Последние лет десять процессоры Intel Core выпускались тремя большими сериями: i3 — для систем начального уровня, но всё же нуждающихся в более производительных ЦП, чем Pentium; i5 — для бюджетных универсальных ПК; и i7 — для энтузиастов (по большей части, геймеров), которым необходим максимум производительности. Отныне в модельном ряду Core присутствует четвёртая серия, i9, — и как раз эти процессоры нацелены теперь на наиболее требовательных пользователей.

Строго говоря, и прежде не все Core i7 создавались равными: часть из них была ориентирована на «гражданские» платформы общего назначения (монтажные площадки LGA 1155, LGA 1150, LGA 1151), а часть — на так называемый сегмент HEDT (High-End Desktop), высокопроизводительных настольных ПК (сокеты LGA 1366, LGA 2011, LGA 2066). HEDT-процессоры отличаются большим числом физических ядер и рядом дополнительных аппаратных возможностей вроде четырёхканального контроллера оперативной памяти или готовности взаимодействовать с дискретными видеокартами по 40 каналам PCIe.

Фактически, HEDT-платформы отличаются от серверных лишь тем, что не поддерживают многопроцессорные конфигурации. Поэтому при построении рабочих станций — компьютеров для обработки тяжёлых мультимедийных файлов, для САПР, для 3D-моделирования — выбор часто делался в пользу HEDT, тогда как «гражданские» Core i7 чаще приобретали геймеры.

Теперь, судя по всему, выбором бескомпромиссных поклонников компьютерных игр будут становиться Core i9. Только ЦП этой серии отныне безоговорочно поддерживают Hyper-Threading — исполнение на одном физическом ядре двух вычислительных потоков, что обеспечивает в среднем 30%-ный прирост производительности на хорошо распараллеливаемых задачах. Вплоть до 8-го поколения Core все без исключения настольные модели i7 поддерживали Hyper-Threading (мобильные — дело другое), но теперь подлинную многопоточность будут предлагать исключительно Core i9.

Коробка, в которой поступил к нам на тестирование инженерный образец Intel Core i9-9900K

Интересно, что впервые процессор «девятой» серии был представлен Intel полтора года назад, в мае 2017-го. Им стал предназначенный для HEDT-платформы X299 Core i9-7980XE Extreme Edition архитектуры Skylake-X. HEDT-версии Core i9 предлагают от 10 до 18 физических ядер и вдвое больше вычислительных потоков, а розничные цены на них стартуют в США от 1000 долл. без учёта налогов. Рассматриваемый же нами здесь Core i9-9900K ориентирован на «гражданскую» платформу Z370 (сокет LGA 1151 rev 2) и, как мы уже отмечали, содержит 8 физических ядер с поддержкой Hyper-Threading.

Области применения столь мощного «гражданского» процессора и HEDT-ЦП начального уровня, очевидно, пересекаются. По производительности они также сопоставимы. Выбор в пользу того или другого решения должен основываться на том, нужны ли пользователю в данном конкретном случае те дополнительные возможности, которые обеспечивает HEDT-платформа. Прежде всего — четырёхканальный контроллер ОЗУ и нативная поддержка подлинно высокопроизводительных многоадаптерных графических конфигураций (x16+x16 и x8+x8+x8+x8).

Зато между «гражданскими» Core i9 и i7 пролегает теперь чёткий водораздел: даже новейший Core i7-9700K, хотя и содержит тоже восемь аппаратных ядер, не поддерживает Hyper-Threading — и потому позволяет задействовать одновременно лишь восемь вычислительных потоков. Для геймеров это не слишком критично: современные игры ориентированы, в основном, на четырёхпоточные процессоры, и дополнительные потоки не так уж заметно повышают качество их исполнения. Но вот для построения рабочих станций, домашних либо офисных, ЦП семейства i7 начиная с девятого поколения Core уже вряд ли следует считать приоритетным выбором.

Обзор процессора Intel Core i9-9900K | Упаковка и комплектация

Нам для испытаний достался инженерный образец Core i9-9900K, так что внешний вид серийных экземпляров может от него несколько отличаться. Но вряд ли различия будут принципиальными: процессор есть процессор — шероховатый серый защитный корпус сверху, контактная площадка под сокет LGA 1151 rev 2 снизу.

Элемент дизайна упаковочной коробки Core i9-9900K

Главная особенность новейшего и самого мощного «гражданского» Core девятого поколения таится под защитной крышкой процессорной упаковки. Речь идёт о тепловом интерфейсе — веществе, которое используется для переноса тепла от кремниевого чипа (процессора как такового) на верхнюю крышку упаковочного корпуса. Точнее, на вмонтированную в неё с обратной стороны теплораспределительную пластину, Integrated Heat Spreader (IHS). Уже с неё это тепло затем отбирает кулер, так что эффективность теплоотвода в целом напрямую зависит от того, что за термоинтерфейс скрывается под крышкой.

У первых поколений Core это по давней традиции был припой — особый металлический сплав с превосходной теплопроводностью. Чем эффективнее отвод тепла от процессорного кристалла, тем сильнее тот можно разогнать, не опасаясь перегрева. Intel никогда не была горячей сторонницей оверклокинга, но начиная с архитектуры Ivy Bridge (2012 г.) её «гражданские» процессоры и вовсе стали фактически непригодны для разгона:

вместо припоя под их корпусными крышками оказался некий «термоинтерфейсный материал» (Thermal Interface Material, TIM), — термопаста на силикатной основе, через которую тепловой поток отводился на теплораспределительную пластину.

Характеристики этой термопасты плачевно сказались на возможности разгона даже оверклокерских процессоров К-серии, так что энтузиастам приходилось вооружаться слесарным инструментом и «скальпировать» ЦП — удаляя верхнюю крышку и заменяя штатный термоинтерфейс на более эффективный.

Верхняя крышка изученного нами инженерного образца Core i7-9700K

Наконец-то, с девятым поколением Core, Intel вновь повернулась лицом к оверклокерам с ограниченными бюджетами (HEDT-процессоры для не стеснённых в средствах энтузиастов всё это время, напомним, сохраняли под крышкой припой). У Core i9-9900K вместо TIM термоинтерфейсом служит STIM — Soldered Thermal Interface Material, металлический сплав с вполне достойной теплопроводностью. Как станет ясно в ходе обсуждения проведённых нами испытаний, переход на припой в данном случае оказывается остро необходим.

Обзор процессора Intel Core i9-9900K | Архитектура и возможности

«Разлоченный» по частотному множителю и снабжённый неплохим внутренним термоинтерфейсом, Core i9-9900K явно рассчитан на внимание оверклокеров. Не столько профессионалов — они всё-таки предпочитают ставить рекорды с использованием куда более мощных HEDT-решений, — сколько тех, кому просто захочется поднять на несколько кадров в секунду показатель FPS в и без того отлично идущей на максимальных настройках игре.

Восьмиядерный шестнадцатипоточный «гражданский» Core девятого поколения базируется на архитектуре Coffee Lake-S и выполнен с применением наиболее актуального извода 14-нм технологического процесса Intel, — 14nm++. При базовой частоте 3,6 ГГц и авторазгоне до 5,0 ГГц заявленный для него тепловой пакет составляет 95 Вт — это для современных ЦП достаточно много. Необходимо позаботиться о достойной системе теплоотвода — массивном воздушном кулере с тепловыми трубками в подошве или даже жидкостной системе охлаждения, — чтобы просто эксплуатировать этот процессор под интенсивными нагрузками в штатном режиме, не говоря уже о разгоне.

Контактная площадка Core i9-9900K

Отметим также, что авторазгон до 5,0 ГГц действует лишь в случае загрузки одного из физических ядер процессора. Если задействованы два или более (а в современных играх, например, это чаще всего именно так, — им требуются минимум 4 вычислительных потока), предельная частота авторазгона окажется ниже.

Core i9-9900K располагает доступной всем ядрам буферной памятью Intel Smart Cache объёмом 16 Мбайт, двухканальным контроллером ОЗУ с поддержкой DDR4 до 2666 МГц и встроенным графическим процессором Intel UHD Graphics 630, действующим в диапазоне частот от 350 МГц до 1,2 ГГц в зависимости от нагрузки. Для подключения дискретной графики предусмотрены 16 линий PCIe.

Обзор процессора Intel Core i9-9900K | Производительность

Для оценки производительности Intel Core i9-9900K под управлением 64-разрядной Windows 10 Enterprise (Build17134.rs4_release.180410-1804) с профилем Ultimate Performance мы соорудили стенд на базе системной платы Asus ROG MAXIMUS XI EXTREME, набора оперативной памяти Kingston HyperX Fury (4 модуля KHX2666C15D4/4GX по 4 Гбайт, всего 16 Гбайт), SSD-накопителя WD Black NVMe SSD WDS500G2X0C-00L350 на 500 Гбайт и дискретной видеокартой XFX Radeon RX 590 Fatboy 1600MHz OC+ с 8 Гбайт видеоОЗУ GDDR5 (RX-590P8D).

Утилита CPU-Z определила фактическую предельную частоту ЦП на уровне 5024,4 МГц для одного вычислительного потока и 4720,6 МГц при полной многопоточной загрузке. Измеренная ею же частота системной шины составила 100,5 МГц, оперативной памяти — 1339,6 МГц (эффективная — 2679,2 МГц) с таймингами 15-17-17-35.

Данные утилиты CPU-Z: центральный процессор, один вычислительный поток

Данные утилиты CPU-Z: центральный процессор, 16 потоков

В испытании SiSoft Sandra 2018 стенд продемонстрировал Memory Latency (Random Access) Benchmark на уровне 19,5 нс, Memory Bandwidth Aggregate Memory Performance — 29,5 Гбайт/с, Processor Arithmetic Dhrystone Aggregate Native Performance — 311,8 ГОПС.

В 3DMark (испытание Time Spy, DirectX 12, 2560×1440) стенд с Intel Core i9-9900K выдал 5310 интегральных баллов и 27,1 кадр/с в Graphics Test2. Интересно, что существенно более дорогой HEDT-процессор Intel Core i9-7980XE в составе соответствующего стенда с той же видеокартой продемонстрировал весьма схожие результаты: 5366 интегральных баллов и 27,3 кадр/с соответственно.

Результаты теста 3DMark (Time Spy)

Мониторинг рабочих параметров ЦП Intel Core i9-9900K и ГП XFX Radeon RX 590 Fatboy в ходе исполнения теста 3DMark (Time Spy)

Запуск тестов VRMark (испытание Orange Room — оценка производительности системы для возможности использования для контента виртуальной реальности) показал, что продукт что продукт готов для использования с Oculus Rift в связке с достойной дискретной графикой. При рекомендованном интегральном показателе для VR-ready PC в 5000 баллов и минимальном FPS на уровне 81,0 кадр/с наш стенд с Intel Core i9-9900K выдал 8272 интегральных балла и 180 кадр/с. Кстати, упоминавшийся уже в качестве сравнения ЦП Intel Core i9-7980XE показал здесь фактически те же самые результаты: 8249 баллов и по-прежнему 180 кадр/с.

Результаты теста VRMark (Orange Room)

Мониторинг рабочих параметров ЦП Intel Core i9-9900K и ГП XFX Radeon RX 590 Fatboy в ходе исполнения теста VRMark (Orange Room)

Игровой бенчмарк Unigine Superposition 2017 в режиме 1080p High показал для нашего стенда с Core i9-9900K 49,3 кадр/с; для Core i9-7980XE — фактически столько же, 49,2 кадр/с. Как и в случае VRMark, ограничивает производительность системы здесь, очевидно, именно дискретная графика.

Бенчмарк World of Tanks enCore выдал для стенда с Core i9-9900K оценку Great results, High performance rating (17517 условных баллов) в разрешении 1920х1080. Прогон тестовой сцены в игре Ashes Of The Singularity (Quality Profile: Extreme, DirectX 12, 1920х1080) был выполнен с результатом 57,5 кадр/с, Rise Of The Tomb Raider (Preset Very High, DirectX 12, 1920х1080, сглаживание FXAA) — 90,0 кадр/с, Battlefield 1 (DirectX 12, Качество графики: Ультра, 1920х1080) — 100 кадр/с.

Модельный тест офисной производительности PCMark 10 Professional Edition показал, что процессор Intel Core i9-9900K вполне пригоден для работы в офисе и дома на всех приложения из пакета. Интегральный балл по итогам этого теста составил 8130, при этом бенчмарк Essentials был исполнен с результатом 10950 баллов, Productivity — 9697 баллов, Digital Content Creation — 9301 балл, Gaming — 11958 баллов. Подчеркнём, что значительно более дорогостоящий 36-поточный Intel Core i9-7980XE с той же дискретной графикой во всех испытаниях PCMark 10 Professional Edition уступил 16-поточному «гражданскому» Core девятого поколения.

Результаты теста PCMark 10 Professional Edition: общие

Результаты теста PCMark 10 Professional Edition: мониторинг

Гораздо ярче проявил себя первый в истории «гражданских» процессоров Intel восьмиядерник в тестовых пакетах, призванных оценивать работу компьютерного «железа» с профессиональным ПО. Так, CINEBENCH R15, отлично распараллеливаемое приложение для создания трёхмерного контента, выявило ощутимое превосходство новинки над HEDT-ЦП Core i9-7980XE всюду, где многопоточность не имеет первостепенного значения. В испытании CPU Single Core процессор Core i9-9900K показал 219 cb, в испытании CPU Multi-threaded из состава того же тестового пакета — 2088 cb, а также 187,3 кадр/с в испытании OpenGL. Аналогичные результаты для Core i9-7980XE — 193, 3396 и 171,4 соответственно.

Результаты CINEBENCH R15

Ещё более впечатляют результаты ряда тестов из пакета SPECviewperf 13: здесь первенство 16-поточного «гражданского» Core девятого поколения над 36-поточной HEDT-моделью седьмого пусть и не слишком велико, но ощутимо в каждом из испытаний. Сделаем акцент на 187,95 кадр/с в сценарии CATIA (catia-05) (у Core i9-7980XE — 179,42), 28,01 кадр/с в случае Medical (medical-02) (модель i9-7980XE выдала 25,9) и, наконец, 98,08 кадр/с в сценарии Solidworks (sw-04) (против 86,83).

Возможности 3D-рендеринга на стенде с процессором Core i9-9900K позволил нам оценить бенчмарк Corona 1.3 (параметры запуска: 1024x576px, 1:1). Тестовая сцена была обсчитана за 1 мин 38 с со скоростью 4,9 млрд лучей в секунду. Другая утилита для проверки скорости трассировки лучей, POV-Ray for Windows v. 3.7.1, была исполнена в одном потоке с результатом 624 PPS, а при полной загрузке процессора — 5547 PPS.

Результат исполнения бенчмарка Corona 1.3

Наконец, средство оценки производительности ПК в веб-приложениях WebXPRT 3 недвусмысленно продемонстрировало, что Core i9-9900K эффективен для работы в сети. С использованием браузера Mozilla Firefox V63 тест был пройден с результатом 333 балла, Edge V17 — 286 баллов. Для сравнения, 36-поточный Core i9-7980XE набрал в этих же тестах 260 и 228 баллов соответственно.

Результаты испытания WebXPRT 3 для браузера Firefox V63

Обзор процессора Intel Core i9-9900K | Заключение

Процессор Intel Core i3 8100 по приятной цене

Core i9-9900K без преувеличения можно назвать шедевром микроэлектронной инженерии. Разработчикам Intel удалось, оставаясь фактически в рамках прежней 14-нм технологии и архитектуры Coffee Lake, уместить восемь вычислительных ядер в корпус, по-прежнему совместимый с контактной площадкой LGA 1151. Конечно, кое-чем пришлось поступиться; прежде всего — запасом прочности по разгону. Под воздействием пиковых нагрузок мы отмечали разогрев ЦП почти до 95 °С, — это безо всякого оверклокинга.

Стресс-тестирование на нагрев Intel Core i9-9900K

Процессор с теплопакетом 95 Вт (это без пользовательского разгона!) требует высококачественной системы охлаждения. Наш почти килограммовый воздушный кулер с тепловыми трубками в медном основании работал в ходе испытаний этого ЦП на полной мощности, производя довольно заметный шум. Вполне разумно рекомендовать к покупке с Core i9-9900K — в комплекте с которым штатный кулер, кстати, не поставляется — жидкостную систему теплоотвода.

Intel Core i9-9900K, разумеется, процессор далеко не для всех. Чтобы полностью раскрыть его потенциал, придётся обзавестись недешёвой системной платой, высокоскоростной оперативной памятью, достойной дискретной видеокартой, быстрым SSD. Да и сам по себе этот ЦП недёшев, — около 47 тыс. руб. в среднем, по данным российских интернет-магазинов на момент написания этой статьи.

И всё же если компьютерному энтузиасту для решения стоящих перед ним задач решительно необходим восьмиядерный шестнадцатипоточный процессор «гражданского» класса — который всё равно обойдётся дешевле сопоставимых по производительности HEDT-моделей, — выбирать особенно не придётся. Core i9-9900K по производительности безоговорочно лидирует на нынешнем рынке процессоров общего назначения — и, вполне вероятно, что до выхода 10-нм «гражданского» флагмана Intel в 2019 году он так и не встретит достойного соперника.

Обзор процессора Intel Core i9-9900K | Таблицы

Таблица 1.

Таблица 2. VRMark

Таблица 3. SiSoft Sandra 2018, 1920*1080

Таблица 4. PCMark 10 Professional Edition

Таблица 5.1 3DMark

Таблица 5.2 3DMark

Таблица 5.3 3DMark

Таблица 6. Unigine Superposition 2017 Benchmark, DirectX 11

Таблица 7. Ashes Of The Singularity, Quality Profile: Extreme, DirectX 12

Таблица 8. Rise Of The Tomb Raider, Preset Very High, DirectX 12

Таблица 9. Battlefield 1, DirectX 12, Качество графики: Ультра

Таблица 10. Deus Ex: Mankind Divided, DirectX 12, Качество графики: Высокоe

Таблица 11. World of Tanks enCore.

Таблица 12. CINEBENCH R15 1920*1080

Таблица 13. Corona 1.3 Benchmark, 1024x576px 1:1

Таблица 14. POV-Ray for Windows v3.7.1

Таблица 15. WebXPRT 3

Таблица 16. SPECviewperf 13 1920*1080