Обзор процессоров Intel Core i7-5960X, i7-5930K и i7-5820K: приветствуем Haswell-E – THG.RU

Обзор Intel Core i7-5960X, i7-5930K и i7-5820K | Три новых процессора для энтузиастов

Чуть более десяти лет назад компания Intel представила Pentium 4 Extreme Edition с тактовой частотой 3,4 ГГц. В этой модели использовалось одно ядро с технологией Hyper-Threading, 512 Кбайт кэша L2, 2 Мбайт кэша L3 и внешняя шина частотой 800 МГц. Последняя характеристика давно не встречалась нам в актуальных решениях, правда? Этот Pentium был разработан по 130-нанометровому техпроцессу и имел 178 миллионов транзисторов. Процессор продавался за $1000, устанавливался в древний разъём Socket 478, а его тепловой порог достигал более 100 Вт.

Кто бы мог подумать, что через десять лет у флагманского чипа Intel базовая тактовая частота будет ниже, а ускоряться он будет до 3,5 ГГц только в ситуациях, когда позволяет тепловой запас. Тут и появляется новый Core i7-5960X. Конечно, необходимо учитывать, что сегодня мы имеем дело с более сложными технологиями, и, как уже известно, производительность можно увеличить не только через повышение тактовой частоты.

Core i7-5960X несёт в себе восемь физических ядер, которые могут обрабатывать задачи сразу в шестнадцать потоков благодаря технологии Hyper-Threading. Приложения, оптимизированные на распараллеливание задач, получают таким образом существенное ускорение. Для каждого ядра отведено 32 Кбайт кэша первого уровня для инструкций и данных, а также 256 Кбайт кэша L2. Объём кэша L3 составляет целых 20 Мбайт, то есть по 2,5 Мбайт на ядро.

В то время как чип Extreme Edition версии 2004 года был оптимален исключительно для вычислительных задач, в модели 2014 года реализовано гораздо больше функций. Core i7-5960X имеет собственный встроенный контроллер PCI Express, обеспечивающий обработку в 40 линий на скорости 8 ГТ/с (официальная спецификация PCI Express 3.0). Также чип оснащается первым в мире четырёхканальным контроллером памяти DDR4, официально рассчитанным на скорость передачи данных 2133 МТ/с.

Если копнуть чуть глубже, выясняется, что Core i7-5960X основан на современной архитектуре Intel Haswell. Но поскольку эта версия ориентирована на серверы и рабочие станции, архитектура в ней называется Haswell-E. Вы получаете в решении дополнительные линии PCIe (в настольных CPU Haswell их только шестнадцать) и вышеупомянутый контроллер памяти (существующие процессоры Haswell ограниченны поддержкой двух каналов DDR3), но теряете встроенное графическое ядро HD Graphics, которое так расхваливали, когда появились процессоры семейства Core четвёртого поколения.

Дополнительная информация:

Если вы хотите больше узнать об архитектуре Intel Haswell, которая является основной для ядер процессоров на Haswell-E, предлагаем к прочтению наш обзор Core i7-4770K.

Intel разумно предположила, что люди, покупающие мощный процессор для рабочей станции или игровой системы, будут использовать дискретные видеокарты. Вместо того, чтобы устанавливать ненужный GPU, съедающий место на кристалле, было решено использовать освободившиеся ресурсы для создания более мощного центрального процессора.

Но даже при отсутствующем графическом ядре площадь кристалла Haswell-E составляет более 355 мм?, а на самом кристалле установлены 2,6 миллиарда транзисторов – почти в пятнадцать раз больше, чем у Pentium 4 Extreme Edition. Чипы производятся на базе 22-нанометрового техпроцесса и рассчитаны на тепловой пакет 140 Вт. Ожидаемая цена данного CPU – всё те же $1000.

Core i7-5930K и Core i7-5820K

Каждый раз при тестировании процессоров Intel за тысячу долларов мы признаём его важность, но понимаем, что энтузиасты предпочтут потратить меньше денег и с помощью своих знаний в области техники добиться максимальной производительности через разгон. В случае Haswell-E восьмиядерным процессором является только Core i7-5960X. В младших моделях меньше ядер и кэша.

К счастью, игры, как правило, не потеряют в производительности при переходе с восьми на шесть ядер, особенно если речь идёт об эффективной архитектуре Intel. Однако показатель FPS заметно возрастает с ростом тактовой частоты. В результате более подходящим кандидатом для дорогой игровой системы на базе железа высочайшего класса можно назвать Core i7-5930K. Процессор построен на аналогичном с Core i7-5960X кристалле. Intel просто отключает два ядра и 5 Мбайт кэша L3. Остаётся шесть ядер, 15 Мбайт общего кэша третьего уровня, 40 линий PCI Express 3.0 и четырёхканальный контроллер памяти. Базовая частота подскочила до 3,5 ГГц, а пиковая частота под управлением технологии Turbo Boost – до 3,7 ГГц. Core i7-5930K оценён в $583, и потенциально может сэкономить вам более $400.

Если это тоже дорого, то стоит присмотреться к Core i7-5820K за $389. Это также шестиядерный чип с 15 Мбайт общего кэша L3 и четырёхканальным контроллером памяти DDR4. Однако Intel урезает количество линий PCI Express с 40 до 28. Если честно, эта потеря не так велика, как может показаться. Линий достаточно для одной, двух и даже трёх видеокарт, если, конечно, AMD и Nvidia разрешают массивы в конфигурации x8/x8/x8. По официальным данным Intel, процессор Core i7-5820K поддерживает разделение линий, однако разбивка должна происходить на уровне системной платы.

Core i7-5820K немного теряет в тактовой частоте, если сравнивать с Core i7-5930K: базовая составляет 3,3 ГГц или до 3,6 ГГц в режиме Turbo Boost.

Тактовые частоты Turbo Boost на процессорах серии Core i7-5000

Тройка чипов для энтузиастов

Все три модели, которые мы протестировали, являются либо чипами Extreme Edition, либо имеют суффикс K, что означает наличие разблокированных множителей, позволяющих более свободный разгон в сравнении с процессорами Intel Haswell для массового рынка.

Приятно, что в качестве материала между кристаллом Haswell-E и крупным теплорассеивателем, покрывающим CPU серии Core i7-5000, используется мягкий припой. Сравните с более дешёвыми процессорами Haswell, в которых применяется менее эффективная термопаста. В нашей лаборатории чипы с термопастой быстро нагревались, тем самым ограничивая повышение напряжения как с воздушным, так и с жидкостным охлаждением. Теплоинтерфейс с припоем обеспечивает более эффективную теплопередачу, потенциально повышая потолок производительности, которой можно добиться от Haswell-E.

Стоит ли говорить, что компании, продающие топовое железо, возлагают большие надежды на Core i7-5960X и подобные модели. В нашей лаборатории имеются большой воздушный кулер Noctua NH-D15 и система жидкостного охлаждения замкнутого цикла Intel BXRTS2011LC. G.Skill прислала для тестов модули памяти DDR4-3000 с таймингами CAS 15. ASRock и MSI предложили несколько впечатляющих системных плат. Сейчас разрабатывается первый обзор матплат на LGA 2011-3 от основных производителей. Это не опечатка, в игру действительно вступает новая платформа.

Обзор Intel Core i7-5960X, i7-5930K и i7-5820K | X99, LGA 2011-3 и DDR4: готовимся к большому обновлению

Для Haswell-E потребуется много нового железа.

Intel выжала из LGA 2011 практически весь его потенциал. Интерфейс появился вместе с процессорами Core i7-3960X (Sandy Bridge-E) почти три года назад. Однако некоторые переменные нарушают совместимость, например, внедрение памяти DDR4.

Старые и новые процессоры имеют одинаковые физические размеры и отверстия под крепление. Однако фиксируются CPU Core i7-5000 не так, как чипы 4000-й или 3000-й серий, так что случайно установить модель для LGA 2011 в интерфейс LGA 2011-3 не получится.

Специальные насечки на креплении не позволят вам перепутать Haswell-E с Ivy Bridge-E или Sandy Bridge-E, даже несмотря на одинаковое количество ножек – 2011. Для процессоров Core i7-5960X, Core i7-5930K или Core i7-5820K нужна системная плата на базе X99.

Но есть и хорошие новости. Сохранение размеров с предыдущего поколения обеспечивает совместимость со старыми системами охлаждения. Но перед использованием нужно убедиться, что ваш радиатор для LGA 2011 или водоблок смогут справиться с повышенным тепловым пределом Haswell-E. Флагманские модели Intel предыдущего поколения ограничивались 130 Вт, новые Core i7 – 140 Вт, а разгон может значительно поднять показатели потребляемой мощности.

X99 Express: Platform Controller Hub со знакомым функционалом

Чипсеты Intel развиваются относительно медленно. Чем больше функций реализуются в самом процессоре, тем меньше задач ложится на PCH. А то, что остаётся, меняется довольно редко. Если вы надеялись увидеть какие-либо кардинальные изменения в коммуникации на X99, то, скорее всего, вас ждёт разочарование.

Однако X79 уже устарел и X99, по крайней мере, практически приводит новый топовый чипсет в соответствие с современными стандартами. Он активирует 14 портов USB, шесть из которых поддерживают стандарт USB 3.0. Есть интегрированный сетевой контроллер Gigabit Ethernet. Естественно, HD Audio. Не забываем про восемь линий PCI Express 2.0 для подключения карт расширения через слоты расширения либо через встроенные в плату сторонние контроллеры. Возможно, самым значительным усовершенствованием является внедрение поддержки устройств SATA стандарта 6 Гбит/с.

Огорчает тот факт, что Intel по-прежнему связывает PCH и центральный процессор через четыре линии DMI 2.0. Двунаправленная пропускная способность составляет 2 Гбайт/с. Нетрудно представить, что комбинация трафика периферийных устройств, сети и системы хранения легко заполнит достаточно узкий канал.

Ситуацию спасает большое количество линий PCIe у двух самых дорогих CPU для подключения быстрых графических адаптеров, SSD и GbE.

DDR4 – новая технология памяти. Для чего она нужна?

Поскольку современные многоканальные контроллеры памяти встраиваются в процессоры, мы редко слышим об ограничениях полосы пропускания, которые чаще всего связаны с интегрированным в чип графическим ядром. Ivy Bridge-E поддерживает до четырёх каналов DDR3 на скорости до 1866 МТ/с или более 40 Гбайт/с пропускной способности.

Так почему DDR4?

Нужды в переходе на новый стандарт памяти в сегменте вычислительных продуктов для энтузиастов нет. Но если рассмотреть процессоры Intel, которые начинают появляться в сегментах серверов и мобильных устройств, то внедрение DDR4 покажется вполне осмысленным шагом.

Например, более низкое напряжение питания (1,2 В) помогает понизить энергопотребление по сравнению с модулями DDR3 1,5 В, которые повсеместно используются сегодня. Данный эффект в сегодняшней статье проследить будет трудно, поскольку модули DDR4, имеющиеся в нашей лаборатории, рассчитаны на 1,35 В, а в некоторых случаях им требуется ещё больше напряжения. В решениях корпоративного класса несколько процессоров Haswell-EP будут использовать модули, рассчитанные на 1,2 В, обеспечивающие заметную экономию энергии.

Фабрики, производящие DDR4, сегодня используют более продвинутые технологии, позволяющие повысить плотность. Это важно для покупателей серверов, которым необходима высокая ёмкость оперативной памяти. Объём памяти, необходимый в серверах, несравним с объёмами памяти, характерными для ПК на базе Haswell-E, которым 32 или 64 Гбайт на восьми слотах будет более чем достаточно.

DDR4 также обеспечивает достижение более высоких скоростей передачи данных, начиная с 2133 МТ/с. Однако при этом увеличиваются и задержки. Мы заметили, что Core i7-4960X, работающий на базе памяти DDR3-1866, не сильно отстаёт от Core i7-5930K с DDR4-2133 в тесте памяти SiSoftware.

В ходе наших тестов мы заметили, что есть ещё некоторые проблемы, требующие исправления. Системные платы на базе X99, представленные в нашей лаборатории, постоянно получают новые обновления, большинство из которых касается совместимости с DDR4. Но некоторые совсем не работают. Другие пытаются задать скорость выше 2666 MT/с. На данный момент нам приходится переключаться с BCLK 100 МГц до 125 МГц или выше. Опции 2800 и 3000 МТ/с не отличаются высокой стабильностью. Пока не будут решены проблемы с прошивкой, совместимостью модулей и ценами, именно DDR4 может стать преградой, из-за которой осторожные в своём выборе энтузиасты предпочтут немного подождать.

Обзор Intel Core i7-5960X, i7-5930K и i7-5820K | Как мы тестировали

Несколько компаний помогли нам подготовиться к тестированию Haswell-E.

Поскольку Intel ушла с рынка системных плат, платформу на тест она не предоставила. Вместо этого мы тестировали процессоры на плате ASRock X99 WS. MSI также поддержала нас, предоставив несколько плат X99 SLI Plus.

Noctua прислала воздушный кулер NH-D15, совместимый с LGA 2011-3. Мы будем использовать его в качестве стандартного решения для охлаждения новых чипов.

Представители G.Skill старательно помогали решать проблемы с ОЗУ на ранних этапах тестирования и поделились своим опытом относительно того, как достичь более высоких скоростей DDR4.

Другие стандартизированные комплектующие мы взяли с имеющихся тестовых стендов: блок питания Corsair AX860i, SSD Samsung 840 Pro и видеокарта GeForce GTX Titan.

Обзор Intel Core i7-5960X, i7-5930K и i7-5820K | Результаты тестов

Синтетические тесты

Представленная выше диаграмма требует некоторых разъяснений. Чёрные полосы отражают производительность графики, которую Futuremark преднамеренно направляет на обработку силами GPU. Поскольку этот компонент не меняется на всех тестовых системах, результаты практически идентичны. Красная полоса обозначает общий результат 3DMark. На него влияет мощность видеокарты и остальных компонентов платформы. Любое масштабирование здесь соответствует изменениям синей полосы, которая служит для обозначения скорости вычислений на CPU.

Несмотря на дефицит тактовой частоты, доминируют восьмиядерные процессоры Intel. За ними следуют шестиядерные модели, хотя преимущества в тактовой частоте у чипа Core i7-4790K почти хватило, чтобы обогнать Core i7-5820K.

В нашем тестовом пакете присутствуют измерения на базе OpenCL. В процессе тестирования мы неоднократно наблюдали, как быстрые процессоры с поддержкой многопоточности не всегда гарантировали высокие результаты в задачах, нагружающих графический процессор. У Core i7-4790K только четыре физических ядра. Тем не менее, очень высокая тактовая частота позволила ему подняться на вершину диаграммы. Все три чипа на архитектуре Haswell-E показали очень близкие результаты, но остались позади Core i7-4960X.

Тест Fritz, эмулирующий шахматную партию, возможно, лучше всего демонстрирует огромный потенциал параллельных вычислений. Два восьмиядерных CPU вышли в лидеры. Далее идут четыре шестиядерных Core i7. С заметным отставанием замыкает список Core i7-4790K.

В дополнение к трём синтетическим тестам системы мы прогнали платформы через SiSoftware Sandra, чтобы получше охарактеризовать различные компоненты каждого продукта. Cryptography и Memory Bandwidth – два наших любимых теста.

Поддержка AES-NI позволяет данным процессорам справляться с тестами кодирования/декодирования (Encryption/Decryption) на скорости, с которой подсистема памяти посылает инструкции. Неудивительно, что впереди оказались чипы Core i7 с памятью DDR4, а также восьмиядерный Xeon E5 (Ivy Bridge-EP). Результаты процесса хеширования могут показаться не очень последовательными, если не знать, на что обращать внимание. Процессоры на архитектуре Intel Haswell поддерживают 256-битные целочисленные операции через AVX2, благодаря чему и происходит удвоение производительности.

Результаты измерений пропускной способности памяти совпадают с максимальными заявленными скоростями обмена данными, которые поддерживают тестируемые процессоры. В случае с чипами Haswell-E – это DDR4-2133. Xeon E5 пытается догнать новичков с памятью DDR3-1866, которая используется также в Core i7-4960X. Core i7-3970X ограничивается DDR3-1600, а у Core i7-4790K вдвое меньше каналов памяти.

Тесты на базе реальных приложений

Стоит отметить, что Haswell-E отлично справляется с тяжёлыми задачами, которые обеспечивают приложения для создания контента.

В 3ds Max флагманский продукт Core i7-5960X занимает второе место, но только потому, что восьмиядерный “монстр” Intel Xeon E5-2687W v2 имеет более высокую базовую частоту – 3,4 ГГц – и пиковую – 4 ГГц. Однако эта модель продаётся за $2000, то есть вдвое дороже Core i7-5960X. У Core i7-5930K меньше ядер, и он занимает третье место, в то время как Core i7-5820K уступает процессору Core i7-4960X.

На фоне других чипов Core i7-4790K за $340 выглядит очень привлекательно. Однако, без сомнения, будут возникать ситуации, когда шестиядерный Core i7-5820K, который, к слову, стоит всего на несколько долларов дороже, будет значительно обгонять его по результатам.

Тест Blender также поощряет продукты с большим числом физических ядер. На диаграмме видно, что доминируют две восьмиядерные модели, а лидирует Core i7-5960X (но незначительно) благодаря преимуществам архитектуры Haswell перед Ivy Bridge. Две шестиядерные версии чипов Haswell-E занимают третье и четвёртое место. Их архитектурные усовершенствования обеспечивают перевес по сравнению с чипами Ivy Bridge-E и Sandy Bridge-E. Четырёхъядерный чип Haswell со своими старшими собратьями справиться не смог.

Программа редактирования видео от Sony исполняется быстрее благодаря видеокарте GeForce GTX Titan. Как и обещалось в предыдущем разделе, ускорение на OpenCL в тестах даёт неожиданные результаты. Разница между самым быстрым и самым медленным участником составила пять секунд, но Haswell-E не смог занять даже третьей позиции. Это красноречиво говорит о том, что в данном случае производительность ограничивается ресурсом видеокарты GeForce GTX Titan.

Adobe CC

Масштабирование в Premiere Pro не так выражено как, скажем, в Blender. Однако Xeon с восемью ядрами и высокой тактовой частотой по-прежнему выбивается в лидеры. Второй восьмиядерный чип оказывается на четвёртом месте, предположительно, из-за базовой частоты 3 ГГц. Частоты 3,5 ГГц у Core i7-5930K достаточно для второго места.

After Effects в первую очередь благоволит более высокой частоте Xeon, и во вторую – эффективной архитектуре Haswell-E. Остальные шестиядерные чипы обгоняют Core i7-4790K, подтверждая наши догадки, что данный тест не учитывает влияние параллелизма.

Наш тест Photoshop состоит из двух различных подтестов: первый использует многопоточные фильтры (красная полоса), нагружающие центральный процессор, второй применяет при обработке ускорение OpenCL (чёрная полоса). Красная полоса демонстрирует преимущество восьми ядер перед шестью, и особенно четырьмя ядрами. Чёрная полоса переворачивает всё с ног на голову. Core i7-4790K оказывается впереди, в связи с чем можно сделать вывод, что несколько быстрых ядер могут более эффективно направлять задачу для выполнения на GeForce GTX Titan, чем CPU с большим количеством ядер, но меньшей тактовой частотой.

Рабочие приложения и кодирование аудио/видео

Тесты LAME и iTunes обрабатываются в один поток. Оба перемещают восьмиядерный Core i7-5960X на позицию аутсайдера из-за его относительно низкой пиковой частоты в режиме Turbo Boost. Core i7-5930K ускоряется до 3,7 ГГц, и этого достаточно для третьего места. Однако Core i7-4790K достигает частоты 4,4 ГГц, и с ним никто не сравнится. Тем не менее, не стоит забывать, что век однопоточных тестов подходит к концу.

Переключившись на TotalCode Studio, мы увидели преимущества восьмиядерных процессоров в подходящих условиях. Современный процессор за $1000 наверняка сможет удовлетворить ваши требования при обработке многопоточных задач.

Возьмем, к примеру, Visual Studio. Чипы Haswell-E занимают лидирующие позиции. Только восьмиядерный Xeon смог вырвать у них второе место. Если вы часто работаете с большими проектами, имеет смысл переплатить за Core i7-5820K вместо Core i7-4790K, поскольку первый сможет заметно сэкономить ваше время, а, как известно, время – деньги.

FineReader отлично демонстрирует возможности восьмиядерных чипов при выполнении задачи оптического распознавания символов. Чёткую группу формируют шестиядерные модели, с которыми Core i7-4790K с четырьмя физическими ядрами конкурировать не в состоянии.

HandBrake завершает нашу подборку тестов, работающих со всеми доступными вычислительными ресурсами. Core i7-5960X $1000 сравнялся по результатам с Xeon за $2000. Преимущества Haswell в IPC помогли вырвать победу у шестиядерных моделей на базе Ivy Bridge-E и Sandy Bridge-E. Core i7-4790K также не упал в грязь лицом благодаря современной микроархитектуре и высокой базовой частое 4 ГГц.

Архивирование

Если смотреть по тестам WinZip CPU, мы видим знакомую по предыдущим бенчмарками картину: чем больше ядер, тем выше позиция в списке.

WinRAR не так категоричен. Архиватор недостаточно оптимизирован, поэтому лидирует Core i7-4790K с более высокой тактовой частотой.

В то же время 7-Zip смешал все карты. Оказывается, восьмиядерный чип с более низкой тактовой частотой легко может продемонстрировать свои возможности и в обычном рабочем ПО. Не обязательно использовать специально написанные программы, чтобы оценить его преимущества.

Battlefield 4, Grid 2 и Metro: Last Light

Battlefield 4

Мы знали, что тесты создания контента, рабочие приложения и кодирование аудио/видео покажут Core i7-5960X в лучшем свете. В конце концов, многие из тестов мы выбирали несколько лет назад, учитывая их возможность изолировать производительность центрального процессора для более объективной оценки. Мы рассчитываем, что ценность восьмиядерных и шестиядерных чипов помогут проанализировать игры, поскольку они часто пользуются преимуществами эффективной архитектуры и высокой тактовой частоты.

Battlefield 4 позволяет проверить описанную выше теорию на практике. Core i7-5820K и Core i7-5930K занимают первое и второе места. Нас больше удивляет, что Core i7-4790K оказался последним. Он базируется на архитектуре Haswell и отличается самой высокой частотой в сегодняшней выборке процессоров. Большой кэш L3 даёт шести- и восьмиядерным процессорам преимущество в данном тесте.

Grid 2

Grid 2 известна своей зависимостью от частоты центрального процессора и памяти, поэтому разница между первым и последним местом может быть довольно большой. Однако все процессоры эффективно работают с GeForce GTX Titan. Core i7-5820K снова претендует на первое место. За ним следует Core i7-4790K. Приятно знать, что на конфигурацию своей следующей платформы можно не тратить лишние средства, не так ли? Лучше инвестировать их в графическую карту.

Metro: Last Light

Даже несмотря на то, что Metro очень зависит от производительности GPU, трудно не обратить внимание на первое место Core i7-5820K. За ним следуют Core i7-4790K и Core i7-5930K, которые в данной игре оказались лишь чуть быстрее трёх предыдущих поколений процессоров Extreme Edition и Xeon.

Star Swarm, Thief, Tomb Raider и WoW

Стресс-тест Star Swarm

Учитывая, что AMD использует Star Swarm для демонстрации того, как ввиду использования API Mantle повышается степень зависимости результата от CPU, мы надеемся, что в режиме DirectX увидим обратную ситуацию. Однако график частоты кадров в динамике показывает совершенно безумные цифры. Поэтому из данного теста длительностью 300 секунд трудно сделать какие-то определённые выводы.

Если честно, с проблемой стресс-теста от Oxide Games мы столкнулись при попытке тестирования Arma 3 и Battlefield 4 в многопользовательском режиме. Как только на процессоре начинают обрабатываться вычисления, связанные с действиями искусственного интеллекта, результаты тестов начинают “плавать”. Если убрать данный фактор, то снова проявится эффект “бутылочного горлышка” со стороны видеокарты.

Thief

Core i7-5820K в очередной раз оказался первым в игровом тесте, и за ним снова следует Core i7-4790K. Однако стоит оговориться, что все тестируемые сегодня процессоры в связке с видеокартой GeForce GTX Titan демонстрируют высочайшую скорость.

Tomb Raider

В Tomb Raider Core i7-4790K оказывается впереди Core i7-5820K, однако оба чипа остались позади старшего Core i7-3970X. Но на практике очень трудно выявить различия в производительности на разных платформах, особенно учитывая значительные задержки между кадрами.

World of Warcraft

WoW известна высокими требованиями к игровой платформе. Её можно добавить в список игр, в которых доминирует Core i7-5820K, а за ним следом – Core i7-4790K. Но если посмотреть на график частоты кадров в динамике, вы увидите, что разница между результатами всех участников очень мала.

Тем не менее, более низкий показатель FPS негативно сказывается на колебании времени подачи кадров на Core i7-5960X. Такой вывод можно сделать почти обо всех игровых бенчмарках.

Обзор Intel Core i7-5960X, i7-5930K и i7-5820K | Энергопотребление в подробностях

Штатная тактовая частота

Лаборатория Tom’s Hardware в Германии всё активнее разрабатывает тесты энергопотребления. На этот раз они разрезали оплётку кабелей блока питания, чтобы измерить потребляемую мощность, как в обзорах видеокарт. Показатели обеспечивает четырёхканальный осциллоскоп HAMEG HMO 3054.

Энергопотребление измеряется в двух разных точках, позволяя оценить потерю мощности на регуляторах напряжения. Потеря не так уж и мала, и для подтверждения мы сделали снимки инфракрасной камерой.

Измерения в инфракрасном спектре с помощью камеры Optris PI450

Лучшим методом подтверждения данных с датчиков мы посчитали изображение, снятое при помощи камеры Optris PI450.

PI450 – это инфракрасная камера, разработанная специально для слежения за процессами теплообмена. Она предоставляет измерения в реальном времени с частотой обновления 80 Гц. Картинка передаётся по USB на отдельную систему, где оно записано в форме видеоролика. Температурная чувствительность PI450 составляет 40 мК, что идеально подходит для измерений небольших отклонений.

Чтобы разогнать наши процессоры до более агрессивных частот, мы установили новую систему жидкостного охлаждения от Raijintek. Следовательно, нас интересует не только температура CPU, но и температура воды, которая сохраняется на одном уровне в фазе разгона.

Стенд Banchetto 101 позволяет устанавливать систему вертикально с помощью двух угловых скобок. Таким образом, мы можем снимать тыльную часть системной платы. Мы ускоряем видео длительностью 20 минут в HD-качестве в 10 раз – до двух минут. Показания температуры задней части разъёма CPU и регуляторов напряжения записываются для регистрации скорости нагрева и теплопередачи.

Intel Core i7-5960X при 3,0 ГГц с Turbo Boost

Напряжение ядра

Первый эксперимент включает проверку напряжения ядра. Наши измерения показали небольшое превышение настроек системной платы (1 Вольт), но при этом мы получили в среднем 3,2 ГГц на восьмиядерном процессоре, так что жаловаться особо не на что.

Энергопотребление

Далее мы сравним значения, полученные через датчик на регуляторе напряжения, с теми, которые были получены датчиком на входной цепи питания системной платы (одновременно). Таким образом, мы можем выяснить, сколько мощности теряется ввиду факторов, не связанных с работой процессоров Core i7. Эти данные пригодятся позже, поскольку потери на регуляторе напряжения необходимо учитывать при выборе оптимальной настройки системы.

Восьмиядерный процессор показал себя неплохо, демонстрируя напряжение 15 Вт (19 Вт, учитывая потери на VRM) в простое и 93 Вт (106 Вт, учитывая VRM) под нагрузкой.

Температура

Температура в простое остаётся на низком уровне, во многом благодаря жидкостному кулеру. Температура на процессоре составила 32 градуса Цельсия, а средняя на ядре – 27 градусов. Всего на пять градусов выше температуры окружающей среды.

Давайте посмотрим видео, о котором мы упоминали ранее.

Нагрев Intel Core i7 5960X 3,0 ГГц – 20-минутная съёмка нагрева с десятикратным ускорением (до 2-х минут)

А что будет при разгоне CPU? Сколько будет сэкономлено энергии, если убрать два ядра? На эти вопросы можно ответить, применив различные настройки нового флагмана Intel.

Примечание:

93 Вт (или 106 Вт, если брать в расчёт потери на регуляторе напряжения) для восьмиядерного процессора, стабильная частота 3,2 ГГц при загрузке всех ядер – весьма неплохой результат.

Восемь и шесть ядер на частоте 3,5 ГГц

Мы снова начинаем с напряжения ядра, которое, по сравнению с ядром с штатной частотой, поднялось до 1,066 В (в среднем). Повышение напряжения на материнской плате происходит автоматически. Мы не регулировали параметры напряжения в прошивке.

Энергопотребление

Мы снова сравниваем значения с датчика на VRM со значениями датчика на входе питания матплаты, просчитывая потери.

На частоте 3,5 Вт в простое мы получили 18 Вт (22 Вт с учётом потерь) и 108 Вт при нагрузке (или 121 Вт с учётом потерь). Весьма достойный результат для процессора с TDP 140 Вт.

Температура

Естественно, температурные показатели в простое будут ниже. Под нагрузкой они выглядят следующим образом:

Посмотрим на ускоренную видеосъёмку процесса нагрева.

Нагрев Intel Core i7 5960X 3,5 ГГц – 20-минутная съёмка нагрева с десятикратным ускорением (до 2-х минут)

Шесть ядер при 3,5 ГГц

Для этих тестов мы отключили два ядра Core i7-5960X и отрегулировали максимальную частоту Turbo Boost в соответствии с уровнем второго по скорости процессора на Haswell-E. Процессоры практически идентичны, за исключением характеристик кэша, так что результаты можно назвать сопоставимыми.

Напряжение ядра

Из-за более высокого лимита частоты Turbo Boost мы получили более высокое напряжение на ядре – 1,072 В.

Энергопотребление

Мы снова сравниваем значения с датчика на VRM со значениями датчика на входе питания матплаты, высчитывая потери.

Потребляемая мощность шестиядерной версии несколько ниже: 16 Вт в простое (20 Вт с потерями) и 84 Вт при высокой нагрузке (94 Вт с потерями).

Температура

Измерения температуры при нагрузке формируют следующий график.

Примечание

При тактовой частоте 3,5 ГГц оба CPU (особенно шестиядерная версия) дают прекрасное представление об особенностях архитектуры. Мы не ожидали, что она покажет такие хорошие результаты. Haswell-E кажется нам достойной базой для мощной игровой системы как с водяным, так и воздушных охлаждением.

Восемь и шесть ядер на частоте 4 ГГц

Напряжение ядра

При разгоне до 4 ГГц напряжение ядра Core i7-5960X повысилось до 1,110 В. На этот раз мы вручную оптимизировали напряжение, чтобы минимизировать энергопотребление и температуру.

Энергопотребление

Следующий график сравнивает измерения регулятора напряжения с показателями разъёма, а также показывает потери мощности, обусловленные стабилизацией напряжения.

Мы получили 18 Вт в простое, как и при уровне частоты 3,5 ГГц. Тем не менее, повышение до 124 Вт под нагрузкой показывает, что восьмиядерный чип на частоте 4 ГГц начинает потреблять заметно больше энергии.

Однако рост энергопотребления в данном случае оправдывается приростом производительности, который вы получите взамен.

Температура

Температура в простое не повысилась. Однако с ростом тактовой частоты разница между минимальной и максимальной температурами ядра становится более выраженной.

Пришло время ускоренного видео.

Нагрев Intel Core i7 5960X 4 ГГц – 20-минутная съёмка нагрева с десятикратным ускорением (до 2-х минут)

Шесть ядер 4 ГГц

Проведём анализ на шести ядрах, чтобы оценить показатели Core i7-5930K или i7-3820K.

Напряжение ядра

Мы зарегистрировали 1,100 В, и едва ли это можно назвать большим отличием в напряжении ядра CPU между шести- и восьмиядерными моделями.

Энергопотребление

Отключение двух ядер приводит к понижению энергопотребления до 17 Вт в простое (21 Вт при учёте потерь на VR) и 101 Вт при нагрузке. Это заметно меньше, чем у восьмиядерной версии.

Температура

Ниже представлены температурные показатели под нагрузкой:

Примечание:

Восьми- и шестиядерные CPU прибавили по 20 Вт при разгоне до 4 ГГц. Не трудно заметить, что в данном случае Haswell-E работает вне комфортной для архитектуры зоны. Тем не менее, при наличии большого радиатора можно добиться стабильного разгона и повышения производительности. Главное – иметь высокоэффективный кулер и качественный корпус, обеспечивающий активный воздухообмен.

Восемь и шесть ядер на частоте 4,5 ГГц

Напряжение ядра

Наши замеры показали среднее напряжение 1,319 В (при настройке в UEFI всего 1,195 В); превышение пиковой тактовой частоты Haswell-E приводит к резкому скачку потребляемой мощности и температуры.

Энергопотребление

Приведённый ниже график демонстрирует разницу между показателями датчика на регуляторе напряжения и разъёме питания системной платы. Используя эти значения, нетрудно подсчитать потери мощности.

В простое энергопотребление минимальное. Результат в 19 Вт чуть выше, чем при 4 ГГц. Однако повышение частоты на 500 МГц сопровождается скачком потребляемой мощности на 70 Вт. Не стоит ожидать существенного прироста производительности Core i7-5960X при использовании водяного охлаждения в такой конфигурации, особенно если учесть двое возросшие потери на регуляторе напряжения.

Температура

Показатели температуры в простое вопросов не вызывают. Однако существенные её колебания под нагрузкой говорят о высокой степени изменчивости и проявлении троттлинга. Короткие периоды времени Core i7-5960X не мог поддерживать частоту 4,5 ГГц. Она постоянно изменялась между 4,3 и 4,5 ГГц, чтобы сохранить стабильность системы.

Давайте посмотрим на изменение температуры в инфракрасном спектре:

Нагрев Intel Core i7 5960X 4,5 ГГц – 20-минутная съёмка нагрева с десятикратным ускорением (до 2-х минут)

Шесть ядер на частоте 4,5 ГГц

Напряжение ядра

Поможет ли отключение двух ядер вернуть контроль над потребляемой мощностью? К нашему удивлению, мы снова получили слишком высокое напряжение – 1,319 В. Однако понижение параметров в BIOS приводит к нестабильности нашего образца.

Энергопотребление

В простое почти ничего не изменилось, если сравнивать с шестиядерной конфигураций на частоте 4 ГГц. Однако скачок мощности на 50 Вт (60 Вт с потерями) также разочаровывает, как и на восьмиядерной версии. Стоят ли дополнительные 500 МГц такого повышения энергопотребления? Решать вам.

Температура

Деактивация двух ядер высвобождает дополнительный тепловой запас, которого хватает, чтобы немного понизить максимальную температуру под нагрузкой. Но это не значит, что для охлаждения хватит дешёвого кулера. Только водяной кулер может быстро отвести тепло от рассеивателя и вывести тёплый воздух за пределы корпуса через большой радиатор.

Примечание:

Из-за существенного роста температуры, обнаруженного во время измерений, стоит обратить внимание на возможности системы охлаждения. Нам удалось удержать шестиядерный процессор в стабильном состоянии, чего нельзя сказать о восьмиядерном чипе. Несмотря на относительно низкую температуру воды, процессор Core i7-5960X нагревается слишком сильно и начинает сбрасывать частоту.

Состояние CPU на частоте 4,8 ГГц

В предыдущем разделе мы уже приблизились к пределам теплового запаса процессора. Тем не менее, мы решили разогнать его до 4,8 ГГц на всех восьми ядрах. Поскольку для этого нужно поднять напряжение ядра до 1,4 В с риском для состояния процессора, мы не повторяли эксперимент на шести ядрах. На реальной игровой машине лучше не использовать такие параметры в течение длительных периодов времени.

Напряжение ядра

Пределом напряжения является 1,38 В, в среднем. Но даже при сохранении этого значения есть вероятность случайного выхода Core i7-5960X из строя.

Энергопотребление

Регуляторы напряжения едва справляются в таких условиях. Мы впервые наблюдаем критические колебания показателей, когда CPU достигает своих пределов. С проявлениями троттлинга под нагрузкой ничего не поделать.

Даже в простое наблюдается более высокое напряжение.

Энергопотребление в этот раз выросло незначительно, поскольку Core i7 большую часть времени снижает частоту на 10–12%. И это с жидкостной системой охлаждения! Могли ли вы себе представить процессор Intel, в одиночку “сжирающий” 206 Вт (или 250 Вт через регулятор напряжения)? Оказывается, и такое бывает.

Температура

Температура просто запредельная. Вода разогревается до 38 градусов Цельсия, и понизить её температуру не представляется возможным, даже при максимальной скорости вращения вентиляторов. Температура ядра по показателям доходит до 88 градусов Цельсия, то есть троттлинг будет включаться очень часто.

Давайте посмотрим ещё один ролик с инфракрасной камеры, в котором мы впервые видим, как CPU нагревается быстрее регулятора напряжения под ним.

Нагрев Intel Core i7 5960X 4,8 ГГц – 20-минутная съёмка нагрева с десятикратным ускорением (до 2-х минут)

Сравнение частоты, температуры и энергопотребления

Все полученные данные суммированы на графике, представленном ниже. Из него можно сделать вывод, что разгон Core i7-5960X выше 4 ГГц не вызывает проблем. Однако в диапазоне частот 4 – 4,5 ГГц энергопотребление и температура растут гораздо быстрее. Верхняя часть диапазона (и напряжение, необходимое для достижения стабильности) представляет максимум возможностей процессора при использовании водяного или воздушного охлаждения, не беспокоясь о сохранности чипа. Но даже в этом случае мы бы не рекомендовали использовать такие агрессивные параметры в течение продолжительного времени, если хотите, чтобы процессор прожил долго.

Абсолютным пределом является 4,8 ГГц, при которых Core i7-5960X переходит в щадящий режим.

Обзор Intel Core i7-5960X, i7-5930K и i7-5820K | Энергопотребление памяти DDR4

DDR4-2133: 32 Гбайт памяти от Crucial

Начнём с самой низкой скорости передачи данных DDR4-2133, без какого-либо разгона. На модулях Crucial нет рассеивателей тепла. Напряжение настроено на 1,2 В, обеспечивая существенную экономию энергии по сравнению с DDR3 и даже DDR3L. В идеале, это должно выражаться в более низкой температуре и энергопотреблении.

В простое мы получили 32 градуса Цельсия в самой горячей точке. Неплохо.

Под нагрузкой температура возрастает до 37 оC, что тоже хороший результат.

DDR4-2666: 16 Гбайт G.Skill Ripjaws

У памяти G.Skill DDR4 более высокая частота, на модулях установлены красные радиаторы. Однако сами модули рассчитаны на напряжение 1,2 В. Как эти изменения скажутся на температуре и энергопотреблении?

В простое мы получили приблизительно 28 оC после 20 минут работы. Несмотря на более высокую скорость передачи данных, температура на четыре градуса ниже!

Под нагрузкой показатель температуры вырос до 33 градусов. Снова примерно на четыре градуса меньше.

DDR4-2800: 16 Гбайт Corsair Vengeance

Скорость передачи в этом решении более высока, в оформлении используются радиаторы чёрного цвета. Тем не менее, Corsair сохраняет стандартное напряжение 1,2 В. К сожалению, профиль XMP для достижения максимального уровня производительности памяти изменяет настройку BCLK с 100 до 131 МГц, что напрямую влияет на тактовую частоту процессора.

Наши измерения температуры показали примерно 28 оC через 20 минут, то есть на четыре градуса меньше по сравнению с решением Crucial.

Под нагрузкой температура сохраняется на уровне 32 градусов Цельсия. Ниже, чем у G.Skill, несмотря на более высокую скорость.

Энергопотребление у набора Corsair DDR4-2800 немного ниже, чем у модулей, рассчитанных на 2666 ТМ/с. В реальности разницы между двумя модулями практически нет.

Примечание

Память стандарта DDR4 отличается более низким энергопотреблением при более высокой скорости передачи данных. В зависимости от набора, энергопотребление по сравнению с DDR3 ниже на 25-40%.

Обзор Intel Core i7-5960X, i7-5930K и i7-5820K | Энергопотребление в течение всего тестового пакета

Как выглядит энергопотребление разных платформ на базе Haswell-E в сравнении? Все тесты данного обзора (кроме игровых) автоматизированы и позволяют отследить потребление энергии в динамике после начала, прогона и завершения теста с переходом на следующий тест. Мы можем высчитать, сколько нужно времени на выполнение всего тестового пакета, а также среднее энергопотребление и общую потребляемую мощность в ватт-часах.

Core i7-3970X неоднократно выводит платформу LGA 2011 за пределы спецификации, которые составляют 150 Вт. На некоторых этапах тестирования он опережает два других поколения флагманов Core i7. Можно заметить, что у чипа Ivy Bridge-E энергопотребление немного ниже.

По сравнению с предшественниками, Haswell-E потребляет примерно равное количество энергии, но выполняет работу быстрее.

Core i7-4790K – явно самая экономичная модель, однако для экономии энергии придётся пожертвовать чуть более низкой производительностью.

Из трёх поколений процессоров класса ultra-high-end средний показатель энергопотребления у Core i7-5960X немного ниже. Core i7-4790K справился лучше, но если учесть, что тепловой пакет чипа на 52 Вт ниже, чем у CPU на базе Haswell-E, мы ожидали увидеть более выраженное преимущество.

Последним процессором, который мы прогоняли через данные тесты, был Intel Pentium G3258, и на их выполнение ему понадобилось почти три часа. Все протестированные сегодня чипы справились вдвое быстрее. Core i7-5960X является самым быстрым, несмотря на базовую тактовую частоту 3 ГГц.

Если умножить среднее энергопотребление на время, затраченное на выполнение тестового пакета, то победителем становится Core i7-4790K. Для нас это не стало сюрпризом. Четырёхъядерная модель может похвастаться высокой скоростью, а умеренный TDP обеспечивает преимущество в отношении средней потребляемой мощности.

Флагманские решения часто не могут продемонстрировать свои преимущества по части выгодности и эффективности. Но энтузиастам, покупающим такие процессоры, требуется максимум производительности, и Core i7-5960X может справиться с данной задачей. Первый официальный восьмиядерный процессор Intel (по совместительству топовый продукт на базе Haswell-E) имеет пониженную тактовую частоту, чтобы вписаться в рамки теплового пакета 140 Вт, хотя мы видели, что запаса для разгона предостаточно, если оснастить CPU достойной системой охлаждения. В штатной конфигурации Core i7-5960X обгоняет Core i7-4960X и Core i7-3970X, быстрее выполнив тесты, при этом затратив меньше энергии.

Обзор Intel Core i7-5960X, i7-5930K и i7-5820K | Intel завлекает энтузиастов Новыми CPU Haswell-E

Выход Ivy Bridge-E, случившийся почти год назад, разочаровал энтузиастов по ряду причин. Core i7-4960X вышел спустя три месяца после начала продаж Core i7-4770K на базе Haswell и предлагал немного улучшений по сравнению с Core i7-3970X. Добавьте к тому времени уже старый чипсет X79 Express, который тогда почти по всем параметрам превзошла платформа Z87.

Проще говоря, опытные пользователи не хотели принимать технологию последнего поколения за новый продукт, когда на горизонте уже замаячили более быстрые решения.

Intel уже поговаривает о Broadwell. Но технически премьера Haswell-E состоялась в тот момент, когда архитектура Haswell ещё актуальна. Различия могут показаться ничтожными, но и на них энтузиасты обращают своё пристальное внимание. И хотя логика X99 Express не имеет каких-то революционных новшеств, она, по крайней мере, обзавелась поддержкой USB 3.0 и SATA 6 Гбит/с.

Возможно, это не самая восторженная оценка Haswell-E, но правда в том, что нам хотелось бы снова поработать с действительно топовым “железом”. По аналогии с приготовлением салата, представьте себе первый восьмиядерный процессор Intel для настольных систем на базе самой современной архитектуры, добавьте новую технологию памяти, обновлённый чипсет и термоматериал на базе припоя, повышающий шансы на высокий разгон. Сдобрите всё это интерфейсом LGA 2011-3, который, по данным Intel, будет поддерживать самые передовые настольные чипы следующего поколения. Хорошенько перемешайте ингредиенты – и получается довольно вкусно.

Однако наше мнение о трёх чипах Haswell-E пока полностью не сформировалось.

Хотя восемь ядер Haswell вызывают восторг, процессоры за тысячу долларов доступны немногим счастливчикам. Но приятно осознавать, что раньше Xeon E5-2687W v2 (Ivy Bridge) с восемью ядрами обошёлся бы в две тысячи долларов. Теперь аналогичную производительность с разблокированным множителем можно получить вдвое дешевле. Опытные пользователи, способные оценить все возможности Core i7-5960X в тяжёлых приложениях, определённо заметят его преимущества.

Однако позиция Core i7-5960X в рейтинге лучших будет далеко не первая, если нам пришлось бы собирать игровую систему. Большее количество ядер практически не повышает частоту кадров в 3D-играх, в то время как более низкая базовая частота и частота Turbo Boost иногда проявляются как в понижении производительности, так и в увеличении времени задержки кадров. Также актуален вопрос цены. Именно из-за неё мы часто переключаемся на второе по показателям решение. Core i7-3930K и i7-4930K полагаются на шесть ядер, но при этом стоят ощутимо дешевле. Нам они также очень понравились.

На этот раз продуктовая линейка Intel организована по-другому. На втором сверху уровне мы имеем Core i7-5930K, у которого на два ядра меньше. Промежуточного восьмиядерного варианта не предусмотрено. Но если остальная часть линейки чипов на Haswell-E состоит из шестиядерных процессоров, почему бы не согласиться на Core i7-5820K? Некоторым энтузиастам совсем не понравится, что Intel урезает 12 линий PCI Express третьего поколения на контроллере с 40 линиями, ведь из-за дифференциации продуктов это модель тогда становится менее интересной. 28 линий дают вам возможность использовать одну 16-полосную видеокарту, две карты в режиме x8 плюс линии для других устройств, или даже три карты по x8. Потратив на $50 больше, чем на Core i7-4790K, вы получите шесть ядер, 15 Мбайт общей кэш-памяти L3, небольшой запас производительности на будущее, четыре канала DDR4 и много линий PCIe. В этом случае разумным решением является Core i7-5820K.