Intel Core i7-6700K и i5-6600K: обзор и тест процессоров на базе архитектуры Skylake. Часть 1 – THG.RU

Обзор Intel Core i7-6700K и i5-6600K | Введение

Такое ощущение, будто мы только вчера опубликовали обзор процессоров Intel Core i7-5775C и i5-5675C – первых чипов Broadwell, предназначенных для установки в сокет. В действительности, это было почти два месяца назад. Так почему же всего через два месяца мы говорим о новой архитектуре под названием Skylake? Разве такие крупные события происходят не раз в несколько лет?

Не секрет, что появление Broadwell задержалось. Продукты, изготовленные по 14-нанометровому техпроцессу, должны были появиться уже очень давно. Однако энтузиасты настольных ПК оказались последними в очереди. Возможно, в преддверии сегодняшней премьеры Broadwell был обделен вниманием на Computex 2015. Модели серии С даже сегодня купить не так-то легко. Тем не менее, в нем нас восхищает производительность интегрированной графической системы, состоящей из 48 исполнительных блоков (EU) и 128 Мбайт встроенной памяти. Кроме того, чипы поставляются с разблокированными множителями, чем могут привлечь внимание опытных пользователей, собирающих высокоинтегрированные и быстрые HTPC. К недостаткам можно отнести пониженный тепловой пакет и тактовую частоту, из-за чего Core i7-5775C в наших тестах оказался медленнее, чем Core i7-4790K предыдущего поколения.

Сегодня мы раскроем особенности настоящих преемников Devil Canyon, Core i7-6700K и Core i5-6600K. Однако наш анализ будет немного неполным, поскольку подробности об архитектуре Skylake Intel раскроет на спецмероприятии в рамках IDF, который пройдет ближе к концу августа. Сегодня у нас есть несколько процессоров и материнских плат на базе чипсета Z170, крутые комплекты памяти DDR4 и стремление выяснить, чем Skylake отличается от предыдущих решений.

Обзор Intel Core i7-6700K и i5-6600K | Особенности

CPU-Z с предварительной поддержкой Skylake идентифицирует Core i7-6700K как чип с TDP 95 Вт. Однако вся ранняя документация Intel исключает категорию 95 Вт. Сегодня Intel утверждает, что Core i7-6700K и Core i5-6600K имеют тепловой пакет 91 Вт. Чипы вставляются в разъем LGA 1151, так что установить новый CPU в старую плату с LGA 1150 не получится. Нас это нисколько не огорчает, поскольку Skylake архитектурно отличается от предшествующих процессоров Core и требует новую системную логику. Иными словами, Core i7-6700K и Core i5-6600K также подразумевают обновление платформы. К счастью, Intel не завышает цену на новые чипы. Core i7-6700K должны продаваться по цене около $350, а Core i5-6600K за $243.

Оба CPU используют четыре физических ядра, это мы знаем наверняка. Как и в предыдущих линейках i7 оснащается технологией Hyper-Threading. Она разделяет физические ядра на логические, чтобы более эффективно использовать имеющиеся ресурсы. В Windows каждое физическое ядро Core i7 отображается как два логических. Core i5 данной технологией не обладает, и его четыре ядра обрабатывают задачи в четыре потока.

Конфигурация системы кэшей нам уже знакома. Более дорогой Core i7-6700K использует 8 Мбайт кэш-памяти последнего уровня, в то время как Core i5-6600K имеет 6 Мбайт. Если верить CPU-Z, архитектура Intel Skylake оснащает каждое ядро 256 Кбайт кэша L2, наряду с 32 Кбайт кэша L1 для данных и 32 Кбайт для инструкций. Ни Core i7-6700K, ни Core i5-6600K не обладают интегрированной DRAM, как Core i7-5775C и i5-5675C.

Базовая тактовая частота Core i7-6700K составляет целых 4 ГГц. Однако профиль Turbo Boost довольно скромный. При активном одном ядре Core i7-6700K имеет потолок в 4,2 ГГц. Между тем, частота Core i5-6600K стартует с 3,5 ГГц и доходит до 3,9 ГГц. Позже мы вернемся к разгону, но сейчас скажем, что доступные в лаборатории образцы Core i7-6700K комфортно чувствуют себя на частоте примерно до 4,7 ГГц. Также мы протестировали один процессор на частоте 4,9, а затем 4,8 ГГц, но он не смог обеспечить достаточно стабильную работу в длительном стресс-тесте. На частоте пять гигагерц система не смогла загрузиться до конца.

Процессоры Core i7 на базе Haswell-E поддерживают четырехканальную подсистему памяти DDR4. Однако Skylake обещает сделать технологию более распространенной с помощью собственного двухканального контроллера. Архитектура официально поддерживает DDR4 со скоростью передачи данных до 2133 МТ/с и DDR3L с маркировкой до 1600 МТ/с. Все матплаты в нашей лаборатории поддерживают работу только с DDR4. Так что при переходе на новые процессоры для энтузиастов, скорее всего, потребуется не только новая системная плата, но и комплект ОЗУ.

Процессоры Skylake серии К вооружены графическим ядром под названием GT2, хотя оно не очень интересно энтузиастам. Компания, похоже, приберегла все подробности по графике для IDF, что вполне понятно, поэтому нет особого смысла обсуждать ее сегодня. Тем не менее, впечатляющие преимущества, которые мы видели в GT3е на Broadwell, исчезли. В промежуточном решении для Skylake под названием HD Graphics 530 число блоков EU сократились с 48 до 24, а верхняя планка частоты составляет 1150 МГц.

Примечательно, что ядро Gen9 реализованное в Skylake, поддерживает DirectX 12, OpenCL 2.0, OpenGL 4.4 и OpenGL ES по сравнению с DirectX 11.1 и OpenCL 1.2 в Gen8. Когда инженеры затронут тему графики на IDF, скорее всего, много слов будет связано с архитектурными оптимизациями, ориентированными на энергопотребление. Конечно, производительность тоже не осталась в стороне, в первую очередь за счет улучшения использования доступной пропускной способности (иерархический Z-буфер и сжатие цвета памяти в потоке). Графическое ядро Gen9 реализовано в линейках Y, U, H и S и должно охватить все платформы от 4 Вт до 91 Вт. С точки зрения интерфейсов вывода данных на дисплей, тоже есть что обсудить (GT4e должен нас удивить), но мы придержим известную нам информацию для следующей статьи.

Оба процессора на архитектуре Skylake имеют по 16 линий PCIe 3.0 для подключения карт расширения и работают в конфигурациях 1×16, 2×8 или 1×8/2×4. Однако от предшественников они отличаются четырьмя линиями, которые Intel оставляет для подключения Platform Controller Hub. В прошлых поколениях компания называла этот интерфейс DMI 2.0. Он обеспечивал двунаправленную пропускную способность до 2 Гбайт/с, и этого было достаточно для большинства накопителей, периферийных устройств и сетевых интерфейсов. Но функциональность чипсетов 100-й серии расширилась, требуя больше пропускной способности данного канала. Поэтому Intel снабдила процессоры Core i7-6700K и Core i5-6600K интерфейсом Direct Media Interface 3.0 с теоретической пропускной способностью почти 4 Гбайт/с.

Обзор Intel Core i7-6700K и i5-6600K | Чипсет Intel Z170

Для каких конкретно нужд реализован расширенный канал? Новые чипсеты Intel 100-й серии, возможно, даже интереснее, чем сами процессоры Core. Компания пока не анонсировала официально все модели, и в Intel говорят только о флагманской логике Z170. Это нормально, поскольку, с точки зрения энтузиастов, все остальные модели отличаются лишь набором функций чипсета Z170.

Естественно, некоторые функции и технологии были позаимствованы у 9-й серии чипсетов. Тут есть интегрированный гигабитный Ethernet MAC с однополосным подключением для PHY. Как и прежде вы получаете шесть портов SATA 6 Гбит/с и поддержку HD Audio.

Но есть множество изменений. Теперь на плате можно реализовать до десяти портов USB 3.0 и 14 портов USB 2.0. К примеру, Z97 предлагает всего шесть портов USB 3.0 и четырнадцать USB 2.0. Не менее приятно получить до 20 линий PCI Express 3.0 в PCH. Благодаря программным оптимизациям в драйвере Intel Rapid Storage Technology, мы, в конечном итоге, получили первую настольную платформу, разработанную с учетом PCIe-хранилищ.

Тем не менее, одновременно вы не получите 20 линий PCIe, шесть портов SATA, разъемы M.2, полный набор USB и GbE. Z170 можно конфигурировать в широких пределах, поэтому производители материнских плат должны сами выбирать, как использовать доступные ресурсы. Шесть из 26 линий используются под USB 3.0 (поэтому в спецификации указывается “до 20 линий PCIe”). Оставшиеся линии производитель может задействовать еще для четырех портов USB 3.0, SATA и PCIe-хранилищ. Например, использование всех шести портов SATA 6 Гбит/с «съедает» шесть линий. PCIe-накопитель занимает четыре линии. На плате Z170A Gaming M7, которую мы используем для тестирования, компания MSI реализовала четыре слота PCIe x1 и один слот PCIe x4, контроллер USB 3.1 ASMedia ASM1142, забирающий две линии, и два слота M.2, которые делят между собой еще две линии. MSI предоставляет несколько вариантов конфигурирования системы посредством переключателей линий на слотах PCIe.

Судя по инструкции MSI, драйвер Intel RST по-прежнему поддерживает RAID 0, 1, 5 и 10 на устройствах SATA, но добавляет режимы RAID 0 и 1 для твердотельных накопителей на базе PCIe в слотах M.2. Вы можете использовать один из слотов в PCH для видеокарты, и увеличение пропускной способности на DMI 3.0, несомненно, улучшит работу данной связки по сравнению с платформами предыдущих поколений. MSI утверждает, что в такой конфигурации ее плата поддерживает подключение трех видеокарт в CrossFire. Но Nvidia продолжает ограничивать процессоры с 16 линиями PCIe третьего поколения двумя картами в SLI.

Вышеперечисленные возможности хорошо показаны в блок-схеме. Но помимо того, Z170 – это единственный чипсет с официальной поддержкой разгона (полная поддержка на процессорах серии К и частичный разгон определенных моделей, не принадлежащих к серии K). В процессорах Skylake Intel, похоже, более серьезно подошла к разгону. Многие ограничения архитектур предыдущих поколений были сняты, таким образом вы свободно можете исследовать потенциал вашего процессора.

Обзор Intel Core i7-6700K и i5-6600K | Разгон

Любители разгона не всегда приветствуют решения, которые Intel делает в погоне за более высокой интеграцией, повышенной эффективностью или оптимизированной стоимостью. Мы уже сталкивались с материалом термоинтерфейса низкого качества, ограничивающими коэффициентами и встроенной регулировкой напряжения, которые по-своему влияли на разгон. Но в целом, компания, обращает внимание на пожелания и критику со стороны энтузиастов.

Иногда изменения поверхностны по своей природе. В Devil’s Canyon были реализованы коррективы в управлении питанием и тепловой эффективностью Haswell. Но мы по-прежнему упирались в коэффициенты BCLK, из-за которых базовую частоту можно было менять лишь на несколько мегагерц. Новая архитектура Skylake позволяет Intel пересмотреть работу более значимых узлов и изменить их поведение. Поэтому во многих отношениях Core i7-6700K и Core i5-6600K делают значительный шаг вперед, даже несмотря на то, что некоторые подробности пока недоступны. Например, пока неизвестно, какой материал Intel использует между кристаллом и крышкой теплораспределителя на этот раз.

В базовом варианте референсная частота Platform Controller Hub к шине PCIe и на интерфейсы ввода/выводы зафиксирована на уровне 100 МГц. Отдельный сигнал BCLK из PCH облегчает настройку ядра процессора, кэша, графической подсистемы и контроллера памяти с шагом в 1 МГц до уровня 200 МГц.

Этот сигнал умножается на несколько различных коэффициентов, чтобы обеспечить оптимизированные тактовые частоты. Например, ядра поддерживают коэффициент до 83x – это выше чем у Haswell, потолок которого составляет 80x. Однако в обоих случаях они выходят далеко за практические пределы процессоров. Как и в Haswell, коэффициенты кольцевой шины Skylake не привязаны к ядрам. Для нее также доступна регулировка множителя до 83x, хотя вы можете понизить частоту шины, если есть подозрение, что ей придется иметь дело с более агрессивным разгоном других компонентов. Графическое ядро предлагает коэффициенты до 60x, аналогично Haswell и Ivy Bridge. И если у вас есть мобильный процессор Skylake со встроенной памятью DRAM, регулируемые коэффициенты также предоставят возможность улучшить производительность за счет разгона.

В ранней документации Intel предполагалось, что разгон памяти будет доступен через коэффициенты до 24x (при частоте 133 МГц) и 31x (при 100 МГц) с максимальной скоростью около 3200 МТ/с. Однако в материалах, появившихся ближе к анонсу, упоминалась скорость передачи данных до 4133 МТ/с. У нас есть наборы памяти способные работать на частоте 3600 МТ/с, так что разработчикам системных плат будет над чем потрудиться. В то время как предыдущие архитектуры предлагали коэффициенты, которые изменяли скорость передачи данных памяти шагом 200/266 ГТ/с, Skylake предоставляет более тонкую настройку с шагом 100/133 МГц. Добавление XMP 2.0 связано с новой спецификацией DDR4. Однако сам процесс сертификации XMP остался неизменным.

В чипе был убран встроенный автоматический регулятор напряжения, который многие энтузиасты критиковали, утверждая, что из-за него их процессоры Haswell работали при повышенных температурах и требовали более дорогих систем охлаждения. Еще предстоит выяснить, какое влияние этот фактор оказывает на реальные результаты, особенно если учесть, что мы имеем дело с совершенно иной архитектурой.

Наш практический опыт

Skylake только появился, и мы сейчас тестируем опытные образцы. Учитывая номинальную частоту 4 ГГц и пиковую 4,2 ГГц в режиме Turbo Boost на процессоре Core i7-6700K, наши ожидания насчет масштабируемости новой архитектуры были не особо оптимистичными. Тем не менее, из нашего опыта можно предположить, что уровень 4,7 ГГц может быть вполне достижимой целью при минимальном увеличении напряжения.

Один из наших образцов даже достиг частоты 4,9 ГГц, используя значение напряжения 1,41 В, но он был нестабилен под нагрузкой и такой уровень напряжения мы считаем не комфортным для долгосрочной работы.

Мы без труда нашли точку отказа нашего Core i7-6700K, используя корректировки BCLK в один мегагерц. Но чтобы показать, что более гибкие настройки BCLK от Intel делают свою работу, мы установили референсную частоту на 115 МГц и сделали следующий скриншот:

Кроме того мы уделили больше времени тестированию масштабирования памяти DDR4. Corsair и G.Skill прислали нам наборы планок 3200 МТ/с. Позднее Corsair предложила нам планки 3600 МТ/с. Мы тестировали память на плате MSI Z170A Gaming M7 в режимах 2133, 2400, 2666, 2933 и 3200 МГц. Оба набора показали хорошую работу с настройками MSI по умолчанию 3200 МТ/с и с их профилями XMP. Но нам не удалось получить заявленные 3600 МГц, поскольку Windows постоянно давала сбой на этапе загрузки.

За несколько часов до публикации компания MSI прислала обновление прошивки, обеспечивающее стабильную работу в режиме DRR4-3466, хотя и с меньшей физической пропускной способностью, чем в режиме 3200. Рано или поздно реальностью станут еще более агрессивные настройки памяти. Раннее руководство по разгону Intel предполагало коэффициенты для режима 3200 МТ/с, теперь компания говорит о таких цифрах как 4133 МТ/с. Производители материнских плат спешно оптимизируют свои продукты под оперативную память для энтузиастов, которая должна появится вскоре после официального релиза Skylake, так что мы еще не раз вернемся к этому вопросу.

SiSoftware Sandra 2015 – пропускная способность памяти, Гбайт/с (больше – лучше)

Пропускная способность по-прежнему масштабируется вместе со скоростью передачи данных. На уровне 2133 МГц мы получили >23 Гбайт/с – не плохой результат для двухканального контроллера. На уровне 3200 МГц было свыше 32 Гбайт/с, то есть прирост составил почти 40%.

WinRaR – 1,3 Гбайт данных в RAR, результат в секундах (меньше – лучше)

3ds Max 2015 – iray Render Project, CUDA отключено, результат в минутах (меньше – лучше)

Конечно, в реальности производительность так сильно не повысилась. Настольные конфигурации ПК на базе Intel, как правило, не страдают от нехватки данных с теми задачами, которые мы используем для тестов. Так что в лучшем случае скорость WinRAR возрастает на 6-7%. И это в тесте, который проявляет высокую чувствительность к производительности подсистемы памяти. Почти все прочие программы, которые мы используем, менее чувствительны.

Интересно, что лучшая производительность достигается не при максимальной скорости передачи данных. После уровня DDR4-2933, пропускная способность продолжает идти вверх, но очень маленькими шажками.

Обзор Intel Core i7-6700K и i5-6600K | Как мы тестировали

Переход на LGA 1151 означает, что нам снова нужно найти эталонную платформу. Мы уже используем полный набор плат MSI и попросили компанию показать, что у нее есть под чипсет Z170. Признаться честно, мы были впечатлены. Z170A Gaming M7 выглядит внушительно, как по характеристикам, так и внешне.

Можете быть уверенны, компания MSI использует все преимущества платформы, с которой работает. Шестнадцать линии PCIe центрального процессора могут работать в конфигурациях x16 или x8/x8. Гибкий в настройке РСН в данном случае поддерживает целых два слота M.2, два порта SATA Express (или четыре порта SATA 6 Гбит/с), два дополнительных разъема 6 Гбит/с, шесть портов USB 3.0, еще два порта USB 3.1 10 Гбит, подключенные к двум линиям PCIe. В дополнение ко всему плата имеет слоты расширения с одной и четырьмя линиями.

Как уже упоминалось Corsair и G.Skill прислали свои наборы памяти, разработанные с целью максимального использования возможностей контроллера памяти в Skylake. Примечательно, что оба решения без проблем достигли уровня 3200 МТ/с (это уже на 1066 выше официальной спецификации 2133 МТ/с) еще до официального релиза новой архитектуры Intel. Кроме того, мы разогнали комплект Corsair DDR4-3600 до 3466 МТ/с прежде чем он дал сбой. Мы ожидаем, что такие компании, как MSI оптимизируют совместимость как можно быстрее.

Большинство тестов в сегодняшнем обзоре были выполнены в немецкой лаборатории Tom’s Hardware. В ней используются тестовые стенды, на которых созданы рейтинги процессоров 2015 года. В дополнение к анализу производительности процессоров, мы подробно рассмотрим потребление электроэнергии, тепловые характеристики, а также эффективность в приложениях, ориентированных на рабочие станции.

Обзор Intel Core i7-6700K и i5-6600K | Издательские средства и мультимедиа

Adobe CC

Мы используем Photoshop, InDesign и Illustrator из программного пакета Adobe CC, а также PCMark 8 Professional для управления нагрузками. Таким образом, мы охватываем относительно большой диапазон. Детали каждого теста представлены в таблицах ниже.

На результаты тестов влияют подсистема хранения данных и фоновые процессы, так как тесты подразумевают открытие и закрытие каждого приложения, а также загрузку и сохранение файлов. По этой причине мы используем PCMark 8 для расчета среднего геометрического значения трех стендовых испытаний (GEOMEAN).

В отличие от других тестов, в Adobe CC мы заметили значительные различия в производительности под Windows 8.1 и 10. Следовательно, там, где различия сильно выходят за рамки погрешности измерений, мы показываем оба результата. Естественно, мы используем самые свежие версии драйверов, доступные для каждой платформы.

Adobe Photoshop Light

Действия:

• запуск приложения и загрузка файла данных
• изменение цветового баланса
• автовыравнивание уровней
• коррекция теней и бликов
• изменение размера с бикубической интерполяцией
• вычисление и наложение маски размытия
• сохранение результатов в файлах и закрытие приложение

Adobe CC – Photoshop “Light”: средняя нагрузка, тест приложения PCMark8, средний показатель в секундах (меньше – лучше)

Adobe Photoshop Heavy

Действия:

• запуск приложения и загрузка файла PSD
• увеличение размера изображений с использованием бикубической интерполяции
• изменение глубины цвета до 16 бит на канал
• создание цветового диапазона и копирование в новый слой
• объединение двух слоев изображения и вставка в качестве нового переднего слоя
• расчет и добавление маски размытия на этот слой
• создание и удаление овального выделения в этом слое
• объединение всех слоев в один слой
• добавление размытия по Гауссу
• добавление и удаление градиентной маски
• уменьшение непрозрачности слоя
• экспорт файла в PSD, TIFF и JPEG
• сглаживание изображение и уменьшение масштаба с помощью бикубической интерполяции
• вычисление и наложение маски размытия
• экспорт в JPEG и закрытие приложения

Adobe CC – Photoshop “Heavy”: тяжелая нагрузка, тест приложения PCMark8, средний показатель в секундах (меньше – лучше)

<p>Adobe InDesign