От Sandy Bridge до Coffee Lake: сравниваем семь поколений Intel Core i7. Пять поколений Core i7: от Sandy Bridge до Skylake

Многочисленных обитателей технологических форумов по всему интернету удивить непросто. Когда компания Intel не так давно выпустила 6-ядерные процессоры Core 8-го поколения, многих это не впечатлило. По их мнению, Intel предлагает слегка переработанные старые продукты в новой обложке.

Быть может, новые процессоры и стали производными от предыдущих, но это не умаляет их достоинств. Отличий достаточно, в результате чего многие обозреватели называют их достойными для перехода с чипов прошлого поколения. В последние годы подобное случается нечасто. В поддержку такой точки зрения ниже будут приведены результаты тестов.

Что представляют из себя Intel Core 8-го поколения?

Как обычно, разобраться в продуктах Intel совсем непросто. Сначала появились Core i7 Coffee Lake S 8-го поколения для настольных компьютеров. Потом вышли Core i7 Kaby Lake R 8-го поколения для ультрапортативных ноутбуков. Почему их не назвали Coffee Lake U, неизвестно.

Теперь речь идёт о 8-м поколении Core i7 Coffee Lake H для более крупных и игровых ноутбуков. Их можно считать улучшенным вариантом процессоров Skylake 6-го поколения, которые появились в ноутбуках ещё в 2015 году.

С тех пор инженеры внесли немало усовершенствований. Например, движок обработки видео в Kaby Lake был значительно улучшен. Тактовые частоты по сравнению со Skylake также выросли. Техпроцесс 14 нм был окончательно доведён до ума, заслужив звание 14++.

MSI GS65 Stealth Thin RE

Как выполнялось тестирование

В настольных компьютерах можно контролировать охлаждение, энергопотребление, объём памяти и дискового пространства. В ноутбуках такой свободы нет, что заметно сказывается на производительности. Одни ноутбуки могут быть нацелены на максимальную скорость работы, другие на максимальную тишину. Играет роль система охлаждения, а от неё зависит размер корпуса.

В данном случае сравнивается ноутбук MSI GS65 Stealth Thin с 6-ядерным процессором с 17-дюймовым Lenovo Legion Y920. Последний работает на 4-ядерном Core i7-7820HK, это разблокированный чип с возможностью разгона.

Прошлое поколение представляет Asus ROG Zephyrus GX501. Это 17-дюймовый ноутбук, очень тонкий и работающий на 4-ядерном процессоре Core i7-7700HQ.

6-ядерный Core i7-8750H в MSI GS65 Stealth Thin

Производительность

Во всех трёх ноутбуках применяются разные графические процессоры. У Lenovo Legion Y920 это GeForce GTX 1070, у Asus ROG Zephyrus GX501 есть GeForce GTX 1080 Max-Q, у MSI GS65 Stealth Thin используется GeForce GTX 1060.

Из-за этого неравенства графической производительности уделяется мало внимания. В данном случае акцент делается на центральные процессоры.

Этот бенчмарк создан на движке Maxon Cinema4D и предпочитает побольше ядер. В результате переход от 4 ядер к 6 обеспечивает довольно большой прирост производительности. Похожие результаты можно ожидать во всех приложениях с применением 6 ядер или 12 потоков команд Core i7-8750H.

Разогнанный Core i7-7820HK отстаёт от Core i7-8750H

Правда, многопоточность поддерживают далеко не все приложения. Из них немногие эффективны настолько, чтобы показать приведенные на графике выше результаты. Без трёхмерной графики, редактирования видео и других требовательных задач лучше смотреть на однопоточную производительность процессоров для ноутбуков.

Именно так и было сделано, обозреватели проверили Cinebench R15 при использовании одного потока команд. Результаты выравнялись, но новый процессор всё равно лидирует. Даже против разогнанного Core i7-7820HK он имеет преимущество в 7%. По сравнению с Core i7-7700HQ в Asus ROG Zephyrus GX501 разница составляет 13%.

Лидерство за счёт более высокой частоты

Бенчмарк на основе рендерера Corona Photorealistic для Autodesk 3ds Max. Как Cinebench и большинство приложений рендеринга, любит много ядер. В результате 6 ядер снова лучше 4.

Последний бенчмарк рендеринга измеряет время обработки одного кадра. Здесь разница не такая значительная. Возможно, дело в продолжительности тестов. Cinebench и Corona длятся пару минут, Blender около 10 минут.

Когда процессор в ноутбуке нагревается, тактовая частота начинает снижаться. Core i7-8750H имеет преимущество в числе ядер и тактовой частоте. При продолжительном использовании это преимущество начинает уменьшаться. По этой же причине номинальные частоты на Core i7-7820HK не впечатляют, тогда как в разгоне процессор значительно ближе к Core i7-8750H.

Скорость кодирования

Использовался файл MKV 30 Гб 1080p, HandBrake 9.9 и профиль Android Tablet. Здесь процесс занимал около 45 минут на 4-ядерном ноутбуке, из-за этого разница в частоте сведена к минимуму. При длительной нагрузке можно понять ценность дополнительных ядер: новый процессор завершил кодирование примерно за 33 минуты против 46 минут на Core i7-7700HQ.

Скорость сжатия

Используется внутренний бенчмарк WinRAR. Первые результаты однопоточные, поэтому более высокая частота Core i7-8750H дала ему преимущество. Правда, преимущество небольшое.

Однопоточная производительность

Core i7-7700HQ в Asus ROG Zephyrus GX501 проявил себя слабо, несмотря на несколько попыток. Поскольку его производительность в остальных тестах была на ожидаемом уровне, виновата может быть память. Asus использует 16 Гб в одном слоте и 8 Гб в другом, поэтому двухканальный режим может быть задействован не всегда. В WinRAR пропускная способность памяти играет важную роль.

Многопоточная производительность

Многопоточный режим показал ожидаемые результаты. Преимущество нового процессора сразу стало подавляющим, а Core i7-7700HQ показал нормальные результаты.

Анализ производительности

Итак, Core i7-8750H имеет больше ядер и более высокую тактовую частоту. Было выполнено повторное тестирование Cinebench R15 с количеством потоков от 1 до 12 на Core i7-8750H и от 1 до 8 на Core i7-7700HQ.

Результаты не слишком соответствуют реальной разнице в производительности. На графике ниже эта разница показано более наглядно. Как видим, чем больше потоков, тем выше разница, которая в итоге достигает 50%.

Coffee Lake H имеет ту же архитектуру, что и Kaby Lake H, поэтому отличие заключается только в повышенных тактовых частотах. Для более подробного анализа Cinebench R15 запустили снова и увеличили число потоков. Тактовая частота анализировалась на протяжении некоторого времени.

Core i7-8750H работает на более высоких частотах при лёгких нагрузках по сравнению с Core i7-7700HQ. Чем правее, тем сильнее нагреваются процессоры, разница сводится к минимуму.

Заключение

В последние годы никаких причин для смены процессоров и ноутбуков не было. Например, при наличии Core i7 5-го поколения не было смысла переходить на 6-е поколение. Разница в производительности составляла всего 6%-7%. Теперь это не так.

При переходе с ноутбука на Core i7 7-го поколения на 8-е поколение при редактировании видео, обработке графики и других тяжёлых задачах скачок производительности более солидный. Это видно даже при слабой нагрузке, но особенно заметно при высокой.

Конечно, многим пользователям хватает и того, что у них есть. Для Word и браузера много не надо, так что нужно понимать, нужна ли вам повышенная производительность или нет.

Однако эти два материала, как нам кажется, все еще недостаточны для полного раскрытия темы. Первым «тонким моментом» являются тактовые частоты - все-таки при выпуске Haswell Refresh компания уже разделила жестко линейку «обычных» Core i7 и «оверклокерских», фабрично разогнав последние (что было не так уж и сложно, поскольку таких процессоров вообще говоря требуется немного, так что отобрать необходимое количество нужных кристаллов несложно). Появление же Skylake положение дел не только сохранило, но и усугубило: Core i7-6700 и i7-6700K это вообще очень разные процессоры, различающиеся и уровнем TDP. Таким образом, даже при одинаковых частотах эти модели могли бы работать по-разному с точки зрения производительности, а ведь и частоты совсем не одинаковые. В общем, делать выводы по старшей модели опасно, но в основном-то как раз везде изучалась она и только она. «Младшая» (и более востребованная) до последнего времени вниманием тестовых лабораторий избалована не была.

А для чего это может быть нужно? Как раз для сравнения с «верхушками» предыдущих семейств, тем более что там обычно такого большого разброса частот не было. Иногда и вообще не было - например, пары 2600/2600K и 4771/4770К в плане процессорной части в штатном режиме идентичны. Понятно, что 6700 в большей степени является аналогом не названных моделей, а 2600S, 3770S, 4770S и 4790S, но... Важно это лишь с технической точки зрения, которая, в общем-то, мало кого интересует. В плане распространенности, легкости приобретения и других значимых (в отличие от технических деталей) характеристик это как раз «регулярное» семейство, к которому и будет присматриваться большинство владельцев «старых» Core i7. Или потенциальных владельцев - пока еще апгрейд временами остается чем-то полезным, большинство пользователей процессоров младших семейств процессоров при необходимости увеличения производительности присматривается в первую очередь к устройствам для уже имеющейся «на руках» платформы, а только потом уже рассматривает (или не рассматривает) идею ее замены. Правильный это подход или не очень - покажут тесты.

Конфигурация тестовых стендов

Для пущей академичности имело бы смысл тестировать Core i7-2600 и i7-4790, а вовсе не 2700К и 4770К, но первый в наше время найти уже сложно, в то время как 2700К у нас под рукой в свое время нашелся и был протестирован. Равно как и 4770К тоже изучался, причем в «обычном» семействе он имеет полный (4771) и близкий (4770) аналоги, и вся упомянутая троица от 4790 отличается несущественно, так что возможностью минимизировать количество работы мы решили не пренебрегать. В итоге, кстати, процессоры Core второго, третьего и четвертого поколений оказались максимально близки друг к другу по официальному диапазону тактовых частот, да и 6700 отличается от них незначительно. Broadwell тоже можно было «подтянуть» к этому уровню, взяв результаты не i7-5775C, а Xeon E3-1285 v4, но только лишь подтянуть, а не полностью устранить различие. Именно поэтому мы решили воспользоваться более массовым (благо и большинство других участников такие же), а не экзотическим процессором.

Что касается прочих условий тестирования, то они были равными, но не одинаковыми: частота работы оперативной памяти была максимальной поддерживаемой по спецификациям. А вот ее объем (8 ГБ) и системный накопитель (Toshiba THNSNH256GMCT емкостью 256 ГБ) были одинаковыми для всех испытуемых.

Методика тестирования

Для оценки производительности мы использовали нашу методику измерения производительности с применением бенчмарков и iXBT Game Benchmark 2015 . Все результаты тестирования в первом бенчмарке мы нормировали относительно результатов референсной системы, которая в этом году будет одинаковой и для ноутбуков, и для всех остальных компьютеров, что призвано облегчить читателям нелегкий труд сравнения и выбора:

iXBT Application Benchmark 2015

Как мы уже не раз писали, в этой группе немалое значение имеет видеоядро. Однако далеко не все так просто, как можно было бы предположить только лишь по техническим характеристикам - например, i7-5775C все же медленнее, чем i7-6700, хотя у первого как раз GPU намного мощнее. Впрочем, еще более показательно тут сравнение 2700К и 3770, которые в плане исполнения OpenCL-кода различаются принципиально - первый задействовать для этого GPU вообще не способен. Второй - способен. Но делает это настолько медленно, что никаких преимуществ перед предшественником не имеет. С другой стороны, наделение такими способностями «самого массового GPU на рынке» привело к тому, что их начали понемногу использовать производители программного обеспечения, что проявилось уже к моменту выхода на рынок следующих поколений Core. И наряду с небольшими улучшениями и процессорных ядер способно привести к достаточно заметному эффекту.

Однако не везде - вот как раз случай, когда прирост от поколения к поколению совсем незаметен. Впрочем, он есть, но такой, что проще не обращать на него внимания. Интересным тут является разве что то, что прошедший год позволил совместить такое увеличение производительности с существенно менее жесткими требованиями к системе охлаждения (что открывает обычным настольным Core i7 и сегмент компактных систем), однако не во всех случаях это актуально.

А вот пример, когда на GPU уже удалось переложить немалую часть нагрузки. Единственное, что может «спасти» в этом случае старые Core i7 это дискретная видеокарта, однако пересылки данных по шине эффект портят, так что i7-2700K и в этом случае не обязательно догонит i7-6700, а 3770 на это способен , но вот угнаться ни за 4790К или 6700К, ни за 5775С с любым видео уже не может . Собственно, ответ на иногда возникающий у части пользователей недоуменный вопрос - зачем в Intel уделяют столько внимания интегрированной графике, если для игр ее все равно мало, а для других целей давно достаточно? Как видим, не слишком-то и «достаточно», если самым быстрым иногда способен (как здесь) оказаться процессор с далеко не самой мощной «процессорной» частью. И уже заранее интересно - что мы сможем получить от Skylake в модификации GT4e ;)

Поразительное единодушье, обеспеченное тем, что этой программе не требуются ни новые наборы инструкций, ни какие-то чудеса на ниве увеличения многопоточной производительности. Небольшая разница между поколениями процессоров, все же, есть. Но выискивать ее можно разве что при в точности идентичной тактовой частоте. А когда таковая различается существенно (что мы имеем в исполнении i7-5775С, в однопоточном режиме отстающем от всех на 10%) - можно и не искать:)

Audition «умеет» более-менее все. Разве что к дополнительным потокам вычисления довольно равнодушен, но использовать их умеет. Причем, судя по результатам, на Skylake делает это лучше, чем было свойственно предыдущим архитектурам: преимущество 4770К над 4690К составляет порядка 15%, а вот 6700 обходит 6600К уже на 20% (при том, что частоты у всех примерно равные). В общем, скорее всего, в новой архитектуре будет ждать нас еще немало открытий. Небольших, но иногда дающих кумулятивный эффект.

Как и в случае распознавания текста, где именно 6700 отрывается от предшественников наиболее «резво». Хоть в абсолютном итоге и незначительно, но ждать на относительно старых и хорошо «вылизанных» алгоритмах такого прироста при учете того, что, по сути, перед нами энергоэффективный процессор (кстати - 6700К действительно намного быстрее справляется с этой задачей) априори было бы слишком оптимистично. Мы и не ждали. А практика оказалась интереснее априорных предположений:)

С архиваторами все топовые процессоры справляются очень хорошо независимо от поколения. Во многом, как нам кажется, потому, что для них-то эта задача уж очень уже простая. Собственно, счет уже идет на секунды, так что что-то здесь радикально улучшить практически невозможно. Если только ускорить работу системы памяти, но DDR4 имеет более высокие задержки, нежели DDR3, так что гарантированный результат дает разве что увеличение кэшей. Поэтому самым быстрым оказался единственный среди протестированных процессор с GPU GT3e - кэш-память четвертого уровня используется не только видеоядром. С другой стороны, не так уж и велик прирост от дополнительного кристалла, так что архиваторы просто та нагрузка, на которую в случае заведомо быстрых систем (а не каких-нибудь мини-ПК) можно уже не обращать внимания.

Плюс-минус пол-лаптя от Солнца, что, в общем, тоже подтверждает, что все топовые процессоры справляются с такими задачами одинаково, контроллеры в чипсетах трех серий примерно идентичные, так что существенная разница может быть обусловлена только накопителем.

А вот в таком банальном сценарии, как простое копирование файлов, еще и теплопакетом: модели с пониженным «разгоняются» достаточно вяло (благо формально и не за чем), что приводит к чуть более низким результатам, чем могло бы. Но в целом тоже не тот случай, ради которого может возникнуть желание менять платформу.

Что получаем в итоге? Все процессоры примерно идентичны друг другу. Да, конечно, разница между лучшим и худшим превышает 10%, но не стоит забывать о том, что это различия, накопившиеся за три с лишним года (а возьми мы i7-2600, так было бы 15% почти за пять). Таким образом, практического смысла в замене одной платформы на другую нет, пока старая работает. Естественно, если речь идет о LGA1155 и ее последователях - как мы уже убедились «перепад» между LGA1156 и LGA1155 куда более заметный, причем не только в плане производительности. На последних на данный момент платформах Intel что-то можно «выжать» использованием «стероидных» Core i7 (если уж все равно ориентироваться именно на это недешевое семейство), но не так и много: по интегральной производительности i7-6700K обгоняет i7-6700 на 15%, так что и его отрыв от какого-нибудь i7-2700K увеличивается почти до 30%, что уже более весомо, но все равно еще не принципиально.

Игровые приложения

По понятным причинам, для компьютерных систем такого уровня мы ограничиваемся режимом минимального качества, причем не только в «полном» разрешении, но и с его уменьшением до 1366×768: Несмотря на очевидный прогресс в области интегрированной графики, она пока не способна удовлетворить требовательного к качеству картинки геймера. А 2700К мы решили и вовсе на стандартном игровом наборе не проверять: очевидно, что тех его владельцев, кто использует именно интегрированное видеоядро, игры не интересуют от слова совсем. Кого интересуют хоть как-то, те уж точно как минимум какую-нибудь «затычку для слота» в закромах нашли и установили, благо наше тестирование по предыдущей версии методики показало, что HD Graphics 3000 не лучше, чем даже Radeon HD 6450, причем обоих практически ни на что не хватает. Вот HDG 4000 и более новые IGP уже какой-никакой интерес собой представляют.

Вот, например, в Aliens vs. Predator можно поиграть на любом из изучаемых процессоре, но только снизив разрешение. Для FHD же подходит только GT3e, причем неважно какой - просто в сокетном исполнении такая конфигурация на данный момент доступна лишь для Broadwell со всеми вытекающими.

Зато «танчики» на минималках уже на всем «бегают» столь хорошо, что стройная картина только в высоком разрешении и «вытанцовывается»: в низком даже непонятно - кто лучше, а кто хуже.

Grid2 при всей своей слабой требовательности к видеочасти все еще ставит процессоры строго по ранжиру. Но особенно хорошо это видно опять в FHD, где и пропускная способность памяти уже имеет значение. В итоге на i7-6700 уже можно разрешение не снижать. На i7-5775C тем более, причем и абсолютные результаты намного выше, так что если данная сфера применения интересует, а использование дискретной видеокарты по каким-либо причинам нежелательно, альтернатив этой линейке процессоров по-прежнему нет. В чем нет и ничего нового.

Лишь старшие Haswell «вытягивают» игру хотя бы в низком разрешении, а Skylake делает это уже без оговорок. Broadwell не комментируем - это не архитектурное, а, скажем так, количественное превосходство.

Более старая игра серии на первый взгляд аналогична, но тут уже и между Haswell и Skylake даже количественных отличий не наблюдается.

В Hitman - наблюдаются и заметные, но перехода количества в качество по-прежнему нет.

Как и здесь, где даже режим низкого разрешения может «вытянуть» только процессор с GT3e. У остальных - весомый, но все еще недостаточный даже для таких «подвигов» прогресс.

Минимальный режим настроек в этой игре относится очень щадящим образом ко всем слабосильным GPU, хотя HDG 4000 еще «хватало» лишь на HD, но не FHD.

И снова тяжелый случай. Менее «тяжелый», чем Thief, но достаточный для того, чтобы продемонстрировать наглядно, что никакая интегрированная графика не может считаться игровым решением.

Хотя в некоторые игры может позволить поиграть и с относительным комфортом. Впрочем, ощутимым только если усложнять IGP и количественно наращивать все функциональные блоки. Собственно, как раз в легких режимах прогресс в области GPU Intel наиболее заметен - примерно два раза за три года (более старые-то разработки вообще уже нет смысла рассматривать серьезно). Но из этого не следует, что со временем интегрированная графика сможет легко и непринужденно догнать дискретную сравнимого возраста. Скорее всего, «паритет» будет установлен с другой стороны - имея в виду огромную базу инсталлированных решений невысокой производительности, производители тех же игр на нее и будут ориентироваться. Почему раньше этого не делали? Вообще говоря, делали - если рассматривать не только 3D-игры, а вообще рынок, огромное количество весьма популярных игровых проектов было предназначено как раз для того, чтобы нормально работать и на достаточно архаичных платформах. Но определенный сегмент программ, «двигавших рынок» был всегда, причем именно он и привлекал максимум внимания со стороны прессы и не только. Сейчас же процесс явно близок к точке насыщения, поскольку, во-первых, парк разнообразной компьютерной техники уже очень велик, и желающих заниматься перманентным апгрейдом все меньше. А во-вторых, «мультиплатформенность» нынче подразумевает под собой не только специализированные игровые консоли, но и разнообразные планшеты-смартфоны, где, очевидно, с производительностью все еще хуже, чем у «взрослых» компьютеров, независимо от степени интегрированности платформ последних. Но для того, чтобы данная тенденция стала преобладающей, нужно, все же, как нам кажется достигнуть определенного уровня гарантированной производительности. Чего пока нет. Но над проблемой все производители работают более чем активно и Intel тут исключением не является.

Итого

Что же мы видим в конечном итоге? В принципе, как не раз было сказано, последнее существенное изменение в процессорных ядрах семейства Core состоялось почти пять лет назад. На этом этапе уже удалось достичь такого уровня, «атаковать» который напрямую никто из конкурентов не может. Поэтому основной задачей Intel является улучшение положения в, скажем так, сопутствующих областях, а также наращивание количественных (но не качественных) показателей там, где это имеет смысл. Тем более, что серьезное влияние на массовый рынок оказывает растущая популярность портативных компьютеров, давно обогнавших по этому показателю настольные и становящихся все более портативными (несколько лет назад, например, ноутбук массой 2 кг еще считался «условно легким», а сейчас активно растут продажи трансформеров, в случае которых большая масса убивает весь смысл их существования). В общем, разработка компьютерных платформ давно идет не по пути наилучшего удовлетворения потребностей покупателей больших настольных компьютеров. В лучшем случае - не в ущерб им. Поэтому то, что в целом в этом сегменте производительность систем не снижается, а даже немного растет, уже повод для радости - могло быть и хуже:) Плохо только то, что из-за изменений в периферийной функциональности приходится постоянно менять и сами платформы: это сильно подкашивает такое традиционное преимущество модульных компьютеров, как ремонтопригодность, но здесь ничего не попишешь - попытки сохранять совместимость любой ценой до добра тем более не доводят (сомневающиеся могут посмотреть на, к примеру, AMD AM3+).

В процессе сборки или покупки нового компьютера перед пользователями обязательно встает вопрос . В данной статье мы рассмотрим процессоры Intel Core i3, i5 и i7, а также расскажем в чем разница между этими чипами и что лучше выбрать для своего компьютера.

Отличие № 1. Количество ядер и поддержка Hyper-threading.

Пожалуй, основное отличие процессоров Intel Core i3, i5 и i7 это количество физических ядер и поддержка технологии Hyper-threading , которая создает по два потока вычислений на каждое реально существующее физическое ядро. Создание двух потоков вычислений на каждое ядро позволяет более эффективно использовать вычислительную мощность процессорного ядра. Поэтому процессоры с поддержкой Hyper-threading имеет некоторый плюс в производительности.

Количество ядер и поддержку технологии Hyper-threading для большинства процессоров Intel Core i3, i5 и i7 можно свести к следующей таблице.

Но, из этой таблицы есть исключения . Во-первых, это процессоры Intel Core i7 их линейки «Extreme». Эти процессоры могут иметь по 6 или 8 физических вычислительных ядер. При этом у них, как и у всех процессоров Core i7, есть поддержка технологии Hyper-threading, а значит количество потоков в два раза больше количества ядер. Во-вторых, к исключениям относятся некоторые мобильные процессоры (процессоры для ноутбуков). Так некоторые мобильные процессоры Intel Core i5 имеют только 2 физических ядра, но при этом имеют поддержку Hyper-threading.

Также нужно отметить, что компания Intel уже запланировала увеличение количества ядер в своих процессорах . Согласно последним новостям, процессоры Intel Core i5 и i7 с архитектурой Coffee Lake, релиз которых запланирован на 2018 год, будут иметь по 6 физических ядер и 12 потоков.

Поэтому не стоит полностью доверять приведенной таблице. Если вас интересует количество ядер в каком-то конкретном процессоре Intel, то лучше свериться с официальной информацией на сайте .

Отличие № 2. Объем кэш памяти.

Также процессоры Intel Core i3, i5 и i7 отличаются по объему кэш памяти. Чем выше класс процессора, тем больший объем кэш памяти он получает. Процессоры Intel Core i7 получают больше всего кэш памяти, Intel Core i5 немного меньше, а Intel Core i3 еще меньше. Конкретные значения нужно смотреть в характеристиках процессоров. Но для примера можно сравнить несколько процессоров из 6 поколения.

Нужно понимать, что уменьшение объема кэш памяти связано с уменьшением количества ядер и потоков. Но, тем не менее, такое отличие есть.

Отличие № 3. Тактовые частоты.

Обычно процессоры более высокого класса выпускаются с более высокими тактовыми частотами. Но, здесь не все так однозначно. Не редко Intel Core i3 могут иметь более высокие частоты чем Intel Core i7. Для примера приведем 3 процессора из линейки 6 поколения.

Таким образом компания Intel пытается поддерживать производительность процессоров Intel Core i3 на нужном уровне.

Отличие № 4. Тепловыделение.

Еще одно важное отличие между процессорами Intel Core i3, i5 и i7 это уровень тепловыделения. За это отвечает характеристика известная как TDP или thermal design power. Данная характеристика сообщает, какое количество тепла должна отводить система охлаждения процессора. Для примера приведем TDP трех процессоров Intel 6 поколения. Как видно из таблицы чем выше класс процессора, тем больше тепла он производит и, тем более мощная система охлаждения нужна.

Нужно отметить, что TDP имеет тенденцию к снижению. С каждым поколением процессоров TDP становится все ниже. Например, TDP процессора Intel Core i5 2 поколения составлял 95 Вт. Сейчас же, как видим, всего 65 Вт.

Что лучше Intel Core i3, i5 или i7?

Ответ на этот вопрос зависит от того, какая производительность вам нужна. Разница в количестве ядер, потоков, кэш памяти и тактовых частотах создает заметную разницу в производительности между Core i3, i5 и i7.

• Процессор Intel Core i3 – отличный вариант для офисного или для бюджетного домашнего компьютера. При наличии видеокарты соответствующего уровня, на компьютере с процессором Intel Core i3 вполне можно играть в компьютерные игры.
• Процессор Intel Core i5 – подойдет для мощного рабочего или игрового компьютера. Современный Intel Core i5 без проблем справится с любой видеокартой, поэтому на компьютере с таким процессором можно играть в любые игры даже на максимальных настройках.
• Процессор Intel Core i7 – вариант для тех, кто точно знает зачем ему такая производительность. Компьютер с таким процессором подойдет, например, для монтирования видео или проведения игровых стримов.

Процессор - это мозг компьютера, но, чтобы понять разницу между процессорами, требуется много собственных мозгов! Intel не упростила потребителям свои странные схемы именования, и чаще всего возникает вопрос: в чем разница между процессорами i3, i5 или i7? Какой я должен купить?

Пора демистифицировать это. В этой статье я не буду касаться других процессоров Intel, таких как серия Pentium или новый ноутбук Core серии M. Они хороши сами по себе, но серия Core является самой популярной и запутанной, поэтому давайте просто сосредоточимся на этом.

Понимание номеров моделей

Честно говоря, это очень просто. Intel Core i7 лучше, чем Core i5, который, в свою очередь, лучше, чем Core i3. Проблема состоит в том, чтобы знать, чего ожидатьот каждого процессора.

Во-первых, i7 не означает семиядерный процессор! Это только имена, указывающие на относительную производительность.

Как правило, в серии Core i3 используются только двухъядерные процессоры, а в процессорах Core i5 и Core i7 используются двух-ядерные и четырех-ядерные процессоры. Четырех-ядерные процессоры обычно лучше, чем двух-ядерные, но пока об этом не беспокойтесь.

Intel выпускает семейства чипсетов, таких как новое поколение процессоров Skylake для семейства Skylake 6-го поколения. Каждая семья, в свою очередь, имеет собственную линейку процессоров Core i3, Core i5 и Core i7.

Вы можете определить, к какому поколению процессору принадлежит первая цифра в четырехзначном названии модели . Например, Intel Core i3-5 200 относится к 5 -му поколению. Помните, что новые поколения Intel не будут поддерживать Windows 7, но так как Windows 10 - бесплатное обновление в любом случае, используйте новейшее поколение.

Совет. Вот полезное эмпирическое правило. Остальные три цифры - это оценка компанией Intel того, как процессор сравнивается с другими в своей собственной линии. Например, Intel Core i3-5350 превосходит Core i3-5200, потому что 350 - это больше 200.

Последние буквы: U, Q, H, K

Все изменилось с тех пор, как мы в последний раз смотрели на список процессоров Intel. Декодирование списка процессоров. За номером модели обычно следует одна или комбинация следующих букв: U, Y, T, Q, H и K. Вот что они означают:

• U: Сверхнизкая мощность. U рейтинг только для процессоров ноутбуков. Они потребляют меньше энергии и лучше подходят для батареи.
• Y: Низкая мощность. Обычно используется для ноутбуков и мобильных процессоров старшего поколения.
• T: Power Оптимизирован для настольных процессоров.
• Q: Четырех-ядерный процессор. Рейтинг Q предназначен только для процессоров с четырьмя физическими ядрами.
• H: Высокопроизводительная графика. В чипсете есть один из лучших графических блоков Intel.
• K: Разблокирован. Это означает, что вы можете разогнать процессор самостоятельно.

Понимание этих букв и приведенной выше системы нумерации поможет вам узнать, что предлагает процессор, просто взглянув на номер модели, без необходимости читать фактические спецификации.

Вы можете найти значение других букв в руководствах Intel по номерам процессоров.

Hyper-Threading: i7> i3> i5

Как вы можете видеть выше, Intel специально пишет U и Q для числа физических ядер. Ну, какие есть другие ядра, спросите вы? Ответ - виртуальные ядра, активируемые с помощью технологии Hyper-Threading.

С точки зрения непрофессионала, гиперпоточность позволяет одному физическому ядру действовать в качестве двух виртуальных ядер, тем самым выполняя множество задач одновременно, не активируя второе физическое ядро (которое потребует больше энергии от системы).

Если оба процессора активны и используют гиперпоточность, эти четыре виртуальных ядра будут вычислять быстрее. Однако обратите внимание, что физические ядра быстрее виртуальных ядер. Четырех-ядерный процессор будет работать намного лучше, чем двух-ядерный CPU с гиперпотоком!

Серия Intel Core i3 имеет гиперпоточность. Серия Intel Core i7 также поддерживает гиперпоточность. Серия Intel Core i5 не поддерживает его.

Turbo Boost: i7> i5> i3

С другой стороны, Intel Core i3 серии не поддерживает Turbo Boost. Серия Core i5 использует Turbo Boost для ускорения ваших задач, как и Core i7.

Turbo Boost - это запатентованная технология, чтобы разумно увеличить тактовую частоту процессора, если этого требует приложение. Например, если вы играете в игру, и ваша система требует некоторой дополнительной мощности, Turbo Boost начнет работать, чтобы компенсировать ее.

Turbo Boost полезен для тех, кто использует ресурсоемкое программное обеспечение, такое как видео редакторы или видеоигры, но это не имеет большого значения, если вы только собираетесь просматривать веб-страницы и использовать Microsoft Office.

Помимо Hyper-Threading и Turbo Boost, одним из основных различий в линейке Core является размер кэша. Кэш - это собственная память процессора и действует как его личная ОЗУ - и это одна из малоизвестных функций, которые могут замедлить работу вашего ПК.

Точно так же, как с ОЗУ, чем больше размер кэша, тем лучше. Поэтому, если процессор выполняет одну задачу снова и снова, он будет хранить эту задачу в своем кэше. Если процессор может хранить больше задач в своей частной памяти, он может сделать их быстрее, если они появятся снова.

В серии Core i3 обычно содержится до 3 Мб кэша. Серия Core i5 имеет от 3 МБ до 6 МБ кэш-памяти. Серия Core i7 имеет от 4 МБ до 8 МБ кэш-памяти.

С тех пор как графика была интегрирована в процессорный чип, это стало важным моментом при покупке процессоров. Но, как и во всем остальном, Intel сделала систему немного запутанной.

Сейчас, как правило, три уровня графических устройств: Intel HD, Intel Iris и Intel Iris Pro. Вы увидите название модели, например, Intel HD 520 или Intel Iris Pro 580 ... и тут начинается путаница.

Вот краткий пример того, как это может быть ошеломляющим. Intel HD 520 - это основной графический чипсет. Intel Iris 550 лучше, чем Intel HD 520, но также и базовый. Но Intel HD 530 является высокопроизводительным графическим блоком и лучше, чем Intel Iris 550. Однако Intel Iris Pro 580 также является высокопроизводительным графическим блоком и лучше, чем Intel HD 530.

Лучший совет, как их интерпретировать? Просто не надо. Вместо этого полагайтесь на систему именования Intel. Если модель процессора заканчивается на H, вы знаете, что это высокопроизводительный модуль.

Сравнение ядер i3, i5, i7

Проще говоря, вот для кого каждый тип процессора подходит лучше всего:

• Core i3: основные пользователи. Экономический выбор. Удобен для просмотра в Интернете, использования Microsoft Office, видео-звонков и социальных сетей. Не для геймеров или профессионалов.
• Core i5: Промежуточные пользователи. Те, кто хочет баланса между производительностью и ценой. Хорошо подходит для игр, если вы покупаете процессор HQ или Q-процессор с выделенным графическим процессором.
• Core i7: Профессионалы. Это лучшее, что может сделать Intel сейчас.

Как вы выбирали?

Эта статья представляет собой основное руководство для тех, кто хочет купить новый процессор Intel, но путается между Core i3, i5 и i7. Но даже после понимания всего этого, когда пришло время принять решение, вам может потребоваться выбрать один из двух процессоров разных поколений.

Что еще вы можете посоветовать тем, кто так же застрял при покупке PCU и должен сделать выбор?

Практически всегда под любой публикацией, в которой так или иначе затрагивается тема производительности современных интеловских процессоров, рано или поздно появляется несколько сердитых читательских комментариев о том, что прогресс в развитии чипов у Intel давно забуксовал и нет смысла переходить со «старого доброго Core i7-2600K» на что-то новое. В таких репликах, скорее всего, будет раздражённо упоминаться про прирост производительности на неосязаемом уровне «не более пяти процентов в год»; про низкокачественный внутренний термоинтерфейс, который непоправимо испортил современные процессоры Intel; либо про то, что покупать в современных условиях процессоры с таким же, как и несколько лет назад, количеством вычислительных ядер вообще - удел недальновидных дилетантов, так как в них нет необходимого задела на будущее.

В том, что все такие реплики не лишены оснований, сомнений нет. Однако очень похоже, что они многократно преувеличивают имеющиеся проблемы. Лаборатория 3DNews подробно тестирует интеловские процессоры с 2000 года, и мы не можем согласиться с тезисом, что какому бы то ни было их развитию пришёл конец, а происходящее с микропроцессорным гигантом в течение последних лет иначе как стагнацией уже и не назовёшь. Да, какие-то кардинальные перемены с процессорами Intel происходят редко, но тем не менее они продолжают планомерно совершенствоваться. Поэтому те чипы серии Core i7, которые можно купить сегодня, заведомо лучше моделей, предлагавшихся несколько лет тому назад.

Собственно, этот материал как раз и является контраргументом для рассуждений о никчёмности выбранной Intel стратегии постепенного развития потребительских CPU. Мы решили собрать в одном тесте старшие интеловские процессоры для массовых платформ за последние семь лет и посмотреть на практике, насколько представители серий Kaby Lake и Coffee Lake ушли вперёд относительно «эталонных» Sandy Bridge, которые за годы гипотетических сравнений и мысленных противопоставлений в представлении обывателей стали настоящей иконой процессоростроения.

⇡ Что поменялось в процессорах Intel c 2011 года по настоящее время

Отправной точкой в новейшей истории развития процессоров Intel принято считать микроархитектуру Sandy Bridge . И это неспроста. Несмотря на то, что первое поколение процессоров под маркой Core было выпущено в 2008 году на базе микроархитектуры Nehalem, почти все основные черты, которые присущи современным массовым CPU микропроцессорного гиганта, вошли в обиход не тогда, а парой лет позднее, когда распространение получило следующее поколение процессорного дизайна, Sandy Bridge.

Сейчас компания Intel приучила нас к откровенно неторопливому прогрессу в разработке микроархитектуры, когда нововведений стало очень мало и они почти не приводят к росту удельной производительности процессорных ядер. Но всего лишь семь лет назад ситуация была кардинально иной. В частности, переход от Nehalem к Sandy Bridge был ознаменован 15-20-процентным ростом показателя IPC (числа исполняемых за такт инструкций), что обуславливалось глубокой переделкой логической конструкции ядер с прицелом на повышение их эффективности.

В Sandy Bridge были заложены многие принципы, которые с тех пор не менялись и стали стандартными для большинства процессоров сегодняшнего дня. Например, именно там появился отдельный кеш нулевого уровня для декодированных микроопераций, а также стал применяться физический регистровый файл, снижающий энергозатраты при работе алгоритмов внеочередного выполнения инструкций.

Но, пожалуй, самым главным нововведением стало то, что Sandy Bridge был спроектирован как унифицированная система-на-чипе, рассчитанная одновременно на все классы применений: на серверные, десктопные и мобильные. Скорее всего, в прадедушки современных Coffee Lake общественное мнение поставило именно его, а не какой-нибудь Nehalem и уж тем более не Penryn, именно из-за этой особенности. Впрочем, и итоговая сумма всех переделок в глубинах микроархитектуры Sandy Bridge тоже оказалась весьма значительной. В конечном итоге этот дизайн утратил все старые родственные связи с P6 (Pentium Pro), которые то здесь, то там проявлялись во всех предшествующих процессорах Intel.

Говоря об общей структуре, нельзя также не вспомнить и о том, что в процессорный кристалл Sandy Bridge впервые в истории интеловских CPU было встроено полноценное графическое ядро. Этот блок отправился внутрь процессора вслед за контроллером DDR3-памяти, разделяемым L3-кешем и контроллером шины PCI Express. Для соединения вычислительных ядер и всех остальных «внеядерных» частей инженеры Intel внедрили в Sandy Bridge новую на тот момент масштабируемую кольцевую шину, применяемую для организации взаимодействия между структурными единицами в последующих массовых CPU и по сей день.

Если же опуститься на уровень микроархитектуры Sandy Bridge, то одной из ключевых её особенностей стала поддержка семейства SIMD-инструкций, AVX, предназначенных для работы с 256-битными векторами. К настоящему моменту такие инструкции прочно вошли в обиход и не кажутся чем-то необычным, но их реализация в Sandy Bridge потребовала расширения части вычислительных исполнительных устройств. Инженеры Intel стремились сделать работу с 256-битными данными такой же быстрой, как и с векторами меньшей разрядности. Поэтому вместе с реализацией полноценных 256-битных исполнительных устройств потребовалось и увеличение скорости работы процессора с памятью. Логические исполнительные устройства, предназначенные для загрузки и сохранения данных, в Sandy Bridge получили удвоенную производительность, кроме того, симметрично была увеличена пропускная способность кеш-памяти первого уровня при чтении.

Нельзя не упомянуть и о сделанных в Sandy Bridge кардинальных изменениях в работе блока предсказания ветвлений. Благодаря оптимизациям в применяемых алгоритмах и увеличению размеров буферов, архитектура Sandy Bridge позволила сократить процент неверных предсказаний переходов почти вдвое, что не только заметно сказалось на производительности, но и позволило дополнительно снизить энергопотребление этого дизайна.

В конечном итоге с сегодняшних позиций процессоры Sandy Bridge можно было бы назвать образцово-показательным воплощением фазы «так» в интеловском принципе «тик-так». Как и предшественники, данные процессоры продолжили базироваться на техпроцессе с 32-нм нормами, но предложенный ими рост производительности оказался более чем убедителен. И подпитывала его не только обновлённая микроархитектура, но и увеличенные на 10-15 процентов тактовые частоты, а также внедрение более агрессивной версии технологии Turbo Boost 2.0. Если учесть всё это, хорошо понятно, почему многие энтузиасты до сих пор вспоминают Sandy Bridge самыми тёплыми словами.

Старшим предложением в семействе Core i7 на момент выхода микроархитектуры Sandy Bridge стал Core i7-2600K. Этот процессор получил тактовую частоту на уровне 3,3 ГГц с возможностью авторазгона при неполной нагрузке до 3,8 ГГц. Впрочем, отличали 32-нм представителей Sandy Bridge не только сравнительно высокие для того времени тактовые частоты, но и хороший разгонный потенциал. Среди Core i7-2600K нередко можно было встретить экземпляры, способные работать на частотах 4,8-5,0 ГГц, что во многом обуславливалось применением в них качественного внутреннего термоинтерфейса - бесфлюсового припоя.

Через девять месяцев после выпуска Core i7-2600K, в октябре 2011 года, компания Intel обновила старшее предложение в модельном ряду и предложила немного ускоренную модель Core i7-2700K, номинальная частота которой была доведена до 3,5 ГГц, а максимальная частота в турборежиме - до 3,9 ГГц.

Впрочем, жизненный цикл Core i7-2700K оказался коротким - уже в апреле 2012 года на смену Sandy Bridge пришёл обновлённый дизайн Ivy Bridge . Ничего особенного: Ivy Bridge относился к фазе «тик», то есть представлял собой перевод старой микроархитектуры на новые полупроводниковые рельсы. И в этом отношении прогресс действительно был серьёзным - кристаллы Ivy Bridge производились по 22-нм технологическому процессу, основанному на трёхмерных FinFET-транзисторах, которые в то время только входили в употребление.

При этом старая микроархитектура Sandy Bridge на низком уровне осталась практически нетронута. Были выполнены лишь отдельные косметические переделки, которые ускорили выполнение в Ivy Bridge операций деления и немного повысили эффективность технологии Hyper-Threading. Правда, попутно были несколько улучшены «внеядерные» компоненты. Контроллер PCI Express получил совместимость с третьей версией протокола, а контроллер памяти увеличил свои возможности и стал поддерживать скоростную оверклокерскую DDR3-память. Но в итоге рост удельной производительности при переходе от Sandy Bridge к Ivy Bridge составил не более 3-5 процентов.

Не дал серьёзных причин для радости и новый технологический процесс. К сожалению, внедрение 22-нм норм не позволило как-то принципиально нарастить тактовые частоты Ivy Bridge. Старшая версия Core i7-3770K получила номинальную частоту 3,5 ГГц с возможностью разгона в турборежиме до 3,9 ГГц, то есть с точки зрения частотной формулы она оказалась ничуть не быстрее Core i7-2700K. Улучшилась лишь энергоэффективность, однако пользователей настольных компьютеров этот аспект традиционно волнует слабо.

Всё это, конечно, вполне можно списать на то, что на этапе «тик» никаких прорывов происходить и не должно, но кое в чём Ivy Bridge оказались даже хуже предшественников. Речь - о разгоне. При выводе на рынок носителей этого дизайна Intel приняла решение отказаться от использования при финальной сборке процессоров бесфлюсовой пайки галлиевым припоем теплораспределительной крышки к полупроводниковому кристаллу. Начиная с Ivy Bridge для организации внутреннего термоинтерфейса стала использоваться банальная термопаста, и это сразу же ударило по максимально достижимым частотам. По разгонному потенциалу Ivy Bridge определённо стали хуже, и в результате переход от Sandy Bridge к Ivy Bridge стал одним из самых спорных моментов в новейшей истории потребительских процессоров Intel.

Поэтому на следующий этап эволюции, Haswell , возлагались особенные надежды. В этом поколении, относящемся к фазе «так», должны были появиться серьёзные микроархитектурные улучшения, от которых ожидалась способность как минимум продвинуть вперёд забуксовавший было прогресс. И в какой-то степени это произошло. Появившиеся летом 2013 года процессоры Core четвёртого поколения действительно приобрели заметные улучшения во внутренней структуре.

Основное: теоретическая мощность исполнительных устройств Haswell, выражающаяся в количестве исполняемых за такт микроопераций, по сравнению с прошлыми CPU выросла на треть. В новой микроархитектуре не только был проведён ребаланс имеющихся исполнительных устройств, но и появилось два дополнительных исполнительных порта для целочисленных операций, обслуживания ветвлений и генерации адресов. Кроме того, микроархитектура получила совместимость с расширенным набором векторных 256-битных инструкций AVX2, которые благодаря трёхоперандным FMA-командам увеличили пиковую пропускную способность архитектуры вдвое.

В дополнение к этому инженеры Intel пересмотрели ёмкость внутренних буферов и, где это было необходимо, увеличили их. Выросло в размере окно планировщика. Кроме того, были увеличены целочисленный и вещественночисленный физические регистровые файлы, что улучшило возможности процессора по переупорядочиванию порядка исполнения инструкций. В дополнение ко всему этому, существенно изменилась и подсистема кеш-памяти. L1- и L2-кеши в Haswell получили вдвое более широкую шину.

Казалось бы, перечисленных улучшений должно быть достаточно для того, чтобы заметно поднять удельную производительность новой микроархитектуры. Но как бы не так. Проблема дизайна Haswell состояла в том, что он оставил без изменений входную часть исполнительного конвейера и декодер x86-команд сохранил ту же производительность, что и раньше. То есть максимальный темп декодирования x86-кода в микроинструкции остался на уровне 4-5 команд за такт. И в результате при сопоставлении Haswell и Ivy Bridge на одинаковой частоте и при нагрузке, не использующей новые AVX2-инструкции, выигрыш в производительности оказался всего лишь на уровне 5-10 процентов.

Имидж микроархитектуры Haswell подпортила и первая волна процессоров, выпущенная на её основе. Опираясь на всё тот же 22-нм техпроцесс, что и Ivy Bridge, новинки не смогли предложить высокие частоты. Например, старший Core i7-4770K вновь получил базовую частоту 3,5 ГГц и максимальную частоту в турборежиме на уровне 3,9 ГГц, то есть по сравнению с прошлыми поколениями Core никакого продвижения не наметилось.

В то же время с внедрением следующего технологического процесса с 14-нм нормами у Intel стали возникать разного рода трудности, поэтому через год, летом 2014 года, на рынок было выведено не следующее поколение процессоров Core, а вторая очередь Haswell, которая получила кодовые имена Haswell Refresh, или, если говорить о флагманских модификациях, то Devil’s Canyon. В рамках этого обновления Intel смогла заметно увеличить тактовые частоты 22-нм CPU, что действительно вдохнуло в них новую жизнь. В качестве примера можно привести новый старший процессор Core i7-4790K, который по номинальной частоте взял отметку в 4,0 ГГц и получил максимальную частоту с учётом турборежима на уровне 4,4 ГГц. Удивительно, что подобное полугигагерцевое ускорение было достигнуто без каких-либо реформ техпроцесса, а лишь за счёт простых косметических изменений в схеме питания процессоров и благодаря улучшению теплопроводящих свойств термопасты, используемой под крышкой CPU.

Впрочем, даже представители семейства Devil’s Canyon особенно жалуемыми в среде энтузиастов предложениями стать не смогли. На фоне результатов Sandy Bridge их разгон нельзя было назвать выдающимся, к тому же достижение высоких частот требовало сложного «скальпирования» - демонтажа процессорной крышки с последующей заменой штатного термоинтерфейса каким-либо материалом с лучшей теплопроводностью.

Из-за сложностей, которые преследовали Intel при переводе массового производства на 14-нм нормы, выступление следующего, пятого по счёту поколения процессоров Core, Broadwell , получилось сильно скомканным. Компания долго не могла решить, стоит ли вообще выпускать на рынок десктопные процессоры с этим дизайном, поскольку при попытках изготовления крупных полупроводниковых кристаллов уровень брака превышал приемлемые значения. В конечном итоге предназначенные для настольных компьютеров четырёхъядерники Broadwell всё-таки появились, но, во-первых, произошло это лишь летом 2015 года - с девятимесячным опозданием относительно изначально запланированного срока, а во-вторых, уже через два месяца после их анонса Intel представила дизайн следующего поколения, Skylake.

Тем не менее с точки зрения развития микроархитектуры Broadwell трудно назвать вторичной разработкой. И даже более того, в настольных процессорах этого поколения применялись такие решения, к которым ни до того, ни после того Intel никогда не прибегала. Уникальность десктопных Broadwell определялась тем, что в них проникло производительное интегрированное графическое ядро Iris Pro уровня GT3e. И это значит не только то, что процессоры этого семейства обладали самым мощным на тот момент встроенным видеоядром, но и также то, что они комплектовались дополнительным 22-нм кристаллом Crystall Well, представляющим собой основанную на eDRAM кеш-память четвёртого уровня.

Смысл добавления в процессор отдельного чипа быстрой встроенной памяти вполне очевиден и обусловлен потребностями производительного встроенного графического ядра в фрейм-буфере с низкой латентностью и высокой пропускной способностью. Однако установленная в Broadwell память eDRAM архитектурно была выполнена именно как виктимный кеш, и ей могли пользоваться и вычислительные ядра CPU. В результате десктопные Broadwell стали единственными в своём роде массовыми процессорами с 128 Мбайт L4-кеша. Правда, при этом несколько пострадал объём расположенного в процессорном кристалле L3-кеша, который был сокращён с 8 до 6 Мбайт.

Некоторые улучшения были заложены и в базовой микроархитектуре. Несмотря на то, что Broadwell относился к фазе «тик», переделки коснулись входной части исполнительного конвейера. Было увеличено окно планировщика внеочередного исполнения команд, в полтора раза вырос объём таблицы ассоциативной трансляции адресов второго уровня, а, кроме того, вся схема трансляции приобрела второй обработчик промахов, что позволило обрабатывать по две операции преобразования адресов параллельно. В сумме все нововведения повысили эффективность внеочередного исполнения команд и предсказания сложных ветвлений кода. Попутно были усовершенствованы механизмы выполнения операций умножения, которые в Broadwell стали обрабатываться в существенно более быстром темпе. По итогам всего этого Intel даже смогла утверждать, что улучшения микроархитектуры повысили удельную производительность Broadwell по сравнению с Haswell на величину порядка пяти процентов.

Но несмотря на всё это, ни о каком существенном преимуществе первых десктопных 14-нм процессоров вести речь было невозможно. И кеш четвёртого уровня, и микроархитектурные изменения лишь пытались скомпенсировать главный изъян Broadwell - низкие тактовые частоты. Из-за проблем с технологическим процессом базовая частота старшего представителя семейства, Core i7-5775C, была установлена лишь на уровне 3,3 ГГц, а частота в турборежиме не превышала 3,7 ГГц, что оказалось хуже характеристик Devil’s Canyon на целых 700 МГц.

Подобная же история произошла и с разгоном. Предельные частоты, до которых удавалось раскочегаривать десктопные Broadwell без использования продвинутых методов охлаждения, находились в районе 4,1-4,2 ГГц. Поэтому нет ничего удивительного, что потребители восприняли выпуск Broadwell скептически, и процессоры этого семейства так и остались странным нишевым решением для тех, кто был заинтересован в производительном встроенном графическом ядре. Первым же полноценным 14-нм чипом для настольных компьютеров, который смог привлечь к себе внимание широких слоёв пользователей, стал только следующий проект микропроцессорного гиганта - Skylake .

Производство Skylake, как и процессоров предыдущего поколения, выполнялось по 14-нм техпроцессу. Однако здесь Intel уже смогла добиться нормальных тактовых частот и разгона: старшая десктопная версия Skylake, Core i7-6700K, получила номинальную частоту 4,0 ГГц и авторазгон в рамках турборежима до 4,2 ГГц. Это чуть более низкие значения, если сравнивать с Devil’s Canyon, однако более новые процессоры оказались определённо быстрее предшественников. Дело в том, что Skylake - это «так» в интеловской номенклатуре, что означает существенные изменения в микроархитектуре.

И они действительно есть. Улучшений в дизайне Skylake на первый взгляд было сделано не так много, но все они носили прицельный характер и позволили устранить имевшиеся слабые места в микроархитектуре. Если коротко, то Skylake получили увеличенные внутренние буфера для более глубокого внеочередного исполнения инструкций и более высокую пропускную способность кеш-памяти. Усовершенствования затронули блок предсказания переходов и входную часть исполнительного конвейера. Также был увеличен темп исполнения инструкций деления, и перебалансированы механизмы исполнения операций сложения, умножения и FMA-инструкций. В довершение разработчики потрудились над повышением эффективности технологии Hyper-Threading. В сумме это позволило добиться примерно 10-процентного улучшения производительности на такт в сравнении с процессорами прошлых поколений.

В целом Skylake можно охарактеризовать как достаточно глубокую оптимизацию исходной архитектуры Core, с таким расчётом, чтобы в дизайне процессора не оставалось никаких узких мест. С одной стороны, за счёт увеличения мощности декодера (с 4 до 5 микроопераций за такт) и скорости работы кеша микроопераций (с 4 до 6 микроопераций за такт) существенно увеличился темп декодирования инструкций. А с другой - выросла эффективность обработки получающихся микроопераций, чему поспособствовало углубление алгоритмов внеочередного исполнения и перераспределение возможностей исполнительных портов вместе с серьёзной ревизией темпа исполнения целого ряда обычных, SSE и AVX-команд.

Например, Haswell и Broadwell имели по два порта для исполнения умножений и FMA-операций над вещественными числами, но только один порт предназначался для сложений, что плохо соответствовало реальному программному коду. В Skylake этот дисбаланс был устранён и сложения стали выполняться уже на двух портах. Кроме того, количество портов, способных работать с целочисленными векторными инструкциями, выросло с двух до трёх. В конечном итоге всё это привело к тому, что практически для любого типа операций в Skylake всегда есть несколько альтернативных портов. А это значит, что в микроархитектуре наконец были успешно устранены практически все возможные причины простоя конвейера.

Заметные изменения затронули и подсистему кеширования: пропускная способность кеш-памяти второго и третьего уровня была увеличена. Кроме того, сократилась ассоциативность кеша второго уровня, что в конечном счёте позволило улучшить его КПД и уменьшить штраф при обработке промахов.

Существенные перемены произошли и на более высоком уровне. Так, в Skylake вдвое выросла пропускная способность кольцевой шины, которая соединяет все процессорные блоки. Кроме того, в CPU этого поколения обосновался новый контроллер памяти, который получил совместимость с DDR4 SDRAM. А в дополнение к этому для соединения процессора с чипсетом стала применяться новая шина DMI 3.0 с увеличенной вдвое пропускной способностью, что дало возможность реализовать скоростные линии PCI Express 3.0 в том числе и через чипсет.

Впрочем, как и все предшествующие версии архитектуры Core, Skylake представлял собой ещё одну вариацию на тему изначального дизайна. А это значит, что и в шестом поколении микроархитектуры Core разработчики Intel продолжили придерживаться тактики поэтапного внедрения улучшений на каждом цикле разработки. В целом это - не слишком впечатляющий подход, который не позволяет увидеть какие-то значимые изменения в производительности сразу - при сравнении CPU из соседних поколений. Но зато при модернизации старых систем ощутимый прирост производительности заметить совсем несложно. Например, сама Intel охотно сравнивала Skylake с Ivy Bridge, демонстрируя при этом, что за три года быстродействие процессоров выросло более чем на 30 процентов.

И в действительности это был достаточно серьёзный прогресс, потому что потом всё стало значительно хуже. После Skylake какое бы то ни было улучшение удельной производительности процессорных ядер прекратилось совсем. Те процессоры, которые представлены на рынке в настоящее время, всё ещё продолжают использовать микроархитектурный дизайн Skylake, несмотря на то, что с момента его появления в десктопных процессорах прошло уже почти три года. Неожиданный простой случился из-за того, что Intel не смогла справиться со внедрением следующей версии полупроводникового процесса с 10-нм нормами. В результате весь принцип «тик-так» рассыпался, вынудив микропроцессорного гиганта как-то выкручиваться и заниматься многократным перевыпуском старых продуктов под новыми именами.

Процессоры поколения Kaby Lake , которые появились на рынке в самом начале 2017 года, стали первым и очень ярким примером попыток Intel продать клиентам тот же Skylake во второй раз. Близкие родственные связи между двумя поколениями процессоров особо и не скрывались. Intel честно говорила, что Kaby Lake - это уже не «тик» и не «так», а простая оптимизация предыдущего дизайна. При этом под словом «оптимизация» понимались некие улучшения в структуре 14-нм транзисторов, которые открывали возможность увеличения тактовых частот без изменения рамок теплового пакета. Для видоизменённого техпроцесса был даже придуман специальный термин «14+ нм». Благодаря этой производственной технологии старший массовый десктопный процессор Kaby Lake, получивший наименование Core i7-7700K, смог предложить пользователям номинальную частоту 4,2 ГГц и частоту турборежима 4,5 ГГц.

Таким образом, рост частот Kaby Lake по сравнению с оригинальным Skylake составил примерно 5 процентов, и этим всё и ограничивалось, что, честно говоря, ставило под сомнение правомерность отнесения Kaby Lake к следующему поколению Core. До этого момента каждое последующее поколение процессоров, не важно, относилось оно к фазе «тик» или «так», обеспечивало хоть какой-то прирост показателя IPC. Между тем в Kaby Lake никаких микроархитектурных улучшений не было вообще, поэтому эти процессоры логичнее было бы считать просто вторым степпингом Skylake.

Однако новая версия 14-нм техпроцесса всё же смогла кое в чём положительно проявить себя: разгонный потенциал Kaby Lake по сравнению с Skylake подрос примерно на 200-300 МГц, благодаря чему процессоры данной серии оказались достаточно тепло встречены энтузиастами. Правда, Intel продолжила использовать под процессорной крышкой вместо припоя термопасту, поэтому для полноценного разгона Kaby Lake необходимо было проводить скальпирование.

Не справилась Intel и с вводом в строй 10-нм технологии и к началу текущего года. Поэтому в конце прошлого года на рынок была выведена ещё одна разновидность процессоров, построенных на всё той же микроархитектуре Skylake, - Coffee Lake . Но говорить о Coffee Lake как о третьем обличье Skylake не совсем правильно. Прошлый год стал периодом кардинальной смены парадигмы на процессорном рынке. В «большую игру» вернулась AMD, которая смогла переломить устоявшиеся традиции и создать спрос на массовые процессоры с числом ядер более четырёх. Внезапно Intel оказалась в роли догоняющей, и выход Coffee Lake стал не столько попыткой заполнить паузу до долгожданного появления 10-нм процессоров Core, сколько реакцией на выход шести- и восьмиядерных процессоров AMD Ryzen.

В результате процессоры Coffee Lake получили важное структурное отличие от своих предшественников: число ядер в них было увеличено до шести штук, что с массовой платформой Intel произошло впервые. Однако при этом никаких изменений на уровне микроархитектуры вновь введено не было: Coffee Lake по сути - шестиядерный Skylake, собранный на основе точно таких же по внутреннему устройству вычислительных ядер, которые снабжены увеличенным до 12 Мбайт L3-кешем (по стандартному принципу 2 Мбайт на ядро) и объединены привычной кольцевой шиной.

Впрочем, несмотря на то, что мы так запросто позволяем себе говорить о Coffee Lake «ничего нового», утверждать о полном отсутствии каких-то перемен не совсем справедливо. Хотя в микроархитектуре вновь ничего не поменялось, специалистам Intel пришлось потратить немало усилий для того, чтобы шестиядерные процессоры смогли вписаться в стандартную десктопную платформу. И результат вышел достаточно убедительным: шестиядерные процессоры остались верны привычному тепловому пакету и, более того, совсем не замедлились по тактовым частотам.

В частности, старший представитель поколения Coffee Lake, Core i7-8700K, получил базовую частоту 3,7 ГГц, а в турборежиме он может разгоняться до 4,7 ГГц. При этом оверклокерский потенциал Coffee Lake, несмотря на его более массивный полупроводниковый кристалл, оказался даже лучше, чем у всех предшественников. Core i7-8700K нередко выводятся их рядовыми владельцами на пятигигагерцевый рубеж, причём такой разгон бывает реален даже без скальпирования и замены внутреннего термоинтерфейса. И это значит, что Coffee Lake хоть и экстенсивный, но существенный шаг вперёд.

Всё это стало возможным исключительно благодаря очередному усовершенствованию 14-нм технологического процесса. На четвёртый год его использования для массового производства десктопных чипов Intel удалось добиться действительно впечатляющих результатов. Внедрённая третья версия 14-нм норм («14++ нм» в обозначениях производителя) и перекомпоновка полупроводникового кристалла позволили существенно улучшить производительность в пересчёте на каждый затраченный ватт и поднять суммарную вычислительную мощность. Внедрением шестиядерности Intel, пожалуй, смогла совершить даже более значительный шаг вперёд, чем любым из предшествующих тому улучшений микроархитектуры. И сегодня Coffee Lake смотрится весьма соблазнительным вариантом для модернизации старых систем, основанных на предыдущих носителях микроархитектуры Core.

⇡ Процессоры и платформы: спецификации

Для проведения сравнения семи последних поколений Core i7 мы взяли старших представителей в соответствующих сериях - по одному от каждого дизайна. Основные характеристики этих процессоров приведены в следующей таблице.

Любопытно, что за прошедшие с момента выпуска Sandy Bridge семь лет Intel так и не смогла заметно нарастить тактовые частоты. Несмотря на то, что дважды менялся технологический производственный процесс и дважды серьезно оптимизировалась микроархитектура, сегодняшние Core i7 почти не продвинулись вперёд по своей рабочей частоте. Новейший Core i7-8700K имеет номинальную частоту 3,7 ГГц, что всего лишь на 6 процентов выше частоты вышедшего в 2011 году Core i7-2700K.

Впрочем, такое сравнение не совсем корректно, ведь Coffee Lake имеет в полтора раза больше вычислительных ядер. Если же ориентироваться на четырёхъядерный Core i7-7700K, то рост частоты выглядит всё-таки убедительнее: этот процессор ускорился относительно 32-нм Core i7-2700K на достаточно весомые 20 процентов в мегагерцевом выражении. Хотя всё равно вряд ли это можно назвать впечатляющим приростом: в абсолютных величинах это конвертируется в прибавку по 100 МГц в год.

Нет никаких прорывов и в других формальных характеристиках. Intel продолжает снабжать все свои процессоры индивидуальной кеш-памятью второго уровня объёмом 256 Кбайт на ядро, а также общим на все ядра L3-кешем, размер которого определяется из расчёта 2 Мбайт на ядро. Иными словами, главный фактор, по которому произошёл самый большой прогресс, - это число вычислительных ядер. Развитие Core начиналось с четырёхъядерных CPU, а пришло к шестиядерным. Причём очевидно, что это ещё не конец и в ближайшей перспективе мы увидим и восьмиядерные варианты Coffee Lake (либо Whiskey Lake).

Впрочем, как нетрудно заметить, за семь лет у Intel почти не менялась и ценовая политика. Даже шестиядерный Coffee Lake по сравнению с предшествующими четырёхъядерными флагманами подорожал всего лишь на шесть процентов. Все же остальные старшие процессоры класса Core i7 для массовой платформы всегда обходились потребителям в сумму порядка $330-340.

Любопытно, что самые крупные перемены произошли даже не с самими процессорами, а с поддержкой ими оперативной памяти. Пропускная способность двухканальной SDRAM с момента выхода Sandy Bridge и до сегодняшнего дня выросла вдвое: с 21,3 до 41,6 Гбайт/с. И это - ещё одно немаловажное обстоятельство, определяющее преимущество современных систем, совместимых со скоростной DDR4-памятью.

Да и вообще, все эти годы вместе с процессорами эволюционировала и вся остальная платформа. Если вести речь о главных вехах в развитии платформы, то, помимо роста скорости совместимой памяти, отметить хочется и появление поддержки графического интерфейса PCI Express 3.0. Кажется, что скоростная память и быстрая графическая шина наряду с прогрессом в частотах и архитектурах процессоров выступают весомыми причинами того, что современные системы стали лучше и быстрее прошлых. Поддержка DDR4 SDRAM появилась в Skylake, а перевод процессорной шины PCI Express на третью версию протокола произошёл ещё в Ivy Bridge.

Кроме того, заметное развитие получили и сопутствующие процессорам наборы системной логики. Действительно, сегодняшние интеловские чипсеты трёхсотой серии могут предложить гораздо более интересные возможности в сравнении с Intel Z68 и Z77, которые использовались в LGA1155-материнских платах под процессоры поколения Sandy Bridge. В этом нетрудно убедиться по следующей таблице, в которой мы свели воедино характеристики флагманских интеловских чиспсетов для массовой платформы.

В современных наборах логики существенно развились возможности для подключения высокоскоростных носителей информации. Самое главное: благодаря переходу чипсетов на шину PCI Express 3.0 сегодня в производительных сборках можно использовать быстродействующие NVMe-накопители, которые даже по сравнению с SATA SSD могут предложить заметно лучшую отзывчивость и более высокую скорость чтения и записи. И одно только это может стать веским аргументом в пользу модернизации.

Кроме того, современные наборы системной логики предоставляют гораздо более богатые возможности для подключения дополнительных устройств. И речь не только о существенном увеличении числа линий PCI Express, что обеспечивает наличие на платах нескольких дополнительных слотов PCIe, заменяющих обычные PCI. Попутно в сегодняшних чипсетах имеется также и врождённая поддержка портов USB 3.0, а многие современные материнские платы снабжаются и портами USB 3.1 Gen2.