Огляд і тестування процесора Intel Core i7-5930K

Кінець літа − початок осені завжди був жарким часом в IT-індустрії, оскільки саме на цей період припадає велика частка різноманітних анонсів і заходів. Компанія AMD вже встигла порадувати геймерів поповненням у сімействі відеокарт AMD Volcanic Islands - рішенням AMD Radeon R9 285, основаним на графічному ядрі AMD Tonga Pro. Її споконвічний конкурент NVIDIA готує відповідь у вигляді запуску нової серії відеоприскорювачів NVIDIA GeForce GTX 9xx. Ринок процесорів хоч і не може похвалитися такою ж активністю, однак і тут початок осені ознаменувався голосною подією - виходом у світ платформи Socket LGA2011-v3 і нового покоління високопродуктивних процесорів Intel Haswell-E.

Незважаючи на те, що топовим рішенням із сімейств Intel Sandy Bridge-E і Intel Ivy-Bridge-E  як і раніше немає рівних з погляду продуктивності, вони вже морально застаріли. Те ж саме можна сказати й про всю платформу Socket LGA2011. Чіпсет Intel X79 Express уже давно не відповідає сучасним вимогам високопродуктивної системи. До певної міри стан речей намагалися виправити виробники материнських плат, розпаюючи сторонні контролери для портів SATA 6 Гбіт/с і USB 3.0. Однак так довго тривати не могло, адже була потрібна нова платформа й нова мікроархітектура. Таким чином, поява нового сімейства високопродуктивних процесорів була лише питанням часу.

Відповіддю став серпень цього року. Можливо, комусь здасться, що компанія Intel занадто затягнула з анонсом лінійки Intel Haswell-E. Однак на це є цілком об'єктивні причини: потрібно було «обкатати» на практиці нову мікроархітектуру Intel Haswell, а також дати можливість виробникам пам'яті наситити ринок рішеннями стандарту DDR4.

Основним нововведенням у сімействі Intel Haswell-E стала поява в модельному ряду 8-ядерного пристрою, тоді як раніше топові процесори Intel для настільних систем містили в собі максимум 6 ядер. Друге вдосконалення торкнулося контролера пам'яті: відбувся перехід зі стандарту DDR3 на DDR4 з набагато більшою пропускною здатністю. За заявами компанії, все це дозволяє в багатопотокових додатках досягнути приросту на рівні 79% у порівнянні з 4-ядерними рішеннями. Шкода лише тільки, що на сьогоднішній день програмного забезпечення, яке повною мірою використовує переваги принципів багатоядерності та багатопотоковості, не так уже й багато. Тому в реальних умовах різниця в продуктивності може виявитися не настільки вражаючою. Але це вже більше питання до розробників додатків, оскільки зі свого боку виробники процесорів зробили вже все можливе, щоб збільшити швидкість роботи ПК. Але реальну продуктивність новинок ми розглянемо трохи пізніше під час тестування, а зараз давайте більш детально зосередимося на теоретичній частині питання.

Особливості мікроархітектури

В основі процесорів із сімейства Intel Haswell-E лежить 8-ядерний напівпровідниковий кристал. Очевидно, у менш потужних моделях (Intel Core i7-5930K і Intel Core i7-5820K), які включають у себе по 6 ядер, решта 2 будуть просто заблоковані. Слідуючи своїй стратегії «Tick-Tock», при виробництві рішень Intel Haswell-E компанія Intel використовувала добре налагоджений 22-нм техпроцес, але при цьому змінила мікроархітектуру: з Intel Ivy Bridge на Intel Haswell.

Кристал процесора з лінійки Intel Haswell-E

Кристал процесора з лінійки Intel Ivy Bridge-E

У підсумку всі поліпшення на структурному рівні, впроваджені в процесорах Intel Haswell (а також їхніх спадкоємцях: Intel Haswell Refresh і Intel Devil's Canyon), перекочували й сюди: удосконалені механізми вибірки та передбачення розгалужень, підтримка інструкцій AVX2 і FMA3, збільшена продуктивність кешу першого та другого рівнів, наявність перетворювача напруги живлення на стороні CPU.

Як ми вже відзначали раніше, зросла максимальна кількість ядер: 8 в Intel Core i7-5960X Extreme Edition проти 6-ти в попереднього флагмана Intel Core i7-4960X Extreme Edition. З урахуванням технології Intel Hyper-Threading, на виході ми одержуємо 16 незалежних потоків замість 12-ти. Збільшення кількості ядер позначилося й на кількості кеш-пам'яті третього рівня (L3). Тепер її обсяг може досягати цілих 20 МБ.

Що стосується контролера пам'яті, то крім переходу на стандарт DDR4, зросла й частота підтримуваних модулів. Виробник гарантує стабільну роботу планок пам'яті на швидкості аж до 2133 МГц. У представників покоління Intel Ivy Bridge-E цей показник обмежувався значенням 1866 МГц. Хоча, очевидно, що шляхом розгону можна буде досягнути й більш високих результатів. Принаймні, на це натякають деякі виробники пам'яті, уже пропонуючи комплекти з модулів, здатних працювати на частотах 3000 і 3333 МГц. Конфігурація самого контролера залишилася колишньою: 4 канали з максимальним обсягом пам'яті до 64 ГБ.

Природно, що такі показники вплинули й на складність самого процесора. Так 8-ядерна модифікація Intel Haswell-E включає до свого складу 2,6 млрд. транзисторів, тоді як у флагмана сімейства Intel Ivy Bridge-E налічується всього лише 1,86 млрд. Площа кристала при цьому також зросла: з 257 мм² до 356 мм². Щоб ще більше не збільшувати його габарити, виробник відмовився від вбудованого графічного ядра. Дійсно, навіщо воно в процесорі вартістю $400 - 1000?

Єдиний вузлом, який не перетерпів змін, залишився блок розподілу ліній PCI Express. Як і раніше їхня кількість досягає 40 штук (х16+х16+х8 або х8+х8+х8+х8+х8). Усі вони відповідають стандарту PCI Express 3.0. Таким чином, рішення Intel Haswell-E якомога краще підходять для створення потужних ігрових конфігурацій з кількома відеокартами.

Платформа Socket LGA 2011-v3

Впровадження нової мікроархітектури й розширення можливостей спричинило і зміну платформи. Процесор як і раніше є головною ланкою та включає до свого складу основні контролери. На плечах же чіпсету лежить забезпечення коректної роботи периферії: звукової і дискової підсистем, мережевих контролерів, роз’ємів USB, а також слотів розширення PCI Express 2.0. Обмін даними між ними здійснюється за допомогою шини DMI 2.0.

Більш детально функціонал нового чіпсету Intel X99 і материнських плат на його основі ми дослідимо в окремому огляді. Тут лише відзначимо, що можливості платформи Socket LGA2011-v3 у порівнянні з Socket LGA2011 збільшилися практично за всіма параметрами.

Що стосується самого роз’єму, то незважаючи на загальну подібність конструкції, кріплень і навіть однакову кількість контактів, він не сумісний із процесорами Intel Sandy Bridge-E і Intel Ivy-Bridge-E.

Модельний ряд

Лінійка процесорів Intel Haswell-E представлена трьома моделями: Intel Core i7-5960X Extreme Edition, Intel Core i7-5930K і Intel Core i7-5820K. На ринку вони замінять відповідні рішення із сімейства Intel Ivy-Bridge-E: Intel Core i7-4960X Extreme Edition, Intel Core i7-4930K і Intel Core i7-4820K.

Як видно з таблиці, тільки флагман серії оснащений 8-ма ядрами. Інші процесори мають по 6 ядер, у тому числі й молодша модель Intel Core i7-5820K. Як видно, у компанії Intel врахували відгуки користувачів щодо 4-ядерника Intel Core i7-4820K, який за продуктивністю практично не відрізняється від Intel Core i7-3770K. Тепер же різниця між топовим «цивільним» процесором Intel Core i7-4790K і молодшим представником високопродуктивних рішень (Intel Core i7-5820K) буде більш відчутна.

Збільшення кількості транзисторів спричинило й ріст тепловиділення: з 130 Вт до 140 Вт. Більше того, щоб не вийти за межі цього показника, виробнику в деяких випадках довелося дещо знизити робочу частоту. Особливо це помітно на прикладі флагмана серії Intel Core i7-5960X Extreme Edition, який у номіналі працює зі швидкістю 3000 МГц, а в турборежимі розганяється до 3500 МГц. Нагадаємо, що в його попередника, Intel Core i7-4960X Extreme Edition, частота була на 500 - 600 МГц вищою залежно від режиму роботи. Однак у всіх новинок зберігся розблокований множник, тому при потребі додаткову швидкість завжди можна буде одержати шляхом оверклокінгу. Та й наявність якісного термоінтерфейсу між кристалом і кришкою процесора також позитивним чином позначиться на їхньому розгінному потенціалі. Щоправда, доведеться самому подбати про систему охолодження, оскільки штатним кулером високопродуктивні рішення від Intel не комплектуються. Хоча, це навіть і на краще, оскільки він би однаково відразу потрапив під заміну.

Щоб позбавити користувача від пошуку системи охолодження з достатньою ефективністю, виробник пропонував придбати за окрему суму фірмову СВО необслуговуваного типу під назвою «Intel TS13X». Однак дивлячись на її характеристики, все-таки краще задуматися про купівлю хорошого повітряного кулера, на зразок Noctua NH-D15.

І нарешті, найголовніше - вартість новинок. Компанія Intel і тут залишилася вірна сама собі, встановивши цінник на флагмана серії на рівні $1000. 6-ядерники Intel Core i7-5930K і Intel Core i7-5820K коштують значно дешевше - $583 і $389 відповідно. Саме ці моделі, швидше за все, складуть левову частину продажів, а Intel Core i7-5960X Extreme Edition стане рішенням для оверклокерів, фанатів ігор і просто любителів дуже потужних конфігурацій. Щоб там не говорили недоброзичливці, але таких покупців також знаходиться достатня кількість. Залишається тільки порадіти за користувачів, яким пощастить стати власниками такого 8-ядерного «монстра».

Відзначимо, що вище мова йде про рекомендовану вартість на партії від 1000 штук. Роздрібна ж ціна, як звичайно, буде на 10-15% вищою.

Процесор Intel Core i7-5930K

На жаль, нам не вдалося роздобути на тестування флагмана серії, тому знайомство з лінійкою Intel Haswell-E ми почнемо з 6-ядерної моделі, а саме з Intel Core i7-5930K. Для більшої зручності ми вирішили подати повну специфікацію новинки у вигляді порівняльної таблиці з її попередником Intel Core i7-4930K.

Зовнішній вигляд

Процесор Intel Core i7-5930K

Процесор Intel Core i7-4930K

У порівнянні з рішеннями серії Intel Ivy Bridge-E, фізичні розміри нових процесорів залишилися такими ж. Однак при цьому змінилася конфігурація теплорозподілювальної кришки й розташування контактів на тильній стороні. Крім того, удосконалення відбулися й на електротехнічному рівні, які, насамперед, пов'язані з появою внутрішнього перетворювача живлення. Це спрощує конструкцію модуля VRM на материнській платі, оскільки на процесори Intel Haswell-E тепер подається тільки одна базова напруга. Дана технологія дуже добре себе зарекомендувала на платформі Socket LGA1150, тому поява її в старшій серії цілком виправдана.

Як ми вже відзначали раніше, у результаті всіх проведених модифікацій роз’єм Socket LGA2011-v3 втратив пряму й зворотну сумісність із Socket LGA2011. Проте, система кріплення для кулерів залишилася колишньою. Іншими словами, при зміні платформи не потрібно буде купувати нову систему охолодження. Єдине, варто пам'ятати, що TDP новинок збільшився на 10 Вт у порівнянні з рішеннями із серії Intel Ivy Bridge-E.

Аналіз технічних характеристик

У звичайному режимі роботи швидкість Intel Core i7-5930K рівна 3500 МГц при опорній частоті 100 МГц і множнику «х35». В момент зняття показів напруга на ядрі склала 1,037 В. Таким чином, герой огляду на 100 МГц швидший за свого попередника (Intel Core i7-4930K) і при цьому вимагає трохи меншої напруги живлення для своєї коректної роботи: 1,037 В проти 1,080 В.

У режимі динамічного підвищення частоти з використанням фірмової технології Turbo Boost 2.0 множник зростає на 2 пункти до значення «х37». Тактова частота процесора при цьому збільшується до позначки 3700 МГц, а напруга − до 1,071 В. Однак така швидкість спостерігалася дуже рідко й лише при невеликому навантаженні.

Більшу ж частину часу процесор проводить на частоті 3600 МГц, а напруга живлення змінюється в межах 1,056 - 1,071 В. Як бачимо, механізм роботи технології Intel Turbo Boost також перетерпів деякі зміни. Нагадаємо, що Intel Core i7-4930K у турборежимі був швидшим на 200 МГц, але й напруга живлення при цьому в нього становила 1,232 В.

У простої процесора його множник знижується до значення «х12», тим самим частота зменшується до 1200 МГц. Точно так само поводився при відсутності навантаження й Intel Core i7-4930K. Однак тут швидкість 1200 МГц досягається при напрузі 0,684 В, тоді як у випадку з Intel Core i7-4930K було потрібно 0,824 В.

Кеш-пам'ять Intel Core i7-5930K розподіляється наступним чином:

• кеш-пам'ять першого рівня L1: на кожне з 6-ти ядер виділяється по 32 КБ для даних з 8-ма каналами асоціативності та по 32 КБ для інструкцій також з 8-ма каналами асоціативності;
• кеш-пам'ять другого рівня L2: для кожного ядра виділяється по 256 КБ із 8-ма каналами асоціативності;
• кеш-пам'ять третього рівня L3: 15 МБ для всіх ядер з 20-ма каналами асоціативності.

Нагадаємо, що в його попередника кеш-пам'яті третього рівня L3 було на 3 МБ менше.

Контролер оперативної пам'яті DDR4 працює в чотирьохканальному режимі й гарантовано підтримує модулі із частотою до 2133 МГц. Максимальний обсяг пам'яті становить 64 ГБ.

Тестування

Для тестування процесора Intel Core i7-5930K нам були люб'язно надані материнська плата GIGABYTE GA-X99-Gaming G1 WiFi і набір оперативної пам'яті серії Corsair Vengeance LPX DDR4-2800 загальним обсягом 16 ГБ (4 х 4 ГБ). Решта конфігурації тестового стенду залишилася без змін.