up
ua ru
menu



logo minifile

::>Процесори > 2015 > 09 > Intel Core i7-6700K

Версія для друку
Переопублікувати статтю

15-09-2015


rss

Огляд і тестування процесора Intel Core i7-6700K

Захід під назвою «Intel Developer Forum 2015», який пройшов наприкінці серпня, нарешті відкрив завісу над особливостями мікроархітектури Intel Skylake, з якими ми поспішаємо вас ознайомити. Крім того, до цього моменту нам саме вдалося роздобути на тест флагманський процесор Intel Core i7-6700K. Таким чином, у даному матеріалі ми зможемо не тільки освітити теоретичні аспекти реалізації 6-ого покоління Intel Core, але й перевірити їх на практиці на прикладі флагманської моделі.

Intel Core i7-6700K

Однак перш ніж аналізувати зміни в окремих структурних вузлах процесорів Intel Skylake у порівнянні з їхніми попередниками, хочемо відзначити один важливий момент. Компанія Intel, як і багато інших виробників, прекрасно розуміє, що зараз ринок гаджетів і мобільних цифрових пристроїв розвивається просто немислимими темпами. І щоб урвати свій шматок пирога, у першу чергу потрібно робити ставку на енергоефективні рішення з хорошими показниками продуктивності на ват. Саме ця концепція стала наріжним каменем мікроархітектури Intel Skylake, і до неї ми ще не раз будемо звертатися по ходу огляду.

Intel Core i7-6700K

Якщо подивитися на основні цілі, які ставилися перед розробниками нового покоління процесорів Intel Core, то для поліпшення чистої процесорної продуктивності виділений усього лише один пункт. Інші ж стосуються зменшення фізичних розмірів для можливості створення пристроїв малих форм-факторів, поліпшення роботи механізмів економії енергії та заряду батареї, збільшення продуктивності вбудованої графіки і впровадження нових технологій, які стосуються захисту системи. Усе це, безумовно, важливі завдання, але в основному для різного роду смартфонів, планшетів, ноутбуків і т.д. У рамках же настільної системи вони залишаться малозатребуваними. На наш погляд, саме тут ховається основна проблема компанії Intel – бажання створити універсальну мікроархітектуру, яка однаково добре б працювала як в 91-ватних десктопних процесорах, так і в 4,5-ватних рішеннях. Природно, у сучасних реаліях таке поки що недосяжне. Хоча все-таки треба віддати належне «синім» – вони приклали всі зусилля, щоб власники ПК не почували себе обділеними.

Intel Core i7-6700K

У першу чергу мова йде про перехід на більш тонкий 14-нм техпроцес і дійсно якісні зміни на рівні окремих структурних вузлів. На загальному плані може здатися, що все залишилося таким, як і було: все ті ж 4 ядра в максимальному варіанті, об'єднані кільцевою шиною і зі спільним доступом до кеш-пам'яті останнього рівня. Системний агент, контролери різних інтерфейсів і відеоядро на кристалі процесора – усе це ми вже бачили в попередніх поколіннях Intel Core. Але, як то кажуть, головне ховається в деталях.

Модернізація алгоритмів вибірки й обробки інструкцій

Intel Core i7-6700K

Intel Core i7-6700K

Основна ставка інженерів компанії Intel була зроблена на збільшення швидкості паралельної обробки команд і ефективності функціонування механізму розгалужень. Усе стало можливим за рахунок використання більшого числа транзисторів у кожному окремому буфері.

Intel Core i7-6700K

Якщо подивитися на зведену таблицю, то практично всі стеки на етапі вибірки команд до виконання збільшилися в розмірі. Відповідно, за один такт може оброблятися більше число вхідних інструкцій, що збільшує можливості нових процесорів в області паралельних обчислень. Враховуючи, що останнім часом розробники ігор і програмного забезпечення активно використовують цей принцип, то в представників сімейства Intel Skylake з'являється певна перевага над своїми попередниками при виконанні багатопотокових завдань.           

Також модернізація відбулася й на рівні самих інструкцій. Зокрема, вона торкнулася таких ресурсномістких завдань, як робота з числами із плаваючою комою та шифрування з використанням AES-команд. У деяких випадках приріст продуктивності відповідного виконавчого блока може досягати 33%. Але й це ще не все. Розробник додав новий вид інструкцій під назвою «Intel SGX», за допомогою якого програмний код може бути поміщений усередині певної області пам'яті й захищений від атак шкідливих програм і доступу будь-яких зовнішніх процесів, незалежно від рівня їх привілеїв.

Поліпшення на рівні кеш-пам'яті

У мікроархітектурі Intel Skylake особлива увага приділена кеш-пам'яті. Якщо раніше швидкодія цього вузла збільшувалася в основному за рахунок нарощування його об’єму, то тепер компанія Intel пішла іншим шляхом – оптимізувала обробку промахів кешу другого рівня L2, а також прискорила доступ до загального кешу третього рівня L3. Останнє стало можливим за рахунок використання кільцевої шини з подвоєною пропускною здатністю.

Intel Core i7-6700K

Нікуди не поділася й підтримка модуля eDRAM (виділеної пам'яті великого об’єму, розпаяної під кришкою процесора). Щоправда, тут він уже не є черговою надбудовою кеш-пам'яті (як це було в представників сімейства Intel Broadwell), а являє собою незалежну структуру, прямо пов'язану із системним агентом, яка не потребує додаткової синхронізації. У результаті блок eDRAM тепер може бути доступний не тільки для потреб вбудованої графіки або процесорних ядер, але й для пристроїв за межами CPU, наприклад, карт розширення. На наш погляд, досить перспективна ідея.

Щоправда, на даний момент вона поки що залишається малозатребуваною, у чому ми змогли переконатися під час тестування процесора Intel Core i7-5775C, де модуль eDRAM реалізований у вигляді кешу четвертого рівня L4. Швидше за все, саме із цієї причини настільні версії Intel Skylake позбавлені даного компонента. Хоча не виключаємо, що в майбутньому може з'явитися сімейство на зразок Intel Skylake Refresh, де дана технологія буде реалізована вже повною мірою.

Поліпшення на рівні контролера пам'яті

Нові процесори обзавелися поліпшеним контролером пам'яті, який здатний працювати як з модулями стандарту DDR3L, так і DDR4. У першому випадку гарантовано підтримується частота 1600 МГц, а в другому – 2133 МГц. Відразу поспішаємо заспокоїти всіх ентузіастів – це всього лише номінальні значення. Як показала практика, Intel Core i7-6700K і Intel Core i5-6600K без проблем працюють із більш швидкими планками пам'яті.

Також варто відзначити, що були зменшені дільники для частоти оперативної пам'яті (з 200/266 МГц до 100/133 МГц), що повинно спростити оптимізацію параметрів цієї підсистеми.

Збільшення енергоефективності

Але, мабуть, найбільше змін відбулося в механізмах, відповідальних за економію електроенергії й зниження тепловиділення.

Intel Core i7-6700K

Для цих цілей процесор був розбитий на велике число енергетичних доменів (процесорні ядра, системний агент, вбудована графіка, кеш-пам'ять, кільцева шина й ін.), які незалежно один від одного можуть знижувати споживання енергії або ж зовсім відключатися від живлення у випадку їх бездіяльності. Наприклад, якщо виконується завдання, яке не вимагає виклику інструкцій AVX2, відповідний блок тепер може бути знеструмлений, а не «висіти», як раніше, у режимі очікування.

Intel Core i7-6700K

Другим важливим фактором стала відмова від вбудованого в процесор перетворювача живлення (FIVR). На платформі Socket LGA1151 він знову «переїхав» на материнську плату. Хоча для настільних процесорів це скоріше недолік, аніж перевага. Оскільки економія в кілька ват для такого CPU не має ніякого значення, зате губляться переваги вбудованого контролера живлення у вигляді більш простого керування живленням на структурних вузлах процесора та більш стабільної напруги на виході при великих навантаженнях. Також ускладнюється конфігурація самих конвертерів на материнських платах, що теоретично може привести до збільшення їх вартості. Згідно з чутками, у наступному поколінні настільних процесорів «сині» знову планують перенести перетворювач живлення під кришку CPU.

Intel Core i7-6700K

Що стосується самого механізму переходу в різні енергозберігаючі стани, то він також перетерпів зміни. Була додана підтримка технології Intel Speed Shift, завдяки якій процесор сам може себе сповільнювати, не чекаючи відповідних вказівок від операційної системи. Іншими словами, тепер CPU повинен швидше реагувати на зниження навантаження, а також більш точно підбирати необхідну частоту роботи.

Intel Core i7-6700K

Крім того, для ще більшої ефективності в компанії Intel ввели поняття SOC Duty Cycling. Суть роботи цього алгоритму полягає в наступному: під час бездіяльності процесор не функціонує на мінімально можливій швидкості, а переходить у глибокий сон, час від часу «прокидаючись», щоб швидко виконати низькорівневі завдання на підвищеній частоті й знову перейти в стан сну. Щоправда, реалізацію цього механізму, як і всієї технології Intel Speed Shift, може забезпечити лише операційна система MS Windows 10. Дещо дивно, враховуючи той факт, що процесор повинен був одержати більшу автономність від операційної системи. Можливо, тут не обійшлося без всюдисущого маркетингу й домовленостей між компаніями.

Збільшення продуктивності вбудованого графічного ядра

Для багатьох користувачів питання продуктивності вбудованої в процесор графіки є другорядним. Проте при детальному розгляді мікроархітектури обійти його боком було б некоректно. До того ж у модельному ряду сімейства Intel Skylake уже з'явилися менш дорогі рішення Intel Pentium, а в першому кварталі 2016 року на ринок вийдуть версії Intel Celeron, які напевно будуть використовуватися в складі систем без дискретної відеокарти. Та й просто цікаво, чи зуміють процесори Intel Skylake скласти конкуренцію APU від AMD.

Intel Core i7-6700K

Нова вбудована графіка належить до 9-ого покоління, однак у концептуальному плані – це просто злегка модернізоване 8-е покоління (встановлювалося в процесори Intel Broadwell). Зокрема, була збережена модульна структура, а головним структурним елементом як і раніше виступає блок, який включає в себе вісім виконавчих пристроїв і набір базових юнітів, таких як текстурні семплери та порти даних. У зв'язку з цим нові iGPU легко піддаються масштабуванню, а відповідно, і нарощуванню потужності.

Стек із трьох графічних блоків являє собою окремий кластер зі своїми модулями для виконання піксельних і растрових операцій. Конфігурація графічного ядра саме й визначається кількістю таких кластерів.

Intel Core i7-6700K Intel Core i7-6700K

Однак якщо iGPU представників сімейства Intel Broadwell у максимальному варіанті передбачало використання всього лише двох кластерів, то в процесорів Intel Skylake їх число збільшене до трьох, що сумарно дасть нам 72 виконавчі пристрої проти 48. Крім того, не будемо забувати, що в деяких версіях нових CPU під кришкою буде розпаяний модуль eDRAM, що ще виллється в певне збільшення до продуктивності вбудованого ядра. Іншими словами, немає ніякого сумніву, що в максимальній конфігурації iGPU процесорів Intel Skylake виявиться швидшим за конкурентні рішення від AMD. Причому теоретично різниця зможе досягати 20 – 40%. Щоправда, швидше за все такий варіант буде доступний тільки для мобільних пристроїв, на зразок ноутбуків або міні-ПК. Але навіть у цьому випадку «червоним» тепер доведеться постійно тримати в думках той факт, що в будь-який момент конкурент може випустити процесор для настільних систем, який за графічною частиною з легкістю обійде їхній топовий APU.

Отже, список різних варіантів графічних ядер на сьогоднішній день виглядає наступним чином:

  • GT1 (Intel HD Graphics 510) – 12 виконавчих пристроїв;
  • GT2 (Intel HD Graphics 515) – 24 виконавчі пристрої;
  • GT2 (Intel HD Graphics 520) – 24 виконавчі пристрої;
  • GT2 (Intel HD Graphics 530) – 24 виконавчі пристрої;
  • GT3 (Intel HD Graphics 535) – 48 виконавчих пристроїв;
  • GT3e (Intel Iris Graphics 540) – 48 виконавчих пристроїв і модуль eDRAM;
  • GT3e (Intel Iris Graphics 550) – 48 виконавчих пристроїв і модуль eDRAM;
  • GT4e (Intel Iris Pro Graphics 580) – 72 виконавчі пристрої та модуль eDRAM.

Не виключаємо, що в майбутньому він може розширитися, оскільки, як ми вже говорили на початку цього розділу, iGPU 9-ого покоління має відмінні можливості в плані масштабування.

Intel Core i7-6700K

Також важливо відзначити, що всі процесори Intel Skylake підтримують стандарт HDMI 2.0 і виведення картинки у форматі 4K Ultra HD із частотою 60 Гц. Максимальне число підключуваних екранів як і раніше залишилося рівним трьом. Хоча й цього цілком достатньо в рамках настільної системи будь-якого призначення.

Завершити розповідь про нове графічне ядро ми хочемо, знову ж, словами про енергоефективність. Тут також застосовується принцип незалежних енергетичних доменів, завдяки якому при виконанні специфічних завдань (наприклад, кодування відео за допомогою технології Quick Sync), задіються лише окремі частини iGPU, тоді як інші залишаються знеструмленими.

Intel Core i7-6700K

Підводячи проміжні підсумки, можна із упевненістю говорити, що Intel Skylake – це дійсно нова мікроархітектура, і в ній реалізована маса новаторських ідей. Тим більше що вище ми перелічили лише основні переваги самої мікроархітектури. Але ж разом із новими процесорами ми одержали ще й нову платформу, яка обзавелася більш функціональним набором логіки, більш швидкою шиною DMI, окремим блоком для зміни дільника CPU Strap, периферійними слотами розширення PCI Express 3.0 і багатьма іншими компонентами (про все це більш докладно ви можете прочитати в перших матеріалах, присвячених платформі Socket LGA1151). Одним словом, навіть за відсутності жорсткої конкуренції компанія Intel продовжує прогресувати й нарощувати свій потенціал. А «червоним» треба не то що задуматися, а терміново створювати що-небудь у відповідь, інакше в них є всі шанси незабаром розпрощатися з ринком настільних процесорів.

Процесор Intel Core i7-6700K

Специфікація:

Модель

Intel Core i7-6700K 

Intel Core i7-4790K

Процесорний роз’єм

Socket LGA1151

Socket LGA1150

Тактова частота (номінальна / у турборежимі), МГц

4000 / 4200

4000 / 4400

Множник (номінальний / у турборежимі)

x40 / x42

x40 / x44

Опорна частота, МГц

100

Об’єм кеш-пам'яті першого рівня L1, КБ

4 х 32 (пам'ять інструкцій)

4 х 32 (пам'ять даних)

Об’єм кеш-пам'яті другого рівня L2, КБ

4 х 256

Об’єм кеш-пам'яті третього рівня L3, МБ

8

Об’єм кеш-пам'яті четвертого рівня L4, МБ

Немає

Мікроархітектура

Intel Skylake

Intel Haswell

Кодове ім'я

Intel Skylake

Intel Devil's Canyon

Кількість процесорних ядер / потоків

4 / 8

Підтримка інструкцій

MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2, EM64T, F16C, BMI, AES, AVX, AVX2, FMA3

Напруга живлення, В

-

-

Максимальна розрахункова потужність (TDP), Вт

91

88

Межа допустимої температури, °C

-

72,7

Техпроцес, нм

14

22

Підтримка технологій

VT-x, VT-d, TXT, TSX, Turbo Boost 2.0, Speed Shift, SGX

VT-x, VT-d, TXT, TSX, Turbo Boost 2.0

Вбудований контролер пам'яті

Максимальний об’єм пам'яті, ГБ

64

32

Типи пам'яті

DDR4 / DDR3L

DDR3

Гарантовано підтримувана частота, МГц

2133 (для DDR4)

1600 (для DDR3L)

1600

Кількість каналів пам'яті

2

Максимальна кількість модулів на один канал

2

Вбудоване графічне ядро


Intel HD Graphics 530

Intel HD Graphics 4600

Кількість виконавчих блоків

24

20

Модулі растеризації

-

4

Текстурні блоки

-

8

Тактова частота GPU (номінальна / у турборежимі), МГц

350 / 1150

350 / 1250

Максимальна кількість підтримуваних дисплеїв

3

Підтримка інструкцій і технологій

DirectX 12, OpenGL 4.4, OpenCL 2.0, Shader Model 5.0, Intel Quick Sync Video, InTru 3D, Intel Insider, Intel Wireless Display, Intel Clear Video HD

DirectX 11.2, OpenGL 4.3, OpenCL 1.2, Shader Model 5.0, Intel Quick Sync Video, InTru 3D, Intel Insider, Intel Wireless Display, Intel Clear Video HD

Упаковка, комплект поставки та зовнішній вигляд

До нас у лабораторію потрапив тестовий (інженерний) екземпляр процесора Intel Core i7-6700K, тому традиційний опис коробки та системи охолодження відсутній. Хоча, зважаючи на все, флагманські моделі комплектуватися нею не будуть.

Intel Core i7-6700K Intel Core i7-6700K

Процесор Intel Core i7-6700K призначений для встановлення на материнські плати з роз’ємом Socket LGA1151, який, нагадаємо, не має ні прямої, ні зворотної електротехнічної сумісності з Socket LGA1150. Під кришкою знаходиться поліпшений термоінтерфейс на основі срібла, що робить відведення тепла від кристала більш ефективним і дозволяє розраховувати на хороші показники розгону – те, чого так не вистачало представникам лінійок Intel Haswell і Intel Haswell Refresh.

Аналіз технічних характеристик

Intel Core i7-6700K

У звичайному режимі роботи (технологія Intel Turbo Boost 2.0 вимкнена) швидкість Intel Core i7-6700K рівна 4000 МГц, при опорній частоті 100 МГц і множнику «х40». У момент зняття показів напруга на ядрі становила 1,284 В. Для роботи на такій же частоті Intel Core i7-4790K було потрібна напруга живлення приблизно на 0,1 В менша. Аналогічна картина спостерігалася й при порівнянні Intel Core i5-6600K з Intel Core i5-4690K. Із цього можна зробити висновок, що перехід на 14-нм техпроцес у компанії Intel все-таки викликав деякі труднощі.

Intel Core i7-6700K

При активації фірмової технології Intel Turbo Boost 2.0 швидкість Intel Core i7-6700K піднімається до позначки 4200 МГц, а напруга живлення – до 1,308 В. Щоправда, такі показники вдалося зафіксувати лише при незначному навантаженні, більшу ж частину часу тестований зразок проводив на номінальній частоті.

Intel Core i7-6700K

Оскільки на використовуваному тестовому стенді встановлена операційна система MS Windows 8.1, то ми не змогли побачити в дії роботу всіх енергозберігаючих механізмів, реалізованих у процесорах сімейства Intel Skylake. У нашому випадку, при відсутності навантаження швидкість Intel Core i7-6700K просто зменшилася до 800 МГц, а напруга живлення опустилася до 0,784 В.

Intel Core i7-6700K

Структура кеш-пам'яті новинки виглядає наступним чином:

  • кеш-пам'ять першого рівня L1: на кожне з 4-х 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 4-ма каналами асоціативності;
  • кеш-пам'ять третього рівня L3: 8 МБ для всіх ядер з 16-ма каналами асоціативності.

Intel Core i7-6700K

Модель Intel Core i7-6700K обладнана двома контролерами пам'яті: DDR4 і DDR3. У першому випадку гарантовано підтримувана частота модулів становить 2133 МГц, а в другому – 1600 МГц. Обидва контролери функціонують у двоканальному режимі, причому кожен канал може обслуговувати по дві планки пам'яті. Максимальний об’єм пам'яті заявлений на рівні 64 ГБ.

Intel Core i7-6700K

У новинці встановлене відеоядро Intel HD Graphics 530 (Intel GT2 Gen9 згідно з номенклатурою компанії Intel). Воно обладнане 24 виконавчими пристроями і в номіналі функціонує на частоті 350 МГц. У турборежимі його швидкість піднімається до 1150 МГц.


Социальные комментарии Cackle
Пошук на сайті
Поштова розсилка
facebook vk YouTube
google+ twitter rss
top10

vote

Голосування