Intel Core i7-5820K против Core i7-4790K: на перекрёстке двух миров

⇡#Описание тестовых систем и методики тестирования

В свете заглавия данного материала основными героями тестирования стали процессоры Core i7-5820K и Core i7-4790K. Однако чтобы сделать тестирование более содержательным, фоном для сопоставления этих процессоров послужили результаты прошлого и текущего высокопроизводительных флагманов — Core i7-4960X с дизайном Ivy Bridge-E, а также Core i7-5960X и Core i7-5930K с дизайном Haswell-E.

В итоге список задействованных в тестировании аппаратных компонентов выглядел следующим образом:

• Процессоры:
  • Intel Core i7-5960X Extreme Edition (Haswell-E, 8 ядер + HT, 3,0-3,5 ГГц, 20 Мбайт L3);
  • Intel Core i7-5930K (Haswell-E, 6 ядер + HT, 3,5-3,7 ГГц, 15 Мбайт L3);
  • Intel Core i7-5820K (Haswell-E, 6 ядер + HT, 3,3-3,6 ГГц, 15 Мбайт L3);
  • Intel Core i7-4960X Extreme Edition (Ivy Bridge-E, 6 ядер + HT, 3,6-4,0 ГГц, 15 Мбайт L3);
  • Intel Core i7-4790K (Haswell Refresh, 4 ядра + HT, 4,0-4,4 ГГц, 8 Мбайт L3).
• Процессорный кулер: Noctua NH-D15.
• Материнские платы:
  • ASUS X99-Deluxe (LGA2011-v3, Intel X99);
  • ASUS Z97-Pro (LGA1150, Intel Z97);
  • Gigabyte X79-UP4 (LGA2011, Intel X79).
• Память:
  • 2x8 Гбайт DDR3-2133 SDRAM, 9-11-11-31 (G.Skill [TridentX] F3-2133C9D-16GTX).
  • 4x4 Гбайт DDR3-2133 SDRAM, 9-11-11-31 (G.Skill [TridentX] F3-2133C9Q-16GTX);
  • 4x4 Гбайт DDR4-2666 SDRAM, 15-15-15-35 (G.Skill [Ripjaws 4] F4-2666C15Q-16GRR);
• Видеокарта: NVIDIA GeForce GTX 980 (4 Гбайт/256-бит GDDR5, 1127-1216/7012 МГц).
• Дисковая подсистема: Crucial M550 512 GB (CT512M550SSD1).
• Блок питания: Seasonic Platinum SS-760XP2 (80 Plus Platinum, 760 Вт).

Тестирование выполнялось в операционной системе Microsoft Windows 8.1 Professional x64 with Update с использованием следующего комплекта драйверов:

• Intel Chipset Driver 10.0.17;
• Intel Management Engine Driver 10.0.0.1204;
• Intel Rapid Storage Technology 13.2.4.1000;
• NVIDIA GeForce 344.75 Driver.

Процессор Intel Core i7-4790K и главный герой сегодняшнего теста, Core i7-5820K, испытывались дважды — не только при работе в номинальном режиме, но и при их стабильном и подходящем для долговременного использования разгоне, достижимом с применяемым нами охлаждением:

• Core i7-5820K при разгоне до 4,1 ГГц с напряжением 1,225 В;
• Core i7-4790K при разгоне до 4,5 ГГц с напряжением 1,2 В.

Описание использовавшихся для измерения производительности инструментов:

• Бенчмарки:
  • Futuremark PCMark 8 Professional Edition 2.3.293 — тестирование в сценариях Home (обычное домашнее использование PC), Creative (использование PC для развлечений и для работы с мультимедийным контентом) и Work (использование PC для типичной офисной работы).
  • Futuremark 3DMark Professional Edition 1.4.828 — тестирование в сценах Sky Driver, Cloud Gate и Fire Strike.
• Приложения:
  • Adobe Photoshop CC 2014 — тестирование производительности при обработке графических изображений. Измеряется среднее время выполнения тестового скрипта, представляющего собой творчески переработанный Retouch Artists Photoshop Speed Test, который включает типичную обработку четырёх 24-мегапиксельных изображений, сделанных цифровой камерой.
  • Adobe Photoshop Lightroom 5.7 — тестирование производительности при пакетной обработке серии изображений в RAW-формате. Тестовый сценарий включает постобработку и экспорт в JPEG с разрешением 1920x1080 и максимальным качеством двухсот 12-мегапиксельных изображений в RAW-формате, сделанных цифровой камерой Nikon D300.
  • Adobe Premiere Pro CC 2014 — тестирование производительности при нелинейном видеомонтаже. Измеряется время рендеринга в формат H.264 Blu-Ray проекта, содержащего HDV 1080p25 видеоряд с наложением различных эффектов.
  • Autodesk 3ds max 2015 — тестирование скорости финального рендеринга. Измеряется время, затрачиваемое на рендеринг в разрешении 1920x1080 с применением рендерера mental ray одного кадра стандартной сцены Space_Flyby из тестового пакета SPEC.
  • WinRAR 5.1 — тестирование скорости архивации. Измеряется время, затрачиваемое архиватором на сжатие директории с различными файлами общим объёмом 1,7 Гбайт. Используется максимальная степень компрессии.
  • x264 r2491 — тестирование скорости транскодирования видео в формат H.264/AVC. Для оценки производительности используется исходный 1080p@50FPS AVC-видеофайл, имеющий битрейт около 30 Мбит/с.
  • X265 1.4+142 8bpp — тестирование скорости транскодирования видео в перспективный формат H.265/HEVC. Для оценки производительности используется тот же видеофайл, что и в тесте скорости транскодирования кодером x264.
• Игры:
  • Civilization: Beyond Earth. Настройки для разрешения 1280х800: DirectX11, Ultra Quality, Anti-aliasing = Off, Multithreaded rendering = On. Настройки для разрешения 1920x1080: DirectX11, Ultra Quality, 8x MSAA, Multithreaded rendering = On.
  • Company of Heroes 2. Настройки для разрешения 1280х800: Maximum Image Quality, Anti-Aliasing = Off, Higher Texture Detail, High Snow Detail, Physics = Off. Настройки для разрешения 1920x1080: Maximum Image Quality, High Anti-Aliasing, Higher Texture Detail, High Snow Detail, Physics = High.
  • F1 2014. Настройки для разрешения 1280х800: Ultra Quality, 0xAA, DirectX11. Настройки для разрешения 1920x1080: Ultra Quality, 8xAA, DirectX11. Используется трасса Texas.
  • Hitman: Absolution. Настройки для разрешения 1280х800: Ultra Quality, MSAA = Off, High Texture Quality, 16x Texture Aniso, Ultra Shadows, High SSAO, Global Illumination = On, High Reflections, FXAA = On, Ultra Level of Detail, High Depth of Field, Tesselation = On, Normal Bloom. Настройки для разрешения 1920x1080: Ultra Quality, 8x MSAA, High Texture Quality, 16x Texture Aniso, Ultra Shadows, High SSAO, Global Illumination = On, High Reflections, FXAA = On, Ultra Level of Detail, High Depth of Field, Tesselation = On, Normal Bloom.
  • Metro: Last Light Redux. Настройки для разрешения 1280х800: DirectX 11, High Quality, Texture Filtering = AF 16X, Motion Blur = Normal, SSAA = Off, Tessellation = High, Advanced PhysX = Off. Настройки для разрешения 1920x1080: DirectX 11, Very High Quality, Texture Filtering = AF 16X, Motion Blur = Normal, SSAA = On, Tessellation = High, Advanced PhysX = Off. При тестировании используется сцена Scene 1.
  • Middle-Earth: Shadow of Mordor. Настройки для разрешения 1280x800: Lighting Quality = High, Mesh Quality = Ultra, Motion Blur = Camera and Objects, Shadow Quality = High, Texture Filtering = Ultra, Texture Quality = High, Ambient Occlusion = Medium, Vegetation Range = Ultra, Depth of Field = On, Order Independent Transparency = On, Tessellation = On. Настройки для разрешения 1280x800: Lighting Quality = High, Mesh Quality = Ultra, Motion Blur = Camera and Objects, Shadow Quality = Ultra, Texture Filtering = Ultra, Texture Quality = Ultra, Ambient Occlusion = High, Vegetation Range = Ultra, Depth of Field = On, Order Independent Transparency = On, Tessellation = On.
  • Thief. Настройки для разрешения 1280x800: Texture Quality = Very High, Shadow Quality = Very High, Depth-of-field Quality = High, Texture Filtering Quality = 8x Anisotropic, SSAA = Off, Screenspace Reflections = On, Parallax Occlusion Mapping = On, FXAA = Off, Contact Hardening Shadows = On, Tessellation = On, Image-based Reflection = On. Настройки для разрешения 1920x1080: Texture Quality = Very High, Shadow Quality = Very High, Depth-of-field Quality = High, Texture Filtering Quality = 8x Anisotropic, SSAA = High, Screenspace Reflections = On, Parallax Occlusion Mapping = On, FXAA = On, Contact Hardening Shadows = On, Tessellation = On, Image-based Reflection = On.

⇡#Производительность в комплексных тестах

Тех пользователей, которые приобретают системы, построенные на процессорах высокого класса, показатели в комплексных тестах волнуют не сильно. Дело в том, что такие тесты моделируют работу общеупотребительных приложений, которые на самом деле редко могут загрузить четвёрку или даже большее количество процессорных ядер, особенно если они работают с технологией Hyper-Threading. И это означает, что в данном случае гораздо большее влияние на результат PCMark 8 оказывает частота работы CPU, а не его способности к многопоточной обработке данных.

Поэтому нет ничего удивительного в том, что четырёхъядерный Core i7-4790K заметно опережает Core i7-5820K, ведь Devil’s Canyon выделяется из всех современных процессоров Intel как раз своей высокой тактовой частотой. Причём преимущество LGA1150-флагмана столь высоко, что даже разогнанный Core i7-5820K дотягивается до его результатов далеко не всегда. Впрочем, не стоит принимать увиденное на приведённых выше диаграммах близко к сердцу. Далее, в настоящих ресурсоёмких приложениях, мы увидим совсем иную картину.

⇡#Производительность в приложениях

Именно для выполнения тяжёлых в вычислительном плане задач и стоит использовать процессоры с большим количеством ядер. Шестиядерный Core i7-5820K может обеспечить более высокое, нежели Core i7-4790K, быстродействие при финальном рендеринге, монтаже и перекодировании видео, обработке массивов изображений, сжатии данных и во многих других случаях. Причём в наиболее сложных задачах, например в 3ds max 2015 или в современных кодерах x264 и x265, младшему Haswell-E уступает даже разогнанный Devil’s Canyon. Это явно указывает на то, что, если ваша деятельность связана с созданием контента, шестиядерные процессоры явно предпочтительнее четырёхъядерных. Тем более что подобная высокая производительность нынче заметно подешевела: Core i7-5820K предлагает примерно тот же уровень быстродействия, что и Core i7-4960X годичной давности, но в два с половиной раза дешевле.

Попутно отметим, что, несмотря на наши жалобы на разгон, которого мы смогли добиться у Core i7-5820K, прирост производительности оказался не таким уж и маленьким. Увеличение частоты работы этого процессора до 4,1 ГГц позволило получить в среднем 15-процентное увеличение скорости выполнения ресурсоёмких задач. И это — явно больше, чем то, на что можно рассчитывать при разгоне Devil’s Canyon, который ускорен почти до максимума самим производителем изначально. Любопытно, что разогнанный Core i7-5820K в ряде случаев может похвастать даже более высоким быстродействием, нежели нынешний LGA2011-v3-флагман, Core i7-5960X. Однако не забывайте, что связано это с низкой номинальной частотой восьмиядерной модели, которая, как и Core i7-5820K, подвержена разгону примерно до таких же рубежей. То есть если не оглядываться на вопросы бюджета, то для получения максимальной производительности в «тяжёлых» задачах опираться стоит всё же на старший восьмиядерный Haswell-E.

⇡#Производительность в играх

Многих обладателей высокопроизводительных систем волнует не столько скорость работы процессоров в ресурсоёмких приложениях, сколько та игровая производительность, которую они могут обеспечить. И вот тут-то противостояние «старший четырёхъядерник против младшего шестиядерника» может обостриться с новой силой. Как известно, многие игры не нуждаются в большом количестве вычислительных ядер, и поэтому Core i7-4790K с высокой тактовой частотой на первый взгляд выглядит более предпочтительным. Однако вполне возможно, что первое впечатление не совсем верно. Ведь и Core i7-5820K невозможно называть тормозом, к тому же он может предложить более вместительную кеш-память и более быструю четырёхканальную DDR4, а такие вещи тоже сказываются на игровой производительности.

Тестирование в реальных играх предваряют результаты синтетического бенчмарка 3DMark, который выдаёт некую усреднённую метрику игровой 3D-производительности систем.

Futuremark 3DMark хорошо оптимизирован под многоядерное строение современных процессоров, поэтому он рисует некую идеализированную картину того, что бы было, если бы производители игровых движков делали ставку на многопоточность. Здесь шестиядерный Core i7-5820K немного опережает старший четырёхъядерник Core i7-4790K, а разгон дополнительно увеличивает это преимущество.

Тестирование в реальных играх редко когда позволяет выявить принципиальные различия между высокопроизводительными процессорами. При современной игровой нагрузке узким местом становятся не вычислительные ресурсы платформы, а её графическая подсистема. Именно поэтому в большинстве случаев совершенно безразлично, какой из процессоров используется в той или иной геймерской платформе. Количество FPS, скорее всего, от этого зависеть будет крайне незначительно. Тем не менее это не даёт повода отказываться от тестирования в играх. Просто для лучшей иллюстративности вместе с измерением игровой производительности в типичном Full HD-разрешении 1920x1080 с включённым полноэкранным сглаживанием мы делаем замеры и в разрешении 1280х800. Результаты в первом случае показывают тот уровень FPS, который можно получить в реальных условиях прямо сейчас, второй же вариант тестирования позволяет оценить теоретическую игровую производительность процессоров, которая, возможно, будет раскрыта в перспективе, если в нашем распоряжении появятся более быстрые варианты графической подсистемы.

Тесты в Full HD-разрешении:

Как видно по приведённым диаграммам, игровая производительность Core i7-5820K и Core i7-4790K практически не различается. При установке Full HD-разрешения оба процессора справляются с полной загрузкой флагманской видеокарты GeForce GTX 980, и мы не видим никаких принципиальных различий в количестве кадров в секунду. Если подойти к числам на диаграмме совсем дотошно, то Core i7-4790K всё-таки чуть быстрее, но это его незначительное превосходство на самом деле обуславливается даже не более высокой тактовой частотой четырёхъядерника, а особенностями платформы LGA2011-v3, PCI Express-контроллер в которой работает с немного более высокими задержками в силу своей сложности.

Попутно хотелось бы подчеркнуть ещё один любопытный факт: Core i7-5820K как геймерский процессор оказался немного более удачным выбором, чем флагманский Core i7-5960X. Причины такого явления вопросов не вызывают — частота восьмиядерного Haswell-E ниже, чем у Core i7-5820K, а шести ядер для любой современной игры более чем достаточно. Поэтому собирать игровые системы, основываясь на сегодняшнем процессореExtreme Edition, смысла нет. Другие LGA2011-v3-шестиядерники будут как минимум не хуже.

Тесты в уменьшенном разрешении:

Если при измерении обобщённой игровой производительности раздвинуть рамки, которые устанавливает ограниченная производительность графической карты, то диаграммы с результатами быстродействия становятся куда менее однообразными. И если говорить о теоретической процессорной игровой производительности, то обычный четырёхъядерный Haswell (Devil’s Canyon) выглядит лучше, чем процессоры Haswell-E и Core i7-5820K в их числе. Частота процессора для игр важнее, чем шесть ядер, больший кеш и четырёхканальная память, по крайней мере применительно к носителям микроархитектуры Haswell.

⇡#Энергопотребление

Все процессоры Haswell-E имеют одинаковый тепловой пакет 140 Вт, и Core i7-5820K в этом отношении ничем не отличается от своих собратьев. Это вполне закономерно, ведь шестиядерные и восьмиядерные Haswell-E основываются на одном и том же полупроводниковом кристалле, а тактовые частоты шестиядерников выше, чем у старшего флагманского процессора Core i7-5960X. Однако наше сегодняшнее исследование посвящено сравнению Core i7-5820K с Core i7-4790K, расчётное тепловыделение которого на 40 процентов ниже. Неужели показатели реального энергопотребления (а следовательно, и тепловыделения) различаются столь кардинально?

На следующих ниже графиках приводится полное потребление систем (без монитора), измеренное на выходе из розетки, в которую подключен блок питания тестовой системы, и представляющее собой сумму энергопотребления всех задействованных в системе компонентов. В суммарный показатель автоматически включается и КПД самого блока питания, однако с учетом того, что используемая нами модель БП, Seasonic Platinum SS-760XP2, имеет сертификат 80 Plus Platinum, его влияние должно быть минимальным. Для правильной оценки энергопотребления мы активировали турборежим и все имеющиеся энергосберегающие технологии.

В состоянии простоя платформа LGA2011-v3 потребляет заметно больше, чем LGA1150. Это нам уже известно, и причин у такого явления сразу несколько. Во-первых, набор системной логики Intel X99 в полтора раза более прожорлив, чем Z97. Во-вторых, процессоры семейства Haswell-E лишены поддержки части энергосберегающих технологий, в частности состояния C7. В-третьих, материнские платы с процессорным разъёмом LGA2011-v3 имеют заведомо более сложный дизайн и оснащены большим числом контроллеров.

При решении распространённой многопоточной задачи по перекодированию видео кодером x265 система на базе шестиядерного процессора Core i7-5820K потребляет на 24 Вт больше, чем аналогичная конфигурация с Core i7-4790K. Однако если соотнести этот показатель с разницей в их быстродействии, то получится, что младший представитель линейки предлагает лучшую удельную производительность в пересчёте на каждый ватт затраченной электроэнергии. Правда, при разгоне ситуация меняется на противоположную — потребление Core i7-5820K при увеличении тактовой частоты выше номинала возрастает очень резко.

На следующей диаграмме приводится максимальное потребление при нагрузке, создаваемой 64-битной версией утилиты LinX 0.6.5 с поддержкой набора инструкций AVX2, которая базируется на пакете Linpack, отличающемся непомерными энергетическими аппетитами.

Не стоит обращать внимание на невысокое потребление Core i7-4960X: этот процессор не поддерживает AVX2, а потому сравнивать его с носителями микроархитектуры Haswell в данном тесте не совсем корректно. Что же касается Core i7-4790K и Core i7-5820K, то разница в аппетитах основанных на них систем составляет всего 20 Вт, а не более 50 Вт, как можно было бы ожидать, исходя из официальных спецификаций. Фактически Core i7-5820K раскрывает свою прожорливость только при разгоне. В случае же эксплуатации этого процессора в номинальном режиме на его основе вполне возможно построить систему, отличающуюся довольно умеренным уровнем энергопотребления.

⇡#Выводы

До появления на рынке процессоров поколения Haswell-E младшие модели CPU для высокопроизводительной платформы LGA2011 выглядели достаточно спорно. Их производительность была не выше, чем у старших процессоров для актуальной на тот момент общеупотребительной платформы, и фактически весь интерес к четырёхъядерным Sandy Bridge-E и Ivy Bridge-E подпитывался одним только маркетингом: Intel позиционировала такие продукты как специальные решения для энтузиастов и элиты компьютерного сообщества. Однако с недавним обновлением высокопроизводительной платформы и вхождением в обиход разъёма LGA2011-v3 ситуация изменилась в корне. Теперь младший Haswell-E — это шестиядерник, то есть процессор, который принципиально отличается от старших CPU для платформы LGA1150, имеющих максимум четыре вычислительных ядра. Делает ли это Core i7-5820K действительно интересным и привлекательным выбором для потребителей, ориентированных на построение производительного десктопа? И да и нет.

С одной стороны, процессор, располагающий шестью вычислительными ядрами, — это прекрасное средство для решения ресурсоёмких задач. Несмотря на то, что Core i7-5820K имеет частоты на уровне энергоэффективных четырёхъядерников для LGA1150 — и потому на первый взгляд кажется недостаточно быстрым, при хорошо распараллеливаемой нагрузке он выдаёт очень достойный уровень производительности, превосходя старший Devil’s Canyon на 15-20 процентов. Таким образом, в задачах, связанных с созданием и обработкой контента, системы на базе Core i7-5820K могут оказаться не только востребованными, но и предпочтительными.

С другой стороны, при игровом использовании в Core i7-5820K нет никакого смысла. Современные игры совершенно не нуждаются в большем, чем четыре, количестве ядер, а относительные низкие тактовые частоты способны поставить Core i7-5820K на ступень ниже старших процессоров для LGA1150. Конечно, в большинстве ситуаций пока такого не происходит, и мощности построенного на прогрессивной микроархитектуре Haswell младшего шестиядерника Core i7-5820K для загрузки актуальных флагманских видеокарт вполне хватает. Однако нет никакой гарантии, что то же самое мы сможем говорить после выхода следующего поколения видеоускорителей. Всё-таки Core i7-4790K предлагает несколько лучшие ресурсы для игровой нагрузки. Поэтому использовать Core i7-5820K в основе геймерских систем, не применяющихся попутно для систематической работы с творческими приложениями, нет никакого смысла.

Сказанное в двух предыдущих абзацах могло бы стать исчерпывающим руководством к действию при выборе наилучшего процессора в ценовом диапазоне 300-400 долларов, если бы не одно но. Несмотря на то, что стоимость Core i7-5820K и Core i7-4790K различается всего на $50, итоговая цена систем с этими CPU окажется заметно более разной. Дело в том, что платформа LGA2011-v3 устанавливает высокую стоимость входа сама по себе: для неё предлагаются более дорогие материнские платы, а новая DDR4 SDRAM стоит дороже привычной DDR3. Поэтому в реальности на LGA2011-v3-конфигурацию с Core i7-5820K, материнской платой среднего уровня и 16 Гбайт памяти придётся потратить на $150-$200 больше, чем на похожую систему с процессором Core i7-4790K. И стоит ли оно того — каждый должен решить для себя сам, исходя из того, для каких целей он собирается использовать свой персональный компьютер.