Написание итоговых материалов о рынке процессоров для настольных ПК c каждым годом требует всё большей изобретательности. Дело в том, что развитие классических CPU с архитектурой x86 явно замедляется, и значимых событий становится всё меньше и меньше. Происходит это по вполне понятным причинам: с одной стороны, на фоне бурного развития мобильных и портативных устройств интерес пользователей к традиционным персоналкам падает. С другой стороны, сказывается отсутствие на рынке x86-процессоров реальной конкуренции. С третьей – не стоит забывать и о том, что разработка новых процессорных дизайнов требуют всё возрастающих затрат. Здесь играют роль сразу два фактора: как серьёзные производственные проблемы, неминуемо возникающие при внедрении все более «тонких» технологических процессов, так и возросшая сложность микроархитектуры самих современных CPU.

Поэтому нет ничего удивительного, что изложение событий, произошедших в течение года на процессорном рынке, становится всё короче и короче. Однако сегодняшний итоговый материал получился гораздо более содержательным, чем обычно. Дело в том, что для всех, кто интересуется положением дел на рынке CPU, забрезжил луч надежды: в следующем году AMD обещает представить свою новую микроархитектуру Zen, которая может поменять привычный уже баланс сил. В результате, говоря о сегодняшней ситуации с x86-процессорами, нам волей-неволей приходится делать постоянные отсылки к недалёкому будущему и подробно останавливаться на прогнозах и перспективах. Однако прежде, чем мы затронем вопрос ближайшей перспективы, давайте всё-таки вспомним, какими анонсами нас порадовали AMD и Intel в течение года ушедшего.

⇡#Чем запомнился 2015-й

Хотя этот материал мы начали с сетований на то, что значимых событий на рынке процессоров для ПК происходит не так много, это совсем не значит, что отрасль находится в застое. В 2015 году Intel выпустила целых два поколения 14-нм процессоров для настольных компьютеров, одно из которых, правда, получило беспрецедентно короткий жизненный цикл. AMD же в это время неспешно развивала линейку гибридных процессоров Kaveri и одновременно представила также ещё одну, на этот раз финальную, разновидность архитектуры Bulldozer, которая, правда, нашла своё место в процессорах исключительно для мобильного рынка. Давайте вспомним подробнее, как это всё происходило.

Итак, в начале 2015 года компания Intel представила процессоры поколения Broadwell, ориентированные на тонкие и лёгкие ноутбуки. Эти процессоры стали воплощением очередного такта в цикле разработки «тик-так», и фактически их основным преимуществом был переход на современный 14-нм техпроцесс и многочисленные оптимизации, направленные на улучшение экономичности. При этом c процессорным дизайном Broadwell компания Intel хотела провести некий эксперимент: он изначально был ориентирован на мобильные и ультрамобильные решения, а полноценные десктопные процессоры на его основе не планировались вовсе. Но под давлением клиентов впоследствии в эти планы были внесены коррективы, и на базе Broadwell всё-таки были созданы модели CPU для настольных систем. Однако это привело к затягиванию процесса их вывода на рынок, на который к тому же оказали серьёзное влияние и производственные проблемы с 14-нм технологией, по которой долго не удавалось получить приемлемый выход годных кристаллов. В результате десктопные Broadwell увидели свет лишь в июне, то есть спустя почти год с того момента, как были анонсированы первые мобильные процессоры на этой микроархитектуре, вошедшие в семейство Core M.

Полупроводниковый кристалл Broadwell

В итоге выход Broadwell на рынок процессоров для настольных систем состоялся в тот момент, когда до появления ЦП следующего поколения — Skylake — оставалась всего пара месяцев. Intel попыталась разделить эти новинки позиционированием, установив для Broadwell более строгие тепловые пакеты и снабдив их некоторыми дополнительными функциями: производительной графикой Iris Pro и дополнительным, играющим роль L4-кеша eDRAM-буфером. Однако эти меры десктопные Broadwell популярными сделать не смогли. Напротив, из-за этого они приобрели явные черты нишевых и узкоспециализированных продуктов, востребованных лишь в очень редких случаях. Как впоследствии констатировали сами представители Intel, вся эпопея с выпуском Broadwell для настольных ПК – это большой просчёт. Получившиеся в итоге продукты не только вышли явно не вовремя, но и оказались слишком дорогими и достаточно несбалансированными по характеристикам, в результате чего их продажи фактически были сорваны.

Впрочем, при этом нельзя отрицать тот факт, что Core i7-5775C и i5-5675C смогли продемонстрировать, что AMD больше не может считаться разработчиком самых производительных интегрированных графических ядер. Оба выпущенных Intel десктопных процессора Broadwell смогли предложить заметно лучшую графическую производительность, чем старшие гибридные процессоры конкурента – AMD A10-7850K и A10-7870K. Таким образом, за время своей жизни Core i7-5775C и i5-5675C всё-таки смогли полноценно сыграть хотя бы одну важную роль – представительскую.

Но уже в августе место самых современных процессоров Intel заняли модели поколения Skylake. И это было уже совершенно полноценное обновление. Ведь вместе с использованием 14-нм технологии в них Intel реализовал и новую улучшенную микроархитектуру. Конечно, нельзя сказать, что микроархитектура Skylake стала каким-то откровением, но удельная производительность новых процессоров по сравнению с Haswell выросла на очередные 10-15 процентов, а кроме того, они получили новое графическое ядро девятого поколения. Ещё одним важным нововведением, случившимся с появлением процессоров Skylake, стал переход на новую LGA1151-экосистему с поддержкой DDR4-памяти.

К настоящему времени процессоры Skylake успешно проникли во все рыночные сегменты, начиная с тонких и лёгких ноутбуков и заканчивая производительными десктопами. Есть в линейке Skylake и традиционные оверклокерские модели Core i7-6700K и Core i5-6600K, которые к настоящему времени смогли побить немало рекордов благодаря переносу стабилизатора питания из процессора на материнскую плату и, как следствие, возросшему частотному потенциалу. Кстати, со Skylake неожиданно вернулась и почти забытая техника разгона – через увеличение частоты BCLK. Более того, в самом конце ушедшего года стало известно, что такой подход применим и к обычным процессорам без индекса K в названии, так что с оверклокерской точки зрения Skylake стали действительно очень важным и ожидаемым обновлением.

Полупроводниковый кристалл Skylake

Впрочем, сказать, что рыночная жизнь Skylake хороша и безоблачна, мы всё-таки не можем. С этими процессорами существует как минимум две проблемы. Первая – производственная. Несмотря на все победные реляции, 14-нм производственный процесс всё ещё работает не так, как того хотелось бы Intel. Низкий выход годных кристаллов, способных работать на высоких частотах, приводит к дефициту старших моделей Skylake. В результате процессоры Core i7-6700K и Core i5-6600K продаются по несколько завышенным ценам, а в некоторых регионах бывают и вовсе недоступны. Вторая же проблема касается механической конструкции процессоров, толщина текстолита которых стала заметно меньше. Из-за этого при использовании кулеров с сильным прижимом возникает риск повреждения CPU. Конечно, вероятность такого исхода не слишком высока, но тем не менее некоторые производители кулеров были даже вынуждены изменить конструкцию используемого ими крепления.

В то время как Intel в течение прошедшего года смогла дважды представить принципиально новые процессоры, компания AMD жила явно не настоящим, а будущим. Все её надежды связаны с перспективной микроархитектурой Zen, которая попадёт в реальные продукты лишь в конце наступившего или даже в начале следующего года. И поэтому в 2015 году анонсов новых продуктов AMD практически совсем не было. За это время компания успела лишь чётко подтвердить свои намерения больше не развивать многострадальную микроархитектуру Bulldozer, последней реинкарнацией которой стал свежий дизайн Excavator. Впрочем, дизайн этот в процессоры серии FX не попадёт вообще, и его ареал обитания ограничивается исключительно гибридными APU, причём на данный момент лишь мобильного назначения. Собственно, первые процессоры, использующие ядра Excavator, были представлены — под кодовым именем Carrizo — в середине минувшего года.

Процессоры AMD Carrizo

В теории Carrizo должны были стать альтернативой для процессоров Intel U-класса, которые применяются в тонких и лёгких ноутбуках. И в них были сделаны действительно серьёзные улучшения по сравнению с предыдущим поколением мобильных процессоров Kaveri – производительность увеличилась, а TDP снизилась примерно на 20 процентов. Однако даже в этой отдельно взятой нише AMD так и не смогла догнать Intel. Её мобильные процессоры оказались хуже по энергопотреблению, слабее по производительности и заметно уступили мобильным Skylake даже по мощности графического ядра.

Что же касается более интересного для нас десктопного рыночного сегмента, то в нём AMD не стала проводить никаких инноваций вообще. Компания лишь слегка подняла частоты гибридных процессоров Kaveri, попутно присвоив им новое кодовое имя Godavari.

⇡#Лучшие процессоры 2015 года

Хотя многие геймеры приходят к выводу, что главное в современном компьютере – это производительная видеокарта, центральный процессор остаётся весьма важной деталью. Во-первых, даже в сугубо игровых системах на процессоре лежит масса функций – от запуска операционной системы до исполнения программ, не связанных с 3D-графикой. Во-вторых, производительный процессор может иметь значение и в играх: на нём лежит обсчёт физики игрового мира, моделирование поведения компьютерных персонажей и прочее. В-третьих, не стоит забывать и об огромной армии пользователей, создающих контент. Хотя многие приложения начали использовать мощности GPU, редактирование изображений, звука и видео без наличия в системе быстрого центрального процессора попросту невозможно.

Впрочем, для большинства обычных пользователей вполне может быть достаточен практически любой современный процессор. Даже системы на базе младших Celeron или Athlon способны дать возможность с комфортом работать с интернет-браузером, просматривать видео и играть во многие сетевые игры. Однако если вы собираетесь редактировать или генерировать мультимедийный контент или заниматься какими-нибудь инженерными расчётами, то быстрый процессор становится жизненно необходим. Не лишним он будет и для игровой системы, ориентированной на современные игры категории AAA. Поэтому в итоговой статье про рынок десктопных CPU мы постарались рассказать, какие оптимальные варианты процессоров можно выбрать для построения настольных ПК различных ценовых категорий на момент конца 2015 – начала 2016 года.

Однако отмеченное нами выше замедление прогресса в области центральных процессоров для ПК приводит к тому, что далеко не все наши рекомендации относятся к продуктам, выпущенным в прошлом году. Во многих случаях остаются весьма привлекательными предложениями и процессоры, появившиеся на рынке в течение прошлых лет. И это как раз и является отличной иллюстрацией всего сказанного выше: жизненный цикл CPU за последнее время сильно увеличился, и представлять реальный интерес могут даже те решения, которые увидели свет более года тому назад.

⇡#Самый быстрый – Intel Core i7-5960X

Core i7-5960X – это попросту самый быстрый процессор из того, что можно купить сегодня для настольных компьютеров. Интересно, что его тактовая частота составляет 3,0-3,5 ГГц и далека от рекордных величин, но это не мешает ему оставаться лидером. Достигается это благодаря наличию восьми вычислительных ядер с микроархитектурой Haswell, каждое из которых может исполнять с помощью технологии Hyper-Threading по два потока одновременно. В результате Core i7-5960X способен работать с 16 потоками, располагает 20-Мбайт кеш-памятью третьего уровня и обладает встроенным контроллером PCI Express 3.0, поддерживающим 40 линий.

Проблема с Core i7-5960X лишь одна – это не новый процессор. Его возраст подходит к полутора годам, и вскорости ему на смену придёт более новый и более производительный последователь из семейства Broadwell-E. Впрочем, такие перспективные CPU будут совместимы с той же самой платформой LGA2011-3, что позволит легко проапгрейдить компьютер. Пока же можно сэкономить и вместо Core i7-5960X собрать производительную систему на базе шестиядерного Core i7-5930K. Конечно, Core i7-5960X заметно производительнее, так как он обладает на треть большим числом ядер, но даже Core i7-5930K будет быстрее любого из Skylake в задачах редактирования видео, при работе с изображениями, 3D-проектировании и моделировании или при какой-то иной профессиональной нагрузке. Кроме того, многоядерные LGA2011-3-процессоры семейства Haswell-E относятся к числу оверклокерских: при должном охлаждении их нетрудно разогнать до 4,2-4,5 ГГц.

Важное преимущество Core i7-5960X, как и его более дешёвого собрата Core i7-5930K, заключается в наличии 40 линий PCI Express 3.0, что даёт возможность построения на его основе мощных графических конфигураций, которые могут включать две, три или даже четыре графические карты. Помимо этого, вы сможете подключить непосредственно к процессору и высокоскоростной SSD с интерфейсом PCI Express. Мы отдельно акцентируем на этом внимание, потому что массовые процессоры Intel обладают встроенным контроллером PCI Express, располагающим лишь 16 линиями, что существенно ограничивает возможности расширения построенных на них платформ. В системе же на базе Core i7-5960X или i7-5930K к процессору можно без каких-либо проблем подключать не только видеокарты и накопители, но и другое PCIe-оборудование, критичное к скорости реакции, – высокоскоростные сетевые контроллеры, контроллеры Thunderbolt и т.п.

Кстати, для LGA2011-3 выпускается и ещё одна разновидность десктопного процессора – Core i7-5820K. Это тоже шестиядерное предложение, но контроллер шины PCI Express этого процессора заметно урезан: он поддерживает только до 28 линий. При этом цена такого CPU всего на $100 ниже, чем у Core i7-5930K, поэтому в общем случае мы бы не рекомендовали ориентироваться на младшую в линейке Haswell-E модель.

Остаётся лишь добавить, что платформа LGA2011-3 ориентирована на работу с четырёхканальной DDR4 SDRAM, поэтому переход на неё потребует обновления не только материнской платы, но и памяти. Однако подобная же проблема возникнет и при миграции на Skylake, к тому же в последнее время цена DDR4-памяти сильно понизилась.

Обзор и тестирование Core i7-5960X.

⇡#Лучший массовый процессор: Intel Core i7-6700K

Конечно, платформа LGA2011-3 вместе с процессорами Core i7-5960X или Core i7-5930K представляется очень привлекательным решением, но в них используется микроархитектура Haswell, относящаяся к позапрошлому поколению. Более же новые варианты микроархитектуры лежат в основе более поздних процессоров: Broadwell, выпуск которых для настольных ПК прошёл практически незамеченным, и Skylake, которые, напротив, широко представлены на прилавках магазинов. И именно Skylake представляют большой интерес, так как такие процессоры не только производятся по самому современному 14-нм технологическому процессу, но и имеют микроархитектуру с существенно улучшенной удельной производительностью, демонстрируя в сравнении с Haswell 10-15-процентное преимущество при работе на одинаковой тактовой частоте.

Самый быстрый десктопный процессор из числа Skylake – это Core i7-6700K. Он располагает четырьмя ядрами с поддержкой технологии Hyper-Threading, работает на частоте до 4,2 ГГц и обладает кеш-памятью третьего уровня объёмом до 8 Мбайт. Немаловажно, что вместе с встроенным контроллером PCI Express 3.0 на 16 линий этот процессор может похвастать поддержкой шины DMI 3.0 для связи с чипсетом, которая по сравнению с прошлыми решениями удвоила свою пропускную способность. В результате совместимые со Skylake наборы логики могут предложить до 20 дополнительных линий PCI Express 3.0. Так, новые материнские платы с LGA1151 в большинстве своём имеют полноценную поддержку высокоскоростных M.2-накопителей и интерфейса USB 3.1. Кроме того, платформа LGA1151 перешла на более современную двухканальную DDR4-память, которая по сравнению со своей предшественницей обеспечивает увеличенную пропускную способность и благодаря существованию 16-гигабайтных модулей позволяет собирать более ёмкие конфигурации.

Надо сказать, что пока стоимость Core i7-6700K несколько завышена и этот четырёхъядерный процессор продается примерно по такой же цене, как и шестиядерники Core i7-5820K. Однако выбирая между этими двумя вариантами, для обычных пользовательских систем стоит предпочесть более новый Core i7-6700K. И дело даже не в том, что производительности старшего Skylake с лихвой хватит для любых современных задач. Этот процессор лучше разгоняется, легко штурмуя рубежи 4,6-4,8 ГГц с воздушным охлаждением, он гораздо более экономичен, а материнские платы с разъёмом LGA1151 в большинстве своём предлагают более современные возможности.

Конечно, нужно оговориться, что в тяжёлых многопоточных нагрузках Core i7-5820K всё-таки сможет предложить более высокое быстродействие, однако большинство людей редко работают с приложениями, которым на постоянной основе необходимо больше чем четыре вычислительных ядра.

Обзор и тестирование Core i7-6700K.

⇡#Рациональный вариант: Intel Core i5-4690K

Процессоры, о которых мы говорили выше, относились к категории относительно свежих. Однако если вы хотите получить максимальную отдачу при умеренных финансовых затратах, смотреть стоит в сторону моделей, не находящихся на острие технического прогресса. Хорошим вариантом может стать Core i5-4690K поколения Haswell, который заметно подешевел после выхода Skylake и для которого есть огромный ассортимент материнских плат, позволяющий легко подобрать оптимальную по цене и возможностям платформу. Да, LGA1150-процессоры не совместимы с памятью DDR4, но это вряд ли может стать поводом для расстройства: DDR3 SDRAM дешевле, а её реальная скорость работы почти такая же, как у распространённых сегодня вариантов более новой DDR4-памяти.

Надо сказать, что изначально в этом подразделе мы собирались порекомендовать один из процессоров Core i5 поколения Skylake, однако реальное положение дел таково, что по сочетанию цены и производительности Core i5-4690K выглядит привлекательнее. Например, разница в производительности Core i5-4690K и Core i5-6600K не превышает 5-10 процентов, а несколько худшие возможности наборов логики для LGA1150-систем в большинстве могут быть скомпенсированы применением дополнительных контроллеров на материнских платах.

В сравнении же с процессорами более высоких классов Core i5-4690K лишён поддержки технологии Hyper-Threading, но его четыре полноценных вычислительных ядра без проблем справляются с типичной для ПК нагрузкой и в первую очередь с современными игровыми приложениями. Не стоит забывать и о том, что Core i5-4690K относится к числу оверклокерских процессоров, то есть он имеет разблокированный множитель. В результате, несмотря на достаточно невысокую номинальную тактовую частоту 3,5 ГГц, с применением качественной системы охлаждения такой процессор может быть разогнан до 4,5-4,8 ГГц.

Стоит отметить, что по цене, сравнимой со стоимостью Core i5-4690K, в магазинах представлены и старшие восьмиядерные процессоры AMD FX, однако низкая удельная производительность ядер Pilidriver делает их медленнее Core i5-4690K в большинстве типичных для домашних ПК приложений.

В качестве же минусов Core i5-4690K стоит отметить невозможность модернизации LGA1150-платформ. Однако апгрейдом системы по частям занимается не слишком большая часть пользователей. Производительности же четырёхъядерного процессора Haswell, несомненно, будет с лихвой хватать для любых программ и игр ещё очень продолжительное время.

Обзор и тестирование Core i5-4690K.

⇡#Начальный уровень: AMD FX-8300

Интеловские флагманские процессоры для настольных систем могут похвастать наличием шести или восьми вычислительных ядер, но они чрезмерно дороги. Например, цена младшего шестиядерника Core i7-5820K приближается к отметке $400. Однако это вовсе не означает, что многоядерный процессор нельзя заполучить в своё распоряжение дешевле. Для этого лишь стоит обратить взор на продукцию компании AMD, которая в настоящее время предлагает свой младший восьмиядерный процессор FX-8300 по куда более привлекательной цене – в районе $135.

Процессор FX-8300 основывается на дизайне Vishera трёхгодичной давности, и именно этим объясняется поразительная дешевизна такого предложения. Однако если закрыть глаза на возраст, то FX-8300 даже сегодня выглядит очень неплохо. Он может предложить четыре модуля Piledriver, каждый из которых обладает двумя целочисленными ядрами и одним разделяемым FPU-блоком, и поэтому может исполнять до восьми потоков одновременно и считается восьмиядерным процессором. При этом тактовые частоты FX-8300 лежат в диапазоне 3,3-4,2 ГГц, и с точки зрения производительности в ряде задач ему даже удаётся навязывать конкуренцию существенно более дорогим четырехъядерным процессорам семейства Intel Core i5. Хотя, конечно, это скорее исключение из правила.

Как и другие рекомендуемые нами CPU, FX-8300 обладает разблокированным множителем, и его рабочую частоту можно увеличить на несколько сотен мегагерц. Правда, придётся запастить качественным охлаждением – процессоры AMD FX выпускаются по старой, 32-нм технологии и потому отличаются заметным тепловыделением. Впрочем, многие ограничения платформы Socket AM3 не позволяет преодолеть и разгон. Поэтому, делая ставку на процессор FX-8300 или его собратьев, вы должны смириться с рядом ограничений, наиболее существенными из которых является поддержка исключительно DDR3 SDRAM с не самыми высокими частотами и графической шины PCI Express второго поколения. Хотя справедливости ради стоит признать, что в реальных условиях подобные ограничения практически себя не проявляют.

Нет никаких сомнений в том, что Intel смогла окончательно вытеснить продукцию конкурента из сегмента высокопроизводительных процессоров для ПК. У компании AMD нет ни одного предложения, которое могло бы соперничать по производительности с CPU класса Core i7, да и на фоне Core i5 последних поколений процессоры AMD FX смотрятся достаточно блекло. Однако в нижних ценовых сегментах варианты вроде FX-8300, цены на которые за последнее время серьёзно упали, способны обеспечить достаточно неплохой уровень производительности. Именно поэтому, несмотря на свой возраст, они и представляются достаточно интересным вариантом для сборки современной системы.

⇡#Ультрабюджетное предложение: AMD Athlon X4 860K

Производители процессоров долгое время старались нас приучить к тому, что хороший чип, лежащий в основе системы, никак не может стоить меньше $100. Но практика показывает, что это не совсем так. Интересные компромиссные решения присутствуют и среди ультрабюджетных CPU, причём искать их в первую очередь следует среди продукции компании AMD. В последнее время эта фирма сосредоточилась на продвижении собственных APU, утверждая, что для недорогих систем лучше использовать гибридные процессоры, объединяющие вычислительные и графические ядра. И отчасти это правда. Однако если вы хотите пользоваться дискретной видеокартой и иметь возможность раздельной модернизации CPU и GPU, то APU – не самый удобный вариант. Гораздо лучше взять процессор вроде Athlon X4 860K, представляющий собой урезанный APU с дизайном Kaveri, но с отключенной интегрированной графикой.

С точки зрения архитектуры и характеристик вычислительных ядер Athlon X4 860K аналогичен гибридному процессору A10-7850K, но его цена – вдвое ниже. При установке такого CPU в материнскую плату с разъёмом Socket FM2+ её мониторные выводы окажутся неактивны, но 70-долларовая экономия позволит обзавестись достаточно неплохой дискретной видеокартой, производительность которой может быть гораздо выше, чем у встроенного в один из старших процессоров Kaveri графического ядра.

Конечно, и у Athlon X4 860K есть свои недостатки. Формально это – четырёхъядерный процессор, но он построен на микроархитектуре Steamroller, вследствие чего он имеет те же слабые места, что и FX-8320, о котором говорилось выше. В частности, производительность такого процессора на однопоточных нагрузках заметно ниже, чем у моделей конкурента. Но зато Athlon X4 860K имеет достаточно приличные тактовые частоты на уровне 3,7-4,0 ГГц, и в дополнение к этому его можно разгонять. Это, правда, неспособно сделать его быстрее процессоров семейства Intel Core i3, но они и стоят на $40-60 дороже. А при сравнении Athlon X4 860K с Celeron или Pentium недорогое предложение AMD смотрится вполне уверенно, поскольку в своих бюджетных процессорах Intel урезает объём кеш-памяти, отключает Hyper-Threading и деактивирует AVX-инструкции. И более того, даже если вы готовы потратиться на процессор уровня Core i3, лучшим решением может всё равно оказаться покупка Athlon X4 860K и перенаправление сэкономленного бюджета на улучшение характеристик видеокарты, увеличение объёма памяти или приобретение SSD.

К сказанному нужно добавить, что Athlon X4 860K по сравнению с процессорами AMD FX – более современное решение. Он производится по 28-нм техпроцессу и потому несколько экономичнее. Кроме того, этот процессор поддерживает графическую шину PCI Express третьего поколения. Необходимая для него платформа Socket FM2+ ориентирована на работу с DDR3 SDRAM, но для недорогой системы это скорее преимущество, поскольку такая память дешевле.

В результате Athlon X4 860K позволяет собрать полноценный компьютер за цену одного только Core i7-5930K. Да, такой компьютер не подойдёт для решения ресурсоёмких задач, но он отлично справится с офисными и интернет-приложениями, потоковым видео и даже с большинством игр (хотя и не обязательно с максимальными настойками качества).

Обзор и тестирование Athlon X4 860K.

⇡#Взгляд в будущее: чего ждать от процессоров в 2016

В отсутствие явного прогресса на процессорном рынке многие предпочитают не заниматься обновлением своих систем, а просто ждать. Ждать, когда кто-то из производителей CPU выпустит такой чип, который сможет привнести более заметные, чем традиционные несколько процентов, улучшения в производительности или же какие-то другие функции, решительно отправляющие все сделанные до этого процессоры на свалку истории. Возможно ли такое? В отсутствии настоящей конкуренции — вряд ли. Но ситуация вскоре может измениться. Чтобы убедиться в этом, достаточно немного поговорить о том, каких событий на процессорном рынке мы ждём в наступившем 2016 году.

Самым интересным, самым важным для всего рынка в целом и даже в чём-то вожделенным событием наступившего года должен, безусловно, стать дебют новой микропроцессорной архитектуры AMD Zen. Ведь, как ожидается, появление процессоров, построенных на этой микроархитектуре, сможет вернуть компанию AMD в число поставщиков высокопроизводительных решений для десктопного, серверного и мобильного рынка. И более того, от успешности Zen без всякого преувеличения зависит будущее AMD как производителя x86-процессоров, так что ставки на самом деле очень высоки.

Совершенно неудивительно, что при работе над своей перспективной микроархитектурой AMD делала всё от неё зависящее для того, чтобы история Bulldozer не повторилась. Все предыдущие наработки были отметены, и Zen разрабатывалась с чистого листа. Более того, к созданию новой микроархитектуры был даже привлечён Джим Келлер – легендарный инженер, в послужном списке которого стоит разработка удачных архитектур AMD K8, Apple A4 и A5, а также соавторство в таких изменивших всю процессорную индустрию проектах, как x86-64 и HyperTransport. Поэтому ждать Zen определённо стоит. Сама AMD говорит, что процессоры поколения Zen смогут обрабатывать на 40 процентов больше инструкций за такт, чем их предшественники поколения Bulldozer, и это значит, что новая микроархитектура должна быть способна вернуть былую конкуренцию между AMD и Intel как в среднем, так и в верхнем ценовом сегменте.

На это же указывают и технические детали, которые известны о микроархитектуре Zen. AMD решила отказаться от своего CMT-дизайна (Clustered Multi-Threading), когда вычислительные ядра попарно группируются в модули, некоторые функциональные блоки внутри которых используются ядрами сообща. Такой подход признан вредным, так как он приводил к тому, что 8-ядерные процессоры FX с трудом могли конкурировать с четырёхъядерниками Intel, и поэтому в Zen реализуется прямо противоположная парадигма – SMT (Simultaneous Multi-Threading). Она предполагает, что каждое ядро не только обладает полным набором собственных блоков, но и способно при этом работать с несколькими вычислительными потоками одновременно примерно так же, как это делают интеловские процессоры с технологией Hyper-Threading. Поскольку же в будущих высокопроизводительных процессорах Summit Ridge, которые будут воплощать микроархитектуру Zen в среде настольных компьютеров, число ядер может доходить до восьми, с перспективными процессорами AMD станут возможны 16-поточные вычисления. А это, между прочим, может быть интересно не только для тяжёлых вычислительных задач, но и для перспективных игр, заточенных под использование DirectX 12 или Vulkan.

Надо сказать, что архитектурно Zen будет похож на текущие интеловские процессоры Core не только благодаря SMT. Судя по имеющимся данным, строение будущих процессоров AMD будет близко повторять принципы, заложенные в современные интеловские процессоры класса Core. Речь тут идёт, естественно, о верхнем уровне, а не о технических деталях, но тем не менее Zen будет располагать 512-килобайтным кешем второго уровня на каждое ядро и разделяемым L3-кешем с объёмом 8 Мбайт на каждые 4 ядра. Определённые параллели можно провести и на более низком уровне. Декодер инструкций в Zen спроектирован способным переваривать по четыре команды за такт, а исполнительный кластер содержит четыре арифметико-логических устройства, два устройства генерации адресов и четыре 128-битных блока для работы с числами с плавающей точкой. Всё это очень похоже на арсенал Intel Core, но следует понимать, что конечная производительность зависит не только и не столько от количественного набора компонентов в архитектуре ядра, сколько от их конкретной реализации и оптимизации. Интеловские процессоры располагают массой смежных технологий, повышающих удельное быстродействие, в частности, Micro-Ops и Macro-Ops Fusion, кешем декодированных инструкций и т.п. А вот как с этим будет обстоять дело в Zen, пока неизвестно.

Для выпуска процессоров поколения Zen компания AMD планирует задействовать 14-нм технологический процесс с FinFET-транзисторами, а производственным партнёром по выпуску этой категории продукции станет либо GlobalFoundries, либо Samsung (либо обе компании одновременно). Столь существенный прогресс в полупроводниковом техпроцессе по сравнению с применяемыми в настоящее время технологиями с 32-нм и 28-нм нормами должен придать будущим процессорам неплохой частотный потенциал, раскрываемый в рамках достаточно скромных тепловых пакетов. Речь идёт о техпроцессе 14LPP, который не только использует трёхмерные транзисторы, но и оптимизирован под высокую производительность при низком энергопотреблении.

Почти всё, что слышно в настоящее время про Zen, выглядит очень оптимистичным, за исключением одной детали – сроков. Традиционно AMD не отличается аккуратным соблюдением собственных планов в том, что касается дат выхода новых продуктов. Согласно официальному расписанию первые процессоры с микроархитектурой Zen, а это будут предназначенные для десктопов чипы Summit Ridge, должны появиться в четвёртом квартале наступившего года. Однако на встречах с инвесторами представители AMD всегда ссылаются на то, что на финансовые результаты компании процессоры поколения Zen начнут оказывать влияние только в 2017-м, что оставляет простор для переноса анонса Summit Ridge и на следующий, 2017 год. Впрочем, ничем страшным для AMD такая корректировка планов не грозит, ибо Intel продолжает испытывать проблемы с новейшими технологическими процессами и тоже постепенно сдвигает свои 10-нм новинки поколения Cannonlake ближе к концу 2017 года.

Несмотря на то, что, говоря об имеющихся планах AMD, мы в первую очередь подразумеваем основанные на Zen продукты, компания не намерена провести почти весь предстоящий год, лишь рассказывая про прекрасное далёко и не подкрепляя эти рассказы никакими конкретными инициативами. Во втором квартале должны будут дебютировать новые гибридные процессоры Bristol Ridge, которые, хоть и базируются на старой микроархитектуре класса Bulldozer, на самом деле представляют собой очень важный этап в деле подготовки к выходу Zen. Сами по себе Bristol Ridge не слишком интересны. Фактически речь идёт о приходе на рынок настольных систем аналогов Carrizo, которые можно встретить в мобильных системах уже в течение нескольких месяцев. То есть Bristol Ridge – это привычные APU, в составе которых может быть до четырёх ядер Excavator и графическое ядро GCN с 384 или 512 шейдерами. Важнее другое: Bristol Ridge должны стать первопроходцами в деле внедрения новой платформы Socket AM4 (и её мобильного эквивалента FP4), которая станет базой для всех CPU компании AMD на ближайшие несколько лет. И именно с платформой Socket AM4 будут работать перспективные процессоры Zen как в высокопроизводительном, так и в гибридном своём воплощении.

Ключевыми особенностями новой платформы станут поддержка двухканальной DDR4 SDRAM, графическая шина PCI Express 3.0, отдельный процессорный PCIe-линк для работы с M.2/U.2-накопителями и использование нового набора логики, известного под кодовым именем Promontory. Как ожидается, силами данного чипсета будет реализована, в частности, поддержка скоростных интерфейсов SATA Express и USB 3.1. Но самое интересное в Promontory то, что в его разработке принимает участие сторонняя фирма – ASMedia, которая, по всей видимости, и будет заниматься массовым производством наборов системной логики для Socket AM4/FP4-материнских плат.

Несмотря на то, что главной звездой в начавшемся году обещает стать именно компания AMD, нам есть что рассказать и о планах Intel. Правда, в них совершенно неожиданно ключевое место занимает не выход нового и ожидаемого продукта, а, напротив, его невыход. Процессоры Cannonlake, которые, согласно принятому в компании циклу разработки «тик-так», должны были следовать за Skylake и являть собой их перевод на новые 10-нм технологические рельсы, отложены и в 2016 году уже не появятся. И это – не результат какой-то непредвиденной задержки, а, по сути, целенаправленный демонтаж всей концепции «тик-так». Ещё в середине минувшего года Intel официально признала, что закон Мура, провозглашающий удвоение сложности полупроводниковых кристаллов каждые два года, больше не действует и его формулировка должна трансформироваться с учётом того, что освоение новых производственных технологий теперь занимает минимум по два с половиной года. Но даже и такое изменение оставляет место для сомнений: получится ли у Intel уложиться с переходом на 10-нм нормы хотя бы в такие сроки? Пока мы видим, что и с актуальной 14-нм технологией у микропроцессорного гиганта ладится далеко не всё. Следующий же, 10-нм техпроцесс ещё сложнее, ведь в нём Intel откажется от передовой EUV-литографии в пользу задействования старого оборудования, но планирует внедрить некие новые материалы.

В итоге всё это оборачивается полным перекраиванием «дорожной карты». Вместо ожидавшихся Cannonlake во второй половине этого года будут представлены совсем другие процессоры – Kaby Lake, которые будут производиться по отлаженной 14-нм технологии. Иными словами, в этом году нас ждёт третий после Broadwell и Skylake 14-нм процессор, в то время как выход Cannonlake откладывается на вторую половину 2017-го, а то и на 2018 год. И это – достаточно тревожный симптом, который может перерасти в то, что TSMC и Samsung перегонят Intel по технологичности производства. Ведь они собираются приступить к массовому выпуску 10-нм решений ещё до конца 2016.

Что же касается самих процессоров Kaby Lake, то от них не стоит ожидать никаких заметных микроархитектурных усовершенствований – их там не будет. В этом году Intel собирается отделаться акцией, которую можно охарактеризовать как Skylake Refresh – все улучшения, которые найдут своё место в Kaby Lake, будут проведены исключительно экстенсивным путём. Главное же, что следует знать о перспективной новинке, – это то, что вместе с ней будет обновлена платформа LGA1151 и на рынок придут наборы логики двухсотой серии. Впрочем, особых изменений не стоит ждать и на этом направлении: единственная интересная строка в их предварительных спецификациях говорит о поддержке Optane Technology – систем хранения данных, построенных на перспективной памяти 3D XPoint. Долгожданного же интерфейса USB 3.1 в этом списке, например, почему-то нет.

Сами же процессоры Kaby Lake, возможно, смогут сильно порадовать лишь тех пользователей, которые следят за развитием встроенного в процессоры Intel графического ядра. Среди представителей этого поколения число моделей, оборудованных дополнительной eDRAM-памятью и графикой класса Iris Pro, будет увеличено, а само встроенное графическое ядро приобретёт ряд дополнительных функций для работы с 5K-мониторами и для качественного ускорения 4K-видео, в том числе закодированного кодеками VP9 и HVEC с 10-битной глубиной цвета.

Но не стоит думать, что Intel сможет порадовать в наступившем году лишь небольшую долю пользователей персональных компьютеров. Kaby Lake – это не единственная новинка Intel, запланированная на этот период. Очередную веху в своём развитии должна миновать и премиальная платформа LGA2011-3, для которой во втором квартале ожидаются процессоры Broadwell-E. Эта платформа с четырёхканальной DDR4 SDRAM, нацеленная на энтузиастов высокой производительности, ещё в позапрошлом году взяла курс на многоядерность, и процессоры Broadwell-E продолжат движение по этой траектории. В то время как имеющиеся на сегодняшний день десктопные процессоры Haswell-E для LGA2011-3 могут иметь в своём распоряжении до восьми вычислительных ядер, дополнительно усиленных технологией Hyper-Threading, в семействе Broadwell-E появятся ещё более впечатляющие модификации, располагающие массивом из десяти ядер и кеш-памятью третьего уровня объёмом до 25 Мбайт. Однако, как говорят слухи, такие радикально многоядерные конфигурации будут иметь не слишком гуманную цену в $1 500. Конечно, звучит это несколько необычно, но, учитывая перспективу появления AMD Zen, желание Intel перестраховаться и застолбить позиции в премиальном сегменте, понять можно.

С точки же зрения внутреннего строения Broadwell-E вряд ли можно считать чем-то новым. В этих процессорах, которые будут выпускаться по всё тому же обкатанному 14-нм техпроцессу, будут использоваться ядра с микроархитектурой Broadwell, которые, наконец, получат достойное представительство в десктопном сегменте. Благодаря этому Broadwell-E сохранят полную совместимость с теми же самыми LGA2011-3-платформами на базе наборов логики X99, в которых сегодня трудятся процессоры Haswell-E. И всё это в сумме делает перспективное семейство достаточно интересной новинкой, которая, возможно, будет иметь лишь одну неприятную проблему – не слишком продолжительное время жизни. Ведь следующее поколение высокопроизводительных процессоров, Skylake-E, может появиться уже в 2017 году.

AMD Bristol Ridge и Summit Ridge, Intel Kaby Lake и Broadwell-E – это те запланированные на наступивший год новинки, которые мы ожидаем с большим нетерпением. Именно они наиболее значительно будут влиять на то, как в 2016 году изменятся привычные персональные компьютеры. Однако список запланированных на этот год анонсов одними лишь этими процессорами не ограничивается. Помимо них Intel должна выпустить процессоры с кодовым именем Apollo Lake, а AMD – Stoney Ridge. Удостоим своего абзаца текста и их.

Intel Apollo Lake – это недорогие и не слишком производительные системы-на-чипе, которые сменят на своём посту Braswell. Такие CPU сейчас находят своё место в бюджетных компьютерах, которые пользуются популярностью во многих азиатских и развивающихся странах. Как и предшественники, Apollo Lake будут предлагать два или четыре вычислительных ядра, но получат более современную архитектуру Goldmont и обновлённую графическую подсистему девятого поколения, а также поддержку DDR4 SDRAM, USB 3.1 и EMMC 5.0. Для производства этих решений, как и всех остальных интеловских CPU образца 2016 года, также будет применяться 14-нм технология. Выход Apollo Lake запланирован на осень.

Stoney Ridge компании AMD занимает примерно такое же положение в структуре её предложений, как и Apollo Lake у Intel. Процессоры Stoney Ridge придут на рынок одновременно с Bristol Ridge и заменят основанные на микроархитектуре Puma+ процессоры Carrizo-L. В отличие от предшественников в них будет использоваться не специальная усечённая микроархитектура, а вполне полноценные ядра Excavator, число которых с учётом позиционирования будет ограничено парой штук. Как и старшие собратья, Stoney Ridge получат GCN-графику и поддержку DDR4 SDRAM и будут применяться в дешёвых вариантах мобильной платформы Socket FP4.

⇡#Вместо заключения

Уже который год подряд аналитики с грустью констатируют падение продаж традиционных персональных компьютеров. Например, за прошедший год этот рынок сократился на целых 15 процентов, причём результат мог бы быть ещё хуже, если бы не подоспевший релиз операционной системы Windows 10, немного простимулировавший спрос на новое оборудование. Кажется, что эра «пост-ПК» если ещё не наступила, то вот-вот наступит. И это навевает на адептов привычных настольных систем глубокую печаль, ведь сокращение спроса рано или поздно должно привести к тому, что производители и разработчики потеряют интерес к этому рыночному сегменту.

Однако наша сегодняшняя статья мало похожа на эпитафию. И более того, из неё следует, что привычные многим десктопные x86-процессоры продолжат активно развиваться, а замедление темпов прогресса если и происходит, то отнюдь не по рыночным причинам, а из-за вполне понятных производственных проблем, возникающих при внедрении новых полупроводниковых технологических процессов.

Спасает положение то, что на фоне общего падения интереса к ПК их отдельные виды, напротив, наращивают свою популярность, что даёт возможность производителям не терять прибыль. Например, особенно устойчивым спросом продолжают пользоваться высокопроизводительные и игровые системы. И более того, в результате изменения приоритетов покупателей к верхнему ценовому сегменту на данный момент можно уже отнести до 43 процентов всего рынка в денежном выражении. Помимо этого, пользовательский интерес растёт и по отношению к мобильным системам класса «два в одном», а также к их настольной разновидности – моноблокам.

Если же говорить об основных позитивных тенденциях рынка настольных систем, то в наступившем году ожидается весьма впечатляющий рост продаж компонентов для игровых компьютеров, величина которого по предварительным оценкам составит до 26 процентов. Вместе с тем на 30 процентов должны будут вырасти продажи компактных систем класса NUC и Compute Stick, сравнительно небольшой, 12-процентный прирост испытают и продажи моноблоков.

И всё это позволяет надеяться, что разработчики x86-процессоров будут продолжать стремиться выпускать более быстрые компоненты. В настоящее время основными драйверами роста выступают начинающийся массовый переход пользователей на мониторы с 4K/Ultra HD-разрешениями и предстоящее появление общедоступных устройств виртуальной реальности, таких как Oculus Rift или HTC Vive. Их обслуживание требует более мощных систем, CPU в которых выступает одним из основных столпов. Именно поэтому мы ожидаем, что x86-процессоры будут эволюционировать и дальше. Более того, конкуренцию должно подстегнуть и предстоящее возвращение на рынок быстродействующих процессоров компании AMD, в результате чего наш итоговый материал про процессоры, который вы будете читать через год, наверняка окажется насыщенней и интересней.