Большое тестирование процессоров Core i7: всех их вместе соберем

Компания AMD давно отказалась от попыток конкуренции с процессорами Intel в верхнем ценовом сегменте и не собирается возвращаться на этот рынок как минимум до тех пор, пока в её распоряжении не появятся принципиально новые чипы, построенные на многообещающей микроархитектуре Zen. Однако это совсем не значит, что при построении современных высокопроизводительных систем энтузиастам не приходится сталкиваться с проблемой выбора. Дело в том, что разные подходы к построению таких конфигураций допускает один только ассортимент интеловских процессоров, ведь для этой цели можно выбрать одну из двух различных платформ: LGA1151 и LGA2011-v3. И пусть Intel считает, что эти платформы относятся к принципиально разным весовым категориям, на самом деле собрать высокопроизводительный ПК, полностью отвечающий нуждам современных массовых приложений и игр, можно при выборе любого варианта. И более того, при взвешенном подходе различия в стоимости таких сборок вполне могут оказаться отнюдь не вопиющими.

Да, флагманские процессоры для платформы LGA2011-v3, такие как Core i7-6950X Extreme Edition или Core i7-6900K, отличаются космической ценой, зашкаливающей за тысячедолларовый рубеж. Однако для массовых высокопроизводительных систем они на самом деле и не нужны. Предлагаемый ими арсенал из восьми или десяти вычислительных ядер – это очень специфический актив, реально необходимый лишь при решении отдельных ресурсоёмких задач, связанных с созданием или профессиональной обработкой цифрового контента. Если же вашей целью стоит построение компьютера в первую очередь для потребления, а не для производства контента, то оптимальным выбором выступают четырёх- или шестиядерные процессоры. И как раз таки в этом случае платформы LGA1151 и LGA2011-v3 могут рассматриваться наравне друг с другом.

Действительно, актуальные шестиядерные процессоры в LGA2011-v3-исполнении, особенно если говорить о младшем представителе этого модельного ряда, отличаются по цене от старшего LGA1151-четырёхъядерника не так уж и серьёзно. На сегодня стоимость таких моделей для разных платформ различается не более чем на $100, то есть, в относительном выражении она расходится примерно на четверть. И именно этот факт способен посеять сомнения относительно того, какой из чипов более предпочтителен для современной системы: либо – старший четырёхъядерный LGA1151-процессор Core i7-6700K с частотами в районе 4,0-4,2 ГГц, либо – младший LGA2011-v3-шестиядерник Core i7-6800K с номинальной частотой 3,4-3,6 ГГц, а может быть, даже и более дорогой и скоростной шестиядерный Core i7-6850K.

Надо сказать, что некоторое время тому назад мы уже проводили подобное исследование, в котором «сталкивали лбами» присутствующие на рынке старшие четырёхъядерные и младшие шестиядерные процессоры. И результаты оказались тогда далеко не очевидными: даже несмотря на фору в виде четырёхканальной DDR4-памяти и более продвинутого контроллера PCI Express, которая имелась у платформы LGA2011-v3, при реальной нагрузке более простые четырёхъядерники нередко выходили победителями. Однако с тех пор ситуация сильно поменялась. Актуальные на тот момент процессоры в LGA1150- и LGA2011-v3-исполнении базировались на одной и той же микроархитектуре Haswell. Сегодня же сравнивать между собой следует уже новые LGA2011-v3-шестиядерники семейства Broadwell-E и четырёхъядерные процессоры Skylake для свежей платформы LGA1151. Иными словами, речь нужно вести о сопоставлении CPU, которые различаются не только по частотам, размеру кеш-памяти и числу ядер, но и обладают различной микроархитектурой. Кроме того, несколько изменилось и их ценовое позиционирование. Если раньше разрыв в стоимости младших шестиядерников и старших четырёхъядерников не превышал $50, то сегодня он стал вдвое больше.

Всё это послужило достаточным аргументом в пользу нового тестирования, в котором бы сопоставлялись старшие Skylake и младшие Broadwell-E. Заинтересованность в проведении такого сравнения возникла и у компании «Регард», охотно принявшая на себя бремя по обеспечению нашей лаборатории процессорами Broadwell-E, с которыми российское представительство Intel нам, к сожалению, помочь не смогло. И в итоге мы собрали в одном тесте несколько актуальных разнородных процессоров с ценой в диапазоне от $300 до $600: Core i7-6850K, Core i7-6800K и Core i7-6700K, а также группу попадающих в ту же категорию LGA2011-v3-процессоров прошлого поколения. Проведённое с таким набором участников исследование производительности позволит дать ответ на насущный вопрос: какой процессор стоит выбирать энтузиастам высокой производительности для сборок, ориентированных на решение типовых массовых задач?

⇡#Core i7-6850K и Core i7-6800K в подробностях

Обновление процессоров в LGA2011-v3-исполнении компания Intel провела в самом конце мая. В его рамках актуальная линейка высокопроизводительных многоядерных CPU, опиравшаяся до этого на дизайн Haswell-E, обрела более новую архитектуру Broadwell-E, имеющую общие корни с вышедшими немного ранее серверными процессорами Broadwell-EP. В результате семейство Core i7 пополнилось четырьмя новыми представителями с модельными номерами от i7-6800K до i7-6950X.

Процессоры Core i7-6950X и Core i7-6900K с десятью и восемью вычислительными ядрами соответственно мы обсуждали ранее, сегодня же подробно поговорим об оставшейся паре моделей, располагающей шестью вычислительными ядрами, – Core i7-6850K и Core i7-6800K.

Несмотря на то, что новые LGA2011-v3-шестиядерники на фоне своих старших собратьев кажутся не такими уж и продвинутыми чипами, базируются они на том же самом 14-нм полупроводниковом кристалле LCC, в котором изначально предусмотрено десять ядер. Но при производстве Core i7-6850K и Core i7-6800K четыре из десяти ядер аппаратно деактивируется. Попутно теряется и доступ к блокам кеш-памяти, относящимся к отключённым ядрам, в результате чего шестиядерники получают L3-кеш объёмом всего 15 Мбайт.

Нежелание Intel разрабатывать для Core i7-6850K и Core i7-6800K собственный полупроводниковый кристалл вполне объяснимо. Во-первых, эти процессоры дороги настолько, что их розничная цена вполне покрывает себестоимость производства крупного 14-нм кристалла с площадью 246 мм². Во-вторых, объёмы их продаж не слишком высоки, всё-таки десктопная платформа LGA2011-v3 – это нишевое предложение. В-третьих, благодаря Core i7-6850K и Core i7-6800K компания Intel получает возможность сбыта частично дефектных кристаллов, которые невозможно использовать в восьмиядерных и десятиядерных Core i7 и Xeon. Иными словами, существование Core i7-6850K и Core i7-6800K именно в таком виде для Intel выгодно.

Что же касается энтузиастов, то им тоже грех жаловаться. Ведь не будь в модельном ряду предложений вроде Core i7-6850K и Core i7-6800K, им бы пришлось платить за входной билет в экосистему LGA2011-v3 в несколько раз больше. К тому же сокращённое количество ядер даёт определённые преимущества, например возможность работы на более высоких тактовых частотах в рамках того же самого теплового пакета. Нетрудно заметить, что, в то время как номинальная тактовая частота десятиядерного Core i7-6950X составляет всего 3,2 ГГц, старший шестиядерник на том же процессорном дизайне получил паспортную частоту 3,6 ГГц.

Стоит отметить, что две шестиядерные модели Core i7-6850K и Core i7-6800K имеют между собой гораздо более серьёзные различия, чем просто немного разные частоты. Дорогая версия, Core i7-6850K – это полноценная модель, урезанная по отношению к старшим Broadwell-E лишь по числу вычислительных ядер и объёму L3-кеша. Core i7-6800K же стоит почти на $200 дешевле, и на 200 МГц более низкая тактовая частота – лишь одна из причин для такой ценовой дифференциации. Кроме этого, данный процессор снабжается упрощённым контроллером шины PCI Express, который располагает лишь 28, а не 40 линиями. В теории это ограничивает производительность мульти-GPU-конфигураций, позволяя формировать их лишь по схеме PCI Express 16x+8х. Впрочем, действительно чувствительным этот момент может стать разве только в случае объединения видеокарт AMD, которые обмениваются данными исключительно по шине PCI Express и не используют никаких соединительных мостиков.

То есть если принять во внимание современные реалии — низкую популярность CrossfireX-конфигураций, ограничение поддержки SLI в новых видеокартах NVIDIA лишь двумя GPU, использование ими новых мостиков с увеличенной пропускной способностью, а также небольшие реальные различия в производительности видеокарт при подключении по восьми и шестнадцати линиям PCI Express 3.0, то можно смело утверждать, что потеря в Core i7-6800K 12 линий PCI Express не так уж и страшна. Оставшейся мощности контроллера PCI Express должно быть достаточно для двух высокопроизводительных GPU, NVMe-накопителя и даже для дополнительных сетевых карт.

В остальном же Core i7-6800K мало отличается от Core i7-6850K. Оба эти процессора имеют полный набор оверклокерских функций, включая новые возможности по независимому управлению множителями отдельных ядер и снижению частоты при исполнении AVX-инструкций. Четырёхканальный контроллер памяти этих процессоров по сравнению с контроллером памяти Haswell-E улучшен: он поддерживает более высокие частоты DDR4 SDRAM без необходимости увеличения частоты BCLK, а также совместим с модулями памяти объёмом по 16 Гбайт. Плюс в обоих этих процессорах реализован новый форсированный одноядерный турборежим Intel Turbo Boost Max 3.0. Правда, штурмовать стандартную частоту 4,0 ГГц он позволяет лишь старшему процессору Core i7-6850K, а в младшей модели Core i7-6800K авторазгон разрешён только до 3,8 ГГц.

С рабочими режимами шестиядерников ситуация такая. Номинальная тактовая частота Core i7-6850K установлена в 3,6 ГГц. В реальности же под многопоточной нагрузкой чаще всего приходится видеть рабочую частоту на уровне 3,7 ГГц.

Стоит отметить, что у нашего экземпляра Core i7-6850K оказалось достаточно высокое напряжение питания – 1,174 В. Это существенно выше напряжений, которые мы видели у его более многоядерных собратьев. И более того — при малопоточной нагрузке, когда частота Core i7-6850K может подниматься до 4,0 ГГц за счёт работы технологий Turbo Boost второй и третьей версии, напряжение питания поднимается ещё сильнее – до величины 1,283 В.

Для младшей модели Core i7-6800K паспортная частота составляет 3,4 ГГц. Однако на практике даже при многопоточной нагрузке этот процессор работает на частоте 3,5 ГГц. Напряжение питания в этом состоянии для нашего экземпляра составило 1,146 В.

При снижении интенсивности нагрузки до однопоточного режима частота возрастает до 3,8 ГГц с одновременным повышением напряжения питания до 1,25 В.

Частота работы встроенного в процессор северного моста у обоих шестиядерников поколения Broadwell-E составляет 2,8 ГГц, что немного ниже частоты северного моста у Haswell-E. Это служит причиной небольшого увеличения латентности кеш-памяти третьего уровня у процессоров нового поколения. В качестве иллюстрации этого факта можно привести результаты бенчмарка AIDA64 Cachemem, выполненного на процессорах Broadwell-E и Haswell-E, работающих на одной и той же частоте 4,0 ГГц.

Haswell-E, 4,0 ГГц

Broadwell-E, 4,0 ГГц

Как видите, одними различиями в скорости работы L3-кеша дело не ограничивается. У Broadwell-E немного выше и задержки при работе с памятью. Однако частично это компенсируется возросшей скоростью записи в память.

Судя по характеристикам, новые шестиядерники Core i7-6850K и Core i7-6800K семейства Broadwell-E приходят на смену процессорам Core i7-5930K и Core i7-5820K. Они предлагают почти такие же базовые характеристики и имеют похожую стоимость. Однако новые процессоры производятся по более совершенному технологическому процессу с разрешением 14-нм, что наделяет их чуть более высокими частотами, достижимыми в рамках того же самого 140-ваттного теплового пакета. В результате шестиядерные представители семейства Broadwell-E обходят похожие Haswell-E примерно на 100 МГц, плюс в них добавлен форсированный одноядерный турборежим Intel Turbo Boost Max 3.0. Преимущество не особенно заметное, но не стоит забывать и о небольшом росте удельной производительности, обеспечиваемом микроархитектурой Broadwell.

Всё это в сумме дало Intel достаточные основания для того, чтобы установить на Core i7-6850K и Core i7-6800K более высокие цены по сравнению с аналогичными процессорами Haswell-E. Рекомендованная цена Core i7-6850K составляет $617, и это на $34 дороже Core i7-5930K, а Core i7-6800K оценён в $434, что превышает официальную стоимость Core i7-5820K на $45.

⇡#Разгон

Это уже третье наше тестирование процессоров, относящихся к семейству Broadwell-E. К сожалению, предыдущие две серии экспериментов не позволили получить сколь-нибудь обнадёживающие данные. В результате опытов по выявлению нераскрытого частотного потенциала мы неизменно приходили к выводу о том, что процессоры Haswell-E разгоняются несколько лучше новинок. Однако до сих пор мы проверяли исключительно многоядерные модели. А раз так, может быть, шестиядерники нас порадуют больше?

С позиций теории разгона между Core i7-6850K и Core i7-6800K и процессорами того же семейства с большим количеством ядер нет никаких различий. Как и у старших собратьев, у LGA2011-v3-шестиядерников не заблокированы никакие множители, а кроме того, они обладают всеми новыми свойствами Broadwell-E: они позволяют независимо назначать разные коэффициенты умножения для разных ядер, а также располагают чрезвычайно полезной функцией – замедлением частоты при исполнении AVX-инструкций.

На практике же — а эксперименты мы проводим с высокоэффективным двухбашенным кулером Noctua NH-D15, — с разгоном получилось вот что. Максимальной частотой, на которой способен работать младший процессор Core i7-6800K, оказалась 4,0 ГГц. Достижение стабильности при прохождении тестирования в LinX 0.6.8 (на основе пакета Linpack 11.3.3.010 с поддержкой AVX2) в таком состоянии потребовало повышения напряжения питания до 1,275 В. И при ресурсоёмкой многопоточной нагрузке это – потолок. Несмотря на то, что в качестве внутреннего термоинтерфейса в процессорах Broadwell-E используется индиевый припой, температуры вычислительных ядер на частоте 4,0 ГГц достигали уже 92 градусов.

Развить этот разгон повышением частоты в не-AVX-режимах не особенно удаётся. При установленном уровне напряжения к частоте можно добавить лишь ещё 100 МГц, а при выборе 4,2 ГГц стабильность уже теряется. Наращивать же Vcore выше 1,275 В невозможно по другой причине: это чревато перегревом в приложениях, активно задействующих AVX-инструкции. Иными словами, разогнать наш экземпляр Core i7-6800K удалось лишь до 4,0-4,1 ГГц, что хуже результатов, которые мы получали в оверклокерских экспериментах над шестиядерными Haswell-E.

Второй исследуемый процессор, Core i7-6850K, оказался более податлив в частотном плане. Он смог пройти тестирование в LinX 0.6.8 на частоте 4,1 ГГц, стабильность при которой достигалась установкой напряжения 1,25 В.

Как видно по скриншоту, максимальная температура в тесте стабильности достигает 97 градусов, однако до троттлинга или перегрева дело не доходит.

Аналогично предыдущему случаю к полученной частоте 4,1 ГГц можно добавить ещё 100 МГц тогда, когда процессору не приходится исполнять AVX-инструкции. Таким образом, итоговым разгоном доставшегося нам экземпляра Core i7-6850K можно считать частоту 4,1-4,2 ГГц. Любопытно, что максимально достижимые для этого процессора частоты оказались немного выше, чем у образца Core i7-6800K, несмотря на то, что в номинальном режиме он использует более высокое напряжение Vcore.

Стоит упомянуть, что в других обзорах шестиядерных процессоров Broadwell-E, которые можно найти на просторах глобальной сети, встречаются упоминания о том, что разгоняются они несколько дальше достигнутых нами пределов. Однако дело тут вовсе не в нашей криворукости или в неудачности доставшихся нам экземпляров, а в методике тестирования стабильности. Применяемая нами утилита LinX 0.6.8 – это очень качественный и очень требовательный инструмент контроля, активно использующий AVX-команды. Если же проверять надёжность функционирования в более привычных для массовых пользователей программах, то в разгоне действительно можно получать заметно более высокие результаты.

Учитывая это, мы решили проверить оверклокерский потенциал Core i7-6850K, используя иной подход. Сначала найти его предельную частоту, при которой он сохраняет способность к стабильному функционированию в приложениях, не использующих AVX-инструкции, а потом подобрать к этому режиму необходимую отрицательную корректировку множителя, которая бы позволила без проблем работать и с задачами, где используются векторные команды. Да, в этом случае мы получим снижение производительности в отдельных ресурсоёмких приложениях, алгоритмы которых опираются на AVX-расширения, но вдруг оно окажется не столь заметным и с ним можно будет смириться?

Например, если выбрать для Core i7-6850K напряжение питания 1,4 В, то он способен пройти тестирование на стабильность в не использующей AVX-расширения версии утилиты LinX 0.6.4 при частоте вплоть до 4,3 ГГц.

Пока векторные инструкции не идут в ход, тепловой режим не вызывает никаких вопросов. Зафиксированный во время этого теста максимум температуры – 77 градусов. Хотя это и недвусмысленно намекает, что напряжение можно поднять ещё сильнее, мы решили не выжимать из тестового образца все соки. Дело в том, что долговременно использовать для Broadwell-E напряжения свыше 1,4 В настоятельно не рекомендуется во избежание деградации. Всё-таки в его основе лежит достаточно капризный 14-нм полупроводниковый кристалл.

К тому же, чтобы при целевом напряжении 1,4 В процессор не перегревался в LinX 0.6.8, его частоту приходится очень сильно снижать. Например, с таким уровнем напряжения тестирование стабильности нашего экземпляра Core i7-6850K в LinX 0.6.8 удалось провести лишь при установке параметра AVX Instruction Core Negative Offset в 13х, то есть при сбросе частоты CPU в случае исполнения AVX-инструкций до 3,0 ГГц. И такой режим работы вряд ли можно считать приемлемым, поскольку итоговая производительность процессора в разгоне в некоторых приложениях окажется ниже быстродействия в номинальном режиме.

Однако есть хитрость, которая позволяет избежать необходимости сбавлять частоту разогнанного процессора при работе процессорных AVX-блоков столь радикально. Напряжение Vcore следует задавать не в ручном (Manual Mode), а в адаптивном (Adaptive Mode) режиме. Если целевые 1,4 В обозначить как максимальное напряжение в турборежиме (Additional Turbo Mode CPU Core Voltage), то сброс множителя при исполнении AVX-инструкций будет автоматически сопровождаться и уменьшением напряжения питания процессора.

В результате для нашего Core i7-6850K это позволило ограничиться снижением частоты при задействовании AVX-команд лишь до 4,0 ГГц.

В итоге получился даже более интересный, чем при подходе «в лоб», вариант разгона Core i7-6850K до 4,0/4,3 ГГц. И именно его мы использовали при тестировании производительности. Поэтому на следующих далее диаграммах вы увидите показатели быстродействия не только в штатном режиме, но и при описанном выше гибридном оверклокерском подходе. В целом же нужно признать, что, хотя частотный потенциал шестиядерных Broadwell-E и оказался несколько хуже, чем у Haswell-E, введённые Intel в оверклокерский инструментарий дополнительные опции позволяют добиться при разгоне интересных практических результатов.

⇡#Описание тестовых систем и методики тестирования

Для тестирования младших LGA2011-v3-процессоров нового поколения мы собрали очень представительную компанию соперников. Основная цель исследования – сравнить производительность шестиядерных Core i7-6850K и Core i7-6800K семейства Broadwell-E с быстродействием четырёхъядерного Skylake в лице Core i7-6700K, но для такого сравнения не помешает хорошо проработанный фон. И таким фоном выступил полный набор процессоров LGA2011-v3 поколений Haswell-E и Broadwell-E. Иными словами, для обзора мы собрали все сколько-нибудь актуальные на сегодняшний день оверклокерские процессоры семейства Core i7.

В итоге в составе тестовых конфигураций принимали участие комплектующие из следующего набора:

• Процессоры:
  • Intel Core i7-6950X Extreme Edition (Broadwell-E, 10 ядер + HT, 3,0-4,0 ГГц, 25 Мбайт L3);
  • Intel Core i7-6900K (Broadwell-E, 8 ядер + HT, 3,2-4,0 ГГц, 20 Мбайт L3);
  • Intel Core i7-6850K (Broadwell-E, 6 ядер + HT, 3,6-4,0 ГГц, 15 Мбайт L3);
  • Intel Core i7-6800K (Broadwell-E, 6 ядер + HT, 3,4-3,8 ГГц, 15 Мбайт L3);
  • Intel Core i7-6700K (Skylake, 4 ядра + HT, 4,0-4,2 ГГц, 8 Мбайт L3);
  • 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).
• Процессорный кулер: Noctua NH-D15.
• Материнские платы:
  • ASUS X99-Deluxe (LGA2011-v3, Intel X99);
  • ASUS Maximus VIII Ranger (LGA1151, Intel Z170).
• Память: 4 × 8 Гбайт DDR4-3000 SDRAM, 16-16-16-36 (2 × Patriot Viper 4 PV416G300C6K).
• Видеокарта: NVIDIA GeForce GTX 1080 (8 Гбайт/256-бит GDDR5X, 1607-1733/10000 МГц).
• Дисковая подсистема: Kingston HyperX Savage 480 GB (SHSS37A/480G);
• Блок питания: Corsair RM850i (80 Plus Gold, 850 Вт).

Важным изменением в нашей тестовой платформе стал переход на использование более новой и производительной графической карты NVIDIA GeForce GTX 1080. Это дало возможность отказаться от игровых тестов в сниженных разрешениях – масштабируемость при изменении мощности CPU теперь явно прослеживается и с высоким качеством картинки в Full HD.

Тестирование выполнялось в операционной системе Microsoft Windows 10 Enterprise Build 10586 с использованием следующего комплекта драйверов:

• Intel Chipset Driver 10.1.2.19;
• Intel Management Engine Interface Driver 11.0.0.1172;
• Intel Turbo Boost Max Driver Beta Version 1.0.0.1025;
• NVIDIA GeForce 368.39 Driver.

Ключевые модели процессоров из приведённого выше списка испытывались дважды – не только при работе в номинальном режиме, но и при их стабильном и подходящем для долговременного использования разгоне, который достижим с применяемым нами охлаждением:

• шестиядерный Broadwell-E в разгоне представлен процессором Core i7-6850K, работающим на частоте 4,0/4,3 ГГц с напряжением 1,4 В;
• шестиядерный Haswell-E в разгоне представлен процессором Core i7-5930K, работающим на частоте 4,2 ГГц при напряжении 1,275 В;

• разогнанный четырёхъядерный Skylake представлен процессором Core i7-6700K, работающим на частоте 4,7 ГГц при напряжении 1,46 В.

Описание использовавшихся для измерения вычислительной производительности инструментов:

Бенчмарки:

• BAPCo SYSmark 2014 ver 1.5 – тестирование в сценариях Office Productivity (офисная работа: подготовка текстов, обработка электронных таблиц, работа с электронной почтой и посещение интернет-сайтов), Media Creation (работа над мультимедийным контентом — создание рекламного ролика с использованием предварительно отснятых цифровых изображений и видео) и Data/Financial Analysis (статистический анализ и прогнозирование инвестиций на основе некой финансовой модели).
• Futuremark 3DMark Professional Edition 2.0.2067 — тестирование в сценах Sky Diver 1.0, Cloud Gate 1.1 и Fire Strike 1.1.

Приложения:

• Adobe After Effects CC 2015 — тестирование скорости рендеринга методом трассировки лучей. Измеряется время, затрачиваемое системой на обсчёт в разрешении 1920 × 1080@30fps заранее подготовленного видеоролика.
• Adobe Photoshop CC 2015 — 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 6.4 – тестирование производительности при пакетной обработке серии изображений в RAW-формате. Тестовый сценарий включает постобработку и экспорт в JPEG с разрешением 1920 × 1080 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 2016 — тестирование скорости финального рендеринга. Измеряется время, затрачиваемое на рендеринг в разрешении 1920 × 1080 с применением рендерера mental ray стандартной сцены Hummer.
• Blender 2.77a – тестирование скорости финального рендеринга в одном из популярных свободных пакетов для создания трёхмерной графики. Измеряется продолжительность построения финальной модели из Blender Cycles Benchmark rev4.
• Microsoft Edge 20.10240.16384.0 – тестирование производительности при работе интернет-приложений, построенных с использованием современных технологий. Применяется специализированный тест WebXPRT 2015, реализующий на HTML5 и JavaScript реально использующиеся в интернет-приложениях алгоритмы.
• WinRAR 5.31 — тестирование скорости архивации. Измеряется время, затрачиваемое архиватором на сжатие директории с различными файлами общим объёмом 1,7 Гбайт. Используется максимальная степень компрессии.
• x264 r2692 — 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 1.9+140 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:

• Ashes of Singularity. Разрешение 1920 × 1080, DirectX 11, Quality Profile = High, MSAA=2x.
• Company of Heroes 2. Настройки для разрешения 1280 × 800: Maximum Image Quality, Anti-Aliasing = Off, Higher Texture Detail, High Snow Detail, Physics = Off. Настройки для разрешения 1920 × 1080: Maximum Image Quality, High Anti-Aliasing, Higher Texture Detail, High Snow Detail, Physics = High.
• Grand Theft Auto V. Разрешение 1920 × 1080, DirectX Version = DirectX 11, FXAA = Off, MSAA = x4, NVIDIA TXAA = Off, Population Density = Maximum, Population Variety = Maximum, Distance Scaling = Maximum, Texture Quality = Very High, Shader Quality = Very High, Shadow Quality = Very High, Reflection Quality = Ultra, Reflection MSAA = x4, Water Quality = Very High, Particles Quality = Very High, Grass Quality = Ultra, Soft Shadow = Softest, Post FX = Ultra, In-Game Depth Of Field Effects = On, Anisotropic Filtering = x16, Ambient Occlusion = High, Tessellation = Very High, Long Shadows = On, High Resolution Shadows = On, High Detail Streaming While Flying = On, Extended Distance Scaling = Maximum, Extended Shadows Distance = Maximum.
• Hitman™. Разрешение 1920 × 1080, DirectX 12, Super Sampling = 1.0, Level of Detail = Ultra, Anti-Aliasing = FXAA, Texture Quality = High, Texture Filter = Anisotropic 16x, SSAO = On, Shadow Maps = Ultra, Shadow Resolution = High.
• Rise of the Tomb Raider. Разрешение 1920 × 1080, DirectX 11, Anti-aliasing = SSAA 4x, Preset = Very High.
• Thief. Разрешение 1920 × 1080, 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.
• Total War: Attila. Разрешение 1920 × 1080, Maximum Quality.
• Tom Clancy’s The Division. Разрешение 1920 × 1080, Graphics Quality = High.

Важно отметить, что тестирование процессоров Intel Core i7-6950X, Core i7-6900K, Core i7-6850K и Core i7-6800K выполнялось с активированной технологией Turbo Boost Max 3.0.

⇡#Производительность в комплексных тестах

Комплексные тесты наподобие SYSmark 2014 позволяют делать выводы о производительности той или иной платформы в целом, при исполнении типовых пользовательских сценариев работы с различными массовыми приложениями. И полученные результаты совершенно не удивляют. Коль скоро большинство программ, с которыми сталкиваются пользователи в повседневной работе, до сих пор не имеет глубокой оптимизации под многопоточность, новые многоядерные процессоры Broadwell-E в сравнении с четырёхъядерным Skylake не могут предложить никакой принципиально лучшей производительности. И более того, если говорить о быстродействии главных героев этого материала – шестиядерных Core i7-6850K и Core i7-6800K, то их интегральные показатели производительности даже ниже, чем у четырёхъядерного процессора Core i7-6700K для платформы LGA1151. А это значит, что и младшие процессоры для платформы LGA2011-v3 стоит расценивать ровно так же, как и их старших собратьев, то есть как нишевые предложения, хорошо подходящие лишь для решения каких-то конкретных задач, для которых многоядерность важнее высокой тактовой частоты.

Развёрнутые результаты SYSmark 2014 дают недвусмысленный намёк, что это за задачи. Обратите внимание: преимущество Core i7-6700K перед шестиядерными Broadwell-E прослеживается лишь в сценариях Office Productivity и Data/Financial Analysis, в то время как в сценарии Media Creation процессоры Core i7-6850K и Core i7-6800K выступают лучше флагманского Skylake. То есть потенциал платформы LGA2011-v3 в её современном виде способен раскрыться при обработке и создании цифрового контента: в этом случае к месту будет и большое число вычислительных ядер, и вместительный кеш, и скоростная четырёхканальная память.

Стоит заметить, что новинки способны предложить некий прирост производительности по сравнению со своими предшественниками семейства Haswell-E. Так, превосходство Core i7-6850K над Core i7-5930K составляет порядка 7-8 процентов, а Core i7-6800K быстрее, чем Core i7-5820K, на 6 процентов. Конечно, это вряд ли можно назвать принципиальной прибавкой в скорости, однако на большее мы и не рассчитывали: в конце концов, микроархитектура Broadwell мало отличается от Haswell, а разница в тактовых частотах похожих по позиционированию шестиядерников разных поколений не превышает 100 МГц.

В 3DMark картина несколько иная. Хотя этот бенчмарк и позиционируется в качестве средства оценки игровой производительности, он, в отличие от большинства игр, качественно оптимизирован под многопоточность. Поэтому многоядерные процессоры смотрятся в нём более выигрышно. Однако результаты в наиболее сложном в графическом плане подтесте Fire Strike несколько выбиваются из общей картины, указывая на то, что Core i7-6700K при игровой нагрузке может превосходить шестиядерные процессоры Broadwell-E. Это значит, что выбор платформы LGA2011-v3 для игровой сборки может оказаться несколько спорным решением.

Как оно будет в реальных играх, мы посмотрим несколько позже, а здесь же просто заметим, что преимущество Broadwell-E перед Haswell-E выглядит не слишком убедительно. Оно составляет единицы процентов и явно уступает относительной разнице в стоимости похожих по характеристикам шестиядерников разных поколений. Иными словами, если опираться на результаты 3DMark, то Core i7-6850K и Core i7-6800K можно назвать несколько переоценёнными чипами.

Впрочем, как уже было сказано выше, применять LGA2011-v3-процессоры рациональнее не для игр, а для создания цифрового контента. Именно в этом случае они раскрывают весь заложенный потенциал. И как это выглядит в реальности, мы увидим дальше.

⇡#Производительность в приложениях

Именно для решения тяжёлых в вычислительном плане проблем и стоит использовать процессоры с большим количеством ядер. Шестиядерные Broadwell-E способны обеспечить более высокое, нежели Core i7-6700K, быстродействие в большинстве наших тестовых задач: при финальном рендеринге, монтаже и перекодировании видео, сжатии данных и в других случаях. Причём в наиболее вопиющих случаях, например в 3ds max и Blender, шестиядерникам Core i7-6850K и Core i7-6800K уступает даже разогнанный до 4,7 ГГц Skylake. Это явно указывает на то, что, если ваша деятельность связана с созданием контента, шестиядерные процессоры предпочтительнее четырёхъядерных. В целом в ресурсоёмких приложениях, поддерживающих многопоточность, шестиядерники поколения Broadwell-E могут предложить примерно 10-15-процентное преимущество в скорости работы.

Впрочем, говоря о достоинствах многоядерных процессоров, не следует забывать о существовании в ассортименте компании Intel десктопных CPU, располагающих восемью или десятью вычислительными ядрами. Для работы над цифровым контентом они подходят ещё лучше, а Core i7-6850K и Core i7-6800K на самом деле предлагают лишь некий компромисс между многоядерностью и ценой.

Есть и ещё пара поводов для расстройства: цена и темп роста быстродействия по сравнению с процессорами прошлого поколения. В то время как младший шестиядерный Haswell-E был всего лишь на 15 процентов дороже старшего четырёхъядерного Haswell или Skylake, с приходом поколения Broadwell-E разница в цене выросла до 28 процентов. При этом производительность Core i7-6800K и Core i7-5820K различается не столь заметно. В тех приложениях, где применять шестиядерники действительно имеет смысл, разрыв в их быстродействии не превышает 10 процентов. А если принять во внимание возможность эксплуатации CPU на частотах, превышающих номинальные, то представитель семейства Haswell-E и вовсе может оказаться привлекательнее, так как он способен работать с AVX-инструкциями при заметно более высокой частоте, чем Broadwell-E.

⇡#Игровая производительность

До недавних пор производительность платформ, оснащенных современными процессорами, в подавляющем большинстве актуальных игр определялась возможностями графической подсистемы. Однако произошедший за несколько последних лет бурный рост производительности игровых видеокарт привёл к тому, что теперь нередко производительность стала ограничиваться не столько видеокартой, сколько центральным процессором. И если раньше, чтобы понять геймерский потенциал того или иного CPU, нам приходилось использовать уменьшенные разрешения, то с современными видеокартами это делать совсем не обязательно.

Для комплектации нашей процессорной тестовой системы компания NVIDIA предоставила нам свой новейший ускоритель GeForce GTX 1080, который благодаря беспрецедентно высокой мощности хорошо подходит и для 4K-разрешений, и для виртуальной реальности, а уж для FullHD – и подавно. В результате мы смогли отказаться от игровых тестов в разрешении 1280 × 800, которые нередко не встречали понимания у наших читателей. Теперь зависимость частоты кадров от мощности CPU отлично можно проследить в абсолютно реальных, а не искусственно созданных условиях: в FullHD-разрешении 1920 × 1080 и с максимальными настройками качества изображения. Этот подход мы и взяли на вооружение.

Ситуация с игровой производительностью шестиядерных процессоров Broadwell-E оказывается несколько неожиданной. С одной стороны, они позволяют получить более высокую частоту кадров по сравнению с предшественниками поколения Haswell-E. Причём речь тут идёт не только о преимуществе перед шестиядерными Core i7-5820K и Core i7-5930K, но и о превосходстве над прошлым флагманом Core i7-5960X с восемью ядрами. Однако, с другой стороны, платформа LGA2011-v3 всё равно остаётся слишком тяжеловесной и неповоротливой: вне зависимости от того, какой в ней используется процессор, система на базе флагманского четырёхъядерного LGA1151-процессора Core i7-6700K поколения Skylake в играх работает быстрее.

И это нисколько не удивительно. Главная причина такого результата заключается в том, что игры очень редко оптимизируются под процессоры с большим числом вычислительных ядер. Для них важнее высокая частота и большая удельная производительность на такт, что и может предложить Skylake – Core i7-6700K. Кроме того, конфигурация на базе LGA1151 проще по своей структуре, поэтому определённый вклад в превосходство этой платформы вносят и более низкие латентности подсистемы памяти и шины PCI Express. В итоге основывать на Core i7-6850K или Core i7-6800K какие-либо игровые сборки смысл имеет лишь в том случае, если речь идёт о системе с несколькими высокопроизводительными GPU, которые смогут извлечь выигрыш из большего числа линий PCI Express.

Дополнительно усугубляет ситуацию и разгонный потенциал. В то время как для шестиядерников поколения Broadwell-E предельной частотой оказалась величина 4,3 ГГц (снижающаяся до 4,0 ГГц при включении AVX-блоков), Skylake свободно разгоняется до 4,7 ГГц, чем дополнительно закрепляет своё преимущество.

Впрочем, нужно иметь в виду, что все приведённые тезисы верны лишь в смысле относительной игровой производительности. Если же вести речь об абсолютных показателях частоты кадров, то нужно понимать, что любой из актуальных процессоров семейства Core i7 абсолютно достаточен для того, чтобы раскрыть потенциал видеокарты верхнего уровня. Иными словами, несмотря на то, что на диаграммах Core i7-6850K и Core i7-6800K находятся ниже Core i7-6700K, конфигурация на базе любого из этих CPU сможет справиться с любой современной игрой AAA-класса без каких-либо вопросов.

⇡#Энергопотребление

Все процессоры Broadwell-E имеют одинаковый тепловой пакет 140 Вт, и шестиядерники в этом отношении ничем не отличаются от своих собратьев. Это вполне закономерно, ведь любые Broadwell-E основываются на одном и том же 14-нм полупроводниковом кристалле, а тактовые частоты процессоров с меньшим числом ядер выше, чем у старших представителей линейки. В то же время расчётное тепловыделение представителя семейства Skylake, Core i7-6700K, на 35 процентов ниже. Неужели показатели реального энергопотребления (а следовательно, и тепловыделения) различаются столь кардинально и платформа LGA2011-v3 не может быть экономичной ни при каких условиях?

Проверим. Используемый нами в тестовой системе новый цифровой блок питания Corsair RM850i позволяет измерять потребляемую и выдаваемую электрическую мощность, чем мы и воспользуемся для практических измерений. На следующем ниже графике приводится полное потребление систем (без монитора), измеренное «после» блока питания и представляющее собой сумму энергопотребления всех задействованных в системе компонентов. КПД самого блока питания в данном случае не учитывается. Для правильной оценки энергопотребления мы активировали турборежим и все имеющиеся у процессоров энергосберегающие технологии.

И действительно, в состоянии простоя платформа LGA2011-v3 потребляет почти в два раза больше, чем LGA1151. Причин этому сразу несколько. Во-первых, набор системной логики Intel X99 более прожорлив, чем Z170. Во-вторых, LGA2011-v3-процессоры лишены поддержки части энергосберегающих технологий, например состояния C7. В-третьих, материнские платы с процессорным разъёмом LGA2011-v3 имеют заведомо более сложный дизайн и оснащены большим числом контроллеров. Обратить внимание стоит и ещё на один момент: при бездействии Haswell-E немного экономичнее более новых Broadwell-E.

При многопоточной нагрузке Core i7-6850K и Core i7-6800K оказываются самыми экономичными процессорами для платформы LGA2011-v3. Однако до Core i7-6700K им далеко: потребление системы на его основе примерно на 20 процентов ниже. Конечно, у четырёхъядерника меньше и производительность, однако если оперировать её удельными значениями в пересчёте на ватт, то окажется, что по эффективности Skylake всё же выигрывает.

На следующей диаграмме приводится максимальное потребление при нагрузке, создаваемой 64-битной версией утилиты LinX 0.6.8 с поддержкой набора инструкций AVX2, которая базируется на пакете Linpack, отличающемся непомерными энергетическими аппетитами.

Примерно такая же картина, как с потреблением при финальном рендеринге, наблюдается и здесь. На фоне остальных LGA2011-v3-процессоров Core i7-6850K и Core i7-6800K выделяются достаточно скоромными энергетическими аппетитами. Очевидно, что перевод производства таких процессоров на 14-нм техпроцесс положительно сказался на их экономичности. Однако флагманский Skylake тем не менее позволяет собирать ещё более экономичные системы, что совершенно неудивительно, если принять во внимание меньшее количество вычислительных ядер. Всё это значит, что если вы решитесь собирать систему на платформе LGA2011-v3, то не забудьте морально подготовиться не только к высоким стартовым затратам на комплектующие, но и к большим эксплуатационным расходам.

⇡#Выводы

Наша лаборатория последовательно рассмотрела все новые LGA2011-v3 процессоры семейства Broadwell-E, которые компания Intel вывела на рынок полтора месяца тому назад. И настоящий материал – это третий и последний «подход к снаряду». Однако сегодняшние впечатления о выбранном объекте рассмотрения – шестиядерных процессорах Core i7-6850K и Core i7-6800K – получились совсем не такими, как раньше. По итогам прошлых тестирований, где речь шла о десятиядерных или восьмиядерных новинках, мы говорили, что Broadwell-E – это хоть и дорогие, но достаточно интересные процессоры. В определённых применениях, например в высокопроизводительных рабочих станциях для обработки и создания цифрового контента они могут оказаться более чем уместны. Да, массив из восьми или десяти вычислительных ядер – достаточно специфичная вещь, но в целом ряде ресурсоёмких приложений от него и вправду есть немалый толк. Поэтому обеспеченные пользователи, которые работают в многопоточных средах, могут найти веские причины для приобретения флагманских LGA2011-v3-процессоров нового поколения, ведь такие чипы по сравнению со старшими представителями семейства Skylake, максимальное количество ядер у которых – четыре, действительно заметно мощнее.

С двумя же младшими моделями в линейке Broadwell-E ситуация совсем иная. Отставание шестиядерников Core i7-6850K и Core i7-6800K от родственных процессоров с большим числом ядер очень заметно: в наиболее тяжёлых задачах оно может доходить до 35-50 процентов. При этом их преимущество перед четырёхъядерным Core i7-6700K даже в самом благоприятном случае не превышает 10-15 процентов, так как более прогрессивная микроархитектура и более высокие тактовые частоты старшего Skylake успешно компенсируют в полтора раза меньшее число вычислительных ядер. А если принять во внимание и более высокий разгонный потенциал процессоров семейства Skylake, то разница в быстродействии Core i7-6700K и Core i7-6850K/6800K окажется ещё меньше.

Само по себе это не так страшно, но Intel проигнорировала реальное положение вещей и установила на новые шестиядерники явно завышенные цены. Даже самый дешёвый Core i7-6800K оказался на 28 процентовдороже, чем Core i7-6700K, не говоря уже о гораздо более дорогостоящем Core i7-6850K. В итоге соотношение между ценой и производительностью у младших Broadwell-E получилось не совсем разумным. К тому же не следует забывать и о существовании огромного пласта приложений, где Core i7-6850K и Core i7-6800K оказываются даже медленнее, чем Core i7-6700K, и существенная часть этого пласта – 3D-игры. В сумме всё это делает шестиядерные Broadwell-E откровенно компромиссными предложениями, не способными попасть ни в сферу интересов энтузиастов высокой производительности, ни в число вариантов, привлекательных для геймеров.

Иными словами, в отличие от Core i7-6950X и Core i7-6900K, мы склонны считать новые Core i7-6850K и Core i7-6800K не слишком удачными предложениями, плохо вписывающимися в существующий модельный ряд интеловских чипов. Не могут они претендовать и на роль относительно недорогого входного билета в экосистему LGA2011-v3. Её прекрасно исполнял и продолжит исполнять процессор Core i7-5820K поколения Haswell-E, который на целых $45 дешевле Core i7-6800K. И пусть в номинальном режиме он немного медленнее шестиядерников поколения Broadwell-E, эту разницу в большинстве случаев можно компенсировать с помощью разгона, который у процессоров Haswell-E выполнятся и проще, и в целом результативнее.

Процессоры для тестирования предоставлены компанией «Регард».