Обнаружили неприятную проблему предела тактовой частоты. Достигнув порога в 3 ГГц, разработчики столкнулись с значительным ростом энергопотребления и тепловыделения своих продуктов. Уровень технологий 2004 года не позволял существенно уменьшить размеры транзисторов в кремниевом кристалле и выходом из сложившейся ситуации стала попытка не наращивать частоты, а увеличить количество операций, выполняемых за один такт. Переняв опыт серверных платформ, где многопроцессорная компоновка уже была испытана, было решено объединить два процессора на одном кристалле.

С тех пор прошло немало времени, в широком доступе появились ЦП с двумя, тремя, четырьмя, шестью и даже восемью ядрами. Но основную долю на рынке до сих пор занимают 2 и 4-ядерные модели. Изменить ситуацию пытаются в AMD, но их архитектура Bulldozer не оправдала надежд и бюджетные восьмиядерники все еще не очень популярны в мире. Поэтому вопрос, что лучше: 2 или 4-ядерный процессор , до сих пор остается актуальным.

Разница между 2 и 4-ядерным процессором

На аппаратном уровне основное отличие 2-ядерного процессора от 4-ядерного – количество функциональных блоков. Каждое ядро, по сути, представляет собой отдельный ЦП, оснащенный своими вычислительными узлами. 2 или 4 таких ЦП объединены между собой внутренней скоростной шиной и общим контроллером памяти для взаимодействия с ОЗУ. Другие функциональные узлы тоже могут быть общими: у большинства современных ЦП индивидуальной является кэш-память первого (L1) и второго (L2) уровня, блоки целочисленных вычислений и операций с плавающей запятой. Кэш L3, отличающийся относительно большим объемом, один и доступен всем ядрам. Отдельно можно отметить уже упомянутые AMD FX (а также ЦП Athlon и APU серии A): у них общими являются не только кэш-память и контроллер, но и блоки вычислений с плавающей запятой: каждый такой модуль одновременно принадлежит двум ядрам.

Схема четырехъядерного процессора AMD Athlon

С пользовательской точки зрения разница между 2 и 4-ядерным процессором заключается в количестве задач, которые ЦП может обработать за один такт. При одинаковой архитектуре, теоретическая разница будет составлять 2 раза для 2 и 4 ядер или 4 раза для 2 и 8 ядер, соответственно. Таким образом, при одновременной работе нескольких процессов, увеличение количества должно повлечь за собой рост быстродействия системы. Ведь вместо 2 операций четырехъядерный ЦП за один момент времени сможет выполнять сразу четыре.

Чем обусловлена популярность двухъядерных ЦП

Казалось бы, если увеличение числа ядер влечет за собой рост производительности, то на фоне моделей с четырьмя, шестью или восемью ядрами у двухядерников нет никаких шансов. Тем не менее, мировой лидер на рынке ЦП, компания Intel, ежегодно обновляет ассортимент своей продукции и выпускает новые модели всего с парой ядер (Core i3, Celeron, Pentium). И это на фоне того, что даже в смартфонах и планшетах на такие ЦП пользователи смотрят с недоверием или презрением. Чтобы понять, почему самые популярные модели – именно процессоры с двумя ядрами, следует учесть несколько основных факторов.

Intel Core i3 — самые популярные 2-ядерные процессоры для домашнего ПК

Проблема совместимости . При создании программного обеспечения разработчики стремятся сделать так, чтобы оно могло функционировать как на новых компьютерах, так и уже существующих моделях ЦП и ГП. Учитывая ассортимент на рынке, важно обеспечить, чтобы игра нормально работала и на двух ядрах, и на восьми. Большинство всех существующих домашних ПК оснащены двухъядерным процессором, поэтому поддержке таких компьютеров уделяется больше всего внимания.

Сложность распараллеливания задач . Чтобы обеспечить эффективное задействование всех ядер, вычисления, производимые в процессе работы программы, следует разделить на равные потоки. Например, задача, которая может оптимально задействовать все ядра, выделив каждому из них по одному или два процесса — одновременная компрессия нескольких видеороликов. С играми – сложнее, так как все выполняемые в них операции взаимосвязаны. Несмотря на то, что основную работу выполняет графический процессор видеокарты, информацию для формирования 3d-картинки подготавливает именно ЦП. Сделать так, чтобы каждое ядро обрабатывало свою порцию данных, а затем подавало ее ГП синхронно с другими, достаточно сложно. Чем больше одновременных потоков вычислений нужно обрабатывать – тем тяжелее реализация задачи.

Преемственность технологий . Разработчики программного обеспечения используют для своих новых проектов уже существующие наработки, подвергающиеся неоднократной модернизации. В отдельных случаях доходит до того, что такие технологии уходят корнями в прошлое на 10-15 лет. Разработка, основанная на проекте десятилетней давности, кардинальной переработке для идеальной оптимизации поддается очень неохотно, если не совсем никак. Как следствие, наблюдается неспособность софта рационально использовать аппаратные возможности ПК. Игра S.T.A.L.K.E.R. Зов Припяти, вышедшая в 2009 году (в эпоху расцвета многоядерных ЦП) построена на движке 2001 года, поэтому не умеет нагружать более, чем одно ядро.

S.T.A.L.K.E.R. полноценно задействует только одно ядоро 4-ядерного ЦП

Такая же ситуация и с популярной онлайн-РПГ World of Tanks: движок Big World, на котором она базируется, создан в 2005 году, когда многоядерные ЦП еще не воспринимались, как единственно возможный путь развития.

World of Tanks тоже не умеет распределять нагрузку на ядра равномерно

Финансовые сложности . Следствием этой проблемы является предыдущий пункт. Если создавать каждое приложение с нуля, не используя имеющиеся технологии, его реализация обойдется в баснословные суммы. К примеру, стоимость разработки GTA V составила более 200 млн долларов. При этом, некоторые технологии все равно не были созданы «из чистого листа», а позаимствованы из предыдущих проектов, так как игра писалась под 5 платформ сразу (Sony PS3, PS4, Xbox 360 и One, а также ПК).

GTA V оптимизирована под многоядерность и умеет равномерно загружать процессор

Все эти нюансы не позволяют в полной мере использовать потенциал многоядерных процессоров на практике. Взаимозависимость производителей аппаратного обеспечения и разработчиков софта порождает замкнутый круг.

Какой процессор лучше: 2 или 4-ядерный

Очевидно, что при всех преимуществах потенциал многоядерных процессоров до сих пор остается нереализованным до конца. Некоторые задачи вообще не умеют равномерно распределять нагрузку и работают в один поток, другие – делают это с посредственной эффективностью, и лишь малая доля ПО полноценно взаимодействуют со всеми ядрами. Поэтому вопрос, какой лучше процессор, 2 или 4 ядра , купить, требует внимательного изучения текущей ситуации.

На рынке представлены продукты двух производителей: Intel и AMD, отличающиеся особенностями реализации. Advanced Micro Devices традиционно делают упор на многоядерность, в то время как «Интел» неохотно идут на такой шаг и наращивают количество ядер только если это не приводит к снижению удельной производительности в расчете на ядро (избежать которого очень сложно).

Увеличение количества ядер снижает итоговую производительность каждого из них

Как правило, общая теоретическая и практическая производительность многоядерного ЦП ниже, чем аналогичного (построенного на такой же микроархитектуре, с тем же техпроцессорм) с одним ядром. Вызвано это тем, что ядра используют общие ресурсы, и это не лучшим образом сказывается на быстродействии. Таким образом, нельзя просто приобрести мощный четырех- или шестиъядерный процессор с расчетом на то, что он точно не будет слабее двухъядерника из той же серии. В некоторых ситуациях – будет, при том ощутимо. В качестве примера можно привести запуск старых игр на компьютере с восьмиядерным процессором AMD FX : FPS при этом порой ниже, чем на аналогичном ПК, но с четырехъядерным ЦП.

Нужна ли сегодня многоядерность

Значит ли это, что много ядер не нужно? Несмотря на то, что вывод кажется закономерным — нет. Легкие повседневные задачи (такие как веб-серфинг или работа с несколькими программами одновременно) положительно реагируют на увеличение числа ядер процессора. Именно по этой причине производители смартфонов делают упор на количество, опуская на второй план удельную производительность. Opera (и другие браузеры на движке Chromium), Firefox запускают каждую открытую вкладку в виде отдельного процесса, соответственно, чем больше ядер – тем быстрее переход между вкладками. Файловые менеджеры, офисные программы, проигрыватели – сами по себе не являются ресурсоемкими. Но при потребности часто переключаться между ними многоядерный процессор позволит повысить производительность системы.

Браузер Opera каждой вкладке присваивает отдельный процесс

В компании Intel осознают это, потому технология HuperThreading, позволяющая ядру обрабатывать второй поток силами неиспользуемых ресурсов, появилась еще во времена Pentium 4. Но она не позволяет в полной мере компенсировать недостаток производительности.

В «Диспетчере задач» 2-ядерный процессор с Huper Threading отображается, как 4-ядерный

Создатели игр, тем временем, постепенно наверстывают упущенное. Появление новых поколений консолей Sony Play Station и Microsoft Xbox простимулировало разработчиков уделять больше внимания многоядерности. Обе приставки созданы на базе восьмиядерных чипов AMD, поэтому теперь программистам не нужно тратить уйму сил на оптимизацию при портировании игры на ПК. С ростом популярности этих консолей — с облегчением смогли вздохнуть и те, кто разочаровался в приобретении AMD FX 8xxx. Многоядерники усиленно отвоевывают позиции на рынке, о чем можно убедиться на примере обзоров.

Часть 1

29 августа корпорация Intel представила три новых процессора для настольных систем на базе чипсета Intel X99, которые составили семейство Haswell-E. Это семейство процессоров ориентировано на самые высокопроизводительные системы. На сегодняшний день семейство процессоров Haswell-E составляют три модели: Intel Core i7-5960X, Core i7-5930K и Core i7-5820K.

В этой статье мы подробно рассмотрим восьмиядерный процессор Intel Core i7-5960X и сравним его с процессорами Ivy Bridge-E и Sandy Bridge-E.

Коротко о новом семействе Haswell-E

Новое семейство процессоров с кодовым наименованием Haswell-E является преемником семейств Sandy Bridge-E и Ivy Bridge-E. Однако если процессоры Sandy Bridge-E и Ivy Bridge-E были совместимы друг с другом в плане разъема и платформы, то процессоры Haswell-E требуют уже абсолютно новой платформы.

Если говорить точнее, то 32-нанометровые процессоры Sandy Bridge-E, анонсированные компанией в ноябре 2011 года и пришедшие на смену шестиядерным процессорам Gulftown, были совместимы только с чипсетом Intel X79 и имели разъем LGA2011. Далее, в сентябре 2013 года, компания Intel анонсировала семейство 22-нанометровых процессоров Ivy Bridge-E, которые имели точно такой же разъем LGA2011 и были совместимы только с платами на базе того же чипсета Intel X79. Новые же 22-нанометровые процессоры семейства Haswell-E уже имеют новый разъем, получивший название LGA2011-3 и совместимы только с платами на базе нового чипсета Intel X99.

В качестве исторической справки напомним, что семейство Sandy Bridge-E первоначально составляли три модели: шестиядерные процессоры Core i7-3960X и Core i7-3930K, а также четырехъядерный Core i7-3820. Core i7-3960X и Core i7-3930K имели полностью разблокированный коэффициент умножения, а Core i7-3820 - частично разблокированный. Немного позднее появился и еще один представитель данного семейства - шестиядерный процессор Core i7-3970X, который отличался от Core i7-3960X лишь более высокой тактовой частотой (и более высоким энергопотреблением). Все процессоры семейства Sandy Bridge-E были основаны на микроархитектуре Sandy Bridge и не имели интегрированного графического ядра. Кроме того, все процессоры были оснащены четырехканальным контроллером памяти и поддерживали память DDR3-1600. Топовые процессоры семейства Sandy Bridge-E - модели Core i7-3970X и Core i7-3960X - относились к серии Extreme Edition. Эти процессоры имели разделяемый между всеми ядрами кэш L3 размером 15 МБ. Процессор Core i7-3930K был наделен кэшем L3 размером 12 МБ, а процессор Core i7-3820 - размером 10 МБ. Все процессоры семейства Sandy Bridge-E имели интегрированный контроллер PCI Express 3.0 на 40 линий, которые могли быть сгруппированы в два порта PCI Express 3.0 x16 и один порт PCI Express 3.0 x8, в один порт PCI Express 3.0 x16 и три порта PCI Express 3.0 x8 или в один порт PCI Express 3.0 x16, два порта PCI Express 3.0 x8 и два порта PCI Express 3.0 x4.

Технические характеристики процессоров семейства Sandy Bridge-E приводятся далее.

Характеристики
Техпроцесс	32 нм	32 нм	32 нм	32 нм
Разъем	LGA2011	LGA2011	LGA2011	LGA2011
Совместимость с чипсетом	Intel X79	Intel X79	Intel X79	Intel X79
Кол-во ядер/потоков	6/12	6/12	6/12	4/8
	32+32	32+32	32+32	32+32
	256	256	256	256
Размер L3-кэша, МБ	15	15	12	10
	3,5	3,3	3,2	3,6
	4,4	3,9	3,8	3,9
Кол-во каналов памяти	4	4	4	4
Поддерживаемая память	DDR3-1600	DDR3-1600	DDR3-1600	DDR3-1600
	40	40	40	40
TDP, Вт	150	130	130	130

Семейство 22-нанометровых процессоров Ivy Bridge-E включает лишь три модели: Core i7-4960X, Core i7-4930K и Core i7-4820K. Первые две модели - это шестиядерные процессоры, а последняя - четырехъядерный. Все процессоры семейства Ivy Bridge-E полностью разблокированные. Естественно, ядра этих процессоров основаны на микроархитектуре Ivy Bridge, графического ядра в них нет. Все процессоры Ivy Bridge-E оснащены четырехканальным контроллером памяти и поддерживают память DDR3-1866. Топовая модель Core i7-4960X относится к серии Extreme Edition, этот процессор наделен кэшем L3 размером 15 МБ. Процессор Core i7-4930K имеет кэш L3 размером 12 МБ, а Core i7-4820K - размером 10 МБ. Все процессоры семейства Ivy Bridge-E имеют интегрированный контроллер PCI Express 3.0 на 40 линий, которые могут группироваться точно так же, как в процессорах Sandy Bridge-E.

Технические характеристики процессоров семейства Ivy Bridge-E приводятся далее.

Характеристики
Техпроцесс	22 нм	22 нм	22 нм
Разъем	LGA2011	LGA2011	LGA2011
Совместимость с чипсетом	Intel X79	Intel X79	Intel X79
Кол-во ядер/потоков	6/12	6/12	4/8
Размер L1-кэша (кэш данных + кэш инструкций), КБ	32+32	32+32	32+32
Размер L2-кэша на каждое ядро процессора, КБ	256	256	256
Размер L3-кэша, МБ	15	12	10
Штатная тактовая частота, ГГц	3,6	3,4	3,7
Максимальная частота в режиме Turbo Boost, ГГц	4,0	3,9	3,9
Кол-во каналов памяти	4	4	4
Поддерживаемая память	DDR3-1866	DDR3-1866	DDR3-1866
Количество линий PCI Express 3.0	40	40	40
TDP, Вт	130	130	130

Собственно, если сопоставить характеристики процессоров Ivy Bridge-E и Sandy Bridge-E, то видно, что между ними много общего. Модели Core i7-3970X/3960X заменяет Core i7-4960X, модель Core i7-3930K замещает процессор Core i7-4930K, ну а на смену младшей модели Core i7-3820 пришла модель Core i7-4820K. И еще раз подчеркнем, что процессоры Sandy Bridge-E и Ivy Bridge-E совместимы друг с другом по платформе.

А вот с новыми процессорами Haswell-E ситуация обстоит несколько иначе. Как уже отмечалось, это абсолютно новая платформа на базе чипсета Intel X99, это новый сокет LGA2011-v3 и это новая память DDR4. Кстати, несмотря на тот факт, что сокет называется LGA2011-v3, количество контактов в нем больше, чем в сокете LGA2011. А вот система для крепления кулера осталась прежней, то есть кулер для сокета LGA2011 подойдет и для сокета LGA2011-v3.

Итак, на сегодняшний день семейство 22-нанометровых процессоров Haswell-E включает три модели: Core i7-5960X, Core i7-5930K и Core i7-5820K. Все процессоры этого семейства полностью разблокированные. Естественно, ядра этих процессоров основаны на микроархитектуре Haswell, графического ядра в них по-прежнему нет. Топовая модель Core i7-5960X относится к серии Extreme Edition, этот восьмиядерный процессор имеет кэш L3 размером 20 МБ. Процессоры Core i7-5930K и Core i7-5820K шестиядерные и имеют кэш L3 размером 15 МБ. Все процессоры семейства Haswell-E имеют четырехканальный контроллер памяти DDR4 и поддерживают память DDR4-2133 (в штатном режиме работы). Кроме того, процессоры семейства Haswell-E имеют интегрированный контроллер PCI Express 3.0, причем старшие модели Core i7-5960X и Core i7-5930K имеют контроллер PCI Express 3.0 на 40 линий, а вот в младшей модели Core i7-5820K имеется лишь 28 линий PCI Express 3.0

Технические характеристики процессоров семейства Haswell-E приводятся далее.

Характеристики
Техпроцесс	22 нм	22 нм	22 нм
Разъем	LGA2011-v3	LGA2011-v3	LGA2011-v3
Совместимость с чипсетом	Intel X99	Intel X99	Intel X99
Кол-во ядер/потоков	8/16	6/12	6/12
Размер L1-кэша (кэш данных + кэш инструкций), КБ	32+32	32+32	32+32
Размер L2-кэша на каждое ядро процессора, КБ	256	256	256
Размер L3-кэша, МБ	20	15	15
Штатная тактовая частота, ГГц	3,0	3,5	3,3
Максимальная частота в режиме Turbo Boost, ГГц	3,5	3,7	3,6
Кол-во каналов памяти	4	4	4
Поддерживаемая память	DDR4-2133	DDR4-2133	DDR4-2133
Количество линий PCI Express 3.0	40	40	28
TDP, Вт	140	140	140
Рекомендуемая стоимость	$999	$583	$389

Восьмиядерный процессор Core i7-5960X имеет кристалл с площадью 356 мм² и числом транзисторов 2,6 млрд. Если сравнивать эти показатели с аналогичными показателями для обычных процессоров Haswell, то они впечатляют. Действительно, у четырехъядерных процессоров Haswell площадь кристалла составляет всего 177 мм², а количество транзисторов - 1,4 млрд.

Еще одна особенность процессоров семейства Haswell-E заключается в том, что теплорассеивающая крышка процессора для улучшения теплоотвода припаивается к кристаллу. Напомним, что в процессорах Sandy Bridge-E в качестве термоинтерфейса между кристаллом и крышкой использовался припой, а вот в процессорах семейства Ivy Bridge-E стали использовать термопасту, которая по своим теплопроводящим свойствам была хуже припоя. Это вызвало немало критики со стороны оверклокеров, поскольку процессоры перегревались при разгоне. В процессорах Haswell-E компания Intel опять перешла на использование припоя, что, по идее, должно улучшить разгонный потенциал этих процессоров. Однако не стоит забывать, что TDP этих процессоров составляет 140 Вт, и их разгон требует весьма мощной системы охлаждения.

Если говорить о тактовых частотах процессоров Haswell-E, то они даже ниже, чем у процессоров Ivy Bridge-E. К примеру, у топового восьмиядерного Core i7-5960X (Haswell-E) номинальная частота составляет 3,0 ГГц, а максимальная - 3,5 ГГц, в то время как у шестиядерного Core i7-4960X (Ivy Bridge-E) номинальная частота составляла 3,6 ГГц, а максимальная - 4,0 ГГц. Таким образом, ставка в новых процессорах делается не на тактовую частоту, а на количество ядер. Правда, далеко не все пользовательские приложения оптимизированы под такое количество ядер, и вполне вероятно, что в некоторых приложениях новый восьмиядерный процессор Core i7-5960X не превзойдет шестиядерный Core i7-4960X или даже четырехъядерный Core i7-4790K. Впрочем, посмотрим.

Работа под нагрузкой и разгонный потенциал

Для тестирования восьмиядерного процессора Core i7-5960X мы использовали стенд следующей конфигурации:

• материнская плата: Asus X99-Deluxe ,
• оперативная память: четыре модуля по 4 ГБ AData DDR4-2133,
• режим работы памяти: DDR4-2133 (четырехканальный),

Итак, рассмотрим результаты тестирования процессора Core i7-5960X в разных режимах загрузки. Для стрессовой загрузки процессора мы использовали утилиту AIDA64.

В штатном режиме работы (без разгона и при частоте BCLK 100 МГц) минимальная частота процессора составляет 1,2 ГГц (коэффициент умножения 12). В состоянии простоя напряжение питания ядра процессора - всего 0,688 В, а энергопотребление составляет 15 Вт (по данным утилиты AIDA64).

Заметим, что максимальная частота процессора (в режиме Turbo Boost) определяется утилитой CPU-Z 1.70 как 3,3 ГГц, а не 3,5 ГГц, как указано в документации. Дело тут в том, что максимальная частота ядер зависит от количества активных ядер: если загружено одно или два ядра процессора, то их частота может составлять 3,5 ГГц, а при загрузке большего числа ядер процессора их максимальная частота составляет 3,3 ГГц.

При загрузке тестом Stress CPU из пакета AIDA64 частота ядер процессора Core i7-5960X составляет 3,3 ГГц, а потребляемая мощность - 75 Вт. Отметим, что напряжение питания ядер процессора в данном режиме составляет 1,022 В. Температура ядер процессора в этом режиме поднимается примерно до 60 °C при использовании штатной системы охлаждения.

При загрузке тестом Stress FPU, который значительно сильнее нагревает процессор, частота ядер Core i7-5960X составляет 3,2 ГГц, а их температура поднимается до 90 °C. Потребляемая мощность процессора при этом составляет уже 125 Вт. В данном режиме загрузки процессора при охлаждении штатным кулером может наблюдаться троттлинг. Напряжение питания ядер процессора в данном режиме составляет 1,027 В.

Теперь посмотрим на особенности работы Core i7-5960X в состоянии разгона. Сразу оговоримся, что в состоянии разгона утилита AIDA64 (мы использовали версию 4.60) не способна определить энергопотребление процессора. Причем на это не способна не только AIDA64, но и другие утилиты (например, HWiNFO64 v4.40). По всей видимости, это особенность платы Asus X99-Deluxe: для того чтобы разогнать процессор, в UEFI BIOS необходимо сначала на вкладке Ai Tweaker изменить параметр Ai Overclocker Tuner, задав ему значение Manual. И сразу после этого (даже без фактического разгона) определение энергопотребления процессора с использованием программных утилит становится невозможным.

Мы разгоняли процессор Core i7-5960X при частоте BCLK 100 МГц путем изменения коэффициента умножения синхронно для всех ядер процессора. Напряжение питания и остальные параметры не изменялись. На плате Asus X99-Deluxe нам удалось разогнать Core i7-5960X до частоты 4,4 ГГц. При этой частоте система запускалась и даже проходила тест Stress CPU, причем без ухода в троттлинг.

А вот тест Stress FPU на данной частоте уже не проходил, его удалось запустить только при частоте 4,2 ГГц. Естественно, как и при работе на номинальной максимальной частоте, при этом включался режим троттлинга и частота процессора снижалась до 3,8 ГГц. Но, тем не менее, в этом режиме процессор функционировал стабильно.

Тестирование

Ну а теперь, после краткого знакомства с процессором Intel Core i7-5960X, ознакомимся с результатами его тестирования в играх и реальных приложениях.

Для оценки производительности процессора Core i7-5960X мы использовали нашу стандартную методику тестирования с применением бенчмарков iXBT Notebook Benchmark v.1.0 и iXBT Game Benchmark v.1.0 . Единственное, что мы изменили - убрали тест скорости загрузки приложений и контента в бенчмарке iXBT Notebook Benchmark v.1.0. Дело в том, что результаты данного теста зависят в первую очередь от производительности подсистемы хранения данных и скорости оперативной памяти, а поскольку мы тестировали непосредственно процессоры, то смысла в этом тесте просто нет. И естественно, интегральный результат рассчитывался без учета теста скорости загрузки приложений и контента.

Процессор Core i7-5960X мы протестировали в двух режимах: штатном и в разгоне. Кроме того, для сравнения мы также протестировали шестиядерные процессоры Cоre i7-4960X (Ivy Bridge-E) и Сore i7-3970X (Sandy Bridge-E). И для полноты картины мы добавили четырехъядерный процессор Core i7-4790K (Devil’s Canyon) , который был протестирован в штатном режиме и в режиме разгона до частоты 4,5 ГГц. Результаты всех тестов нормировались относительно процессора Core i7-4790K в штатном режиме работы, при этом результаты Core i7-4790K для удобства принимались за 100 баллов.

Стенд для тестирования процессоров Cоre i7-4960X и Сore i7-3970X имел следующую конфигурацию:

• материнская плата: Asus Sabertooth X79,
• видеокарта: AMD Radeon R9 295X2,
• режим работы памяти: DDR3-2133 (четырехканальный),
• накопитель: Intel SSD 520 Series 240 ГБ.

Более подробные данные по конфигурации тестового стенда:

Стенд для тестирования процессора Core i7-4790K имел следующую конфигурацию:

• материнская плата: Asus H97-Pro Gamer,
• видеокарта: AMD Radeon R9 295X2,
• оперативная память: четыре модуля по 4 ГБ Corsair DDR3-2666 (CMD16GX3M4A2666С10),
• режим работы памяти: DDR3-1600 (двухканальный),
• накопитель: Intel SSD 520 Series 240 ГБ.

Обратите внимание, что во всех тестовых стендах мы использовали одну и ту же видеокарту, один и тот же SSD-накопитель и один и тот же объем памяти. Причем для процессоров Cоre i7-4960X и Сore i7-3970X мы специально использовали память DDR3 на частоте 2133 МГц. А вот для процессора Core i7-4790K использование памяти Corsair DDR3-2666 в режиме DDR3-2133 оказалось невозможно, поскольку чипсет Intel H97, примененный в материнской плате стенда, не позволяет разгонять память. Так что Core i7-4790K тестировался с памятью, которая работала в режиме DDR3-1600. Впрочем, в случае двухканального режима и достаточно высокой частоты работы памяти (и при использовании дискретной графики) снижение результатов должно быть чисто номинальным.

Итак, обратимся к результатам тестирования наших процессоров c бенчмарке iXBT Notebook Benchmark v.1.0.

В тесте транскодирования с использованием утилиты MediaCoder x64 восьмиядерный процессор Core i7-5960X имеет явное преимущество над всеми соперниками. В штатном режиме работы скорость транскодирования у него на 51% выше скорости транскодирования с использованием четырехъядерного процессора Core i7-4790K.

В тесте с использованием приложения Adobe Premiere Pro CC восьмиядерный процессор Core i7-5960X также является явным лидером и в штатном режиме работы обгоняет четырехъядерный процессор Core i7-4790K на 47%. Как видим, приложение Adobe Premiere Pro CC тоже неплохо оптимизировано под многоядерные процессоры.

Немного более скромный результат получается в тесте с использованием приложения Adobe After Effects CC. Тем не менее, и в этом тесте в штатном режиме работы результат у восьмиядерного процессора Core i7-5960X на 22% лучше, чем у четырехъядерного процессора Core i7-4790K. А вот шестиядерный процессор Core i7-4960X демонстрирует в этом тесте практически такой же результат, что и процессор Core i7-5960X, то есть здесь разница в числе ядер искупается их повышенной частотой работы.

Ну а в тесте c использованием приложения Photodex ProShow Gold (создание фильма из фотографий) процессор Core i7-5960X в штатном режиме работы уступает всем остальным. Похоже, что в этом тесте не задействуются все ядра процессора, и результат в большей степени зависит от частоты, нежели от количества ядер.

В тесте пакетной обработки фотографий c использованием приложения Adobe Photoshop CC процессор Core i7-5960X в штатном режиме работы хотя и имеет небольшое преимущество (15%) над Core i7-4790K, тем не менее, уступает и процессору Core i7-3970X, и процессору Core i7-4960X. И только разгон Core i7-5960X до тактовой частоты 4,2 ГГц позволяет получить уровень производительности, который демонстрируют Core i7-3970X и Core i7-4960X в штатном режиме работы.

В тесте c использованием приложения Adobe Audition восьмиядерный процессор Core i7-5960X потерпел фиаско. В штатном режиме работы он продемонстрировал производительность на 25% ниже, чем Core i7-4790K, и даже разгон до частоты 4,2 ГГц не смог поднять уровень его производительности в этом тесте до уровня процессора Core i7-4790K.

В тесте по распознаванию текста c использованием приложения Abbyy FineReader 11 восьмиядерный процессор Core i7-5960X продемонстрировал неплохой результат, опередив на 23% (в штатном режиме) четырехъядерный Core i7-4790K. Причем в этом тесте Core i7-5960X незначительно опережает и шестиядерные процессоры Core i7-4960Х и Core i7-3970X.

А вот в тесте c использованием приложения WinRAR 5.0 ситуация довольно интересная. При создании архива восьмиядерный процессор Core i7-5960X (в штатном режиме работы) почти на 50% обгоняет четырехъядерный Core i7-4790K и имеет небольшое преимущество над шестиядерными Core i7-3970X и Core i7-4960X. Здесь активно задействованы многопоточные вычисления. Однако при разархивировании данных Core i7-5960X, наоборот, проигрывает четырехъядерному Core i7-4790K почти 26% и уступает процессорам Core i7-3970X и Core i7-4960X.

В целом, интегрально, получаются следующие результаты. В штатном режиме работы восьмиядерный процессор Core i7-5960X оказывается быстрее четырехъядерного процессора с более высокой тактовой частотой всего на 12,6%, при этом уступая и процессору Core i7-4960X (7%), и процессору Core i7-3970X (1,2%), имеющим шесть ядер и более высокую тактовую частоту. Безусловно, есть отдельные приложения, где Core i7-5960X является лидером, но есть и приложения, где этот процессор проигрывает всем остальным или демонстрирует примерно ту же производительность. В целом все не так хорошо, как хотелось бы: ведь если систему на этом процессоре купит (или соберет) человек, просто желающий, не вдаваясь в детали, получить максимум возможного от десктопа, то выбор его окажется далек от оптимального и по абсолютной производительности, и с учетом цены. С другой стороны, если такую систему приобретет человек понимающий, имеющий, чем загрузить 8 процессорных ядер, Core i7-5960X своего владельца не разочарует, обеспечив действительно максимальную производительность в своем классе.

Теперь рассмотрим результаты тестирования в играх (бенчмарк iXBT Game Benchmark v.1.0). Тестирование проводилось при разрешении экрана 1920×1080.

То, что даже при настройках на максимальное качество все игры продемонстрируют комфортный уровень производительности (выше 40 FPS), было очевидно изначально - все-таки речь идет о самых мощных процессорах и самой мощной видеокарте. Показательным в данном случае является тот факт, что в играх восьмиядерный процессор Core i7-5960X не имеет никакого превосходства над шестиядерными процессорами и даже над четырехъядерным Соrе i7-4790K. Более того, без разгона Core i7-5960X обеспечивает даже более низкий уровень производительности в играх (при настройках на максимальное качество) в сравнении с конкурентами. (Исключение составляет лишь игра Metro LL, где при настройках на максимальное качество результаты для всех процессоров практически одинаковы.)

Полученные результаты наглядно демонстрируют, что, во-первых, современные игры не оптимизированы под 8 (и даже 6) ядер процессора, так что четырехъядерного процессора вполне достаточно для игрового ПК. Во-вторых, для игр большее значение имеет производительность видеокарты, нежели процессора, но только в том случае, когда производительности процессора достаточно, чтобы загрузить видеокарту. Именно поэтому разгон процессора по частоте практически не приводит к увеличению производительности в играх.

Выводы

Итак, давайте попытаемся подвести итог нашему тестированию нового восьмиядерного процессора Core i7-5960X (Haswell-E).

Прежде всего, нужно констатировать, что увеличение числа ядер процессора до восьми штук в рамках TDP 150 Вт стало возможным только за счет снижения номинальной тактовой частоты процессора до 3 ГГц. Понятно, что далеко не все пользовательские приложения оптимизированы под многоядерность, и снижение тактовой частоты процессора может негативно отразиться на производительности в таких приложениях. Примерами таких приложений являются Adobe Audition CC, Photodex ProShow Gold и даже операция разархивирования в WinRAR 5.0.

С другой стороны, как выяснилось, процессор Core i7-5960X очень неплохо разгоняется, что позволяет частично скомпенсировать низкое значение номинальной тактовой частоты.

В целом, если рассматривать восьмиядерный процессор Core i7-5960X без привязки к специфическим серверным приложениям, оптимизированным под многопроцессорность и многоядерность, то в сравнении с процессорами Core i7-3970X, Core i7-4960X и даже Core i7-4790K ни о каком прорыве в плане производительности говорить не приходится. В штатном режиме работы, без разгона, этот процессор имеет интегральную производительность даже немного ниже, чем шестиядерные Core i7-3970X и Core i7-4960X. Однако еще раз подчеркнем, что речь идет о стандартных пользовательских приложениях, многие из которых в большей степени чувствительны к частоте процессора, нежели к количеству ядер.

Впрочем, даже с учетом того, что по интегральной производительности в стандартных пользовательских приложениях новый восьмиядерный процессор Core i7-5960X не имеет превосходства над процессорами Core i7-3970X и Core i7-4960X, сама по себе новая платформа на базе чипсета Intel X99 с процессором Haswell-E более функциональна, нежели платформа на базе чипсета Intel X79 с процессором Ivy Bridge-E или Sandy Bridge-E.

В продолжении данной статьи мы рассмотрим еще один любопытный аспект функционирования процессоров Haswell-E. Как мы уже отмечали, далеко не все пользовательские приложения оптимизированы под многоядерность. Идея заключается в том, чтобы проанализировать производительность Core i7-5960X в зависимости от числа активных ядер. Благо материнская плата Asus X99-Deluxe позволяет отключать ядра процессора.

06.10.2014, Пн, 14:10, Мск

Различные устройства, которые облегчают жизнь современного человека или обеспечивают его постоянную связь с внешним миром, встречаются потребителем в первую очередь «по одежке». Прекрасным дополнением к красивой внешности станет восьмиядерный процессор, обеспечивающий высокую производительность и быстродействие устройства.

Дизайн и эргономика важны для гаджетов, но в то же время каждый пользователь понимает, что сердцем любого электронного устройства являются процессор и другие электронные составляющие. Поэтому характеристики процессора принимаются в расчет с точки зрения как быстроты работы приложений, так и имиджа устройства и его владельца.

Потребителю хочется, чтобы при высоких технических показателях смартфон или другое устройство имели еще и доступную цену. На первый взгляд это неосуществимое на практике сочетание. Однако разработки компании MediaTek показывают, что желаемое может стать возможным.

MediaTek – одна из ведущих компаний как на рынке процессоров, так и в производстве полупроводниковых элементов для мультимедийных цифровых устройств и беспроводной связи. Компания практически стала лидером в разработке систем для телевидения высокой четкости, беспроводной связи, оптических накопителей и другой электроники. Аналитики компании Digitimes Research считают, что по итогам 2014 года MediaTek увеличит свою долю на рынке процессоров до 26%.

Восемь ядер для смартфона

Новый мощный и производительный процессор для смартфонов MediaTek MT6592 имеет 8 полноценных ядер, которые способны работать одновременно. Можно продолжать споры, необходимо ли такое количество ядер для смартфона, но такой процессор уже существует и весьма успешно справляется со всеми задачами, обгоняя по результатам тестов другие «менее ядерные» варианты.

Восьмиядерный процессор MediaTek представляет собой целый комплекс решений, как архитектурных, так и программных. MediaTek поставляет не просто мощный чип, а полноценную платформу для создания смартфона. По сути, в нее входит все, что нужно для функционирования устройства. Производителю остается добавить корпус, экран и другие внешние элементы.

MT6592 - один из новейших восьмиядерных процессоров Mediatek

Интересно, что MT6592 можно назвать первым процессором, в котором по-настоящему присутствуют и грамотно используются все восемь ядер. Но обо всем по порядку.

Архитектура – важный элемент платформы

В процессоре MT6592 используется архитектура известной компании ARM, занимающейся исключительно разработкой процессоров. Архитектура ARM Cortex-A7 – хит последних сезонов, и ее применяют в своих разработках как MediaTek, так и другие именитые чипмейкеры. Для многоядерных процессоров ARM разработала так называемую гетерогенную архитектуру под наименованием big.LITTLE. Суть ее в том, что для оптимального использования ядер процессора в системе может применяться попеременное использование так называемых «тяжелых» и «легких» ядер. Для производительных задач, например, ресурсоемких игр, включаются «тяжелые» ядра, а для более простых приложений или фонового режима, когда необходимо экономить энергию, работают только «легкие» ядра.

Данная архитектура используется Mediatek в таких процессорах, как MT8135, где могут использоваться или сразу все ядра, или необходимое в данный момент сочетание из «тяжелых» и «легких» ядер. В отличие от, например, платформы Samsung, которая реально имеет все-таки не 8 ядер, а построена на двух четырехядерных процессорах, и попеременно включает и отключает кластеры «тяжелых» и «легких» ядер целиком.

Новый процессор MT6592 имеет несколько иную архитектуру разработки Mediatek – он построен на восьми абсолютно одинаковых ядрах, которые подключаются, находятся в режиме ожидания или отключаются в любых комбинациях. То есть платформа Mediatek MT6592 с 8-и ядерным центральным процессором может использовать в работе любое сочетание ядер, которые подключаются и отключаются по мере необходимости, в зависимости от текущей нагрузки на процессор.

Процессоры MediaTek используют в своих мобильных устройствах не только многочисленные китайские изготовители так называемого второго и третьего эшелонов, но и такие производители, как Asus, Lenovo, HTC, Sony. Также использует процессорные платформы MediaTek компания Fly. Мобильные устройства этой марки можно встретить практически в любом магазине, продающем устройства коммуникации и связи. По итогам первого полугодия 2014 года компания Fly заняла второе место по продажам смартфонов на рынке России. Доступность устройств этой фирмы при высоких технических возможностях во многом обусловлена как раз использованием чипов и технологий, предоставленных компанией MediaTek.

Fly разработала новую линейку смартфонов премиум-класса под названием Fly Tornado. В ней будут представлены модели, отличающиеся как изысканным дизайном, так и высокими техническими характеристиками. Пионером этой линейки выступает элегантный смартфон Fly Tornado One. В этой модели как раз используется восьмиядерный процессор MT6592 TrueOctaCore с тактовой частотой 1,4 GHz. Теоретически процессор для смартфона можно сделать и с более высокой частотой, однако он довольно быстро «сажал» бы батарею устройства. Поэтому был выбран такой процессор от Mediatek, который обеспечивает солидную вычислительную мощь и при этом экономно расходует энергию аккумулятора. К тому же у процессора MT6592 имеется функция автоматического регулирования частоты в зависимости от нагрузки на процессор и текущего температурного режима.

Смартфон Fly Tornado One управляется процессором Mediatek MT6592

Тонкий корпус смартфона имеет скошенные грани, придающие форме оригинальность, а оптимальное соотношение сторон создает удобство в использовании. Экран и задняя поверхность смартфона имеют покрытие из прочного стекла. Устройство приятно держать в руке, к тому же износоустойчивое покрытие защищает экран и весь корпус от царапин и повреждений. Экран смартфона Fly Tornado с диагональю 5 дюймов и разрешением 1280х720 dpi выполнен по технологии IPS, что создает четкое и насыщенное изображение, хорошо различимое даже при ярком солнечном свете. К тому же экран нового сматрфона имеет увеличенные углы обзора, что добавляет комфорта при пользовании устройством.

Для быстрой обработки изображений важна не только мощность процессора. Платформа MediaTek MT6592 содержит новый видеоускоритель Rogue Series 6, поэтому смартфон способен легко обрабатывать графику современных игр, а также оперативно запускать тяжелые веб-страницы.

Оперативная память устройства объемом 1 Гбайт помогает мощному процессору в работе и мгновенно обрабатывает запросы, а 8 Гбайт встроенной памяти позволяют сохранить мультимедийный контент и необходимое число функциональных виджетов. При необходимости в смартфон можно установить карту памяти объемом до 32 Гбайт.

Современные смартфоны обычно оснащаются камерами от 8 до 20 Мпикс. Модель Fly Tornado One имеет на борту 13-мегапиксельную камеру, оснащенную специальным сенсором, который снижает количество шумов и увеличивает светочувствительность матрицы. В результате можно получить качественные кадры даже в условиях недостаточной освещенности. Камера содержит 5 физических линз, что позволяет делать неискаженные красочные фотографии.

Поддержка двух сим-карт – обычное дело среди мобильных устройств, поэтому со смартфоном Fly Tornado можно разграничить рабочие и личные контакты, или оптимизировать затраты на связь, используя в нужное время карту с определенным тарифным планом. Новый смартфон оснащается функцией распознавания жестов. Например, двойное касание выводит устройство из спящего режима, а запуск различных приложений можно осуществлять определенными символами на экране.

В смартфоне Fly Tornado One используется операционная система Android 4.4 KitKat. Известно, что даже в фоновом режиме Android использует много различных служб, но, несмотря на постоянную нагрузку, благодаря способности процессора MT6592 включать ядра в различных комбинациях, «операционка» очень плавно работает. Кроме того, для грамотного распределения нагрузки между ядрами процессора MediaTek заменила планировщик задач. Обычно в Android применяется планировщик CFS, а здесь была внедрена собственная разработка, – планировщики HMP Scheduler и RT Schedule. В результате правильно распределяются задачи между ядрами, и в первую очередь обслуживаются приоритетные задачи.

Наблюдая за развитием смартфонов можно предположить, что будущее за мощными многоядерными процессорами, а разница в качестве и производительности между очень дорогими флагманскими смартфонами и устройствами средней ценовой категории перестанет быть ощутимой. Это наглядно показывает новый образец смартфона Fly Tornado One с восьмиядерным процессором MediaTek.

В чем различия между четырехъядерными и восьмиядерными процессорами смартфонов? Объяснение достаточно простое. В восьмиядерных чипах в два раза больше процессорных ядер, чем в четырехъядерных. На первый взгляд восьмиядерный процессор представляется вдвое более мощным, не так ли? На самом деле ничего подобного не происходит. Чтобы понять, почему восьмиядерность процессора не удваивает производительность смартфона вдвое, потребуются некоторые пояснения. уже наступило. Восьмиядерные процессоры, о которых совсем недавно можно было только мечтать, получают все большее распространение. Но, оказывается, их задача состоит не в том, чтобы повысить производительность устройства.

Четырех- и восьмиядерные процессоры. Производительность

Сами термины «восьмиядерный» и « четырехъядерный» отражают число ядер центрального процессора.

Но ключевое различие между этими двумя типами процессоров — по крайней мере по состоянию на 2015 год — состоит в способе установки процессорных ядер.

В четырехъядерном процессоре все ядра способны работать одновременно, обеспечивая быструю и гибкую многозадачность, делая более ровными 3D-игры и повышая скорость работы камеры, а также осуществляя другие задачи.

Современные восьмиядерные чипы, в свою очередь, просто состоят из двух четырехъядерных процессоров, которые распределяют между собой различные задачи в зависимости от их типа. Чаще всего в восьмиядерном чипе присутствует набор из четырех ядер с более низкой тактовой частотой, чем во втором наборе. Когда требуется выполнить сложную задачу, за нее, разумеется, берется более быстрый процессор.

Более точным термином, чем «восьмиядерный» стал бы «двойной четырехъядерный». Но это звучит не так красиво и не подходит для маркетинговых задач. Поэтому эти процессоры называют восьмиядерными.

Зачем нужны два набора процессорных ядер?

В чем причина сочетания двух наборов процессорных ядер, передающих задачи один другому, в одном устройстве? Для обеспечения энергоэффективности.

Более мощный центральный процессор потребляет больше энергии и батарею приходится чаще заряжать. А аккумуляторные батареи намного более слабое звено смартфона, чем процессоры. В результате — чем более мощен процессор смартфона, тем более емкая батарея ему нужна.

При этом для большинства задач смартфона вам не понадобится столь высокая вычислительная производительность, какую может обеспечить современный процессор. Перемещение между домашними экранами, проверка сообщений и даже веб-навигация — не столь требовательные к ресурсам процессора задачи.

Но HD-видео, игры и работа с фотографиями такими задачами являются. Поэтому восьмиядерные процессоры достаточно практичны, хотя элегантным это решение назвать трудно. Более слабый процессор обрабатывает менее ресурсоемкие задачи. Более мощный — более ресурсоемкие. В итоге сокращается общее энергопотребление по сравнению с той ситуацией, когда обработкой всех задач занимался бы только процессор с высокой тактовой частотой. Таким образом, сдвоенный процессор прежде всего решает задачу повышения энергоэффективности, а не производительности.

Технологические особенности

Все современные восьмиядерные процессоры базируются на архитектуре ARM, так называемой big.LITTLE.

Эта восьмиядерная архитектура big.LITTLE была анонсирована в октябре 2011 года и позволила четырем низкопроизводительным ядрам Cortex-A7 работать совместно с четырьмя высокопроизводительными ядрами Cortex-A15. ARM с тех пор ежегодно повторяла этот подход, предлагая более способные чипы для обоих наборов процессорных ядер восьмиядерного чипа.

Некоторые из основных производителей чипов для мобильных устройств сосредоточили свои усилия на этом образце «восьмиядерности» big.LITTLE. Одним из первых и наиболее примечательных стал собственный чип компании Samsung, известный Exynos. Его восьмиядерная модель использовалась начиная с Samsung Galaxy S4, по крайней мере в некоторых версиях устройств компании.

Сравнительно недавно Qualcomm также начала применение big.LITTLE в своих восьмиядерных чипах Snapdragon 810 CPU. Именно на этом процессоре базируются такие известные новинки рынка смартфонов, как и G Flex 2, ставший компании LG.

В начале 2015 года NVIDIA представила Tegra X1, новый суперпроизводительный мобильный процессор, который компания предназначает для автомобильных компьютеров. Основной функцией X1 является его вызываемый консольно («console-challenging») графический процессор, который также основывается на архитектуре big.LITTLE. То есть он также станет восьмиядерным.

Велика ли разница для обычного пользователя?

Велика ли разница между четырех- и восьмиядерным процессором смартфона для обычного пользователя? Нет, на самом деле она очень мала, считает Йон Манди.

Термин «восьмиядерный» вносит некоторую неясность, но на самом деле он означает дублирование четырехъядерных процессоров. В итоге получаются два работающих независимо четырехъядерных набора, объединенных одним чипом для повышения энергоэффективности.

Нужен ли восьмиядерный процессор в каждом современном смартфоне. Такой необходимости нет, полагает Йон Манди и приводит пример Apple, обеспечивающих достойную энергоэффективность своих iPhone при всего двухъядерном процессоре.

Таким образом, восьмиядерная архитектура ARM big.LITTLE является одним из возможных решений одной из самых важных задач, касающихся смартфонов — времени работы от одной зарядки батареи. По мнению Йона Манди, как только найдется другое решение этой задачи, так и прекратится тренд установки в одном чипе двух четырехъядерных наборов, и подобные решения .

Знаете ли вы другие преимущества восьмиядерных процессоров смартфонов?