Intel Core i9-10900K
Наконец-то, обзор 10-ядерного процессора Intel Core i9-10900K, основанного на новой микроархитектуре Intel «Comet Lake», которая дебютировала с мобильной серией Core 10-го поколения. Надеемся, что это последняя производная от 4-летней микроархитектуры «Skylake». Когда Intel выпустила свой 6-ядерный кристалл «Coffee Lake» в качестве своего первого ответа на «Zen», теплилась надежда о финальной итерации «Skylake». В следующем году Intel увеличила число ядер до восьми, надеясь, что AMD не сможет побить их. «Zen 2» удивил всех не только своими двузначными коэффициентами усиления IPC, но и увеличением числа ядер до 12 и 16 в мейнстрим сокете AM4. Очевидно, что 10-нм узлы Intel не готовы к массовому производству настольных процессоров, поэтому Intel вернулась к чертежной доске, чтобы в последний раз растянуть кремень, добавив ещё два ядра. Скорее всего, этот 10-ядерный кристалл — последний от Intel, потому есть сомнения, что добавление большего количества ядер имеет смысл в этот 14-нм процесс — как было видно в обзоре Core i9-10900K, энергопотребление уже достаточно велико.
С «Comet Lake» Intel представляет новую настольную платформу, построенную на новом сокете LGA1200 и чипсете Intel 400-й серии. Разработка нового пакета не только соответствует дорожной карте Intel по созданию новой настольной платформы с не более чем двумя поколениями процессоров, но также обусловлена высокими требованиями к питанию Core i9-10900K. Чтобы иметь шанс против «Zen 2» от AMD, недостаточно было просто добавить больше ядер, они также должны были увеличить мощность этих новых процессоров, чтобы поддерживать более высокие тактовые частоты, что объясняет, почему требуется больше контактов.
Помимо увеличения числа ядер до десяти на флагманском продукте Core i9-10900K, Intel также добавила инновации с управлением тактовой частотой, используя до трех отдельных Boost алгоритмов. Это помогает Core i9-10900K удерживать более высокие тактовые частоты и лучше распределять повышенные частоты между его ядрами.
Итак, с помощью «Comet Lake» Intel повышает многопоточную производительность в линейке. Серия Core i9 теперь 10-ядерная/20-поточная с введением нового кристалла. Линейка Core i7, которая в 9-м поколении имела 8 ядер/8-потоков с 12 МБ кэш-памяти L3, теперь получила 8-ядер/16-потоков с 16 МБ кэш-памяти L3 (конфигурация, идентичная Core i9-9900 9-го поколения), Core i5 теперь состоит из 6-ядерных/ 12-поточных компонентов с 12 МБ кэш-памяти L3 (конфигурация, идентичная Core i7-8700 8-го поколения), тогда как его предшественники 9-го и 8-го поколения были 6-ядерными/6-поточными с 9 МБ кэш-памяти L3. Чипы Core i3 10-го поколения представляют собой 4-ядерные/8-поточные продукты с 8 МБ кэш-памяти L3 (конфигурация идентична Core i7-7700 7-го поколения), тогда как его предшественники были 4-ядерными/4-поточными. Посмотрите, что Intel сделал здесь? Он подключился к аппаратному IP-адресу предыдущего поколения, который у него уже был, переориентируя его на все более низкие ценовые точки.
В этом обзоре Core i9-10900K, флагманская часть «Comet Lake-S» по цене $500. Этот 10-ядерный/20-поточный процессор способен развивать частоту до 5.30 ГГц, и Intel заявляет, что это будет «самый быстрый игровой процессор в мире» — об этом и пойдёт речь в этом обзоре. Его номинальная тактовая частота составляет 3.70 ГГц. Корпорация Intel также ослабила некоторые ограничения на дизайн, касающиеся лимитов по мощности и производительности, что позволило разработчикам материнских плат предложить в основном свои собственные механизмы ускорения, которые по умолчанию включены на многих платах. Таким образом, стандартная производительность будет сильно варьироваться от платы к плате, если вы не укажете в BIOS, что хотите, чтобы он работал со спецификациями Intel при первой загрузке.
Чтобы представить полную картину того, какую производительность ожидать от Core i9-10900K, в этом обзоре были представлены три параметра:
- Соответствующий спецификациям Intel (лимит мощности 125 Вт).
- Максимизирующий турбо запас (фактически без лимита мощности); частоты по-прежнему контролируются алгоритмами Intel.
- Всеядерный ручной разгон до 5.1 ГГц зафиксирован на всех ядрах с отключенным лимитом мощности.
Спецификации
Цена | Ядра / Потоки |
Базовая частота |
Турбо частота |
L3 Кэш |
TDP | Архитектура | Процесс | Сокет | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Core i5-8600K | $250 | 6 / 6 | 3.6 ГГц | 4.3 ГГц | 9 МБ | 95 Вт | Coffee Lake | 14 нм | LGA 1151 |
Core i5-9600K | $280 | 6 / 6 | 3.7 ГГц | 4.6 ГГц | 9 МБ | 95 Вт | Coffee Lake | 14 нм | LGA 1151 |
Core i5-10600K | $265 | 6 / 12 | 4.1 ГГц | 4.8 ГГц | 12 МБ | 125 Вт | Comet Lake | 14 нм | LGA 1200 |
Ryzen 5 3600X | $205 | 6 / 12 | 3.8 ГГц | 4.4 ГГц | 32 МБ | 65 Вт | Zen 2 | 7 нм | AM4 |
Ryzen 7 1800X | $250 | 8 / 16 | 3.6 ГГц | 4.0 ГГц | 16 МБ | 95 Вт | Zen | 14 нм | AM4 |
Core i7-8700K | $350 | 6 / 12 | 3.7 ГГц | 4.7 ГГц | 12 МБ | 95 Вт | Coffee Lake | 14 нм | LGA 1151 |
Core i7-9700K | $380 | 8 / 8 | 3.6 ГГц | 4.9 ГГц | 12 МБ | 95 Вт | Coffee Lake | 14 нм | LGA 1151 |
Core i7-10700K | $375 | 8 / 16 | 3.8 ГГц | 5.1 ГГц | 16 МБ | 125 Вт | Comet Lake | 14 нм | LGA 1200 |
Ryzen 7 3700X | $295 | 8 / 16 | 3.6 ГГц | 4.4 ГГц | 32 МБ | 65 Вт | Zen 2 | 7 нм | AM4 |
Ryzen 9 3900X | $430 | 12 / 24 | 3.8 ГГц | 4.6 ГГц | 64 МБ | 105 Вт | Zen 2 | 7 нм | AM4 |
Core i9-9900K | $530 | 8 / 16 | 3.6 ГГц | 5.0 ГГц | 16 МБ | 95 Вт | Coffee Lake | 14 нм | LGA 1151 |
Core i9-10900K | $500 | 10 / 20 | 3.7 ГГц | 5.3 ГГц | 20 МБ | 125 Вт | Comet Lake | 14 нм | LGA 1200 |
Ryzen 9 3950X | $710 | 16 / 32 | 3.5 ГГц | 4.7 ГГц | 72 МБ | 105 Вт | Zen 2 | 7 нм | AM4 |
Рассмотрим поближе
Первые тестовые образцы Core i9-10900K и Core i5-10600K поставлялись в необычной специальной упаковке, предназначенной только для рецензентов (здесь имеется ресурс TPU). Core i5-10600K продается в обычной картонной коробке.
Intel не включает решение для охлаждения в розничный бокс. Ожидается, что пользователь станет использовать кулер вторичного рынка, способный выдерживать тепловые нагрузки до 125 Вт TDP.
Core i9-10900K выглядит как любой процессор LGA1xxx, выпущенный Intel в последнее десятилетие. Процессор совместим только с материнскими платами на сокете LGA1200, поскольку положение круглых выемок было изменено.
К счастью, сокет LGA1200 сохраняет кулерную совместимость со всеми старыми сокетами LGA115x. Это означает, что найдётся приличный выбор охладителей под этот процессор.
Архитектура
Под капотом Core i9-10900K находится 10-ядерный кристалл «Comet Lake-S», построенный по тому же процессу 14 нм++, что и предыдущие два поколения, но с одним ключевым отличием.
Корпорация Intel физически утончила матрицу вдоль оси Z, удалив как можно больше кремния. Идея состоит в том, что тепло, генерируемое кристаллом, проходит через меньшее количество кремния. Более проводящий медный встроенный теплораспределитель стал толще, и между ними используется припой термоинтерфейсного материала (STIM). По оценкам AnandTech, площадь кристалла составляет около 198.4 мм², и, судя по всему, Intel не может добавить больше ядер в этот пакет, растягивая кристалл, не отрубая iGPU.
Кристалл «Comet Lake-S» выполнен аналогично четырем поколениям массовых процессоров Intel, с двумя рядами процессорных ядер по бокам с iGPU с одной стороны и системным агентом (интегрированным северным мостом) с другой, а также с кольцевой шиной. Соединение, служащее городской площадью между различными компонентами. Кэш последнего уровня разбросан по частям 1 МБ или 2 МБ, добавляя до 20 МБ объединенного кэша L3, который одинаково доступен для всех ядер. Интересно видеть, как Intel сохранила свой многоядерный дизайн на базе Ringbus для этого поколения вместо того, чтобы разрабатывать что-то с помощью нового Mesh-соединения. Корпорация Intel до сих пор не достигла барьера для подсчета числа ядер, за которым Ringbus необходимо использовать в пользу ячеек Mesh Interconnect, чтобы не потерпеть пагубное влияние задержек Ringbus.
Большая часть неядерных компонентов процессора объединена с системным агентом, который содержит контроллер памяти, корневой комплекс PCI-Express gen 3.0, интерфейс DMI и PHY памяти. На другом конце кольцевой шины находится интегрированная графика Gen 9.5, которая практически переносилась в течение последних трех поколений, с 24 исполнительными блоками в отделке GT2. Все SKU в серии процессоров 10-го поколения для настольных ПК, по-видимому, имеют топовый GT2 IGP. Не ожидайте, что сыграете PUBG на 4K на этом; обозначение «UHD» указывает только на то, что IGP может работать с дисплеями 4K Ultra HD, имеет современные возможности подключения, такие как DP 1.4 и HDMI 2.0, и может воспроизводить видео 4K в новых форматах с 10-битным цветом и стандартами HDR10/Dolby Vision.
Само ядро по дизайну идентично «Skylake», и, следовательно, увеличение IPC не предусмотрено. Как объяснялось во введении, все усилия Intel по повышению производительности игровых, однопоточных и менее распараллеленных приложений связаны с увеличением тактовых частот и развертыванием трех интеллектуальных алгоритмов повышения для достижения заявленных тактовых частот.
Алгоритм Boost
Core i9-10900K имеет заводскую базовую частоту (или номинальную тактовую частоту) 3.70 ГГц. Процессор отправляется в увлекательное путешествие к частоте 5.30 ГГц. Используя Turbo Boost 2.0 для повышения тактовой частоты до 5.10 ГГц с различными Boost коэффициентами на пути к масштабированию рабочих нагрузок между несколькими ядрами. Помимо этого, задействован алгоритм Turbo Boost Max 3.0, перенесенный с процессоров Core X HEDT компании. Алгоритм повышает частоты двух лучших [предпочтительных] ядер процессора до 5.20 ГГц. Помимо этого, процессор использует Thermal Velocity Boost, совершенно новый алгоритм, позволяющий разогнать процессор до 5.30 ГГц короткими очередями, если решение для охлаждения процессора эффективно (способно поддерживать температуру ниже 70°C), а также позволяет бюджет мощности процессора.
С помощью «Comet Lake» Intel вводит предпочтительные ядра в свой основной процессор для настольных ПК, которыми до сих пор ограничивались HEDT и серверными процессорами. AMD поддерживает эту технологию в своем стеке продуктов Zen. Два наиболее эффективных ядра на кристалле идентифицируются во время изготовления каждого кристалла, их информация жестко закодирована. Любимые операционные системы с поддержкой таких ядер (Windows 1709 или более поздние версии и ядра Linux с января 2018 г.) способны идентифицировать эту информацию и посылать большую часть трафика этим двум ядрам, поскольку они способны лучше поддерживать повышенные частоты.
Intel значительно повысила лимиты по мощности, чтобы предложить три Boost алгоритма. PL1, или уровень мощности один, распределяет бюджет мощности 125 Вт для поддержки их по 56-секундному Tau по умолчанию (значение времени, в течение которого процессору разрешается поддерживать свои турбо частоты, прежде чем вернуться к номинальным). PL2, с другой стороны, это нечто другое. Установив мощность 250 Вт, производители материнских плат получили свободу переопределять PL2 и Tau по своему усмотрению, поэтому различные материнские платы по-разному устанавливают лимиты мощности в зависимости от эффективности своего решения VRM. Таким образом, вы получаете вознаграждение за покупку более дорогой материнской платы с улучшенным VRM в сочетании с более агрессивным управлением питанием. Конечно, все платы поставляются с запасными вариантами Intel. Позже в этом обзоре будут рассмотрены поведение ускорения в спецификации Intel в сравнении со «ASUS enhanced» спецификациями ROG Maximus XII Extreme.
Корпорация Intel представила несколько улучшений разгона в 10-м поколении, включая возможность переключения HyperThreading для каждого ядра, а не глобально. Это может быть интересным вариантом для тех, кто играет и транслируется с определенным количеством ядер, у которых HTT отключен для лучшей игровой производительности, с некоторыми ядрами, у которых они включены, и с настройками привязки к ядру в Windows.
Компания также представила возможность разгона шины чипсета DMI. DMI — это основанное на PCIe межсоединение, которое обрабатывает передачу между процессором и чипсетом (PCH). Платформа LGA1200 использует DMI 3.0 (с точки зрения пропускной способности сопоставима с PCI-Express 3.0 x4). Корпорация Intel, очевидно, разъединила тактовые домены PCIe, чтобы позволить вам разогнать DMI и PEG (самый верхний слот x16 PCIe) без дестабилизации настроек PCIe для видеокарт. Обновленная Extreme Tuning Utility теперь поставляется с более детальным контролем кривой напряжения-частоты. Компания также обновила приложение Performance Maximizer, автоматизирующее разгон с использованием метода проб и ошибок.
Платформа Z490
Z490 — лучший чипсет 400-серии, предназначенный для игровых ПК и энтузиастов ПК, поскольку он обеспечивает серьезный разгон и поддержку нескольких графических процессоров. Что касается возможностей ввода/вывода, то набор микросхем практически идентичен Z390: 24 нисходящих канала PCIe gen 3.0, шесть портов SATA, шесть портов USB 3.2 gen 2, которые можно преобразовать в три порта USB 3.2 gen 2 x2, десять портов USB 3.2 gen 1 и четырнадцать портов USB 2.0. Корпорация Intel рекомендует использовать чип i225-V 2.5 Гбит/с Ethernet в качестве решения для проводных сетей вместе с Z490, а также решение AX201 802.11ax WiFi 6 WLAN с интерфейсом чипсета CNVio.
Тестовые установки
- Все приложения, игры и процессоры тестируются с помощью драйверов и оборудования, перечисленных ниже — результаты тестирования не были перераспределены между тестовыми системами.
- Все игры и приложения тестируются с использованием одной и той же версии.
- Все игры настроены на самое высокое качество, если не указано иное.
«Comet Lake» | |
ЦП: | Все процессоры Intel 10-го поколения |
---|---|
МП: | ASUS Z490 Maximus XII Extreme Intel Z490, BIOS 0508 |
RAM: | 2x 8 GB G.SKILL Flare X DDR4 DDR4-3200 14-14-14-34 |
GPU: | EVGA GeForce RTX 2080 Ti FTW3 Ultra |
Накопитель: | SSD 1 ТБ |
БП: | Seasonic SS-860XP |
ОС: | Windows 10 Professional 64-bit Version 1903 (May 2019 Update)/td> |
Драйвера: | NVIDIA GeForce 430.63 WHQL |
«Zen 2» | |
ЦП: | Все процессоры AMD Ryzen 3000 |
---|---|
МП: | ASRock X570 Taichi AMD X570, BIOS v2.80 AGESA 1.0.0.4B |
RAM: | 2x 8 GB G.SKILL Flare X DDR4 DDR4-3200 14-14-14-34 |
GPU: | EVGA GeForce RTX 2080 Ti FTW3 Ultra |
Накопитель: | SSD 1 ТБ |
БП: | Seasonic SS-860XP |
ОС: | Windows 10 Professional 64-bit Version 1903 (May 2019 Update)/td> |
Драйвера: | NVIDIA GeForce 430.63 WHQL AMD Chipset 2.04.04.111 |
«Coffee Lake» | |
ЦП: | Все процессоры Intel 8-го и 9-го поколения |
---|---|
МП: | Core i9-9900KS: ASRock Z390 Phantom Gaming X Все остальные Coffee Lake: ASUS Z390 Maximus XI Extreme Intel Z390 |
RAM: | 2x 8 GB G.SKILL Flare X DDR4 DDR4-3200 14-14-14-34 |
GPU: | EVGA GeForce RTX 2080 Ti FTW3 Ultra |
Накопитель: | SSD 1 ТБ |
БП: | Seasonic SS-860XP |
ОС: | Windows 10 Professional 64-bit Version 1903 (May 2019 Update)/td> |
Драйвера: | NVIDIA GeForce 430.63 WHQL |
«Zen» | |
ЦП: | Все процессоры AMD Ryzen 2000, Ryzen 2000G и Ryzen 1000 |
---|---|
МП: | MSI X470 Gaming M7 AC AMD X470, BIOS 7B77v19O |
RAM: | 2x 8 GB G.SKILL Flare X DDR4 DDR4-3200 14-14-14-34 |
GPU: | EVGA GeForce RTX 2080 Ti FTW3 Ultra |
Накопитель: | SSD 1 ТБ |
БП: | Seasonic SS-860XP |
ОС: | Windows 10 Professional 64-bit Version 1903 (May 2019 Update)/td> |
Драйвера: | NVIDIA GeForce 430.63 WHQL AMD Chipset 1.07.07.0725 |
Super Pi
SuperPi — один из самых популярных тестов у оверклокеров и твикеров. Он используется в соревнованиях на установление мировых рекордах с незапамятных времен. Это чисто однопоточный тест ЦП, рассчитывающий число Pi до огромного числа цифр — 32 миллиона для этого тестирования. Выпущенный ещё в 1995 году, бенчмарк поддерживает только инструкции x86 с плавающей запятой и, таким образом, является хорошим тестом для производительности однопоточных устаревших приложений.
wPrime
В то время как SuperPi фокусируется на вычислении Pi, wPrime решает другую математическую задачу: нахождение простых чисел. Для этого он использует метод Ньютона. Одна из целей проектирования wPrime заключалась в том, чтобы спроектировать его таким образом, чтобы он мог наилучшим образом использовать все ядра и потоки, доступные на процессоре.
Рендеринг — Cinebench
Cinebench является одним из самых популярных современных тестов производительности CPU, поскольку он построен на основе программного обеспечения Maxon Cinema 4D. И AMD, и Intel демонстрировали этот тест производительности на различных публичных мероприятиях, что делает его практически отраслевым стандартом. В Cinebench R20 тестируется как однопоточная, так и многопоточная производительность.
Рендеринг — Blender
Blender — одна из немногих программ рендеринга профессионального уровня, которая является безплатной и с открытым исходным кодом. Уже один этот факт помог создать сильное сообщество вокруг программного обеспечения, сделав его очень популярной тестовой программой благодаря простоте использования. Для тестирования использовалась тестовая сцена Blender «BMW 27».
Рендеринг — Corona
Corona Renderer — современный фотореалистичный рендер, доступный для Autodesk 3ds Max и Cinema 4D. Он обеспечивает физически правдоподобный и предсказуемый результат благодаря реалистичному алгоритму освещения, глобальному освещению и красивым материалам. Corona не поддерживает рендеринг с помощью графического процессора, поэтому производительность процессора очень важна.
Рендеринг — KeyShot
Автономное программное обеспечение для рендеринга KeyShot предлагает быстрые и эффективные рабочие процессы, помогающие получить высококачественные реалистичные снимки продукта в кратчайшие сроки. Трассировка лучей в реальном времени, многоядерное картирование фотонов, адаптивная выборка материалов и динамическое световое ядро обеспечивают высококачественные изображения, которые мгновенно обновляются даже при интерактивной работе на сцене. KeyShot оптимизирован для использования только на процессорах, что позволяет им использовать более сложные алгоритмы, чем на основе графического процессора. В отличие от других тестов рендеринга, в этом записывается «кадр в секунду» во время рендеринга, поэтому более высокие числа лучше.
Разработка игр — Unreal Engine 4
Unreal Engine 4 является одним из ведущих мультиплатформенных игровых движков в отрасли. Он не только продвинутый, но и обладает множеством функций, помогающий получить результаты быстрее, чем с конкурирующими продуктами — время — деньги. Перед отправкой игры необходимо выполнить длительный процесс «лёгкой выпечки». Он использует всю статическую геометрию и фиксированные источники света в сцене и предварительно рассчитывает текстуры световых карт для них, что приводит к огромному увеличению производительности в финальной игре, потому что эти вычисления больше не должны выполняться в режиме реального времени в системе пользователя. Для тестов генерируем «выпеченные» световые карты для относительно простой сцены, которая обычно занимает несколько часов.
Разработка программного обеспечения — Visual Studio C++
Microsoft Visual C++, пожалуй, самый популярный язык программирования для создания профессиональных приложений Windows. Это часть пакета Microsoft Visual Studio для разработки, имеющего долгую историю и широко признанного в качестве золотого стандарта, когда дело доходит до IDE. Компиляция программного обеспечения — это довольно длительный процесс, превращающая программный код в конечный исполняемый файл, и программисты ненавидят ждать его завершения. Для теста запускается приложение среднего размера через компилятор и компоновщик C++, а также выполняется компилятор ресурсов. Сборка выполняется в режиме «релиз» со всеми включенными оптимизациями и включенной многопроцессорной компиляцией.
Просмотр веб-страниц — Google Octane
Google Octane тестирует производительность веб-браузера, выполняя набор тестов на основе Javascript, представляющие типичные случаи использования в современных динамических интерактивных веб-приложениях.
Просмотр веб-страниц — Mozilla Kraken
Mozilla Kraken похож на Octane тем, что измеряет время выполнения Javascript, но использует другой набор тестов, основанный на тесте SunSpider. Тестовые случаи включают обработку звука, алгоритмы поиска, фильтрацию изображений, анализ JSON и криптографию.
Просмотр веб-страниц — WebXPRT
WebXPRT 3 — эталонный браузер, измеряющий производительность типичных веб-приложений, таких как улучшение фотографий, управление мультимедиа с помощью AI, ценообразование опционов на акции, шифрование, оптическое распознавание символов, создание диаграмм и производительность. Это в отличие от двух других браузерных тестов, которые больше фокусируются на микробенчмарках, тестирует конкретные алгоритмы.
Машинное обучение — Tensorflow
Искусственный интеллект повсюду в наши дни. Алгоритмы, основанные на машинном обучении, берут на себя основную часть многих ручных задач, которые раньше могли выполнять только люди. Чтобы глубокое обучение ИИ могло решать проблемы, его необходимо сначала обучить с помощью большого набора обучающих данных, неоднократно оценивающихся, чтобы создать нейронную сеть, которая впоследствии может быть запущена (также называемая логическим выводом). Google Tensorflow на основе Python — один из самых популярных пакетов программного обеспечения для машинного обучения, поддерживающий как центральные процессоры, так и графические процессоры. Настройка Tensorflow для GPU немного сложна, поэтому разработка и обучение алгоритмов для небольших наборов данных всё ещё происходит на CPU. Производительность обучения на CPU также может быть выше, чем у GPU, когда размеры задач превышают типичные объемы памяти GPU.
Моделирование физики
При разработке широко используется метод конечных элементов (FEM), способного моделировать поток жидкости (CFD), теплопередачу и структурную устойчивость, чтобы проверить, способен ли конечный продукт соответствовать проектным требованиям. Решение такой проблемы разбивает систему на большое количество простых частей, называемых конечными элементами, взаимодействующих друг с другом. Это очень сложная математическая задача, требующая большой вычислительной мощности, которую очень трудно распараллелить на графических процессорах. Тест Euler3D полностью распараллелен, чтобы максимально использовать возможности нескольких процессорных ядер, но он также создает большую нагрузку на подсистему памяти.
Моделирование нейрона мозга
Чтобы лучше понять, как работает мозг, биологические и медицинские исследования используют программное обеспечение для имитации нейронов и их взаимодействия друг с другом. Учёные надеются, что это в конечном итоге может привести к пониманию того, как возникает биологический интеллект. Как и в имитационном тесте, это очень сложная проблема с интенсивным использованием памяти, решаемая лучше всего ЦП — графические процессоры плохо подходят для этих алгоритмов.