Обзор и тестирование процессора Intel Core i5-7600K на базе новейшего ядра Kaby Lake

В 2016 году крупнейший производитель центральных процессоров — компания Intel не проводила громких анонсов, чем немало расстроила своих фанатов. Конечно, знаменитая стратегия «Тик-так», согласно которой каждые два года происходил вывод на рынок новой микроархитектуры, а каждый второй год осуществлялся переход на очередной более тонкий технологический процесс производства, была очень хороша для поклонников бренда, ежегодно получавших новые продукты. Однако, для чипмейкера в условиях отсутствия реальной конкуренции со стороны Advanced Micro Devices, такой темп оказался невыгодным, вследствие чего Intel решился на обновление глобальной стратегии, которая приняла вид «Тик-так-так», где длительность цикла увеличилась с двух до трех лет, а после фаз перехода на очередной технологический процесс и внедрения нового дизайна следует этап производства центральных процессоров на базе оптимизированной архитектуры текущего поколения. В эту канву полностью ложится текущий роадмап чипмекера, где выпущенные в 2014 году CPU Broadwell ознаменовали освоение 14-нм литографии, за которыми последовал выпуск Skylake на базе принципиально новой микроархитектуры и конструктивного исполнения LGA1151. Следующим логичным шагом стал выпуск процессоров Kaby Lake для мобильных устройств, который без особой огласки состоялся летом 2016 года. И вот, сегодня, в преддверии выставки CES 2017, которая пройдет в Лас-Вегасе с 5 по 8 января, наконец-то состоялся долгожданный анонс нового поколения CPU для настольных систем — Kaby Lake-S, с обзором которого вы сможете ознакомиться из нашего сегодняшнего материала. Здесь следует заметить, еще задолго до официального выхода многие детали новинок «просочились» в Интернет, тем интереснее будет узнать — что из утечек оказалось правдой? Итак, приступим!

Kaby Lake-S

CPU Kaby Lake-S сложно назвать революционным, так как они являются дальнейшим развитием архитектуры Skylake. Но разве могли в Intel допустить, чтобы 7-е поколение процессоров Core удостоилось скромного имени «Skylake Refresh»? Впрочем, текущий микродизайн весьма хорош и обладает немалым потенциалом, так что давайте вспомним основные особенности архитектуры, которые достались новейшим процессорам от предшественников. В своей максимальной конфигурации CPU Skylake и Kaby Lake могут иметь до четырех вычислительных ядер, которые благодаря поддержке технологии Hyper-Threading способны одновременно выполнять два вычислительных потока. Каждое из ядер оснащено по 32 КБ кэша L1 для инструкций и данных, а также 256 КБ буферной памяти 2-го уровня. Что касается совместимости с SIMD-инструкциями, то процессоры Kaby Lake, как и Skylake, поддерживают SSE4.1, SSE4.2, AVX, FMA3 и аппаратное ускорение шифрования AES, а также векторные инструкции AVX2.0, широко применяемые для обработки мультимедийного контента. Между собой ядра общаются посредством двунаправленной кольцевой шины, которая связывает вычислительные блоки с кэшем 3-го уровня объемом до 8 МБ, системным агентом, отвечающим за подключение оперативной памяти DDR3L/DDR4, чипсета, шины PCI Express 3.0 и цифровых мониторов, а также встроенного графического ядра, которому, судя по схематическому изображению кремниевого кристалла, отведено чуть ли не половина площади полупроводниковой подложки.

От своих предшественников Kaby Lake-S унаследовали и встроенную графику, которая несмотря на новое наименование HD Graphics630, не получила принципиальных отличий по сравнению с HD Graphics530, интегрированной в настольные версии Skylake. Графический акселератор насчитывает 24 EU (Executive Units — исполнительных устройства) 9-го поколения, блок Intel Quick Sync поддерживает на аппаратном уровне декодирование и кодирование видеопотоков HVEC и VP-9 в разрешениях до 4К включительно. Встроенная видеокарта поддерживает API DirectX 12 и OpenGL 4.4, ускорение неграфических вычислений OpenCL и обеспечивает вывод изображения в разрешении до 4К на три независимых цифровых выхода.

В новейших CPU Kaby Lake-S применена технология динамического управления частотой Turbo Boost 2-го поколения, которая позволяет оптимизировать быстродействие отдельных узлов в зависимости от загрузки в пределах теплового пакета, который у настольных моделей лежит в пределах от 35 Вт у энергоэффективных моделей до 91 Вт для модификаций с разблокированным множителем, предназначенных для энтузиастов и любителей разгона. Собственно, варьируя такими характеристиками, как частота и количество процессорных ядер, а также наличием поддержки технологии Hyper-Threading и прочих специфических функций, у чипмейкера получилась целая продуктовая линейка десктопных Kaby Lake-S. Характеристики моделей Core i7 и Core i5 вместе со спецификациями Skylake-S приведены в следующей таблице:

Глядя на спецификации новинок несложно заметить определенную преемственность с предыдущим поколением с той лишь разницей, что одноименные модели Kaby Lake-S быстрее предшественников на 200–300 МГц, как по уровню базовой частоты, так и в режиме Turbo Boost. При этом конструктивное исполнение LGA1151 осталось прежним, так что для работы новинок, скорее всего, подойдут существующие системные платы, совместимые со Skylake-S, после обновления UEFI. Размеры кэша и тепловые пакеты процессоров разных поколений с идентичными индексами не отличаются, как и не поменялись их рекомендованные стоимости. Что касается моделей с литерой «К», то наряду с самым высоким TDP 91 Вт и отсутствием поддержки технологий Intel vPro и TXT (Trusted Execution Technology), востребованных в корпоративном секторе, они обладают разблокированными коэффициентами умножения, что делает их интересными вариантами для экспериментов с разгоном. Правда, вопрос эффективности термоинтерфейса между кремниевым кристаллом и крышкой теплораспределителя, скорее всего, так и не был решен, следовательно, по-прежнему будет оставаться актуальной процедура «скальпирования» с заменой термопасты на жидкий металл.

Нельзя не отметить, что анонс Kaby Lake-S — само по себе событие, не имеющее аналогов в прошлом, поскольку впервые наряду со старшими Core i7 и Core i5 были представлены модели среднего уровня Core i3, у которых из-за отсутствия Turbo Boost тактовая частота в нагрузке не может повышаться сверх базового значения, а количество вычислительных ядер уменьшено с четырех до двух штук, но благодаря поддержке Hyper-Threading есть возможность обработки четырех вычислительных потоков. Спецификации Core i3 7-го поколения вместе с техническими характеристиками их предшественников перечислены ниже.

Из таблицы видно, что, как и в случае со старшими моделями, Core i3 поколения Kaby Lake-S отличаются от своих предков повышенными на 300 МГц тактовыми частотами при неизменном уровне TDP. Сферу профессионального применения таких процессоров ограничивает отсутствие совместимости с Intel vPro и TXT. В то же время, самым интересным в обновленной линейке Core i3, бесспорно, является модель 7350K, обладающая свободным коэффициентом умножения и чуть большим TDP — 60 Вт против 51 Вт у «обычных» модификаций. При этом наличие возможностей разгона повышает ценник на Core i3-7350K по сравнению с стоимостью Core i3-7320 на 19 долларов — до $168, что, в свою очередь, меньше 182 долларов, которые просят за младший Core i5-7400. Способен ли противостоять на равных разогнанный двухъядерный процессор с поддержкой НТ полноценному четырехъядерному CPU, но работающим на невысокой тактовой частоте — покажут тесты, которые мы непременно постараемся провести, как только появится такая возможность.

Чипсеты Intel 200-й серии

Вместе с анонсом процессоров Intel Core 7-го поколения вендор представил линейку системной логики 200-й серии. Технические данные новейших чипсетов вместе со спецификациями их предшественников приведены в таблице.

Как и в случае с предыдущим поколением, линейка чипсетов 200-й серии имеет несколько модификаций, среди которых Intel Z270, предназначенная для построения конфигураций с возможностью разгона и построения CrossFireX/SLI для самых требовательных пользователей, а также Intel H270, которую производитель позиционирует для организации мультимедийных систем. Кроме того, модельный ряд содержит чипсет Intel B250 для ПК, ориентированных на использование в сфере малого и среднего бизнеса, а также Intel Q270 и Q250, нацеленные на корпоративную среду. Если сравнивать новинки с линейкой системной логики 100-й серии, то налицо увеличение на четыре штуки количества линий PCI Express 3.0, а также наличие поддержки новой перспективной технологии Intel Optane Memory. Для примера рассмотрим компонентную диаграмму старшего чипсета Z270.

Топология системной логики практически не изменилась по сравнению с Intel Z170, новинка, как и ее предшественница, позволяет строить системы AMD CrossFireX и NVIDIA SLI, для связи с центральным процессором используется шина DMI 3.0 c пропускной способностью 8 GT/s, и обеспечивает работу шести портов SATA 6 ГБ/с. В чипсете Z270 используется технология Flexible IO, позволяющая варьировать количество портов ввода-вывода одного типа за счет сокращения числа других интерфейсов. Таким образом, старшая модификация системной логики 200-й серии предлагает 24 линий PCI Express версии 3.0 и до 14 портов USB, из которых десять штук поддерживают версию 3.0. Впрочем, есть у новейших чипсетов одна функция, способной в будущем изменить модель использования персональных компьютеров. Речь идет о технологии Intel Optane, которая заключается в использовании высокоскоростной энергонезависимой памяти, предназначенной как для применения в качестве ОЗУ, так и для долгосрочного хранения данных. Технология использует запоминающие устройства 3D XPoint, в основе которых лежит принцип изменение сопротивления материала, тогда как NAND флэш и DRAM базируется на хранении заряда. Устройства Intel Optane будут выпускаться как для установки в разъёмы оперативной памяти DDR4 (NVDIMM), так и PCI Express (NVM Express). В будущем накопители на базе 3D XPoint будут сочетать быстродействие DRAM с возможностью хранения информации без дополнительного электропитания при стоимости, сопоставимой с нынешними SSD.

От чипсетов Sunrise Point Intel Z270 унаследовал возможность плавного изменения базовой частоты, благодаря наличию независимых множителей шины для подключения периферии остаются работать в режимах, близких к штатным. Еще одной отличительной особенностью новой платформы является поддержка функции AVX Offset, благодаря которой можно настроить снижение тактовой частоты в приложениях, использующих наборы инструкций AVX, которые создают наиболее интенсивную нагрузку на вычислительные блоки.

Впрочем, потенциал новых чипсетов может быть реализован только в составе качественных материнских плат, и нет никаких оснований сомневаться, что все ведущие производители в самое ближайшее время представят новинки на базе системных логик Intel 200-й серии.

Intel Core i5-7600K

Наше знакомство с процессорами Inel Core 7-го поколения будет проходить на примере Core i5-7600K — второго по старшинству представителя продуктовой линейки Kaby Lake-S. Как обычно, в нашу тестовую лабораторию прибыл инженерный образец без какого-либо комплекта поставки, тем не менее, про оформление упаковки розничных продуктов можно судить по официальным рендерам. По традиции, модели серии «К» будут поставляться без системы охлаждения, тогда как «обычные» модификации будут комплектоваться кулерами в соответствии с тепловыми пакетами CPU.

Вот уже более пяти лет внешний вид процессоров среднего уровня компании Intel от модели к модели не изменялся, но с выходом решений на ядре Kaby Lake-S разработчики решили немного пересмотреть дизайн новинок.

Возможно, наши читатели уже находятся в предвкушении, что наконец-то процессорам вернут толстую подложку… Но увы, текстолит остался таким же тонким, как и ранее в предшественниках на Skylake.

Intel Core i5-7600K (слева) и Core i5-6600K

Даже расположение элементов на «брюшке» практически не изменилось, и со стороны может показаться полная идентичность моделей разного поколения.

Intel Core i5-7600K (слева) и Core i5-6600K

А вот чем действительно отличаются новейшие процессоры, так это выступами на теплораспределительной крышке, которые должны облегчить установку CPU в разъем. Подобные встречаются на решениях Socket LGA2011-3, но там они реализованы намного удобнее.

К сожалению, прижим сокетной рамки осуществляется опять же в двух точках на крышке, как это было у Skylake, так что, вполне возможно, придется осуществлять все меры предосторожности, чтобы не прогнулся текстолит при частой замене систем охлаждения или материнских плат.

Что касается электрических характеристик, то четырехъядерный процессор Core i5-7600K обладает 6 МБ кэш-памяти третьего уровня с 12-канальной ассоциативностью и может обрабатывать до четырех потоков одновременно. Как и решения прошлых поколений, новинка поддерживает инструкции SSE4.1, SSE4.2, AVX, AVX2.0, FMA3, а также ускорение шифрования AES. В большей части времени при максимальной нагрузке за счет технологии Turbo Boost процессор работает на частоте 4000 МГц с напряжением питания около 1,11 В. Если же тепловой пакет или уровень энергопотребления выйдет за рамки допустимого, то частота должна будет опуститься до номинальных 3800 МГц. Но такое при тестировании не наблюдалось. Во время простоя частота падает до 800 МГц, а напряжение — до 0,8 В.

При работе неоптимизированных приложений для многопоточной обработки частота Core i5-7600K может подниматься до 4100–4200 МГц.

С разгоном новинка справляется куда лучше, чем предшественник в лице Core i5-6600K. Так, при подачи напряжения около 1,27 В наш экземпляр Core i5-7600K смог стабильно функционировать при частоте 4800/4600 МГц для ядер и кэша соответственно, при этом температура самого горячего ядра не превышала 79 °C под необслуживаемой СВО. К примеру, имеющийся у нас «старичок» смог работать лишь на 4700/4500 МГц при 1,376 В, а его температура достигала 94 градусов.

Либо нам попался такой удачный Core i5-7600K, либо чипмейкер хорошо оптимизировал архитектуру, что вполне логично, так как разница между разгоном и режимом Turbo Boost не такая и большая, как это было со старыми решениями. Но с другой стороны, очень радует итоговое невысокое напряжение питания, и тем самым, не высокий уровень нагрева при разгоне. Вполне возможно, что самые удачные представители Kaby Lake теперь запросто смогут покорить некогда забытый 5-гигагерцовый рубеж, причем, без экстремального охлаждения, а используя вполне доступные, но эффективные воздушные кулеры.

Теперь сравним уровень быстродействия новинки относительно Core i5-6600K как при номинальном режиме работы, так и при разгоне.

Тестовый стенд

Для измерения быстродействия и оценки частотного потенциала центрального процессора Intel Core i5-7600K был собран тестовый стенд следующей конфигурации:

• материнская плата: ASUS Maximus IX Formula (Socket LGA1151, ATX, Intel Z270, UEFI Setup 0604);
• кулер: be quiet! Silent Loop 280mm (2x140 мм, 1600 об/мин);
• термопаста: Noctua NT-H1;
• оперативная память: Kingston HyperX Predator HX432C16PB3K2/16 (2x8 ГБ, DDR4-3200, CL16-18-18-36);
• видеокарта: ASUS POSEIDON-GTX980TI-P-6GD5 (GeForce GTX 980 Ti);
• накопитель: Kingston SSDNow KC400 512GB (512 ГБ, SATA 6Gb/s);
• блок питания: Seasonic X-650 (650 Вт);

• операционная система: Windows 10 64 bit;
• драйвер чипсета: Intel Management Engine 11.6.0.1026, Intel INF Update Utility 10.1.1.38;
• драйвер видеокарты: NVIDIA GeForce 376.33.

Во время тестов технология Intel Turbo Boost и процессорные функции энергосбережения работали в штатном режиме, а модули ОЗУ функционировали на частоте 3200 МГц с таймингами 15-16-16-36-1Т при номинальном режиме и во время разгона. В операционной системе отключался Windows Defender, какие-либо настройки видеодрайвера не изменялись.

Новинка сравнивалась с Core i5-6600K, который устанавливался в туже систему. Все функции энергосбережения и Turbo Boost сохраняли свою работоспособность. В режиме разгона он функционировал на частоте 4700/4500 МГц для ядер и кэша соответственно при напряжении 1,376 В.

Быстродействие тестовых стендов измерялась в двух режимах: в номинале и после максимального разгона, их рабочие параметры приведены в следующей таблице.

*— частота в Turbo Core

Для оценки уровня быстродействия был задействован следующий набор тестовых приложений:

• AIDA64 5.80.40000 (Cache & Memory benchmark);
• Futuremark PCMark 8 2.7.613;
• Adobe Photoshop CC 14.2.1;
• Cinebench R15 64bit;
• TrueCrypt 7.2 (встроенный тест);
• WinRAR 5.20 (встроенный тест);
• HWBot Bencmark x265 v2.0.0;
• Futuremark 3DMark 2.2.3509;
• Middle-earth: Shadow of Mordor;
• Total War: Rome II;
• Counter Strike: Global Offensive;
• DotA 2.

Результаты тестирования

Синтетические приложения

Как видим, новинка немного отстает он оппонента при чтении данных в тесте AIDA64, но при этом быстрее пересылает их при копировании. Разгон позволяет нивелировать разницу, но не в последнем подтестем — там Core i5-7600K все равно производительнее. Также он может похвастаться низкой латентностью относительно Core i5-6600K.

В синтетическом пакете PCMark 8, который симулирует реальные повседневные задачи, наш процессор запросто обходит «старичка», но с разгоном он быстро теряет всю свою прыть.

Прикладное ПО

Аналогичная картина в Cinebench R15 — неплохое преимущество Core i5-7600K пере оппонентом в номинале и небольшая разница между тестируемыми решениями после разгона.

В Adobe Photoshop ситуация еще забавнее, когда при стандартных частотах новинка обходит конкурента, а после поднятия частот — уступает ему, хоть и немного.

При шифровании и архивировании также никакой разницы по сравнению с работой в графических пакетах — разгон постоянно уменьшает разрыв между оппонентами.

Работа с контентом высокой четкости Core i5-7600K опережает предшественника, тогда как разгон нивелирует преимущество новинки. Стоит заметить, что Core i5-6600K работает на меньших частотах.

Тестирование в 3D-играх

А вот с тестированием в играх не все так однозначно. При максимальном качестве картинки, доступном в тесте Fire Strike Extreme, Core i5-7600K после разгона умудрился проиграть «старичку», и это только начало.

В Middle-earth: Shadow of Mordor также после повышения качества картинки производительность новинки стала ниже, чем у Core i5-6600K, тогда как стратегия Total War: Rome II более благосклонно отнеслась к ней. Естественно, речь идет о разгоне.

Точно такая же картинка наблюдается в MOBA-игре Dota 2, тогда как Counter Strike: Global Offensive наоборот, чувствовал себя неплохо с Core i5-7600K.

Энергопотребление

Как видим, система с Core i5-7600K в номинале потребляет на 10 ватт меньше, чем с оппонентом, а после разгона эта разница достигает уже двукратного размера. Все-таки меньшее напряжение питания при разгоне даже на чуть более высокой частоте дает о себе знать.

Выводы

По праву архитектуру Kaby Lake можно назвать работой над ошибками, направленной на повышение частотного потенциала и энергоэффективности новинок. Процессоры Core 7-го поколения отличаются низким уровнем нагрева и малым энергопотреблением, при этом их частоты на 200–300 МГц выше предшественников. Да и разгон до 5 ГГц стал проще, при относительно небольшом напряжении питания и, опять же, невысоком нагреве. Но тут надо учитывать, что разница между номиналом процессора и конечной частотой стала меньше, чем это было ранее. Также стоит сказать, что удельная производительность при одинаковых частотах не сильно отличается между решениями различных поколений, у новинки она может быть даже и ниже. Хотя, последнее вполне может быть со временем исправлено. Будем на это надеяться, так как при разгоне наш Core i5-7600K с легкостью мог немного проиграть «старичку», работающему на чуть низких частотах. Из особенностей новой серии можно отметить измененную форму теплораспределительной крышки, которая облегчит установку процессора в сокет, что понравится сборщикам и энтузиастам.

Из еще одних плюсов нового поколения можно назвать выход двухъядерного процессора Core i3-7350K с разблокированным множителем. Благодаря высокой частоте и поддержке технологии Hyper-Threading он способен на равных конкурировать со старыми четырехъядерными решениями, а возможность разгона позволит приблизиться по производительности к дорогим собратьям. Так ли это — мы постараемся узнать в будущем, но, как нам кажется, этот процессор опоздал с выходом. Для его разгона потребуется недешевая материнская плата, что в итоге может свести на нет попытку сэкономить при сборке мощной системы. В итоге Core i3-7350K может стать уделом лишь бенчеров и экстремальных оверклокеров.

Что касается новейших чипсетов 200-й серии, то они принесли большее количество линий PCI Express и поддержку технологии Intel Optane, которая является чем-то средним, между накопителем и оперативной памятью. В ее основе лежат запоминающие устройства 3D XPoint, которые работают по принципу изменения сопротивления материала, и в будущем они будут сочетать быстродействие DRAM с возможностью хранения информации без дополнительного электропитания при стоимости, сопоставимой с нынешними SSD. Стоит отметить, что Optane функционирует только на чипсетах 200-й серии. С платами на их базе мы вскоре вас уже познакомим.