Einführung
In diesem Sommer Intel tat etwas Seltsames: Es gelang ihm, zwei ganze Generationen von Prozessoren für häufig verwendete Personalcomputer zu ersetzen. Zuerst wurde Haswell durch Prozessoren mit der Broadwell-Mikroarchitektur ersetzt, doch dann verloren sie innerhalb weniger Monate ihren Neuheitsstatus und machten den Skylake-Prozessoren Platz, die noch mindestens eineinhalb Jahre lang die fortschrittlichsten CPUs bleiben werden. Dieser Generationssprung war vor allem auf Intels Probleme bei der Einführung einer neuen 14-nm-Prozesstechnologie zurückzuführen, die sowohl bei Broadwell als auch bei Skylake zum Einsatz kommt. Die Leistungsträger der Broadwell-Mikroarchitektur verzögerten sich erheblich auf dem Weg zu Desktop-Systemen, und ihre Nachfolger kamen nach einem vorgegebenen Zeitplan heraus, was zu einer vernachlässigten Ankündigung der Core-Prozessoren der fünften Generation und einer erheblichen Verkürzung ihres Lebenszyklus führte. Aufgrund all dieser Turbulenzen hat Broadwell im Desktop-Segment eine sehr enge Nische sparsamer Prozessoren mit leistungsstarkem Grafikkern besetzt und begnügt sich nun mit nur geringen Umsätzen, die für hochspezialisierte Produkte charakteristisch sind. Die Aufmerksamkeit des fortgeschrittenen Teils der Benutzer richtete sich auf die Anhänger der Broadwell-Skylake-Prozessoren.
Anzumerken ist, dass Intel seine Fans in den letzten Jahren überhaupt nicht mit einer Leistungssteigerung seiner Produkte zufrieden gestellt hat. Jede neue Prozessorgeneration steigert die spezifische Leistung nur um wenige Prozent, was letztendlich dazu führt, dass klare Anreize für Anwender fehlen, alte Systeme aufzurüsten. Aber die Veröffentlichung von Skylake – der CPU-Generation, auf deren Weg Intel tatsächlich den Sprung gewagt hat – weckte gewisse Hoffnungen, dass wir ein wirklich lohnendes Update der gängigsten Computerplattform bekommen würden. Allerdings geschah nichts dergleichen: Intel trat in seinem gewohnten Repertoire auf. Broadwell wurde der Öffentlichkeit als Ableger der Mainstream-Desktop-Prozessorreihe vorgestellt, während Skylake sich in den meisten Anwendungen als geringfügig schneller als Haswell erwies.
Daher löste das Erscheinen von Skylake im Angebot trotz aller Erwartungen bei vielen Menschen Skepsis aus. Nach Durchsicht der Ergebnisse realer Tests erkannten viele Käufer einfach nicht den eigentlichen Sinn des Umstiegs auf Core-Prozessoren der sechsten Generation. Und tatsächlich ist der Haupttrumpf frischer CPUs in erster Linie eine neue Plattform mit beschleunigten internen Schnittstellen, nicht aber eine neue Prozessor-Mikroarchitektur. Und das bedeutet, dass Skylake kaum einen wirklichen Anreiz bietet, Systeme auf Basis früherer Generationen zu aktualisieren.
Dennoch möchten wir nicht ausnahmslos alle Nutzer von einem Umstieg auf Skylake abbringen. Tatsache ist, dass Intel die Leistung seiner Prozessoren zwar seit dem Erscheinen von sehr verhalten steigert Sandy Bridge, die in vielen Systemen immer noch funktionieren, wurden bereits durch vier Generationen der Mikroarchitektur ersetzt. Jeder Schritt auf dem Weg des Fortschritts trug zur Leistungssteigerung bei, und bis heute kann Skylake im Vergleich zu seinen früheren Vorgängern eine recht deutliche Leistungssteigerung bieten. Um dies zu sehen, muss man es nicht mit Haswell vergleichen, sondern mit den früheren Vertretern der Core-Familie, die davor erschienen sind.
Genau das werden wir heute tun. Vor diesem Hintergrund haben wir beschlossen, zu sehen, wie stark die Leistung der Core-i7-Prozessoren seit 2011 gestiegen ist, und haben in einem einzigen Test ältere Core-i7-Modelle der Sandy-Bridge-Generation zusammengestellt. Ivy Bridge, Haswell, Broadwell und Skylake. Nachdem wir die Ergebnisse dieser Tests erhalten haben, werden wir versuchen zu verstehen, welche Prozessorbesitzer mit der Aufrüstung alter Systeme beginnen sollten und welche von ihnen warten können, bis die nächsten CPU-Generationen erscheinen. Nebenbei werfen wir auch einen Blick auf das Leistungsniveau der neuen Prozessoren Core i7-5775C und Core i7-6700K der Broadwell- und Skylake-Generationen, die noch nicht in unserem Labor getestet wurden.
Vergleichseigenschaften getesteter CPUs
Jeder für sich, aber mit etwas Gemeinsamem
Die Cuby-Lake-Familie wird die erste sein, die den schon so langen Tiktok-Update-Zyklus durchbricht. Das funktionierte so: Das Unternehmen brachte eine Generation von Prozessoren mit einer neuen Miniaturisierungstechnologie auf den Markt, die die Tick-Phase repräsentierte. Wenn ein Unternehmen bereits mehr als erwartet mit der Herstellung von 14-nm-Chips zu kämpfen hatte, stellen Sie sich vor, wie schwierig es ist, an 10-nm-Geräten zu arbeiten – sie werden kommen, aber erst in der nächsten Generation. An der Architektur wird es keine großen Änderungen, aber wie versprochen Optimierungen geben.
Von Sandy Bridge bis Skylake: Spezifischer Leistungsvergleich
Um uns daran zu erinnern, wie sich die spezifische Leistung von Intel-Prozessoren in den letzten fünf Jahren verändert hat, haben wir beschlossen, mit einem einfachen Test zu beginnen, bei dem wir die Geschwindigkeit von Sandy Bridge, Ivy Bridge, Haswell, Broadwell und Skylake verglichen und auf das gleiche Niveau reduziert haben Frequenz 4,0 GHz. In diesem Vergleich haben wir Prozessoren verwendet Kernlinie i7, also Quad-Cores mit Hyper-Threading-Technologie.
Als Haupttesttool wurde der umfassende Test SYSmark 2014 1.5 herangezogen, der gut ist, weil er typische Benutzeraktivitäten in gängigen Office-Anwendungen, bei der Erstellung und Verarbeitung von Multimedia-Inhalten sowie bei der Lösung von Computerproblemen nachbildet. Die folgenden Grafiken zeigen die erzielten Ergebnisse. Zur besseren Wahrnehmung werden sie normalisiert, die Leistung von Sandy Bridge wird mit 100 Prozent angenommen.
Daher kommt es auf diese Optimierung an. 
Die Unterstützung neuer Codecs soll zu einer Komprimierung führen, die das Streaming auch bei langsameren Verbindungen ermöglicht. Und was vielleicht noch wichtiger ist: Es wird keine Energie mehr benötigt, Details, die besonders für diejenigen wichtig sind, die Laptops verwenden. Wenn es objektiv ist, gilt: Je mehr Kompatibilität, desto besser. 
Was die Grafikarchitektur betrifft, ist sie dieselbe wie bei der vorherigen Generation, mit dem Unterschied, dass einige Anpassungen vorgenommen wurden.
Der Integralindikator SYSmark 2014 1.5 ermöglicht uns folgende Beobachtungen. Der Übergang von Sandy Bridge zu Ivy Bridge erhöhte die spezifische Produktivität nur geringfügig – um etwa 3–4 Prozent. Der nächste Wechsel zu Haswell war weitaus lohnender und führte zu einer Leistungssteigerung von 12 Prozent. Und das ist der maximale Anstieg, der in der obigen Grafik beobachtet werden kann. Immerhin überholt Broadwell Haswell nur um 7 Prozent, und der Übergang von Broadwell zu Skylake steigert die spezifische Leistung nur um 1-2 Prozent. Alle Fortschritte von Sandy Bridge bis Skylake führen zu einer konstanten Leistungssteigerung von 26 Prozent Taktfrequenzen.
Eine detailliertere Interpretation der erhaltenen SYSmark 2014 1.5-Indikatoren ist in den folgenden drei Diagrammen zu sehen, in denen der integrale Leistungsindex nach Anwendungstyp in Komponenten zerlegt ist.
Beachten Sie, dass mit der Einführung neuer Versionen von Mikroarchitekturen die Ausführungsgeschwindigkeit von Multimedia-Anwendungen am deutlichsten zunimmt. In ihnen übertrifft die Skylake-Mikroarchitektur Sandy Bridge um bis zu 33 Prozent. Bei Zählproblemen hingegen zeigt sich der Fortschritt am wenigsten. Darüber hinaus führt der Schritt von Broadwell zu Skylake bei einer solchen Belastung sogar zu einem leichten Rückgang der spezifischen Leistung.
Nun stellen wir uns vor, was mit der spezifischen Produktivität passiert ist Intel-Prozessoren Versuchen wir herauszufinden, worauf die beobachteten Veränderungen in den letzten Jahren zurückzuführen sind.
Von Sandy Bridge bis Skylake: Was sich bei Intel-Prozessoren geändert hat
Die ersten Geräte mit den neuen Chips sollen bereits im September angekündigt werden. Prozessoren mit höherer Leistung sollen erst zum Jahresende oder zu Jahresbeginn erscheinen. 
Es ist nicht so, dass die Weiterentwicklung der Kaby-Lake-Linie irrelevant wäre. Aber es gibt nichts Neues.
Dennoch bestehen einige Bedenken hinsichtlich der Marktreaktion. Wahrscheinlich ist es kein Zufall: Das Unternehmen weiß, dass nur wenige in der sechsten Generation einen Grund für den Wechsel sehen werden. Aber Verbraucher, die ältere Autos besitzen, könnten attraktiver sein. Es ist also angebracht, zwischen den Zeilen zu sagen, dass jetzt ein guter Zeitpunkt dafür ist.
Machen Sie es zu einem Referenzpunkt im Vergleich verschiedener Core-i7-Vertreter Generationen Sandy Bridge, wir haben uns aus einem bestimmten Grund entschieden. Es war dieses Design, das eine solide Grundlage für alle weiteren Verbesserungen produktiver Intel-Prozessoren bis hin zum heutigen Skylake legte. Damit waren Vertreter der Sandy-Bridge-Familie die ersten hochintegrierten CPUs, bei denen sowohl Rechen- als auch Grafikkerne in einem Halbleiterchip vereint waren Nord brücke mit L3-Cache und Speichercontroller. Darüber hinaus wurde erstmals mit der Verwendung eines internen Ringbusses begonnen, wodurch das Problem des hocheffizienten Zusammenspiels aller Struktureinheiten, aus denen ein so komplexer Prozessor besteht, gelöst wurde. Alle nachfolgenden CPU-Generationen folgen weiterhin diesen universellen Konstruktionsprinzipien, die in der Sandy-Bridge-Mikroarchitektur festgelegt sind, ohne gravierende Anpassungen.
Die interne Mikroarchitektur der Rechenkerne hat in Sandy Bridge erhebliche Veränderungen erfahren. Es implementierte nicht nur die Unterstützung für die neuen AES-NI- und AVX-Befehlssätze, sondern fand auch zahlreiche wesentliche Verbesserungen in den Tiefen der Ausführungspipeline. In Sandy Bridge wurde ein separater Zero-Level-Cache für dekodierte Anweisungen hinzugefügt; erschien absolut neuer Block Befehlsneuordnung basierend auf der Verwendung einer physischen Registerdatei; Vwurden erheblich verbessert; Darüber hinaus wurden zwei der drei Ausführungsports für die Arbeit mit Daten vereinheitlicht. Solche heterogenen Reformen, die gleichzeitig in allen Phasen der Pipeline durchgeführt wurden, ermöglichten eine deutliche Steigerung der spezifischen Leistung von Sandy Bridge, die im Vergleich zu den Nehalem-Prozessoren der vorherigen Generation sofort um fast 15 Prozent stieg. Hinzu kamen eine Steigerung der Nenntaktfrequenzen um 15 % und ein hervorragendes Übertaktungspotenzial, wodurch wir insgesamt eine Prozessorfamilie erhalten haben, die Intel noch heute als Vorbild dient, als beispielhafte Verkörperung des „ so“-Phase im Pendelentwicklungskonzept des Unternehmens.
Tatsächlich haben wir nach Sandy Bridge keine Verbesserungen in der Mikroarchitektur gesehen, die in Bezug auf Masse und Wirksamkeit vergleichbar wären. Alle nachfolgenden Generationen von Prozessordesigns haben wesentlich kleinere Verbesserungen an den Kernen vorgenommen. Vielleicht spiegelt dies den Mangel an echtem Wettbewerb auf dem Prozessormarkt wider, vielleicht liegt der Grund für die Verlangsamung des Fortschritts in Intels Wunsch, sich auf die Verbesserung der Grafikkerne zu konzentrieren, oder vielleicht hat sich Sandy Bridge einfach als so erfolgreiches Projekt erwiesen, dass es weitere Entwicklung erfordert zu viel Arbeit.
Der Übergang von Sandy Bridge zu Ivy Bridge veranschaulicht perfekt den Rückgang der Innovationsintensität. Obwohl die nächste Prozessorgeneration nach Sandy Bridge auf eine neue Produktionstechnologie mit 22-nm-Standards umgestellt wurde, stiegen ihre Taktraten überhaupt nicht. Die im Design vorgenommenen Verbesserungen betrafen vor allem den flexibleren Speichercontroller und den PCI-Express-Buscontroller, der mit der dritten Version dieses Standards kompatibel wurde. Was die Mikroarchitektur der Rechenkerne betrifft, ermöglichten einige kosmetische Änderungen, die Ausführung von Divisionsoperationen zu beschleunigen und die Effizienz der Hyper-Threading-Technologie leicht zu steigern, und nichts weiter. Dadurch betrug die Steigerung der spezifischen Produktivität maximal 5 Prozent.
Gleichzeitig brachte die Einführung von Ivy Bridge etwas mit sich, was die millionste Armee von Übertaktern mittlerweile bitter bereut. Beginnend mit Prozessoren dieser Generation verzichtete Intel auf die Paarung des CPU-Halbleiterchips und der ihn abdeckenden Abdeckung durch flussmittelfreies Löten und ging dazu über, den Raum zwischen ihnen mit einem thermischen Polymer-Interface-Material mit sehr fragwürdigen Wärmeleiteigenschaften zu füllen. Dies verschlechterte das Frequenzpotenzial künstlich und machte die Ivy-Bridge-Prozessoren sowie alle ihre Nachfolger im Vergleich zu den in dieser Hinsicht sehr schwungvollen „Oldies“ Sandy Bridge spürbar weniger übertaktbar.
Allerdings ist Ivy Bridge nur ein Tick, und deshalb hat niemand besondere Durchbrüche bei diesen Prozessoren versprochen. Allerdings brachte die nächste Generation, Haswell, keinen begeisternden Leistungszuwachs, der sich im Gegensatz zu Ivy Bridge bereits in der „so“-Phase befindet. Und das ist tatsächlich etwas seltsam, da es in der Haswell-Mikroarchitektur viele verschiedene Verbesserungen gibt und diese auf verschiedene Teile der Ausführungspipeline verteilt sind, was insgesamt die Gesamtgeschwindigkeit der Befehlsausführung durchaus erhöhen könnte.
Beispielsweise wurde im Eingabeteil der Pipeline die Leistung der Verzweigungsvorhersage verbessert und die Warteschlange dekodierter Anweisungen wurde dynamisch zwischen parallelen Threads gemeinsam genutzt, die innerhalb der Hyper-Threading-Technologie koexistieren. Im Laufe der Zeit kam es zu einer Vergrößerung des Zeitfensters für die Ausführung von Befehlen außerhalb der Reihenfolge, was insgesamt den Anteil des vom Prozessor parallel ausgeführten Codes hätte erhöhen sollen. Direkt in der Ausführungseinheit wurden zwei zusätzliche funktionale Ports hinzugefügt, die auf die Verarbeitung von Ganzzahlbefehlen, die Bedienung von Zweigen und das Speichern von Daten abzielen. Dadurch konnte Haswell bis zu acht Mikrooperationen pro Takt verarbeiten – ein Drittel mehr als seine Vorgänger. Darüber hinaus verdoppelte die neue Mikroarchitektur auch den Durchsatz der L1- und L2-Caches.
Verbesserungen in der Haswell-Mikroarchitektur wirkten sich also nicht nur auf die Geschwindigkeit des Decoders aus, was offenbar zum Engpass geworden ist moderne Prozessoren Kern. Denn trotz der beeindruckenden Liste an Verbesserungen betrug die Steigerung der spezifischen Leistung in Haswell im Vergleich zu Ivy Bridge nur etwa 5-10 Prozent. Der Gerechtigkeit halber sei jedoch angemerkt, dass die Beschleunigung bei Vektoroperationen deutlich stärker ausfällt. Und der größte Nutzen ist in Anwendungen zu sehen, die die neuen AVX2- und FMA-Befehle verwenden, die auch in dieser Mikroarchitektur unterstützt werden.
Auch Haswell-Prozessoren wie Ivy Bridge waren bei Enthusiasten zunächst nicht besonders beliebt. Vor allem, wenn man bedenkt, dass in der Originalversion keine Erhöhung der Taktfrequenzen vorgesehen war. Ein Jahr nach ihrem Debüt begann Haswell jedoch deutlich attraktiver zu wirken. Erstens gibt es eine Zunahme von Anwendungen, die sich die Stärken dieser Architektur zunutze machen und Vektoranweisungen verwenden. Zweitens konnte Intel die Situation mit den Frequenzen korrigieren. Spätere Versionen von Haswell, die ihren eigenen Codenamen Devil's Canyon erhielten, konnten den Vorsprung gegenüber ihren Vorgängern durch eine Erhöhung der Taktrate ausbauen, wodurch schließlich die 4-GHz-Grenze durchbrochen wurde. Darüber hinaus verbesserte Intel dem Beispiel der Übertakter folgend die Polymer-Wärmeschnittstelle unter der Prozessorabdeckung, wodurch Devil's Canyon besser zum Übertakten geeignet war. Natürlich nicht so formbar wie Sandy Bridge, aber dennoch.
Und mit diesem Ballast wandte sich Intel an Broadwell. Seit der Hauptsache Hauptmerkmal Diese Prozessoren sollten eine neue Produktionstechnologie mit 14-nm-Standards sein, wesentliche Neuerungen in ihrer Mikroarchitektur waren nicht geplant – es sollte fast das banalste „Tick“ sein. Alles Notwendige für den Erfolg neuer Produkte könnte durchaus durch nur eine dünne Prozesstechnologie mit FinFET-Transistoren der zweiten Generation bereitgestellt werden, was theoretisch eine Reduzierung des Stromverbrauchs und eine Erhöhung der Frequenzen ermöglicht. Allerdings praktische Umsetzung neue Technologie kam es zu einer Reihe von Misserfolgen, wodurch Broadwell nur Sparsamkeit, aber keine hohen Frequenzen bekam. Infolgedessen erinnerten die Prozessoren dieser Generation, die Intel für Desktop-Systeme einführte, eher an mobile CPUs als an Anhänger des Devil's Canyon-Geschäfts. Darüber hinaus unterscheiden sie sich von ihren Vorgängern neben verkürzten Wärmepaketen und zurückgesetzten Frequenzen durch einen kleineren L3-Cache, der jedoch durch das Erscheinen eines Caches der vierten Ebene, der sich auf einem separaten Chip befindet, etwas ausgeglichen wird.
Bei der gleichen Frequenz wie Haswell weisen Broadwell-Prozessoren einen Vorteil von etwa 7 % auf, der sowohl durch die Hinzufügung einer zusätzlichen Daten-Caching-Schicht als auch durch eine weitere Verbesserung des Vzusammen mit einer Erhöhung der internen Hauptpuffer erzielt wird. Darüber hinaus verfügt Broadwell über neue und schnellere Ausführungsschemata für Multiplikations- und Divisionsanweisungen. All diese kleinen Verbesserungen werden jedoch durch das Taktraten-Fiasko zunichte gemacht, das uns zurück in die Zeit vor Sandy Bridge führt. So ist beispielsweise der ältere Übertakter Core i7-5775C der Broadwell-Generation dem Core i7-4790K in der Frequenz um bis zu 700 MHz unterlegen. Es ist klar, dass es vor diesem Hintergrund sinnlos ist, eine Produktivitätssteigerung zu erwarten, wenn es nur keinen gravierenden Rückgang gäbe.
Gerade aus diesem Grund erwies sich Broadwell in vielerlei Hinsicht als unattraktiv für die Masse der Nutzer. Ja, die Prozessoren dieser Familie sind sehr sparsam und passen sogar in ein Thermalpaket mit 65-Watt-Rahmen, aber wen interessiert das im Großen und Ganzen? Das Übertaktungspotenzial der 14-nm-CPU der ersten Generation erwies sich als recht verhalten. Wir sprechen nicht von Arbeiten bei Frequenzen, die sich der 5-GHz-Marke nähern. Das Maximum, das von Broadwell mit Luftkühlung erreicht werden kann, liegt in der Nähe von 4,2 GHz. Mit anderen Worten, die fünfte Core-Generation kam bei Intel heraus, zumindest seltsam. Was der Mikroprozessorriese übrigens am Ende bereute: Intel-Vertreter weisen darauf hin, dass die verspätete Veröffentlichung von Broadwell für Desktop-Computer, es ist abgekürzt Lebenszyklus und atypische Merkmale wirkten sich negativ auf das Umsatzniveau aus, und das Unternehmen plant nicht mehr, solche Experimente durchzuführen.
Vor diesem Hintergrund präsentiert sich der neueste Skylake weniger als Weiterentwicklung der Intel-Mikroarchitektur, sondern als eine Art Arbeit an Bugs. Obwohl bei der Produktion dieser CPU-Generation die gleiche 14-nm-Prozesstechnologie wie bei Broadwell zum Einsatz kommt, hat Skylake keine Probleme mit hohen Frequenzen. Die Nennfrequenzen der Core-Prozessoren der sechsten Generation kehrten zu den Indikatoren zurück, die für ihre 22-nm-Vorgänger charakteristisch waren, und das Übertaktungspotenzial stieg sogar leicht an. Übertaktern spielte dabei die Tatsache in die Hände, dass bei Skylake der Prozessor-Stromrichter wieder auf das Mainboard wanderte und dadurch die Gesamtwärmeabgabe der CPU beim Übertakten reduzierte. Schade nur, dass Intel nie wieder eine effektive thermische Schnittstelle zwischen Chip und Prozessorabdeckung verwendet hat.
Aber was die grundlegende Mikroarchitektur von Rechenkernen betrifft, so gibt es trotz der Tatsache, dass Skylake wie Haswell die Verkörperung der „so“-Phase ist, nur sehr wenige Innovationen. Darüber hinaus zielen die meisten davon darauf ab, den Eingabeteil der Ausführungspipeline zu erweitern, während der Rest der Pipeline ohne wesentliche Änderungen blieb. Die Änderungen beziehen sich auf die Verbesserung der Leistung der Verzweigungsvorhersage und die Verbesserung der Effizienz des Prefetch-Blocks und nichts weiter. Dabei dienen einige der Optimierungen weniger der Leistungssteigerung als vielmehr einer weiteren Steigerung der Energieeffizienz. Daher sollte man sich nicht wundern, dass Skylake hinsichtlich seiner spezifischen Leistung fast mit Broadwell identisch ist.
Es gibt jedoch Ausnahmen: In einigen Fällen kann Skylake seine Vorgänger in der Leistung deutlich übertreffen. Tatsache ist, dass in dieser Mikroarchitektur das Speichersubsystem verbessert wurde. Der prozessorinterne Ringbus wurde schneller, was letztendlich die Bandbreite des L3-Cache erhöhte. Darüber hinaus erhielt der Speichercontroller Unterstützung für DDR4-SDRAM-Speicher, der mit hohen Frequenzen arbeitet.
Aber am Ende stellt sich doch heraus, egal was Intel über die Fortschrittlichkeit von Skylake sagt, aus Sicht von normale Benutzer Das ist ein eher schwaches Update. Die wichtigsten Verbesserungen in Skylake liegen im Grafikkern und in der Energieeffizienz, was den Weg für solche CPUs in lüfterlose Tablet-Formfaktor-Systeme ebnet. Desktop-Vertreter dieser Generation unterscheiden sich vom gleichen Haswell nicht allzu deutlich. Selbst wenn wir die Augen vor der Existenz einer Zwischengeneration von Broadwell verschließen und Skylake direkt mit Haswell vergleichen, wird die beobachtete Steigerung der spezifischen Produktivität etwa 7 bis 8 Prozent betragen, was kaum als beeindruckende Manifestation des technischen Fortschritts bezeichnet werden kann.
Dabei ist zu beachten, dass die Verbesserung der technologischen Produktionsprozesse hinter den Erwartungen zurückbleibt. Auf dem Weg von Sandy Bridge zu Skylake hat Intel zwei Halbleitertechnologien geändert und die Dicke der Transistorgates mehr als halbiert. Allerdings erlaubte die moderne 14-nm-Prozesstechnologie im Vergleich zur 32-nm-Technologie vor fünf Jahren keine Erhöhung der Betriebsfrequenzen von Prozessoren. Alle Core-Prozessoren der letzten fünf Generationen haben sehr ähnliche Taktraten, die, wenn sie die 4-GHz-Marke überschreiten, kaum ins Gewicht fallen.
Zur visuellen Veranschaulichung dieser Tatsache können Sie sich die folgende Grafik ansehen, die die Taktfrequenz älterer übertaktender Core i7-Prozessoren zeigt. verschiedene Generationen.
Darüber hinaus erreicht Skylake nicht einmal die Spitzentaktfrequenz. Die maximale Frequenz kann sich rühmen Haswell-Prozessoren Zugehörigkeit zur Devil's Canyon-Untergruppe. Ihre Nennfrequenz beträgt 4,0 GHz, aber dank des Turbomodus können sie unter realen Bedingungen auf 4,4 GHz beschleunigen. Beim modernen Skylake beträgt die maximale Frequenz nur 4,2 GHz.
All dies beeinflusst natürlich die endgültige Leistung echter Vertreter verschiedener CPU-Familien. Und dann schlagen wir vor, zu sehen, wie sich all dies auf die Leistung von Plattformen auswirkt, die auf den Flaggschiff-Prozessoren der einzelnen Familien Sandy Bridge, Ivy Bridge, Haswell, Broadwell und Skylake basieren.
Wie wir getestet haben
Von den Ergebnissen der vierjährigen Entwicklung haben wir Ihnen bereits berichtet. Im Moment ist dies noch nicht der Fall, da durch den Mangel an Treibern und Spielen wirklich optimiert wird. Eine Markteinführung, die nicht ohne Verzögerung erfolgte, da die Gießerei als erste mit 22 nm gravierte Chips anbot. Generation rundherum aufgebaut neue Architektur im Namen von Haswell. Wir werden auf jeden Fall die Möglichkeit haben, wiederzukommen. Hier sind die Spezifikationen dieser 4 Prozessoren.
Kein System ist vollkommen sicher. Erfordert autorisierten Prozessor, Chipsatz, Firmware und Software. Zum Erhalten Weitere Informationen Wenden Sie sich an Ihren Händler oder Einzelhändler. Die Ergebnisse können je nach Hardware, Installation und Konfiguration variieren. Kontaktieren Sie Ihren Systemhersteller oder Händler.
An dem Vergleich nahmen fünf Core-i7-Prozessoren verschiedener Generationen teil: Core i7-2700K, Core i7-3770K, Core i7-4790K, Core i7-5775C und Core i7-6700K. Daher erwies sich die Liste der am Test beteiligten Komponenten als recht umfangreich:
Prozessoren:
Intel Core i7-2600K (Sandy Bridge, 4 Kerne + HT, 3,4–3,8 GHz, 8 MB L3);
Intel Core i7-3770K (Ivy Bridge, 4 Kerne + HT, 3,5–3,9 GHz, 8 MB L3);
Intel Core i7-4790K (Haswell Refresh, 4 Kerne + HT, 4,0–4,4 GHz, 8 MB L3);
Intel Core i7-5775C (Broadwell, 4 Kerne, 3,3–3,7 GHz, 6 MB L3, 128 MB L4).
Intel Core i7-6700K (Skylake, 4 Kerne, 4,0–4,2 GHz, 8 MB L3).
CPU-Kühler: Noctua NH-U14S.
Motherboards:
ASUS Z170 Pro Gaming (LGA 1151, Intel Z170);
ASUS Z97-Pro (LGA 1150, Intel Z97);
ASUS P8Z77-V Deluxe (LGA1155, Intel Z77).
Erinnerung:
2x8 GB DDR3-2133 SDRAM, 9-11-11-31 (G.Skill F3-2133C9D-16GTX);
2x8 GB DDR4-2666 SDRAM, 15-15-15-35 (Corsair Vengeance LPX CMK16GX4M2A2666C16R).
Grafikkarte: NVIDIA GeForce GTX 980 Ti (6 GB/384-Bit GDDR5, 1000–1076/7010 MHz).
Festplattensubsystem: Kingston HyperX Savage 480 GB (SHSS37A/480G).
Netzteil: Corsair RM850i (80 Plus Gold, 850 W).
Die Tests wurden im Operationssaal durchgeführt Microsoft-System Windows 10 Enterprise Build 10240 mit dem folgenden Treibersatz:
Intel-Chipsatz-Treiber 10.1.1.8;
Intel Management-Engine Schnittstellentreiber 11.0.0.1157;
NVIDIA GeForce 358.50-Treiber.
Leistung
Gesamtleistung
Um die Leistung von Prozessoren bei häufig verwendeten Aufgaben zu bewerten, verwenden wir traditionell Testpaket Bapco SYSmark, das die Benutzererfahrung im echten Alltag simuliert Office-Programme und Anwendungen zur Erstellung und Verarbeitung digitaler Inhalte. Die Idee des Tests ist sehr einfach: Er erzeugt eine einzige Metrik, die die durchschnittliche gewichtete Geschwindigkeit eines Computers im täglichen Gebrauch charakterisiert. Nach dem Verlassen des Operationssaals Windows-Systeme 10, dieser Benchmark wurde erneut aktualisiert und wird jetzt am häufigsten verwendet letzte Version– SYSmark 2014 1.5.
Kontaktieren Sie Ihren Gerätehersteller. Heute vier neue Prozessoren für den Low-Power-Notebook-Markt. Kurz gesagt, der Strategiewechsel erfolgt auch aus kommerzieller Sicht, was die Benutzer dazu zwingen wird, bei der Auswahl mehr Aufmerksamkeit zu schenken, da die neueste Generation heute nicht unbedingt bedeutet, die neueste verfügbare Architektur mit nach Hause zu nehmen.
Dies ist vor allem auf die Verdoppelung des Kerns zurückzuführen, der Rest ist auf Design- und Fertigungsoptimierungen zurückzuführen. Angesichts der Erhöhung der Anzahl der Kerne ergeben sich die größten Vorteile bei der Verwendung von Anwendungen, die alle verfügbaren Bots optimal nutzen können, oder in Situationen, in denen mehrere Anwendungen gleichzeitig verwendet werden. Keine großen Neuerungen in der Sonne, aber eine deutliche Leistungssteigerung.
Wenn man Core i7 verschiedener Generationen vergleicht und sie in ihren Nennmodi arbeiten, sind die Ergebnisse überhaupt nicht die gleichen wie beim Vergleich mit einer einzelnen Taktfrequenz. Dennoch haben die tatsächliche Frequenz und die Funktionen des Turbomodus einen ziemlich großen Einfluss auf die Leistung. Den erhaltenen Daten zufolge ist der Core i7-6700K beispielsweise um bis zu 11 Prozent schneller als der Core i7-5775C, sein Vorsprung gegenüber dem Core i7-4790K ist jedoch sehr gering – er beträgt nur etwa 3 Prozent. Gleichzeitig kann man nicht darüber hinwegsehen, dass sich der neueste Skylake als bedeutsam erweist schnellere Prozessoren Generationen von Sandy Bridge und Ivy Bridge. Sein Vorsprung gegenüber dem Core i7-2700K und dem Core i7-3770K beträgt 33 bzw. 28 Prozent.
Ein tieferes Verständnis der SYSmark 2014 1.5-Ergebnisse kann Einblick in die Leistungswerte geben, die in verschiedenen Systemnutzungsszenarien erzielt wurden. Das Office-Produktivitätsszenario modelliert typische Büroarbeiten: Wortvorbereitung, Tabellenkalkulation, Arbeiten mit Email und Besuch von Internetseiten. Das Skript verwendet die folgenden Anwendungen: Adobe Acrobat XI Pro, Google Chrome 32, Microsoft Excel 2013, Microsoft OneNote 2013, Microsoft Outlook 2013, Microsoft Powerpoint 2013, Microsoft Word 2013, WinZip Pro 17.5 Pro.
Das Szenario „Medienerstellung“ simuliert die Erstellung eines Werbespots mithilfe vorab aufgenommener digitaler Bilder und Videos. Zu diesem Zweck werden gängige Pakete verwendet. Adobe Photoshop CS6 Extended, Adobe Premiere Pro CS6 und Trimble SketchUp Pro 2013.
Alle Verbesserungen sind das Ergebnis der Optimierung des Herstellungsprozesses und der Einführung der Quad-Reihe in vielen Modellen. 
Um ein praktisches Beispiel für die Auswirkungen neuer Leistungen in der realen Welt zusammenzustellen: Wir sprechen von 48 % schneller als im letzten Jahr. 
Natürlich wird die Leistung nicht besser als durch das Hinzufügen eines echten zweiten Kerns, aber ein virtueller hilft dabei, ungenutzte Zeitblöcke zu laden.
Das Szenario „Daten/Finanzanalyse“ dient der statistischen Analyse und Investitionsprognose auf der Grundlage eines bestimmten Finanzmodells. Das Szenario verwendet große Mengen numerischer Daten und zwei Microsoft-Anwendungen Excel 2013 und WinZip Pro 17.5 Pro.
Die von uns unter verschiedenen Belastungsszenarien erzielten Ergebnisse wiederholen qualitativ die allgemeinen Indikatoren von SYSmark 2014 1.5. Lediglich die Tatsache, dass der Core i7-4790K-Prozessor keineswegs veraltet aussieht, fällt auf. Lediglich im Berechnungsszenario „Daten/Finanzanalyse“ verliert er spürbar gegen den neuesten Core i7-6700K, in anderen Fällen ist er seinem Nachfolger entweder nur unauffällig unterlegen oder erweist sich sogar als schneller. So liegt beispielsweise ein Mitglied der Haswell-Familie vor dem neuen Skylake Büroanwendungen. Aber Prozessoren aus älteren Erscheinungsjahren, der Core i7-2700K und der Core i7-3770K, scheinen etwas veraltete Angebote zu sein. Sie verlieren gegen die Neuheit in verschiedene Typen Aufgaben von 25 auf 40 Prozent, und das ist vielleicht ein ausreichender Grund, den Core i7-6700K als würdigen Ersatz zu betrachten.
Gaming-Leistung
Wie Sie wissen, wird die Leistung von Plattformen, die mit Hochleistungsprozessoren ausgestattet sind, in den allermeisten modernen Spielen von der Leistung des Grafiksubsystems bestimmt. Deshalb wählen wir beim Testen von Prozessoren die prozessorintensivsten Spiele aus und messen die Anzahl der Frames zweimal. Die First-Pass-Tests werden ohne eingeschaltetes Anti-Aliasing und weit entfernt von den höchsten Auflösungen durchgeführt. Mit solchen Einstellungen können Sie bewerten, wie gut Prozessoren bei Gaming-Last im Allgemeinen abschneiden, und somit Spekulationen darüber zulassen, wie sich die getesteten Computerplattformen in Zukunft verhalten werden, wenn schnellere Optionen auf den Markt kommen. Grafikbeschleuniger. Der zweite Durchgang wird mit realistischen Einstellungen durchgeführt – bei Auswahl der FullHD-Auflösung und der maximalen Vollbild-Antialiasing-Stufe. Unserer Meinung nach sind diese Ergebnisse nicht weniger interessant, da sie die häufig gestellte Frage beantworten, welches Niveau an Gaming-Leistung Prozessoren derzeit bieten können – unter modernen Bedingungen.
Allerdings haben wir in diesem Test ein leistungsstarkes Grafiksubsystem auf Basis des Flaggschiffs zusammengestellt NVIDIA-Grafikkarte GeForce GTX 980 Ti. Infolgedessen zeigte die Bildrate bei einigen Spielen auch bei FullHD-Auflösung eine Abhängigkeit von der Prozessorleistung.
Ergibt FullHD-Auflösung mit maximalen Qualitätseinstellungen
Moderne Betriebssysteme erkennen reale von virtuellen Kernen und laden zunächst alle verfügbaren realen Kerne, erst wenn diese beschäftigt sind, beginnen sie, Aufgaben auch virtuellen Kernen zuzuweisen. Die dekodierten Anweisungen werden jeweils an 6 Ports übertragen. Jeder der Ports ist mit 1 bis 3 Computergeräten verbunden. Die physikalische Schnittstelle besteht aus 21 austauschbaren Transceivern, von denen jedoch 2 zur Fehlerkorrektur, 2 für Protokolldaten und 1 für die Uhr verwendet werden.
Leider können die meisten modernen Anwendungen den zusätzlichen dritten Kanal immer noch nicht nutzen und die Leistung ist nahezu unabhängig von der Verwendung von zwei oder drei Speicherkanälen. In der Regel handelt es sich dabei um relativ langsame Chips, die aber im Gegenteil äußerst sparsam sind.
Typischerweise ist der Einfluss von Prozessoren auf die Spieleleistung, insbesondere bei leistungsstarken Vertretern der Core-i7-Serie, vernachlässigbar. Beim Vergleich von fünf Core i7 verschiedener Generationen sind die Ergebnisse jedoch keineswegs einheitlich. Selbst bei höchsten Qualitätseinstellungen zeigt die Grafik des Core i7-6700K und Core i7-5775C die höchste Spieleleistung, während der ältere Core i7 dahinter zurückbleibt. So übersteigt die in einem System mit einem Core i7-6700K erzielte Bildrate die Leistung eines Systems auf Basis eines Core i7-4770K um unauffällige ein Prozent, bei den Prozessoren Core i7-2700K und Core i7-3770K scheint dies jedoch bereits der Fall zu sein eine deutlich schlechtere Basis für ein Gaming-System. Der Wechsel von einem Core i7-2700K oder Core i7-3770K auf den neuesten Core i7-6700K führt zu einer FPS-Steigerung von 5–7 Prozent, was durchaus spürbare Auswirkungen auf die Qualität des Gameplays haben kann.
Das alles wird deutlich deutlicher, wenn man sich die Spieleleistung von Prozessoren mit reduzierter Bildqualität anschaut, bei denen die Bildrate nicht von der Leistung des Grafiksubsystems abhängt.
Ergebnisse bei reduzierter Auflösung
Smartphones und Tablets haben sich in den letzten Jahren zu Mainstream-Geräten entwickelt. Vor dem Hintergrund der hohen Beliebtheit einzelner Marken scheint es, dass es immer noch einen Schatten gibt, der jedes Computergerät bewegt – den Prozessor. Sie haben wahrscheinlich gehört, dass diese Prozessoren leistungsstark und äußerst energieintensiv sind.
Im Allgemeinen gibt es zwei Arten von Prozessorarchitekturen. Dabei handelt es sich um Chips, die neben dem Grundbefehlssatz auch komplexere Anweisungen zur Durchführung von Operationen enthalten. niedriges Niveau nacheinander oder gleichzeitig. Oftmals wird in Marketingmaterialien betont, dass es sich bei dem Smartphone um ein Dual-Core-Smartphone handelt.
Der neueste Core i7-6700K schafft es erneut, die höchste Leistung aller aktuellen Core i7-Generationen zu zeigen. Seine Überlegenheit gegenüber dem Core i7-5775C beträgt etwa 5 Prozent und gegenüber dem Core i7-4690K etwa 10 Prozent. Daran ist nichts Seltsames: Spiele reagieren sehr empfindlich auf die Geschwindigkeit des Speichersubsystems, und in dieser Richtung hat Skylake ernsthafte Verbesserungen vorgenommen. Aber die Überlegenheit des Core i7-6700K gegenüber dem Core i7-2700K und Core i7-3770K ist viel deutlicher spürbar. Die ältere Sandy Bridge liegt 30–35 Prozent hinter der Neuheit zurück, Ivy Bridge verliert ihr im Bereich von 20–30 Prozent. Mit anderen Worten: Unabhängig davon, wie Intel wegen der zu langsamen Verbesserung seiner eigenen Prozessoren gescholten wurde, konnte das Unternehmen die Geschwindigkeit seiner CPUs in den letzten fünf Jahren um ein Drittel steigern, und das ist ein sehr greifbares Ergebnis.
Abgerundet wird der Test in realen Spielen durch die Ergebnisse des beliebten synthetischen Benchmarks Futuremark 3DMark.
Sie spiegeln die Spieleleistung und die Ergebnisse wider, die Futuremark 3DMark liefert. Als die Mikroarchitektur der Core i7-Prozessoren von Sandy Bridge auf Ivy Bridge übertragen wurde, stiegen die 3DMark-Werte um 2 bis 7 Prozent. Die Einführung des Haswell-Designs und die Veröffentlichung der Devil's Canyon-Prozessoren steigerten die Leistung des älteren Core i7 um weitere 7 bis 14 Prozent. Doch dann schmälerte das Erscheinen des Core i7-5775C, der über eine relativ niedrige Taktrate verfügt, die Leistung etwas. Und der neueste Core i7-6700K musste tatsächlich gleich zwei Generationen Mikroarchitektur auf sich nehmen. Die Steigerung der finalen 3DMark-Bewertung für den neuen Prozessor der Skylake-Familie im Vergleich zum Core i7-4790K betrug bis zu 7 Prozent. Und tatsächlich ist das gar nicht so viel: Immerhin konnten Haswell-Prozessoren in den letzten fünf Jahren die deutlichste Leistungssteigerung bringen. Die neuesten Generationen von Desktop-Prozessoren sind tatsächlich etwas enttäuschend.
Anwendungstests
In Autodesk 3ds max 2016 testen wir die endgültige Rendergeschwindigkeit. Misst die Zeit, die zum Rendern bei 1920 x 1080 mit einem Renderer benötigt wird mentaler Strahl ein Bild einer Standard-Hummer-Szene.
Diese Flexibilität spiegelt sich in der Entwicklung einer breiten Palette von Prozessoren für eine Vielzahl von Anwendungen wider – von wartungsarmen Haushaltsgeräten bis hin zu leistungsstarke Smartphones und sogar Server. Die neuen Sets umfassen eine Reihe verbesserter Funktionen und kommen in Geräten wie Smartphones und Tablets zum Einsatz.
Gleichzeitig stieg jedoch die Zahl der installierten Betriebssysteme ziemlich klein. Eine teilweise Erklärung dafür ist, dass nur einige Anwendungen nicht im 64-Bit-Modus laufen und es bei den Gerätetreibern immer noch zu wünschen übrig lässt.
Wir werden auch andere Hersteller von 64-Bit-Prozessoren erwähnen. Es kann 64-Bit-Speicher adressieren. Es wird im 18-Mikron-Verfahren hergestellt. Es ist für High-End-Server konzipiert und unterstützt Multiprozessorsysteme mit 16 oder mehr Prozessoren. Die doppelte Cache-Größe soll die Geschwindigkeit erhöhen und den gleichen Platz und die gleiche Leistung für 64-Bit-Operationen bieten. Beginnen wir mit allgemeinen Funktionen, die durch zwei Tabellen dargestellt werden, wobei jede Tabelle den Parametern eines der beiden Prozessoren entspricht.
Einen weiteren Test des finalen Renderings führen wir mit dem beliebten kostenlosen Build-Paket durch. 3D-Grafik Mixer 2,75a. Darin messen wir die Dauer der Erstellung des endgültigen Modells aus Blender Cycles Benchmark rev4.
Um die Geschwindigkeit der fotorealistischen 3D-Wiedergabe zu messen, haben wir den Cinebench R15-Test verwendet. Maxon hat kürzlich seinen Benchmark aktualisiert und ermöglicht es Ihnen nun erneut, die Geschwindigkeit verschiedener Plattformen beim Rendern in den neuesten Versionen des Cinema 4D-Animationspakets zu bewerten.
Dies bedeutet, dass der Prozessor aus zwei physikalisch identischen Prozessoren in einem Block besteht, d. h. Dual-Core-Prozessoren. Mehrere verschiedene Sockelkonfigurationen unterstützen den Anschluss eines Prozessors an ein Motherboard. In der Regel diejenigen, die einen Kauf planen neuer Laptop und befürchten, dass sie sich keine Sorgen um die Leistung des Stroms machen werden, „Leckage“.
Es gibt Situationen, in denen jemand ein schwächeres Auto kaufen kann als zuvor. Bei Notebooks der neuesten Generation geht bei den Herstellern zunehmend der Trend zum Einbau überwiegend sparsamer Prozessoroptionen zu. Das aktuelle Angebot zeigt, dass neben den klassischen 15,6-Zoll-Laptops mit voller Hardware u Optisches Laufwerk Es wurden eine Reihe sparsamer und etwas dünnerer Modelle entwickelt, bei denen man nach klassischen Prozessoren mit der Lupe suchen müsste. Leider ist die Situation besonders für diejenigen, die eine kompakte Lösung mit voller Leistung und guter Hardware suchen – auf die eine oder andere Weise tendiert der Hersteller zu instabilen, sparsamen Laptops, bei denen die Hardware einfach ist.
Die Leistung von Websites und Internetanwendungen, die mit modernen Technologien erstellt wurden, messen wir in einem neuen Browser Microsoft Edge 20.10240.16384.0. Hierzu kommt ein spezieller WebXPRT 2015-Test zum Einsatz, der die tatsächlich in Internetanwendungen verwendeten Algorithmen in HTML5 und JavaScript umsetzt.
Verarbeitungsleistungstests grafische Bilder findet in Adobe Photoshop CC 2015 statt. Gemessen wird die durchschnittliche Ausführungszeit eines Testskripts, bei dem es sich um einen kreativ überarbeiteten Photoshop-Geschwindigkeitstest von Retouch Artists handelt, der eine typische Verarbeitung von vier mit einer Digitalkamera aufgenommenen 24-Megapixel-Bildern umfasst.
Schauen Sie sich Laptops mit 12 Zoll Diagonale an. Nun ist es das nicht mehr, denn der Nachfolger verfügt lediglich über einen stromsparenden Prozessor und alle anderen typischen Einschränkungen. Es wird auf zwei Arten getestet, die gleichermaßen wichtig sind. Der erste bestimmt die Gesamtleistung des Prozessors. Es bestimmt die Anzahl der Threads, die der Prozessor gleichzeitig verarbeiten kann, und teilt die Aufgabe auf. Somit können alle Rechengeräte innerhalb des Prozessors genutzt werden.
Letzterer bestimmt die Leistung für einen Stream. Programmieren Sie die gesamte Aufgabe in einem Thread, was normalerweise bedeutet, dass nur ein Prozessorkern und nicht alle seine Recheneinheiten verwendet werden. Viele der Aufgaben erledigt Persönlicher Computer, sind nicht parallelisiert. Keiner von beiden wollte sich damit auseinandersetzen, sonst wäre es zu schwierig geworden. Aus diesem Grund verfügen Prozessoren über unterschiedliche „Turbo“-Modi, die der Prozessor bei ebenso ineffizienter Nutzung automatisch übertaktet. Unter Gesamtleistung versteht man in der Praxis, wie schnell man langfristige, schwierige Aufgaben erledigen kann, also ob man fünf oder zehn Minuten wartet.
Aufgrund zahlreicher Anfragen von Hobbyfotografen haben wir einen Leistungstest durchgeführt Grafikprogramm Adobe Photoshop Lightroom 6.1. Das Testszenario umfasst die Nachbearbeitung und den Export in JPEG mit einer Auflösung von 1920 x 1080 und maximaler Qualität von zweihundert 12-Megapixel-RAW-Bildern, die mit einer Nikon D300-Digitalkamera aufgenommen wurden.
Adobe Premiere Pro CC 2015 testet die Leistung der nichtlinearen Videobearbeitung. Misst die Renderzeit für H.264-Blu-ray für ein Projekt, das HDV-1080p25-Filmmaterial mit verschiedenen angewendeten Effekten enthält.
Die Leistung eines einzelnen Streams gibt an, wie der Computer auf Programme reagiert. Die Ergebnisse sind wie folgt. Nur parallele Aufgaben werden schneller sein, aber im Gegensatz zu fünf Jahren nicht so sehr. Wenn Sie grundsätzlich ein unterwegs bearbeitetes Video schnell bearbeiten möchten, wird es sich nicht lohnen, von einer vierjährigen auf eine vierstufige Wirtschaft umzusteigen. Bleiben Sie lieber bei Quads. Bei den zuvor in diesem Artikel erwähnten Modellen handelt es sich nicht mehr um die vierfachen Nachfolger. In bestimmten Situationen ist das Maximum dasselbe.
Aus dem, was Sie geschrieben haben, können Sie davon ausgehen, dass, wenn die Leistung für Sie immer noch Priorität hat, Sie berücksichtigen sollten, dass beim Austausch eines Laptops für zwei bis drei Jahre der Übergang von einem normalen zu einem Prozessor mit geringer Leistung mehr bedeutet Leistung und natürlich umso mehr Themen besserer Prozessor Sie haben schon einmal einen Laptop gekauft. Es liegt an Ihnen, ob Sie lieber von einem geringeren Verbrauch profitieren oder eine höhere Leistung bevorzugen, möglicherweise auf Kosten eines höheren Gewichts.
Um die Geschwindigkeit von Prozessoren bei der Informationskomprimierung zu messen, verwenden wir den Archivierer WinRAR 5.3, mit dem wir einen Ordner mit verschiedenen Dateien mit einem Gesamtvolumen von 1,7 GB bei maximaler Komprimierungsrate archivieren.
Der x264 FHD Benchmark 1.0.1 (64bit)-Test wird verwendet, um die Geschwindigkeit der Videotranskodierung in das H.264-Format zu bewerten, basierend auf der Messung der Zeit, die der x264-Encoder benötigt, um Quellvideo in das MPEG-4/AVC-Format mit einer Auflösung zu kodieren von 1920x1080@50fps und Standardeinstellungen. Es ist zu beachten, dass die Ergebnisse dieses Benchmarks von großer praktischer Bedeutung sind, da der x264-Encoder die Grundlage zahlreicher beliebter Transkodierungsprogramme wie HandBrake, MeGUI, VirtualDub usw. ist. Wir aktualisieren den für Leistungsmessungen verwendeten Encoder regelmäßig. An diesem Test nahm die Version r2538 teil, die alle modernen Befehlssätze, einschließlich AVX2, unterstützt.
Darüber hinaus haben wir der Liste der Testanwendungen einen neuen x265-Encoder hinzugefügt, der Videos in das vielversprechende H.265/HEVC-Format transkodieren soll, das eine logische Fortsetzung von H.264 darstellt und sich durch effizientere Komprimierungsalgorithmen auszeichnet. Zur Bewertung der Leistung wird die ursprüngliche 1080p@50FPS Y4M-Videodatei verwendet, die mit dem Medium-Profil in das H.265-Format umkodiert wird. An diesem Test beteiligte sich die Veröffentlichung der Encoder-Version 1.7.
Der Vorteil des Core i7-6700K gegenüber seinen frühen Vorgängern in verschiedenen Anwendungen steht außer Zweifel. Allerdings haben zwei Arten von Aufgaben am meisten von der stattgefundenen Entwicklung profitiert. Erstens im Zusammenhang mit der Verarbeitung multimedialer Inhalte, seien es Videos oder Bilder. Zweitens das endgültige Rendering in 3D-Modellierungs- und Designpaketen. Im Allgemeinen übertrifft der Core i7-6700K in solchen Fällen den Core i7-2700K um mindestens 40-50 Prozent. Und manchmal kann man eine viel beeindruckendere Verbesserung der Geschwindigkeit feststellen. Beim Transkodieren von Videos mit dem x265-Codec bietet der neueste Core i7-6700K also genau doppelt so viel Leistung wie der alte Core i7-2700K.
Wenn wir über die Steigerung der Geschwindigkeit bei der Ausführung ressourcenintensiver Aufgaben sprechen, die der Core i7-6700K im Vergleich zum Core i7-4790K bieten kann, dann gibt es keine so beeindruckenden Darstellungen der Ergebnisse der Arbeit der Intel-Ingenieure. Der maximale Vorteil der Neuheit ist in Lightroom zu beobachten, hier erwies sich Skylake als eineinhalb Mal besser. Dies ist jedoch eher eine Ausnahme von der Regel. Für die meisten Multimedia-Aufgaben bietet der Core i7-6700K jedoch nur eine Leistungssteigerung von 10 Prozent gegenüber dem Core i7-4790K. Und bei einer Belastung anderer Art ist der Leistungsunterschied noch geringer oder fehlt sogar.
Unabhängig davon müssen noch einige Worte zum Ergebnis des Core i7-5775C gesagt werden. Aufgrund der niedrigen Taktrate ist dieser Prozessor langsamer als der Core i7-4790K und Core i7-6700K. Aber vergessen Sie nicht, dass sein Hauptmerkmal die Effizienz ist. Und es ist durchaus in der Lage, hinsichtlich der spezifischen Leistung pro Watt verbrauchter Elektrizität zu einer der besten Optionen zu werden. Wir werden dies im nächsten Abschnitt leicht überprüfen.
Energieverbrauch
Skylake-Prozessoren werden in einem modernen 14-nm-Prozess mit 3D-Transistoren der zweiten Generation hergestellt, ihre TDP ist jedoch trotzdem auf 91 W gestiegen. Mit anderen Worten: Die neuen CPUs sind nicht nur „heißer“ als 65-Watt-Broadwells, sondern übertreffen auch Haswells in Bezug auf die berechnete Wärmeableitung, hergestellt mit 22-nm-Technologie und koexistieren im 88-Watt-Wärmepaket. Der Grund liegt offensichtlich darin, dass die Skylake-Architektur zunächst nicht im Hinblick auf hohe Frequenzen optimiert wurde, sondern auf Energieeffizienz und die Möglichkeit der Nutzung in mobile Geräte Oh. Damit der Desktop-Skylake akzeptable Taktfrequenzen im Bereich der 4-GHz-Marke erhält, musste daher die Versorgungsspannung hochgedreht werden, was sich zwangsläufig auf den Stromverbrauch und die Wärmeableitung auswirkte.
Allerdings unterschieden sich Broadwell-Prozessoren auch bei niedrigen Betriebsspannungen nicht, so dass die Hoffnung besteht, dass das 91-Watt-Skylake-Wärmepaket aufgrund einiger formaler Umstände erhalten wurde und sie tatsächlich nicht gefräßiger sein werden als ihre Vorgänger. Lass uns das Prüfen!
Das neue digitale Netzteil Corsair RM850i, das wir im Testsystem verwenden, ermöglicht die Überwachung des Verbrauchs und der Ausgabe elektrische Energie die wir für Messungen nutzen. Die folgende Grafik zeigt den Gesamtverbrauch von Systemen (ohne Monitor), gemessen „nach“ der Stromversorgung, also die Summe des Stromverbrauchs aller am System beteiligten Komponenten. Der Wirkungsgrad des Netzteils selbst wird in diesem Fall nicht berücksichtigt. Um den Energieverbrauch richtig einschätzen zu können, haben wir den Turbomodus und alle verfügbaren Energiespartechnologien aktiviert.
Im Ruhezustand kam es mit der Veröffentlichung von Broadwell zu einem qualitativen Leistungssprung von Desktop-Plattformen. Der Core i7-5775C und der Core i7-6700K haben einen deutlich geringeren Idle-Verbrauch.
Unter Last in Form von Videotranskodierung sind jedoch Core i7-5775C und Core i7-3770K die sparsamsten CPU-Optionen. Der neueste Core i7-6700K verbraucht mehr. Sein Energiehunger liegt auf dem Niveau des älteren Sandy Bridge. Zwar unterstützt das neue Produkt im Gegensatz zu Sandy Bridge AVX2-Anweisungen, die recht hohe Energiekosten erfordern.
Das folgende Diagramm zeigt den maximalen Verbrauch unter Last, der von der 64-Bit-Version des Dienstprogramms LinX 0.6.5 mit Unterstützung für den AVX2-Befehlssatz erzeugt wird, der auf dem Linpack-Paket basiert, das einen exorbitanten Energiehunger hat.
Wieder einmal zeigt der Prozessor der Broadwell-Generation die Wunder der Energieeffizienz. Schaut man sich jedoch an, wie viel Strom der Core i7-6700K verbraucht, wird deutlich, dass die Fortschritte in der Mikroarchitektur an der Energieeffizienz von Desktop-CPUs vorbeigegangen sind. Ja, im mobilen Segment sind mit der Veröffentlichung von Skylake neue Angebote mit einem äußerst verlockenden Leistungs-Leistungs-Verhältnis erschienen, aber die neuesten Desktop-Prozessoren verbrauchen weiterhin etwa die gleiche Menge wie ihre Vorgänger vor fünf Jahren.
Nachdem wir den neuesten Core i7-6700K getestet und ihn mit mehreren Generationen früherer CPUs verglichen haben, kommen wir erneut zu dem enttäuschenden Ergebnis, dass Intel weiterhin seinen unausgesprochenen Prinzipien folgt und nicht allzu sehr daran interessiert ist, die Geschwindigkeit von Desktop-Prozessoren mit dem Ziel hoher Leistung zu erhöhen Systeme. Und wenn das neue Produkt im Vergleich zum älteren Broadwell aufgrund deutlich besserer Taktfrequenzen eine Leistungssteigerung von rund 15 Prozent bietet, dann wirkt es im Vergleich zum älteren, aber schnelleren Haswell nicht mehr so fortschrittlich. Der Leistungsunterschied zwischen dem Core i7-6700K und dem Core i7-4790K beträgt nicht mehr als 5 bis 10 Prozent, obwohl diese Prozessoren durch zwei Generationen der Mikroarchitektur getrennt sind. Und das ist sehr wenig, so dass der ältere Desktop-Skylake eindeutig für die Aktualisierung bestehender LGA-1150-Systeme empfohlen werden könnte.
Es lohnt sich jedoch, sich an solch unbedeutende Schritte von Intel zu gewöhnen, wenn es um die Erhöhung der Geschwindigkeit von Prozessoren für Desktop-Systeme geht. Die Steigerung der Geschwindigkeit neuer Lösungen, die etwa in solchen Grenzen liegt, hat eine lange Tradition. Revolutionäre Veränderungen in der Rechenleistung der Desktop-orientierten Intel-CPUs gab es schon lange nicht mehr. Und die Gründe dafür sind durchaus nachvollziehbar: Die Ingenieure des Unternehmens sind damit beschäftigt, die entwickelten Mikroarchitekturen für mobile Anwendungen zu optimieren und denken vor allem an die Energieeffizienz. Der Erfolg von Intel bei der Adaption der eigenen Architekturen für den Einsatz in dünnen und leichten Geräten ist unbestritten, doch die Anhänger klassischer Desktops müssen sich nur mit kleinen Leistungssteigerungen begnügen, die glücklicherweise noch nicht ganz verschwunden sind.
Dies bedeutet jedoch keineswegs, dass der Core i7-6700K nur für neue Systeme empfohlen werden kann. Besitzer von Konfigurationen auf Basis der LGA 1155-Plattform mit Prozessoren der Sandy-Bridge- und Ivy-Bridge-Generation könnten durchaus über ein Upgrade ihrer Rechner nachdenken. Im Vergleich zu Core i7-2700K und Core i7-3770K neuer Kern Der i7-6700K sieht sehr gut aus – seine gewichtete durchschnittliche Überlegenheit gegenüber solchen Vorgängern wird auf 30-40 Prozent geschätzt. Darüber hinaus bieten Prozessoren mit Skylake-Mikroarchitektur Unterstützung für den AVX2-Befehlssatz, der mittlerweile in Multimedia-Anwendungen weit verbreitet ist, wodurch der Core i7-6700K teilweise deutlich schneller ist. Beim Transkodieren von Videos haben wir sogar Fälle gesehen, in denen der Core i7-6700K mehr als doppelt so schnell war wie der Core i7-2700K!
Skylake-Prozessoren bieten auch eine Reihe weiterer Vorteile, die mit der Einführung der neuen LGA 1151-Plattform einhergehen. Dabei geht es nicht so sehr um die Unterstützung des darin enthaltenen DDR4-Speichers, sondern um die Tatsache, dass die neuen Chipsätze von Die 100er-Serie hat endlich eine wirklich schnelle Verbindung zum Prozessor und Unterstützung für eine große Anzahl von PCI-Express-3.0-Lanes erhalten. Dadurch verfügen fortschrittliche LGA 1151-Systeme über zahlreiche schnelle Schnittstellen zum Anschluss von Laufwerken und externen Geräten ohne künstliche Bandbreitenbeschränkungen.
Darüber hinaus muss bei der Bewertung der Aussichten für die LGA 1151-Plattform und die Skylake-Prozessoren noch eines berücksichtigt werden. Intel wird es nicht eilig haben, die nächste Prozessorgeneration namens auf den Markt zu bringen Kaby Lake. Den vorliegenden Informationen zufolge werden Vertreter dieser Prozessorreihe in Versionen für Desktop-Computer erst 2017 auf den Markt kommen. Skylake wird uns also noch lange begleiten und das darauf aufbauende System wird noch sehr lange relevant bleiben können.
Fast täglich lesen wir, wie Berichte von der Front, mit Bitterkeit die Nachricht, dass der Desktop-Markt weiterhin seine treuen Anhänger verliert. Verluste sind nicht nur die Armee der Benutzer. Gerätehersteller scheiden nach und nach aus den Reihen der Anhänger klassischer Desktops aus. Besonders enttäuschend ist es aber, wenn sich unter Firmen, die sich gerade auf dem Desktop-Markt einen Namen gemacht und enormes Kapital verdient haben, Verräter und Saboteure finden, die in Worten, aber in Wirklichkeit ihre unerschütterliche Treue zu den alten Idealen bekunden – nicht nur optisch, sondern auch aktiv „zur Seite gehen“ (mobile Geräte natürlich). Ein eklatantes Beispiel einer solch verräterischen Untreue, die noch nicht durch einen neuen schrecklichen Verrat in den Schatten gestellt wurde, wurde uns kürzlich von Intel gezeigt.
Ja, wir reden über Haswell. Ungefähr derselbe Prozessor, der ursprünglich als nächster Entwicklungszyklus einer Hochleistungs-Mikroarchitektur vorgestellt wurde, sich aber tatsächlich als gezielt und umfassend für den Einsatz in tragbaren Computersystemen mit geringem Stromverbrauch angepasst erwies. Derselbe Haswell, den Benutzer von Desktop-Systemen schließlich erhielten, nannte Hasfail nicht von Grund auf. Core-Desktop-Prozessoren der vierten Generation, die auf einem neuen Mikroprozessordesign basieren, sind für Intel zu einem Nebenprodukt mit allen daraus resultierenden Konsequenzen geworden. Unser Test des Core i7-4770K offenbarte die größten Nachteile: das Fehlen klarer Fortschritte bei der Rechenleistung und die Verschlechterung des Übertaktungspotenzials. Das Fazit daraus war dann eindeutig: Es macht keinen Sinn, bestehende Systeme aufzurüsten und auf die neue LGA1150-Plattform umzusteigen.
Allerdings sind seit der Haswell-Ankündigung mehrere Wochen vergangen und die einstige Empörung hat sich etwas gelegt. Mir kamen die Gedanken in den Sinn, ob wir uns nicht zu sehr darauf einließen, das neue Prozessordesign zu stigmatisieren? Vielleicht können Desktop-Haswells dennoch interessant sein, da diese Prozessoren noch gewisse Verbesserungen aufweisen. Mit anderen Worten: Es besteht Bedarf an einem frischen Look.
Aber wir werden die bereits durchgeführten Tests natürlich nicht ein zweites Mal wiederholen. Heute betrachten wir Haswell aus einem anderen Blickwinkel. Versuchen wir nämlich zu verstehen, welcher der Intel-Prozessoren von einem Enthusiasten gekauft werden sollte, der für diesen Zweck über ein Budget von etwa 200 bis 250 Dollar verfügt. Versuchen wir also, die Frage zu beantworten, welcher der im Handel erhältlichen Übertakter Core i5 heute den größten praktischen Wert hat. Seit den Tagen von Sandy Bridge konnten wir bei jeder neuen Generation von Desktop-CPUs einerseits kleine Schritte zur Verbesserung der Leistung, andererseits aber auch einen systematischen Rückgang des Übertaktungspotenzials beobachten. Daher stehen fortgeschrittene Benutzer heute bei der Wahl einer modernen Plattform tatsächlich vor einem Trilemma: Sandy Bridge, Ivy Bridge oder Haswell. Und in diesem Artikel haben wir uns entschieden, alle drei verfügbaren Optionen direkt zu vergleichen: Core i5-2550K, Core i5-3570K und Core i5-4670K.
⇡ Ein Ausflug in Prozessor-Mikroarchitekturen
Wir sind alle daran gewöhnt, dass der Prozessor umso besser ist, je neuer er ist. Und bis vor kurzem hat es tatsächlich funktioniert. Verbesserte Herstellungsprozesse. Dies führte zu einer Erhöhung des Frequenzpotenzials und einer Erhöhung der Komplexität von Prozessor-Halbleiterkristallen. Das erhöhte Transistorbudget wurde entweder für mikroarchitektonische Innovationen oder für eine Erhöhung der Anzahl der Kerne oder eine Erhöhung der Cache-Speichermenge ausgegeben.
Seit der Einführung der Sandy-Bridge-Prozessorgeneration hat sich das übliche Tempo des Fortschritts jedoch verlangsamt. Obwohl Sandy Bridge 32-nm-Prozesstechnologie und neuere Ivy Bridge- und Haswell-Prozessoren 22-nm-Prozesstechnologie verwenden, haben alle drei Generationen von Desktop-Prozessoren eine ähnliche Multi-Core-Struktur, arbeiten mit sehr ähnlichen Taktraten und verfügen über die gleichen Cache-Speichergrößen. Nahezu alle leistungsbezogenen Unterschiede sind mittlerweile tief in der Mikroarchitektur vergraben.
Grundsätzlich ist nichts dagegen einzuwenden, dass seit 2011 das Wachstum der Basisindikatoren in den formalen Spezifikationen von Prozessoren für Desktop-Systeme zum Stillstand gekommen ist. Wie wir aus früheren Erfahrungen wissen, können mikroarchitektonische Verbesserungen viel bewirken. Darüber hinaus sind sowohl Ivy Bridge als auch Haswell keine einfachen „Tics“ in der Intel-Terminologie. Selbst über Ivy Bridge, dessen Veröffentlichung mit einer Änderung des technischen Prozesses verbunden war, sprach Intel von einem „Tic+“-Zyklus und betonte, dass es dabei nicht darum gehe, Sandy Bridge einfach auf neue technologische Schienen zu übertragen, sondern um eine umfassende Überarbeitung von das alte Design. Haswell bezeichnet den Entwicklungszyklus im Allgemeinen als „so“, das heißt, er repräsentiert neue Version Mikroarchitektur ohne Vorbehalte. Daher ist auch von der aktuellen Entwicklung der Intel-Prozessoren ein Geschwindigkeitszuwachs zu erwarten, auch wenn dieser nicht mit einer Änderung der Zahlen in der Liste der formalen Merkmale einhergeht.
Tatsächlich ist jedoch kein schneller Leistungsanstieg bei Desktop-Prozessoren zu beobachten. Der Grund dafür ist, dass die Hauptbemühungen der Intel-Entwickler nicht auf die Verbesserung der Rechenleistung gerichtet sind – das ist mehr als genug, um die Konkurrenz weit hinter sich zu lassen –, sondern auf die Verbesserung der Parameter, die für den Mobilfunkmarkt entscheidend sind. Ich möchte den Riemen und den Hybrid gleichzeitig anschließen AMD-Prozessoren, Und mobile Prozessoren Mit der ARM-Architektur optimiert Intel systematisch die Wärmeableitung und den Stromverbrauch und engagiert sich zudem für die Weiterentwicklung eines eigenen Grafikkerns. Für Desktop-Prozessoren sind diese Parameter unbedeutend, daher sieht die Entwicklung von Sandy Bridge → Ivy Bridge → Haswell aus Sicht der Desktop-Benutzer wie eine Manifestation des technologischen Infantilismus aus.
Versuchen wir uns daran zu erinnern, was mit Prozessorkernen seit 2011 passiert ist, als die erste Sandy Bridge mit einer wirklich innovativen Mikroarchitektur und einem völlig neu gestalteten Out-of-Order-Ausführungsschema auf den Markt kam. Der ursprüngliche Entwurf der Sandy Bridge wurde zur soliden Grundlage für alle nachfolgenden Generationen der Mikroarchitektur. Damals erschienen solche wichtigen und immer noch relevanten Elemente wie ein Ringbus, ein Cache mit dekodierten „Null-Level“-Befehlen, ein grundlegend neuer Verzweigungsvorhersageblock, ein 256-Bit-Vektorbefehlsausführungsschema und vieles mehr. Nach Sandy Bridge beschränkten sich die Intel-Ingenieure auf nur geringfügige Änderungen und Ergänzungen, ohne die in dieser Mikroarchitektur gelegten Grundlagen zu beeinträchtigen.
Bei den ein Jahr später erschienenen Prozessoren der Ivy-Bridge-Familie berührten die Fortschritte nur in sehr geringem Maße die Rechenkerne. Sowohl der vordere Teil der Pipeline, der für die Verarbeitung von vier Anweisungen pro Zyklus ausgelegt ist, als auch das gesamte Schema der Ausführung von Befehlen außerhalb der Reihenfolge sind in ihrer ursprünglichen Form erhalten geblieben. Allerdings ist die Leistung von Ivy Bridge immer noch etwas höher als die seiner Vorgänger. Dies gelang in drei kleinen Schritten. Erstens ist die längst überfällige Möglichkeit aufgetaucht, Ressourcen interner Datenstrukturen dynamisch zwischen Threads zuzuweisen, während zuvor alle auf Hyper-Threading basierenden Warteschlangen und Puffer starr in zwei Hälften aufgeteilt waren. Zweitens wurde der Knoten zur Ausführung der Ganzzahl- und Realdivision optimiert, wodurch sich die Ausführungsgeschwindigkeit dieser Operationen verdoppelt hat. Und drittens wurde die Aufgabe der Verarbeitung von Datenübertragungsvorgängen zwischen Registern von den ausführenden Geräten entfernt und die entsprechenden Befehle wurden in eine einfache Dereferenzierung von Registern übersetzt.
Mit dem Aufkommen von Haswell ist die Rechenleistung wieder etwas gewachsen. Und obwohl es keinen Grund gibt, von einem qualitativen Sprung zu sprechen, sieht die Reihe der Innovationen keineswegs nach Unsinn aus. Bei diesem Prozessordesign haben die Ingenieure tief in die Mitte der Pipeline gegraben, was die Anzahl der Ausführungsports in Haswell erhöht hat (übrigens zum ersten Mal seit 2006). Statt sechs waren es acht, sodass der Durchsatz der Haswell-Pipeline theoretisch um ein Drittel höher geworden ist. Gleichzeitig wurden eine Reihe von Maßnahmen ergriffen, um sicherzustellen, dass alle diese Ports funktionieren, d. h. um die Fähigkeit des Prozessors zu verbessern, Anweisungen parallel auszuführen. Zu diesem Zweck wurden die Voptimiert und das Volumen der internen Puffer erhöht: zunächst einmal Out-of-Order-Ausführungsfenster. Gleichzeitig haben Intel-Ingenieure den Befehlssatz um eine Teilmenge von AVX2-Befehlen erweitert. Die Haupteigenschaft dieses Satzes sind FMA-Befehle, die mehrere Operationen auf Gleitkommazahlen gleichzeitig kombinieren. Dank ihnen hat sich Haswells theoretische Leistung bei Gleitkommaoperationen mit einfacher und doppelter Genauigkeit verdoppelt. Das Subsystem für die Arbeit mit Daten wurde nicht ignoriert. Die Ausweitung der internen Parallelität des Prozessors sowie das Aufkommen neuer Anweisungen, die große Datenmengen manipulieren, erforderten von den Entwicklern eine Beschleunigung des Cache-Speichers. Daher wurde der Durchsatz der L1- und L2-Caches in Haswell im Vergleich zu Prozessordesigns der vorherigen Generation verdoppelt.
Wenn jedoch neue Prozessorgenerationen auf den Markt kommen, möchten Enthusiasten nicht so sehr umfangreiche Listen der vorgenommenen Änderungen sehen, sondern vielmehr erhöhte Balken in Diagrammen mit der Leistung in Anwendungen. Daher werden wir unsere theoretischen Berechnungen durch die Ergebnisse praktischer Tests ergänzen. Und zur besseren Veranschaulichung greifen wir zunächst auf einen synthetischen Benchmark zurück, der es uns ermöglicht, die Veränderung verschiedener Leistungsaspekte isoliert vom Gesamtbild zu betrachten. Perfekt dafür eignet sich das beliebte Testprogramm SiSoftware Sandra 2013, mit dem wir drei Quad-Core-Prozessoren (Sandy Bridge, Ivy Bridge und Haswell) verglichen haben, deren Taktfrequenz auf einen einzigen und konstanten Wert von 3,6 GHz reduziert wurde. Beachten Sie, dass die Haswell-Zahlen in den Grafiken zweimal angezeigt werden. Einmal – wenn die in diesem Prozessordesign eingeführten neuen Befehlssätze nicht in den Testalgorithmen verwendet werden, und das zweite Mal – mit aktivierte Anweisungen AVX2.
Ein einfacher arithmetischer Test zeigt, dass die Leistung ganzzahliger Operationen in Haswell spürbar zugenommen hat. Die Geschwindigkeitssteigerung ist offensichtlich auf das Erscheinen eines Ports in dieser Mikroarchitektur zurückzuführen, der speziell für eine zusätzliche ganzzahlige arithmetische Logikeinheit reserviert ist. Die Geschwindigkeit von Standard-Gleitkommaoperationen ändert sich mit der Veröffentlichung neuer Prozessorgenerationen nicht. Das ist verständlich, denn nun liegt der Schwerpunkt auf der Einführung neuer Befehlssätze mit höherer Bittiefe.
Bei der Bewertung der Multimedia-Leistung steht die Ausführungsgeschwindigkeit von Vektoranweisungen an erster Stelle. Daher ist der Vorteil von Haswell hier bei Verwendung des AVX2-Kits besonders stark. Wenn wir neue Anweisungen von der Betrachtung ausschließen, werden wir im Vergleich zu Ivy Bridge nur eine Leistungssteigerung von 7 % feststellen. Was wiederum nur 1-2 Prozent schneller ist als Sandy Bridge.
Das Gleiche gilt für die Geschwindigkeit kryptografische Algorithmen. Die Inbetriebnahme neuer Generationen von Mikroarchitekturen steigert die Produktivität nur um wenige Prozent. Eine deutliche Geschwindigkeitssteigerung kann nur erreicht werden, wenn Sie Haswell und seine neuen Befehle verwenden. Machen Sie jedoch keinen Fehler: Um die Vorteile von AVX2 im wirklichen Leben nutzen zu können, ist eine Neufassung erforderlich Programmcode, und das ist, wie Sie wissen, alles andere als ein schneller Prozess.
Was mit der Latenz des Cache-Speichers passiert ist, sieht ebenfalls nicht allzu optimistisch aus.
| Latenz, Uhren | |||
|---|---|---|---|
| Sandy Bridge | Ivy Bridge | Haswell | |
| L1D-Cache | 4 | 4 | 4 |
| L2-Cache | 12 | 12 | 12 |
| L3-Cache | 18 | 19 | 21 |
Der L3-Cache in Haswell funktioniert wirklich mit b Ö längere Verzögerungen als bei den Prozessoren der vorherigen Generation, da der Uncore-Teil dieses Prozessors eine asynchrone Taktung relativ zu den Rechenkernen erhielt.
Der Anstieg der Verzögerungen wird jedoch durch eine Verdoppelung der Bandbreite, die nicht nur in der Theorie, sondern auch in der Praxis stattgefunden hat, mehr als ausgeglichen.
| Bandbreite, GB/s | |||
|---|---|---|---|
| Sandy Bridge | Ivy Bridge | Haswell | |
| L1D-Cache | 510,68 | 507,64 | 980,79 |
| L2-Cache | 377,37 | 381,63 | 596,7 |
| L3-Cache | 188,5 | 193,38 | 206,12 |
Aber im Allgemeinen sieht die Haswell-Mikroarchitektur vor dem Hintergrund von Sandy Bridge immer noch nicht nach einem spürbaren Fortschritt aus. Der grundlegende Vorteil ist nur bei Verwendung des AVX2-Befehlssatzes zu beobachten und kann bisher nur in synthetischen Tests beobachtet werden, da echte Software noch einen langen Weg der Optimierung und Anpassung durchlaufen muss. Wenn die neuen Anweisungen nicht berücksichtigt werden, beträgt die durchschnittliche Überlegenheit von Haswell gegenüber Sandy Bridge etwa 10 Prozent. Und die alte Sandy Bridge sollte durch Übertaktung durchaus in der Lage sein, eine solche Lücke zu schließen. Vor allem, wenn man bedenkt, dass das Frequenzpotenzial alter Prozessoren höher ist als das ihrer modernen Nachfolger.
⇡ Drei Generationen Core i5 für Übertakter
Wenn Sie in den Laden gehen und sehen, welche Übertaktungsprozessoren der Core-i5-Familie Sie kaufen können, wird die Auswahl auf drei Optionen reduziert, die sich auf verschiedene Generationen beziehen: Core i5-2550K, Core i5-3570K und Core i5-4670K. Vergleichen wir der Übersichtlichkeit halber ihre Eigenschaften:
| Core i5-2550K | Core i5-3570K | Core i5-4670K | |
|---|---|---|---|
| Mikroarchitektur | Sandy Bridge | Ivy Bridge | Haswell |
| Kerne/Fäden | 4/4 | 4/4 | 4/4 |
| Hyper-Threading-Technologie | Nein | Nein | Nein |
| Taktfrequenz | 3,4 GHz | 3,4 GHz | 3,4 GHz |
| Maximale Frequenz im Turbomodus | 3,8 GHz | 3,8 GHz | 3,8 GHz |
| TDP | 95 W | 77 W | 84 W |
| Herstellungstechnologie | 32 nm | 22 nm | 22 nm |
| HD-Grafik | Nein | 4000 | 4600 |
| Grafikkernfrequenz | - | 1150 MHz | 1200 MHz |
| L3-Cache | 6 MB | 6 MB | 6 MB |
| DDR3-Unterstützung | 1333 | 1333/1600 | 1333/1600 |
| Befehlssatzerweiterungen | AVX | AVX | AVX 2.0 |
| Paket | LGA1155 | LGA1155 | LGA1150 |
| Preis | Keine Daten | Keine Daten | Keine Daten |
Drei Core i5 verschiedener Generationen sehen in dieser Tabelle fast wie Zwillingsbrüder aus. Eine genauere Betrachtung jedes dieser drei Prozessoren offenbart jedoch interessante Nuancen.
Kerni5-2550K. Dies ist eines der neuesten Sandy Bridge-Modelle. Es erschien ein Jahr nach der Hauptankündigung, wurde erst vor kurzem eingestellt und ist daher im Einzelhandel immer noch weit verbreitet. Aber wenn Sie ernsthaft darüber nachdenken, ein System aufzubauen, das darauf basiert Prozessorkern i5-2550K halten wir es für unsere Pflicht, an einige wichtige Punkte zu erinnern.
Erstens trotz der Tatsache, dass in den formalen Merkmalen die Betriebsfrequenzen aller höher sind Kernmodelle i5 sind gleich gekennzeichnet: Von 3,4 bis 3,8 GHz arbeitet der Core i5-2550K normalerweise mit einer etwas niedrigeren Frequenz als Prozessoren mit späteren Versionen der Mikroarchitektur. Tatsache ist, dass die Turbo-Boost-Technologie in Sandy Bridge nicht so aggressiv ist wie in Ivy Bridge und Haswell und bei Volllast die Frequenz den Nennwert um 100 und nicht um 200 MHz überschreitet.
Zweitens verfügen Sandy-Bridge-Prozessoren – darunter auch der Core i5-2550K – über einen etwas weniger flexiblen Speichercontroller als Ivy Bridge und Haswell. Es unterstützt das Übertakten von Speicher mit Frequenzen bis zu DDR3-2400, der Schritt zum Ändern dieser Frequenz beträgt jedoch 266 MHz. Das heißt, die Auswahl an Speichermodi ist bei Verwendung des Core i5-2550K etwas eingeschränkt.
Und drittens ist der Core i5-2550K der einzige Intel-Overclocker-Prozessor ohne Grafikkern. Tatsächlich befindet sich auf einem Halbleiterchip ein Kern, der jedoch beim Zusammenbau des Prozessors stark deaktiviert wird. Dies ist übrigens einer der Gründe, warum der Core i5-2550K gut übertaktet.
Der Hauptgrund für die Attraktivität des Core i5-2550K als Übertaktungsobjekt liegt jedoch darin, dass Sandy Bridge die letzte der Intel-Desktop-CPU-Familien in der mittleren Preisklasse ist, bei der spezielles Lot zum flussmittelfreien Löten zum Einsatz kommt thermische Schnittstelle zwischen dem Halbleiterchip und der Prozessorabdeckung und kein Kunststoffmaterial mit zweifelhafter Wärmeleitfähigkeit. Die anschließende Umstellung der Halbleiterproduktion auf die 22-nm-Technologie und die mit diesem Schritt einhergehende Reduzierung der Wärmeableitung der Kristalle hielt Intel für ein ausreichendes Argument, um die CPU-Montagemethodik durch den Wegfall des Lötens zu vereinfachen. Allerdings waren Übertakter davon stark betroffen, da die thermische Schnittstelle zwischen dem Prozessorchip und seiner Abdeckung plötzlich zu einem erheblichen Hindernis für die Wärmeübertragung und die Organisation einer guten Kühlung wurde.
Kerni5-3570K. Ein typischer Träger des Ivy-Bridge-Designs ist die erste Generation von Intel-Prozessoren, die mit der 22-nm-Prozesstechnologie hergestellt werden. Mit einem fortschrittlicheren als zuvor, technologischer Prozess ermöglichte es Intel, die Wärmeableitung und den Stromverbrauch des Prozessors deutlich zu reduzieren. Systeme auf Basis des Core i5-3570K sind offensichtlich sparsamer als vergleichbare Konfigurationen auf Basis von Sandy Bridge. Allerdings hat Intel diesen Vorteil nicht in eine Erhöhung der Taktfrequenzen umgesetzt. Die Betriebsfrequenzen des älteren Core i5 der dritten Generation, Core i5-3570K, ab Frequenzen Kern i5-2550K sind fast gleich.
Schlimmer noch: Trotz der geringeren Nennspannung und Wärmeableitung im Nennmodus übertakten Prozessoren der Ivy-Bridge-Generation viel weniger schnell als ihre Vorgänger. Das Problem besteht darin, dass aufgrund der Verringerung der physikalischen Abmessungen des Kristalls, die mit der Einführung eines subtileren technischen Prozesses einhergeht, die Dichte des von ihm emittierten Wärmestroms zugenommen hat. Gleichzeitig wird die Ableitung dieser Wärme durch die Sabotage der Intel-Technologen künstlich behindert, eine über Jahre bewährte hocheffiziente Wärmeschnittstelle unter der Prozessorabdeckung zu entfernen. Daher erreicht Ivy Bridge ohne den Einsatz extremer Kühlmethoden beim Übertakten nicht die gleichen hohen Frequenzen wie Sandy Bridge.
Wenn man also die Augen vor kleineren mikroarchitektonischen Verbesserungen und einem geringeren Energiehunger verschließt, kann der Core i5-3570K das Einzige sein besserer Kern Der i5-2550K in einem Übertaktungssystem ist ein flexiblerer DDR3-SDRAM-Controller, der es Ihnen ermöglicht, höhere Speicherfrequenzen als zuvor einzustellen und diese in kleineren Schritten zu variieren.
Kerni5-4670K. Der neueste Prozessor auf Basis der Haswell-Mikroarchitektur für die neue LGA1150-Plattform weist wieder nahezu die gleichen formalen Merkmale wie seine Vorgänger auf. Mit anderen Worten: Wir haben schon sehr lange keinen Anstieg der nominellen Taktraten bei der Core-i5-Serie gesehen. Gleichzeitig überrascht der Core i5-4670K im Vergleich zur Ivy Bridge mit einer Erhöhung der berechneten Wärmeableitung, die vor dem Hintergrund der unveränderten Halbleiterprozesstechnologie erfolgte.
Aber alles ist durchaus verständlich. Der Anstieg der Wärmeableitung ist auf grundlegende Änderungen im Design der Plattform zurückzuführen: Beim LGA1150 wurde ein erheblicher Teil des Stromrichters verschoben Motherboards im Inneren des Prozessors. Dadurch wurde einerseits das Design der Plattform stark vereinfacht, da der Prozessor nun alle für seinen Betrieb notwendigen Spannungen selbst erzeugt. Dafür gab es den Prozessor vollständiger Satz Mittel zur Kontrolle und Verwaltung des eigenen Energieverbrauchs.
Auch beim Übertakten bringt der eingebaute Leistungsregler einige Vorteile. Es ist sehr genau und die von ihm erzeugten Spannungen werden bei steigendem Strom oder steigender Temperatur praktisch nicht verfälscht. Wenn Sie eine feste Spannung an Prozessorkernen einstellen, können Sie die Schrecken der Loadline-Kalibrierung vergessen, das heißt, es vereinfacht die Auswahl von Parametern in Übertaktungskonfigurationen. Bedenken Sie jedoch, dass bei der dynamischen Einstellung der Prozessorspannungen im Offset- und Adaptivmodus der eingebaute Controller beim Übertakten verrückt spielt und die Spannung bei steigender Last sehr eifrig überschätzt. Daher ist die Verwendung solcher Modi unerwünscht, da das Übertaktungspotenzial von Haswell dadurch nicht vollständig ausgeschöpft werden kann.
Dies alles ist jedoch nicht so wichtig, da sich das Schema für die Endmontage der Haswell-Desktops nicht geändert hat. Zwischen dem Halbleiterchip und der Prozessorabdeckung liegt keine Verlegung beste Qualität Wärmeleitpaste, also Übertakten Beim i5-4670K kommt es, wie auch beim Core i5-3570K, in den allermeisten Fällen zu einer Überhitzung des Prozessorchips, die mit herkömmlichen Mitteln nicht behoben werden kann.
Aus dem gleichen Grund wecken die Änderungen an der LGA1150-Plattform, die eine Übertaktung des Core i5-4670K nicht nur um den Multiplikator, sondern auch um die Frequenz des Basistaktgenerators ermöglichen, keinen Optimismus. All dies sorgt natürlich für eine gewisse Flexibilität bei der Auswahl der Optionen, aber um die maximal erreichbaren Frequenzen näher an die Messlatte zu bringen, muss man leider von Prozessoren installiert Sandy Bridge ist ohne den Einsatz extremer Kühlmethoden nicht möglich. Darüber hinaus beschleunigen Haswell, wie die Praxis zeigt, aufgrund ihrer höheren Wärmeableitung noch schlechter als ihre Vorgänger der Ivy-Bridge-Generation.
