Mais café, menos cafeína: Intel 9a geração (parte 1)

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A mais recente linha de processadores para desktop da Intel inclui principalmente mudanças destinadas a entusiastas do desempenho. A Intel expandiu os processadores para oito núcleos, aumentou as frequências, melhorou a transferência de calor, além de equipamentos atualizados para melhor proteção contra as vulnerabilidades Spectre e Meltdown. O único aspecto negativo: você precisa desembolsar e comprar um refrigerador poderoso. Desta vez, os preços e o consumo de energia atingiram novos limites.

Atualização do Lago do Café

Na publicação do anúncio da Intel, abordamos três novos processadores. Aqui está um breve lembrete do chip mais recente do mercado. Atualmente, são lançados três processadores: o Core i9-9900K de 8 núcleos, capaz de operar a uma frequência de 5,0 GHz pronto para uso, o Core i7-9700K de 8 núcleos, que é um pouco mais barato, e o Core i5-9600K de 6 núcleos, que merece o título de "absorvedor de mercado" pelas especificações.



O novo carro-chefe é o Core i9-9900K, o primeiro processador de desktop convencional do mundo com o nome Core i9. Este é um processador de oito núcleos com dezesseis threads, o primeiro da nova linha de produtos Intel. Ele oferece uma frequência base de 3,6 GHz e uma frequência turbo máxima de 5,0 GHz, que na verdade é um turbo de núcleo duplo (demonstraremos esse fato abaixo). Além disso, o processador está pronto para overclock, o que permitirá aos usuários fazer overclock na frequência com refrigeração suficiente. E, embora o controlador de memória ainda seja oficialmente projetado para DDR4-2666, uma memória mais rápida funcionará em quase todos os chips. Além disso, o Core i9-9900K possui um cache totalmente ativado com 2 MB por núcleo, o que geralmente fornece 16 MB de cache. Há gráficos integrados, todos os mesmos UHD 630 da geração anterior. Tudo isso tem um preço de varejo de US $ 488, um cooler não está incluído.



Agora o Core i7 acabou sendo a linha "média"; o Core i7-9700K, por sua vez, parece mágico. A Intel pôs fim ao hyper-threading neste processador, fornecendo apenas oito threads em oito núcleos, mas com uma frequência base de 3,6 GHz e uma frequência turbo de 4,9 GHz. Para o Core i7-9700K, a Intel reduziu o cache L3 para 1,5 MB por núcleo, o que pode afetar alguns softwares, mas o processador está pronto para overclock e possui suporte a DDR4-2666, assim como o Core i9. O preço de varejo sugerido de US $ 374 é um pouco mais fácil de aceitar se o usuário tiver certeza de que os dois threads nunca usarão os recursos de um núcleo. Este chip será interessante para comparar com o processador Core i7-8700K de última geração. O Core i7-8700K tem dois núcleos a menos, mas usa hyperthreading.



O Core i5-9600K parece um chip de "overclocking de treinamento", o preço ainda é de US $ 262, que é alguns dólares a mais do que o Core i5-8600K, em troca da frequência adicional e de todas as funções adicionais listadas mais adiante neste artigo. A frequência base é de 3,7 GHz e a frequência turbo é de 4,6 GHz, há suporte para gráficos DDR4-2666 e UHD 630.

Todas as três partes são os primeiros representantes da linha de produtos Intel 9ª Geração Core e, ocultas, ocultam a atualização da arquitetura Coffee Lake, usada em produtos da 8ª geração Core. Eles são criados no nó de produção Intel 14 ++, o nó mais recente que agora define padrões de alta frequência e desempenho. Os principais aspectos da nova linha que consiste em três processadores, incluindo sua capacidade geral de overclock, decorrem de mudanças internas feitas pela Intel.

Turbo de cada núcleo

Conseguimos obter valores por núcleo Turbo para cada processador da nova linha. A Intel continua classificando essas informações como "proprietárias" e, portanto, não as divulga. No entanto, os parceiros da Intel tiveram o prazer de nos fornecer informações, pois elas ainda estão codificadas no BIOS do sistema.



O grande salto aqui é o turbo de 5,0 GHz. Em nossa análise do Core i7-8086K, onde a Intel foi capaz de promover o chip como seu primeiro produto com uma frequência de 5,0 GHz, o fato de o valor de 5,0 GHz estar em um núcleo era realmente uma desvantagem - independentemente Quando testamos o processador, havia carga suficiente para trabalhar em mais de um núcleo e, de fato, o usuário nunca vê os 5,0 GHz reais. Conseguimos apenas uma vez ver como o núcleo "brilhou" por um momento com a frequência prometida, aguardando ocioso. O Core i9-9900K agora possui dois núcleos com uma frequência de 5,0, provavelmente isso significa que ainda veremos essa alta frequência em nossos testes de thread único.

Mais café, menos cafeína: Hyper-Threading e L3 Cache

Com tudo isso, parece que a Intel decidiu evitar o hiperencadeamento em seus novos processadores, os únicos processadores Core que recebem multithreading simultâneo serão os componentes do Core i9 e, possivelmente, do Pentium. Isso ajuda em parte a tornar a linha de produtos mais compreensível, chips mais baratos não ficam atrás de outros mais caros (por exemplo, é improvável que um processador quad-core com multi-threading simultâneo possa superar um 6-core sem). O outro lado é uma das vulnerabilidades descobertas recentemente a um "ataque de canal de terceiros" que ocorre quando o hyperthreading funciona. Ao desativar o multithreading simultâneo na linha de chips, a Intel eliminou esse problema de segurança. Agora podemos garantir que todos os threads deste chip não concorram com os principais recursos.

Um dos aspectos mais interessantes da 9ª geração de novos produtos está na separação do cache L3 "por núcleos" entre diferentes modelos. Nas gerações anteriores, os processadores com Core i7 tinham 2 MB de cache L3 por núcleo, o Core i5 tinha 1,5 MB de cache L3 por núcleo e o Core i3 tinha uma separação entre alguns com 2 MB e 1,5 MB. Dessa vez, a Intel coloca o cache completo apenas nos componentes de ponta do Core i9 e reduz o cache do Core i7 para 1,5 MB L3 por núcleo. Isso afetará de alguma forma o desempenho, que, quando obtivermos os processadores, será interessante testar.

Gráficos integrados

Um dos tópicos em que a Intel não presta muita atenção há várias gerações (de fato, desde os dias distantes de Broadwell) são os gráficos integrados. Todos os chips introduzidos na família de 9ª geração ainda terão a mesma configuração GT2 da 8ª geração, incluindo os novos processadores Core i9. Oficialmente, eles vêm com a designação 8+ 2. A Intel ainda acredita que a presença de gráficos integrados nesses processadores de alto desempenho e com overclock é uma adição valiosa à plataforma. A única desvantagem é o desempenho e, em um futuro próximo, permanecerá em um nível baixo.

Os gráficos continuarão sendo designados como UHD Graphics 630 e usarão os mesmos drivers da família de 8ª geração.

Coffee Lake Refresh: lições dos fabricantes de GPU

A família de processadores Intel 9th ​​Generation Core é construída na plataforma Coffee Lake e, como os processadores não apresentam alterações microarquiteturais, são uma atualização dos produtos da 8ª geração, mas com uma ligeira alteração na programação. Para quem assistiu ao desenvolvimento dos processadores Intel, o Coffee Lake foi uma reformulação do Kaby Lake (por sua vez, a atualização do Skylake). Portanto, estamos em atualização atualização atualização atualização. Que é essencialmente a mesma microarquitetura de 2015, que é novamente produzida em 2018 (e será produzida posteriormente).



A Intel prometeu que seu processo de produção de 10nm continuará até 2019 e já anunciou que introduzirá o Ice Lake para servidores de 10nm em 2020, após o próximo lançamento de 14nm com a Cooper Lake em 2019. Do ponto de vista dos consumidores, o status permanece incerto - em qualquer caso, a próxima geração de processadores consumidores deve ser uma atualização adequada da microarquitetura, independentemente dos nanômetros do nó do processo.

Vou ter 8 núcleos por muitos, muitos anos!

Não importa como olhamos para a linha de processadores "consumidores", tecnicamente, ao longo dos anos, os processadores Intel de oito núcleos sempre estiveram no topo da pilha. O Core i7-5960X foi lançado em agosto de 2014 e foi equipado com oito núcleos Haswell na plataforma HEDT com memória DDR4-2133 de quatro canais e 44 slots PCIe de 140 watts. Então, de acordo com a tecnologia de processo de 22 nm da Intel, o tamanho da matriz era de cerca de 355,52 mm2.

Quando a Intel lançou os primeiros processadores Coffee Lake, o modelo 6 + 2 para o i7-8700K tinha cerca de 151 mm2 de área, o que é 26 mm2 a mais do que os modelos 4 + 2 i7-7700K (~ 125 mm2). Naquela época, foi um salto do Intelovsky 14+ oficial para a unidade de produção 14 ++, que, devido à altura das nervuras, tornou os processadores um pouco maiores.



Mas se considerarmos 26 mm2 como o limite para o aumento do tamanho da matriz ao adicionar um par de núcleos, podemos prever que o tamanho de 8 + 2 Core i9-9900K deve ser cerca de 177 mm2 ou 17% a mais. Com 177 mm2, incluindo gráficos integrados, ele terá a metade do tamanho do Core i7-5960X, embora com a metade do número de controladores de memória e pistas PCIe. Mas, de qualquer forma, essa é uma diminuição significativa.



Pode-se supor que um aumento de 17% na área de cristal possa significar diretamente um aumento de 17% no preço. Nesse caso, com um aumento de 17% no preço do Core i7-8700K, obteríamos um preço de 420 dólares, enquanto o preço oficial é de 488 dólares para um processador equivalente a K. Dada a política de preços da Intel (um chip pode ser vendido pela metade do preço de outro), é difícil dizer quanto esses US $ 488 aumentam a lucratividade da empresa.



Se observarmos o tamanho dos chips de nível superior, ao longo da década dos processadores quad-core, o tamanho do cristal tem diminuído constantemente, começando com o quad-core Nehalem com uma área de mais de 260 mm2, até Kaby Lake por 125 mm2. Atualmente, está crescendo constantemente à medida que mais e mais núcleos são adicionados. É assustador pensar que a Intel gastaria felizmente 260 + mm2 na matriz de silício convencional hoje, em seu processo de fabricação mais recente.

Considere os patches Spectre / Meltdown e discuta as atualizações de estratégia do Intel STIM

Correções de segurança de hardware e software

Vulnerabilidades Specter e Meltdown fizeram barulho no início deste ano, forçando os desenvolvedores de hardware e software a lançar atualizações para fechar as falhas de segurança. Existem várias maneiras de solucionar problemas, incluindo software, firmware e atualizações de hardware. Cada geração de produtos apresenta patches lentamente, incluindo os novos processadores da 9ª geração.

Atualmente, a Intel dividiu a lista em 5 a 6 opções extensas para vários tipos de vulnerabilidades. Para todos os processadores do segundo semestre de 2018, é assim que a tabela de correções se parece:



Os novos processadores de 9ª geração, chamados CFL-R (Coffee Lake Refresh), implementaram correções de hardware para a opção 3, Rogue Data Cache Load e a opção 5, L1 Terminal Fault.

Como novos chips exigiam novos modelos de produção, a Intel conseguiu fazer essas alterações. Mover alterações para a parte do hardware significa que o hardware está sempre protegido, independentemente do sistema operacional ou do ambiente. Qualquer sobrecarga adicional para correções de software pode ser reduzida se as correções forem aplicadas no nível do hardware.

(S) TIM: processadores soldados

Quanto aos processadores de mesa que usamos hoje, eles consistem em uma matriz de silício, um substrato (cor verde), um dissipador de calor (cor prata) e um material que ajuda a transferir o calor da matriz de silício para o dissipador de calor. A qualidade da ligação da matriz de silício com o dissipador de calor usando o material da interface térmica é um componente essencial na capacidade dos processadores de remover o calor gerado por seu uso.

Tradicionalmente, existem dois tipos diferentes de material de transferência de calor: graxa térmica ou adesão de metal. Ambos têm lados positivo e negativo.



A pasta condutora térmica é uma ferramenta universal - pode ser aplicada a quase qualquer processador fabricado e pode ser aplicada em uma ampla gama de condições variáveis. Como os metais se expandem quando aquecidos durante a operação do processador, eles se expandem - assim como o dissipador de calor. Colar facilmente lida com isso. Isso permite que os processadores baseados em massas "vivam" por mais tempo em uma variedade de ambientes. O uso de um metal ligado normalmente reduz o número de ciclos térmicos, uma vez que o metal se expande e contrai de maneira diferente do líquido. Isso pode significar que os processadores "soldados" têm uma vida útil estimada de vários anos, em contraste com as décadas potenciais de trabalho "pasta térmica". No entanto, o metal soldado faz uma transferência de calor muito, muito melhor do que a pasta à base de silício. É verdade que é um pouco mais caro (no máximo um ou dois dólares por unidade, levando em consideração materiais e produção).





Em nosso artigo sobre escalpelamento da APU da Ryzen, vimos como remover um trocador de calor e uma pasta condutora de um produto popular de baixo custo e mostramos que a substituição da pasta por metal ligado melhora a temperatura, o overclock e o desempenho intermediário. Se uma empresa deseja alegrar os entusiastas da produtividade, usar metal para transferência de calor é uma boa escolha.

Por vários anos, a Intel afirmou que eles trabalham para entusiastas. No passado distante, como mostrado na tabela acima, a Intel usava uma interface térmica de metal soldado nos processadores, e isso era bom para todos. Recentemente, no entanto, toda a linha de produção foi transferida para pasta de transferência de calor por várias razões.

Como a Intel dizia constantemente que eles ainda se preocupam com os entusiastas do desempenho, muitos usuários começaram a sentir que a empresa estava confusa. Alguns acreditavam que a Intel dividia os "entusiastas" e os "overclockers" em duas categorias diferentes e não sobrepostas. Temos o que temos, agora a Intel voltou a usar o STIM e quer competir novamente pela atenção dos overclockers.

A Intel confirmou oficialmente que os novos processadores da 9ª geração terão uma interface de transferência de calor de metal soldado que fornece TIM entre a matriz e o IHS. Novos processadores de solda incluem o Core i9-9900K, Core i7-9700K e Core i5-9600K.



Como mostraremos nesta revisão, a combinação do STIM e outras funções é de grande ajuda para fazer o overclock de novos processadores até os limites superiores. A própria equipe de overclock da Intel no evento de lançamento atingiu 6,9 GHz, usando temporariamente super-coolers exóticos, como nitrogênio líquido.

Placas-mãe e chipset Z390

Este ano, o chipset Intel Z390 da Intel se tornou um dos segredos mais ocultos. Se você acredita em tudo o que os fabricantes de placas-mãe me disseram, a maioria estava pronta para ser lançada por vários meses e, portanto, cerca de 55 novas placas-mãe chegarão ao mercado neste e no próximo mês.

O chipset Z390 é uma atualização para o Z370 e os dois tipos de placas-mãe suportam os processadores das séries 8000 e 9000 (o Z370 precisará de uma atualização do BIOS). As atualizações são semelhantes às atualizações do B360: portas USB 3.1 nativas de 10 Gb / se Wi-Fi embutido no chipset.



O Wi-Fi integrado usa CNVi, que permite ao fabricante da placa-mãe usar um dos três módulos de RF complementares da Intel como PHY, em vez de usar combinações MAC + PHY potencialmente mais caras de um fornecedor externo (como a Broadcom). Disseram-me que o custo da implementação da CRF adiciona cerca de US $ 15 ao preço de varejo da placa-mãe, então provavelmente veremos alguns vendedores experimentando modelos de médio porte sem usar o Wi-Fi.


ASRock Z390 Phantom Gaming-ITX / ac

Para portas USB 3.1 Gen 2, as portas Tipo A são suportadas nativamente e os fabricantes de placas-mãe precisarão usar chips de re-driver para oferecer suporte à compatibilidade Tipo-C. Isso exigirá dinheiro adicional, conforme o esperado. Será interessante ver como os fabricantes combinam e combinam as portas Gen 2, Gen 1 e USB 2.0 nos painéis traseiros, agora eles têm uma escolha. Suspeito que isso possa afetar a integridade dos sinais nas trilhas da placa-mãe.


MSI MEG Z390 Godlike

Para o chipset Z390 e as placas-mãe, temos à nossa disposição o nosso habitual banco de testes, cobrindo todos os modelos sobre os quais os fabricantes falarão. É interessante que até o mini-ITX com Thunderbolt 3 seja oferecido e uma placa com um chip PLX! Existem também algumas placas-mãe com um controlador Ethernet Realtek 2.5G - seria bom ter switches de nível de consumidor.

Equipamento de teste

De acordo com nossa política de teste de processador, tomamos uma placa-mãe premium com um soquete adequado e equipamos o sistema com memória suficiente que roda na freqüência máxima suportada pelo fabricante. O teste também é realizado quando possível com as configurações do JEDEC.

Note-se que alguns usuários contestam essa abordagem, mencionando que, às vezes, a frequência máxima suportada é bastante baixa ou a memória mais rápida está disponível a um preço semelhante ou que o uso de frequências suportadas pode reduzir o desempenho. Embora esses comentários façam sentido, no final, muito poucos consumidores usam perfis de memória (XMP ou outros), porque exigem interação com o BIOS, e a maioria dos usuários abandona as velocidades JEDEC suportadas - isso inclui usuários domésticos e provedores que podem querer reduza a margem de alguns centavos ou fique dentro dos limites estabelecidos pelo fabricante. Onde possível, expandiremos os testes para adicionar módulos de memória mais rápidos - nesta revisão ou posteriormente.



Devemos agradecer às empresas listadas abaixo por fornecerem equipamentos gentilmente para nossos muitos bancos de teste. Parte desse hardware não foi usado nos testes usados ​​hoje, mas é usado em outros testes.

Nosso novo kit de teste para 2018 e 2019

Temperado contra Spectre e Meltdown

Para manter o teste relevante, precisamos atualizar constantemente o software. , , , , . , , , , , , , . , , , ( ).

2018 ( 2019) , Spectre Meltdown. , BIOS , . Windows 10 x64 Enterprise 1709 , Smeltdown ( ). , Windows 10 x64 RS4, , — , . , , , RS3, .

, . , :

• Poder
• Memory
• Office
• System
• Render
• Encoding
• Web
• Legacy
• Integrated Gaming
• CPU Gaming

, . - Bench, «CPU 2019» .
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Poder

power — , , , , , , DRAM, - . , : , .

POV-Ray , , , , . , , .

Memory

- , , (Intel Memory Latency Checker ), AIDA64 .

Office

• Chromium Compile: Windows VC++ Compile of Chrome 56 (same as 2017)
• PCMark10: Primary data will be the overview results – subtest results will be in Bench
• 3DMark Physics: We test every physics sub-test for Bench, and report the major ones (new)
• GeekBench4: By request (new)
• SYSmark 2018: Recently released by BAPCo, currently automating it into our suite (new, when feasible)

System

• Application Load: Time to load GIMP 2.10.4 (new)
• FCAT: Time to process a 90 second ROTR 1440p recording (same as 2017)
• 3D Particle Movement: Particle distribution test (same as 2017) – we also have AVX2 and AVX512 versions of this, which may be added later
• Dolphin 5.0: Console emulation test (same as 2017)
• DigiCortex: Sea Slug Brain simulation (same as 2017)
• y-Cruncher v0.7.6: Pi calculation with optimized instruction sets for new CPUs (new)
• Agisoft Photoscan 1.3.3: 2D image to 3D modelling tool (updated)

Render

• Corona 1.3: Performance renderer for 3dsMax, Cinema4D (same as 2017)
• Blender 2.79b: Render of bmw27 on CPU (updated to 2.79b)
• LuxMark v3.1 C++ and OpenCL: Test of different rendering code paths (same as 2017)
• POV-Ray 3.7.1: Built-in benchmark (updated)
• CineBench R15: Older Cinema4D test, will likely remain in Bench (same as 2017)

Encoding

• 7-zip 1805: Built-in benchmark (updated to v1805)
• WinRAR 5.60b3: Compression test of directory with video and web files (updated to 5.60b3)
• AES Encryption: In-memory AES performance. Slightly older test. (same as 2017)
• Handbrake 1.1.0: Logitech C920 1080p60 input file, transcoded into three formats for streaming/storage:
• 720p60, x264, 6000 kbps CBR, Fast, High Profile
• 1080p60, x264, 3500 kbps CBR, Faster, Main Profile
• 1080p60, HEVC, 3500 kbps VBR, Fast, 2-Pass Main Profile

Web

• WebXPRT3: The latest WebXPRT test (updated)
• WebXPRT15: Similar to 3, but slightly older. (same as 2017)
• Speedometer2: Javascript Framework test (new)
• Google Octane 2.0: Depreciated but popular web test (same as 2017)
• Mozilla Kraken 1.1: Depreciated but popular web test (same as 2017)

Legacy ( 2017)

• 3DPM v1: Older version of 3DPM, very naïve code
• x264 HD 3.0: Older transcode benchmark
• Cinebench R11.5 and R10: Representative of different coding methodologies

Linux

LinuxBench 1.0. 2016 , 2017 , . , .

Integrated and CPU Gaming

. , - . , . :



CPU Gaming NVIDIA GTX 1080. CPU RX460, .

, , - Twitter , 50:50, : , .

Scale Up vs Scale Out:

: — . , , . , ( ), , :

• , , « »
• . ( 4K ), ,
• , ,

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, . Steam, (, GTA) . Steam , Steam API, , «» , , . , -, .

Benchmark

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: , ANSYS . .

, , , . , Agisoft, . , , , — . , -, , , .

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