Mais café, menos cafeína: Intel 9a geração (parte 4)

Parte 1 → Parte 2 → Parte 3 → Parte 4

Consumo de energia

O que é TDP, eis a questão

Nota Quando publicamos esta página, publicamos os resultados dos testes na placa-mãe ASRock Z370. Mais tarde, descobrimos que a voltagem fornecida pela placa-mãe era visivelmente mais alta que o esperado. Tivemos que refazer o trabalho usando a placa-mãe MSI MPG Z390 Gaming Edge AC, que não tem esse problema.



Como mostrado acima, a Intel indicou 95 W de potência de design térmico para cada um dos novos processadores. Esse número mágico permanece inalterado, embora os principais processadores tenham conseguido crescer nos últimos dois anos. Essa "estabilidade" irritou e se tornou um desgosto para muitos usuários.

De acordo com as próprias definições da Intel, o TDP é um indicador da energia de resfriamento necessária para manter o processador na frequência base. Nesse caso, se o usuário fornecer dissipação de calor com uma potência de 95 W, ele provavelmente receberá apenas 3,6 GHz no último Core i9-9900K. Este valor TDP “mágico” não leva em consideração a operação na freqüência turbo em princípio. Embora um turbo de núcleo completo (por exemplo, 4,7 GHz neste caso) exija muito mais resfriamento do que os 95 watts indicados.

Para dar algum sentido às suas especificações, a Intel usa uma série de indicadores chamados "Níveis de energia": PL1, PL2 e PL3.



Este slide está um pouco sobrecarregado com informações, portanto, devemos nos concentrar no gráfico à direita. Este é um gráfico de poder versus tempo.



Aqui temos quatro linhas horizontais de baixo para cima: o nível máximo de resfriamento (PL1), fonte de alimentação constante (PL2), o limite da bateria (PL3) e o limite de energia.

A linha inferior, o limite de resfriamento, é realmente o valor TDP. Aqui, a potência (e a frequência) são limitadas pelo resfriamento. Esta é a frequência estável mais baixa para resfriamento, portanto, TDP geral = PL1. Este é o nosso valor de "95 watts".

O valor PL2, ou fonte de alimentação constante, é o modo de operação com o turbo ligado. Essa é a energia máxima estável que um processador pode fornecer até começarmos a enfrentar problemas térmicos. Quando o chip entra no modo turbo, mesmo que por pouco tempo, essa é a parte do gráfico que estamos vendo. O valor do PL2 pode ser definido pelo fabricante do sistema, mas a Intel possui seus próprios valores recomendados de PL2.

No nosso caso, para os novos processadores da 9ª geração, o Core Intel definiu o valor de PL2 para 210 watts. De fato, essa é a potência de dissipação de calor necessária para atingir o máximo de turbo em todos os núcleos, por exemplo, 4,7 GHz no Core i9-9900K de oito núcleos. Dessa forma, os usuários podem esquecer completamente o TDP de 95W quando se trata de refrigeração. Se o usuário deseja receber as frequências prometidas (de pico) do processador, é hora de investir em algo que pode realmente esfriar.

Felizmente, podemos testar tudo isso em nossos testes de potência.

Para o teste, usamos o POV-Ray como um gerador de carga e, em seguida, obtemos os valores dos registros para determinar a energia da CPU. Esse método de software para a maioria das plataformas envolve o compartilhamento de energia entre núcleos, DRAM e potência de chip. Muitos usuários acham esse método não totalmente preciso, mas comparado ao teste do sistema, ele fornece uma boa precisão exibindo um valor sem perda de energia. Mais importante, ele forma a base para determinar os valores de energia usados ​​dentro do processador para suas próprias funções.

Vamos começar com um simples: potência máxima do processador



Falando dos dois novos processadores Intel que testamos - ambos vão muito além do TDP, mas não atingem o PL2. Nesse nível, o processador usa todos os núcleos e threads na maior frequência turbo possível. Ambos os valores: 168,48 watts para o i9-9900K e 124,27 watts para o i7 = 9700K muito acima da classificação do TDP.

Se os usuários estiverem interessados, ao testar em 4 núcleos / 4 threads e uma frequência de 3,0 GHz, o Core i9-9900K mostrou um consumo de apenas 23 watts. Dobrar os núcleos e adicionar mais 50% à frequência leva a um aumento de quase 7 vezes no consumo de energia. Quando a Intel começa a emitir essas frequências, seu apetite aumenta muito.

Se olharmos para 9900K no contexto: quanta energia é consumida quando carregamos fluxos, os resultados parecem muito lineares.



Mas o que acontece quando dois threads são baixados no kernel de uma só vez. O processador gradualmente adiciona energia aos núcleos ao atribuir threads. Carregamos fluxos e vemos resultados quase lineares.



Comparado aos outros dois processadores de 95 W, vemos que o Core i9-9900K acrescenta mais energia ao carregar cada novo núcleo. Apesar do fato de a Intel fornecer oficialmente três valores idênticos de TDP: 95 W e o mesmo PL2 = 210 W, existem diferenças óbvias devido às tabelas turbo fixas incorporadas em cada BIOS.

Ou seja, o TDP é inútil? Sim, mas existe uma solução

Se você acha que o TDP é o consumo máximo de energia do processador em cenários padrão, sim, o TDP não faz sentido e, tecnicamente, há várias gerações. No entanto, na era dos processadores quad-core, a maioria deles não atingiu a classificação TDP, mesmo em plena carga. Isso se tornou possível somente depois que começamos a usar processadores com um grande número de núcleos na mesma ou maior frequência. Ao mesmo tempo, o indicador TDP tornou-se algo problemático e estranho.

Mas não se preocupe, existe uma solução. Ou pelo menos eu quero oferecê-lo à Intel e à AMD, na esperança de interessar aos fabricantes. A solução é oferecer duas classificações TDP: TDP e TDP-Peak. No jargão da Intel, esses são PL1 e PL2, mas o TDP-Peak simplesmente leva em consideração o turbo "all-core". Não deve ser garantido (como, no momento, o modo turbo), mas deve ser um indicador da potência de resfriamento que o usuário deve instalar se quiser obter desempenho total. Caso contrário, os usuários são forçados a agir aleatoriamente.

Overclock

Graças à interface térmica atualizada entre o processador e o dissipador de calor - a transição da pasta para a solda, a Intel sugere que os novos processadores se tornem mais com overclock do que as gerações anteriores. Tivemos apenas tempo de testar os Core i9-9900K e i7-9700K e os consideraremos.

Nossa técnica de overclock é simples. Definimos a “Calibração da linha de carga” - “estática” (ou nível 1 da placa-mãe ASRock Z370), ajustamos a frequência para 4,5 GHz, a voltagem para 1.000 volts e executamos nossos testes. Se o processador estiver estável, registramos energia e desempenho e aumentamos o multiplicador da CPU. Se o sistema falhar, aumentamos a tensão em +0,025 volts. A aceleração termina quando a temperatura fica muito alta (85 ° C).

Existem novas opções de overclock para nosso novo conjunto de testes. Como mencionado acima, nosso software de medição de energia é o POV-Ray, que pode carregar drasticamente o processador. O POV-Ray também faz um bom trabalho de estabilidade, mas não é suficiente para nossos testes - e também usamos a carga de trabalho do Blender, que carrega núcleos e memória e dura cerca de 5 minutos em um processador de 8 núcleos.

Resultados:



Para o Core i7-9700K, alcançamos 5,3 GHz com muita facilidade, com um ligeiro aumento de potência e temperatura. Em 5,4 GHz, podíamos carregar o sistema operacional, mas era muito instável - nesse caso, estávamos limitados por tensão / temperatura. Mas oito núcleos, oito threads de 5,3 GHz em um processador de 180 watts por US $ 374? Quase inimaginável há um ano.



Fazer overclock no Core i9-9900K não foi tão proveitoso. O melhor indicador desse overclock é de 4,7 GHz: graças às nossas próprias configurações de tensão, reduzimos o consumo de energia em 41 W, que é quase 25% da energia total, e também reduzimos a temperatura em 24 ° C. Isso é feito por razões de segurança. Embora 4,8 GHz e 4,9 GHz pareçam permitidos, temperaturas a uma frequência de 5,0 GHz podem não estar sujeitas a todos. Quando todos os núcleos e threads estão carregados, esse é um chip muito quente.

Intel Core i9-9900K: tecnicamente o processador de jogos com melhor desempenho

Quando a Intel anunciou uma nova linha de processadores, anunciou o Core i9-9900K "o melhor processador de jogos do mundo". Na foto abaixo - Anand Srivatsa, mostrando a nova embalagem deste gigante de oito núcleos, dezesseis threads e 5,0 GHz:



De fato, a embalagem é muito pequena. A Intel não nos forneceu uma versão comercial atualizada da caixa, mas o interior contém um Core i9-9900K recém-preparado. Os parceiros da Intel receberam os processadores i7-9700K e i5-9600K para nossa análise.

Se o "melhor processador de jogos do mundo" já foi anunciado, fica claro que isso precisa ser testado. A Intel solicitou (pago) um relatório de desempenho do processador a terceiros para obter dados, o que, infelizmente, levanta muitas questões. Em particular, como exatamente os chips foram testados. Mas aqui na AnandTech, forneceremos os resultados certos.
Para nossos testes de jogos, desta vez testamos cada jogo em quatro resoluções e cenários diferentes, designados como IGP (para resolução 720p), Baixo (para 1080p), Médio (para 1440p a 4K) e Alto (para 4K e superior). Aqui está um rápido resumo dos resultados:

• World of Tanks: Melhor CPU em IGP, Baixo, Médio, Quase Melhor em Alto
• Final Fantasy XV: Melhor CPU (todos os testes: melhor / quase melhor)
• Shadow of War: Melhor CPU (todos os testes: melhor / quase melhor)
• Civilization VI: Melhor CPU em IGP, ligeiramente atrás de 4K, quase melhor em 8K / 16K
• Ashes Classic: melhor CPU em IGP, baixa, quase melhor em média, média em 4K
• Strange Brigade DX12 / Vulkan: Melhor CPU (todos os testes: melhor / quase melhor)
• Grand Theft Auto V: Melhor CPU (todos os testes: melhor / quase melhor)
• Far Cry 5: Melhor CPU (todos os testes: melhor / quase melhor)
• Shadow of the Tomb Raider: (todos os testes: quase o melhor)
• F1 2018: Melhor CPU (todos os testes: melhor / quase melhor)

Não há dúvida: em quase todos os cenários, o processador foi o melhor ou um dos melhores em cada teste (com exceção do Ashes em 4K). A Intel realmente construiu o melhor processador de jogos do mundo. Novamente.

Ao testar o processador i9-9900K, vimos pontuações sintéticas extremamente altas, melhores do que qualquer outro processador convencional. Em alguns de nossos testes do mundo real, como o download de aplicativos ou o desempenho da web, de tempos em tempos ele tocava o i7 e o i5 devido a problemas simultâneos de multithreading, pois esses testes geralmente funcionam melhor quando os threads têm acesso a todos os recursos principais . Porém, quanto aos testes com memória limitada, processadores com um grande número de núcleos e threads são a melhor alternativa.

Apesar da ausência de inovações específicas para o desempenho do processador, a Intel finalmente reviveu a interface térmica STIM, que foi usada pela última vez na linha principal durante o Sandy Bridge. A implementação do STIM permitiu à Intel aumentar a frequência de novos processadores. Esta campanha de craques está em andamento há muito tempo e muitos se perguntam por que essa ferramenta não foi usada antes.

Mas, em geral, graças ao aumento de frequências e ao aumento de núcleos, três novos processadores da 9ª geração chegaram ao topo da maioria dos nossos testes de carga mista. Assim, o novo padrão de "jack of all trades" é definido no portfólio da Intel. Se o usuário usar uma carga de trabalho variável e desejar mais desempenho, esses novos processadores deverão ser uma aquisição bem-vinda.

Então agora, se você é um jogador para quem o preço não importa, esse é o processador para você. Mas este não é um processador para todos, se você levantar a questão do custo e da concorrência.

Por US $ 488 SEP, mais um pouco mais caro no varejo, mais US $ 80 a US $ 120 em um cooler decente (ou até US $ 200 para um sistema de refrigeração líquida), estará fora de competição com os drivers do sistema a um preço de US $ 1.500, onde o desempenho depende da GPU. No entanto, o próprio i5-9600K da Intel custará duas vezes mais barato, e o AMD R7 2700X é um forte concorrente em quase todos os testes - eles são mais econômicos, embora tenham um desempenho um pouco atrasado.

A diferença de preço separou o Core i9-9900K de seus concorrentes. Os investimentos razoáveis ​​terminam em 9700K, 9600K ou 2700X. Para alguns poucos, o dinheiro não é uma limitação. Para o resto de nós, principalmente quando reproduzimos resoluções de 1440p e superiores, onde a GPU é o gargalo, existem muitos processadores que se saem bem e, ao mesmo tempo, consomem menos energia.

Atualização: Quando publicamos originalmente esta página, publicamos os resultados do teste na placa-mãe ASRock Z370. Mais tarde, descobrimos que a voltagem fornecida pela placa-mãe era visivelmente mais alta que o esperado. Embora isso não tenha afetado o benchmarking, refizemos os testes de energia novamente usando a placa-mãe MSI MPG Z390 Gaming Edge CA e atualizamos a análise de acordo.

Obrigado por ficar conosco. Você gosta dos nossos artigos? Deseja ver materiais mais interessantes? Ajude-nos fazendo um pedido ou recomendando a seus amigos, um desconto de 30% para os usuários da Habr em um análogo exclusivo de servidores básicos que inventamos para você: Toda a verdade sobre o VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 núcleos) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps da US $ 20 ou como dividir o servidor? (as opções estão disponíveis com RAID1 e RAID10, até 24 núcleos e até 40GB DDR4).

VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 núcleos) 10 GB DDR4 240 GB SSD 1 Gbps até 1º de janeiro de graça, se pago por um período de seis meses, você pode fazer o pedido aqui .

Dell R730xd 2 vezes mais barato? Somente nós temos 2 TVs Intel Dodeca-Core Xeon E5-2650v4 128GB DDR4 6x480GB SSD 1Gbps 100 a partir de US $ 249 na Holanda e nos EUA! Leia sobre Como criar um prédio de infraestrutura. classe usando servidores Dell R730xd E5-2650 v4 custando 9.000 euros por um centavo?