So-so-so-so e sem tique. Qual é a diferença entre os processadores Intel Core de diferentes gerações com base em uma arquitetura

Com o advento dos processadores Intel Core de sétima geração, ficou claro para muitos que a estratégia de estratégia que a Intel vinha seguindo todo esse tempo havia falhado. A promessa de reduzir o processo tecnológico de 14 para 10 nm permaneceu uma promessa, começou a longa era Taka de Skylake, durante a qual aconteceu Kaby Lake (sétima geração), o repentino Coffee Lake (oitavo) com uma ligeira mudança no processo tecnológico de 14 nm para 14 nm + e até Coffee Lake Refresh (nono). Parece que a Intel realmente precisava de uma pequena pausa para o café. Como resultado, temos vários processadores de diferentes gerações, que são baseados em uma microarquitetura Skylake, por um lado. E as garantias da Intel de que cada novo processador é melhor que o anterior, por outro. É verdade que não está muito claro o que exatamente ...



Portanto, retornaremos às nossas gerações. E vamos ver como eles diferem.

Kaby lake

O aparecimento de processadores no varejo ocorreu no início de 2017. O que há de novo nesta família em relação ao seu antecessor? Primeiro de tudo, este é o novo núcleo gráfico - Intel UHD 630. Além disso, suporte à tecnologia de memória Intel Optane (3D Xpoint), bem como o novo chipset da série 200 (a sexta geração trabalhou com a série 100). E isso tudo é de inovações realmente interessantes.

Lago do café

A 8a geração, com o codinome Coffee Lake, foi lançada no final de 2017. Nos processadores desta geração, eles adicionaram núcleos e, proporcionalmente ao cache de terceiro nível, aumentaram o Turbo Boost em 200 megahertz, adicionaram suporte para DDR4-2666 (antes era DDR4-2400), mas cortaram o suporte para DDR3. O núcleo gráfico permaneceu o mesmo, mas eles jogaram em 50 MHz. Por todos os aumentos de frequência, tive que pagar com um aumento no pacote de calor para 95 watts. E, claro, o novo chipset da 300ª série. Este último não era necessário, pois em breve especialistas conseguiram lançar essa família em chipsets da 100ª série, embora os representantes da Intel tenham dito que isso era impossível devido às peculiaridades dos circuitos de potência de construção. Mais tarde, no entanto, a Intel admitiu oficialmente que estava errado. Então, o que há de novo na 8ª família? De fato, parece mais uma atualização regular com a adição de núcleos e frequências.

Atualização do lago de café

Ha! E aqui temos uma atualização! No quarto trimestre de 2018, foram lançados os processadores Coffee Lake da 9ª geração, equipados com proteção de hardware contra algumas vulnerabilidades do Meltdown / Spectre. As alterações de hardware feitas nos novos chips protegem contra o Meltdown V3 e L1 Terminal Fault (L1TF Foreshadow). Alterações no software e no microcódigo protegem contra ataques Spectre V2, Meltdown V3a e V4. A proteção contra o Spectre V1 continuará sendo implementada no nível do sistema operacional. A aparência das correções no nível do chip deve reduzir o impacto dos patches de software no desempenho do processador. Mas a Intel percebeu toda essa alegria com proteção apenas nos processadores para o segmento de mercado de massa: i5-9600k, i7-9700k, i9-9900k. Todos os outros, incluindo soluções de servidor, não tinham proteção de hardware. Pela primeira vez na história dos processadores Intel, os processadores Coffee Lake Refresh suportam até 128 GB de RAM. E isso é tudo, sem mais mudanças.

O que temos no resíduo seco? Dois anos de refrescos, jogos com núcleos e frequências, além de um conjunto de pequenas melhorias. Eu realmente queria avaliar e comparar objetivamente o desempenho dos principais representantes dessas famílias. Portanto, quando eu tinha um kit da sétima para a nona geração em mãos - i7-8700, i7-9700k e i9-9900k foram adicionados recentemente aos i7-7700 e i7-7700k, aproveitei a situação e forcei cinco processadores Intel Core a mostrar do que eles são capazes.

Teste

Cinco processadores Intel participam dos testes: i7-7700, i7-7700k, i7-8700, i7-9700k, i9-9900k.



As características de desempenho das plataformas

Os processadores Intel i7-8700, i7-9700k e i9-9900k têm a mesma configuração básica:

• Placa-mãe: Asus PRIME H310T (BIOS 1405),
• RAM: 16 GB DDR4-2400 MT / s Kingston 2 peças, total de 32 GB.
• SSD: 240 GB Patriot Burst 2 peças em RAID 1 (um hábito desenvolvido ao longo dos anos).

Os processadores Intel i7-7700 e i7-7700k também funcionam na mesma plataforma:

• Placa-mãe: Asus H110T (BIOS 3805),
• RAM: 8 GB DDR4-2400MT / s Kingston 2 peças, um total de 16 GB.
• SSD: 240 GB Patriot Burst 2 peças em RAID 1.

Utilizamos chassis feitos sob medida com uma altura de 1,5 unidades. Eles hospedam quatro plataformas.

Parte do software: OS CentOS Linux 7 x86_64 (7.6.1810).
Kernel: 3.10.0-957.1.3.el7.x86_64
Otimizações introduzidas em relação à instalação padrão: adicionadas opções de inicialização do kernel lift = noop selinux = 0.

O teste é realizado com todos os patches dos ataques Spectre, Meltdown e Foreshadow, portados para este kernel. É possível que os resultados dos testes nos kernels Linux mais recentes e mais atuais possam diferir dos obtidos, e o desempenho será melhor. Mas, em primeiro lugar, eu pessoalmente prefiro o CentOS 7 e, em segundo lugar, a RedHat está ativamente engajada em oferecer suporte a inovações de suporte de hardware de novos núcleos para seu próprio LTS. Espero que sim :-)

Testes utilizados para pesquisa

1. Sysbench
2. Geekbench
3. Phoronix Test Suite

Teste Sysbench

Sysbench - um pacote de testes (ou benchmarks) para avaliar o desempenho de vários subsistemas de computadores: processador, RAM, armazenamento de dados. O teste é multiencadeado, para todos os núcleos. Neste teste, eu medi dois indicadores:

1. Eventos de velocidade da CPU por segundo - o número de operações executadas pelo processador por segundo: quanto maior o valor, mais eficiente o sistema.
2. Estatísticas gerais número total de eventos - o número total de eventos concluídos. Quanto maior a pontuação, melhor.

Geekbench Test

Um pacote de testes conduzidos no modo de thread único e multithread. O resultado é um índice de desempenho para os dois modos. Abaixo estão os links para os resultados dos testes. Neste teste, consideraremos dois indicadores principais:
- Pontuação Single-Core - testes single-threaded.
- Pontuação Multi-Core - testes multiencadeados.
Unidades de medida: abstratos "papagaios". Quanto mais papagaios, melhor.

Phoronix Test Suite

O Phoronix Test Suite é um conjunto de testes muito rico. Apesar de todos os testes do pacote pts / cpu terem sido realizados, darei os resultados apenas daqueles que pessoalmente achei particularmente interessantes, principalmente porque os resultados dos testes perdidos apenas reforçam a tendência geral.

Quase todos os testes apresentados aqui são multithread. Apenas dois deles são uma exceção: testes single-threaded Himeno e LAME MP3 Encoding.

Nesses testes, quanto maior a pontuação, melhor

1. Teste de senhas John the Ripper multithread. Pegue o algoritmo de criptografia Blowfish. Mede o número de operações por segundo.
2. O Teste Himeno é um solucionador de pressão de Poisson linear usando o método de ponto de Jacobi.
3. Compressão 7-Zip - teste 7-Zip usando p7zip com função de teste de desempenho integrado.
4. O OpenSSL é um conjunto de ferramentas que implementam os protocolos SSL (Secure Sockets Layer) e TLS (Transport Layer Security). Mede o desempenho do OpenSSL RSA de 4096 bits.
5. Apache Benchmark - o teste mede quantas solicitações por segundo um determinado sistema pode suportar durante a execução de 1.000.000 de solicitações, enquanto 100 solicitações são executadas simultaneamente.

E nestes se menos é melhor

1. O C-Ray testa o desempenho da CPU em cálculos de ponto flutuante. Este teste é multiencadeado (16 threads por núcleo), dispara 8 raios de cada pixel para suavizar e gera uma imagem de 1600x1200. O tempo necessário para concluir o teste é medido.
2. Compactação BZIP2 paralela - O teste mede o tempo necessário para compactar um arquivo (pacote .tar do código-fonte do kernel Linux) usando a compactação BZIP2.
3. Codificação de dados de áudio e vídeo. O teste LAME MP3 Encoding é executado em um único thread e o teste ffmpeg x264 é multiencadeado. O tempo necessário para concluir o teste é medido.

Como você pode ver, o kit de teste consiste inteiramente em testes sintéticos que permitem mostrar a diferença entre os processadores ao executar determinadas tarefas, por exemplo, clicar em senhas, codificar conteúdo de mídia, criptografia.

Um teste sintético, em contraste com um teste realizado sob condições próximas à realidade, é capaz de fornecer uma certa pureza do experimento. Na verdade, é por isso que a escolha recaiu sobre os sintéticos.

É possível que, ao resolver tarefas específicas em condições de combate, você possa obter resultados extremamente interessantes e inesperados, mas ainda assim a “temperatura geral no hospital” esteja o mais próxima possível do que obtive dos resultados dos testes. Também é possível que, se você desativar a proteção do Spectre / Meltdown ao testar processadores da 9ª geração, eu possa obter melhores resultados. Mas, olhando para o futuro, direi que eles se mostraram muito bem.

Spoiler: Núcleo, threads e frequências dominam a bola.

Mesmo antes do teste, estudei cuidadosamente a arquitetura das famílias desses processadores, então esperava que não houvesse diferenças significativas entre as experimentais. Além disso, não é tão significativo quanto extraordinário: por que esperar por indicadores interessantes em testes se você fizer medições em processadores construídos, em essência, em um núcleo. Minhas expectativas foram atendidas, mas algo ainda não estava exatamente como eu pensava ...

E agora, de fato, os resultados do teste.



O resultado é bastante natural: quem tem mais fluxos e uma frequência mais alta, aponta. Assim, o i7-8700 e o i9-9900k estão à frente. A diferença entre o i7-7700 e o i7-7700k é de 10% no teste de rosca única e multithread. O i7-7700 fica atrás do i7-8700 em 38% e do i9-9900k em 49%, ou seja, quase 2 vezes, mas o atraso atrás do i7-9700k é de apenas 15%.



Links para resultados de testes:

Intel i7-7700
Intel i7-7700k
Intel i7-8700
Intel i7-9700k
Intel i9-9900k

Os resultados do The Phoronix Test Suite



No teste John The Ripper, a diferença entre os irmãos gêmeos i7-7700 e i7-7700k é de 10% a favor de "k", devido à diferença no Turbobust. Nos processadores i7-8700 e i7-9700k, a diferença é muito pequena. O i9-9900k ultrapassa todos devido a um número maior de threads e a uma frequência de clock mais alta. Gêmeos quase 2 vezes.



O resultado do teste C-Ray me parece o mais interessante. A presença da tecnologia Hyper-Treading no i9-9900k neste teste multithread dá apenas um pequeno aumento em relação ao i7-9700k. Mas os gêmeos ficaram para trás do líder em quase 2 vezes.




No teste Himeno de rosca única, a diferença não é tão grande. Uma diferença perceptível entre a 8ª e a 9ª geração dos gêmeos: i9-9900k ultrapassa-os em 18% e 15%, respectivamente. A diferença entre o i7-8700 e o i7-9700k está no nível de erro.



O teste de compressão de gêmeos 7zip passa 44-48% pior que o líder do i9-9900k. Devido ao maior número de encadeamentos, o i7-8700 supera o i7-9700k em 9%. Mas isso não é suficiente para ultrapassar o i9-9900k, por isso observamos um atraso de quase 18%.



O teste do tempo de compactação pelo algoritmo BZIP2 mostra resultados semelhantes: os threads vencem.



A codificação MP3 é uma “escada” com uma margem máxima de 19,5%. Mas no teste ffmpeg, o i9-9900k perde o i7-8700 e o i7-9700k, mas ignora os gêmeos. Eu refiz esse teste várias vezes para o i9-9900k, mas o resultado é sempre o mesmo. Isso já é inesperado :-) No teste multithread, o mais multi-threaded dos processadores testados apresentou um resultado tão baixo, inferior aos 9700k e 8700. Não há explicações claras para esse fenômeno, mas não quero fazer nenhuma suposição.



O teste openssl mostra uma “escada” com um espaço entre a segunda e a terceira etapa. A diferença entre os gêmeos e o líder i9-9900k é de 42% a 47%. A diferença entre o i7-8700 e o i9-9900k é de 14%. O principal é fluxos e frequências.



No teste, o Apache i7-9700k superou todos, incluindo o i9-9900k (6%). Mas, em termos gerais, a diferença não é significativa, embora exista uma margem de 24% entre o pior i7-7700 e o melhor i7-9700k.



Em geral, na maioria dos testes, o i9-9900k é o líder, falha apenas no ffmpeg. Você vai trabalhar com vídeo, é melhor usar o i7-9700k ou o i7-8700. Em segundo lugar na classificação geral do i7-9700k, está um pouco atrás do líder e até ffmpeg e apache nos testes. Portanto, aconselho com segurança ele e o i9-9900k àqueles que experimentam regularmente grandes afluxos de usuários no site. Os processadores não devem falhar. Eu já falei sobre o vídeo.

O i7-8700 possui bons benchmarks Sysbench, 7zip e ffmpeg.
Em todos os testes, o i7-7700k é melhor que o i7-7700 de 2% para 14%, no teste ffmpeg é de 16%.
Lembre-me de que não realizei nenhuma otimização, exceto as indicadas no início, o que significa que, quando você instala um sistema limpo no seu Dedik recém-adquirido, obtém exatamente os mesmos resultados.

Núcleos, fluxos, frequências - o nosso tudo

No geral, os resultados foram previsíveis e esperados. Em quase todos os testes, uma “escada para o céu” aparece, demonstrando a dependência do desempenho em relação ao número de núcleos, threads e frequências: acima de tudo, isso resulta em melhores resultados.

Como todos os assuntos são, na verdade, atualizações do mesmo núcleo no mesmo processo de fabricação e não apresentam diferenças arquitetônicas fundamentais, não foi possível obter evidências "impressionantes" de que os processadores são qualitativamente diferentes entre si.

A diferença entre os processadores i7-9700k e i9-9900k em todos os testes, exceto o Sysbench, tende a zero, pois na verdade eles diferem apenas na presença da tecnologia Hyper-Threading e cem megahertz adicionais no modo Turbo Boost do i9-9900k. No teste, o Sysbench é exatamente o oposto: ele não decide o número de núcleos, mas o número de threads.
Uma lacuna muito grande nos testes multithread entre i7-7700 (k) e i9-9900k, em locais até duas vezes. Há também uma diferença entre o i7-7700 e o i7-7700k - os 300 MHz extras adicionam velocidade ao último.

Além disso, não posso falar sobre o impacto qualitativo do cache nos resultados do teste - nós temos o que temos. Além disso, a proteção incluída da família Spectre / Meltdown deve reduzir significativamente o efeito de seu volume nos resultados do teste, mas isso não é exato. Se um leitor respeitado exigir “pão e circo” de nosso departamento de marketing, terei prazer em testá-lo com a proteção desativada.

Na verdade, se me perguntassem: qual processador você escolheria? - Para começar, eu contaria o dinheiro no meu bolso e escolheria o que é suficiente. Em resumo, do ponto A ao ponto B, você também pode chegar ao Zhiguli, mas o Mercedes é mais rápido e agradável. Os processadores baseados em uma arquitetura lidam de alguma forma com a mesma gama de tarefas - alguém está bem e alguém está bem. Sim, como o teste mostrou, não há diferenças globais entre eles. Mas a diferença entre i7 e i9 ainda está aqui.

Ao escolher um processador para algumas tarefas privadas altamente especializadas, como trabalhar com mp3, compilar a partir da fonte ou renderizar cenas tridimensionais com processamento de luz, faz sentido concentrar-se no desempenho dos testes correspondentes. Por exemplo, os designers podem examinar imediatamente o i7-9700k e o i9-9900k e, para cálculos complexos, usar um processador com a tecnologia Hyper-Threading, ou seja, qualquer pessoa, exceto o i7-9700k. Aqui eles governam os fluxos.

Por isso, aconselho que você escolha o que pode pagar, levando em consideração as especificações e ficará feliz.

Nos testes, usamos servidores baseados nos processadores i7-7700, i7-7700k, i7-8700k, i7-9700k e i9-9900k com 1dedic.ru . Qualquer um deles pode ser pedido com um desconto de 5% por 3 meses - entre em contato com o departamento de vendas com a frase de código "Eu sou da Habr". Ao pagar pelo ano menos outros 10%.

Durante toda a noite na arena Trashwind , administrador do sistema FirstDEDIC