Десктопный флагман Coffee Lake: обзор процессора Core i7-8700K

Компания Intel сегодня официально начинает продажи процессоров Intel Core 8-го поколения. Преждевременная утечка и последующий анонс вызвали настоящую бурю обсуждений. Ну, еще бы. Чипы семейства Coffee Lake хотя и производятся по 14-нанометровому техпроцессу, имеют увеличенное количество вычислительных ядер и объем кеш-памяти, что сулит значительный прирост производительности. Что же на практике получит владелец CPU нового семейства, мы выясняли во время тестирования 6-ядерного флагмана десктопной линейки – Core i7-8700K.

Архитектура и компоновка

Coffee Lake не удивляют какими-то глубинными архитектурными изменениями, у Intel здесь в целом все очень неплохо было и ранее, а вот настоящим тектоническим сдвигом стало увеличение количества вычислительных блоков. Впервые процессоры Core i7/Core i5 для массовой десктопной платформы получили 6 ядер, а Core i3 перешли в категорию 4-ядерных чипов. Качественные изменения проходили в течение всей истории разивития процессоров этих семейств, но вот количественные – впервые с момента появления чипов с архитектурой Nehalem в 2008 году.

Для производства процессоров Coffee Lake по-прежнему используется 14-нанометровый техпроцесс. Маятниковый принцип ежегодного явления новых архитектур и технологий производства уже канул в лету. Было бы наивным полагать, что подобные темпы удастся выдерживать бесконечно долго. Не стоит забывать и о том, что нынешняя интерпретация показателей техпроцесса давно перестала отображать фактическое расстояние между элементами, а скорее используются как некоторый маркетинговый инструмент. Причем различные производители имеют собственные толкования терминов «14 нм, «10 нм» и т.д. Эти значения отчасти отражают плотность компоновки элементов на единице площади кремниевой пластинки, но сами значения очень условны.

Несмотря на то, что технологические нормы производства Coffee Lake сохранены, технология изготовления кремниевых пластин была улучшена. Если учесть, что Intel начала использовать 14 нм еще в 2015 году, то очевидно, что за прошедшее время производителю удалось усовершенствовать процесс. При массовом производстве любое даже минимальное улучшение повышает выход годных кристаллов, снижая себестоимость их изготовления.

Взглянем на топологию кристалла Coffee Lake, который структурно очень похож на тот, что мы видели в случае со Skylake/Kaby Lake. Конечно, сразу можно обратить внимание на то, что количество вычислительных ядер увеличено с четырех до шести. Именно такова теперь топовая конфигурация кремниевой пластинки чипов Core 8-го поколения. Попутно с 8 МБ до 12 МБ увеличен максимальный общий объем кеш памяти третьего уровня (L3).

Графическая часть, получившая название Intel UHD Graphics 630 без количественных изменений. Здесь по прежнему 24 вычислительных модуля работающих на частоте до 1200 МГц. После увеличения количества блоков x86, визуально заметно уменьшилась удельная площадь, занимаемая интегрированной графикой. Теперь это около трети всего кристалла, тогда как ранее на GPU приходилась почти половина.

С некоторого времени Intel не раскрывает данные о количестве транзисторов, содержащихся в чипах, а также фактической площади кристаллов CPU. Если подсчитать число используемых полупроводников затруднительно, то вот с габаритами кремниевых пластинок все гораздо проще. Пытливые энтузиасты уже сняли теплораспределительную крышку с Coffee Lake. Как оказалось, площадь нового кристалла составляет порядка 151 мм², тогда как у Kaby Lake пластинка была компактнее – порядка 126 мм². То есть физический размер чипа увеличился примерно на 20%. Это значит, что площадь контакта с теплораспределительной крышкой будет больше, что важно с учетом высокой плотности передачи тепловой энергии. Здесь любой способ улучшения отвода тепла хорош. Конечно, рассчитывать на припой под крышкой процессора было бы верхом легкомыслия. Здесь Intel не удивила – для контакта с защитным теплораспределителем используется пластичный материал, он же «термопаста».

Модельный ряд Coffee Lake

Признаться, Intel приятно порадовала, уже на старте предложив хороший ассортимент Coffee Lake. Были предположения, что в составе первой волны окажутся только энтузиастские Core i7/i5 c разблокированными множителями, однако с приближением анонса стало понятно, что производитель готовит сразу шесть десктопных чипов – по две модели из семейств Core i7, Core i5 и Core i3.

Старшая линейка включает Core i7-8700K со свободным множителем и Core i7-8700 с несколько меньшими тактовыми частотами и тепловым пакетом. Шестиядерные чипы поддерживают технологию Hyper-Threading, позволяя одновременно обрабатывать до 12 потоков данных. Оба процессора имеют по 12 МБ кеша L3.

Новые процессоры Core i5 также получили по 6 вычислительных ядер. Core i5-8600K позволяет экспериментировать с разгоном, тогда как Core i5-8400 довольствуется менее агрессивной частотной формулой. Оба чипа имеют по 9 МБ кеша L3, при этом основным отличием от процессоров старшей линейки остается отсутствие поддержки Hyper-Threading.

В это все еще сложно поверить, но Core i3 наконец-то стали полноценными 4-ядерными чипами. Core i3-8350K имеет штатную рабочую частоту в 4,0 ГГц, а разблокированный множитель открывает доступ к экспериментам. Кроме того, старшая модель получила 8 МБ кеш-памяти L3. Младшая – Core i3-8100 – довольствуется 3,6 ГГц и 6 МБ L3. Оба процессора также номинально поддерживают DDR4-2400. Технология Hyper-Threading уже не доступна для Core i3, но этот тот случай, когда сожалеть не приходится – физические вычислительные блоки куда лучше виртуальных.

Тепловые пакеты у 6-ядерных чипов с разблокированным множителем заявлены на уровне 95 Вт, тогда как у Core i3-8350K – 91 Вт. А вот базовые модели в линейках укладываются в привычные рамки 65 Вт.

Что касается цены, то все очень даже оптимистично, учитывая характеристики новых CPU. Старшие 6-ядерные модели Coffee Lake с индексом «К» стоят на $15–20 дороже номинально предшествующих чипов семейства Kaby Lake, тогда как рекомендованная стоимость рядовых версий и вовсе идентична. 6-ядерный процессор Intel теперь можно будет купить за $182, а полноценный 4-ядерный чип обойдется всего в $117. Исторический момент, не иначе. Хотя, сильно уж обольщаться не стоит. Розничные цены, по крайней мере в начале продаж, уж точно окажутся выше рекомендуемых.

Платформа

Процессоры Coffee Lake предназначены для разъема LGA1151, однако для работы данных CPU все же понадобятся новые материнские платы на базе чипсетов Intel 300-ой серии. На старте будет доступен только старший представитель линейки – Intel Z370.

На первый взгляд функциональность Intel Z370 ничем не отличается от таковой для Intel Z270. Чипсет имеет 24 линии PCI Express 3.0, он так же умеет управляться с процессорными линиями PCI-E 3.0, разделяя их в пропорциях x16, х8+х8 или х8+х4+х4. Поддерживает шесть портов SATA 6 Гб/c, десять USB 3.0 (USB 3.1 Gen1) и до 14 USB 2.0. Конечно он позволяет работать с Intel Optane Memory и связан с процессором по той же шине DMI 3.0. В функциональной идентичности Intel Z370 и Intel Z270 можно убедиться даже на сайте производителя.

Почему же владельцы плат на Intel Z270 и младших чипсетах 200-ой серии не смогут использовать Coffee Lake? Дело в том, что для новых чипов предусмотрена иная электрическая обвязка.

Учитывая то, что в линейке процессоров появились 6-ядерные модели, производитель усилил цепи питания, задействовав дополнительно около трех десятков резервных контактов. Предложенный скриншот имеет не совсем верный масштаб, но позволяет визуально оценить увеличение активных контактов питания VCC, выделенных красным цветом.

Можно было бы предположить, что хотя бы новые Core i3 будут работать с платами предыдущих поколений, но и для 4-ядерных чипов используется тот же кристалл и электрическая разводка. Потому для Core i3 также понадобятся материнские платы на базе Intel 300.

На старте обновленной платформы представлен только топовый Intel Z370, а менее функциональные чипсеты линейки появятся лишь в 2018 году. До этого момента, даже если вы обзавелись самым доступным процессором Coffee Lake с заблокированным множителем, придется использовать относительно недешевую материнскую плату на Intel Z370. Увы, но в этом случае придется переплатить даже за те функции, которые не всегда получится использовать.

Производители плат уже подготовили целые линейки разнообразных моделей, которые поступают в продажу одновременно с процессорами Coffee Lake. Мы подготовили обзоры нескольких моделей (один, два), которые хотя и не несут каких-то функциональных откровений, но имеют достойное оснащение и позволяют экспериментировать с разгоном новых CPU.

В истории с обновление платформы не очень приятным моментом является и то, что обратная совместимость также не сохранена. То есть на платах c чипсетами Intel 300 нельзя использовать процессоры Skylake/Kaby Lake. Это куда меньшая потеря, чем отсутствие совместимости Coffee Lake c материнскими платами на Intel 100/200, но она также снижает возможности для поэтапного апгрейда.

Процессор Intel Core i7-8700K

Знакомство с чипами Coffee lake мы начали с топовой модели Core i7-8700K. Как мы уже отмечали, это 6-ядерная модель с поддержкой Hyper-Threading, позволяющей обрабатывать одновременно до 12 потоков данных. Чип имеет частотную формулу 3,7/4,7 ГГц. Относительно невысокое базовое значение не должно настораживать. На практике даже под нагрузкой на все вычислительные блоки процессор работает минимум на 4,3 ГГц, тогда как механизм Turbo Boost автоматически ускоряет отдельные ядра вплоть до 4,7 ГГц.

По сравнению с Core i7-7700K новый флагман получил не только два дополнительных вычислительных ядра, но и пропорционально увеличенный объем кеш-памяти. Емкость общего L3 увеличена с 8 МБ до 12 МБ. Тепловой пакет также незначительно возрос – с 91 Вт до 95 Вт. Однако, учитывая количественные изменения и лишь формальное снижение рабочих частот, даже удивительно, что обошлось такими мерами. Похоже, производителю действительно удалось улучшить техпроцесс изготовления кристаллов.

Учитывая что процессорный разъем остался неизменным, по внешнему виду процессор не сильно отличается от предшественника. Есть особенности размещении элементов на нижней поверхности, но не более того.

Разгон

Рассматривая материнские платы на Intel Z370, мы в экспресс-режиме оценили частотный потенциал нашего экземпляра Core i7-8700K. Результат, пожалуй, превзошел ожидания. Чип не только взял планку в 5000 МГц, но и оставался стабильным при 5100 МГц с воздушной системой охлаждения.

Да, напряжение питания понадобилось повысить до 1,34 В, но в любом случае это очень хороший результат, которого не часто удавалось достичь на 4-ядерных Kaby Lake. Не будем торопиться с окончательными выводами, все же у нас на тестировании оказался инженерный образец процессора, но если розничные экземпляры 6-ядерных чипов окажутся также податливы в частном плане, то это будет еще один аргумент «за».

Конфигурация тестового стенда

Производительность

Для оценки производительности Core i7-8700K мы использовали процессор Core i7-7700K, а конкурирующий лагерь представлял процессор AMD Ryzen 7 1700 (3,4/3,8 ГГц). На текущий момент данная 8-ядерная модель хотя и стоит несколько дороже чипов Intel ($400), но возможно после запуска Coffee Lake последуют ценовые корректировки.

Уже традиционно тест новых процессоров мы начинаем с Cinebench R15, который очень быстро позволяет сориентироваться в возможностях процессора на задачах многопоточной нагрузки. Рендеринг сцены нагружает все вычислительные блоки чипов. Тогда как однопоточный режим дает возможность оценить производительность на одно ядро/поток. Как видим, 8-ядерный Ryzen 7 1700X здесь вне конкуренции. Тот случай, когда количество позволяет получить нужный результат, несмотря на заметно более скромные показатели производительности в пересчете на один поток. Core i7-8700K заметно улучшает результаты Core i7-7700K, но даже этого оказалось недостаточно, чтобы догнать чип AMD.

GeekBench 4.1.3 представляет набор разноплановых задач. В многопоточном режиме Ryzen 7 1700X опережает Core i7-7700K даже несмотря на более скромные однопоточные показатели.

С архиваторами все сложно. 7-Zip прекрасно понимает и принимает все 16 потоков Ryzen 7, а вот WinRAR очень требователен к скорости и задержкам подсистемы памяти. Судя по очень очень серьезной прибавке при переходе с Core i7-7700K к Core i7-8700K, он также отлично распорядился увеличенным кешем, расположив там большую часть словаря.

Во время рендеринга в Blender процессоры Core i7-8700K и Ryzen 7 1700X идут буквально ноздря в ноздрю.

В тесте Fryrender, а также обработке видео в HandBrake и Adobe Premier Pro CC соотношение сил всех участников теста очень схоже. Core i7-8700K уверенно лидирует, а Ryzen 7 1700X располагается между показателями обоих чипов Intel, тяготея к показателям 4-ядерного Core i7-7700K.

Еще один синтетический тест с подтверждает такую расстановку сил.

Игры

Владельцам Core i7-7700K вряд ли приходилось жаловаться на недостаток производительности в играх. Четырехъядерных процессор с Hyper-Threading и высокой рабочей частотой хорошо справляется с текущими проектами. Способен ли Core i7-8700K еще улучшить ситуацию? Нет ведь предела совершенству. Со временем требования игр к ресурсам CPU могут увеличиться, а значит дополнительный запас не помешает. Позиции Ryzen 7 1700X в этой компании в целом предсказуемы, все еще немногие проекты имеют достойную оптимизацию под чипы с количеством ядер больше четырех. Тем не менее, статистом он тоже не будет.

Во время тестирования возможностей процессоров в играх мы использовали разрешение Full HD и пресеты со средними настройками качества графики. В таком случае нагрузка получается распределенной на процессор и видеокарту. Режимы с минимальным качеством картинки и разрешением 720p возможно оказались бы еще более наглядными, но они бесконечно далеки от реальных игровых ситуаций. В свою очередь 4K и графические режимы Ultra максимально снижают влияние процессора на конечный результат.

Перед игровыми тестами немного классической синтетики от Futuremark

Подтесты 3DMark показывают, что от Ryzen 7 1700X не стоит заведомо отмахиваться даже когда речь идет об игровой платформе. По крайней мере вычислительный потенциал 8 ядер позволяет ему не только спокойно обойти Core i7-7700K в тесте Fire Strike, но даже приблизится к Core i7-8700K.

Однако, суровая реальность бытия заставляет под другим углом посмотреть на соотношение сил. В штатном режиме работы Core i7-8700K имеет минимальное преимущество над Core i7-7700K, особо отметим повышение минимальных значений кадров/c, которые выходят за пределы погрешности измерений. Ryzen 7 1700X в нескольких проектах кряду уступает порядка 20–30%. Чипу AMD хорошо бы поддать до 4 ГГц, да заправить оперативной памятью DDR4-3200+. Но в стоке и на DDR4-2666 со средними таймингами его возможности выглядят скромнее, чем у Core i7.

Справедливости ради нужно отметить, что преимущество процессоров Intel не всегда столь заметно. В тех же Tom Clancy’s Ghost Recon Wildlands и The Witcher: Wild Hunt отличие куда скромнее – всего 5–10%. Core i7-7700K и Core i7-8700K идут очень ровно. Причем минимальное преимущество можно даже за Kaby Lake.

Hitman вроде и многопоточна, и хорошо отреагировала на увеличение ядер Core i7-8700K, а вот всех ресурсов Ryzen 7 1700X ей не нужно. В итоге очередная заметная просадка чипа AMD.

Rise of the Tomb Raider также отметила прибавку в количестве вычислительных ядер, отозвавшисть на появление Core i7-8700K. Конечно, прирост хотелось побольше, чем скромные 3%. Ryzen 7 1700X здесь тоже неплох, но до топовых Core i7 все же не дотягивает в таких режимах.

6-ядерный Core i7-8700K оказался лишь чуть расторопнее предшественника во время расчета ходов в Sid Meier’s Civilization VI. Улучшать результаты Core i7-7700K ой как непросто. С многопоточной оптимизацией в игре туговато, потому AMD-образной восьмерке приходится обдумывать все свои шаги дольше оппонентов.

А игровые тесты мы завершим на позитивной ноте, как для чипов Intel, так и AMD. Встроенный тест производительности процессоров в Ashes of the Singularity: Escalation регистрирует 25%-ное преимущество Core i7-8700K над Core i7-7700K. Хорошая многопоточная оптимизация может существенно сказываться на результатах. В свою очередь Ryzen 7 1700X несмотря на то, что фактическая рабочая частота чипа почти на 1 ГГц ниже, смог настичь флагмана линейки Kaby Lake.

Как видим, для преимущества Core i7-8700K в играх нужна хорошая многопоточная оптимизация. Разработчики двигаются в этом направлении, хотя не так активно, как хотелось бы. В любом случае, можно не опасаться того, что топовый Coffee Lake из-за заявленной базовой частоты окажется где-то медленнее Core i7-7700K. Отличие может быть в пределах погрешности измерений, да и то, скорее со знаком «плюс». В то же время Core i7-8700K предлагает больше вычислительных ресурсов и если они не востребованы самой игрой, то могут оказаться очень кстати, например, во время трансляций игровых сессий и записи видео.

Энергопотребление

Энергопотребление Core i7-8700K выше чем у Core i7-7700K, но под нагрузкой отличие укладывается в рамки 10–15 Вт.

Очень умеренная плата за дополнительные два физических ядра, увеличенный объем кеш-памяти и тот прирост производительности, который они обеспечивают.

Энергопотребление Ryzen 7 1700X повыше, но нужно признать, что в штатном режиме без дополнительного разгона показатели чипа AMD вполне приемлемые. 14-нанометровые чипы в этом отношении значительно лучше 32-нанометровых AMD FX.

Итоги

И все же, здоровая конкуренция – прекрасная вещь. Вряд ли еще в начале нынешнего года кто-то мог предположить, что процессоры Intel Core 8-го поколения станут настоящим откровением. Мы уже сбились со счету, получая ежегодные +5–10% к производительности при очередной смене поколения процессоров, а история о незыблемых позициях Core i5-2500K стала популярным мемом. На этот раз многое изменилось. Дополнительные  вычислительные блоки обеспечивают отличный результат.

Что касается Core i7-8700K, то 6-ядерный флагман линейки Coffee Lake оставляет очень приятные впечатления. Хорошая производительность на любых типах задач и особо впечатляющий прирост быстродействия в многопоточных приложениях. Минимальное увеличение цены и энергопотребления сполна оправдывают возможности нового CPU. Конечно, владельцев текущих систем c LGA1151 наверняка огорчит невозможность простого апгрейда, но тем, кто сейчас намерен собрать новую систему на популярной платформе, появление Coffee Lake будет очень кстати.