Обзор Intel Kaby Lake | Введение
Первые процессоры на базе архитектуры Intel Core седьмого поколения (известные под кодовым название Intel Kaby Lake ) с оптимизированным техпроцессом 14 нм+ начнут поставляться уже в сентябре. Модели с потребляемой мощностью 4,5 Вт (Y-серия) и 15 Вт (U-серия) дебютируют более чем в 100 OEM-системах, в основном это будут мобильные платформы, такие как устройства 2 в 1 и тонкие/лёгкие ноутбуки.
Новые процессоры Core имеют повышенную тактовую частоту и более агрессивный режим работы Turbo Boost. Кроме того, Intel внесла ряд улучшений в графическое ядро.
Поколение Intel Kaby Lake знаменует конец стратегии развития "тик-так", которой Intel придерживалась почти десять лет. Компания по-прежнему планирует выпускать новые решения каждый год, но вызовы Закона Мура подтолкнули Intel перейти к стратегии процесс-архитектура-оптимизация (PAO). Intel уже расширила свой традиционный двухлетний цикл: мы получили техпроцесс 32 нм в 2009 году и 22 нм в 2011 году, но переход на 14 нм состоялся только в конце 2014 года. Переход к техпроцессу 14 нм уже намекает на более длительный интервал между новой архитектурой и сокращение времени внедрения техпроцесса, так что новый цикл Intel PAO просто подтвердил наши подозрения, что Закон Мура требует существенной корректировки.
Перед нами третий процессорный дизайн Intel, основанный на техпроцессе 14 нм (Broadwell/Skylake/Intel Kaby Lake
), то есть это фаза оптимизации, которая подразумевает тонкую настройку базовой архитектуры Skylake. Основные элементы архитектуры, такие как конвейер обработки команд (выборка, декодирование, исполнение) останутся неизменными. Это означает, что показатель IPC (количество инструкции на тактовый цикл) должен остаться прежним. Однако Intel утверждает, что улучшенные транзисторы и межсоединения с техпроцессом 14 нм+ (об этом чуть позже) на 12% быстрее, чем в предыдущем поколении, а тактовая частота по сравнению с Skylake увеличена на 300-400 МГц.
Intel также поработала над повышением производительности ключевых компонентов блока, отвечающие за обработку задач мультимедиа. В Intel утверждают, что реализованные здесь улучшения в большинстве случаев существенно повышают скорость мобильных платформ, которые являются целевым сегментом новых процессоров и обещают компании хорошие перспективы роста.
Архитектура Core седьмого поколения (Kaby Lake)
Цикл обновления настольных ПК постепенно удлиняется с 3-4 лет до 5-6 лет. И хотя сегмент массовых ПК сужается (Intel отметила, что возраст большинства ПК уже составляет пять лет и более), сегмент решений для энтузиастов показывает здоровый рост. В прошлом году продажи процессоров серии K с разблокированным множителем для настольных ПК и ноутбуков выросли на 20% в годовом исчислении.
Конвертируемые решения формата 2 в 1 стали ещё большим катализатором роста, поскольку их цикл обновления составляет приблизительно восемь месяцев. В прошлом году объём продаж систем 2 в 1 вырос на 40% и, по прогнозам Intel, в следующем году он продолжит активный рост. На рынке уже сейчас представлено более ста продуктов 2 в 1 на базе чипов Skylake, от решений с низким энергопотреблением до высокопроизводительных систем. В Intel ожидают, что с появлением Intel Kaby Lake предлагаемый ассортимент ещё больше расширится.
Быстрый рост продаж демонстрирует сегмент ультратонких и лёгкие ноутбуков. В Intel отмечают, что по некоторым ключевым моментам продажи Chromebook опережают продажи планшетов. Сегмент мини-ПК, включая системы NUC, в прошлом году вырос на 60% - частично это связано с тем, что пониженный TDP позволяет производителям устанавливать больше вычислительной мощности в меньшее пространство.
Процессоры серии Y и U предназначены для большинства сегментов с высоким ростом. По прогнозам Intel, к концу года появится более 100 решений на базе Intel Kaby Lake . Как заявляют в компании, в различных задачах эти процессоры до 1,7 – 15 раз быстрее своих предшественников. Отмечаются также существенные усовершенствования в архитектуре обработки мультимедийных задач, которые увеличивают время работы устройства от батареи при воспроизведении видео в 4K.
У Intel весьма амбициозные цели. По плану компании, в первой половине следующего года должно выйти ещё 350 новый решений. Наиболее широко будут представлены системы 2 в 1 и сверхлёгкие устройства. В них будут реализованы новые функций, такие как сенсорный ввод, стилус, ИК-камеры для сканирования лица и другие биометрические датчики. По словам представителей Intel, появится более 120 устройств на базе Intel Kaby Lake с интерфейсом Thunderbolt 3, обладающим скоростью передачи 40 Гбит/с и мощностью до 100 Вт для зарядки. Также, по прогнозам Intel, более 100 систем будут оснащаться функцией Windows Hello (биометрический вход в систему), а также появятся более 50 решений с поддержкой UHD и более 25 устройств, оборудованных стилусом.
Самые тонкие конвертируемые устройства будут иметь толщину 10 миллиметров, а системы без крышки станут ещё тоньше. Некоторые конвертирующие модели без вентилятора будут иметь толщину 7 мм и определённо понравятся тем, кто гонится за тонкостью устройства.
Процессоры Intel Kaby Lake
будут охватывать несколько сегментов, но самые быстрые чипы серии H, которые Intel разрабатывала для мобильных платформ, ориентированных на энтузиастов (ноутбуки для игр), ЦП серии S (массовые десктопы), а также процессоры для HEDT (high-end desktop), рабочих станций и корпоративных систем появятся только в следующем году.
Intel по-прежнему уделяет много внимания энергоэффективности. В компании отмечают, что нижний порог потребляемой мощности архитектуры Core первого поколения (2010 год) составлял 18 ВТ, а к выходу Skylake удалось снизить этот показатель до 4,5 Вт. Intel Kaby Lake сохраняет это значение. Однако в Intel заявляют, что увеличили потолок эффективности (производительность на ватт) Intel Kaby Lake в два раза по сравнению со Skylake - получается, что по сравнению с продуктами первого поколения, совокупный скачок эффективности достигает десяти раз.
Обзор Intel Kaby Lake | Обзор технологий 14nm+, Tri-Gate и Speed Shift
Согласно Закону Мура, плотность транзисторов удваивается каждые 18 месяцев. К сожалению, Закон Мура часто пересекается с законами экономики, в частности с законом Рока, который утверждает, что стоимость основных фондов, используемых в производстве полупроводников, удваивается каждые четыре года. Для типичного производства требуются капиталовложения в размере примерно $14 млрд, поэтому для уменьшения техпроцесса нужно повышать розничную цену продукта, либо увеличивать период амортизации, который компенсирует возросшие инвестиции. Главное, найти правильный баланс между транзисторной плотностью и стоимостью производства. Intel уверена, что сможет и дальше успешно бороться с физикой, уменьшая размеры микросхем. Однако за удлинением традиционного цикла "тик-так" наверняка стоят увеличенные расходы на производство, разработку и исследования.
В основу Intel Kaby Lake положена микроархитектура Skylake, то есть конвейер (и пропускная способность IPC) остался неизменным. Оптимизации техпроцесса Intel 14нм+ направлены на создание более быстрых транзисторов, обеспечивающие рост тактовой частоты. Повышение тактовой частоты важно для однопоточных приложений, и в мобильной среде оно позволяет быстрее выполнить задачу и вернуться в режим простоя. В итоге, кроме частоты растёт и время автономной работы.
Косметический ремонт технологии Tri-Gate
Intel начала использовать технологию 3D tri-gate (аналогично FinFET) с переходо на 22-нм техпроцесс, позволивший увеличить производительность, оставаясь в пределах прежнего теплового пакета. К сожалению, 3D-транзисторы увеличили стоимость и сложность и без того дорогих архитектуры и техпроцесса.
По данным Intel, её процессоры на сегодня обладают самой высокой транзисторной плотностью, и, учитывая, что техпроцесс 14 нм+ не подразумевает уменьшение литографии, этот показатель остался неизменным. Вместо этого Intel оптимизирует свои транзисторы путем улучшения профиля затвора с более высокими плавниками и более широким шагом затвора. Также улучшена область диффузии транзистора.
В Intel не делятся точными размерами нового профиля плавника и шага затвора, но презентация на IDF 2014 года иллюстрирует предыдущие усовершенствования компании и масштаб проблемы. Хотя официально Intel не называет этот процесс технологией tri-gate следующего поколения, можно с уверенностью предположить, что это так.
С уменьшением литографии становится всё труднее прокладывать межсоединения - маленькие нити, соединяющие транзисторы. Транзисторы становятся быстрее и меньше, но медные межсоединения с уменьшением размеров становятся медленнее, поскольку могут нести меньше тока. Последние усовершенствования технологии межсоединений основаны на улучшении их изоляторов, но Intel отмечает, что добилась увеличения скорости межсоединений в технологии 14 нм+ за счёт оптимизации шага затвора и форматного соотношения.
По данным компании, в результате оптимизации техпроцесса 14 нм+ и межсоединений производительность выросла на 12%.
Повышенная тактовая частота – более быстрая технология Speed Shift
Одним из важнейших методов снижения энергопотребления является эффективное переключение различных режимов питания. Раньше о смене режима питания процессору сообщала операционная система, используя технологию EIST (Enhanced Intel SpeedStep). Однако задержка сигнала ограничивала её эффективность, и одновременно с архитектурой Skylake была представлена технология Speed Shift. Новая технология позволяет процессору управлять режимом питания самостоятельно, сокращая время задержки в 30 раз.
С появлением поколения Intel Kaby Lake технология Speed Shift не изменилась, и на графике выше можно увидеть, как она влияет на тактовые частоты. Ось X отвечает за время, а каждый график показывает время завершения одной и то же задачи с разными настройками. Вертикальная ось отображает изменение тактовой частоты во время теста.
Оранжевая линия показывает время выполнения теста на процессоре Core-i7-6500U (Skylake) с технологией EIST. Переключение на технологию Speed Shift (зелёная линия) снижает задержку перехода к более высоким частотам и сокращает время выполнения теста более чем в два раза.
Сочетание технологии Speed Shift и повышенных частот Turbo Boost у процессора Core-i7-7500U (Intel Kaby Lake , жёлтая линия) еще больше сокращает время выполнения задачи. Более высокая частота позволяет процессору быстрее возвращаться в режим бездействия, как следствие увеличивается время работы от батареи.
Кроме того, Intel предлагает уникальные функции для мобильных устройств, например технологию Intel Adaptive Performance (APT). Данная функция использует датчики, которые отправляют информацию в систему, чтобы улучшить управление электропитанием на аппаратном уровне. В Intel признались, что вендоры уже используют некоторые функции APT в существующих устройствах, но в компании утверждают, что устройства на базе Intel Kaby Lake имеют более тесную интеграцию с данной технологией. Вероятно, сам ЦП сможет использовать данные с датчика для управления Turbo Boost и Speed Shift, но пока мы ждём более подробной информации.
Компания продемонстрировала систему 2 в 1 Asus Transformer 3 толщиной 7 мм, которая адаптирует частоту и производительность, исходя из информации с датчика. Датчики температуры "поверхности" позволяют устройству определять и корректировать частоты. Если позволит тепловой режим, устройство сможет дольше оставаться в состоянии Turbo Boost. Акселерометры помогут корректировать производительность с учётом ориентации устройства. Например, компьютер переключится в режим более высокого энергопотребления, когда будет статично находится под углом 45 градусов (то есть, в док-станции). Если устройство находится под углом 90 градусов, значит пользователь держит его в руках, и потребляемая мощность будет понижена.
Начавшийся несколько дней назад 2017-й - год больших процессорных анонсов. Так, в этом году AMD должна представить процессоры на новой архитектуре Zen, а Intel собирается внедрить новую платформу для энтузиастов LGA2066. Но всё это - позже. В первые же дни наступившего года на первый план выходят другие процессоры - Intel Kaby Lake, представляющие собой ориентированных на массовые системы, где сейчас применяется платформа LGA1151, последователей Skylake.
И если честно, это - самый неинтересный анонс из всего того набора новинок, который ожидается в ближайшее время. Про Kaby Lake много чего известно уже давно, и вся эта информация не сильно придает оптимизма. Хорошо известно, что новый процессор представляет собой немного подрихтованный Skylake, а значит, никаких особых сюрпризов не несёт. Дело в том, что Kaby Lake, по сути, - вынужденная заплатка на полотне процессорных планов Intel, и сделана она сравнительно по-простому и на скорую руку.
Подобный малозначительный процессорный анонс уже однажды был в истории Intel — в 2014 году компания сорвала сроки выхода Broadwell и вынужденно обновляла ассортимент продукции за счёт и . Сегодняшняя ситуация во многом похожа: проблемы с внедрением следующего технологического процесса с 10-нм нормами заставляют Intel придумывать дополнительные промежуточные этапы в эстафете обновления процессоров.
Однако Kaby Lake - всё же не настолько проходная модель. В ней микропроцессорный гигант смог внедрить некоторые улучшения в графическом ядре, но самое главное, при производстве Kaby Lake теперь используется 14-нм техпроцесс второго поколения. Что всё это может дать обычным пользователям и энтузиастам, мы и проанализируем в настоящей статье.
⇡ Новый старый техпроцесс, или Что такое «14-нм+»
Ключевой для Intel принцип разработки новых процессоров, хорошо известный по кодовому названию «тик-так», когда внедрение новых микроархитектур чередовалось с переходом на более совершенные технологические процессы, забуксовал. Изначально каждая стадия в этом конвейере занимала 12-15 месяцев, однако ввод в строй новых производственных технологий с уменьшенными нормами постепенно стал требовать всё больше и больше времени. И в конце концов 14-нм техпроцесс окончательно сломал весь размеренный ритм прогресса. С выпуском процессоров поколения Broadwell возникли настолько критичные задержки, что стало понятно: регулярный и методичный «тик-так» больше не работает.
Так, мобильные представители семейства Broadwell попали на рынок почти на год позже, чем изначально планировалось. Старшие десктопные процессоры появились с почти полуторагодовой задержкой. А решения среднего уровня на этом дизайне и вовсе до стадии массовых продуктов не дошли совсем. Более того, внедрение микроархитектуры Broadwell в сложные многоядерные процессоры происходило настолько медленно, что, когда в середине прошлого года она наконец-то добралась до старших серверных продуктов, мобильный сегмент ушёл почти на два поколения вперёд - и это тоже явно ненормальная ситуация. Даже для компаний масштаба Intel поддержание в актуальном состоянии сразу нескольких процессорных дизайнов и нескольких производственных технологий представляет достаточно серьёзную задачу.
Не меньшие проблемы сулит и предстоящий переход на следующую производственную технологию, поэтому первые процессоры, выпущенные по 10-нм техпроцессу, можно ожидать не ранее второй половины 2017 года. Но если вспомнить, что Intel стала применять 14-нм технологию с третьего квартала 2014 года, а процессоры Skylake появились в середине 2015-го, то получается, что между Skylake и их 10-нм последователями образуется слишком продолжительная, двухгодичная пауза, способная отрицательно сказаться как на имидже компании, так и на продажах. Поэтому в конечном итоге Intel, чтобы избавиться от постоянного отставания от первоначальных планов и по возможности унифицировать свою продукцию, приняла решение кардинально поменять цикл разработки и добавить в него дополнительный такт. В результате вместо принципа «тик-так» теперь будет использоваться новый трёхступенчатый принцип «процесс — архитектура — оптимизация», который подразумевает более длительную эксплуатацию техпроцессов и выпуск по одним и тем же нормам не двух, а как минимум трёх процессорных дизайнов.
Это значит, что, в соответствии с новой концепцией, после Broadwell и Skylake теперь должен следовать не переход на 10-нм нормы, а выпуск ещё одного процессорного дизайна с использованием старых, 14-нм норм. Именно этот добавочный дизайн, разработанный в рамках дополнительной «оптимизации», и получил кодовое имя Kaby Lake. С его первыми носителями, ориентированными на использование в ультрамобильных устройствах, мы уже знакомы - они вышли в конце лета прошлого года. Теперь же компания расширяет ареал обитания Kaby Lake и на другие рынки, в том числе и на традиционные персональные компьютеры.
Ввиду того, что Kaby Lake - это своего рода экспромт, который был вынужденно спроектирован микропроцессорным гигантом на фоне проблем с переходом на 10-нм техпроцесс, оптимизации, заложенные в этот процессор, касаются не микроархитектуры, а в первую очередь технологии производства. Производитель даже говорит о том, что Kaby Lake выпускается с применением второго поколения 14-нм техпроцесса - 14-нм+ или 14FF+. Если коротко, то это означает, что в полупроводниковую структуру процессорных кристаллов внесены достаточно существенные изменения, но разрешение литографического процесса всё-таки осталось тем же. Конкретнее, фирменные трёхмерные транзисторы Intel (3D Tri-gate) в Kaby Lake получили , с одной стороны, более высокие кремниевые рёбра каналов, а с другой - увеличенные промежутки между затворами транзисторов, что фактически означает меньшую плотность расположения полупроводниковых устройств на кристалле.
К сожалению, Intel отказывается сообщать какую-либо конкретную информацию о том, насколько с выходом Kaby Lake изменился её 14-нм техпроцесс. И скорее всего, это связано с тем, что эти изменения можно посчитать некоторым шагом назад. Когда компания вводила в строй свою производственную технологию с 14-нм нормами и анонсировала процессоры поколения Broadwell, она охотно делилась деталями и утверждала, что её FinFET-техпроцесс превосходит аналогичные технологии, применяемые другими производителями полупроводников: TSMC, Samsung и GlobalFoundries. Теперь же, когда в рамках процесса 14-нм+ размеры и профиль транзисторов вновь изменились, их характеристики, по-видимому, выглядят уже не так выигрышно, как раньше.
Впрочем, абсолютные размерности транзисторов интересны лишь для теоретических рассуждений о том, кто из производителей полупроводников владеет самой передовой технологией. Нам же достаточно и качественного описания изменений. Увеличение высоты рёбер трёхмерных транзисторов, являющихся их каналом, открывает возможность для уменьшения сигнальных напряжений и, соответственно, минимизирует токи утечки. Расширение же промежутков между затворами, напротив, требует повышения напряжений, но зато снижает плотность полупроводникового кристалла и упрощает производственный процесс.
Эти два изменения, проведённые одновременно, отчасти компенсируют друг друга — и поэтому кристаллы Kaby Lake работают при тех же напряжениях, что и Skylake. Но зато Intel выигрывает на другом фронте: усовершенствованный техпроцесс даёт лучший выход годных кристаллов. Причём произошедшее разрежение в расположении транзисторов позволяет снизить их взаимное тепловое и электромагнитное влияние, а это влечёт за собой рост частотного потенциала. В результате Intel удалось обойтись без ухудшения характеристик энергоэффективности нового дизайна, но при этом получить более высокочастотную или даже оверклокерскую реинкарнацию Skylake.
Конечно, при этом возникают определённые вопросы, которые касаются себестоимости полупроводниковых кристаллов, выращенных по техпроцессу 14-нм+. Intel говорит, что усреднённая плотность транзисторов в Kaby Lake по сравнению с Skylake не изменилась, однако, скорее всего, это произошло благодаря редизайну и более рациональному задействованию неиспользовавшихся ранее областей кристалла. Тем не менее Intel, по-видимому, всё же потребовалось поменять часть оборудования на фабриках, где запущен выпуск Kaby Lake. На это, в частности, косвенно указывает растянутость анонса Kaby Lake по времени. Очевидно, запустить в массовое производство и ультрамобильные двухъядерные, и мощные четырёхъядерные кристаллы компания не смогла именно из-за необходимости перенастройки или переукомплектации производственных линий.
Но главное — то, что новый техпроцесс, который можно назвать третьим интеловским 3D tri-gate-процессом, действительно позволил компании наладить выпуск чипов с более высокой тактовой частотой. Например, базовая частота старшего десктопного Kaby Lake достигла величины 4,2 ГГц, в то время как флагманский Skylake имел на 200 МГц более низкую частоту. Конечно, в отсутствие улучшений в микроархитектуре всё это вызывает некие ассоциации с Devil’s Canyon, но Kaby Lake - это не просто разогнанный Skylake. Он получился благодаря глубокому тюнингу, который затронул полупроводниковую основу процессора.
⇡ Изменения в микроархитектуре, которых нет
Несмотря на существенные трансформации в производственной технологии, никаких улучшений на микроархитектурном уровне в Kaby Lake сделано не было, и этот процессор имеет ровно такую же характеристику IPC (число исполняемых за такт инструкций), как и его предшественник, Skylake. Иными словами, всё преимущество новинки состоит в способности работать на увеличенных тактовых частотах и в отдельных изменениях во встроенном медиадвижке, касающихся поддержки аппаратного кодирования и декодирования видео в формате 4K.
Впрочем, для мобильных процессоров даже кажущиеся незначительными нововведения могут давать заметный эффект. В конце концов, улучшение техпроцесса выливается в повышение энергоэффективности, а значит, новое поколение ультрамобильных устройств сможет предложить более продолжительное время работы от батареи. В процессорах же для настольных компьютеров мы можем получить дополнительный прирост на 200-400 МГц в тактовых частотах, достигнутый в рамках установленных ранее тепловых пакетов, но не более того.
При этом на одинаковых тактовых частотах Skylake и Kaby Lake будут выдавать совершенно идентичную производительность. Микроархитектура в обоих случаях одна и та же, поэтому даже привычному приросту производительности в пределах 3-5 процентов взяться попросту неоткуда. Подтвердить это несложно и практическими данными.
Обычно для иллюстрации преимуществ новых микроархитектур мы пользуемся простыми синтетическими тестами, которые чутко реагируют на изменения в тех или иных процессорных блоках. На этот раз мы воспользовались бенчмарками, входящими в комплект тестовой утилиты AIDA64 5.80. На следующих графиках приводятся показатели производительности старших четырёхъядерных процессоров поколений Haswell, Broadwell, Skylake и Kaby Lake, работающих на одной и той же постоянной частоте 4,0 ГГц.
Все три группы тестов: целочисленные, FPU и рендеринг методом трассировки лучей — сходятся в том, что на одинаковой частоте Skylake и Kaby Lake выдают совершенно идентичную производительность. Это подтверждает отсутствие каких бы то ни было микроархитектурных отличий. Следовательно, к Kaby Lake правомерно относиться как к Skylake Refresh: новые процессоры привносят прирост быстродействия только за счёт выросших частот.
Но и тактовые частоты Kaby Lake особого впечатления не производят. Например, когда Intel выпускала Devil’s Canyon, рост номинальной частоты достигал 13 процентов. Сегодня же прирост частоты старшей модели Kaby Lake по сравнению со старшим Skylake составляет всего порядка 7 процентов.
А если учесть, что в 14-нм процессорах Broadwell и Skylake предельные частоты откатывались назад по сравнению с 22-нм предшественниками, получается, что старший Kaby Lake всего лишь на 100 МГц превосходит по частоте Devil’s Canyon.
⇡ Линейка Kaby Lake для настольных компьютеров
Первые процессоры поколения Kaby Lake компания Intel представила ещё летом. Однако тогда это были лишь представители энергоэффективных серий Y и U, ориентированные на планшетные и ультрамобильные компьютеры. Все они имели только два ядра и графическое ядро класса GT2, то есть представляли собой сравнительно простые чипы. Основная же масса Kaby Lake, в том числе и четырёхъядерники, выходят только сейчас. Причём речь идёт об обновлении ассортимента сразу всех классов процессоров, включая 4,5-ваттные Core Y-серии; 15- и 28-ваттные Core U-серии с графикой HD Graphics и Iris Plus; 45-ваттные мобильные Core, в том числе и их версии со свободным множителем; 45-ваттные мобильные Xeon; а также набор процессоров S-серии для настольных компьютеров с тепловыми пакетами 35, 65 и 95 Вт.
Сегодняшний анонс затрагивает в общей сложности 36 различных моделей процессоров, из которых только 16 относятся к десктопным. Но именно о них мы будем говорить сегодня в подробностях.
Ранее при обновлении модельного ряда процессоров для настольных ПК компания Intel предпочитала разносить по времени выход четырёхъядерных и двухъядерных чипов. Но в этот раз план несколько иной. Компания всё равно не стала вываливать на рынок сразу весь ассортимент обновлённых LGA1151-процессоров, но первая партия десктопных Kaby Lake оказалась более массовой, чем обычно: она включает в себя не только четырёхъядерные Core i7 и Core i5, но и двухъядерные Core i3. То есть во время второго этапа обновления, который ориентировочно произойдёт весной, будут представлены лишь процессоры бюджетных семейств Pentium и Celeron.
Семейство десктопных процессоров Core i7 седьмого поколения (к которому относится дизайн Kaby Lake) включает в себя три модели:
| Core i7-7700K | Core i7-7700 | Core i7-7700T | |
|---|---|---|---|
| Ядра/потоки | 4/8 | 4/8 | 4/8 |
| Технология Hyper-Threading | Есть | Есть | Есть |
| Базовая частота, ГГц | 4,2 | 3,6 | 2,9 |
| 4,5 | 4,2 | 3,8 | |
| Разблокированный множитель | Есть | Нет | Нет |
| TDP, Вт | 91 | 65 | 35 |
| HD Graphics | 630 | 630 | 630 |
| 1150 | 1150 | 1150 | |
| L3-кеш, Мбайт | 8 | 8 | 8 |
| Поддержка DDR4, МГц | 2400 | 2400 | 2400 |
| Поддержка DDR3L, МГц | 1600 | 1600 | 1600 |
| Технологии vPro/VT-d/TXT | Только VT-d | Есть | Есть |
| Расширения набора инструкций | AVX 2.0 | AVX 2.0 | AVX 2.0 |
| Упаковка | LGA1151 | LGA1151 | LGA1151 |
| Цена | $339 | $303 | $303 |
В семейство Core i7 по-прежнему входят четырёхъядерные процессоры с поддержкой технологии Hyper-Threading, имеющие кеш-память третьего уровня объёмом 8 Мбайт. Но по сравнению с Skylake частоты новых Core i7 выросли на 200-300 МГц, а кроме того, у процессоров появилась официальная поддержка DDR4-2400. В остальном же новинки похожи на предшественников. На привычном уровне остались и рекомендованные цены: Kaby Lake заменят представителей семейства Skylake в старых ценовых категориях.
Примерно такая же картина складывается и с процессорами Kaby Lake, относящимися к классу Core i5. Разве что здесь ассортимент существенно шире.
| Core i5-7600K | Core i5-7600 | Core i5-7500 | Core i5-7400 | Core i5-7600T | Core i5-7500T | Core i5-7400T | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ядра/потоки | 4/4 | 4/4 | 4/4 | 4/4 | 4/4 | 4/4 | 4/4 |
| Технология Hyper-Threading | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет |
| Базовая частота, ГГц | 3,8 | 3,5 | 3,4 | 3,0 | 2,8 | 2,7 | 2,4 |
| Максимальная частота в турборежиме, ГГц | 4,2 | 4,1 | 3,8 | 3,5 | 3,7 | 3,3 | 3,0 |
| Разблокированный множитель | Есть | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет |
| TDP, Вт | 91 | 65 | 65 | 65 | 35 | 35 | 35 |
| HD Graphics | 630 | 630 | 630 | 630 | 630 | 630 | 630 |
| Частота графического ядра, МГц | 1150 | 1150 | 1100 | 1000 | 1100 | 1100 | 1000 |
| L3-кеш, Мбайт | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
| Поддержка DDR4, МГц | 2400 | 2400 | 2400 | 2400 | 2400 | 2400 | 2400 |
| Поддержка DDR3L, МГц | 1600 | 1600 | 1600 | 1600 | 1600 | 1600 | 1600 |
| Технологии vPro/VT-d/TXT | Только VT-d | Есть | Есть | Только VT-d | Есть | Есть | Только VT-d |
| Расширения набора инструкций | AVX 2.0 | AVX 2.0 | AVX 2.0 | AVX 2.0 | AVX 2.0 | AVX 2.0 | AVX 2.0 |
| Упаковка | LGA1151 | LGA1151 | LGA1151 | LGA1151 | LGA1151 | LGA1151 | LGA1151 |
| Цена | $242 | $213 | $192 | $182 | $213 | $192 | $182 |
Линейка четырёхъядерных процессоров Core i5 лишена технологии Hyper-Treading, обладает L3-кешем размером 6 Мбайт и по сравнению с Core i7 предлагает немного более низкие тактовые частоты. Но, как и в случае с Core i7, процессоры серии Core i5 поколения Kaby Lake быстрее своих предшественников на 200-300 МГц. В остальном же они унаследовали характеристики от Skylake без каких-либо существенных изменений.
Зато в серии Core i3 произошли важные перемены. При внедрении дизайна Kaby Lake в состав этого семейства в него был добавлен оверклокерский процессор с разблокированным коэффициентом умножения, который по сложившейся традиции получил литеру K в модельном номере.
Серия Core i3 объединяет двухъядерные процессоры с поддержкой технологии Hyper-Threading, оснащённые кеш-памятью третьего уровня объёмом 3 или 4 Мбайт. Характеристики новинок поколения Kaby Lake вновь повторяют спецификации соответствующих Skylake с разницей лишь в тактовых частотах, которые стали выше на 200 МГц.
| Core i3-7350K | Core i3-7320 | Core i3-7300 | Core i3-7100 | Core i3-7300T | Core i3-7100T | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Ядра/потоки | 2/4 | 2/4 | 2/4 | 2/4 | 2/4 | 2/4 |
| Технология Hyper-Threading | Есть | Есть | Есть | Есть | Есть | Есть |
| Базовая частота, ГГц | 4,2 | 4,1 | 4,0 | 3,9 | 3,5 | 3,4 |
| Максимальная частота в турборежиме, ГГц | - | - | - | - | - | - |
| Разблокированный множитель | Есть | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет |
| TDP, Вт | 60 | 51 | 51 | 51 | 35 | 35 |
| HD Graphics | 630 | 630 | 630 | 630 | 630 | 630 |
| Частота графического ядра, МГц | 1150 | 1150 | 1150 | 1100 | 1100 | 1100 |
| L3-кеш, Мбайт | 4 | 4 | 4 | 3 | 4 | 3 |
| Поддержка DDR4, МГц | 2400 | 2400 | 2400 | 2400 | 2400 | 2400 |
| Поддержка DDR3L, МГц | 1600 | 1600 | 1600 | 1600 | 1600 | 1600 |
| Технологии vPro/VT-d/TXT | Только VT-d | Только VT-d | Только VT-d | Только VT-d | Только VT-d | Только VT-d |
| Расширения набора инструкций | AVX 2.0 | AVX 2.0 | AVX 2.0 | AVX 2.0 | AVX 2.0 | AVX 2.0 |
| Упаковка | LGA1151 | LGA1151 | LGA1151 | LGA1151 | LGA1151 | LGA1151 |
| Цена | $168 | $149 | $138 | $117 | $138 | $117 |
Однако, помимо обновлённых версий привычных двухъядерников, в серии Core i3 теперь появилась принципиально новая модель - процессор Core i3-7350K, характерный имеющимися в нём оверклокерскими возможностями. Ранее среди двухъядерных процессоров у Intel подобных предложений никогда не было (эксперимент в виде - не в счёт), теперь же компания, похоже, решила официально понизить входной барьер в мир разгона. И Core i3-7350K представляется действительно очень интересным вариантом для стеснённых в средствах энтузиастов, ведь его цена на целых 30 процентов ниже стоимости оверклокерского Core i5. Причём весьма вероятно, что за счёт уменьшенного по площади ядра с невысоким тепловыделением этот процессор сможет порадовать и высоким разгонным потенциалом, который мы постараемся проверить на практике при первой же возможности.
Несколько слов следует сказать и о графическом ядре новинок. Все настольные процессоры поколения Kaby Lake получили одну и ту же встроенную графику уровня GT2, которая включает в себя 24 исполнительных устройства - ровно столько, сколько было в ядре GT2 у процессоров Skylake. А поскольку базовая архитектура GPU в новом процессорном дизайне не изменилась, 3D-производительность Kaby Lake осталась на старом уровне. Появление же в названии HD Graphics более высокого числового индекса 630 всецело связано с новыми возможностями аппаратного медиадвижка, в который были добавлены средства для быстрого кодирования/декодирования видео в форматах VP9 и H.265, а также полная поддержка материалов в 4K-разрешении.
⇡ Новые возможности Intel QuickSync
С точки зрения традиционных процессорных возможностей Kаby Lake не выглядит как серьёзный шаг вперёд по сравнению с Skylake. Такое ощущение создаётся из-за того, что в новом процессоре нет никаких микроархитектурных улучшений. Тем не менее Intel назвала новый процессор собственным кодовым именем — Kaby Lake, чем пытается донести мысль, что перед нами не просто Skylake с увеличенными рабочими частотами. И отчасти это действительно так. Некоторые принципиальные улучшения, которые могут быть заметны конечным пользователям, есть в графическом ядре новых CPU. Несмотря на то, что архитектура GPU процессоров Kaby Lake относится к девятому поколению (как и у Skylake), его мультимедийные возможности существенно расширились. Иными словами, базовый дизайн графического ядра (включая и число исполнительных устройств) в Kaby Lake остался старым, но блоки, отвечающие за кодирование и декодирование видеоконтента, претерпели значительные усовершенствования как в части функциональности, так и по производительности.
Самое главное: теперь медиадвижок Kaby Lake может полностью аппаратно ускорять кодирование и декодирование 4K-видео в формате HEVC с профилем Main10. В Skylake же, напомним, декодирование HEVC Main10 тоже было заявлено, но там оно было реализовано по гибридной схеме, и нагрузка распределялась между медиадвижком, шейдерами встроенного GPU и вычислительными ресурсами самого процессора. Из-за этого качественное воспроизведение достигалось лишь в случае 4Kp30-видео, более же сложные форматы качественно и без выпадения кадров проигрывать не получалось даже на старших моделях CPU. С Kaby Lake подобных проблем возникать не должно: новые процессоры декодируют HEVC-видео, опираясь на один только медиадвижок, и это позволяет им переваривать сложные профили и высокие разрешения без нагрузки на вычислительные ядра: с высокой эффективностью, без выпадения кадров и с низким потреблением энергии. Intel обещает, что у специализированных блоков медиадвижка Kaby Lake может хватить сил не только на воспроизведение 4K-видео с 60 и даже 120 кадрами в секунду, но и на одновременное декодирование до восьми стандартных AVC- или HVEC-потоков 4Kp30.
Кроме того, медиадвижок Kaby Lake получил аппаратную поддержку кодека VP9, разработанного Google. Аппаратное декодирование видео возможно с 8- и 10-битной цветовой глубиной, а кодирование - с 8-битной. В Skylake же работа с VP9-видео, так же, как и в случае с HEVC, осуществлялась по гибридной аппаратно-программной схеме. В результате Kaby Lake может оказаться весьма полезен для любителей посмотреть 4K-видео на YouTube, поскольку кодек VP9 активно внедряется именно в этом сервисе.
В общей сложности ситуация с аппаратной поддержкой в Kaby Lake различных форматов видео выглядит следующим образом:
| Kaby Lake | Skylake | |
|---|---|---|
| Аппаратное воспроизведение | ||
| H.264 | Да | Да |
| HEVC Main | Да | Да |
| HEVC Main10 | Да | Гибридное |
| VP9 8-бит | Да | Гибридное |
| VP9 10-бит | Да | Нет |
| Аппаратное кодирование | ||
| H.264 | Да | Да |
| HEVC Main | Да | Да |
| HEVC Main10 | Да | Нет |
| VP9 8-бит | Да | Нет |
| VP9 10-бит | Нет | Нет |
Блок-схема графической части Kaby Lake приведена на иллюстрации ниже. Структурных отличий от Skylake в ней почти нет, однако они присутствуют на более низком уровне. Так, в блок MFX (Multi-Format Codec) внедрена аппаратная поддержка HEVC Main10 и VP9. В результате именно этот блок получил возможность самостоятельного декодирования видео в форматах VP9 и HEVC с 10-битной глубиной цвета, а также кодирования HEVC с 10-битной цветностью и VP9 с 8-битной цветностью.
Помимо MFX, обновился и блок VQE (Video Quality Engine), отвечающий за работу аппаратного кодера. Нововведения направлены на улучшение качества и производительности при работе с AVC-видео. Так, Intel хочет постепенно внедрить возможность работы с HDR-контентом и планомерно расширяет поддерживаемую цветность на разных этапах конвейера. Однако нужно иметь в виду, что на данный момент все функции кодирования ориентированы только на цветовую субдискретизацию 4:2:0. Это не является проблемой при любительской работе с видео, но для профессиональных применений требуется более точное кодирование 4:2:2 или 4:4:4, которого в рамках Intel QuickSync пока нет.
Надо сказать, что обычно пользователи десктопных процессоров Intel уделяют не слишком много внимания возможностям медиадвижков. Ведь они являются частью графического ядра, которое в обычных производительных системах отключается в пользу дискретной видеокарты. Однако на самом деле в современных интеловских платформах медиадвижком можно пользоваться и при наличии дискретной видеокарты. Для этого необходимо лишь не отключать встроенную графику, а активировать её через BIOS материнской платы в качестве вторичного видеоадаптера. В этом случае в операционной системе будет обнаружено сразу два графических адаптера, и, после установки драйвера Intel HD Graphics, процессорный медиадвижок Intel QuickSync станет доступным для использования.
Приведём несколько простых примеров практической пользы такой конфигурации.
Вот, например, как обстоит дело с воспроизведением на Core i7-7700K сложного медиаконтента - 4Kp60 HEVC Main10-ролика с битрейтом около 52 Мбит/c. Декодирование выполняется с помощью Intel Quick Sync.
Выпадения кадров нет, загрузка процессора - на минимальных значениях. Это же видео встроенная графика Core i7-6700K и уж тем более процессоров с более ранними дизайнами не могла проигрывать без выпадения кадров. Поэтому для воспроизведения подобных роликов раньше приходилось опираться на программное декодирование, работающее только на высокопроизводительных платформах, да и то не всегда.
Другой пример - перекодирование видео. В рамках знакомства с Kaby Lake мы посмотрели на производительность перекодирования исходного 1080p-ролика различными программными и аппаратными кодерами. Для целей тестирования использовалась популярная утилита HandBrake 1.0.1, которая позволяет выполнять перекодирование как через Intel QuickSync, так и программно - с использованием кодеров x264 и x265.
В тестах применялся стандартный профиль качества Fast 1080p30.
Преимущества в производительности, которые можно получить при перекодировании с использованием аппаратных возможностей медиадвижка, - более чем существенные. Несмотря на то, что в обоих случаях был получен примерно одинаковый по качеству результат с битрейтом около 3,7 Мбит/с, движок Intel QuickSync может предложить в разы более высокую скорость перекодирования, которое к тому же происходит с минимальной нагрузкой на вычислительные процессорные ядра. Правда, скорость аппаратного перекодирования в Kaby Lake по сравнению с Skylake почти не выросла.
Ещё один пример - стриминг. Поскольку Intel QuickSync позволяет кодировать видео без нагрузки на вычислительные ядра процессора, стримеры для своих трансляций вполне могут обойтись одной системой с процессором Kaby Lake. Например, популярная программа для онлайн-трансляций OBS Studio поддерживает H.264-кодирование посредством интеловского медиадвижка и способна в этом случае работать параллельно с исполняемыми на дискретной видеокарте игровыми приложениями, не снижая их производительности.
Иными словами, даже в производительной системе, оснащённой внешней графической картой, применений для Intel QuickSync можно найти массу. И его возросшая в Kaby Lake функциональность приходится как нельзя кстати. Аппаратные мультимедийные возможности этого блока, который стал практически всеядным, действительно расширяют сферу применения типичного персонального компьютера.
Говоря о встроенном в Kaby Lake графическом ядре, нельзя не упомянуть, что оно, как и в Skylake, может поддерживать до трёх 4K-мониторов одновременно. Однако, несмотря на ожидания, врождённая поддержка интерфейса HDMI 2.0 в десктопных процессорах нового поколения так и не появилась. Это значит, что мониторы, подключенные через HDMI-порт, на большинстве материнских плат смогут обеспечить лишь максимальное разрешение 4096 × 2160 @ 24 Гц. Полноценное же 4K-разрешение, как и раньше, будет доступно лишь при использовании DisplayPort 1.2-подключения. Впрочем, существует и альтернативное решение, позволяющее производителям систем оборудовать HDMI 2.0-выходы, оно заключается в использовании добавочных конвертеров LSPCon (Level Shifter — Protocol Converter), устанавливаемых в DP-тракте. Однако такой подход, естественно, требует дополнительных затрат.
Тем не менее Intel обещает, что системы на базе процессоров Kaby Lake без особых проблем в части совместимости смогут воспроизводить премиальный 4K-контент, защищенный DRM (например, из премиум-аккаунта сервиса Netflix). При отсутствии порта HDMI 2.0 для этого подойдёт и система с DisplayPort, подключенная к 4K-телевизору или монитору с поддержкой HDCP2.2.
В итоге в медиадвижке Kaby Lake дан ответ на основную претензию к Skylake — по поводу отсутствия аппаратного ускорения 4Kp60 HEVC Main10. Плюс добавлены некоторые другие полезные возможности и усовершенствования, в результате чего встроенная графика Kaby Lake действительно лучше приспособлена для работы с набирающим популярность 4K-видео и с сервисами потоковой трансляции контента. Однако нужно иметь в виду, что одних только аппаратных усовершенствований для внедрения новых функций недостаточно, и впереди - большая работа по обновлению и адаптации программного обеспечения.
⇡ Чипсеты для Kaby Lake: Intel Z270 и другие
По традиции вместе с новыми процессорами Intel выводит на рынок и новые наборы системной логики. То есть, несмотря на то, что принцип «тик-так» сменился принципом «процесс — архитектура — оптимизация», с чипсетами всё осталось по-старому: они обновляются на каждом витке прогресса. Однако на этот раз незначительность усовершенствований в Kaby Lake по сравнению с Skylake позволила сохранить полную совместимость со старой платформой. Kaby Lake не только устанавливаются в уже знакомый нам процессорный разъём LGA1151, но и прекрасно работают в материнских платах со старыми наборами логики сотой серии.
Оптимизации, произошедшие в технологии производства новых процессоров, не потребовали изменений схемы питания. Она, как и в случае Skylake, у Kaby Lake должна находиться на плате, а не в процессоре. При этом требования к напряжениям и токам остались теми же, что и были раньше. А это значит, что никаких схемотехнических препятствий к установке Kaby Lake в старые LGA1151-платы нет. Единственное, что требуется для поддержки новых CPU старыми платами, - наличие в BIOS материнской платы соответствующего микрокода. И большинство плат на Z170 и других чипсетах прошлого поколения необходимое обновление своевременно получили.
Новые же наборы логики с модельными номерами из двухсотой серии спроектированы Intel скорее по привычке и просто для того, чтобы у производителей материнских плат появились какие-то основания для обновления платформ. Поэтому нет ничего удивительного в том, что по возможностям отличия от прошлых чипсетов получились минимальными и, можно сказать, даже косметическими. Никаких действительно полезных дополнений в виде поддержки интерфейсов USB 3.1 или Thunderbolt в Intel Z270 и прочих чипах серии не появилось, а главное улучшение, на которое напирает Intel, заключается в поддержке перспективных накопителей Intel Optane.
Вот как соотносятся между собой чисто технические характеристики старших чипсетов в сотой и двухсотой сериях:
| Intel Z270 | Intel Z170 | |
|---|---|---|
| Поддержка процессоров | LGA1151, Intel Core 6 и 7 поколений (Kaby Lake и Skylake) | |
| Конфигурация CPU PCI Express | 1 × 16x или 2 × 8x или 1 × 8x + 2 × 4x | |
| Независимые дисплейные выходы | 3 | |
| Слотов DIMM | 4 DDR4 DIMM или 4 DDR3L DIMM | |
| Поддержка разгона CPU | Есть | |
| Intel Optane Technology | Есть | Нет |
| Intel Rapid Storage Technology | 15 | 14 |
| Поддержка PCIe SSD в RST | Есть | |
| Макс. число PCIe SSD (M.2) в RST | 3 | |
| RAID 0, 1, 5, 10 | Есть | |
| Intel Smart Response Technology | Есть | |
| Технология I/O Port Flexibility | Есть | |
| Общее число высокоскоростных портов | 30 | 26 |
| USB-порты (USB 3.0), макс. | 14 (10) | 14 (8) |
| SATA 6 Гбит/с порты, макс. | 6 | |
| Линии PCI Express 3.0, макс. | 24 | 20 |
Причём в том, что касается главного маркетингового аргумента в пользу чипсетов двухсотой серии - поддержки Optane, Intel во многом лукавит. На самом деле накопители Optane не потребуют никаких специальных интерфейсов или разъёмов. Для работы им будет нужен обычный слот M.2 с заведённой в него шиной PCI Express 3.0 x4, и такие слоты есть на многих старых LGA1151-платах. В случае же новых наборов логики речь просто идёт о том, что в них число линий PCI Express несколько увеличено, и это позволяет производителям плат без проблем добавить на свои платформы более одного слота M.2. Дело в том, что, как предполагается, первые версии Intel Optane обычные SSD собой не заменят. Они получат крайне небольшие объёмы и будут позиционироваться в роли дополнительных кеширующих накопителей, поэтому под них предполагается отводить отдельный независимый слот, который в чипсетах двухсотой серии реализовать легче. Кроме того, для новых чипсетов будет сделан специальный Rapid Storage Technology-драйвер, в котором будут заложены некие оптимизированные для Optane алгоритмы работы, похожие по сути на новую версию технологии Intel Smart Response.
Таким образом, значимым отличием Z270 от Z170 следует считать не надуманную поддержку Optane, а увеличенное на четыре штуки (до 24) максимальное число поддерживаемых чипсетом линий PCI Express 3.0. Причём это изменение нашло отражение и в изменении схемы I/O Port Flexibility, в рамках которой теперь допускается одновременная реализация сразу 30 высокоскоростных интерфейсов. Количество портов SATA и USB при этом сохранилось на старом уровне, но в Z270 в стандарте USB 3.0 может работать не 8, а 10 портов.
Множество новых чипсетов двухсотой серии состоит не только из одного Intel Z270. Акцентировать внимание именно на нём мы решили потому, что он - самый оснащённый и единственный, поддерживающий разгон процессора (как через изменение множителей, так и частотой базового тактового генератора). Однако, кроме него, линейка новых наборов логики включает пару более простых потребительских чипсетов — H270 и B250, а также пару чипсетов для корпоративной среды - Q270 и Q250, которые выделяются наличием набора функций Intel Standard Manageability для удалённого управления и администрирования.
Наиболее же интересные для обычных пользователей H270 и B250 отличаются от Z270 не только отсутствием оверклокерских возможностей. В них сокращено число линий PCI Express 3.0 и портов USB 3.0, а также урезано количество M.2-интерфейсов, которые могут быть подключены к драйверу Intel RST. Кроме того, младшие наборы системной логики не позволяют делить процессорную шину PCI Express по нескольким слотам.
Полное представление о соответствии характеристик наборов логики двухсотой серии можно получить из следующей таблицы.
⇡ Тестовый процессор: Core i7-7700K
Для проведения тестирования нам был предоставлен старший представитель десктопной линейки Kaby Lake, Core i7-7700K.
Этот четырёхъядерный процессор с поддержкой технологии Hyper-Threading и 8-мегабайтным кешем третьего уровня имеет паспортную тактовую частоту 4,2 ГГц. Однако проверка показала, что в практических условиях частота Core i7-7700K составляет 4,4 ГГц при нагрузке на все ядра и 4,5 ГГц - при малопоточной нагрузке. Таким образом, по частотам старшему Kaby Lake удалось обогнать не только , но и старичка , который до недавних пор оставался самым высокочастотным процессором Intel для настольных систем.
Рабочее напряжение нашего экземпляра составило 1,2 В: здесь существенных отличий от процессоров прошлых поколений нет.
В состоянии простоя частота Kaby Lake снижается до 800 МГц, причём, помимо привычной технологии Enhanced Intel SpeedStep, процессором поддерживается и более новая технология Intel Speed Shift. Она передаёт управление частотой от операционной системы самому процессору. За счёт этого достигается значительное улучшение времени реакции на изменяющуюся нагрузку: процессор быстрее выходит из энергосберегающих состояний и в случае необходимости быстрее включает турборежим. Но есть и ограничение: технология Speed Shift работает лишь в Windows 10.
Слева - Core i7-7700K (Kaby Lake), справа - Core i7-6700K (Skylake)
Определённые изменения произошли и с внешним видом CPU. Правда, они носят скорее косметический характер. Например, от использования тонкого текстолита, который появился в Skylake, Intel в Kaby Lake не отказалась. Зато поменялась форма теплораспределительной крышки. У неё появились дополнительные приливы, которые увеличивают площадь контакта с подошвой кулера. Впрочем, на эффективность теплоотвода это, скорее всего, повлияет мало. Ведь главная проблема на пути тепла от процессорного кристалла - полимерный термоинтерфейс не лучшего качества, который располагается под процессорной крышкой. А в этом отношении все как прежде: высокоэффективный припой остаётся прерогативой флагманских процессоров в LGA2011-v3 исполнении.
Перемены есть и со стороны процессорного «брюшка». Впрочем, Kaby Lake сохраняет совместимость с гнездом LGA1151, поэтому отличий по сравнению с Skylake здесь совсем мало. Стабилизирующая схема осталась той же самой, так что набор навесных элементов сохранился. Небольшую разницу можно заметить лишь в их взаимном расположении.
Если 22-нм процессоры Intel Haswell Refresh появились в некотором плане спонтанно, как реакция на непредвиденные задержки с вводом в строй 14-нм техпроцесса, то 14-нм процессоры Intel Kaby Lake стали вполне запланированным явлением. Выход первых моделей Kaby Lake - их официальный анонс состоялся вчера во второй половине дня - ознаменовал ввод в практику новой трёхэтапной концепции Intel. Вместо двухфазной стратегии "тик-так", когда поэтапно за два года появлялся новый техпроцесс и новые ядра, в работу запущена трёхфазная стратегия "тик-так-так+". Третья фаза - это выпуск несколько улучшенных процессоров на более-менее отлаженной архитектуре. В общем, если вы ждали процессоры Intel Skylake, но до сих пор откладывали покупку, можете смело покупать процессоры Skylake Refresh. Простите, процессоры Kaby Lake.
Первыми моделями на новых ядрах стали три процессора Kaby Lake-Y и Kaby Lake-U. Первые - для планшетов и трансформируемых ноутбуков, вторые - для того, что раньше называлось ультрабуком. Модели процессоров для обычных ноутбуков и настольные процессоры Kaby Lake появятся в начале следующего года. Новинки нельзя назвать в полной мере SoC. Южный мост выполнен на отдельном кристалле и помещён на одну подложку с процессором. Также надо отметить, что модели Kaby Lake-Y повышены в статусе. Из трёх представленных моделей две принадлежат к высшему свету в виде линеек Core i5 и i7. Только младшая идёт в линейке Core m3.
Базовые характеристики процессоров предполагают работу в пределах TDP 4,5 Вт для Kaby Lake-Y т 15 Вт для Kaby Lake-U. При этом сценарные режимы потребления могут быть повышены до уровня 7 Вт и 25 Вт, или понижены до уровня 3,5 Вт и 7,5 Вт. Всё на усмотрение производителей ноутбуков. До конца года, кстати, на новых процессорах будет выпущено порядка ста разновидностей мобильных ПК и планшетов.
Со времён выхода Skylake архитектура вычислительных ядер не претерпела изменения. Поднять тактовую частоту Kaby Lake по сравнению с похожими по характеристикам моделями Skylake компании Intel помог улучшенный (и отлаженный) 14-нм техпроцесс, который она называет 14nm+. В общем случае Intel утверждает о 12% преимуществе новинок по производительности и о 19% преимуществе при работе в Интернете.
Более существенные изменения внесены в блок по обработке видеопотоков. Разработчики обеспечили полное аппаратное ускорение при декодировании и кодировании потоков HEVC (H.265). Встроенный блок в реальном режиме времени без привлечения ресурсов вычислительных ядер обрабатывает до 8 потоков видео с разрешением до 4K с частотой 30 кадров в секунду. При этом встроенные графические ядра остались теми же, что в процессорах Skylake. Наконец, процессоры Intel Kaby Lake-Y и Kaby Lake-U обзавелись шиной PCI Express 3.0, что позволит подключать к ним, например, высокоскоростные SSD.
Команды Intel и AMD объединились, чтобы немного осадить "зелёных" из Nvidia с их мобильными видеокартами, и обещают нам тонкие и мощные игровые ноутбуки . То есть новые процессоры Intel Kaby Lake G, усиленные графикой AMD Vega M, по производительности могут опережать карты GTX 1060 Max-Q, потребляя при этом меньше энергии. Звучит впечатляюще, не так ли?
Как показала январская выставка CES (Consumer Electronics Show), взрывное событие должно произойти в этом году; как раз во время начала открытой пресс-конференции Nvidia – этого большого технологического шоу, Intel объявила о своих планах прервать гегемонию Nvidia в массовом секторе мобильного игрового рынка.
Информация к размышлению
Сроки выпуска Intel Kaby Lake G
Машины, оснащенные новыми процессорами Intel с графикой Radeon, могут появиться в конце марта. Мини-компьютеры Intel NUC Hades Canyon будут отгружены в конце марта.
Спецификации Intel Kaby Lake G
Чипы Kaby Lake G будут выпускаться с двумя основными вариантами графики Vega M: первый – с 20 вычислительными блоками и 1280 ядрами GCN, и второй – с 24 вычислительными блоками и 1536 ядрами GCN. В обоих вариантах предусмотрено 4 ГБ памяти HBM2. Все компоненты CPU, включая Core i5, будут четырехъядерными и восьмипоточными.
Архитектура Intel Kaby Lake G
В чипах серии G используются CPU с относительно старой архитектурой Kaby Lake на базе 14-нм техпроцесса, оснащенные модифицированным графическим чипом Radeon Vega, подключенным через PCIe 3.0. Чип Vega M подключается к памяти HBM2 через внутреннее соединение Intel EMIB.
Производительность Intel Kaby Lake G
Intel обещает лучшую, чем у карт Nvidia, производительность в играх с обоими вариантами графики – Vega M GH и Vega M GL, при этом по результатам игровых тестов чипы с 24 вычислительными блоками превосходят GTX 1060 Max-Q на 10%, а чипы с 20 вычислительными блоками в некоторых тестах опережают GTX 1050 на 40%.
Новые процессоры Kaby Lake G обещают нам массовые игровые ноутбуки, для которых не будет необходимости дополнительно приобретать тяжелые и сильно греющиеся дискретные видеокарты Nvidia или AMD. Одна только экономия места дает возможность делать ноутбуки с более емкими батареями, более эффективными и менее шумными вентиляторами, или просто более компактные игровые ноутбуки со сниженным энергопотреблением.
Появление смешанного чипа с CPU Intel Core и графикой Radeon Vega показывает, насколько сильно обе компании хотят вытеснить Nvidia с прибыльного рынка игровых ноутбуков. За последние три года рынок игровых ноутбуков вырос в общей сложности на 42%, и это в мире, где Apple старается доказать вам, что компьютер свое отжил, и все остальные говорят, что уже никто больше не покупает настольные ПК.
Несмотря на острые в прошлом отношения, AMD и Intel по ряду противоречий достигли компромисса – чисто денежный интерес может оказаться хорошим посредником – поскольку, как знает любой знаток Total War, враг моего врага – мой друг. Или поставщик встроенной графики на заказ.
Сроки выпуска Intel Kaby Lake G
После предварительного анонса в январе 2018 г. (еще до CES), мы не рассчитывали увидеть ноутбуки, раскручивающие новые гибридные чипы Intel/AMD, до весны этого года. В общем, мы полагали, что конец марта – это очень оптимистичный срок начала выпуска для любых машин, где могут применяться процессоры Kaby Lake G / Vega M.
У Intel есть собственный мини-компьютер NUC Hades Canyon, оснащенный графикой Vega M GH, который они собираются выпустить на рынок в конце марта, и мы сомневаемся, что найдется много производителей ноутбуков, которые могли бы опередить Intel по части заготовок с графикой Vega M. Хотя мы знаем, что Dell и HP точно планируют выпускать системы с новыми чипами.
Когда мы наконец сможем пощупать руками живые ноутбуки с графикой Vega M GH – зависит от конкретных производителей. Intel с определенностью говорит только о мощности 100 Вт применительно к настольному мини-компьютеру NUC, но мы уже почти не надеемся увидеть, как все 1536 ядер GCN будут работать в компактном игровом ноутбуке, способном на разрешение 1080p и частоту кадров 60 fps.
Спецификации Intel Kaby Lake G
На этом рисунке показана часть нового процессора Intel от AMD – довольно интересная штука. Как вы сами можете догадаться, говорить про компоненты CPU скучно – там везде используется страшно унылая архитектура Kaby Lake с 14-нм техпроцессом. Для этого, вероятно, требуется соответствующее настроение + знание внутренней кухни, но меня все больше и больше утомляют попытки Intel в каждом релизе представлять одну и ту же архитектуру как что-то новое.
Это подразумевает всё те же четыре ядра и восемь потоков по всем направлениям, без каких-либо сногсшибательных шестиядерных решений, которые приведут в восторг мобильный рынок, когда они в конце концов выпустят серию Intel Coffee Lake-H где-то через год.
Тем не менее, некоторый интерес представляет чип Intel Core i5 с поддержкой HyperThreading и собственными восемью потоками. Это отличает его от большинства процессоров Core i5, а единственная разница между ним и Core i7 состоит в том, что он имеет немного более низкую тактовую частоту и меньший общий объем кэша.
Но, как я уже сказал, мы сейчас рассматриваем действительно интересный графический чип Vega M, который предлагается в двух различных вариантах: Vega M GH и Vega M GL, что означает соответственно высокий (Vega M Graphics High) и низкий (Vega M Graphics Low) уровень графики.
Графический компонент топ-уровня Vega M GH в серии G используется только в чипах с Core i7 и имеет полный комплект из 24 вычислительных блоков (CU, Compute Unit). Каждый CU включает в себя 64 ядра GCN, то есть в общей сложности GPU содержит 1536 ядер. Частоты этого GPU – и базовая, и Turbo – естественно, намного ниже, чем у аналогичных графических процессоров Vega для настольных ПК, но, тем не менее, выход на тактовую частоту 1200 МГц – это очень приличный результат для чипа с пониженным энергопотреблением, дающего при этом 100 Вт TDP.
Процессоры Vega M GL включают в себя 20 CU, то есть содержат в общей сложности 1280 ядер GCN. Для сравнения – это на 256 ядер больше, чем в графическом процессоре RX 560 Polaris. Поскольку эти чипы дают 65 Вт TDP, значения их тактовых частот, естественно, будут ниже – в режиме Turbo они выходят на отметку только 1 ГГц.
Кроме того, похоже, судя по спецификациям, что чипы GL, предлагающие производительность 32 пикселя за такт, имеют вдвое меньше блоков растровых операций (ROP, Render OutPut unit) по сравнению с чипами GH, которые предлагают 64 пикселя за такт. Этот показатель имеет наибольшее значение, когда речь идет о постобработке (post-processing) и сглаживании (anti-aliasing) – возможно, эти настройки надо будет немного снизить, если вы будете играть на машине с графическим процессором Vega M GL.
Что касается памяти, то все чипы серии G имеют 4 ГБ памяти поколения HBM2 (High-Bandwidth Memory – память с высокой пропускной способностью), которая подключена непосредственно к GPU.
Также в серии G присутствует один разблокированный чип – Core i7 8809G, который недавно появился в списке разблокированных процессоров Intel, так что тут нет ничего удивительного.
Это значит, что с Core i7 8809G вы, счастливчики, сможете пользоваться обоими приложениями для оверклокинга – WattMan от AMD и XTU от Intel. А так как разблокирован весь чип, то вы получаете доступ к продвинутым настройкам CPU, GPU и памяти HBM2. Однако, остальные четыре процессора серии G полностью заблокированы. Возможно, это говорит о том, что 8809G останется переходным чипом для настольных мини-ПК, таких как NUC Hades Canyon, и не пойдет в ноутбуки серии G с графикой высокого уровня Vega M GH.
Два чипа – i7 8809G и 8709G – предназначены для мини-компьютеров NUC Hades Canyon, которые Джон Десридж (John Deatherage), директор по маркетингу направления Intel NUC, на недавнем брифинге назвал “машиной виртуальной реальности Intel”. Теперь вы понимаете, почему эти компьютеры получили наименование Hades Canyon (каньон Аида), раз их директор по маркетингу носит имя DEATHeRAGE, располагающее к стремлению в подземное царство теней…
Это будут удивительно мощные компактные машины, однако заявление, что в части графики они смогут удовлетворять всем требованиям, которые предъявляет VR-гейминг, будет некоторым преувеличением. Я понимаю, что планка требований к графическому процессору у NUC несколько снижена, но думаю, что вам пришлось бы изрядно потрудиться, чтобы запустить на NUC Fallout 4 VR в соответствии со всеми требованиями к игровому процессу.
Архитектура Intel Kaby Lake G
Основы архитектуры новых чипов Kaby Lake G с графикой Vega M хорошо известны уже сейчас, за исключением сложностей, связанных со встроенным мостом EMIB (Embedded Multi-die Interconnect Bridge).
Архитектуре CPU Kaby Lake уже больше года – в январе прошлого года мы представляли ее в результатах наших тестов. К тому же она практически идентична 14-нм архитектуре Skylake, которая вышла в 2015 г. Но, как я уже сказал, это в порядке вещей…
По правде говоря, архитектура GPU AMD Vega с момента своего выхода в прошлом году тоже успела стать вполне понятной. Ее ключевые особенности – это технология RPM (Rapid Packed Math) и контроллер HBCC (High Bandwidth Cache Controller). RPM по сути позволяет графическому процессору выполнять две математические инструкции за время одной, хотя и с небольшой потерей точности. Но в играх это не является проблемой, поскольку там не требуется 32-битная точность вычислений, в отличие от профессиональной обработки данных.
Компонент HBCC позволяет GPU использовать часть системной памяти в качестве расширенного фреймового буфера, что может пригодиться, когда у вас в процессоре с Vega M только 4 ГБ видеопамяти. Этот высокоскоростной контроллер памяти оказывается кстати, когда 4 ГБ памяти HBM2 не хватает. Наличие 1024-битной шины памяти предполагает высокую пропускную способность: 205 и 179 ГБ/с у чипов GH и GL соответственно.
С графическим процессором Vega вы также получаете доступ ко всем новинкам AMD в части программного обеспечения. Последнее обновление AMD Adrenalin – лучший драйвер из числа тех, которые они выпустили в обозримом прошлом. Для этой разновидности мобильных чипов отлично подходит технология Radeon Chill, позволяющая предельно минимизировать затраты энергии, и, следовательно, экономить заряд батарей во время игры. А также вы сможете пользоваться технологиями FreeSync и FreeSync 2.
Но, возможно, самое интересное в этой разработке – то, каким образом в Intel собрали все это вместе. Они целиком заказали у AMD специально модифицированный графический процессор Vega, но для подключения к нему HBM2 использовали свою собственную схему EMIB. Метод EMIB, который Intel представила в прошлом году, позволяет связывать воедино различные архитектуры и микросхемы с помощью моста с высокой пропускной способностью.
Однако они не стали применять технологию EMIB для подключения GPU Vega к CPU Intel Core. Это соединение осуществляется весьма традиционным способом - с помощью восьми линий PCIe 3.0 (PCIe 3.0 8х), в то время как другие восемь линий оставлены для подключения к CPU накопителя на базе PCIe.
Это как раз тот пункт, который AMD могла бы выполнить лучше Intel, если вспомнить их собственный вариант встроенной графики в мобильных APU Ryzen. Применение AMD собственной внутренней шины Infinity Fabric для соединения CPU и GPU в одном чипе следует считать более удачным техническим решением по сравнению с компоновкой Intel Vega M, которая все-таки по существу является простой комбинацией дискретных чипов GPU и CPU, а не высокоэффективным единым чипом. Будет ли AMD самостоятельно выпускать что-либо более масштабное, чем мобильные процессоры Ryzen? Вероятнее всего, нет – ни с таким числом ядер GCN, каким может похвастаться модифицированный GPU Vega M, ни с видеопамятью HBM2.
Но Intel скорей всего стала бы отстаивать свою схему динамического распределения питания, основанную на программном обеспечении, обращая внимание на разницу в эффективности двух разных подходов – "красной" и "голубой" команды – к использованию графики Vega в мобильных формах. Intel утверждает, что технология Dynamic Tuning почти на 20% эффективнее.
Vega также включает в себя систему подвода питания к каждому CU, которая позволяет графическому процессору выключать целые кластеры ядер GCN, если они в данный момент не используются. И, поскольку серия G базируется на мобильных компонентах Kaby Lake-H, вы также получите графику Intel HD – на те случаи, когда вам не нужна высокая производительность графики Radeon и вас устроит качественный средний уровень. Хотя я думаю, что Intel слегка преувеличивает, говоря, что серия G укомплектована “двумя изумительными графическими подсистемами.”
Производительность Intel Kaby Lake G
Нам придется характеризовать производительность чипов Kaby Lake G со слов Intel, так как реальные машины, которые могли бы продемонстрировать нам новые процессоры, пока не поступили на наши испытательные стенды. Надеемся, что к тому времени у нас будет и более широкий выбор ноутбуков AMD Ryzen Mobile для сравнительного тестирования.
И, кто знает – возможно, Nvidia также выпустит в конце марта комплектующие для ноутбуков на базе архитектуры Volta. Да, я сам в себе сомневаюсь…
Тем не менее, результаты составленной Intel подборки тестов показывают, что топовые компоненты Vega M серии G для ноутбуков способны превзойти GTX 1060 Max-Q в среднем на 10%, предлагая 60 fps на разрешении 1080p с высокими настройками. Это действительно впечатляет, даже с учетом того факта, что чипы Max-Q Design в принципе работают примерно на 10% медленнее, чем стандартные мобильные видеокарты Nvidia. Таким образом, можно говорить о том, что графика Vega M GH потенциально соответствует уровню производительности, который мы в настоящее время видим в игровых ноутбуках ценой от $1500.
А теперь представьте, сколько будут стоить ноутбуки с процессорами Kaby Lake G…
Будет ли этой производительности достаточно для того, чтобы NUC Hades Canyon с графикой Vega M GH мог реально претендовать на настоящий VR-гейминг, – надо еще посмотреть. Хоть они и называют его машиной виртуальной реальности, но вам, вероятно, придется поработать с NUC над тем, чтобы получить в VR-играх достаточно гладкий игровой процесс с приличными характеристиками, – но не затем, чтобы забыть про ланч и/или чувство собственного достоинства.
Чип с Vega GL оказался даже более удачным, если говорить о сравнении его с соответствующим компонентом от Nvidia: тесты Intel показывают, что его производительность превосходит производительность мобильного чипа Nvidia GTX 1050 на 30-40%. Понятно, что Intel демонстрирует результаты, соответствующие наиболее оптимистичному сценарию, но они все равно впечатляют.
Результаты сравнения с GTX 1050 Ti не были представлены, зато известно, что TDP графического процессора Vega M GL – 65 Вт – почти не отличается от суммарного TDP (GPU + CPU), что понятно. С графикой Vega M GL вы вряд ли получите 60fps на разрешении 1080p с высокими настройками, но даже выход на отметку 40fps будет вполне достойным результатом. Это средние показатели, но не менее интересно будет отметить минимальные значения частоты кадров и времени отрисовки одного кадра у обоих чипов Vega M серии G.
В начале 2017 года интел решила порадовать любителей компьютерного железа, представив
процессоры нового поколения. Семейство новых процессоров именуется Kaby Lake, которые, как и процессоры 6-го поколения (Skylake), изготавливаются по 14-нанометровому техпроцессу.Немного сведений о процессорах 7-го поколения
Как известно, ранее Intel, до выпуска Kaby Lake, выпускала процессоры по определенной стратегии («Tick-Tock»), раз в два года менялась процессорная микроархитектура и раз в два года менялся техпроцесс производства. Но смена микроархитектуры и техпроцесса были сдвинуты друг относительно друга на год, так что раз в год менялся техпроцесс, затем, через год, менялась микроархитектура, потом, опять через год, менялся техпроцесс, и т. д. Однако долго выдерживать столь быстрый темп компания не смогла и в итоге отказалась от этого алгоритма, заменив его на трехгодичный цикл. Первый год идет внедрение нового техпроцесса, второй год - внедрение новой микроархитектуры на базе существующего техпроцесса, а третий год - оптимизация. Таким образом, к «Tick-Tock» добавили еще год оптимизации. Если следовать новой стратегии компании, то получается, что сначала Intel выпускает Skylake , а дальше на базе этого поколения, оптимизирует архитектуру и энергопотребление процессоров, к тому же, Skylake, Kaby Lake и Cannon Lake будут работать на одном сокете (LGA 1151).
Чем интересен Kaby Lake?
Чтобы ответить на данный вопрос, сравним два поколения процессоров: Skylake иKaby Lake.
Как и ранее, семейство «камней» имеет в наличии линейки Celeron, Pentium, Core i3, i5и i7.
В Skylake их спецификации выглядят примерно так:
Celeron – 2 ядра, 2 потока (без Hyper-Threading) до 3 Ггц
Pentium – 2 ядра, 2 потока (без Hyper-Threading) до 3.6 Ггц
Core i3 – 2 ядра , 4 потока ( с Hyper-Threading) до 3.9 Ггц
Core i5 - 4 ядра , 4 потока ( без Hyper-Threading) до 3.9 Ггц c Turbo-Boost
Core i7 – 4 ядра , 8 потоков ( с Hyper-Threading) до 4 Ггц с Turbo-Boost
Из-за досадной ошибки Intel, Skylake имел возможность разгона процессоров без разблокированного множителя, что сделало популярными такие процессоры как: Core i5 6400/6500/6600; Core i7 6700, без учета того, что i5 6600K и i7 6700K оставались желанными. Core i3 6100 так же стал очень востребованным и часто применялся в дешевых сборках для игр. А вот Pentium остались не у дел, как и Celeron.
С Kaby Lake все немного по-другому. В Intel решили внести интересные изменения, благодаря чему спецификации Kaby Lake выглядят по-другому:
Celeron – 2 ядра, 2 потока (без Hyper-Threading) до 3.2 Ггц
Pentium – 2 ядра, 4 потока (с Hyper-Threading) до 3.7 Ггц
Core i3 – 2 ядра , 4 потока ( с Hyper-Threading) до 4.2 Ггц
Core i5 - 4 ядра , 4 потока ( без Hyper-Threading) до 4.2 Ггц c Turbo-Boost
Core i7 – 4 ядра , 8 потоков ( с Hyper-Threading) до 4.5 Ггц c Turbo-Boost
Kaby Lake принес пользователям заметно повышенные частоты, новые встроенные графические ядра, «оверклокерский» Core i3 7350K с возможностью разгона, а такжеHyper-Threading в семейство Pentium. Если порассуждать на тему того, какое из нововведений окажется полезнее, можно прийти к выводу, что Hyper-Threading для Pentium-ов является самой интересной «фичей» Kaby Lake, ведь разгон двухъядерного i3 – дело сомнительное, что уже доказано много раз на примере i3 6100, который разгонялся путем «нечестного» разгона.
Именно благодаря Hyper-Threading процессоры Pentium снова «в строю» ведь новыеPentium G4560/4600/4620 по своей производительности идентичны Core i3, а цена на них почти в 2 раза ниже! Такие «пентиумы» гарантированно будут популярны благодаря все тем же недорогим компьютерам для игр. Что касается i5 и i7 – с ними все по-старому, младшие i5 7400/7500, а так же «оверклокерские» i5 7600K и i7 7700K останутся востребованными среди пользователей, в чьи задачи входит что-то более требовательное к ресурсам системы, чем серфинг в интернете, общение в социальных сетях и просмотр фильмов/сериалов.
Итог
Разочарований по поводу Kaby Lake точно нет. Из главных «интересностей» можно отметить прирост тактовых частот и, конечно же, Hyper-Threading в Pentium. Кроме того, процессоры K-серии семейства Kaby Lake разгоняются лучше, чем их аналоги семейства Skylake.
Похожие статьи
