Обзор и тестирование процессора Intel Core i7-6700K на базе новейшей микроархитектуры Skylake

Несмотря на лидирующие позиции на рынке процессоров с архитектурой х86 и в условиях, когда единственный конкурент не спешит предлагать решения с достойным уровнем быстродействия, компания Intel ни на мгновение не останавливается на достигнутом, а продолжает регулярно радовать компьютерное сообщество новинками. При этом чипмейкер старается придерживаться стратегии «Тик-так», ставшей своеобразным кредо силиконового гиганта из Санта-Клары, где на каждый «тик» производство полупроводниковых кристаллов переводится на очередной более тонкий технологический процесс, а на «так» внедряется новый дизайн процессорных ядер. Нынешний 2015 год выдался для Intel богатым на анонсы: в начале лета вендор представил 14-нм процессоры Broadwell-H, пришедшие на смену 22-нм Haswell. Это событие можно считать итерацией «тик», поскольку микроархитектура CPU не претерпела заметных изменений, но произошел переход на новый, более тонкий технологический процесс. Впрочем, Broadwell-H в исполнении LGA1150 являются не преемниками Haswell, а, скорее, позиционируется как отдельные нишевые решения, для которых ценится сочетание высокого быстродействия графической подсистемы и небольшого энергопотребления. Их жизненный цикл вряд ли будет долгим, поскольку уже в этом году Intel запускает производство целой продуктовой линейки Skylake, а прямо сегодня у нас с вами есть возможность познакомиться с флагманской моделью нового поколения — Core i7-6700K.


Intel Skylake. Платформа Sunrise Point

На данный момент публике представлены только две модели процессоров Intel Skylake: четырехъядерные Core i5-6600K и Core i7-6700K с разблокированными коэффициентами умножения, но начиная с 3-го кв. 2015 года производитель обещает насытить рынок разнообразными моделями, в том числе недорогими Core i3, Pentium и Celeron на базе новейшей микроархитектуры. На самом деле полупроводниковые кристаллы Skylake, изготовленные с соблюдением 14-нм норм производства, получили столько изменений, что пришлось внедрять новый разъем LGA1151, естественно, не совместимый ни с одним из существующих сокетов. Что характерно, чипмейкер пока не раскрывает подробностей об особенностях нового дизайна, но обещает поделиться информацией на форуме Intel Developers, который пройдет 18 августа 2015 года в Сан-Франциско. Впрочем, основные характеристики пары флагманских Skylake известны, они указаны в следующей таблице вместе со спецификациями Broadwell-H и старших Haswell.

Процессор Core i7-6700K Core i5-6600K Core i7-5775C Core i5-5675C Core i7-4790K Core i5-4690K
Ядро Skylake Skylake Broadwell-H Broadwell-H Haswell Haswell
Разъем LGA1151 LGA1151 LGA1150 LGA1150 LGA1150 LGA1150
Техпроцесс, нм 14 14 14 14 22 22
Число ядер (потоков) 4 (8) 4 4 (8) 4 4 (8) 4
Номинальная частота, МГц 4000 3500 3300 3100 4000 3500
Частота Turbo boost, МГц 4200 3900 3700 3600 4400 3900
L1-кэш, Кбайт 32 x 4 + 32 x 4 32 x 4 + 32 x 4 32 x 4 + 32 x 4 32 x 4 + 32 x 4 32 x 4 + 32 x 4 32 x 4 + 32 x 4
L2-кэш, Кбайт 256 x 4 256 x 4 256 x 4 256 x 4 256 x 4 256 x 4
L3-кэш, Мбайт 8 6 6 4 8 6
L4-кэш, Мбайт 128 128
Графическое ядро Intel HD Graphics 530 Intel HD Graphics 530 Iris Pro Graphics 6200 Iris Pro Graphics 6200 Intel HD Graphics 4600 Intel HD Graphics 4600
Частота графического ядра, МГц 1150 1100 1150 1100 1250 1200
Число унифицированных шейдерных процессоров 24 24 48 48 20 20
Поддерживаемый тип памяти DDR3L-1600
DDR4-2333
DDR3L-1600
DDR4-2333
DDR3L-1600
DDR3L-1333
DDR3L-1600
DDR3L-1333
DDR3-1600
DDR3-1333
DDR3-1600
DDR3-1333
TDP, Вт 91 91 65 65 88 88
Рекомендованная стоимость, $ 350 243 377 277 350 243

Что касается использования нового процессорного разъема LGA1151, то его можно объяснить очередным редизайном подсистемы питания. Да-да, интегрированный регулятор напряжения, которым оснащаются CPU Broadwell и Haswell, остался в прошлом, а его место занял классический VRM, расположенный на материнской плате. Очевидно, размещение преобразователя питания внутри полупроводникового кристалла показало свою невысокую эффективность, во всяком случае, такой «возврат к истокам» должны положительно оценить любители оверклокинга со стажем. Второй ключевой момент — долгожданное внедрение поддержки ОЗУ стандарта DDR4, эффективные тактовые частоты которой стартуют с 2133 МГц, но с сохранением обратной совместимости с модулями оперативной памяти DDR3L-1600. Впрочем, как показало недавнее тестирование Core i5-5675C процессоры Broadwell-H успешно функционируют c «планками» ОЗУ, напряжение питания которых составляет 1,5 В и выше, в том числе с оверклокерскими комплектами, рассчитанными для работы на повышенных частотах. Будем надеяться, что Skylake окажется не менее дружелюбным в плане работы с модулями ОЗУ.

Если говорить о различиях между Core i5-6600K и Core i7-6700K, то младшая модель не поддерживает технологию Hyper-Threading и функционирует на меньших частотах, а размер кэша L3 уменьшен на 25%. В отличие от Broadwell-H новинки лишены кэша L4, и, судя по всему, оснащаются менее мощным графическим ядром Intel HD Graphics 530, которое насчитывает 24 исполнительных модулей. Впрочем, есть сведения, что мобильные версии Skylake могут иметь в составе видеоподсистемы до 72 исполнительных блоков. К слову, на фоне уменьшения детализации технологического процесса для новейших процессоров определен тепловой пакет 91 Вт, это даже больше, чем у старших 22-нм Haswell, и сейчас сложно дать этому факту разумное объяснение. Что касается уровня быстродействия, то совокупность улучшений должна обеспечивать не менее 10% прироста относительно моделей предыдущего поколения.

Как уже было сказано, процессоры Skylake предназначены для работы в составе новой платформы, известной под кодовым именем Sunrise Point, основой для которой служат чипсеты Intel 100-й серии. На сегодняшний день производителем представлена флагманская модель системной логики Intel Z170, но уже в скором времени должны появиться «материнки» на базе чипсетов H110, B150, H170, Q150 и Q170. Платформа Sunrise Point имеет одночиповую компоновку, в которой микросхема системной логики играет роль «южного моста», отвечая за реализацию возможностей расширения, тогда как контроллеры ОЗУ и шины PCI Express 3.0 находятся в составе центрального процессора. Последний обеспечивает работу 16 линий, которые могут разделяться по схемам «x16+х0+х0, «х8+x8+х0» или «х8+x4+x4», тем самым обеспечивая работу технологий AMD CrossFireX и NVIDIA SLI.

Intel Z170

Если вспомнить про флагманский чипсет Intel Z97 для платформы LGA1150, то в сравнении с ним спецификации Intel Z170 выглядят следующим образом:

Модель Intel Z170 Intel Z97
Поддержка процессоров серии K + +
Поддержка CrossFireX/SLI + +
Конфигурация PCI-Express 3.0 x16
8+x8
8+x4+x4
x16
8+x8
8+x4+x4
Количество линий PCI-Express 20 (максимум) 8
Версия PCI Express 3.0 2.0
Поддержка PCI
Порты USB 10х USB3.0 (максимум)
14x USB2.0
6х USB3.0
10x USB2.0
Serial ATA 6x SATA 6Gb/s 6x SATA 6Gb/s
SATA Express + +
AHCI + +
RAID 0/1/5/10 + +
Smart Response + +

Несложно заметить, что системная логика Intel Z170 так же как и ее предшественница позволяет строить конфигурации AMD CrossFireX и NVIDIA SLI и поддерживает аналогичное количество портов SATA 6 ГБ/с, но предлагает до 20 линий PCI Express, причем, версии 3.0, тогда как Intel Z97 оснащена всего восемью каналами PCI Express 2.0. Кроме того, до 10 увеличено максимальное количество интерфейсов USB 3.0. Здесь следует понимать, что, очевидно, новый чипсет поддерживает технологию Flexible IO, впервые появившуюся в системной логике Intel 9-го поколения, которая позволяет увеличивать количество портов одного типа за счет сокращения числа других интерфейсов, так что производители материнских плат получат некую гибкость в реализации возможностей расширения. Но одним из главных преимуществ платформы Sunrise Point, которое наверняка придется по вкусу любителям разгона, является возможность плавного изменения базовой частоты, тогда как Intel Z97 позволял повысить BCLK со штатных 100 до 125, 167 или 250 МГц. Правда, пока не понятно, будет ли работать данная функция для Skylake без литеры «К» в наименовании модели, а также будут ли остальные чипсеты Intel 100-й серии поддерживать такую возможность.

Что касается нового процессорного разъема LGA1151, то внешне он ничем не отличается от сокетов LGA1155 и LGA1150, используется такое же отработанное годами конструктивное исполнение, и, что самое главное, не поменялись требования к системе охлаждения, поэтому, для отвода тепла от Skylake можно использовать кулеры, рассчитанные на крепление с расстоянием между отверстиями 75 мм.

Intel LGA1151

Очевидно, что в новый разъем не удастся установить процессоры Intel Ivy Bridge или Haswell, как не выйдет эксплуатировать новейшие Skylake на системных платах с разъемами LGA1150 или LGA1155. Так что, в случае приобретения CPU в исполнении LGA1151 обязательно придется покупать новую системную плату, и в этом, пожалуй, заключается один из немногих негативных моментов новейшей платформы.


Intel Core i7-6700K

Предоставленный на тесты процессор Intel Core i7-6700K, как водится, оказался инженерным экземпляром, так что с его помощью оценить комплект поставки розничных образцов не получится. Внешне отличить Skylake от Haswell, а тем более Broadwell-H, сможет только очень опытный глаз: у всех трех устройств полупроводниковый кристалл закрывает металлическая крышка, которая кроме защитных функций играет роль теплораспределителя, однако, новинка выделяется расположением вырезов в текстолитовой подложке, служащих для правильной ориентации процессоров в разъеме.

Intel Core i7-6700K
Слева направо: Core i7-6700K, Core i5-5675C и Core i7-4790K

С обратной стороны CPU отличаются количеством и расположением вспомогательных навесных компонентов, а также иной конфигурацией контактных площадок.

Intel Core i7-6700K
Слева направо: Core i7-6700K, Core i5-5675C, Core i7-4790K

Диагностические утилиты очень точно определяют спецификации новейшего Intel Core i7-6700K. В его составе трудятся четыре вычислительных ядра, но, благодаря работе Hyper Threading процессор способен обрабатывать одновременно восемь потоков вычисления. Каждое из ядер оснащено по 32 КБ кэша L1 для инструкций и данных, а также массивом кэш-памяти второго уровня объемом 256 КБ. Кроме того, старший Skylake оснащен массивом кэша L3, размер которого составляет 8 МБ при 16-канальной ассоциативности. Что касается набора SIMD-инструкций, то здесь никаких отличий от Intel Haswell и Broadwell-H не наблюдается: процессор поддерживает инструкции SSE4.1, SSE4.2, AVX, AVX2.0, FMA3, а также ускорение шифрования AES. В штатном режиме тактовая частота Core i7-6700K составляет 4000 МГц при напряжении 1,187 В, но за счет технологии Intel Turbo Boost при запуске приложений, не оптимизированных для многопоточного вычисления, процессор автоматически разгоняется до 4200 МГц с одновременным повышением Vcore до 1,231 В. Что касается Uncore-части и кэш-памяти 3-го уровня, то они функционируют в режиме 4000 МГц и могут тактоваться асинхронно с вычислительными ядрами. Следует заметить, что напряжения питания достаточно высоки как для 14-нм чипа, так что TDP 91 Вт удивления не вызывает. Зато, в моменты простоя функции энергосбережения сбрасывают частоту и напряжение на центральном процессоре до 800 МГц и 0,8 В соответственно.

Intel Core i7-6700KIntel Core i7-6700KIntel Core i7-6700K

Видеоподсистема Core i7-6700K состоит из графического ускорителя Intel HD Graphics 530, который, судя по мнению популярной диагностической утилиты GPU-Z 0.8.5, содержит 48 EU (Executive Units – исполнительных устройств). Впрочем, реальное количество EU равняется 24, что ровно на 20% больше, чем у процессоров Haswell, и они относятся к 9-му поколению Intel HD Graphics. Помимо увеличения вычислительной мощности улучшения коснулись блока Intel Quick Sync, который теперь на аппаратном уровне поддерживает не только декодирование, но и кодирование видеопотоков HVEC и VP-9. Графический акселератор под нагрузкой функционирует на частоте 1150 МГц, которая в 2D-режиме снижается до 350 МГц. Встроенная видеокарта поддерживает API DirectX 11.2, ускорение неграфических вычислений OpenCL и обеспечивает вывод изображения в разрешении до 4К на три независимых цифровых выхода.

Intel Core i7-6700K

Что касается оверклокинга, то процессоры Skylake предлагают два способа для разгона: увеличением базовой частоты или поднятием коэффициента умножения. Поскольку Core i7-6700K имеет незаблокированный множитель, был выбран второй способ, который впоследствии дал очень хорошие результаты. При использовании мощного воздушного кулера тестовый экземпляр заработал на частоте 4700 МГц, для обеспечения стабильности на которой Vcore было поднято до 1,35 В. В таком режиме наш Skylake проходил длительный стресс-тест в программе LinX 0.6.5, а температура самого горячего ядра хоть и достигла 97° С, но не вызвала активацию режима пропуска тактов. Тем временим кэш L3 работал в режиме 4500 МГц, а модули памяти функционировали на частоте 3100 МГц с таймингами 15-16-16-31-1Т при напряжении 1,4 В.

Intel Core i7-6700K

Конечно, судить о разгонном потенциале всех процессоров Skylake по результатам тестирования инженерного образца Core i7-6700K нельзя, тем не менее, частотный потенциал, который продемонстрировал новичок, недвусмысленно намекает, что производитель повысил эффективность термоинтерфейса между полупроводниковым кристаллом и крышкой теплораспределителя. Будем надеяться, что проблемы с перегревом, присущие процессорам Intel Ivy Bridge и Haswell остались в далеком прошлом. Вот на такой позитивной ноте предлагаю перейти к изучению тестовых стендов, после чего мы с вами сравним уровень быстродействия Skylake с представителем предыдущего поколения, а также оценим прирост от разгона.
Как же магична в своей красоте тишина...