4 листопада 2021 року корпорація Intel представила нову процесорну архітектуру Alder Lake і шість перших моделей процесорів на її основі. Зміни виявилися настільки масштабними, що сама Intel проводить, можна сказати, вододіл між тим, що було до Alder Lake, і тим, що буде тепер із цією архітектурою. У перспективі ми сподіваємося познайомитися з новими процесорами й оцінити їхню перевагу над наявною лінійкою з ядром Roсket Lake, а сьогодні спробуємо проаналізувати прогрес Intel Core за останні чотири роки на прикладі чотирьох поколінь процесорів різних класів із ядрами восьмого, дев’ятого, десятого й одинадцятого поколінь мікроархітектури Intel Core: Coffee Lake, Coffee Lake Refresh, Comet Lake і Rocket Lake-S.
Для цього в кожному з поколінь ми вибрали по дві-три моделі процесорів, що відрізняються за характеристиками і вартістю, і протестували їх у популярних бенчмарках, додатках та іграх. Завдання виявилося простим за задумом, але водночас вельми трудомістким за реалізацією, оскільки за два з гаком тижні тільки систему довелося перезібрати 10 разів, а проведених циклів тестів взагалі не злічити. Проте, результати вийшли досить цікаві і, як нам здається, корисні на практиці, оскільки всі протестовані процесори досі можна придбати.
1. Короткий огляд процесорів — учасників тестування
Отже, серед основних учасників тестування в нас дев’ять процесорів Intel Core трьох поколінь і трьох різних класів від молодшого Core i3-8100 на ядрі Coffee Lake до старшого Core i7-10700F на ядрі Comet Lake-S. Відразу скажемо, що для тестів зібрати вдалося не всі необхідні моделі, але основний «кістяк» все ж був витриманий.
Ми намагалися вибирати процесори без вбудованого графічного ядра, якщо це було можливо. Усі ці процесори об’єднує той факт, що вони випущені за нормами 14-нм техпроцесу, до якого неофіційно додавалися то один плюсик, то два. Тепер коротко згадаємо всі ці процесори, згруповані за трьома класами: Intel Core i3, Core i5 і Core i7. Окремо було протестовано один Intel Core i9.
Intel Core i3
Молодшу групу представляють три процесори сімейства Intel Core i3, куди увійшли i3-8100 на ядрі Coffee Lake, i3-9100F на ядрі Coffee Lake Refresh і i3-10100F на ядрі Comet Lake-S.
Незважаючи на той факт, що між першим і другим процесором минуло майже півтора року, відрізняються вони незначно. Обидва мають тільки чотири ядра без підтримки HT (hyper-threading), однакову кеш-пам’ять третього рівня об’ємом 6 Мбайт і тепловий пакет 65 Ватт. Єдина помітна перевага i3-9100F над попередником полягає в турбо-частоті, яка може підвищуватися до 4,2 ГГц, тоді як у i3-8100 межа частоти дорівнює 3,6 ГГц.
А ось i3-10100F на ядрі Comet Lake-S, що вийшов у жовтні минулого року, вже можна назвати кроком уперед, оскільки, крім архітектурних поліпшень, за тих самих чотирьох ядер він одержав підтримку HT і можливість роботи з вісьмома потоками, турбо-частоту до 4,3 ГГц на одному ядрі та, формально, підтримку швидшої оперативної пам’яті DDR4-2666. Щоправда, в його випадку знадобилася зміна сокета з LGA1151v2 на LGA1200 і нові материнські плати. Тепловий пакет був збережений на тих же 65 ватах, а роздрібна вартість виявилася навіть нижчою, ніж у двох попередніх моделей, і сьогодні становить всього 6 599 рублів (найдешевший процесор тесту).
Intel Core i5
У другій групі у нас «чотирьохсоті» процесори Intel Core i5, серед яких i5-8400 з ядром Coffee Lake, i5-9400F з ядром Coffee Lake-R і i5-10400F на ядрі Comet Lake-S. Перші два випущені в конструктивному виконанні LGA1151v2, а третій — в LGA1200, і всі вони шестиядерні.
Як і в молодших моделях, перші два практично не відрізняються: обидва мають по шість ядер без можливості розпаралелювання, 9-мегабайтний кеш третього рівня, і частоти, що відрізняються лише на 0,1 ГГц, на користь i5-9400F (що Intel робила ті самі 1,5 року з жовтня 2017-го по лютий 2019-го, взагалі незрозуміло).
Свіжіший i5-10400F, також анонсований у жовтні 2020 року, не тільки поміняв сокет, а й дістав підтримку HT (6 ядер/12 потоків), збільшену до 12 Мбайт кеш-пам’ять третього рівня, а також турбо-частоту до 4,3 ГГц. При цьому рекомендована Intel вартість залишилася на рівні i5-9400F і дорівнює 157 доларам США (роздрібна все ж трохи вища).
Додамо, що до цієї трійці дуже вдало підійшов би ще й Intel Core i5-11400(F), але цю модель процесора до часу проведення тестів не вдалося дістати.
Intel Core i7
На черзі старша (але не флагманська) серія процесорів Intel Core i7. У якій нам, на жаль, не вдалося дістати Intel Core i7-8700 на першій версії ядра Coffee Lake. Тому щоб витримати кількість процесорів у цьому блоці, що дорівнює трьом, як і в двох попередніх, до i7-9700F і i7-10700F ми додали Core i7-11700KF.
Щоправда, відсутність Intel Core i7-8700 компенсується процесором Intel Core i5-10400F, який за характеристиками дуже близький до нашого «прогульника», не рахуючи турбо-частоти (у i7-8700 вона може досягати 4,6 ГГц, а в i5-10400F тільки 4,3 ГГц). Всі інші базові характеристики у цих моделей процесорів однакові. Що ж стосується Intel Core i7-9700F, то це чистокровний восьмиядерник без HT з турбо-частотою до 4,7 ГГц і 12-мегабайтним кешем L3.
Зі свого боку, Intel Core i7-10700F отримав підтримку HT і 16 потоків, турбо-частоту до 4,8 ГГц і 16 Мбайт L3. Випущений всього на півроку пізніше за нього Intel Core i7-11700KF на ядрі Rocket Lake-S, вирізняється турбочастотою до 5,0 ГГц, удвічі більшим об’ємом кеш-пам’яті другого рівня на кожне ядро, тепловим пакетом 125 Вт і формальною підтримкою пам’яті DDR4 з ефективною частотою 3200 МГц. Ну, є ще такі дрібниці, як 20 ліній PCI-E проти 16 і розблокований множник. Знову ж таки, все це без урахування архітектурних змін, які ми залишимо для спеціалізованих статей, що давно вийшли.
Intel Core i9-11900K
Поза конкурсом, як «вершину» покоління Rocket Lake-S, що передує Alder Lake, додано Intel Core i9-11900K.
Нагадаємо, що в його розпорядженні вісім ядер і шістнадцять потоків, турбо-частота до 5,3 ГГц, розблокований множник і навіть вбудована графіка Intel UHD 750.
Що ж, нехай теж буде в списку, хоча б для того, щоб подивитися на різницю з Intel Core i7-11700KF.
Технічні характеристики процесорів
Якщо ви ще не втомилися від майоріння в очах назви «Intel», то саме час подивитися на характеристики процесорів, які беруть участь у тестуванні та одного процесора, що не бере участі в ньому.
2. test configuration, tools and testing methodology
All processors were tested under absolutely identical conditions on the following configurations:
Motherboards:
- ASUS TUF Z390-Plus Gaming Wi-Fi (Intel Z390, LGA1151v2, BIOS 3004 dated 09.08.2021);
- ASRock Z590 Taichi (Intel Z590, LGA1200, BIOS 1.90 dated 06/21/2021);
Processors:
- Intel Core i3-8100;
- Intel Core i3-9100F;
- Intel Core i3-10100F;
- Intel Core i5-8400;
- Intel Core i5-9400F;
- Intel Core i5-10400F
- Intel Core i7-9700F;
- Intel Core i7-10700F;
- Intel Core i7-11700KF;
- Intel Core i9-11900K;
Система охолодження процесора:
- Noctua NH-D15S chromax.black (два 140-мм вентилятори Noctua NF-A15 на 810-1520 об/хв);
Термоінтерфейс:
- Arctic MX-4 (теплопровідність 8,5 Вт/(м-К));
Оперативна пам’ять:
- DDR4 2 × 8 Гбайт G.Skill TridentZ [F4-3600C16D-16GTZSW], XMP 3600 МГц 16-16-16-36 CR2 при 1,35 В;
Відеокарта:
- NVIDIA GeForce RTX 2080 SUPER Founders Edition 8 Гбайт/256 біт, 1650-1815(1930)/15504 МГц із розгоном до 1770-1935(2050)/18304 МГц;
Накопичувачі:
- для системи і бенчмарків: Netac NVMe SSD 1 Тбайт (NT01N950E-001T-E4X);
- для бенчмарків: Intel SSD 730 480 Гбайт (SATA III, BIOS vL2010400);
- для ігор і бенчмарків: Western Digital VelociRaptor 300 Гбайт (SATA II, 10000 об/хв, 16 Мбайт, NCQ);
- архівний: Samsung Ecogreen F4 HD204UI 2 Тбайт (SATA II, 5400 об/хв, 32 Мбайт, NCQ);
Корпус:
- Thermaltake Core X71 (шість 140-мм be quiet! Silent Wings 3 PWM [BL067], 990 об/хв, три — на вдув, три — на видув);
Панель управління і моніторингу:
- Zalman ZM-MFC3;
Блок живлення:
- Corsair AX1500i Digital ATX (1,5 кВт, 80 Plus Titanium), 140-мм вентилятор.
Усі процесори тестувалися без розгону в номінальному режимі роботи. Однак у BIOS материнських плат були прибрані всі обмеження з енергоспоживання й активовані максимально продуктивні режими налаштувань (якщо такі були в конкретних процесорів). Оперативна пам’ять працювала на частоті 3,6 ГГц з основними таймінгами 15-15-15-30 CR2 і з додатковим налаштуванням вторинних таймінгів.
Додамо, що відеокарту ми розігнали до частот 1770-1935(2050)/18304 МГц.
Усі ігри тестувалися тільки в роздільній здатності 1920 × 1080 пікселів при ультра-налаштуваннях графіки, але без використання згладжування. Ми навмисно використовували максимальні налаштування якості, оскільки деякі методики використовують ресурси центрального процесора. Сенсу тестувати процесори з вищою роздільною здатністю на розігнаній NVIDIA GeForce RTX 2080 SUPER немає, оскільки продуктивність буде обмежена можливостями відеокарти. Крім цього, ми скоротили число ігор з 15 до 8 (+2 бенчмарка), залишивши тільки найбільш процесорозалежні з них.
Тестування було проведено в операційній системі Microsoft Windows 10 Pro версії 21H1 (19043.1320). Драйвери відеокарти — NVIDIA GeForce 496.13 WHQL. У тестах температурного режиму і енергоспоживання ми використовували утиліти Prime95 30.6 build 4 і HWiNFO64 7.13-4950. Як і в попередній статті, з бенчмарками, додатками та іграми ознайомимося вже по ходу аналізу результатів.
3. Результати та аналіз тестування
Продуктивність у додатках
Робота з оперативною пам’яттю у старших процесорів цілком закономірно ефективніша, ніж у молодших. Але, заради об’єктивності, різниця тут невелика, дуже хороші результати демонструє десяте покоління Intel Core в особі i3-10100F і i5-10400F, а на системі з i7-10700F можемо відзначити найнижчу латентність пам’яті.
В архіваторах картина вийшла куди цікавішою і показовішою.
Як у WinRAR, так і в 7-Zip — що більше ядер, то краще, тому не дивно, що якщо Coffee Lake-R щодо звичайного Coffee Lake дорівнює тупцюванню на місці, то покоління Comet Lake-S демонструє чудовий ривок продуктивності, а i5-10400F навіть вдається обійти старший i7-9700F в WinRAR і не сильно відстати від нього в більш ресурсомісткому 7-Zip.
Схожу картину ми можемо спостерігати і в комплексних тестах CPU-Z і Geekbench.
Різниця між i3-8100 з i3-9100F і між i5-8400 з i5-9400F знову мізерна, а десяте покоління знову приносить впевнений приріст продуктивності. Правда, тут уже i5-10400F не наздоганяє i7-9700F. На тлі останнього непогано виглядає i7-10700F, але його відставання від процесора наступного покоління i7-11700KF все ж добре помітно.
Далі на черзі конвертація MPEG-відео і рендеринг.
HandBrake — перший тест, де вдалося побачити різницю між i3-8100 і i3-9100F, де перевага останнього процесора на ядрі Coffee Lake-R становить 12,1%. Також вона помітна в рендерингу Blender і Corona. В інших бенчмарках цього блоку різниця між молодшими процесорами незначна.
Також тут можемо виділити i5-10400F, продуктивність якого дуже близька до i7-9700F.
Тестування процесорів у криптографії та наукових розрахунках демонструють стандартну розстановку сил сьогоднішнього тесту.
Знову невелика різниця між Coffee Lake і Coffee Lake-R і помітний відрив від них Comet Lake-S. Також відзначимо, що флагманський i9-11900K у двох цих бенчмарках зовсім на трохи випереджає доступніший за вартістю i7-11700KF.
У тестах PCMark’10 з 3DMark CPU Profile різниця між процесорами простежується дуже добре.
Назвати приріст продуктивності від молодших до старших процесорів лінійним було б не зовсім об’єктивно, але щось схоже на обох діаграмах простежується.
У процесорному тесті 3DMark Time Spy розстановку сил між процесорами Intel Core можна назвати класичною в контексті сьогоднішнього тесту. Різниця в парах i3-8100 з i3-9100F і i5-8400 з i5-9400F мінімальна, тоді як покоління процесорів Comet Lake-S, навпаки, дає дуже хороший ривок у продуктивності.
Не можна того ж самого сказати про тести процесорів у World of Tanks enCore RT, оскільки тут приріст продуктивності закінчується на i5-10400F, а на i7-11700KF і i9-11900K з якихось причин продуктивність навіть трохи знижується.
На завершення тестів у додатках ми наведемо всі результати однією таблицею, де додатково присутні показники/тести, яких не було на діаграмах, а також виведено підсумковий рейтинг кожного процесора.
Підсумковий рейтинг розрахований як сума всіх балів з максимальними показниками (що вищий результат — то краще), мінус сума балів з мінімальними показниками (що нижчий результат — то краще), розділені на кількість тестів.
Продуктивність в іграх
В іграх першу скрипку, як і завжди, грає відеокарта, тому на старших версіях процесорів Intel Core різниці практично немає. «Провалюються» тільки i3-8100 з i3-9100F і в деяких іграх i5-8400 з i5-9400F. Процесором, який можна вважати оптимальним для ігор у зв’язці з NVIDIA GeForce RTX 2080 SUPER і скромнішими відеокартами, є Intel Core i5-10400F — тільки в Serious Sam 4 і Total War Saga: TROY він приблизно на 10% відстав від i7-9700F, а в інших іграх демонструє таку ж продуктивність як старші процесори або флагманський i9-11900K.
У цьому підрозділі статті ми також наводимо таблицю з повними результатами і розрахованим середнім FPS по всіх іграх.
Енергоспоживання, температури, рейтинг
Спочатку порівняємо максимальне енергоспоживання процесорів при стресовому навантаженні в тесті Small FFTs Prime95 з використанням AVX-інструкцій.
Цікаво, що Intel Core i5-10400F і тут зміг відзначитися, зайнявши за рівнем максимального енергоспоживання третє місце слідом за i3-8100 і i3-9100F. Також виділимо велику різницю в рівні енергоспоживання між i5 і i7(9).
Температури з кожним новим поколінням процесорів у межах одного техпроцесу зростають, що добре видно з наступної діаграми.
Найхолоднішими за інших виявилися i3-8100 і i5-10400F, а для найгарячіших «восьмиядерників» Intel навіть суперкулера Noctua може вистачити не для всіх сценаріїв роботи.
Вартість процесорів станом на 06.11.2021 у межах однієї крамниці (DNS) наведено на наступній діаграмі.
На завершальній діаграмі наведено, якщо можна так сказати, коефіцієнт корисності процесора, розрахований як співвідношення рейтингу з таблиці з тестами (без урахування ігор) і роздрібної вартості процесора.
Виходить, що найвигіднішим з погляду співвідношення продуктивності і ціни виявився Intel Core i3-10100F, на другому місці i3-9100F, а замикає трійку i5-10400F. Найгірший показник у i9-11900K, зважаючи на його найвищу вартість у тесті.
Резюме
Якщо порівнювати процесори Intel Core за поколіннями, то, мабуть, одкровень не буде — різниця між восьмим поколінням на ядрі Coffee Lake і дев’ятим на Coffee Lake Refresh дуже мала, що особливо показово в продемонстрованому в сьогоднішньому матеріалі зіставленні i3-8100 з i3-9100F і i5-8400 з i5-9400F. А ось десяте покоління Intel Core на ядрі Comet Lake-S принесло помітний приріст продуктивності у всіх класах процесорів, і що старша модель, то вона має впевненіший вигляд на тлі свого попередника. Наприклад, якщо i3-10100F за нашим рейтингом випереджає i3-9100F на 16,7%, то i5-10400F швидший за i5-9400F уже на 19,2%. Щоправда, i7-10700F продуктивніший за i7-9700F тільки на 15,7%, але й за вартістю ці процесори відрізняються зовсім незначно.
Говорячи про конкретні моделі, наші симпатії сьогодні будуть на боці Intel Core i5-10400F — він продемонстрував не тільки переконливо високий рівень продуктивності як у порівнянні з молодшими процесорами, так і зі старшим i7-9700F, а й виявився найбільш енергоефективним і холодним процесором тестування. Добре заощадити можна на Intel Core i3-10100F — найдешевшому процесорі тестування, який впевнено швидший за своїх попередників і цілком здатний поборотися з Intel Core i5-9400F. З процесорів старшого класу виділити найвдаліший вкрай складно, за співвідношенням ціни і продуктивності вони програють своїм молодшим братам. Ну і не забуваємо, що є ще такий хіт, як Intel Core i5-11400F, який з об’єктивної причини не потрапив у сьогоднішній тест.
Такий ось розклад ми сьогодні отримали по десяти процесорах Intel Core трьох або навіть чотирьох поколінь. Як він буде продовжений новими процесорами сімейства Alder Lake, дізнаємося зовсім скоро.