Intel Kaby Lake | Вступ
Перші процесори на базі архітектури Intel Core сьомого покоління (відомі під кодовою назвою Intel Kaby Lake) З оптимізованим техпроцесом 14 нм + почнуть поставлятися вже у вересні. Моделі із споживаною потужністю 4,5 Вт (Y-серія) та 15 Вт (U-серія) дебютують більш ніж у 100 OEM-системах, в основному це будуть мобільні платформи, такі як пристрої 2 в 1 та тонкі/легкі ноутбуки.
Нові процесори Coreмають підвищену тактову частоту та більш агресивний режим роботи Turbo Boost. Крім того, Intel внесла ряд покращень у графічне ядро.
Покоління Intel Kaby Lakeзнаменує кінець стратегії розвитку "тік-так", якої Intel дотримувалася майже десять років. Компанія, як і раніше, планує випускати нові рішення щороку, але виклики Закону Мура підштовхнули Intel перейти до стратегії процес-архітектура-оптимізація (PAO). Intel вже розширила свій традиційний дворічний цикл: ми отримали техпроцес 32 нм у 2009 році та 22 нм у 2011 році, але перехід на 14 нм відбувся лише наприкінці 2014 року. Перехід до техпроцесу 14 нм вже натякає на більш тривалий інтервал між новою архітектурою та скорочення часу впровадження техпроцесу, тому новий цикл Intel PAO просто підтвердив наші підозри, що Закон Мура вимагає суттєвого коригування.
Перед нами третій процесорний дизайн Intel, що базується на техпроцесі 14 нм (Broadwell/Skylake/ Intel Kaby Lake), тобто це фаза оптимізації, яка має на увазі тонке налаштуваннябазової архітектури Skylake. Основні елементи архітектури, такі як конвеєр обробки команд (вибірка, декодування, виконання) залишаться незмінними. Це означає, що показник IPC (кількість інструкції на тактовий цикл) має залишитися незмінним. Однак Intel стверджує, що покращені транзистори та міжз'єднання з техпроцесом 14 нм+ (про це трохи пізніше) на 12% швидше, ніж у попередньому поколінні, а тактова частота порівняно зі Skylake збільшена на 300-400 МГц.
Intel також попрацювала над підвищенням продуктивності ключових компонентів блоку, які відповідають за обробку мультимедійних завдань. У Intel стверджують, що реалізовані тут покращення в більшості випадків істотно підвищують швидкість мобільних платформ, які є цільовим сегментом нових процесорів та обіцяють компанії хороші перспективи зростання.
Архітектура Core сьомого покоління (Kaby Lake)
Цикл оновлення настільних ПК поступово подовжується з 3-4 до 5-6 років. І хоча сегмент масових ПК звужується (Intel зазначила, що вік більшості ПК вже становить п'ять років і більше), сегмент рішень для ентузіастів показує здорове зростання. Торік продаж процесорів серії K з розблокованим множником для настільних ПК та ноутбуків зріс на 20% у річному обчисленні.
Конвертовані рішення формату 2 в 1 стали ще більшим каталізатором зростання, оскільки їх цикл оновлення складає приблизно вісім місяців. Торік обсяг продажів систем 2 в 1 зріс на 40% і, за прогнозами Intel, наступного року він продовжить активне зростання. На ринку вже зараз представлено більше ста продуктів 2 в 1 на базі чіпів Skylake, від рішень із низьким енергоспоживанням до високопродуктивних систем. В Intel очікують, що з появою Intel Kaby Lakeпропонований асортимент ще більше розшириться.
Швидке зростання продажів демонструє сегмент ультратонких та легких ноутбуків. У Intel зазначають, що за деякими ключовими моментами продаж Chromebook випереджає продаж планшетів. Сегмент міні-ПК, включаючи системи NUC, торік зріс на 60% - частково це пов'язано з тим, що знижений TDP дозволяє виробникам встановлювати більшу обчислювальну потужність у менший простір.
Процесори серії Y та U призначені для більшості сегментів з високим зростанням. За прогнозами Intel, до кінця року з'явиться понад 100 рішень на базі Intel Kaby Lake. Як заявляють у компанії, у різних завданнях ці процесори до 1,7 – 15 разів швидше за своїх попередників. Відзначаються також суттєві вдосконалення в архітектурі обробки мультимедійних завдань, які збільшують час роботи пристрою від батареї під час відтворення відео в 4K.
У Intel дуже амбітні цілі. За планом компанії, у першій половині наступного року має вийти ще 350 нових рішень. Найбільш широко будуть представлені системи 2 в 1 та надлегкі пристрої. Вони будуть реалізовані нові функції, такі як сенсорне введення, стилус, ІЧ-камери для сканування обличчя та інші біометричні датчики. За словами представників Intel, з'явиться понад 120 пристроїв на базі Intel Kaby Lakeз інтерфейсом Thunderbolt 3, що має швидкість передачі 40 Гбіт/с і потужність до 100 Вт для зарядки. Також, за прогнозами Intel, більше 100 систем оснащуватимуться функцією Windows Hello (біометричний вхід до системи), а також з'являться понад 50 рішень з підтримкою UHD та понад 25 пристроїв, обладнаних стілусом.
Найтонші конвертовані пристрої матимуть товщину 10 міліметрів, а системи без кришки стануть ще тоншими. Деякі моделі, що конвертують, без вентилятора будуть мати товщину 7 мм і безперечно сподобаються тим, хто женеться за тонкістю пристрою.
Процесори Intel Kaby Lakeохоплюватимуть кілька сегментів, але найшвидші чіпи серії H, які Intel розробляла для мобільних платформ, орієнтованих на ентузіастів (ноутбуки для ігор), ЦП серії S (масові десктопи), а також процесори для HEDT (high-end desktop), робочих станцій та корпоративних систем з'являться лише наступного року.
Intel, як і раніше, приділяє багато уваги енергоефективності. У компанії зазначають, що нижній поріг споживаної потужності архітектури Core першого покоління (2010 рік) становив 18 ВТ, а до виходу Skylake вдалося знизити цей показник до 4,5 Вт. Intel Kaby Lakeзберігає це значення. Однак у Intel заявляють, що збільшили стелю ефективності (продуктивність на ват) Intel Kaby Lakeудвічі проти Skylake - виходить, що проти продуктами першого покоління, сукупний стрибок ефективності сягає десяти раз.
Intel Kaby Lake | Огляд технологій 14nm+, Tri-Gate та Speed Shift
Згідно із Законом Мура, щільність транзисторів подвоюється кожні 18 місяців. На жаль, Закон Мура часто перетинається із законами економіки, зокрема із законом Року, який стверджує, що вартість основних фондів, які використовуються у виробництві напівпровідників, подвоюється кожні чотири роки. Для типового виробництва потрібні капіталовкладення у розмірі приблизно $14 млрд, тому для зменшення техпроцесу потрібно підвищувати роздрібну ціну продукту, або збільшувати період амортизації, що компенсує збільшені інвестиції. Головне, знайти правильний баланс між транзисторною щільністю та вартістю виробництва. Intel упевнена, що зможе і надалі успішно боротися з фізикою, зменшуючи розміри мікросхем. Однак за подовженням традиційного циклу "тік-так" напевно стоять збільшені витрати на виробництво, розробку та дослідження.
В основу Intel Kaby Lakeпокладено мікроархітектуру Skylake, тобто конвеєр (і пропускна спроможність IPC) залишився незмінним. Оптимізації техпроцесу Intel 14нм+ спрямовані створення більш швидких транзисторів, щоб забезпечити зростання тактової частоти. Підвищення тактової частоти важливо для однопотокових додатків, і в мобільному середовищівоно дозволяє швидше виконати завдання та повернутися в режим простою. У результаті, крім частоти, зростає і час автономної роботи.
Косметичний ремонт технології Tri-Gate
Intel почала використовувати технологію 3D tri-gate (аналогічно FinFET) з переходом на 22-нм техпроцес, що дозволив збільшити продуктивність, залишаючись у межах колишнього теплового пакета. На жаль, 3D-транзистори збільшили вартість і складність і так дорогих архітектури і техпроцесу.
За даними Intel, її процесори на сьогодні мають найвищу транзисторну щільність, і, враховуючи, що техпроцес 14 нм+ не передбачає зменшення літографії, цей показник залишився незмінним. Натомість Intel оптимізує свої транзистори шляхом покращення профілю затвора з вищими плавниками і ширшим кроком затвора. Також покращено область дифузії транзистора.
У Intel не діляться точними розмірами нового профілю плавця та кроку затвора, але презентація на IDF 2014 ілюструє попередні вдосконалення компанії та масштаб проблеми. Хоча офіційно Intel не називає цей процес технологією tri-gate наступного покоління, можна впевнено припустити, що це так.
Зі зменшенням літографії стає все важче прокладати міжз'єднання - маленькі нитки, що з'єднують транзистори. Транзистори стають швидше і менше, але мідні з'єднання зі зменшенням розмірів стають повільнішими, оскільки можуть нести менше струму. Останні удосконалення технології міжз'єднань засновані на покращенні їх ізоляторів, але Intel зазначає, що досягла збільшення швидкості міжз'єднань у технології 14 нм+ за рахунок оптимізації кроку затвора та форматного співвідношення.
За даними компанії, в результаті оптимізації техпроцесу 14 нм+ та міжз'єднань продуктивність зросла на 12%.
Підвищена тактова частота – швидша технологія Speed Shift
Одним із найважливіших методів зниження енергоспоживання є ефективне перемикання різних режимів харчування. Раніше про зміну режиму живлення процесору повідомляла операційна система, використовуючи технологію EIST (Enhanced Intel SpeedStep). Однак затримка сигналу обмежувала її ефективність, і одночасно з архітектурою Skylake було представлено технологію Speed Shift. Нова технологія дозволяє процесору керувати режимом живлення самостійно, скорочуючи час затримки у 30 разів.
З появою покоління Intel Kaby Lakeтехнологія Speed Shift не змінилася, і на графіці вище можна побачити, як вона впливає тактові частоти. Вісь X відповідає за час, а кожен графік показує час завершення одного і того ж завдання з різними налаштуваннями. Вертикальна вісь відображає зміну тактової частоти під час тестування.
Помаранчева лінія показує час виконання тесту на процесорі Core-i7-6500U (Skylake) із технологією EIST. Перемикання на технологію Speed Shift (зелена лінія) знижує затримку переходу до вищих частот і скорочує час виконання тесту більш ніж удвічі.
Поєднання технології Speed Shift та підвищених частот Turbo Boost у процесора Core-i7-7500U ( Intel Kaby Lake, жовта лінія) ще більше скорочує час виконання завдання. Вища частота дозволяє процесору швидше повертатися в режим бездіяльності, як наслідок збільшується час роботи від батареї.
Крім того, Intel пропонує унікальні функції для мобільних пристроїв, наприклад, технологію Intel Adaptive Performance (APT). Ця функціявикористовує датчики, які надсилають інформацію в систему, щоб покращити керування електроживленням на апаратному рівні. У Intel зізналися, що вендори вже використовують деякі функції APT у існуючих пристроях, але в компанії стверджують, що пристрої на базі Intel Kaby Lakeмають тіснішу інтеграцію з цією технологією. Ймовірно, сам ЦП зможе використовувати дані з датчика для управління Turbo Boost і Speed Shift, але поки що ми чекаємо більш детальної інформації.
Компанія продемонструвала систему 2 у 1 Asus Transformer 3 товщиною 7 мм, яка адаптує частоту та продуктивність, виходячи з інформації з датчика. Датчики температури "поверхні" дозволяють пристрою визначати та коригувати частоти. Якщо дозволить тепловий режим, пристрій зможе довше залишатися у стані Turbo Boost. Акселерометри допоможуть коригувати продуктивність з урахуванням орієнтації пристрою. Наприклад, комп'ютер перейде в режим вищого енергоспоживання, коли буде статично знаходиться під кутом 45 градусів (тобто, в док-станції). Якщо пристрій знаходиться під кутом 90 градусів, то користувач тримає його в руках, і споживана потужність буде знижена.
2017-й, що почався кілька днів тому - рік великих процесорних анонсів. Так, цього року AMD має уявити процесори на новій архітектурі Zen, а Intel збирається впровадити нову платформу для ентузіастів LGA2066. Але все це – пізніше. У перші дні наступного року на перший план виходять інші процесори - Intel Kaby Lake, що являють собою орієнтованих на масові системи, де зараз застосовується платформа LGA1151, послідовників Skylake.
І якщо чесно, це - найцікавіший анонс з усього набору новинок, який очікується найближчим часом. Про Kaby Lake багато чого відомо вже давно, і вся ця інформація не дуже додає оптимізму. Добре відомо, що новий процесорє трохи підрихтованим Skylake, а значить, ніяких особливих сюрпризів не несе. Справа в тому, що Kaby Lake, по суті, - вимушена латка на полотні процесорних планів Intel, і зроблена вона порівняно просто і нашвидкуруч.
Подібний незначний процесорний анонс вже одного разу був в історії Intel — в 2014 році компанія зірвала терміни виходу Broadwell і вимушено оновлювала асортимент продукції за рахунок і . Сьогоднішня ситуація багато в чому схожа: проблеми із впровадженням наступного технологічного процесу з 10-нм нормами змушують Intel вигадувати додаткові проміжні етапи в естафеті оновлення процесорів.
Однак Kaby Lake - все ж таки не настільки прохідна модель. У ній мікропроцесорний гігант зміг впровадити деякі поліпшення у графічному ядрі, але найголовніше, при виробництві Kaby Lake тепер використовується 14-нм техпроцес другого покоління. Що все це може дати звичайним користувачам та ентузіастам, ми й проаналізуємо у цій статті.
⇡ Новий старий техпроцес, або Що таке «14-нм+»
Ключовий для Intel принцип розробки нових процесорів, добре відомий за кодовою назвою "тік-так", коли впровадження нових мікроархітектур чергувалося з переходом на більш досконалі технологічні процеси, забуксував. Спочатку кожна стадія в цьому конвеєрі займала 12-15 місяців, проте введення в дію нових виробничих технологій зі зменшеними нормами поступово почало вимагати все більше і більше часу. І нарешті 14-нм техпроцес остаточно зламав весь стабільний ритм прогресу. З випуском процесорів покоління Broadwell виникли настільки критичні затримки, що зрозуміло: регулярний і методичний «тик-так» більше працює.
Так, мобільні представники сімейства Broadwell потрапили на ринок майже на рік пізніше, ніж спочатку планувалося. Старші десктопні процесори з'явилися майже з півторарічною затримкою. А рішення середнього рівня на цьому дизайні зовсім до стадії масових продуктів не дійшли зовсім. Більше того, впровадження мікроархітектури Broadwell у складні багатоядерні процесори відбувалося настільки повільно, що коли в середині минулого року вона нарешті дісталася старших серверних продуктів, мобільний сегмент пішов майже на два покоління вперед - і це теж явно ненормальна ситуація. Навіть для компаній масштабу Intel підтримка в актуальному стані відразу кількох процесорних дизайнів та кількох виробничих технологій представляє досить серйозне завдання.
Не менші проблеми обіцяє і майбутній перехід на наступну виробничу технологію, тому перші процесори, випущені за 10-нм техпроцесом, очікується не раніше другої половини 2017 року. Але якщо згадати, що Intel стала застосовувати 14-нм технологію з третього кварталу 2014 року, а процесори Skylake з'явилися в середині 2015-го, то виходить, що між Skylake і їх 10-нм послідовниками утвориться занадто тривала, дворічна пауза, здатна негативно як на іміджі компанії, і на продажах. Тому в кінцевому підсумку Intel, щоб позбавитися постійного відставання від початкових планів і по можливості уніфікувати свою продукцію, прийняла рішення кардинально поміняти цикл розробки і додати додатковий такт. У результаті замість принципу «тік-так» тепер буде використовуватися новий триступінчастий принцип «процес — архітектура — оптимізація», який передбачає більш тривалу експлуатацію техпроцесів і випуск за одним і тим самим нормам не двох, а як мінімум трьох процесорних дизайнів.
Це означає, що, відповідно до нової концепції, після Broadwell і Skylake тепер слід не перехід на 10-нм норми, а випуск ще одного процесорного дизайну з використанням старих, 14-нм норм. Саме цей додатковий дизайн, розроблений у рамках додаткової «оптимізації», отримав кодове ім'я Kaby Lake. З його першими носіями, які орієнтовані на використання в ультрамобільних пристроях, ми вже знайомі - вони вийшли наприкінці літа минулого року. Тепер компанія розширює ареал проживання Kaby Lake і на інші ринки, в тому числі і на традиційні персональні комп'ютери.
Зважаючи на те, що Kaby Lake - це свого роду експромт, який був вимушено спроектований мікропроцесорним гігантом на тлі проблем із переходом на 10-нм техпроцес, оптимізації, закладені в цей процесор, стосуються не мікроархітектури, а в першу чергу технології виробництва. Виробник навіть говорить про те, що Kaby Lake випускається із застосуванням другого покоління 14-нм техпроцесу – 14-нм+ або 14FF+. Якщо коротко, то це означає, що до напівпровідникової структури процесорних кристалів внесено досить суттєві зміни, але дозвіл літографічного процесу все-таки залишився тим самим. Конкретніше, фірмові тривимірні транзистори Intel (3D Tri-gate) у Kaby Lake отримали , з одного боку,більш високі кремнієві ребра каналів, з другого - збільшені проміжки між затворами транзисторів, що означає меншу щільність розташування напівпровідникових пристроїв на кристалі.
На жаль, Intel відмовляється повідомляти будь-яку конкретну інформаціюпро те, як з виходом Kaby Lake змінився її 14-нм техпроцес. І швидше за все це пов'язано з тим, що ці зміни можна вважати деяким кроком назад. Коли компанія вводила в дію свою виробничу технологію з 14-нм нормами та анонсувала процесори покоління Broadwell, вона охоче ділилася деталями та стверджувала, що її FinFET-техпроцес перевершує аналогічні технології, що застосовуються іншими виробниками напівпровідників: TSMC, Samsung та GlobalFoundries. Тепер же, коли в рамках процесу 14-нм+ розміри та профіль транзисторів знову змінилися, їх характеристики, мабуть, виглядають вже не так виграшно, як раніше.
Втім, абсолютні розмірності транзисторів цікаві лише для теоретичних міркувань про те, хто з виробників напівпровідників володіє передовою технологією. Нам досить і якісного опису змін. Збільшення висоти ребер тривимірних транзисторів, що є їх каналом, відкриває можливість зменшення сигнальних напруг і, мінімізує струми витоку. Розширення проміжків між затворами, навпаки, вимагає підвищення напруг, зате знижує щільність напівпровідникового кристала і спрощує виробничий процес.
Ці дві зміни, проведені одночасно, частково компенсують одна одну — і тому кристали Kaby Lake працюють за тієї ж напруги, що й Skylake. Проте Intel виграє на іншому фронті: удосконалений техпроцес дає кращий вихід придатних кристалів. Причому розрідження в розташуванні транзисторів дозволяє знизити їх взаємний тепловий і електромагнітний вплив, а це тягне за собою зростання частотного потенціалу. В результаті Intel вдалося обійтися без погіршення характеристик енергоефективності нового дизайну, але при цьому отримати більш високочастотну або оверклокерську реінкарнацію Skylake.
Звісно, у своїй виникають певні питання, які стосуються собівартості напівпровідникових кристалів, вирощених за техпроцесом 14-нм+. Intel каже, що усереднена щільність транзисторів у Kaby Lake в порівнянні з Skylake не змінилася, проте, швидше за все, це сталося завдяки редизайну і більш раціональному залученню областей кристала, що не використовувалися раніше. Проте Intel, мабуть, все ж таки знадобилося поміняти частину обладнання на фабриках, де запущено випуск Kaby Lake. На це зокрема побічно вказує розтягнутість анонсу Kaby Lake за часом. Очевидно, запустити в масове виробництво і ультрамобільні двоядерні, і потужні чотириядерні кристали компанія не змогла саме через необхідність переналаштування чи переукомплектування виробничих ліній.
Але головне — те, що новий техпроцес, який можна назвати третім інтелівським 3D tri-gate-процесом, справді дозволив компанії налагодити випуск чіпів із вищою тактовою частотою. Наприклад, базова частота старшого десктопного Kaby Lake досягла величини 4,2 ГГц, тоді як флагманський Skylake мав на 200 МГц більше низьку частоту. Звичайно, без поліпшень у мікроархітектурі все це викликає деякі асоціації з Devil's Canyon, але Kaby Lake - це не просто розігнаний Skylake. Він вийшов завдяки глибокому тюнінгу, який торкнувся напівпровідникової основи процесора.
⇡ Зміни в мікроархітектурі, яких немає
Незважаючи на суттєві трансформації у виробничій технології, ніяких поліпшень на мікроархітектурному рівні в Kaby Lake зроблено не було, і цей процесор має таку саму характеристику IPC (число виконуваних за такт інструкцій), як і його попередник, Skylake. Іншими словами, вся перевага новинки полягає в здатності працювати на збільшених тактових частотах і окремих змінаху вбудованому медіарухові, що стосуються підтримки апаратного кодування та декодування відео у форматі 4K.
Втім, для мобільних процесорів навіть нововведення, що здаються незначними, можуть давати помітний ефект. Зрештою, покращення техпроцесу виливається у підвищення енергоефективності, а отже, нове покоління ультрамобільних пристроїв зможе запропонувати більш тривалий час роботи від батареї. У процесорах для настільних комп'ютерів ми можемо отримати додатковий приріст на 200-400 МГц в тактових частотах, досягнутий у межах встановлених раніше теплових пакетів, але з більше.
При цьому на однакових тактових частотах Skylake та Kaby Lake будуть видавати абсолютно ідентичну продуктивність. Мікроархітектура в обох випадках одна й та сама, тому навіть звичному приросту продуктивності в межах 3-5 відсотків взятися просто звідки. Підтвердити це нескладно та практичними даними.
Зазвичай для ілюстрації переваг нових мікроархітектур ми користуємося простими синтетичними тестами, які чуйно реагують зміни у тих чи інших процесорних блоках. На цей раз ми скористалися бенчмарками, що входять до комплекту тестової утиліти AIDA64 5.80. На наступних графіках наводяться показники продуктивності старших чотириядерних процесорів поколінь Haswell, Broadwell, Skylake та Kaby Lake, що працюють на одній і тій самій постійній частоті 4,0 ГГц.
Всі три групи тестів: цілочисленні, FPU і рендеринг шляхом трасування променів - сходяться в тому, що на однаковій частоті Skylake і Kaby Lake видають абсолютно ідентичну продуктивність. Це підтверджує відсутність будь-яких мікроархітектурних відмінностей. Отже, до Kaby Lake правомірно ставитися як до Skylake Refresh: нові процесори привносять приріст швидкодії тільки за рахунок частот, що виросли.
Але й тактові частоти Kaby Lake особливого враження не справляють. Наприклад, коли Intel випускала Devil's Canyon, зростання номінальної частоти досягало 13 відсотків. Сьогодні ж приріст частоти старшої моделі Kaby Lake у порівнянні зі старшим Skylake становить лише близько 7 відсотків.
А якщо врахувати, що в 14-нм процесорах Broadwell і Skylake граничні частоти відкочувалися назад у порівнянні з 22-нм попередниками, виходить, що старший Kaby Lake лише на 100 МГц перевищує частоту Devil's Canyon.
⇡ Лінійка Kaby Lake для настільних комп'ютерів
Перші процесори покоління Kaby Lake компанія Intel представила ще влітку. Однак тоді це були лише представники енергоефективних серій Y та U, орієнтовані на планшетні та ультрамобільні комп'ютери. Всі вони мали лише два ядра та графічне ядро класу GT2, тобто являли собою порівняно прості чіпи. Основна маса Kaby Lake, у тому числі й чотириядерники, виходять тільки зараз. Причому йдеться про оновлення асортименту одразу всіх класів процесорів, включаючи 4,5-ватні Core Y-серії; 15- та 28-ватні Core U-серії з графікою HD Graphics та Iris Plus; 45-ватні мобільні Core, у тому числі і їх версії з вільним множником; 45-ватні мобільні Xeon; а також набір процесорів S-серії для настільних комп'ютерів із тепловими пакетами 35, 65 та 95 Вт.
Сьогоднішній анонс зачіпає 36 різних моделейпроцесорів, з яких лише 16 відносяться до десктопних. Але саме про них ми говоритимемо сьогодні у подробицях.
Раніше при оновленні модельного ряду процесорів для настільних ПК компанія Intel воліла розносити вихідний час чотириядерних і двоядерних чіпів. Але цього разу план дещо інший. Компанія все одно не стала вивалювати на ринок відразу весь асортимент оновлених LGA1151-процесорів, але перша партія десктопних Kaby Lake виявилася більш масовою, ніж зазвичай: вона включає не тільки чотириядерні Core i7 і Core i5, але і двоядерні Core i3. Тобто під час другого етапу оновлення, який орієнтовно відбудеться навесні, будуть представлені лише процесори бюджетних сімей Pentium та Celeron.
Сімейство десктопних процесорів Core i7 сьомого покоління (до якого відноситься дизайн Kaby Lake) включає три моделі:
| Core i7-7700K | Core i7-7700 | Core i7-7700T | |
|---|---|---|---|
| Ядра/потоки | 4/8 | 4/8 | 4/8 |
| Технологія Hyper-Threading | Є | Є | Є |
| Базова частота, ГГц | 4,2 | 3,6 | 2,9 |
| 4,5 | 4,2 | 3,8 | |
| Розблокований множник | Є | Ні | Ні |
| TDP, Вт | 91 | 65 | 35 |
| HD Graphics | 630 | 630 | 630 |
| 1150 | 1150 | 1150 | |
| L3-кеш, Мбайт | 8 | 8 | 8 |
| Підтримка DDR4, МГц | 2400 | 2400 | 2400 |
| Підтримка DDR3L, МГц | 1600 | 1600 | 1600 |
| Технології vPro/VT-d/TXT | Тільки VT-d | Є | Є |
| Розширення набору інструкцій | AVX 2.0 | AVX 2.0 | AVX 2.0 |
| Упаковка | LGA1151 | LGA1151 | LGA1151 |
| Ціна | $339 | $303 | $303 |
У сімейство Core i7, як і раніше, входять чотириядерні процесори з підтримкою технології Hyper-Threading, що мають кеш-пам'ять третього рівня об'ємом 8 Мбайт. Але в порівнянні зі Skylake частоти нових Core i7 зросли на 200-300 МГц, а крім того, у процесорів з'явилася офіційна підтримка DDR4-2400. В іншому ж новинки схожі на попередників. На звичному рівні залишилися рекомендовані ціни: Kaby Lake замінять представників сімейства Skylake у старих цінових категоріях.
Приблизно така ж картина складається з процесорами Kaby Lake, що відносяться до класу Core i5. Хіба що тут асортимент значно ширший.
| 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 |
| Технологія Hyper-Threading | Ні | Ні | Ні | Ні | Ні | Ні | Ні |
| Базова частота, ГГц | 3,8 | 3,5 | 3,4 | 3,0 | 2,8 | 2,7 | 2,4 |
| Максимальна частота в турборежимі, ГГц | 4,2 | 4,1 | 3,8 | 3,5 | 3,7 | 3,3 | 3,0 |
| Розблокований множник | Є | Ні | Ні | Ні | Ні | Ні | Ні |
| TDP, Вт | 91 | 65 | 65 | 65 | 35 | 35 | 35 |
| HD Graphics | 630 | 630 | 630 | 630 | 630 | 630 | 630 |
| Частота графічного ядра, МГц | 1150 | 1150 | 1100 | 1000 | 1100 | 1100 | 1000 |
| L3-кеш, Мбайт | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
| Підтримка DDR4, МГц | 2400 | 2400 | 2400 | 2400 | 2400 | 2400 | 2400 |
| Підтримка DDR3L, МГц | 1600 | 1600 | 1600 | 1600 | 1600 | 1600 | 1600 |
| Технології vPro/VT-d/TXT | Тільки VT-d | Є | Є | Тільки VT-d | Є | Є | Тільки VT-d |
| Розширення набору інструкцій | 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 |
| Ціна | $242 | $213 | $192 | $182 | $213 | $192 | $182 |
Лінійка чотириядерних процесорів Core i5 позбавлена технології Hyper-Treading, має L3-кеш розміром 6 Мбайт і в порівнянні з Core i7 пропонує трохи нижчі тактові частоти. Але, як і у випадку з Core i7, процесори серії Core i5 покоління Kaby Lake швидше за своїх попередників на 200-300 МГц. В іншому ж вони успадкували характеристики від Skylake без істотних змін.
Натомість у серії Core i3 відбулися важливі зміни. При впровадженні дизайну Kaby Lake до складу цього сімейства до нього був доданий оверклокерський процесор з розблокованим коефіцієнтом множення, який за традицією отримав літеру K в модельному номері.
Серія Core i3 поєднує двоядерні процесори за допомогою технології Hyper-Threading, оснащені кеш-пам'яттю третього рівня об'ємом 3 або 4 Мбайт. Характеристики новинок покоління Kaby Lake знову повторюють специфікації відповідних Skylake з різницею лише в тактових частотах, які стали вищими 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 |
| Технологія Hyper-Threading | Є | Є | Є | Є | Є | Є |
| Базова частота, ГГц | 4,2 | 4,1 | 4,0 | 3,9 | 3,5 | 3,4 |
| Максимальна частота в турборежимі, ГГц | - | - | - | - | - | - |
| Розблокований множник | Є | Ні | Ні | Ні | Ні | Ні |
| TDP, Вт | 60 | 51 | 51 | 51 | 35 | 35 |
| HD Graphics | 630 | 630 | 630 | 630 | 630 | 630 |
| Частота графічного ядра, МГц | 1150 | 1150 | 1150 | 1100 | 1100 | 1100 |
| L3-кеш, Мбайт | 4 | 4 | 4 | 3 | 4 | 3 |
| Підтримка DDR4, МГц | 2400 | 2400 | 2400 | 2400 | 2400 | 2400 |
| Підтримка DDR3L, МГц | 1600 | 1600 | 1600 | 1600 | 1600 | 1600 |
| Технології vPro/VT-d/TXT | Тільки VT-d | Тільки VT-d | Тільки VT-d | Тільки VT-d | Тільки VT-d | Тільки VT-d |
| Розширення набору інструкцій | 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 |
| Ціна | $168 | $149 | $138 | $117 | $138 | $117 |
Однак, окрім оновлених версій звичних двоядерників, у серії Core i3 тепер з'явилася принципово нова модель - процесор Core i3-7350K, характерний оверклокерськими можливостями, що є в ньому. Раніше серед двоядерних процесорів у Intel подібних пропозицій ніколи не було (експеримент у вигляді - не в рахунок), тепер компанія, схоже, вирішила офіційно знизити вхідний бар'єр у світ розгону. І Core i3-7350K є справді дуже цікавим варіантом для стиснених у засобах ентузіастів, адже його ціна на цілих 30 відсотків нижча за вартість оверклокерського Core i5. Причому цілком імовірно, що рахунок зменшеного площею ядра з низьким тепловиділенням цей процесор зможе порадувати і високим розгінним потенціалом, який ми намагатимемося перевірити практично за першої можливості.
Декілька слів слід сказати і про графічне ядро новинок. Всі настільні процесори покоління Kaby Lake отримали одну і ту ж вбудовану графіку рівня GT2, яка включає 24 виконавчих пристрої - рівно стільки, скільки було в ядрі GT2 у процесорів Skylake. Оскільки базова архітектура GPU в новому процесорному дизайні не змінилася, 3D-продуктивність Kaby Lake залишилася на старому рівні. Поява ж у назві HD Graphics вищого числового індексу 630 повністю пов'язана з новими можливостями апаратного медіа-движка, в який були додані засоби для швидкого кодування/декодування відео у форматах VP9 і H.265, а також повна підтримка матеріалів у 4K-дозвіл.
⇡ Нові можливості Intel QuickSync
З точки зору традиційних процесорних можливостей Kaby Lake не виглядає як серйозний крок уперед порівняно зі Skylake. Таке відчуття створюється через те, що у новому процесорі немає жодних мікроархітектурних поліпшень. Тим не менш, Intel назвала новий процесор власним кодовим ім'ям — Kaby Lake, чим намагається донести думку, що перед нами не просто Skylake зі збільшеними робочими частотами. І частково це справді так. Деякі принципові поліпшення, які можна помітити кінцевим користувачам, є у графічному ядрі нових CPU. Незважаючи на те, що архітектура GPU процесорів Kaby Lake відноситься до дев'ятого покоління (як у Skylake), його мультимедійні можливості суттєво розширилися. Іншими словами, базовий дизайн графічного ядра (включаючи і кількість виконавчих пристроїв) у Kaby Lake залишився старим, але блоки, що відповідають за кодування та декодування відеоконтенту, зазнали значних удосконалень як у частині функціональності, так і за продуктивністю.
Найголовніше: тепер медіа-рух Kaby Lake може повністю апаратно прискорювати кодування та декодування 4K-відео у форматі HEVC з профілем Main10. У Skylake ж, нагадаємо, декодування HEVC Main10 теж було заявлено, але там воно було реалізовано за гібридною схемою, і навантаження розподілялося між медіадвигуном, шейдерами вбудованого GPU та обчислювальними ресурсами самого процесора. Через це якісне відтворення досягалося лише у випадку 4Kp30-відео, більш складні формати якісно і без випадання кадрів програвати не виходило навіть на старших моделях CPU. З Kaby Lake подібних проблем виникати не повинно: нові процесори декодують HEVC-відео, спираючись на один тільки медіа-движок, і це дозволяє їм перетравлювати складні профілі та високі дозволи без навантаження на обчислювальні ядра: з високою ефективністю, без випадання кадрів та з низьким споживанням енергії . Intel обіцяє, що у спеціалізованих блоків медіарухом Kaby Lake може вистачити сил не тільки на відтворення 4K-відео з 60 і навіть 120 кадрами в секунду, але і на одночасне декодування до восьми стандартних AVC- або HVEC-потоків 4Kp30.
Крім того, медіа-рух Kaby Lake отримав апаратну підтримку кодека VP9, розробленого Google. Апаратне декодування відео можливе з 8- та 10-бітною колірною глибиною, а кодування - з 8-бітною. У Skylake робота з VP9-відео, так само, як і у випадку з HEVC, здійснювалася за гібридною апаратно-програмною схемою. В результаті Kaby Lake може виявитися дуже корисним для любителів подивитися 4K-відео на YouTube, оскільки кодек VP9 активно впроваджується саме в цьому сервісі.
Загалом ситуація з апаратною підтримкою в Kaby Lake різних форматів відео виглядає так:
| Kaby Lake | Skylake | |
|---|---|---|
| Апаратне відтворення | ||
| H.264 | Так | Так |
| HEVC Main | Так | Так |
| HEVC Main10 | Так | Гібридне |
| VP9 8-біт | Так | Гібридне |
| VP9 10-біт | Так | Ні |
| Апаратне кодування | ||
| H.264 | Так | Так |
| HEVC Main | Так | Так |
| HEVC Main10 | Так | Ні |
| VP9 8-біт | Так | Ні |
| VP9 10-біт | Ні | Ні |
Блок-схему графічної частини Kaby Lake наведено на ілюстрації нижче. Структурних відмінностей від Skylake у ній майже немає, проте вони є на нижчому рівні. Так, у блок MFX (Multi-Format Codec) впроваджено апаратну підтримку HEVC Main10 та VP9. В результаті саме цей блок отримав можливість самостійного декодування відео у форматах VP9 та HEVC з 10-бітною глибиною кольору, а також кодування HEVC з 10-бітною кольоровістю та VP9 з 8-бітною кольоровістю.
Крім MFX, оновився і блок VQE (Video Quality Engine), який відповідає за роботу апаратного кодера. Нововведення спрямовані на покращення якості та продуктивності при роботі з AVC-відео. Так, Intel хоче поступово впровадити можливість роботи з HDR-контентом і планомірно розширює кольоровість, що підтримується, на різних етапах конвеєра. Однак потрібно мати на увазі, що на даний момент усі функції кодування орієнтовані лише на субдискретизацію кольорів 4:2:0. Це не є проблемою при аматорській роботі з відео, але для професійних застосувань потрібно точніше кодування 4:2:2 або 4:4:4, якого в рамках Intel QuickSync поки немає.
Треба сказати, що зазвичай користувачі десктопних процесорів Intel приділяють не дуже багато уваги можливостям медіарухів. Адже вони є частиною графічного ядра, яке у звичайних продуктивних системах відключається на користь дискретної відеокарти. Однак насправді в сучасних інтелівських платформах медіарухом можна користуватися і за наявності дискретної відеокарти. Для цього необхідно лише не відключати вбудовану графіку, а активувати її через BIOS материнської плати як вторинний відеоадаптер. У цьому випадку в операційній системі буде виявлено відразу два графічні адаптери, і, після встановлення драйвера Intel HD Graphics, процесорний медіа-движок Intel QuickSync стане доступним для використання.
Наведемо кілька простих прикладівпрактичної користі такої конфігурації.
Ось, наприклад, як справи з відтворенням на Core i7-7700K складного медіаконтенту - 4Kp60 HEVC Main10-ролика з бітрейтом близько 52 Мбіт/c. Декодування здійснюється за допомогою Intel Quick Sync.
Випадання кадрів немає, завантаження процесора – на мінімальних значеннях. Це ж відео вбудована графіка Core i7-6700K і особливо процесорів з більш ранніми дизайнами не могла програвати без випадання кадрів. Тому для відтворення подібних роликів раніше доводилося спиратися на програмне декодування, що працює тільки на високопродуктивних платформах, та й то не завжди.
Інший приклад – перекодування відео. У рамках знайомства з Kaby Lake ми подивилися на продуктивність перекодування вихідного 1080p-ролика різними програмними та апаратними кодерами. Для цілей тестування використовувалася популярна утиліта HandBrake 1.0.1, яка дозволяє виконувати перекодування через Intel QuickSync, так і програмно - з використанням кодерів x264 і x265.
У тестах застосовувався стандартний профіль Fast 1080p30.
Переваги у продуктивності, які можна отримати при перекодуванні з використанням апаратних можливостей медіарухом, – більш ніж суттєві. Незважаючи на те, що в обох випадках було отримано приблизно однаковий за якістю результат з бітрейтом близько 3,7 Мбіт/с, двигун Intel QuickSync може запропонувати в рази більше високу швидкістьперекодування, що до того ж відбувається з мінімальним навантаженням на обчислювальні процесорні ядра. Щоправда, швидкість апаратного перекодування у Kaby Lake у порівнянні зі Skylake майже не зросла.
Ще один приклад – стрімінг. Оскільки Intel QuickSync дозволяє кодувати відео без навантаження на обчислювальні ядра процесора, стримери для своїх трансляцій можуть обійтися однією системою з процесором Kaby Lake. Наприклад, популярна програма для онлайн-трансляцій OBS Studio підтримує H.264-кодування за допомогою інтелівського медіадвижка і здатна в цьому випадку працювати паралельно з ігровими програмами, що виконуються на дискретній відеокарті, не знижуючи їх продуктивності.
Іншими словами, навіть у продуктивній системі, оснащеній зовнішньою графічною картою, застосувань для Intel QuickSync можна знайти багато. І його функціональність, що зросла в Kaby Lake, доводиться дуже до речі. Апаратні мультимедійні можливості цього блоку, який став практично всеїдним, розширюють сферу застосування типового персонального комп'ютера.
Говорячи про вбудоване в Kaby Lake графічне ядро, не можна не згадати, що воно, як і в Skylake, може підтримувати до трьох 4K-моніторів одночасно. Однак, незважаючи на очікування, природжена підтримка інтерфейсу HDMI 2.0 у десктопних процесорах нового покоління так і не з'явилася. Це означає, що монітори, підключені через HDMI-порт, на більшості материнських плат зможуть забезпечити лише максимальну роздільну здатність 4096×2160 @ 24 Гц. Повноцінна ж 4K-роздільна здатність, як і раніше, буде доступна лише при використанні DisplayPort 1.2-підключення. Втім, існує й альтернативне рішення, що дозволяє виробникам систем обладнати HDMI 2.0-виходи, воно полягає у використанні додаткових конвертерів LSPCon (Level Shifter - Protocol Converter), які встановлюються в DP-тракті. Однак такий підхід, природно, потребує додаткових витрат.
Тим не менш, Intel обіцяє, що системи на базі процесорів Kaby Lake без особливих проблем в частині сумісності зможуть відтворювати преміальний 4K-контент, захищений DRM (наприклад, з преміум-акаунту сервісу Netflix). За відсутності порту HDMI 2.0 для цього підійде і система з DisplayPort, підключена до 4K-телевізора або монітора з підтримкою HDCP2.2.
У результаті в медіарухом Kaby Lake дано відповідь на основну претензію до Skylake - з приводу відсутності апаратного прискорення 4Kp60 HEVC Main10. Плюс додані деякі інші корисні можливості та удосконалення, в результаті чого вбудована графіка Kaby Lake дійсно краще пристосована для роботи з 4K-відео, що набирає популярності, і з сервісами потокової трансляції контенту. Однак потрібно мати на увазі, що одних апаратних удосконалень для впровадження нових функцій недостатньо, і попереду - велика робота по оновленню та адаптації програмного забезпечення.
⇡ Чіпсети для Kaby Lake: Intel Z270 та інші
За традицією, разом з новими процесорами Intel виводить на ринок і нові набори системної логіки. Тобто, незважаючи на те, що принцип «тік-так» змінився на принцип «процес — архітектура — оптимізація», з чіпсетами все залишилося по-старому: вони оновлюються на кожному витку прогресу. Однак цього разу незначність удосконалень у Kaby Lake у порівнянні зі Skylake дозволила зберегти повну сумісність із старою платформою. Kaby Lake не тільки встановлюються у вже знайомий нам процесорний роз'єм LGA1151, але й чудово працюють у материнських платах зі старими наборами логіки сотої серії.
Оптимізації, що відбулися у технології виробництва нових процесорів, не вимагали змін схеми живлення. Вона, як і у випадку Skylake, у Kaby Lake повинна бути на платі, а не в процесорі. При цьому вимоги до напруг та струмів залишилися тими самими, що й були раніше. А це означає, що жодних схемотехнічних перешкод до встановлення Kaby Lake у старі LGA1151-плати немає. Єдине, що потрібно для підтримки нових CPU старими платами, - наявність у BIOS материнської плати відповідного мікрокоду. І більшість плат на Z170 та інших чіпсетах минулого покоління потрібне оновлення своєчасно отримали.
Нові ж набори логіки з модельними номерами з двохсот серії спроектовані Intel швидше за звичкою і просто для того, щоб у виробників материнських плат з'явилися якісь підстави для оновлення платформ. Тому немає нічого дивного в тому, що за можливостями на відміну від минулих чіпсетів вийшли мінімальними і, можна сказати, навіть косметичними. Жодних дійсно корисних доповнень у вигляді підтримки інтерфейсів USB 3.1 або Thunderbolt в Intel Z270 та інших чіпах серії не з'явилося, а головне покращення, на яке напирає Intel, полягає у підтримці перспективних накопичувачів Intel Optane.
Ось як співвідносяться між собою суто технічні характеристики старших чіпсетів у сотій та двохсотій серіях:
| Intel Z270 | Intel Z170 | |
|---|---|---|
| Підтримка процесорів | LGA1151, Intel Core 6 та 7 поколінь (Kaby Lake та Skylake) | |
| Конфігурація CPU PCI Express | 1 × 16x або 2 × 8x або 1 × 8x + 2 × 4x | |
| Незалежні дисплейні виходи | 3 | |
| Слотів DIMM | 4 DDR4 DIMM або 4 DDR3L DIMM | |
| Підтримка розгону CPU | Є | |
| Intel Optane Technology | Є | Ні |
| Intel Rapid Storage Technology | 15 | 14 |
| Підтримка PCIe SSD у RST | Є | |
| Макс. число PCIe SSD (M.2) у RST | 3 | |
| RAID 0, 1, 5, 10 | Є | |
| Intel Smart Response Technology | Є | |
| Технологія I/O Port Flexibility | Є | |
| Загальна кількість високошвидкісних портів | 30 | 26 |
| USB-порти (USB 3.0), макс. | 14 (10) | 14 (8) |
| SATA 6 Гбіт/с порти, макс. | 6 | |
| Лінії PCI Express 3.0, макс. | 24 | 20 |
Причому в тому, що стосується головного маркетингового аргументу на користь чіпсетів двохсот серії - підтримки Optane, Intel багато в чому лукавить. Насправді накопичувачі Optane не вимагатимуть жодних спеціальних інтерфейсів чи роз'ємів. Для роботи їм буде потрібний звичайний слот M.2 із заведеною в нього шиною PCI Express 3.0 x4, і такі слоти є на багатьох старих LGA1151-платах. У випадку нових наборів логіки мова просто йде про те, що в них число ліній PCI Express дещо збільшено, і це дозволяє виробникам плат без проблем додати на свої платформи більше одного слота M.2. Справа в тому, що, як передбачається, перші версії Intel Optane звичайні SSD не замінять собою. Вони отримають вкрай невеликі обсяги і позиціонуватимуться в ролі додаткових накопичувачів, що кеширують, тому під них передбачається відводити окремий незалежний слот, який у чіпсетах двохсотої серії реалізувати легше. Крім того, для нових чіпсетів буде створено спеціальний Rapid Storage Technology-драйвер, в якому будуть закладені деякі оптимізовані для Optane алгоритми роботи, схожі на нову версію технології Intel Smart Response.
Таким чином, значною відмінністю Z270 від Z170 слід вважати не надуману підтримку Optane, а збільшене на чотири штуки (до 24) максимальне число ліній PCI Express 3.0, що підтримуються чіпсетом. Причому ця зміна знайшла відображення й у зміні схеми I/O Port Flexibility, в рамках якої тепер допускається одночасна реалізація одразу 30 високошвидкісних інтерфейсів. Кількість портів SATA та USB при цьому збереглася на старому рівні, але у Z270 у стандарті USB 3.0 може працювати не 8, а 10 портів.
Безліч нових чіпсетів двохсот серії складається не тільки з одного Intel Z270. Акцентувати увагу саме на ньому ми вирішили тому, що він - найоснащеніший і єдиний, що підтримує розгін процесора (як через зміну множників, так і частотою базового тактового генератора). Однак, крім нього, лінійка нових наборів логіки включає пару більш простих споживчих чіпсетів – H270 та B250, а також пару чіпсетів для корпоративного середовища – Q270 та Q250, які виділяються наявністю набору функцій Intel Standard Manageability для віддаленого керування та адміністрування.
Найбільш цікаві для звичайних користувачів H270 і B250 відрізняються від Z270 не тільки відсутністю оверклокерських можливостей. У них скорочено кількість ліній PCI Express 3.0 та портів USB 3.0, а також урізано кількість M.2-інтерфейсів, які можуть бути підключені до драйвера Intel RST. Крім того, молодші набори системної логіки не дозволяють ділити процесорну шину PCI Express по кількох слотах.
Повне уявлення про відповідність характеристик наборів логіки двохсот серії можна отримати з наступної таблиці.
⇡ Тестовий процесор: Core i7-7700K
Для проведення тестування нам було надано старшого представника десктопної лінійки Kaby Lake, Core i7-7700K.
Цей чотириядерний процесор з підтримкою технології Hyper-Threading та 8-мегабайтним кешем третього рівня має паспортну тактову частоту 4,2 ГГц. Однак перевірка показала, що в практичних умовах частота Core i7-7700K складає 4,4 ГГц при навантаженні на всі ядра і 4,5 ГГц - малопоточного навантаження. Таким чином, за частотами старшому Kaby Lake вдалося випередити не тільки , але й дідуся , який донедавна залишався високочастотним процесором Intel для настільних систем.
Робоча напруга нашого екземпляра склала 1,2 В: тут суттєвих відмінностей від процесорів минулих поколінь немає.
У стані простою частота Kaby Lake знижується до 800 МГц, причому, окрім звичної технології Enhanced Intel SpeedStep, процесором підтримується і нова технологія Intel Speed Shift. Вона передає керування частотою від операційної системи самому процесору. За рахунок цього досягається значне поліпшення часу реакції на навантаження, що змінюється: процесор швидше виходить з енергозберігаючих станів і в разі необхідності швидше включає турборежум. Але є й обмеження: технологія Speed Shift працює лише у Windows 10.
Ліворуч - Core i7-7700K (Kaby Lake), праворуч - Core i7-6700K (Skylake)
Певні зміни відбулися і з зовнішнім виглядом CPU. Щоправда, вони мають швидше косметичний характер. Наприклад, від використання тонкого текстоліту, який з'явився у Skylake, Intel у Kaby Lake не відмовилася. Натомість змінилася форма теплорозподільної кришки. У неї з'явилися додаткові припливи, які підвищують площу контакту з підошвою кулера. Втім, на ефективність тепловідведення це, швидше за все, мало вплине. Адже головна проблема на шляху тепла від процесорного кристала - полімерний термоінтерфейс не найкращої якості, що розташовується під процесорною кришкою. А щодо цього все як раніше: високоефективний припій залишається прерогативою флагманських процесорів у LGA2011-v3 виконанні.
Зміни є і з боку процесорного черевця. Втім, Kaby Lake зберігає сумісність із гніздом LGA1151, тому відмінностей у порівнянні зі Skylake тут зовсім мало. Стабілізуюча схема залишилася тією самою, отже набір навісних елементів зберігся. Невелику різницю можна помітити лише в їхньому взаємному розташуванні.
Кінець виробничого ритму Intel "тік-так" означає, що Kaby Lake стала вже третьою архітектурою, заснованою на 14-нм процесорі. Почавши з Broadwell (5-е покоління, "тік"), компанія-виробник представила нову мікроархітектуру Skylake (6-е покоління, "так"), яка була оптимізована в 7-му поколінні. Поліпшення енергоефективності та підвищення частоти було досягнуто за рахунок менш напруженого планування транзисторів. Компанія Intel випустила велику низку нових процесорів Kaby Lake, починаючи від мобільних KBL-U на 15 та 28 Вт та KBL-H на 45 Вт до моделей для робочих станцій KBL-S з розрахунковим споживанням 35-91 Вт. Є і 3 варіанти, що розганяються, включаючи і3.
Озеро Кабі
Перший офіційний запуск Kaby Lake відбувся у вересні 2016 р. і включав 6 мобільних процесорів, призначених для встановлення у преміум-ноутбуках та міні-ПК. Вони показали хороші результати, і на початку 2017 р. компанія Intel представила понад 25 нових моделей. Основною особливістю процесорів Kaby Lake є підтримка Optane Memory та чіпсетів 200 серії. Крім того, графіка Gen9 була оновлена Main10 та іншими системами відтворення відео зі зниженим енергоспоживанням, а схема зазнала корекції для покращення частотної кривої напруги.
Огляд процесорів Kaby Lake
Intel визначає свої виробничі лінії за сегментами Y, U, H і S. Нещодавні зміни у схемі іменування ускладнили визначення того, до якого сегменту чіп відноситься, якщо не знати TDP чи схематику ядра.
Серія Y, що використовує номенклатуру Kaby Lake Pentium, Core m3, Core i5/і7 та Core і5/і7 vPro, являє собою 2- та 4-ядерні процесори з гіперпоточністю та розрахунковою тепловою потужністю 4,5 Вт, які орієнтовані на невеликі та легкі мобільні ПК. Таке мале споживання енергії досягається завдяки наднизькій базовій частоті. Це дозволяє встановлювати акумулятори меншої ємності, забезпечуючи невелику вагу та тривалий час автономної роботи.
Серія U споживає 28 і 15 Вт, має 2 ядра з гіперпоточністю, але з набагато більш високою тактовою частотою. Включає процесори Kaby Lake Pentium, Celeron, Core i3/і7. Вони часто дешевші за модельний ряд Y, оскільки не обмежені жорсткими вимогами до напруги і частоти і знаходять застосування в преміальних ігрових ноутбуках. Частина процесорів обладнана додатковим чіпом eDRAM об'ємом 64 або 128 МБ, який є буфером DRAM з основною пам'яттю і впливає на швидкість графіки.
Чіпи серії H мають розрахункову споживану потужність 45 Вт та забезпечують максимальну продуктивність мобільних пристроїв. Intel просуває їх під брендом VR Ready, що вказує на їхнє використання в системах віртуальної реальності. Випускаються в різних комбінаціях складових та швидкодії.
Серія S призначена для настільних комп'ютерів. Нічим не примітна. Було випущено три модифікації Core і7 з чотирма ядрами процесора Kaby Lake і гіперпоточністю, одна з яких дозволяє розгін, а інша відрізняється малою потужністю. Також випускаються кілька 4-ядерних і5 у схожих модифікаціях та 2-ядерні чіпи і3.
У новому модельному ряду KBL-S можна виділити можливість розгону Core і3-7350K, 2-ядерного процесора з гіперпоточністю, 60 Вт, базовою частотою 4,2 ГГц (без турборежиму) і множником, що налаштовується. Це стало відповіддю на прохання ентузіастів, які таким чином вимагають продуктивності ЦПУ, що відповідає пристроям вищого класу.
Speed Shift v2
Однією з нових особливостей Skylake була функція Speed Shift. За наявності правильного драйвера система може відмовитися від управління турборежимом процесора на користь самого процесора. Використовуючи внутрішню метричну колекцію у поєднанні з доступом до системних датчиків, ЦП може регулювати частоту з більшою точністю та швидше, ніж ОС. Мета Speed Shift полягає в тому, щоб дозволити системі швидше реагувати на запити продуктивності (наприклад, взаємодіяти з сенсорним екраном або переглядати веб-сторінки), зменшувати затримки та покращувати роботу користувача. Тому, коли операційна система обмежена зумовленими параметрами P-стану, процесор із підтримкою Speed Shift з правильним драйвером здатний майже безперервно змінювати множники частоти ЦПУ в широкому діапазоні значень.
Перша ітерація Speed Shift скоротила час набору пікової частоти зі 100 до 30 мс. Єдиним обмеженням був драйвер, який тепер входить до складу Windows 10 та постачається за замовчуванням.
З появою нової архітектури покращився апаратний контроль Speed Shift. Intel не змінила назву технології, але покращення виявилися суттєвими. Драйвер не змінився, тому працює з усіма модифікаціями Speed Shift, але процесор тепер може досягти максимальної частоти за 10-15 мс, а не за 30.
Оптанова пам'ять
Однією з цілей індустрії пам'яті є створення чогось зі швидкістю DRAM, але стійкішого, щоб дані зберігалися і за відсутності живлення. DRAM використовує енергію оновлення даних, але є основним джерелом переміщення даних програмного забезпечення. Більшість прискорення роботи ПЗ залежить від швидкості доступу до пам'яті або можливість мати дані ближче до ядра, коли це необхідно, тому наявність великої, близької, незалежної пам'яті може збільшити продуктивність і знизити енергоспоживання. На її створення було витрачено більшість десятиліття. Intel (і Micron) офіційно оголосили про своє рішення, 3D XPoint, рік тому, проте раніше офіційно про її реалізацію не повідомлялося.
Медіаможливості
Хоча з точки зору функціоналу Intel Kaby Lake не сильно відрізняється від Skylake, у графіку помітні явні поліпшення. Як і у випадку з ядрами ЦПУ, процес 14nm+ дозволив збільшити частоту та покращити продуктивність ГПУ, але, можливо, більш вражаючі зміни – це оновлені можливості мультимедіа. Основна архітектура графічного процесора Gen9 не змінилася, але компанія Intel переглянула блоки обробки відео, додавши функціональність та покращивши ефективність.
Апаратне прискорення 4К
Головною відмінністю в медіарухом Kaby Lake-U/Y є наявність повного апаратного прискорення для кодування та декодування 4K-відеороликів формату HEVC Main10. Це контрастує зі Skylake, який підтримує 4к p30, але робить це за допомогою гібридного процесу, який розподіляє навантаження між ЦПУ, медіапроцесорами та шейдерними ядрами ГПУ. В результаті Kaby Lake не тільки обробляє більше профілів HEVC, але витрачає на це лише частку потужності при більшій пропускній здатності. Також у новій архітектурі було реалізовано 8-бітне кодування та 8/10-бітне декодування кодеку VP9 від Google. Skylake пропонувала гібридне декодування кодека, що не забезпечувало достатньої енергоефективності. Нова схемаапаратного прискорення HEVC Main10 та VP9 є частиною блоку MFX. Двигун якості відео отримав підтримку HDR та Wide Color Gamut.
Відповідно до Intel, Kaby Lake U/Y здатний обробляти до 6 4Кр30-кодеків AVC і HEVC одночасно. Підтримка декодування HEVCрозрахована на 4Кр60 до 120 Мбіт/с, що необхідно для відтворення преміального контенту та UHD Blu-ray. Завдяки удосконаленням процесу навіть 4,5-ватні чіпи Y здатні обробляти HEVC 4Кр30 у режимі реального часу. Таким чином, у серіях U та Y було дозволено одну з основних скарг на Skylake: відсутність апаратно прискореного декодування 4Kp60 HEVC Main10. Є й інші покращення, які забезпечують більш задовільний мультимедійний досвід споживачам.
Можливості підключення
Потік графіки процесора Kaby Lake U/Y такий самий, як у Skylake. Це означає, що iGPU обслуговує до трьох дисплеїв одночасно.
Один із невтішних аспектів Skylake, який не був усунений у Kaby Lake-U/Y – відсутність власного порту HDMI 2.0 з підтримкою HDCP 2.2. Intel виступає за додавання LSPCon до DP 1.2. Цей підхід використовувався на кількох материнських платах і навіть у міні-ПК, таких як Skull Canyon NUC (NUC6i7KYK) та ASRock Beebox-S.
Чіпсети
Нові концентратори PCH контролерів пов'язані з сокетами LGA1151 і, таким чином, підтримують як Skylake, так і Kaby Lake. Мікросхеми серії 100, такі як Z170, також сумісні з новими процесорами після оновлення BIOS.
Сьогодні досить передбачувані. Z-серія орієнтована на мультиграфічні чіпи та розгін, H відрізняється відсутністю останнього, Q призначена для платформ з підтримкою vPro та B орієнтована на більш дешеві рішення.
Доступні також 3 мобільні чіпсети з аналогічними відмінностями, включаючи набір для Xeon в CM238, що дозволяє використовувати нові процесори Е3-1500 v6.
Сумісні плати
Материнські плати для процесорів Kaby Lake - ASUS Maximus IX Code, GIGABYTE Z270X, Supermicro C7Z270-CG, ASRock Z270, MSI Z270, ECS Z270H4-І. На них з'явилися нові контролери, у тому числі USB 3.1 10 Гбіт/с ASMedia ASM2142, який використовує дві лінії PCIe 3.0 для підтримки до 2 портів. Раніше для цього використовувалося лише 1 слот РСІє 3.0.
Також оновлено контролер аудіо Realtek ALC1220: є вихід 120 дБА та вхід 113 дБА. Це має забезпечити найкращу вимірну якість. Мережеве підключення, як і раніше, здійснюється гігабітним Ethernet-контролером Intel I219-V. Великою зміною тут має стати використання мультигігабітного Aquantia 5G/2.5G AQC107. Новим став 10-Гбіт/с інтерфейс USB 3.1 на передній панелі MSI Z270 Gaming М7. В даний час він активується через ASM2142, використовуючи дві смуги РСІ для забезпечення одного USB 3.1.
Технічно всі материнські плати, оснащені Kaby Lake, повинні мати можливість підтримувати Optane Memory. LED-підсвічування теж відіграє велику роль у материнських платах 200-ї серії: її позбавлені лише кілька моделей у кожній ціновій категорії.
Продуктивність
Як і слід було очікувати, жодного виграшу у швидкодії немає. За відгуками користувачів, 3-ГГц процесор Kaby Lake i7-7700K працює аналогічно Core i7-6700K з тактовою частотою 3 ГГц (з відключеною гіперпотоковістю). Єдина відмінність полягає у підтримці пам'яті. Якщо Skylake сумісний з DDR4-2133, то Kaby Lake - з DDR4-2400, але це незначно впливає на всі контрольні показники.
Споживання енергії
Одна з основних переваг процесора Kaby Lake - та ж частота при меншої потужностіабо більша у тій же потужності в порівнянні з Skylake. i7-7700K підтримує турборежу в 4,5 ГГц при тепловій потужності 91 Вт. У всіх процесорів Kaby Lake, що тестувалися, навіть при ручному розгоні споживання близьке до розрахункового, хоча зазвичай постачальник ЦП значно переоцінює напругу, необхідну для стабільної роботи чіпа.
Розгін
За відгуками користувачів, сприйняття ними збільшення тактової частоти в Kaby Lake змінилося завдяки новій функції AVX Offset, яка знаходиться у BIOS кожної материнської плати Z270. Відомо, що інструкції AVX завдають шкоди розгону, знижуючи стабільність та ускладнюючи просування коду без AVX. Тепер користувач може застосувати зсув (наприклад -10x), яке зменшить множник, коли зустрічається команда AVX. Це означає, що при розгоні процесора Kaby Lake до 4,8 ГГц з AVX-зміщенням 8x команда AVX виконуватиметься на 4,0 ГГц, виділяючи менше тепла та зберігаючи стабільність системи.
Згідно з користувачами, частота 4,8 ГГц AVX легко доступна навіть при розумній напрузі. i7-7700K досягає 4,9 ГГц зі зміщенням AVX -10, а і5-7600K - 5,0 ГГц, навіть при включеному AVX.
За великим рахунком, розгін і7-7700К з 4,2 до 4,8 ГГц практичної переваги не дає. Різниця в 600 МГц відповідає 13-14% зростання продуктивності, що не так багато. Однак, враховуючи профіль напруги чіпів, частота 4,5 ГГц забезпечує хороші температури та напруги, як і раніше, перевищуючи і7-4790K або і7-6600K.
Результати тестування
За відгуками користувачів, порівняння процесорів Kaby Lake підтверджує, що Core i7-7700K перемагає майже в кожному тесті (крім кількох, де і7-5775C все ще краще через 128 МБ eDRAM).
Core i5-7600K працює майже так само, за винятком сценаріїв з невеликою кількістю потоків (наприклад, при трасуванні променів), але при виконанні повсякденних завдань процесор, безумовно, ні в чому не поступається. Core i5-7600K через відсутність зростання ІРС по суті є базовим і5-6600K, крім кількох додаткових мегагерц. Розганяється процесор добре - його температура набагато краща, ніж і7-7700K, але більше нічого незвичайного він не являє собою.
Слоном у посудній лавці, однак, є Core i3-7350K. При ціні в 159$ він всього в 11-ти доларах від Core і5-7400, який коштує 170$, але має 2 два повні ядра, хоча і на нижчій частоті (3 ГГц проти 4,2 ГГц).
Чи стала нова архітектура Intel новою віхою?
Здебільшого Kaby Lake великих змін не пропонує. Підтримка пам'яті Optane є плюсом, але в іншому - це просто зсув кривої потужності та ефективності. Енергія, що споживається при 3,0 ГГц у минулому році, тепер дає 3,3 ГГц, що означає економію часу, що витрачається на виконання роботи, або економію електрики. Speed Shift v2 - дійсно приємна функція, але вона обмежена користувачами Windows 10. Найбільший інтерес представляє набір нових контролерів (ALC1220, E2500, Aquantia). Оптимізаційна архітектура не викликає захоплення, але забезпечує 10% зростання ефективності.
Kaby Lake (вимовляється як Кебі лейк) – кодова назва сьомого покоління процесорів Intel Core.
Процесори Intel Kaby Lake техпроцесу 14-нм відрізняються від процесорів Skylake незначною зміною мікроархітектури Core згідно з стратегією розробки мікропроцесорів компанії Intel.
особливості:
- 14-нм технологічний процес.
- Конструктивне виконання LGA 1151.
- Підтримка PCI Express 3.0.
- Підтримка Thunderbolt 3.
- Підтримка USB 3.1, на відміну від Skylake, де потрібна наявність додаткових контролерів на материнській платі роботи USB 3.1 порти.
Сімейство Kaby Lake розбите на три сегменти: К – розблоковані моделі, S – «стандартні» моделі (суфікс у назві відсутня), T – чіпи зі зниженим TDP.
Одночасно з цими процесорами дебютую чіпсети серії 200, серед яких будуть такі моделі: Z270, H270, Q270, Q250 та B250.
Разом із виходом настільних процесорів «родини» Kaby Lake компанія Intel готується оновити лінійку CPU для професійних систем початкового рівнядля платформи LGA1151.
Процесори Xeon E3-1200 v6 замінять собою існуючі процесори Xeon E3-1200 v5, що базуються на архітектурі Skylake.
На жаль, нова лінійка, як і нинішня, буде сумісна лише з чіпсетами IntelС232 і С236, а при встановленні таких CPU в настільну материнську плату, Призначену для «звичайних» процесорів Kaby Lake-S, вони банально відмовляться працювати.
Приріст частоти щодо лінійки v5 становить 100-200 МГц залежно від конкретної моделі, а вбудоване графічне ядро в процесорах Xeon E3-12x5 не змінилося.
З виходом процесорів Kaby Lake компанія Intel удосконалила свій 14-нм технологічний процес і досягла гарного рівня виходу придатних кристалів.
Intel скоригувала профіль своїх 3D tri-gate-транзисторів, і завдяки цьому 14-нм напівпровідникові кристали змогли отримати найкращий частотний потенціал.
Kaby Lake цілком справедливо було б назвати Skylake Refresh, адже тоді було б зрозуміло, що ніяких удосконалень на рівні мікроархітектури очікувати не слід.
У Kaby Lake у порівнянні зі Skylake немає навіть звичних трьох-п'яти відсотків збільшення у швидкодії.
На рівних зі Skylake тактових частотах нові процесори видають цілком ідентичну продуктивність, і вся їх перевага пояснюється лише робочими частотами, що збільшилися на 200-300 МГц.
Втім, у графічне ядро процесора, що відповідає за апаратне кодування та декодування відеоконтенту, була додана повна підтримка, що була відсутня раніше форматів HEVCі VP9 як з 8-, так і з 10-бітною кольоровістю, що має позитивно позначитися на автономності мобільних пристроїв під час відтворення відео.
Ентузіасти залишаться задоволені збільшенням розгінного потенціалу, в результаті оверклокерські процесори Core i7-7700K і Core i7-7600K, а також недорогий розблокований двоядерник Core i7-7350K, що приєднався до них, здатні брати 5-гігагерцеву висоту.
Чим вони насамперед і приваблюють.
Нещодавно корпорація Intel представила мікроархітектуру 7-го покоління Kaby Lake. До речі, під час її розробки Intel відійшла від стратегії «тік-так», яка проіснувала цілих 10 років! Суть місії полягала в тому, що з кожним новим поколінням мікропроцесорів продуктивність мала збільшуватися, але якщо гілка «тік» означала зменшення техпроцесу з використанням існуючої мікроархітектури, то «так», навпаки, передбачала створення нової мікроархітектури, але на основі існуючого технологічного процесу.
Створення Kaby Lake знищило цю стратегію, оскільки ця мікроархітектура, що належала до гілки «тік», була виготовлена за 14 нм процесом, як і попередниця 6-го покоління Skylake. Хоча на початку створення обговорювалося, що Kaby Lake буде створена у згоді зі стратегією тик-так по 10 нм технологічному процесу. Але сили Intel не безмежні, адже з кожним роком транзистори стають тоншими і технологічний процес ускладнюється, в результаті їм просто не вистачило часу. Тому в 2016 році Intel оновила місію «тік-так», заявивши, що відтепер вона буде здійснюватися в циклі, що складається з трьох етапів:
- "Тік" - зменшення техпроцесу існуючого ядра
- "Так" - створення нового мікропроцесора, але без зміни технології
- "Так" - оптимізація роботи нової мікроархітектури
Відмінності мікроархітектур:
Якщо говорити про відмінності даних мікропроцесорів, то можна виділити три явні переваги Kaby Lake щодо попередниці:
- Новий вбудований відеоадаптер Intel HD 630, що забезпечує продуктивність на цілих 30% вище в порівнянні з попереднім Intel HD 620. Що було продемонстровано при їх тестуванні в Benchmark, хоча в іграх ця різниця залишається маленькою, в тому ж Rainbow Six (2015) Intel HD 630 всього на 2-3 fps випереджає "старшого брата".
- У новій мікроархітектурі було суттєво покращено енергоспоживання, що становить 7.5 Вт у Kaby Lake, чого не скажеш про Skylake з його 15-ти ватним споживанням.
- У Kaby Lake була реалізована безпосередня підтримка USB 3.1 портів на відміну від Skylake, де для цього були потрібні додаткові контролери на МП.
Skylake vs Kaby Lake – тестування продуктивності
Для порівняння було взято два процесори:
- Intel Core I7 7700K із мікроархітектурою Kaby Lake
- Intel Core I7 6700K зі Skylake
Порівняння проводилося у восьми аналізаторах, у тому числі в AIDA 64. Здавалося б, нова мікроархітектура повинна дати набагато більшу продуктивність, ніж попередня, але ні, різниця виявилася символічною і за підсумком становила 1% у середньому. Тож тепер варто 100 разів подумати, чи потрібно переплачувати за лаптоп із процесором, який працює на основі нової мікроархітектури, коли різниці у продуктивності порівняно зі старою майже не спостерігається?
Якщо говорити про автономну роботу, то за рахунок перенесення в Kaby Lake обробки 4K форматних відео на GPU процесор, по-перше, отримує набагато на 7-10% менше навантаження, ніж "камінь" зі Skylake. По-друге, має рекордний у порівнянні з попередником час автономної роботи під час відтворення фільмів. А саме цілих 10 годин, що не можна не назвати серйозною перевагою.
Підбиття підсумків:
Таким чином, незважаючи на те, що продуктивність процесорів з мікроархітектурою Kaby Lake всього на 1% вище, ніж у попередників з ядром 6-го покоління Skylake. За рахунок зниженого майже на половину енергоспоживання та, в результаті, набагато більшого часу автономної роботи. Процесор з Kaby Lake виявився набагато енергоефективнішим, ніж той, який мав ядро Skylake.