Kaby Lake или Skylake Refresh / Процессоры и память

И если честно, это – самый неинтересный анонс из всего того набора новинок, который ожидается в ближайшее время. Про Kaby Lake много чего известно уже давно, и вся эта информация не сильно придает оптимизма. Хорошо известно, что новый процессор представляет собой немного подрихтованный Skylake, а значит, никаких особых сюрпризов не несёт. Дело в том, что Kaby Lake, по сути, – вынужденная заплатка на полотне процессорных планов Intel, и сделана она сравнительно по-простому и на скорую руку.

Подобный малозначительный процессорный анонс уже однажды был в истории Intel — в 2014 году компания сорвала сроки выхода Broadwell и вынужденно обновляла ассортимент продукции за счёт Haswell Refresh и Devil’s Canyon. Сегодняшняя ситуация во многом похожа: проблемы с внедрением следующего технологического процесса с 10-нм нормами заставляют Intel придумывать дополнительные промежуточные этапы в эстафете обновления процессоров.

Однако Kaby Lake – всё же не настолько проходная модель. В ней микропроцессорный гигант смог внедрить некоторые улучшения в графическом ядре, но самое главное, при производстве Kaby Lake теперь используется 14-нм техпроцесс второго поколения. Что всё это может дать обычным пользователям и энтузиастам, мы и проанализируем в настоящей статье.

⇡#Новый старый техпроцесс, или Что такое «14-нм+»

Ключевой для Intel принцип разработки новых процессоров, хорошо известный по кодовому названию «тик-так», когда внедрение новых микроархитектур чередовалось с переходом на более совершенные технологические процессы, забуксовал. Изначально каждая стадия в этом конвейере занимала 12-15 месяцев, однако ввод в строй новых производственных технологий с уменьшенными нормами постепенно стал требовать всё больше и больше времени. И в конце концов 14-нм техпроцесс окончательно сломал весь размеренный ритм прогресса. С выпуском процессоров поколения Broadwell возникли настолько критичные задержки, что стало понятно: регулярный и методичный «тик-так» больше не работает.

Так, мобильные представители семейства Broadwell попали на рынок почти на год позже, чем изначально планировалось. Старшие десктопные процессоры появились с почти полуторагодовой задержкой. А решения среднего уровня на этом дизайне и вовсе до стадии массовых продуктов не дошли совсем. Более того, внедрение микроархитектуры Broadwell в сложные многоядерные процессоры происходило настолько медленно, что, когда в середине прошлого года она наконец-то добралась до старших серверных продуктов, мобильный сегмент ушёл почти на два поколения вперёд – и это тоже явно ненормальная ситуация. Даже для компаний масштаба Intel поддержание в актуальном состоянии сразу нескольких процессорных дизайнов и нескольких производственных технологий представляет достаточно серьёзную задачу.

Не меньшие проблемы сулит и предстоящий переход на следующую производственную технологию, поэтому первые процессоры, выпущенные по 10-нм техпроцессу, можно ожидать не ранее второй половины 2017 года. Но если вспомнить, что Intel стала применять 14-нм технологию с третьего квартала 2014 года, а процессоры Skylake появились в середине 2015-го, то получается, что между Skylake и их 10-нм последователями образуется слишком продолжительная, двухгодичная пауза, способная отрицательно сказаться как на имидже компании, так и на продажах. Поэтому в конечном итоге Intel, чтобы избавиться от постоянного отставания от первоначальных планов и по возможности унифицировать свою продукцию, приняла решение кардинально поменять цикл разработки и добавить в него дополнительный такт. В результате вместо принципа «тик-так» теперь будет использоваться новый трёхступенчатый принцип «процесс — архитектура — оптимизация», который подразумевает более длительную эксплуатацию техпроцессов и выпуск по одним и тем же нормам не двух, а как минимум трёх процессорных дизайнов.

Это значит, что, в соответствии с новой концепцией, после Broadwell и Skylake теперь должен следовать не переход на 10-нм нормы, а выпуск ещё одного процессорного дизайна с использованием старых, 14-нм норм. Именно этот добавочный дизайн, разработанный в рамках дополнительной «оптимизации», и получил кодовое имя Kaby Lake. С его первыми носителями, ориентированными на использование в ультрамобильных устройствах, мы уже знакомы – они вышли в конце лета прошлого года. Теперь же компания расширяет ареал обитания Kaby Lake и на другие рынки, в том числе и на традиционные персональные компьютеры.

Ввиду того, что Kaby Lake – это своего рода экспромт, который был вынужденно спроектирован микропроцессорным гигантом на фоне проблем с переходом на 10-нм техпроцесс, оптимизации, заложенные в этот процессор, касаются не микроархитектуры, а в первую очередь технологии производства. Производитель даже говорит о том, что Kaby Lake выпускается с применением второго поколения 14-нм техпроцесса – 14-нм+ или 14FF+. Если коротко, то это означает, что в полупроводниковую структуру процессорных кристаллов внесены достаточно существенные изменения, но разрешение литографического процесса всё-таки осталось тем же. Конкретнее, фирменные трёхмерные транзисторы Intel (3D Tri-gate) в Kaby Lake получили , с одной стороны,более высокие кремниевые рёбра каналов, а с другой – увеличенные промежутки между затворами транзисторов, что фактически означает меньшую плотность расположения полупроводниковых устройств на кристалле. 

К сожалению, Intel отказывается сообщать какую-либо конкретную информацию о том, насколько с выходом Kaby Lake изменился её 14-нм техпроцесс. И скорее всего, это связано с тем, что эти изменения можно посчитать некоторым шагом назад. Когда компания вводила в строй свою производственную технологию с 14-нм нормами и анонсировала процессоры поколения Broadwell, она охотно делилась деталями и утверждала, что её FinFET-техпроцесс превосходит аналогичные технологии, применяемые другими производителями полупроводников: TSMC, Samsung и GlobalFoundries. Теперь же, когда в рамках процесса 14-нм+ размеры и профиль транзисторов вновь изменились, их характеристики, по-видимому, выглядят уже не так выигрышно, как раньше.

Впрочем, абсолютные размерности транзисторов интересны лишь для теоретических рассуждений о том, кто из производителей полупроводников владеет самой передовой технологией. Нам же достаточно и качественного описания изменений. Увеличение высоты рёбер трёхмерных транзисторов, являющихся их каналом, открывает возможность для уменьшения сигнальных напряжений и, соответственно, минимизирует токи утечки. Расширение же промежутков между затворами, напротив, требует повышения напряжений, но зато снижает плотность полупроводникового кристалла и упрощает производственный процесс.

Пространственная структура трёхмерных транзисторов Intel 3D Tri-gate

Эти два изменения, проведённые одновременно, отчасти компенсируют друг друга — и поэтому кристаллы Kaby Lake работают при тех же напряжениях, что и Skylake. Но зато Intel выигрывает на другом фронте: усовершенствованный техпроцесс даёт лучший выход годных кристаллов. Причём произошедшее разрежение в расположении транзисторов позволяет снизить их взаимное тепловое и электромагнитное влияние, а это влечёт за собой рост частотного потенциала. В результате Intel удалось обойтись без ухудшения характеристик энергоэффективности нового дизайна, но при этом получить более высокочастотную или даже оверклокерскую реинкарнацию Skylake.

Конечно, при этом возникают определённые вопросы, которые касаются себестоимости полупроводниковых кристаллов, выращенных по техпроцессу 14-нм+. Intel говорит, что усреднённая плотность транзисторов в Kaby Lake по сравнению с Skylake не изменилась, однако, скорее всего, это произошло благодаря редизайну и более рациональному задействованию неиспользовавшихся ранее областей кристалла. Тем не менее Intel, по-видимому, всё же потребовалось поменять часть оборудования на фабриках, где запущен выпуск Kaby Lake. На это, в частности, косвенно указывает растянутость анонса Kaby Lake по времени. Очевидно, запустить в массовое производство и ультрамобильные двухъядерные, и мощные четырёхъядерные кристаллы компания не смогла именно из-за необходимости перенастройки или переукомплектации производственных линий.

Подложка с полупроводниковыми кристаллами Kaby Lake

Но главное — то, что новый техпроцесс, который можно назвать третьим интеловским 3D tri-gate-процессом, действительно позволил компании наладить выпуск чипов с более высокой тактовой частотой. Например, базовая частота старшего десктопного Kaby Lake достигла величины 4,2 ГГц, в то время как флагманский Skylake имел на 200 МГц более низкую частоту. Конечно, в отсутствие улучшений в микроархитектуре всё это вызывает некие ассоциации с Devil’s Canyon, но Kaby Lake – это не просто разогнанный Skylake. Он получился благодаря глубокому тюнингу, который затронул полупроводниковую основу процессора.

⇡#Изменения в микроархитектуре, которых нет

Несмотря на существенные трансформации в производственной технологии, никаких улучшений на микроархитектурном уровне в Kaby Lake сделано не было, и этот процессор имеет ровно такую же характеристику IPC (число исполняемых за такт инструкций), как и его предшественник, Skylake. Иными словами, всё преимущество новинки состоит в способности работать на увеличенных тактовых частотах и в отдельных изменениях во встроенном медиадвижке, касающихся поддержки аппаратного кодирования и декодирования видео в формате 4K.

Отсутствие изменений хорошо видно по снимку полупроводникового кристалла: слева – Skylake, справа – Kaby Lake

Впрочем, для мобильных процессоров даже кажущиеся незначительными нововведения могут давать заметный эффект. В конце концов, улучшение техпроцесса выливается в повышение энергоэффективности, а значит, новое поколение ультрамобильных устройств сможет предложить более продолжительное время работы от батареи. В процессорах же для настольных компьютеров мы можем получить дополнительный прирост на 200-400 МГц в тактовых частотах, достигнутый в рамках установленных ранее тепловых пакетов, но не более того.

При этом на одинаковых тактовых частотах Skylake и Kaby Lake будут выдавать совершенно идентичную производительность. Микроархитектура в обоих случаях одна и та же, поэтому даже привычному приросту производительности в пределах 3-5 процентов взяться попросту неоткуда. Подтвердить это несложно и практическими данными. 

Обычно для иллюстрации преимуществ новых микроархитектур мы пользуемся простыми синтетическими тестами, которые чутко реагируют на изменения в тех или иных процессорных блоках. На этот раз мы воспользовались бенчмарками, входящими в комплект тестовой утилиты AIDA64 5.80. На следующих графиках приводятся показатели производительности старших четырёхъядерных процессоров поколений Haswell, Broadwell, Skylake и Kaby Lake, работающих на одной и той же постоянной частоте 4,0 ГГц.

Все три группы тестов: целочисленные, FPU и рендеринг методом трассировки лучей — сходятся в том, что на одинаковой частоте Skylake и Kaby Lake выдают совершенно идентичную производительность. Это подтверждает отсутствие каких бы то ни было микроархитектурных отличий. Следовательно, к Kaby Lake правомерно относиться как к Skylake Refresh: новые процессоры привносят прирост быстродействия только за счёт выросших частот.

Но и тактовые частоты Kaby Lake особого впечатления не производят. Например, когда Intel выпускала Devil’s Canyon, рост номинальной частоты достигал 13 процентов. Сегодня же прирост частоты старшей модели Kaby Lake по сравнению со старшим Skylake составляет всего порядка 7 процентов.

А если учесть, что в 14-нм процессорах Broadwell и Skylake предельные частоты откатывались назад по сравнению с 22-нм предшественниками, получается, что старший Kaby Lake всего лишь на 100 МГц превосходит по частоте Devil’s Canyon.

⇡#Линейка Kaby Lake для настольных компьютеров

Первые процессоры поколения Kaby Lake компания Intel представила ещё летом. Однако тогда это были лишь представители энергоэффективных серий Y и U, ориентированные на планшетные и ультрамобильные компьютеры. Все они имели только два ядра и графическое ядро класса GT2, то есть представляли собой сравнительно простые чипы. Основная же масса Kaby Lake, в том числе и четырёхъядерники, выходят только сейчас. Причём речь идёт об обновлении ассортимента сразу всех классов процессоров, включая 4,5-ваттные Core Y-серии; 15- и 28-ваттные Core U-серии с графикой HD Graphics и Iris Plus; 45-ваттные мобильные Core, в том числе и их версии со свободным множителем; 45-ваттные мобильные Xeon; а также набор процессоров S-серии для настольных компьютеров с тепловыми пакетами 35, 65 и 95 Вт.

Сегодняшний анонс затрагивает в общей сложности 36 различных моделей процессоров, из которых только 16 относятся к десктопным. Но именно о них мы будем говорить сегодня в подробностях.

Ранее при обновлении модельного ряда процессоров для настольных ПК компания Intel предпочитала разносить по времени выход четырёхъядерных и двухъядерных чипов. Но в этот раз план несколько иной. Компания всё равно не стала вываливать на рынок сразу весь ассортимент обновлённых LGA1151-процессоров, но первая партия десктопных Kaby Lake оказалась более массовой, чем обычно: она включает в себя не только четырёхъядерные Core i7 и Core i5, но и двухъядерные Core i3. То есть во время второго этапа обновления, который ориентировочно произойдёт весной, будут представлены лишь процессоры бюджетных семейств Pentium и Celeron.

Семейство десктопных процессоров Core i7 седьмого поколения (к которому относится дизайн Kaby Lake) включает в себя три модели:

В семейство Core i7 по-прежнему входят четырёхъядерные процессоры с поддержкой технологии Hyper-Threading, имеющие кеш-память третьего уровня объёмом 8 Мбайт. Но по сравнению с Skylake частоты новых Core i7 выросли на 200-300 МГц, а кроме того, у процессоров появилась официальная поддержка DDR4-2400. В остальном же новинки похожи на предшественников. На привычном уровне остались и рекомендованные цены: Kaby Lake заменят представителей семейства Skylake в старых ценовых категориях.

Примерно такая же картина складывается и с процессорами Kaby Lake, относящимися к классу Core i5. Разве что здесь ассортимент существенно шире.

Линейка четырёхъядерных процессоров Core i5 лишена технологии Hyper-Treading, обладает L3-кешем размером 6 Мбайт и по сравнению с Core i7 предлагает немного более низкие тактовые частоты. Но, как и в случае с Core i7, процессоры серии Core i5 поколения Kaby Lake быстрее своих предшественников на 200-300 МГц. В остальном же они унаследовали характеристики от Skylake без каких-либо существенных изменений.

Зато в серии Core i3 произошли важные перемены. При внедрении дизайна Kaby Lake в состав этого семейства в него был добавлен оверклокерский процессор с разблокированным коэффициентом умножения, который по сложившейся традиции получил литеру K в модельном номере.

Серия Core i3 объединяет двухъядерные процессоры с поддержкой технологии Hyper-Threading, оснащённые кеш-памятью третьего уровня объёмом 3 или 4 Мбайт. Характеристики новинок поколения Kaby Lake вновь повторяют спецификации соответствующих Skylake с разницей лишь в тактовых частотах, которые стали выше на 200 МГц.

Однако, помимо обновлённых версий привычных двухъядерников, в серии Core i3 теперь появилась принципиально новая модель – процессор Core i3-7350K, характерный имеющимися в нём оверклокерскими возможностями. Ранее среди двухъядерных процессоров у Intel подобных предложений никогда не было (эксперимент в виде Pentium Anniversary Edition – не в счёт), теперь же компания, похоже, решила официально понизить входной барьер в мир разгона. И Core i3-7350K представляется действительно очень интересным вариантом для стеснённых в средствах энтузиастов, ведь его цена на целых 30 процентов ниже стоимости оверклокерского Core i5. Причём весьма вероятно, что за счёт уменьшенного по площади ядра с невысоким тепловыделением этот процессор сможет порадовать и высоким разгонным потенциалом, который мы постараемся проверить на практике при первой же возможности.

Несколько слов следует сказать и о графическом ядре новинок. Все настольные процессоры поколения Kaby Lake получили одну и ту же встроенную графику уровня GT2, которая включает в себя 24 исполнительных устройства – ровно столько, сколько было в ядре GT2 у процессоров Skylake. А поскольку базовая архитектура GPU в новом процессорном дизайне не изменилась, 3D-производительность Kaby Lake осталась на старом уровне. Появление же в названии HD Graphics более высокого числового индекса 630 всецело связано с новыми возможностями аппаратного медиадвижка, в который были добавлены средства для быстрого кодирования/декодирования видео в форматах VP9 и H.265, а также полная поддержка материалов в 4K-разрешении.

⇡#Новые возможности Intel QuickSync

С точки зрения традиционных процессорных возможностей Kаby Lake не выглядит как серьёзный шаг вперёд по сравнению с Skylake. Такое ощущение создаётся из-за того, что в новом процессоре нет никаких микроархитектурных улучшений. Тем не менее Intel назвала новый процессор собственным кодовым именем — Kaby Lake, чем пытается донести мысль, что перед нами не просто Skylake с увеличенными рабочими частотами. И отчасти это действительно так. Некоторые принципиальные улучшения, которые могут быть заметны конечным пользователям, есть в графическом ядре новых CPU. Несмотря на то, что архитектура GPU процессоров Kaby Lake относится к девятому поколению (как и у Skylake), его мультимедийные возможности существенно расширились. Иными словами, базовый дизайн графического ядра (включая и число исполнительных устройств) в Kaby Lake остался старым, но блоки, отвечающие за кодирование и декодирование видеоконтента, претерпели значительные усовершенствования как в части функциональности, так и по производительности.

Самое главное: теперь медиадвижок Kaby Lake может полностью аппаратно ускорять кодирование и декодирование 4K-видео в формате HEVC с профилем Main10. В Skylake же, напомним, декодирование HEVC Main10 тоже было заявлено, но там оно было реализовано по гибридной схеме, и нагрузка распределялась между медиадвижком, шейдерами встроенного GPU и вычислительными ресурсами самого процессора. Из-за этого качественное воспроизведение достигалось лишь в случае 4Kp30-видео, более же сложные форматы качественно и без выпадения кадров проигрывать не получалось даже на старших моделях CPU. С Kaby Lake подобных проблем возникать не должно: новые процессоры декодируют HEVC-видео, опираясь на один только медиадвижок, и это позволяет им переваривать сложные профили и высокие разрешения без нагрузки на вычислительные ядра: с высокой эффективностью, без выпадения кадров и с низким потреблением энергии. Intel обещает, что у специализированных блоков медиадвижка Kaby Lake может хватить сил не только на воспроизведение 4K-видео с 60 и даже 120 кадрами в секунду, но и на одновременное декодирование до восьми стандартных AVC- или HVEC-потоков 4Kp30.

Кроме того, медиадвижок Kaby Lake получил аппаратную поддержку кодека VP9, разработанного Google. Аппаратное декодирование видео возможно с 8- и 10-битной цветовой глубиной, а кодирование – с 8-битной. В Skylake же работа с VP9-видео, так же, как и в случае с HEVC, осуществлялась по гибридной аппаратно-программной схеме. В результате Kaby Lake может оказаться весьма полезен для любителей посмотреть 4K-видео на YouTube, поскольку кодек VP9 активно внедряется именно в этом сервисе.

В общей сложности ситуация с аппаратной поддержкой в Kaby Lake различных форматов видео выглядит следующим образом:

Блок-схема графической части Kaby Lake приведена на иллюстрации ниже. Структурных отличий от Skylake в ней почти нет, однако они присутствуют на более низком уровне. Так, в блок MFX (Multi-Format Codec) внедрена аппаратная поддержка HEVC Main10 и VP9. В результате именно этот блок получил возможность самостоятельного декодирования видео в форматах VP9 и HEVC с 10-битной глубиной цвета, а также кодирования HEVC с 10-битной цветностью и VP9 с 8-битной цветностью.

Помимо MFX, обновился и блок VQE (Video Quality Engine), отвечающий за работу аппаратного кодера. Нововведения направлены на улучшение качества и производительности при работе с AVC-видео. Так, Intel хочет постепенно внедрить возможность работы с HDR-контентом и планомерно расширяет поддерживаемую цветность на разных этапах конвейера. Однако нужно иметь в виду, что на данный момент все функции кодирования ориентированы только на цветовую субдискретизацию 4:2:0. Это не является проблемой при любительской работе с видео, но для профессиональных применений требуется более точное кодирование 4:2:2 или 4:4:4, которого в рамках Intel QuickSync пока нет.

Надо сказать, что обычно пользователи десктопных процессоров Intel уделяют не слишком много внимания возможностям медиадвижков. Ведь они являются частью графического ядра, которое в обычных производительных системах отключается в пользу дискретной видеокарты. Однако на самом деле в современных интеловских платформах медиадвижком можно пользоваться и при наличии дискретной видеокарты. Для этого необходимо лишь не отключать встроенную графику, а активировать её через BIOS материнской платы в качестве вторичного видеоадаптера. В этом случае в операционной системе будет обнаружено сразу два графических адаптера, и, после установки драйвера Intel HD Graphics, процессорный медиадвижок Intel QuickSync станет доступным для использования.

Приведём несколько простых примеров практической пользы такой конфигурации.

Вот, например, как обстоит дело с воспроизведением на Core i7-7700K сложного медиаконтента – 4Kp60 HEVC Main10-ролика с битрейтом около 52 Мбит/c. Декодирование выполняется с помощью Intel Quick Sync.

Выпадения кадров нет, загрузка процессора – на минимальных значениях. Это же видео встроенная графика Core i7-6700K и уж тем более процессоров с более ранними дизайнами не могла проигрывать без выпадения кадров. Поэтому для воспроизведения подобных роликов раньше приходилось опираться на программное декодирование, работающее только на высокопроизводительных платформах, да и то не всегда.

Другой пример – перекодирование видео. В рамках знакомства с Kaby Lake мы посмотрели на производительность перекодирования исходного 1080p-ролика различными программными и аппаратными кодерами. Для целей тестирования использовалась популярная утилита HandBrake 1.0.1, которая позволяет выполнять перекодирование как через Intel QuickSync, так и программно – с использованием кодеров x264 и x265.

В тестах применялся стандартный профиль качества Fast 1080p30.

Преимущества в производительности, которые можно получить при перекодировании с использованием аппаратных возможностей медиадвижка, – более чем существенные. Несмотря на то, что в обоих случаях был получен примерно одинаковый по качеству результат с битрейтом около 3,7 Мбит/с, движок Intel QuickSync может предложить в разы более высокую скорость перекодирования, которое к тому же происходит с минимальной нагрузкой на вычислительные процессорные ядра. Правда, скорость аппаратного перекодирования в Kaby Lake по сравнению с Skylake почти не выросла.

Ещё один пример – стриминг. Поскольку Intel QuickSync позволяет кодировать видео без нагрузки на вычислительные ядра процессора, стримеры для своих трансляций вполне могут обойтись одной системой с процессором Kaby Lake. Например, популярная программа для онлайн-трансляций OBS Studio поддерживает H.264-кодирование посредством интеловского медиадвижка и способна в этом случае работать параллельно с исполняемыми на дискретной видеокарте игровыми приложениями, не снижая их производительности.

Иными словами, даже в производительной системе, оснащённой внешней графической картой, применений для Intel QuickSync можно найти массу. И его возросшая в Kaby Lake функциональность приходится как нельзя кстати. Аппаратные мультимедийные возможности этого блока, который стал практически всеядным, действительно расширяют сферу применения типичного персонального компьютера.

Говоря о встроенном в Kaby Lake графическом ядре, нельзя не упомянуть, что оно, как и в Skylake, может поддерживать до трёх 4K-мониторов одновременно. Однако, несмотря на ожидания, врождённая поддержка интерфейса HDMI 2.0 в десктопных процессорах нового поколения так и не появилась. Это значит, что мониторы, подключенные через HDMI-порт, на большинстве материнских плат смогут обеспечить лишь максимальное разрешение 4096 × 2160 @ 24 Гц. Полноценное же 4K-разрешение, как и раньше, будет доступно лишь при использовании DisplayPort 1.2-подключения. Впрочем, существует и альтернативное решение, позволяющее производителям систем оборудовать HDMI 2.0-выходы, оно заключается в использовании добавочных конвертеров LSPCon (Level Shifter — Protocol Converter), устанавливаемых в DP-тракте. Однако такой подход, естественно, требует дополнительных затрат.

Тем не менее Intel обещает, что системы на базе процессоров Kaby Lake без особых проблем в части совместимости смогут воспроизводить премиальный 4K-контент, защищенный DRM (например, из премиум-аккаунта сервиса Netflix). При отсутствии порта HDMI 2.0 для этого подойдёт и система с DisplayPort, подключенная к 4K-телевизору или монитору с поддержкой HDCP2.2.

Что нужно, чтобы смотреть платный 4K-контент онлайн

В итоге в медиадвижке Kaby Lake дан ответ на основную претензию к Skylake — по поводу отсутствия аппаратного ускорения 4Kp60 HEVC Main10. Плюс добавлены некоторые другие полезные возможности и усовершенствования, в результате чего встроенная графика Kaby Lake действительно лучше приспособлена для работы с набирающим популярность 4K-видео и с сервисами потоковой трансляции контента. Однако нужно иметь в виду, что одних только аппаратных усовершенствований для внедрения новых функций недостаточно, и впереди – большая работа по обновлению и адаптации программного обеспечения.

⇡#Чипсеты для Kaby Lake: Intel Z270 и другие

По традиции вместе с новыми процессорами Intel выводит на рынок и новые наборы системной логики. То есть, несмотря на то, что принцип «тик-так» сменился принципом «процесс — архитектура — оптимизация», с чипсетами всё осталось по-старому: они обновляются на каждом витке прогресса. Однако на этот раз незначительность усовершенствований в Kaby Lake по сравнению с Skylake позволила сохранить полную совместимость со старой платформой. Kaby Lake не только устанавливаются в уже знакомый нам процессорный разъём LGA1151, но и прекрасно работают в материнских платах со старыми наборами логики сотой серии.

Оптимизации, произошедшие в технологии производства новых процессоров, не потребовали изменений схемы питания. Она, как и в случае Skylake, у Kaby Lake должна находиться на плате, а не в процессоре. При этом требования к напряжениям и токам остались теми же, что и были раньше. А это значит, что никаких схемотехнических препятствий к установке Kaby Lake в старые LGA1151-платы нет. Единственное, что требуется для поддержки новых CPU старыми платами, – наличие в BIOS материнской платы соответствующего микрокода. И большинство плат на Z170 и других чипсетах прошлого поколения необходимое обновление своевременно получили.

Новые же наборы логики с модельными номерами из двухсотой серии спроектированы Intel скорее по привычке и просто для того, чтобы у производителей материнских плат появились какие-то основания для обновления платформ. Поэтому нет ничего удивительного в том, что по возможностям отличия от прошлых чипсетов получились минимальными и, можно сказать, даже косметическими. Никаких действительно полезных дополнений в виде поддержки интерфейсов USB 3.1 или Thunderbolt в Intel Z270 и прочих чипах серии не появилось, а главное улучшение, на которое напирает Intel, заключается в поддержке перспективных накопителей Intel Optane.

Вот как соотносятся между собой чисто технические характеристики старших чипсетов в сотой и двухсотой сериях:

Причём в том, что касается главного маркетингового аргумента в пользу чипсетов двухсотой серии – поддержки Optane, Intel во многом лукавит. На самом деле накопители Optane не потребуют никаких специальных интерфейсов или разъёмов. Для работы им будет нужен обычный слот M.2 с заведённой в него шиной PCI Express 3.0 x4, и такие слоты есть на многих старых LGA1151-платах. В случае же новых наборов логики речь просто идёт о том, что в них число линий PCI Express несколько увеличено, и это позволяет производителям плат без проблем добавить на свои платформы более одного слота M.2. Дело в том, что, как предполагается, первые версии Intel Optane обычные SSD собой не заменят. Они получат крайне небольшие объёмы и будут позиционироваться в роли дополнительных кеширующих накопителей, поэтому под них предполагается отводить отдельный независимый слот, который в чипсетах двухсотой серии реализовать легче. Кроме того, для новых чипсетов будет сделан специальный Rapid Storage Technology-драйвер, в котором будут заложены некие оптимизированные для Optane алгоритмы работы, похожие по сути на новую версию технологии Intel Smart Response.

Таким образом, значимым отличием Z270 от Z170 следует считать не надуманную поддержку Optane, а увеличенное на четыре штуки (до 24) максимальное число поддерживаемых чипсетом линий PCI Express 3.0. Причём это изменение нашло отражение и в изменении схемы I/O Port Flexibility, в рамках которой теперь допускается одновременная реализация сразу 30 высокоскоростных интерфейсов. Количество портов SATA и USB при этом сохранилось на старом уровне, но в Z270 в стандарте USB 3.0 может работать не 8, а 10 портов.

Множество новых чипсетов двухсотой серии состоит не только из одного Intel Z270. Акцентировать внимание именно на нём мы решили потому, что он – самый оснащённый и единственный, поддерживающий разгон процессора (как через изменение множителей, так и частотой базового тактового генератора). Однако, кроме него, линейка новых наборов логики включает пару более простых потребительских чипсетов — H270 и B250, а также пару чипсетов для корпоративной среды – Q270 и Q250, которые выделяются наличием набора функций Intel Standard Manageability для удалённого управления и администрирования.

Наиболее же интересные для обычных пользователей H270 и B250 отличаются от Z270 не только отсутствием оверклокерских возможностей. В них сокращено число линий PCI Express 3.0 и портов USB 3.0, а также урезано количество M.2-интерфейсов, которые могут быть подключены к драйверу Intel RST. Кроме того, младшие наборы системной логики не позволяют делить процессорную шину PCI Express по нескольким слотам.

Полное представление о соответствии характеристик наборов логики двухсотой серии можно получить из следующей таблицы.

⇡#Тестовый процессор: Core i7-7700K

Для проведения тестирования нам был предоставлен старший представитель десктопной линейки Kaby Lake, Core i7-7700K.

Этот четырёхъядерный процессор с поддержкой технологии Hyper-Threading и 8-мегабайтным кешем третьего уровня имеет паспортную тактовую частоту 4,2 ГГц. Однако проверка показала, что в практических условиях частота Core i7-7700K составляет 4,4 ГГц при нагрузке на все ядра и 4,5 ГГц – при малопоточной нагрузке. Таким образом, по частотам старшему Kaby Lake удалось обогнать не только Core i7-6700K, но и старичка Core i7-4790K, который до недавних пор оставался самым высокочастотным процессором Intel для настольных систем.

Рабочее напряжение нашего экземпляра составило 1,2 В: здесь существенных отличий от процессоров прошлых поколений нет.

В состоянии простоя частота Kaby Lake снижается до 800 МГц, причём, помимо привычной технологии Enhanced Intel SpeedStep, процессором поддерживается и более новая технология Intel Speed Shift. Она передаёт управление частотой от операционной системы самому процессору. За счёт этого достигается значительное улучшение времени реакции на изменяющуюся нагрузку: процессор быстрее выходит из энергосберегающих состояний и в случае необходимости быстрее включает турборежим. Но есть и ограничение: технология Speed Shift работает лишь в Windows 10.

Слева – Core i7-7700K (Kaby Lake), справа – Core i7-6700K (Skylake)

Определённые изменения произошли и с внешним видом CPU. Правда, они носят скорее косметический характер. Например, от использования тонкого текстолита, который появился в Skylake, Intel в Kaby Lake не отказалась. Зато поменялась форма теплораспределительной крышки. У неё появились дополнительные приливы, которые увеличивают площадь контакта с подошвой кулера. Впрочем, на эффективность теплоотвода это, скорее всего, повлияет мало. Ведь главная проблема на пути тепла от процессорного кристалла – полимерный термоинтерфейс не лучшего качества, который располагается под процессорной крышкой. А в этом отношении все как прежде: высокоэффективный припой остаётся прерогативой флагманских процессоров в LGA2011-v3 исполнении.

Слева – Core i7-7700K (Kaby Lake), справа – Core i7-6600K (Skylake)

Перемены есть и со стороны процессорного «брюшка». Впрочем, Kaby Lake сохраняет совместимость с гнездом LGA1151, поэтому отличий по сравнению с Skylake здесь совсем мало. Стабилизирующая схема осталась той же самой, так что набор навесных элементов сохранился. Небольшую разницу можно заметить лишь в их взаимном расположении.