Этот год — юбилейный для линейки Sandy Bridge, процессоров, которые в 2011 году перевернули рынок ПК. А заодно это удобный повод сравнить их с новейшими Rocket Lake, которые Intel выпустила недавно и которые по темпам прироста удельной производительности (15–20 %) напоминают тот самый скачок десятилетней давности. Чтобы понять, действительно ли Rocket Lake достойны сравнения с легендарными Sandy Bridge, редакция 3DNews в партнёрстве с Intel протестировала все младшие процессоры серии Core i5, выходившие с 2011 по 2021 год: i5-2300, i5-3330, i5-4430, i5-6400, i5-7400, i5-8400, i5-9400, i5-10400 и i5-11400. Все девять моделей объединяет то, что их цена десять лет держится на уровне около $180 — это самый популярный по продажам сегмент домашних и офисных систем.
Десять лет эволюции: от Sandy Bridge до Rocket Lake
Sandy Bridge (2011 год, 32 нм) задал формулу, которая на годы стала стандартом Intel: система-на-чипе с интегрированной графикой, единый дизайн для мобильных, настольных и серверных чипов, кеш декодированных микроопераций на 1500 записей, поддержка AVX и кольцевая шина. Младший Core i5-2300 получил 4 ядра без Hyper-Threading, частоту 2,8 ГГц и цену $177.
Ivy Bridge (2012, 22 нм, FinFET-транзисторы) не сильно прибавил в удельной производительности, зато снизил тепловыделение и добавил PCIe 3.0 — Core i5-3330 вышел на частоте 3 ГГц за $182.
Haswell (2013) принёс поддержку AVX2 и перенос схемы питания внутрь процессора, но из-за выросшего тепловыделения частоты не увеличились — Core i5-4430 остался на 3,0 ГГц при TDP 84 Вт.
Skylake (2015, 14 нм) — микроархитектура, которая продержалась без изменений пять лет и до сих пор используется. У Core i5-6400 появились DDR4-память, более широкая кольцевая шина и способность декодировать пять инструкций одновременно вместо четырёх, а TDP снизился до 65 Вт.
Kaby Lake (2017) — «оптимизация» без изменений в микроархитектуре, но с улучшенным техпроцессом: Core i5-7400 прибавил 200 МГц и получил поддержку DDR4-2400.
Coffee Lake (2017) стал ответом Intel на успех AMD Ryzen: Core i5-8400 первым в серии получил шесть ядер, 9 Мбайт L3-кеша и частоту до 3,8 ГГц при 65 Вт. Через год Core i5-9400 повторил его характеристики с прибавкой в 100 МГц.
Comet Lake (апрель 2020) добавил Core i5 поддержку Hyper-Threading — впервые в истории этой серии. Core i5-10400 получил 6 ядер и 12 потоков, 12 Мбайт L3-кеша и частоту до 4 ГГц под нагрузкой.
Rocket Lake (март 2021) — самый заметный шаг за долгое время. Intel портировала на 14-нм техпроцесс 10-нм ядра Sunny Cove (в модификации Cypress Cove), увеличила кеши первого и второго уровня, добавила поддержку AVX-512, DDR4-3200 и шины PCIe 4.0 с увеличенным числом линий. Core i5-11400 сохранил 6 ядер, 12 потоков и цену $182, но частота под полной нагрузкой выросла до 4,2 ГГц. Расплата за прогресс — заметно возросшее энергопотребление: чипу тесно в заявленных 65 Вт, и для раскрытия потенциала ему требуется мощное охлаждение.
Девять младших Core i5 в одной таблице
| Процессор | Архитектура | Техпроцесс, нм | Платформа | Ядра/потоки | Частота (номинал–турбо), ГГц | Частота под полной нагрузкой, ГГц | L3-кеш, Мбайт | AVX2 / AVX-512 | TDP, Вт | Память | PCIe | Цена | Анонс |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Core i5-2300 | Sandy Bridge | 32 | LGA1155 | 4/4 | 2,8–3,1 | 2,8 | 6 | нет / нет | 95 | DDR3-1333 | 16×Gen2 | $177 | январь 2011 |
| Core i5-3330 | Ivy Bridge | 22 | LGA1155 | 4/4 | 3–3,2 | 3,0 | 6 | нет / нет | 77 | DDR3-1600 | 16×Gen3 | $182 | сентябрь 2012 |
| Core i5-4430 | Haswell | 22 | LGA1150 | 4/4 | 3–3,2 | 3,0 | 6 | есть / нет | 84 | DDR3-1600 | 16×Gen3 | $182 | июнь 2013 |
| Core i5-6400 | Skylake | 14 | LGA1151 | 4/4 | 2,7–3,3 | 3,1 | 6 | есть / нет | 65 | DDR4-2133 | 16×Gen3 | $182 | сентябрь 2015 |
| Core i5-7400 | Kaby Lake | 14 | LGA1151 | 4/4 | 3–3,5 | 3,3 | 6 | есть / нет | 65 | DDR4-2400 | 16×Gen3 | $182 | январь 2017 |
| Core i5-8400 | Coffee Lake | 14 | LGA1151v2 | 6/6 | 2,8–4 | 3,8 | 9 | есть / нет | 65 | DDR4-2666 | 16×Gen3 | $182 | октябрь 2017 |
| Core i5-9400 | Coffee Lake | 14 | LGA1151v2 | 6/6 | 2,9–4,1 | 3,9 | 9 | есть / нет | 65 | DDR4-2666 | 16×Gen3 | $182 | октябрь 2018 |
| Core i5-10400 | Comet Lake | 14 | LGA1200 | 6/12 | 2,6–4,4 | 4,0 | 12 | есть / нет | 65 | DDR4-2666 | 16×Gen3 | $182 | апрель 2020 |
| Core i5-11400 | Rocket Lake (Cypress Cove) | 14 | LGA1200 | 6/12 | 2,9–4,3 | 4,2 | 12 | есть / есть | 65 | DDR4-3200 | 20×Gen4 | $182 | март 2021 |
За десять лет число ядер выросло с четырёх до шести, число потоков — с четырёх до двенадцати, L3-кеш стал вдвое больше, частота под нагрузкой выросла в полтора раза, частота поддерживаемой памяти — в 2,4 раза, а пропускная способность шины PCI Express — в четыре раза. Для сравнения: у флагманских процессоров Intel за тот же период число ядер выросло с четырёх до восьми-десяти, L3-кеш увеличился в 2,5 раза, но частоты прибавили лишь 37 % — то есть прогресс в сегменте Core i5 в чём-то оказался даже заметнее, чем у топовых моделей.
Как тестировали
Все девять процессоров прогонялись без ограничений энергопотребления (PL1/PL2 сняты), с оперативной памятью в максимальном для каждой платформы режиме — от DDR3-1333 у Core i5-2300 до DDR4-3200 у Core i5-11400. Тестовый стенд собирали на материнских платах ASUS ROG Maximus XIII Hero (Z590), ASRock Z390 Taichi, ASUS ROG Maximus IX Hero (Z270), ASUS Z97-Pro и ASUS P8Z77-V Deluxe, с кулером Noctua NH-U14S, видеокартой NVIDIA GeForce RTX 3090 Founders Edition, накопителем Samsung 860 PRO на 1 Тбайт и блоком питания Thermaltake Toughpower DPS G RGB 1000W Titanium. Система — Windows 10 Pro 20H2 (сборка 19042.572).
Для оценки производительности использовались PCMark 10 (сценарии Essentials, Productivity, Digital Content Creation) и 3DMark Time Spy Extreme, а также ресурсоёмкие приложения: 7-Zip, Adobe Photoshop Lightroom Classic, Adobe Premiere Pro 2021, Blender, Microsoft Visual Studio (компиляция крупного проекта), шахматный движок Stockfish 12, Topaz Video Enhance AI, V-Ray 5.00 и кодеки x264/x265. Игровая производительность в разрешениях 1920×1080 и 2560×1440 измерялась в десяти играх: Assassin's Creed Odyssey, Borderlands 3, Cyberpunk 2077, Far Cry New Dawn, Hitman 3, Horizon Zero Dawn, Metro Exodus Enhanced, Shadow of the Tomb Raider, A Total War Saga: Troy и Watch Dogs Legion.
Результаты: рост в разы, а не в проценты
В PCMark 10 системы на процессорах за $180 стали за десять лет примерно вдвое быстрее в типовых пользовательских сценариях, причём переход на Rocket Lake дал одиночный прирост 10–15 % по сравнению с Comet Lake — притом что частота и число ядер практически не изменились: сработала именно новая микроархитектура.
В ресурсоёмких приложениях (рендеринг, обработка фото и видео, компиляция, архивация, шахматы) производительность выросла в среднем в 4,5 раза — то есть примерно на 20 % на каждую из девяти смен поколений. Самые заметные скачки пришлись на четыре момента: появление AVX2 в Haswell, увеличение числа ядер в Coffee Lake, включение Hyper-Threading в Comet Lake и микроархитектурные улучшения в Rocket Lake. Даже в самом неблагоприятном сценарии современная система на Core i5-11400 быстрее аналога 2011 года более чем втрое.
В играх на 1080p средний FPS по десяти тайтлам у Core i5-11400 выше, чем у Core i5-2300, на 217 %. Rocket Lake опережает Kaby Lake 2017 года на 97 %, тогда как сам Kaby Lake был быстрее Sandy Bridge лишь на 61 %. Самые крупные игровые скачки дали переходы на Skylake и Coffee Lake — в четырёхпоточных играх процессоры без Hyper-Threading, а порой и шестиядерники без него (пример — Hitman 3), уже откровенно не справляются. В разрешении 2560×1440 картина качественно та же: узкое место — процессор, а не GPU, даже с RTX 3090.
Энергопотребление — обратная сторона прогресса
Здесь у Rocket Lake самые слабые позиции за весь тест: в режиме без ограничений мощности Core i5-11400 потребляет в полтора-два раза больше, чем любой другой Core i5 из сравнения. Наиболее экономичными за десятилетие оказались Haswell, Skylake и Kaby Lake — первые чипы после перехода на 14-нм техпроцесс. С 2017 года вместе с производительностью растёт и энергоаппетит процессоров Intel, и пока компания не перейдёт на более тонкий техпроцесс для настольных CPU, тенденция сохранится.
Итог
За десять лет в сегменте Core i5 сменились четыре поколения микроархитектуры и три техпроцесса, число ядер и частота выросли в полтора раза, а реальная производительность — в разы: у Core i5-11400 против Core i5-2300 это 4,5 раза в приложениях и 3,2 раза в играх. Причём с 2017 года, после появления конкурентоспособных Ryzen, Intel заметно ускорила темп: сегодняшний Core i5-10400 за $182 близок по возможностям к Core i7 четырёхлетней давности, стоившему вдвое дороже. Core i5-11400 стал ещё одним шагом вперёд — более быстрым, с поддержкой DDR4-3200 и PCIe 4.0, но и куда более требовательным к охлаждению. При апгрейде с любого четырёхъядерного Core i5 прошлых лет пользователь получает минимум двукратный прирост производительности и вдвое более высокий FPS в играх — при условии достаточно мощной видеокарты.
Источник: 3DNews.