Обзор главных событий 2018 года. Процессоры и платформы

В 2017 году компания AMD вывела на рынок долгожданные процессоры на архитектуре Zen, выставив Intel в роли догоняющей и заставив её в спешке подготовить ответ. Отголоски этого события можно было наблюдать и в уходящем году. За неполную пару лет синий гигант удвоил число ядер в процессорах для массовой настольной платформы, выпустив самый производительный CPU для десктопов. Тем временем AMD ударила на другом фронте — рынке HEDT-систем. Флагманский Ryzen Threadripper 2990WX с 32-мя ядрами по уровню грубой вычислительной мощности превосходит все доступные продукты Intel для высокоуровневого сегмента настольных компьютеров.

Сейчас, в последние дни декабря, настало время подвести итоги в сфере компьютерного железа и освежить в памяти главные новинки и события 2018 года. Как вы уже догадались, начнём мы это c наиболее интересных (по мнению автора) релизов рынка центральных и гибридных процессоров.

AMD Radeon Inside

В то время, когда на рынке центральных процессоров разгорается жаркое противостояние, а на профильных форумах не утихают споры между сторонниками красного и синего лагерей, компании Intel и AMD решили выпустить на рынок совместный продукт. В начале января состоялся официальный дебют мобильных процессоров Intel Kaby Lake-G, сочетающих в себе четыре ядра x86 от Intel и мощную графику AMD Radeon RX Vega M, разработку которой процессорный гигант поручил специалистам Radeon Technologies Group.

Изделия Intel Kaby Lake-G представляют собой многочиповый модуль, у которого на одной подложке с процессорным кристаллом соседствует дискретное видеоядро на архитектуре AMD Vega и микросхема памяти HBM2 объёмом 4 ГБ. Для связи CPU и GPU было решено использовать встроенный в подложку мост EMIB (Embedded Multi-Die Interconnect Bridge), по которому проходят восемь линий интерфейса PCI Express 3.0. При этом с памятью HBM2 графическое ядро взаимодействует через привычный для решений AMD Vega промежуточный кремниевый слой.

Главной областью применения процессоров Kaby Lake-G являются тонкие лэптопы, которые теперь в силах потягаться с более крупными игровыми сородичами, а также различные мини-компьютеры.



Вполне предсказуемо Intel выпустила на базе данных CPU отдельную серию компактных игровых систем NUC, известную как Hades Canyon. Устройства с габаритами 221x142x39 мм могут похвастать не только возможностью запуска современных ААА-проектов с умеренными настройками графики, но и внушительным набором интерфейсов на гранях корпуса.

Большой популярности среди производителей ноутбуков и конечных пользователей чипам Intel Kaby Lake-G, к сожалению, найти не удалось. Налицо как высокая стоимость подобных устройств, так и напряжённая конкуренция со стороны лэптопов, оборудованных традиционным дискретным видеоадаптером.

Более того, по мнению некоторых зарубежных коллег, выходу устройств на базе процессоров Kaby Lake-G могла препятствовать Nvidia, которая в настоящее время доминирует на рынке мобильной графики и способна диктовать производителям собственные условия сотрудничества.

Raven Ridge в настольном исполнении

Если в прошлом году номенклатура десктопных процессоров AMD Ryzen включала исключительно CPU, то в начале уходящего года к ним примкнули гибридные чипы семейства Raven Ridge.



В феврале Advanced Micro Devices вывела на рынок APU Ryzen 3 2200G и Ryzen 5 2400G, несущие в себе четыре ядра Zen и графический модуль Radeon Vega. В распоряжении последнего находятся до 11 вычислительных блоков (Compute Units) или до 704 потоковых процессоров.

Как и прежде, гибридные чипы AMD по быстродействию графического ядра сравнимы с актуальными на момент их выхода видеокартами начального уровня. Например, Ryzen 3 2200G и Ryzen 5 2400G можно смело рассматривать в качестве альтернативы тандема бюджетного CPU и карты уровня GeForce GT 1030. В то же время производительности четырёх x86-ядер Zen достаточно, чтобы составить конкуренцию процессорам серии Intel Core i3.



В сентябре AMD представила недорогой APU Athlon 200GE, призванный нарушить гегемонию Intel в сегменте бюджетных процессоров. Справедливо отметить, что в ассортименте красных уже присутствовали недорогие решения Bristol Ridge для платформы AM4, однако они построены на базе устаревшей архитектуру Excavator. В то же время новый Athlon 200GE может похвастать двумя ядрами Zen с поддержкой многопоточности и графической подсистемой Radeon Vega 3.



В целом, новый продукт вышел у AMD весьма удачным, а дефицит 14-нм процессоров Intel, приведший к существенному удорожанию главного конкурента в лице Pentium G4560, ещё больше повысил его привлекательность.



Фото TechSpot

Главным недостатком нового атлона, да и, наверное, единственным, если учитывать его рекомендованную цену ($55), стал заблокированный на повышение множитель. Впрочем, уже к ноябрю-декабрю некоторые производители материнских плат подготовили новые прошивки UEFI, позволившие без проблем разгонять этот бюджетный APU.

Не отходят от темы гибридных процессоров стоит упомянуть необычное решение AMD, ставшее основой игрового ПК от китайской компании Zhongshan Subor. Имея за плечами немалый опыт создания однокристальных систем для игровых консолей, инженерам чипмейкера удалось объединить в одном кристалле четыре ядра Zen и графический модуль Vega c 24-мя вычислительными блоками.

Итоговое устройство, использующее Raven Ridge на стероидах, по уровню быстродействия может соперничать с игровыми компьютерами, оборудованными видеокартами уровня Nvidia GeForce GTX 1050 Ti или GTX 1060 3GB.

Ryzen 2000 vs Core 8000

В середине апреля Advanced Micro Devices явила миру второе поколение настольных процессоров Ryzen, созданное на базе архитектуры Zen+.

Семейство Pinnacle Ridge не стало чем-то революционным, принеся главным образом увеличение предельных рабочих частот на 200–300 МГц. AMD также упоминает об улучшении показателей латентности кэш-памяти всех уровней и меньших задержках при работе с оперативной памятью. К слову, новые CPU официально рассчитаны на работу с ОЗУ в режиме DDR4-2933.

С другой стороны, контроллеры памяти в составе 14-нм решений Summit Ridge и 12-нм Pinnacle Ridge отличаются слабо, а львиная доля улучшений в их работе была достигнута путём совершенствования микрокода AGESA. Наборы системной логики X470 и B450 практических не отличаются от давно знакомых X370 и B350, а главным достоинством материнских плат на их основе можно назвать поддержку процессоров Ryzen 2000-й серии, что называется, из коробки.



Технологии Precision Boost 2 и XFR 2, гибко подстраивающие частоту CPU под характер нагрузки, позволяют новоиспечённым владельцам процессоров Ryzen 2000-й серии и вовсе не прибегать к ручному разгону, а благодаря переходу на 12-нм техпроцесс новые чипы могут стабильно работать при более низком напряжении, нежели их предшественники.

В конечном итоге Ryzen второго поколения можно назвать удачной работой над ошибками, что позволяет рекомендовать их к покупке при переходе с устаревших платформ или сборке нового ПК с нуля.



Примерно в это же время корпорация Intel решила вывести на рынок новые модели процессоров Core, Pentium Gold и Celeron, использующие микроархитектуру Coffee Lake, а также четыре набора системной логики 300-й серии. Напомним, до этого момента в продаже были материнские платы исключительно на базе оверклокерского чипсета Intel Z370, и релиз более доступных изделий снизил порог входа в массовую платформу LGA1151-v2, что особенно актуально при покупке CPU с заблокированным множителем.

Более интересным апрельским анонсом от синего чипмейкера стали мобильные процессоры Coffee Lake-H, принесшие шесть ядер в игровые ноутбуки. Новую линейку мобильных чипов возглавил Core i9-8950HK, работающий в турборежиме на частоте вплоть до 4,8 ГГц.



В этом ему помогает продвинутая технология динамического разгона Thermal Velocity Boost, активирующаяся при невысоком нагреве CPU. Intel также подготовила менее прожорливые четырёхъядерные процессоры Coffee Lake-U, оборудованные мощным видеоядром Iris Plus 650 cо 128 мегабайтами буферной памяти eDRAM. Их можно встретить, например, в 13-дюймовых версиях Apple MacBook Pro.



В рамках июньской выставки Computex 2018 процессорный гигант провёл презентацию шестиядерного Core i7-8086K, релиз которого был приурочен к четвёртому юбилею легендарного 16-битного чипа 8086. Главной особенностью новинки стала высокая рабочая частота — от 4 до 5 ГГц в динамическом разгоне.

Во всём остальном этот процессор повторяет выпущенный более года назад Core i7-8700K. На упомянутом мероприятии Intel также похвасталась разогнанным до 5 ГГц образцом 28-ядерного камня для новой HEDT-платформы, о котором мы расскажем немного позже.

Meltdown и Spectre

Ещё одна резонансная новость 2018 года — обнаружение аппаратных уязвимостей Meltdown и Spectre. В том или ином виде они присутствуют во многих современных процессорах и в теории дают возможность одному приложению получить доступ к памяти другой программы или ядра операционной системы, позволяя злоумышленникам украсть важные данные пользователей, включая пароли, банковскую информацию и многое другое.



Однако рядовым пользователям больше проблем доставили не сами уязвимости, а программные заплатки против них. Выпущенные патчи не только негативно влияют на производительность системы, но и могут привести к нестабильной работе ПК, например, участившимся перезагрузкам. Внедрение аппаратной защиты в потребительском сегменте началось с процессоров Intel Whiskey Lake, тогда как чипы AMD, уже сейчас невосприимчивые к Meltdown, получат неуязвимость к атакам Spectre при переходе на архитектуру Zen 2.

AMD Ryzen Threadripper 2.0

В прошлом году компания AMD не только взбодрила рынок массовых настольных процессоров, но и опробовала силы в HEDT-сегменте, выпустив чипы Ryzen Threadripper, обладающие более привлекательным соотношением производительности на доллар, нежели решения конкурента. Этим летом красные решили закрепить успех, забрав у Intel Core i9-7980XE звание самого мощного CPU для настольных high-end-систем.

В августе AMD представила обновление своей HEDT-платформы в форме 12-нм процессоров Ryzen Threadripper второго поколения. Главой нового семейства стал Ryzen Threadripper 2990WX, в распоряжении которого оказались 32 ядра Zen+ с поддержкой технологии Simultaneous Multi-Threading (SMT). Вполне ожидаемо в ряде многопоточных нагрузок новинка оказалась мощнее изделий Intel с похожей ценой, однако из-за архитектурных особенностей полностью раскрыть её вычислительную мощность удаётся относительно нечасто.

Дело в том, что топовые решения Ryzen Threadripper 2-го поколения представляют собой четырёхкристальную сборку, где для связи отдельных кремниевых чипов используется шина Infinity Fabric. Более того, два из четырёх кристаллов не имеют прямого доступа к внешнему миру и работают с оперативной памятью и устройствами PCI Express 3.0 через посредников, что отрицательно сказывается на задержках доступа к ОЗУ и конечной производительности таких CPU.

С точки зрения универсальности гораздо интереснее выглядят младшие чипы AMD Ryzen Threadripper 2920X (12 ядер/24 потока) и 2950X (16 ядер/32 потока). Они состоят из пары равноценных кристаллов, каждый из которых имеет двухканальный доступ к оперативной памяти и обеспечивает работу 32 линий PCI Express 3.0. Кроме того, 12- и 16-ядерные Ryzen Threadripper 2000 обладают меньшим тепловыделением и функционируют на более высоких рабочих частотах, нежели старшие решения.

В системах на базе HEDT-процессоров AMD нового поколения можно использовать выпущенные ранее системные платы на основе чипсета X399 (при условии обновления прошивки UEFI). Правда, для разгона 32-ядерного монстра всё же потребуется материнка с усиленной подсистемой питания процессорного гнезда TR4.

MSI MEG X399 Creation

Подобные изделия имеются в ассортименте большинства крупных вендоров, при этом некоторые из них по случаю релиза новых CPU решили подготовить более продвинутые модели. К примеру, MSI выпустила MEG X399 Creation, а Gigabyte — X399 Aorus Xtreme.

Intel наносит ответный удар

На протяжении многих лет процессоры Intel для массовых платформ довольствовались четырьмя физическими ядрами, чего, впрочем, хватало большинству рядовых пользователей, а те, кто нуждался в большой вычислительной мощности CPU, всегда могли обратить внимание на HEDT-решения. Всё изменилось в прошлом году, когда чипам AMD Ryzen удалось вернуть конкуренцию в настольный сегмент.



Почуяв угрозу со стороны красных Intel в относительно сжатые сроки вывела на рынок процессоры Coffee Lake-S вместе с платформой LGA1151-v2. Топовый камень Core i7-8700K получил шесть ядер x86 и стал достойным соперником восьмиядерного AMD Ryzen 1800X. В этом году Intel решила доказать, что не зря носит титул процессорного гиганта, выпустив потребительские CPU семейства Coffee Lake-S Refresh, содержащие вплоть до восьми ядер.

Более того, впервые со времён процессоров Sandy Bridge под теплораспределительной крышкой новинок оказался припой, а не термпопаста, ненавистная многим любителям оверклокинга. Как показали тесты, это был вынужденный шаг со стороны компании.

Экстенсивный путь развития микроархитектуры в тандеме со старым, пусть и отточенным, 14-нм техпроцессом привёл к высокому энергопотреблению и, как следствие, большим рабочим температурам. Под суперкулером Noctua NH-U14S предтоповый Intel Core i7-9700K (8 ядер/8 потоков), функционирующий на номинальных частотах, в нашей тестовой лаборатории с лёгкостью разогревался до 80°C.



Скальпированный Intel Core i9-9900K. Фото Der8auer

Желание похвастать более высокими частотами, чем у решений конкурента, также сыграло с Intel злую шутку — чипы Coffee Lake-S Refresh с завода разогнаны почти до предела и дальнейший оверклокинг с учётом горячего нрава новинок лишён практического смысла. Впрочем, нельзя отрицать тот факт, что компании всё же удалось вывести на рынок самый мощный 8-ядерный CPU для массовой платформы.

Пару слов о самой платформе. Новые чипы поддерживаются материнскими платами LGA1151 на базе наборов логики Intel 300-й серии, включая дебютировавший более года назад Z370. Тем не менее, гигант не стал отказываться от принципа новым процессорам — новый чипсет, выпустив комплект микросхем Z390. По функциональным возможностям он мало отличается от своего предшественника, предлагая нативную поддержку интерфейса USB 3.1 Gen2 и частично интегрированный беспроводной модуль класса CNVi.



Параллельно с массовыми изделиями Coffee Lake-S Refresh корпорация Intel также явила миру обновлённую линейку процессоров для HEDT-платформы LGA2066. Представленные чипы Skylake-X Refresh мало отличаются от уже доступных в продаже Skylake-X. К главным новшествам следует отнести наличие припоя под теплораспределительной крышкой, что позволило немного поднять рабочие частоты, а также выросший объём кэш-памяти третьего уровня и наличие у младшего восьмиядерника 44 линий PCI Express 3.0 (вместо 28 линий у предшественника).

Желая вернуть себе звание производителя самого мощного процессора для HEDT-систем корпорация Intel анонсировала монструозный чип Xeon W-3175X. Главным его достоинством стало наличие 28 физических ядер, что должно помочь ему эффективно конкурировать с флагманским AMD Ryzen Threadripper 2990WX.



Новый CPU функционирует на частоте от 3,1 до 4,3 ГГц в режиме Turbo Boost, получил шестиканальный контроллер оперативной памяти DDR4-2666, а также контроллер PCI Express 3.0 на 44 линии. Как показали представители Intel на Computex 2018, вооружившись холодильной установкой (чиллером) такой процессор можно разогнать до 5 ГГц по всем ядрам, набрав при этом свыше семи тысяч баллов в Cinebench R15.

Intel Xeon W-3175X имеет конструктивное исполнение LGA3647 и нуждается в дорогостоящей материнской плате, такой как ASUS ROG Dominus Extreme. Эта материнка получила 32-фазную (!) систему питания процессорного гнезда и рассчитана на работу от двух БП, для чего предусмотрено два 24-контактных разъёма ATX, а также четыре 8- и два 6-штырьковых разъёма, через которые подводится питание к CPU.

Оснащение платы также включает 12 слотов под оперативную память, четыре PCI Express 3.0 x16, разъёмы U.2, индикатор POST-кодов, 10-гигабитный сетевой интерфейс и многое другое.

Задел на будущее

Ближе к концу уходящего года Intel и AMD провели презентации новых микроархитектур, которые лягут в основу продуктов, дебютирующих уже в следующем году. К примеру, Advanced Micro Devices в начале ноября анонсировала серверные процессоры EPYC 2-го поколения, сочетающие 7-нанометровый техпроцесс и архитектуру Zen 2. Флагманский чип получил 64 физических ядра, внушительные 256 Мбайт кэш-памяти третьего уровня, а также контроллер интерфейса PCI Express 4.0.



Весьма интересно выглядит строение новых серверных чипов. В отличие от решений EPYC первого поколения, состоящих из четырёх равноправных кристаллов, в представленных CPU инженеры AMD применили так называемый чиплетный дизайн.

На одной процессорной подложке размещается до восьми 7-нм чиплетов, каждый из которых содержит восемь x86-ядер Zen 2, и 14-нм кристалл ввода-вывода. Последний содержит восьмиканальный контроллер памяти DDR4, отвечает за функционирование внешних интерфейсов и сообщается с CPU-модулями посредством уже знакомой шины Infinity Fabric. Конкурировать топовым AMD EPYC (Rome) придётся с 48-ядерными решениями Cascade Lake-AP (Advanced Performance), склеенными из двух кристаллов.



Тем временем Intel ограничилась бумажным анонсом микроархитектуры Sunny Cove, призванной заменить собой Skylake в новых продуктах. Впервые она будет реализована в процессорах Ice Lake и обещает принести ощутимый рост производительности относительно текущих решений. В частности, говорится о возможности выполнения пяти инструкций за такт вместо четырёх, увеличенном объёме кэш-памяти первого и второго уровней, а также поддержке новых наборов команд, улучшающих быстродействие в некоторых сценариях использования.

Вывод на рынок процессоров Intel Ice Lake планируется начать с мобильных решений U- и Y-серий. Для производства новинок будет использоваться многострадальный 10-нм техпроцесс, а судя по неоднократному обнаружению инженерных экземпляров в базах тестовых пакетов, их презентация может состояться на январской выставке CES 2019, которая откроет свои двери уже восьмого января. В рамках этого мероприятия также состоится выступление главы AMD Лизы Су, которая расскажет о готовящихся к выпуску 7-нанометрвых продуктах. В общем, середина зимы обещает быть жаркой ;)