Тестирование производительности процессоров Intel Core i7-7700K и i7-5960x Extreme Edition: от простоя до боттлнека один шаг

В январе 2017 года компания Intel представила семейство процессоров архитектурыKaby Lake, которые являются седьмым поколением процессоров Intel Core. От двух до четырех ядер, с поддержкойIntel HT и без нее, с заблокированным и раззаблокированным множителем - сегментация процессоров имеет достаточно широкий спектр направлений, от домашних мультимедиа станций до мощных игровых компьютеров. Однако одно осталось неизменным: самый производительный в серии процессор - Intel Core i7-7700K, который имеет разблокированный множитель и поддерживает многопоточность, имеет всего 4 ядра и кэш-память третьего уровня 8 Мбайт. При этом в линейке HEDT Intel представляет высокопроизводительные процессоры с 8 и более ядрами.

В нашихруках оказался процессор i7-5960x Extreme Edition, который относится к поколению HEDT-решений Intel с кодовым названием Haswell-E, производимых с помощью литографии 22 нм. 8 ядер с поддержкой Intel HT, 20 Мбайт кэш-памяти третьего уровня, разблокированный множитель и ценник в $999-1059 по официальным спецификациям Intel. Назвать данное решение массовым и доступным никак нельзя. Принято считать, что данный процессор не относится кигровым. Ведь многие уверены, что во всех играх важнее всего производительность ядра процессора и мощность видеокарты, а количество обрабатываемых потоков не превышает и четырех. Поэтому процессораIntel Core i5-7400 хватит для нормальной работы с 2WAY SLI GTX 1070 во всех играх, да что там - и более мощные карты будут работать без каких-либо проблем. А i7-5820K, как и i7-5960x, для игр имеют недостаточную производительность.

Целью данного обзора стало рассмотрение процессорозависимости современных игр и выяснение игровой производительности вышеприведенных процессоров, а также зависимость "приятного геймплея" от количества ядер и частоты процессора.

Технические характеристики процессоров

Тестовые стенды

Тестирование процессорозависимости современных игр проходило на двух стендах.

Технические характеристики первого стенда:

• Материнская плата: ASUS X99-A II (BIOS 1401);
• Процессор: Intel Core i7-5960X Extreme Edition «Haswell-E» 3000 МГц с разгоном до 4500 МГц при напряжении 1.28 В;
• Система охлаждения: самосборная СЖО;
• Термоинтерфейс: Arctic Cooling MX-2;
• Оперативная память: 4 x 8 Гбайт Corsair Vengeance LED DDR4-3000 (CMU16GX4M2C3000C15R; 15-15-15-30 CR1);
• Видеокарты:2 x MSI GeForce GTX 1070 Gaming X 8G / Nvidia GeForce GTX 1070 8 Гбайт GDDR5 (соединены с помощью 2Way SLI HB BRIDGE M);
• Блок питания: Corsair RM1000i мощностью 1000 Ватт;
• Системный накопитель: SSD Samsung 850 Evo 250 Гбайт;
• Корпус: Thermaltake Core X5 Riing Edition.

Технические характеристики второго стенда:

• Материнская плата:MSI Z270 Gaming M5 (BIOS 1.5);
• Процессор:Intel Core i7-7700K 4200 МГц с разгоном до 4700 МГц при напряжении 1.25 В;
• Система охлаждения:MSI Core Frozr L;
• Термоинтерфейс: Arctic Cooling MX-2;
• Оперативная память: 2 x 8 Гбайт Corsair Vengeance LED DDR4-3000 (CMU16GX4M2C3000C15R; 15-15-15-30 CR1);
• Видеокарты:2 x MSI GeForce GTX 1070 Gaming X 8G / Nvidia GeForce GTX 1070 8 Гбайт GDDR5 (соединены с помощью 2Way SLI HB BRIDGE M);
• Блок питания:Aerocool HIGGS-750W мощностью 750 Ватт;
• Системный накопитель:SSD Plextor m7v128 Гбайт;
• Корпус:Thermaltake Versa C22 RGB Snow Edition.

Программное обеспечение для обоих стендов:

• Операционная система: Windows 10 x64 «Профессиональная» со всеми текущими обновлениями с Windows Update;
• Драйвер видеокарт: Nvidia GeForce Game Ready Driver WHQL 378.66

Методика тестирования

Тестирование проходило внесколько этапов:

• Тестирование игровой производительности процессора i7-5960X, работающего на частоте 3500 МГц, с двумяMSI GeForce GTX 1070 Gaming X 8G (заводской разгон);
• Тестирование игровой производительности процессора i7-5960X, работающего на частоте 4500 МГц, с двумяMSI GeForce GTX 1070 Gaming X 8G (заводской разгон);
• Тестирование игровой производительности процессора i7-5960X, работающего на частоте 3500 МГц, с одной MSI GeForce GTX 1070 Gaming X 8G (заводской разгон);
• Тестирование игровой производительности процессора i7-5960X, работающего на частоте 4500 МГц, с одной MSI GeForce GTX 1070 Gaming X 8G (заводской разгон);
• Тестирование игровой производительности процессора i7-7700K, работающего на частоте 3700 МГц, с двумяMSI GeForce GTX 1070 Gaming X 8G (заводской разгон);
• Тестирование игровой производительности процессора i7-7700K, работающего на частоте 4700 МГц, с двумяMSI GeForce GTX 1070 Gaming X 8G (заводской разгон);
• Тестирование игровой производительности процессора i7-7700K, работающего на частоте 3700 МГц и с отключенной технологией Intel Hyper-threading, с двумяMSI GeForce GTX 1070 Gaming X 8G (заводской разгон);
• Тестирование игровой производительности процессора i7-7700K, работающего на частоте 4700 МГци с отключенной технологией IntelHyper-threading, с двумяMSI GeForce GTX 1070 Gaming X 8G (заводской разгон);
• Тестирование игровой производительности процессора i7-7700K, работающего на частоте 3700 МГц, с одной MSI GeForce GTX 1070 Gaming X 8G (заводской разгон);
• Тестирование игровой производительности процессора i7-7700K, работающего на частоте 4700 МГц, с одной MSI GeForce GTX 1070 Gaming X 8G (заводской разгон);
• Тестирование игровой производительности процессора i7-7700K, работающего на частоте 3700 МГци с отключенной технологией IntelHyper-threading, с одной MSI GeForce GTX 1070 Gaming X 8G (заводской разгон);
• Тестирование игровой производительности процессора i7-7700K, работающего на частоте 4700 МГци с отключенной технологией IntelHyper-threading, с одной MSI GeForce GTX 1070 Gaming X 8G (заводской разгон);
• Тестирование игровой производительности процессора i7-7700K, работающего на частоте 3700 МГци с двумяотключенными ядрами, с одной MSI GeForce GTX 1070 Gaming X 8G (заводской разгон);
• Тестирование игровой производительности процессора i7-7700K, работающего на частоте 4700 МГци сдвумяотключенными ядрами, с одной MSI GeForce GTX 1070 Gaming X 8G (заводской разгон).

Графики частоты кадров и загрузки процессора делались на основе показаний мониторинга программы MSI Afterburner. В настройках программы период опроса сенсоров устанавливался на значение 200 мс. В играх без встроенного тестового приложенияпоказания минимального и среднего значения кадров в секунду фиксировались с помощью программы Fraps со следующими настройками:

Игровые тесты для систем с двумя видеокартами в режиме SLI проводились в разрешении 1920x1080 и 2560x1440 с максимальными настройками графики, тестирование для систем с одной установленной видеокартой - только в 1920x1080 без изменения остальных настроек.

Тестирование игровой производительности с двумя видеокартами в режиме SLI

Futuremark 3DMark

Комплект тестовых приложений Futuremark 3DMark является достаточно популярным, поэтому обойтись без него тестирование просто не могло. На графиках ниже можно видеть графические, физические и комбинированные баллы для каждого из этапов тестирования с двумя видеокартами в режиме SLI.

По результатам тестирования мы видим, что от количества ядер процессора и линий PCI-Eзависит только показания физических баллов. Графические находятся в районе погрешности, а комбинированныенапрямую зависят от частоты.

Ashes of the Singularity: Escalation

Версия игры - 2.10.25624 (Steam). Тестирование проходило во встроенном тестовом приложении.

Настройки для разрешения FHD:

Были получены следующие показатели средней частоты кадров:

С помощью данных мониторинга программы MSI Afterburner были построены графики, показывающиезависимость количества кадров в секунду от количества ядер процессора,...

частоты процессора и количества потоков (активация технологии Intel HT),...

частоты процессора,...

и количества потоков.

Как мы видим, данная игра является достаточно требовательной в плане процессорных мощностей при использовании нескольких видеокарт. При этом показатели средней загрузки процессора несколько своеобразны:

Несмотря на то, что показания среднего количества кадров в секунду с отключенной и включенной технологией Intel HT на процессоре i7-7700K оказались несколько разными, средняя загрузка процессора от отключения вышеуказанной технологии практически не изменилась.

В разрешении QHD тестирование проходило на следующих настройках:

Среднее значение количества кадров в секунду незначительно уменьшилось.

Даже увеличение разрешения оставляет решения с большим количеством потоков и высокими показателями производительности ядра в лидерах.

Battlefield 1

Версия игры - 1.0.49.28890 (Origin). Тестирование проходило в режиме кампании на следующем игровом отрезке:

Настройки для разрешения FHD:

В данном случае были получены следующие результаты:

Графики загрузки процессоров показывают, что игра может использовать до 8 вычислительных потоков, при этом отключение технологии Intel HT на i7-7700K приводит к практически стопроцентной загрузке процессора.

Для разрешения QHD использовались аналогичные настройки графики:

Увеличение разрешения мало сказалось на конечных соотношениях производительности.

Crysis 3

Версия игры - 1.3.0.0 (Origin). Тестирование проходило в режиме кампании на следующем игровом отрезке:

Настройки для разрешения FHD:

Полученные результаты нельзя назвать неожиданными, ведь данная игровая локация славится своими повышенными требованиями к процессору:

Показания средней загрузки процессора это подтверждают:

Настройки для разрешения QHD:

Полученные результаты говорят о том, что производительность ограничивается видеокартами, только i7-7700K на частоте 3700 МГц с отключенной технологией Intel HT оказывается "горлышком".

Deus Ex: Mankind Divided

Версия игры - 1.17.795 (Steam). Тестирование проходило во встроенном тестовом приложении.

На нижеуказанных настройках:

были получены следующие показатели средней частоты кадров:

Для данной игры, видимо, важен объем кэш-памятиили же количество физических ядер.

Даже в режиме DirectX 11 игра оптимально распределяет нагрузку по потокам процессора.

Увеличение настроек сглаживания...

...привело к получению следующих результатов:

Даже в тяжелом режиме i7-5960x обеспечивает немногим большее среднее количество кадров в секунду, нежели i7-7700K.

В разрешении QHD тенденция не изменилась.

For Honor

Версия игры - 1.04 (Uplay). Тестирование проходило во встроенном тестовом приложении.

Для данной игры сначала указаны настройки, используемые в тестировании, затем - средний показатель количества кадров в секунду на каждом тестовом стенде при данных настройках.

Количество кадров в секунду напрямую зависит от частоты процессора и мощности видеокарты, количество ядер и потоков в данной игре роли не играют.

Grand Theft Auto V

Версия игры - 1.0.944.2 (Steam). Тестирование проходило во встроенном тестовом приложении.

Для данной игры сначала указаны настройки, используемые в тестировании, затем - средний показатель количества кадров в секунду на каждом тестовом стенде при данных настройках.

Производительность в Grand Theft Auto V будет зависеть от частоты процессора и ОЗУ, кэш-память и количество ядер роли не играет.

Hitman

Версия игры - 1.10.0.0 (Steam). Тестирование проходило во встроенном тестовом приложении.

Первоначально установленные игровые настройки выглядели следующим образом:

Полученные результаты показывают зависимость игрового движка от частоты процессора при двух установленных видеокартах:

Использование процессорных ресурсов трудно назвать оптимальным:

Результаты на других настройках сохраняли общую тенденцию.

Metro: Last Light Redux

Версия игры - 1.0.0.3 (Steam). Тестирование проходило во встроенном тестовом приложении.

Результаты с минимальными настройками графики в HD-разрешении показывают возможность игры оптимально использовать процессорные ресурсы. Даже в FHD эта тенденция остается актуальной.

Восемь потоков нагружены практически равномерно:

В разрешении QHD игровая производительность ограничивается мощностью видеокарты и оптимизацией режима SLI.

Rise of the Tomb Raider

Версия игры - 1.0.753.2(Steam). Тестирование проходило во встроенном тестовом приложении.

В зависимости от тестовой локации лавры лидера переходят от решений с большим количеством ядер к более высокочастотным.

Назвать загруженность процессора оптимальной достаточно трудно.

Изменение игровых настроек привело к следующим результатам:

Watch Dogs 2

Версия игры- 1.011.174 (Uplay). Тестирование проходило на следующем игровом участке:

Настройки, используемые для разрешения FHD:

Полученные результаты назвать неожиданными нельзя, игра славится своими повышенными требованиями к процессору. В некоторой мере это оправдывается открытым игровым миром, дальностью прорисовки и количеством деталей.

Практически полная загрузка разогнанногоi7-7700K говорит о многом...

В разрешении QHDвместе с выдаваемым количеством кадров в секундууменьшилась и нагрузка на процессор:

Тестирование игровой производительности с одной видеокартой

Тестирование с одной видеокартойMSI GeForce GTX 1070 Gaming X 8G проводилось в разрешении FHDна тех же настройках (за исключением игры Deus Ex: Mankind Divided), что и с двумя видеокартами. Основной акцент направлен на определение загруженности процессора и кадровой частоты в играх.

Futuremark 3DMark

Выводы по полученным результатам в данном приложении ничем не отличаются от прошлых - основным отличием между тестами с разными процессорами являются полученные физические баллы.

Ashes of the Singularity: Escalation

В данном случае производительность определяется только мощностью видеокарты.

Battlefield 1

В популярном сетевом шутере сложности возникли при отключении двух ядер на i7-7700K. Назвать игровой процесс плавным никак нельзя. Помимо зависания показаний мониторинга имели место кратковременные замирания картинки. И это в режиме кампании. Если рассматривать сетевые режимы, где нагрузка на процессор будет сильнее, всё только усугубится. Показания загрузки процессора подтверждают опасения:

Для тех, у кого заикание звука во время игрового процесса не вызывает нервного тика, а страх от запуска антивирусом плановой проверки не сильнее, чем от фильма ужасов, это не сыграет никакой роли.

Crysis 3

Даже с одной видеокартой игра показывает свой нрав.

Deus Ex: Mankind Divided

С одной видеокартой все комбинации показывают одинаковые результаты, отличаясь лишь загрузкой процессора.

Включение сглаживания общей картины не меняет:

For Honor

Комментарии излишни, Ubisoft смогли.

Grand Theft Auto V

Данная игра не различает стоимость процессора, с которым она работает.

Ресурсы используются оптимально, только вот даже быстрые решения с двумя ядрами и Intel HT могут оказаться бессильными перед насыщенным открытым игровым миром.

Hitman

А вот Hitman оказывается требовательным к процессору. Особенно сильная просадка в случае отключения двух ядер и понижения рабочей частоты до 3700 МГц на i7-7700K.

Суперсэмплинг уравновешивает шансы всех процессоров, снизив средний показатель FPS до 45.

Но это не говорит, что минимальное количество кадров в секунду на двух ядрах будет приемлемым.

Metro: Last Light Redux

Всё, как и прежде:чем мощнее процессор, тем больше выдаваемое количество кадров.

В FHD результат примерно одинаков в каждом случае.

Rise of the Tomb Raider

Снова отключение двух ядер при включенной технологии Intel HT несколько снижают показания среднего FPS. Вероятно, игра не совсем хорошо умеет работать с виртуальными потоками, предпочитая им физические ядра. Об этом говорит незначительная разнице в загрузке процессора при отрыве по отображаемому количеству кадров в секунду:

Увеличение нагрузки на видеокарту, естественно, всё приводит к общему знаменателю:

Tom Clancy's The Division

Версия игры - 1.5 (Uplay). Тестирование проводилось во встроенном тестовом приложении на следующих настройках (единственное - отключена вертикальная синхронизация):

Полученные результаты не удивляют:

Процессоры, можно сказать, отдыхают.

Watch Dogs 2

Симулятор завышенных системных требований Watch Dogs 2 даже с недотягивающим до 60 количеством кадров в секунду требует больших ресурсов процессора.

В не самой сложной сценесымитированный i7-7600K (особенности кэш-памяти не учитываются) на частоте 4700 МГц находится на грани боттлнека,и это при среднем количестве кадров в секунду, равном 55! Ubisoft, что тут сказать...

Заключение

Игровая индустрия не стоит на месте. Если раньше понятие многопоточного распределения ресурсов звучалокак нечто небывалое, то сейчас игры научились нагружать и 16 потоков, неожиданно превращая топовый восьмипоточный процессор в "горлышко" для мощных видеокарт. Вспоминая фразы на форумах, что "твой i7-4790K не раскрывает, нужно срочно бежать за i7-7700K", невольно начинаешь задумываться об адекватности этих заявлений. Имея в пользовании и тот, и другой процессор, мыкак-то не заметили принципиальной разницы, разве что на уровне бенчмарков привычные +5-15%. Учитывая незначительные архитектурные изменения, основными отличиями данных процессоров будет разгонный потенциал и разные типы используемой памяти. Последует ли за сменой i7-4790K на i7-7700K мощный рывок производительности в современных играх? Сомневаемся.

Во время тестирования для себя мысделали несколько противоречивые выводы. Intel Core i7-7700K - производительный процессор, хорошо разгоняется даже без скальпирования и замены термоинтерфейса на жидкий металл, с ними же частота 5 ГГц покорится без проблем. В протестированных играх с одной видеокартой были достигнуты высокие показатели кадровой частоты. Но стоило к GTX 1070 (которая, к слову, далеко не самая мощная одиночная видеокарта) поставить вторую и активировать режим SLI - нашивпечатления изменились. Там, где был большой запас производительности, мы получаем высокую загрузку процессора (вследствие повышения количества кадров в секунду и работы процессора с двумя видеокартами). Там, где процессор балансировал на грани, мы наблюдаем боттлнек со всеми вытекающими:снижение минимального и среднего количества кадров в секунду, кратковременные зависания и отсутствие плавности управления. Да, не так много игр способны привести к этому, но посмотрим с другой стороны - i7-5960x, работая на несколько меньшей частоте, не уступает своему оппоненту в производительности ни с одной, ни с двумя видеокартами, при этом запас производительности нельзя назвать скромным. Да, этот процессор дорогой и имеет несколько другое применение, но есть более дешевые i7-5820K и i7-6800K. Пусть производительность их ядер несколько ниже, чем у i7-6700K и i7-7700K (играет роль архитектура и разгонный потенциал), но и количество ядер и потоков увеличено на 50%, а объемкэш-памяти "вырос" практически двукратно. Роль количества ядер в играх мы увидели наглядно - Intel HT никоим образом не заменяет физические ядра, и уровень производительности в различных ситуациях может сильно варьироваться.

Сама методика тестирования была направлена на изучение производительности широкого спектра процессоров. Отключение технологии Intel HT и ядер привести к производимымпроцессорамархитектуры Kaby Lakeне корректно (объем кэш-памяти не меняется), тем не менее - производительность реальных процессоров относительно сымитированныхвыше не будет. Связыватьвидеокарты с процессором и говорить о ее "раскрытии" некорректно - уровень производительности будет зависеть от конкретной игры или приложения. Имея определенные "навыки" программирования можно i7-5960x посадить в лужу с видеокартами начального уровня. Для насбольшее значение играет запас производительности, загрузка процессора и возможность выдавать заветные 60-144 кадра в секунду (в зависимости от игры), нежели возможность в играх, работающих в один поток, выдавать их 200 или 400. Поэтому и сложилось определенное личное мнение - сборка второго компьютера на базе Z270 временно (скорее - точно) отменяется, как минимум, до получения собственных результатов тестирования игровой производительностиAMD Ryzen 7 1800x.К слову, они не за горами и появятся на нашем сайте в скором времени.А по итогам сегодняшнего тестирования каждый сделает свой вывод. Спасибо Вам за внимание!

За предоставленные на тестирование материнскую плату MSI Z270 Gaming M5 и процессор Intel Core i7-7700K автор выражает личную благодарность Максиму Родионову.