Статья: Обзор процессора Core i5-7600K: выбор скупого оверклокера

Наше первое знакомство с процессорами семейства Kaby Lake состоялось больше месяца тому назад. Тогда мы протестировали флагманскую модель в линейке и пришли к выводу, что Intel решила предложить почти то же самое, что и раньше (см. Skylake), но с оптимизированной кривой «напряжение питания — частота». Иными словами, отличий в микроархитектуре у новых процессоров нет, зато есть усовершенствованная производственная технология 14+ нм, которая позволяет получать полупроводниковые кристаллы с лучшей энергетической эффективностью и возросшим частотным потенциалом. Именно благодаря этому обновлённая линейка Core и имеет какой-то смысл. Процессоры, входящие в неё, получили более высокую производительность, оставшись в рамках привычных тепловых пакетов. В нашем первоначальном обзоре мы говорили об этом применительно к представителю класса Core i7. Но на самом деле похожее ускорение затронуло все модели Core седьмого поколения. И сегодня мы посмотрим на то, что теперь может предложить потребителям компания Intel в более приземлённом ценовом сегменте, к которому принадлежат LGA1151-процессоры класса Core i5. Как и среди Core i7, в этом классе есть своя свежая оверклокерская модель, Core i5-7600K, и именно она стала главным героем второго обзора Kaby Lake на 3DNews.

Исторически десктопные процессоры Core i5 – одни из самых обсуждаемых продуктов компании Intel. Дело в том, что отличия Core i5 от Core i7 не столь очевидны. Всё крутится вокруг того, что младшее семейство лишено поддержки технологии виртуальной многопоточности Hyper-Threading, но при этом, как и старшее, продолжает располагать четырьмя вычислительными ядрами. Формально это может стать причиной достаточно серьёзной разницы в производительности, однако на самом деле проявляется она лишь в немногих случаях – в тех приложениях, которые могут создавать более четырёх равноправных потоков. Как показывает практика, приложений такого рода не так много, и относятся они главным образом к профессиональным инструментам для создания или обработки цифрового контента. В большинстве же задач, решаемых среднестатистическими пользователями, в том числе и в играх, толку от Hyper-Threading практически нет. Цена же процессоров Core i5 по сравнению с Core i7 при этом значительно ниже. Например, тот же Core i5-7600K дешевле, чем Core i7-7700K, почти на $100, которые с успехом можно пустить на покупку более мощной графической карты, большего объёма памяти или SSD-накопителя. Поэтому процессоры Core i5 вполне могут показаться куда более рациональным базисом для LGA1151-платформы.

И до недавних пор именно так всё и было: старший Core i5 традиционно выступал одним из лучших вариантов для игрового компьютера по соотношению цены и производительности. Однако с выходом последних поколений процессоров Intel немного подкрутила характеристики старших представителей в сериях Core i7 и Core i5, и теперь отдавать предпочтение Core i7 есть смысл не только отъявленным максималистам. Дело в том, что, начиная примерно с середины 2014 года, когда на рынок пришла линейка Devil’s Canyon, представители серии Core i7 приобрели дополнительный плюс: их номинальные частоты по сравнению с Core i5 стали заметно выше. Такая ситуация наблюдается и сейчас: разрыв в рабочих частотах старших Core i7 и Core i5 – порядка 300 МГц, что на самом деле не так уж и мало.

Конечно, на это можно возразить, что старшие Core i7 и Core i5 – это CPU с разблокированными множителями, которые очень легко разогнать, и потому превосходство в номинальных частотах – лишь мнимое преимущество. Но практика показывает, что не всё так просто. Core i7 почему-то и разгоняются лучше своих младших собратьев, хотя по логике должно быть наоборот. Действительно, Core i5 не поддерживают технологию Hyper-Threading, поэтому на одинаковой частоте они должны выделять меньше тепла и, следовательно, должны без проблем покорять более далёкие частотные рубежи. Однако на деле получается так, что Core i7 в разгоне могут работать на частоте в среднем на 100 МГц большей, чем у аналогичных Core i5 – об этом говорит и наш опыт, и статистика, собираемая на оверклокерских форумах. В чём тут дело, с полной уверенностью сказать тяжело, но очень похоже, что Intel для старшего семейства намеренно выбирает более удачные полупроводниковые кристаллы.

Получается, что микропроцессорный гигант всеми силами пытается переориентировать Core i5 таким образом, как будто это – компромиссное предложение для тех, кому полноценный Core i7 не по карману. Насколько справедливо такое отношение, и действительно ли современные Core i5 из поколения Kaby Lake уже не могут рассматриваться в качестве полноценной замены для Core i7? В настоящем обзоре мы попробуем аргументированно ответить на этот вопрос.

⇡#Core i5-7600K в подробностях

Старшая модель в обновлённой линейке LGA1151-процессоров Core i5, в которую пришёл дизайн Kaby Lake, – оверклокерский CPU с разблокированными множителями. Но данная модификация, получившая наименование Core i5-7600K, отличается от прочих Core i5 нового поколения не только этим. Она к тому же имеет более высокие, чем у собратьев, тактовые частоты и превосходит по этой характеристике «обычный» Core i5-7600 на весомые 300 МГц. Однако такое преимущество отражается на тепловыделении. Core i5-7600K – единственный представитель в серии Core i5, который отнесён к тепловому пакету 91 Вт. Все же остальные CPU этого класса вписываются либо в 65-ваттный тепловой пакет, либо, если речь идёт о энергоэффективных процессорах T-серии, – в 35-ваттный.

Частотные характеристики у Core i5-7600K лучше и по сравнению с его предшественником из поколения Skylake. Номинальные частоты Core i5-6600K лежали в диапазоне 3,5-3,9 ГГц (в зависимости от нагрузки). Новинка же на 300 МГц быстрее: её номинальная частота установлена в 3,8 ГГц, а в турбо-режиме этот процессор может разгоняться до 4,2 ГГц. Поднять тактовые частоты позволил улучшенный техпроцесс 14+ нм, который Intel освоила в рамках новой стратегии «процесс-архитектура-оптимизация», сменившей принцип «тик-так» как минимум на то время, пока компания не придёт к использованию в производственном процессе EUV-литографии (со сверхжёстким ультрафиолетовым излучением). Оптимизация в структуре 14-нм транзисторов (расширение промежутков между затворами и увеличение высоты рёбер каналов), выполненная без внесения изменений в разрешающую способность техпроцесса, открыла дополнительный частотный потенциал. И в Core i5-7600K, как и в Core i7-7700K, он пошёл в дело.

По скриншоту диагностической утилиты CPU-Z видно, что типичной частотой Core i5-7600K, на которой этот процессор работает при полной нагрузке на все вычислительные ядра, является 4,0 ГГц. В случае же, если нагрузка носит однопоточный характер, срабатывает авторазгон до 4,2 ГГц, определённый технологией Turbo Boost 2.0. Обратите внимание, VID (номинальное напряжение) нашего тестового процессора установлено в 1,215 В, что позволяет говорить о том, что прирост частоты в семействе Kaby Lake произошёл без какого-либо увеличения энергетических аппетитов. Иными словами, мы действительно имеем дело с оптимизацией дизайна, а не с банальным заводским разгоном Skylake.

Тем не менее большинство характеристик Core i5-7600K совпадает с оными у Core i5-6600K. Как и раньше, перед нами – четырёхъядерный процессор с отключенной технологией Hyper-Threading и с уменьшенным до 6 Мбайт кешем третьего уровня. Учитывая это, совершенно неудивительно, что процессоры семейства Kaby Lake полностью совместимы с любыми вариантами платформы LGA1151 – для старых материнок на базе наборов логики сотой серии требуется лишь обновление BIOS. Даже официальная цена Core i5-7600K установлена в те же $242, что и для его предшественника. А это значит, что сегодня покупать Core i5-6600K уже нет никакого смысла, ведь Core i5-7600K предлагает большую производительность за те же деньги.

Как и все другие CPU с суффиксом K в названии, Core i5-7600K – полностью разгоняемый процессор. На материнских платах на базе наборов логики Z170 и Z270 его частота может быть увеличена выше паспортных значений как посредством изменения коэффициента умножения, так и повышением частоты BCLK. В этом отношении Core i5-7600K тоже похож на Core i5-6600K. Но не стоит думать, что во всём, помимо тактовой частоты, Core i5-7600K аналогичен родственному процессору поколения Skylake.

Во-первых, для Core i5-7600K заявлена совместимость с DDR4-2400 SDRAM, о которой ранее не говорилось. Это значит, что Intel немного «подтянула» характеристики встроенного в процессор контроллера памяти, что на практике может выражаться в более гладкой работе оверклокерских модулей DDR4-памяти на высоких частотах. Например, мировой рекорд по разгону DDR4 SDRAM до частоты 5260 МГц установлен именно с процессором семейства Kaby Lake.

Во-вторых, Core i5-7600K, как и все остальные Kaby Lake, имеет несколько иную по сравнению с процессорами Skylake частоту встроенного северного моста. Применительно к рассматриваемому CPU она составляет 3,8 ГГц, в то время как номинальная частота северного моста Core i5-6600K была синхронизирована с частотой процессорных ядер. Этой особенностью, в частности, объясняется тот факт, что в сложных комплексных тестах, проводимых при разгоне до одинаковой частоты, Kaby Lake слегка отстают от своих предшественников, несмотря на то, что никаких различий в микроархитектуре между ними нет.

И в-третьих, Core i5-7600K обладает более новым интегрированным графическим ядром Intel HD Graphics 630. Впрочем, в 3D-части оно полностью соответствует прошлому ядру HD Graphics 530: это ровно такая же графика уровня GT2 с 24 исполнительными устройствами и частотой 1,15 ГГц. Рост же индекса в названии GPU обусловлен исключительно новыми мультимедийными возможностями, направленными на аппаратное ускорение обработки 4K-видео. Подробности можно почерпнуть в обзоре Core i7-7700K, но главные особенности – это появившаяся поддержка декодирования H.265 Main10 и VP9 в разрешении 2160p, а также поддержка кодирования в формат VP9.

⇡#Разгон

Наша история разгона Core i5-7600K – это сплошное разочарование. Первые тесты представителей семейства Kaby Lake стали источником весьма смелых ожиданий: ещё бы, те образцы, которые микропроцессорный гигант раздал обозревателям для обзоров, легко брали немыслимые для процессоров прошлых поколений рубежи. Например, попавший в нашу лабораторию образец Core i7-7700K без проблем работал на частоте 4,8 ГГц, а некоторым нашим коллегам удавалось покорить и психологически важный пятигигагерцовый рубеж. Но тестовый экземпляр Core i5-7600K, который был куплен нами в обычном розничном магазине, к вожделенной отметке в 5,0 ГГц не смог подойти даже близко. И это, похоже, совсем не случайность. Ещё во времена Devil’s Canyon и Skylake мы стали замечать, что процессоры с отключенной технологией Hyper-Threading разгоняются совсем не лучше собратьев из семейства Core i7. С выходом Kaby Lake эта закономерность только усугубилась. Поэтому если вы хотите получить максимальную частоту, то лучше сразу ориентируйтесь на более дорогой Core i7-7700K. Для Core i5-7600K, судя по всему, Intel использует худшие по частотным свойствам полупроводниковые кристаллы. Кроме того, очень похоже, что первые партии полупроводниковых кристаллов Kaby Lake, которые пошли в том числе и в образцы для прессы, имели лучший частотный потенциал. Иначе объяснить произошедшее будет совсем непросто.

А случилось то, что тестовый Core i5-7600K смог разогнаться лишь до частоты 4,5 ГГц, то есть, примерно также, как разгоняются не самые удачные процессоры Core i5 поколения Skylake.

Для обеспечения стабильной работы в таком состоянии и безошибочного прохождения тестирования в LinX 0.7.0 напряжение питания потребовалось увеличить до 1,325 В. С более низким напряжением возникали ошибки. Однако даже при таком весьма умеренном росте напряжения температуры штурмовали предельные отметки: нагрев самого горячего ядра доходил до 96 градусов. Совершенно очевидно, что ни о каком дальнейшем разгоне речь здесь уже идти не могла.

Таким образом, наш опыт с серийным Core i5-7600K позволяет как минимум говорить о том, что лучший разгон Kaby Lake по сравнению с Skylake – далеко не непреложная истина. И вполне возможны ситуации, когда оверклокерский потенциал Core i5-7600K может оказаться даже хуже, чем у его предшественника.

Впрочем, Core i5-7600K, как и Core i7-7700K, обладает новой функцией, которая позволяет выкрутиться и из такой ситуации: AVX Offset. Суть в том, что самое высокое тепловыделение вызывают AVX-инструкции, и именно их исполнение чаще всего приводит к перегреву вычислительных ядер. Для нейтрализации такого избирательного нагрева процессоры семейства Kaby Lake предоставляют возможность временно сбавлять тактовую частоту в момент обработки сложных векторных команд. Эта функция доступна через BIOS материнских плат и реализована в виде дополнительного отрицательного множителя, который применяется к частоте процессора в тех случаях, когда он сталкивается с AVX-инструкциями. В результате, пожертвовав производительностью в не слишком распространённых приложениях, опирающихся на AVX-команды, пользователь может получить лучший разгон процессора в остальных случаях.

Чтобы проверить всё сказанное на практике, мы попробовали исправить положение с крайне ограниченным разгоном тестового Core i5-7600K при помощи применения «обратного множителя AVX» 10х. Иными словами, мы настроили процессор таким образом, чтобы его частота при работе с AVX-командами временно снижалась на 1000 МГц, что должно было позволить избавиться от перегрева в наиболее проблемных по энергоёмкости задачах. И это помогло: не провоцируя перегрев, напряжение питания получилось поднять существенно выше 1,325 В, благодаря чему предельная частота тестового Core i5-7600K вполне ожидаемо отодвинулась дальше – до 4,8 ГГц.

Важный нюанс: при проверке разгона в случае применения «обратного множителя AVX» рассчитывать на привычные современные утилиты проверки стабильности смысла нет. Все они работают с активным привлечением AVX-инструкций, поэтому процессор будет работать в них в ослабленном режиме – на сниженной частоте. Чтобы учесть этот момент, мы пользовались старой версией LinX 0.6.4: она работает с SSE4, но AVX не задействует.

Стабильная работа на частоте 4,8 ГГц потребовала увеличить напряжение питания до 1,4 В. Максимальный нагрев ядер процессора в таких условиях не превышал 80 градусов. Понятно, что такой режим был бы совершенно недопустим в том случае, если бы в нагрузке присутствовали AVX-команды. Но при работе с ними частота снижалась до 3,8 ГГц, и поэтому никаких признаков перегрева не возникало. Иными словами, появление в Kaby Lake «обратного множителя AVX» действительно позволяет получить более-менее пристойный разгон даже в совсем безнадёжных случаях.

В целом же все трудности с оверклокингом Core i5-7600K, с которыми нам довелось столкнуться, можно смело списывать на термоинтерфейс, который Intel закладывает между процессорным кристаллом и закрывающей его медной (никелированной) теплораспределительной крышкой. Площадь четырёхъядерного кристалла Kaby Lake с графикой GT2 составляет порядка 125 мм². Это – очень небольшая поверхность, и эффективный съём с неё тепла – один из ключевых факторов, влияющих на конечный результат разгона. Однако в случае процессоров в LGA1151-исполнении Intel экономит на качественной термопасте, а используемый полимерный термоинтерфейс с плотностью теплового потока, идущего от разогнанного Kaby Lake, явно не справляется.