Тестирование процессора Intel Core i5-12600K (Alder Lake) для новой платформы LGA1700, в том числе с отключением «эффективных» ядер

Совсем недавно мы изучали топовый процессор семейства Intel Alder Lake — Core i9-12900K. Такие модели очень интересны в качестве демонстрации предельных возможностей производителей, почему и привлекают к себе немалое внимание — но лишь теоретическое. На практике 90% покупателей как ориентировались (явно или косвенно) лет 10-15 назад на процессоры из ценового диапазона $80—$200, так и продолжают это делать. Разве что цены немного подросли из-за естественной инфляции и (в еще большей степени) из-за возобновления полноценной конкуренции на процессорном рынке, так что диапазон можно уже сдвинуть на $120—$300, но и только. А в эти рамки никакие Intel Core i9 или AMD Ryzen 9 просто не помещаются. Что и для современных Core i7 или Ryzen 7 тоже верно: их покупают больше, чем топовых моделей, но намного меньше, чем младших. Поэтому нет ничего удивительного в том, что в обновленном ассортименте Intel сразу же появился один Core i5 (12600K), хотя массовый выпуск недорогих моделей, вместе с бюджетными чипсетами, запланирован на начало следующего года. Вообще же Alder Lake и новая платформа Intel приходят всерьез и надолго — причем во все сегменты рынка. Что сильно отличает подход Intel от политики AMD, у которой есть два принципиально различных семейства: APU и CPU. Настольные модели последних в немалой степени перекликаются по устройству с серверными процессорами, а вот ноутбучное направление (давно уже намного более массовое) прикрывают исключительно APU. В которых, напомним, «всего» восемь ядер максимум, да и общая производительность пониже, чем у «чистых» процессоров (поскольку заметно меньше кэш-памяти — и не только), и по-прежнему лишь PCIe Gen3. Так что сравнение 16-ядерных Core i9-12900K и Ryzen 9 5950X — это одно, а то, как на фоне конкурентов будет выглядеть топовый ноутбучный Core i9-12900HK — совсем другой вопрос. Ведь прямых конкурентов у него нет, хотя ядер и меньше, чем у настольного тезки — всего 14, из которых 6 производительных и 8 эффективных. Но такая конфигурация во многом перекликается как раз с Core i5-12600K, в котором производительных ядер ровно столько же. В общем, тестирование этой модели вдвойне интересно: и покупаться будет более активно, и приближенно оценить возможности ноутбучных «верхов» можно будет уже сейчас — до появления ноутбуков и мини-ПК на их основе.

Кроме того, тестируя Core i9-12900K, мы ограничились только «штатной» конфигурацией — когда работают все ядра. Полностью отключить производительные ядра невозможно — хотя бы одно должно присутствовать в числе рабочих. А вот все кластеры эффективных с легкостью отключаются. Понятно, что проделывать такую операцию именно с i9-12900K не слишком интересно, поскольку от более дешевого i7-12700K его отличает в первую очередь как раз второй кластер Е-ядер. Но вот однокластерные модели для такого применения, возможно, приобретаться будут.

Зачем это может пригодиться? Во-первых, как и предполагалось, не все приложения все-таки способны «разобраться» в гетерогенной структуре, причем это нередко касается игр. Слишком большое количество ядер им и вовсе не нужно — так что 6-8 Р-ядер со всей работой уже справятся отлично. И проблем чуть больше под Windows 10, планировщик которой задачи по ядрам распределяет нормально, но «статически»: при изменении нагрузки процесс, попавший на Е-ядро, на Р-ядро уже «не переедет». С чем, похоже, и связаны отмеченные нами в прошлый раз проблемы с производительностью. Проблемы наблюдались всего в трех подтестах из двух десятков — но все же. Windows 11 в этом плане должна работать получше, т. е. разница между системами все-таки есть. Но не факт, что разница достаточная, чтобы спешить с миграцией.

К тому же, у новых процессоров есть еще одна особенность, которую можно заметить, внимательно посмотрев на скриншоты. Р-ядра поддерживают AVX512, а Е-ядра — нет, и чтобы операционная система не сошла с ума, в гетерогенном режиме системы команд приходится «подравнивать». А при отключении Е-ядер можно вернуть все как было. В каких-то сценариях это тоже может оказаться важнее, чем общее количество ядер.

Ну а с исследовательской точки зрения такое тестирование вообще нужно провести обязательно — ведь оно позволяет сравнить Р-ядра Alder Lake с предшественниками (Rocket Lake и Comet Lake) или прямыми конкурентами из стана AMD непосредственно. И неважно даже, насколько это отключение эффективных ядер практически значимо. Повод удовлетворить свое любопытство за чужой счет есть в любом случае. Мы бы и на одних лишь Е-ядрах новые процессоры погоняли, будь это возможно :) Кроме того, в конфигурации младших настольных Core i5 тоже не будет E-ядер, причем таким точно ожидается самый дешевый i5-12400 — просто обреченный (как уже было с i5-10400 и i5-11400) на массовую популярность. Конечно, у него и частоты ниже, но понять, чего от таких процессоров стоит ожидать, полезно уже сейчас. Да и про сами Р-ядра пора все узнать получше, потому что в настольных Core i3 (и ниже) другие ядра не предусмотрены.

Участники тестирования

Главным сегодняшним героем будет, конечно, Core i5-12600K — но сравнить его со старшей моделью нужно в любом случае. Причем в обеих позициях: и в штатной конфигурации, и как шестиядерник с восьмиядерником.

Оба режима интересны и для сравнения с Rocket Lake — причем при равном количестве ядер. Но вместо Core i9-11900K, возьмем сегодня для разнообразия i7-11700K, благо эти процессоры еще и слабо отличаются друг от друга. А вот к Comet Lake мы решили подойти творчески — без шестиядерников. Потому что... уже не слишком интересно, как нам кажется: по сути своей Core i5 десятого поколения — это Core i7 восьмого, появившиеся еще четыре года назад и с тех пор изученные во всех ракурсах. Поэтому «сквозное» сравнение архитектур будет обеспечивать только Core i7-10700K. К которому мы добавим десятиядерный Core i9-10850K — ведь Core i5-12600K формально тоже десятиядерный в полной конфигурации (6+4), так что подобное сравнение так и напрашивается.

Ryzen 9 нам сегодня не нужны — нужны старшие современные Ryzen 5 и Ryzen 7. Во-первых, потому, что это прямые конкуренты Core i5-12600K даже официально. Во-вторых, это как раз шесть и восемь ядер — что нас тоже интересует.

Прочие условия тестирования нам полностью уравнять не удалось: DDR5 «достали» лишь в виде двух модулей по 16 ГБ, а остальные процессоры тестировались с 16 ГБ памяти суммарно. Впрочем, тесты мы специально оптимизировали под последнее значение и с некоторыми оговорками под 8 ГБ, так что на результатах это сказаться не может (но в новой методике, конечно, мы уже перейдем на большие значения). Видеокарта AMD Radeon Vega 56 и SATA SSD одинаковые для всех на них тоже не сказываются. Тактовая частота памяти максимальная по спецификации процессоров. Технологии Intel Multi-Core Enhance и AMD Precision Boost Overdrive отключены — для второй это свойственно по умолчанию, а вот первую многие платы норовят втихую включить. Вот они уже наряду с частотой памяти на производительность повлиять могут, а их использование требования к плате и чипсету делают более конкретными, но в штатном режиме никаких проблем нет. При этом для Core i9-12900K снятие лимитов вообще не имеет смысла (в чем мы уже убедились), поскольку 241 Вт, которые ему «разрешено» долгое время потреблять в турбо-режиме, на практике всегда достаточно. А вот для Core i5-12600K результаты могут и измениться — этот процессор ограничен 150 Вт, что не так уж и далеко от «штатного» TDP. Однако это отдельный вопрос, требующий отдельного же рассмотрения.

Методика тестирования

Методика тестирования подробно описана в отдельной статье, а результаты всех тестов доступны в отдельной таблице в формате Microsoft Excel. Непосредственно в статьях же мы используем обработанные результаты: нормированные относительно референсной системы (Intel Core i5-9600K с 16 ГБ памяти, видеокартой AMD Radeon Vega 56 и SATA SSD) и сгруппированные по сферам применения компьютера. Соответственно, на всех диаграммах, относящихся к приложениям, безразмерные баллы, так что здесь везде «больше — лучше». А игровые тесты с этого года мы окончательно переводим в опциональный статус (причины чего разобраны подробно в описании тестовой методики), так что по ним будут только специализированные материалы.

Сегодня — не тот случай. Поскольку в первом приближении всех участников на практике более чем достаточно для любой игровой системы с любой дискретной видеокартой. А если вдаваться в вопрос подробно и с точностью до единиц FPS — то тут уже возможны варианты, причем разные игры ведут себя по-разному. Intel делает на выросшую игровую производительность серьезный акцент — значит ее обязательно нужно будет изучать в полном, а не кратком формате. Этот процесс сейчас уже идет — скоро будут и результаты.

iXBT Application Benchmark 2020

Две программы из трех в гетерогенной конфигурации работают неправильно, «залипая» на Е-ядрах. Отсюда и существенный проигрыш Core i5-12600K вообще всем испытуемых — у него всего один кластер Е-ядер, т. е. четыре штучки. Отключение же Е-ядер волшебным образом все исправляет — и показывает, что в равных условиях ядра у Intel лучшие на данный момент. Можно было бы даже обойтись без гетерогенной схемы — устраивай компанию производительность 10 Р-ядер (впихнуть которые в старший кристалл наверняка бы получилось). Но Intel важна была конкуренция не только в равных условиях — поскольку есть на рынке Ryzen 9 не с одним, а с двумя восьмиядерными чиплетами. Да и нельзя же долго на одном месте стоять — что в компании очень хорошо усвоили. Новые мощные ядра — хорошо, но это слишком традиционный метод увеличения производительности. А разные «качественно» ядра при всех возможных недостатках на первом этапе очень перспективны — особенно учитывая то, что такие процессоры продвигаются во всех сегментах рынка. Попутно, кстати, становится понятно, что на ноутбучном рынке AMD в ближайшее время придется несладко — как мы хорошо знаем, 5600Х заметно быстрее, чем 5600G, а ноутбучные APU устроены так же, как настольные. Поэтому форы в количестве ядер у AMD на мобильном рынке фактически нет, в качестве — уже тоже. И это выполняется даже без эффекта от Е-ядер.

А изучение подробных результатов показывает, что «неправильных» приложений в группе фактически все три, а не два. HandBrake-то попадает всегда на нужные ядра — вот только и в полной конфигурации одними ими фактически и обходится: включение Е-ядер обоим «алдерам» дает буквально 3-5 секунд экономии и от количества ядер не зависит. Значит и тут возможны улучшения за счет программной оптимизации.

В этой группе на Core i9 «плохо» вел себя один тест — а на Core i5 уже два. В результате и усредненные результаты у него хуже. Отключение же Е-ядер делает ситуацию простой и прозрачной. Так что недаром мы выше про Core i5-12400 вспоминали — дешевый и простой по устройству процессор с производительностью выше любых старых шестиядерников и Intel, и AMD, а также способный накрутить хвост и многим восьмиядерным моделям... Да это просто праздник какой-то! А вот более быстрым (номинально) моделям для настоящего праздника нужна правильная поддержка со стороны программного обеспечения. Без которой Е-ядра временами только мешают.

А правильная поддержка — это не только, когда производительность не падает, но и когда она растет в правильных количествах. Чего в этой группе тоже не наблюдается — не слишком уж велики у видеоредакторов потребности в большом количестве ядер (когда-то эта фраза звучала бы смешно). Поэтому, кстати, и всего четыре Е-ядра дают Core i5-12600K больше, чем восемь таковых Core i9-12900K: последнему и восьми Р-ядер «хватает», а у первого Р-ядер лишь шесть. Зато каких! Посрамлены даже Ryzen 7 5800X и Core i7-11700K — на что мы никак не рассчитывали.

Как оказалось, Е-ядра мешали Core i9-12900K не только при рендеринге в Photoshop, но и в основном тесте этой программы. Более того — в остальных двух они тоже как минимум не помогают. На что на практике можно и не обращать внимания — абсолютный уровень производительности такой, что конкурировать новинкам Intel попросту не с кем. И количество ядер, как мы помним, тут ничего не решало и раньше — важна однопоточная производительность. А она у Р-ядер в Alder Lake выдающаяся. Шутки кончились.

Пример совсем иного рода — когда очень важно количество выполняемых потоков вычисления, пусть даже в ущерб их качеству. В итоге Core i9-10850K спокойно обгонял до последнего времени даже Ryzen 7 5800X, не говоря уже о Core i7-11700K — первому-то хоть огромный кэш L3 помогал (который это приложение любит). А сейчас практически на такой же уровень выходит и Core i5-12600K. А Core i9-12900K его заметно превосходит на одних лишь Р-ядрах — ускоряясь при их включении дополнительно еще на треть.

Опять двойственные ощущения: с одной стороны, прирост от Е-ядер невелик, с другой — и так хватило. Тем более, что тут результаты у процессоров Intel и раньше были неплохими — а сейчас в младших моделях даже некоторое отрицательное влияние DDR5 видно. Если отключить Е-ядра. А если не отключать — то и не видно. Но хвостик вытащили — нос увяз: четыре Е-ядра «добавляют» шести Р-ядрам 8% производительности, но даже восемь Е-ядер могут ускорить восемь же Р-ядер всего на 3%. Вывод? Если отталкиваться именно от пиковой производительности в реальных задачах, то не так уж эта гетерогенность и нужна. Так что недаром ее не будет в младших настольных процессорах, вплоть до части Core i5 — для них это «лишние» затраты кремния.

В этих же задачах Е-ядра относительно эффективны, причем обеспечиваемый ими прирост производительности пропорционален их количеству — т. е. все правильно. Но и хорошо видно, что в этом классе — не так уж и необходимо. Core i5-12600K даже на одних Р-ядрах стабильно обгоняет Core i7-11700K и лишь формально отстает от Ryzen 7 5800X — а это восьмиядерные процессоры. Значит, переход качества в количество на этом шаге модернизации микроархитектуры есть. В то же время тот же Core i5-12600K в полной конфигурации заметно отстает от Core i9-12900K с отключенными Е-ядрами. И, будь у него не один кластер таковых, а два — все равно бы отстал. То есть, опять же, если «танцевать» от производительности, то не так уж Е-ядра нужны старшим настольным процессорам, а в младших их и вовсе не будет. Главное на что они способны — разгрузить основные Р-ядра от всяких фоновых процессов. Или сэкономить немного энергии — о чем ниже.

Пока же взглянем на интегральный результат — с учетом всех достоинств и недостатков, а также выявленных ошибок в работе программ. По нему хорошо заметно, что, если бы Intel просто требовались хорошие шести-восьмиядерные (может, и десятиядерные) настольные процессоры, спешить с внедрением гетерогенной структуры не требовалось. Микроархитектура Golden Cove оказалась настолько хороша, что использующие ее процессоры не напрягаясь выносят с рынка вперед ногами что предыдущие разработки Intel, что все существующие процессоры AMD. В равных условиях, конечно. Зачем же нужно было придумывать сложные схемы и набивать все шишки, положенные любым революционерам на первых этапах? А когда-то это все равно нужно было начинать делать. Поскольку в первую очередь Е-ядра — реверанс в сторону мобильных решений, коих продается в разы больше. А их эффективность (заложенная прямо в название) будет расти по мере доработки программного обеспечения. Во многих программах она заметна и сейчас. В каких-то — сейчас только мешает. Но покупатели массовых настольных процессоров Intel второго и вовсе не заметят — ввиду отсутствия в них Е-ядер. А выбирающим старшие компания обеспечила и определенное поле для экспериментов — что пользователи подобных решений, в общем-то, любят.

Энергопотребление и энергоэффективность

Тем более, что есть и другие факторы, кроме голой производительности. Хорошо заметно, что отключение Е-ядер энергопотребление увеличивает — и весьма заметно. Как и должно быть — процессору приходится даже «простые» куски кода «крутить» на мощных ядрах. Это может получиться и быстрее — но и сожрет больше энергии. Хотя в этом плане очень хорошо выглядит новый техпроцесс — в любом режиме новинки гораздо экономичнее предшественников, да и на фоне конкурентов выглядят уже неплохо. Пугает только Core i9-12900K (и именно им всех и пугали на этапе предварительных анонсов) — но именно потому, что ему «разрешено» в длительном режиме потреблять четверть киловатта. Поскольку это топовое решение — которое обязано конкурировать с Ryzen 9 по производительности, так что мы за ценой не постоим. Даже i7-12700K в режиме по умолчанию будет куда экономичнее (уже 190 Вт в турбо-режиме, а не 241 Вт), а Core i5-12600K (150 Вт) это тем более касается. Он даже в режиме «6+0» потребляет на уровне Core i5-10600K, но не i5-11600K — хотя работает намного быстрее обоих. Так что на самом деле, несмотря на выдающееся поведение Core i9-12900K, сама по себе новая платформа в целом — шаг в сторону более экономичных систем.

Еще нагляднее. В тестировании мы не раз и не два сталкивались с ошибками из-за «чрезмерного» использования Е-ядер — но и они сильнее снижали энергопотребление, нежели производительность. Если их отключить, то все становится предсказуемее — но энергоэффективность оказывается иногда и не выше, чем у предыдущих разработок компании. Хотя в полной степени это верно только для «перекормленного» i9-12900K — но верно. А вот младшие модели хорошо смотрятся в любом виде. И становится окончательно понятно — почему в ноутбучном сегменте баланс смещен в сторону Е-ядер. Действительно — можно купить настольный Core i7 с восемью Р-ядрами и всего четырьмя Е-ядрами, а в ноутбуках даже старший Core i9 это 6Р + 8Е. Но ему и проще, конечно — напомним, что в мобильных Ryzen 9 на данный момент восемь ядер, а не 12-16. В настольном же сегменте старшим процессорам Intel приходится конкурировать в неравных условиях. У младших такой проблемы нет.

Итого

Сегодня мы протестировали Core i5-12600K — условно младший из старших Alder Lake, — а попутно затронули и некоторые другие вопросы, которыми в любом случае нужно было заняться. По итогам видно, что самое сильное место нового семейства процессоров (по крайней мере, настольных их модификаций) — вовсе не гетерогенность, а мощные Р-ядра с архитектурой Golden Cove. В равных условиях их одних достаточно, чтобы побеждать всех соперников. Слабое место топового Core i9-12900K заключается в том, что он обязан сражаться в неравных условиях: AMD может упаковать в процессоры для АМ4 16 своих «Р-ядер», а Intel — нет. С другой стороны, идеальных решений вообще не бывает — что-то находим, что-то теряем. Например, у Intel нет разделения на CPU и APU (в F-серии ее процессоров GPU заблокирован, но принципиальных различий в остальных блоках нет), заставляющего покупателей разрываться между умными и красивыми.

Рыночное же позиционирование Core i5 и Core i7 ликвидирует эту проблему. Более того, с учетом производительности процессоров этих семейств поколения Alder Lake уже процессоры Ryzen выглядят переоцененными. Понятно, что резервы для снижения цен у AMD есть, и реальные розничные цены того же Ryzen 7 5800X уже местами опустились ниже того же Core i5-12600K. Но хватит ли этого — покажет время. Особенно после появления недорогих плат под LGA1700, потому что в этом вопросе преимущество пока на стороне АМ4. (Если, конечно, закрыть глаза на разницу в функциональности чипсетов, по которой даже Х570 уступает Z690, не говоря уже о совсем примитивных бюджетных чипах.) В общем, рыночек порешает — а мы понаблюдаем. Принципиальным же моментом можно считать то, что у Intel теперь есть очень конкурентоспособные процессоры. Безо всяких оговорок. Технически — даже лучшие, чем аналогичные предложения AMD. Да и платформа LGA1700 намного современнее, чем текущая АМ4. И все это, в общем-то, даже без учета гетерогенности — в массовых настольных сегментах можно было бы обойтись и без нее. Собственно, в Intel это тоже давно знают, так что в большинстве новых процессоров и планируют без нее обходиться.

Из этого не следует неудачность самой по себе концепции Е-ядер. Просто это слишком уж революционная ломка всех предыдущих подходов — которую нужно переварить. Точно так же не сразу «пошли» Hyper-Threading (первое время эту технологию очень часто лучше было отключать) и вообще многоядерность как таковая (производители уже перестали выпускать одноядерные процессоры, а многие программисты продолжали писать строго однопоточный код). Разное «качество» ядер — всего лишь дальнейшее развитие технологий многопоточных вычислений. Большое количество одинаковых ядер — проще, но бесплатным оно не бывает. Над новой концепцией придется еще хорошенько поработать программистам. Иногда уже и так все нормально, но местами есть что дорабатывать. А чтобы вообще было над чем работать, кто-то должен был сделать первый шаг. Как обычно, его сделали именно в Intel.