Cu câteva luni în urmă, am investigat concepțiile greșite ale nucleului procesorului, explicând modul în care performanța generală a procesorului este afectată nu numai de câte nuclee are un procesor, ci și de alți factori, inclusiv nivelurile și capacitatea cache-ului. Aceasta a fost o privire interesantă și unică asupra seriei de generație a 10-a Intel într-un articol pe care l-am intitulat „Cum impactează nucleele CPU și memoria cache performanța jocurilor”. Practic, ceea ce am făcut a fost să comparăm Core i9-10900K, Core i7-10700K și Core i5-10600K la aceeași frecvență de 4,2 GHz, cu aceeași memorie, timpi de memorie, frecvență magistrală de inel și așa mai departe.
Apoi am comparat cele trei procesoare cu doar 6 nuclee / 12 fire de execuție activate pentru a vedea cât de multă diferență a făcut capacitatea cache-ului L3 când vine vorba de performanța în jocuri. După aceea, am comparat acele date cu 10700K și 10900K cu 8 nuclee activate și, în sfârșit, 10900K cu toate cele 10 nuclee activate.
Pe scurt, se dovedește că în aproape toate jocurile, nu numărul de nuclee, ci capacitatea de cache L3 este responsabilă pentru performanța îmbunătățită observată în piesele Intel de ultimă generație. Desigur, pe pistă, nucleele suplimentare vor vedea acele părți superioare trăgând și mai departe, dar cel puțin în jocurile de astăzi totul este despre cache-ul L3.
Acea investigație s-a transformat ulterior într-o versiune quad-core în care am inclus modele Core i3 și o versiune similară pentru procesoarele AMD, în care am analizat 10 ani de progres al procesorului AMD și am revenit la Intel pentru același lucru.
Pentru a încheia acel conținut, ne-am gândit că ar trebui să adăugăm noile procesoare Intel Alder Lake de generația a 12-a la pool-ul de date, așa că iată-ne și a fost un proces mai implicat decât ne-am imaginat prima dată. În timp ce toate celelalte arhitecturi CPU au avut una, două sau poate trei configurații diferite, Core de a 12-a generație are trei pe CPU.
De exemplu, procesoarele de generația a 10-a aveau un cache L3 de 20MB cu modelul Core i9, 16MB pentru i7 și 12MB pentru modelele i5, capacitatea de cache a lui Alder Lake este segmentată într-un mod similar, 20MB de L3 pentru Core i5, 25MB pentru i7 și 30 MB pentru i9. Dar, pe lângă asta, a trebuit să ne dăm seama ce fel de configurație de bază ar trebui să testăm. Patru nuclee P, Patru nuclee E sau un amestec al ambelor? Răspunsul corect a fost desigur toate cele trei configurații și asta ne-a oferit o mulțime de date suculente pe care să le parcurgem.
Pentru a fi clar, cu patru nuclee P activate, folosim Hyper-Threading, deci aceasta este o configurație cu 4 nuclee/8 fire. Practic, SMT a fost activat când a fost acceptat pentru toate configurațiile de testare. Aceasta înseamnă că, deoarece nucleele E nu acceptă SMT, configurația cu patru nuclee E a fost de 4 nuclee cu 4 fire. Apoi, configurația mixtă care includea două nuclee P cu două nuclee E a fost o configurație cu 4 nuclee/6 fire.
Pentru testare am folosit MSI Z690 Tomahawk Wi-Fi DDR4 deoarece am vrut să folosim aceeași memorie DDR4-3200 CL14 cu latență scăzută care a fost folosită pentru a testa toate celelalte arhitecturi CPU care acceptă DDR4. În testarea noastră, DDR5-6000 nu s-a dovedit a fi mai rapid pentru jocuri, dar cel mai important am vrut să păstrăm datele ca mere în mere pe cât posibil pentru această caracteristică. În cele din urmă, toate configurațiile au fost testate folosind Radeon RX 6900 XT. Să ne aprofundăm în date.
Benchmark-uri
Începând cu Rainbow Six Siege, mai sunt multe de trecut, așa că suportați-mă. Mai întâi să ne uităm doar la Core i9-12900K, vedem cu patru nuclee P activate și blocate la 4,2 GHz că această configurație a fost bună pentru 510 fps, cu doar 3% mai rapidă decât arhitectura Zen 3 de la AMD.
Apoi, cu două nuclee P și două nuclee E activate, performanța a scăzut cu 15%, ceea ce reprezintă o reducere destul de semnificativă, iar apoi cu doar patru nuclee E activate, performanța scade cu încă 12%, ceea ce nu este atât de mult și nici aproape. declinul la care mă așteptam. Destul de șocant, în acest titlu, patru nuclee E au reușit să se potrivească cu performanța Core i9-11900K, deși arhitectura de a 11-a generație este nasolă în acest titlu, dar totuși nu mă așteptam să văd niciun rezultat ca acesta.
Când comparăm diferitele procesoare din a 12-a generație, vedem că de la 12600K la 12700K memoria cache L3 suplimentară crește performanța cu 4% doar cu nucleele P activate sau cu 7% doar cu nucleele E. Apoi, de la 12700K la 12900K, ne uităm la o creștere suplimentară a performanței cu 5% pentru nucleele P și la o creștere destul de substanțială de 10% pentru nucleele E.
Dacă comparăm toate datele pe care le avem, vedem că procesoarele din a 12-a generație cu doar nucleele lor E activate sunt comparabile cu Skylake, așa cum a susținut Intel, cel puțin atunci când ne uităm la datele de 12900K. De asemenea, este interesant de observat că, cu două nuclee P și două nuclee E, 12900K a fost destul de lent decât patru nuclee Zen 3. Deci, acest lucru sugerează că o piesă precum 5950X va ajunge să fie mult mai rapidă decât 12900K pentru jocuri, odată ce jocurile folosesc în mare măsură 16 nuclee… în aproximativ 10 ani de acum înainte.
Trecând la rezultatele Battlefield V, obținem câteva informații interesante. În primul rând, este că nucleele E sunt de naștere în acest titlu, nu numai că rata medie a cadrelor este aproape la jumătate în comparație cu ceea ce vedem când folosim doar nucleele P, dar performanța scăzută de 1% este spulberată.
Ne uităm la o reducere de 22% a performanței cu 12900K atunci când trecem de la 4 nuclee P la 2 nuclee P și 2 nuclee E. Apoi vedem o reducere suplimentară de 31% când trecem exclusiv la E-cores. Mai rău, asta înseamnă că nucleele P au fost cu 87% mai rapide când se uită la rata medie a cadrelor și cu 170% mai rapide când se uită la nivelul scăzut de 1%. Deci acele nuclee eficiente sunt devastator de lente în acest joc și orice altceva decât eficiente.
De asemenea, vedem că atunci când nucleele E sunt activate, capacitatea mai mare de cache L3 a modelelor i7 și i9 nu are ca rezultat performanță suplimentară sau cel puțin foarte puțină performanță suplimentară. Cu toate acestea, doar cu nucleele P, 12700K a fost cu 6% mai rapid decât 12600K și apoi 12900K a fost cu 7% mai rapid decât 12700K.
Dacă comparăm aceste date cu restul arhitecturilor CPU pe care le-am testat, există câteva comparații demne de remarcat de făcut. În comparație cu Zen 3, Alder Lake este cu până la 12% mai rapid, văzut când se compară 12900K cu 5800X. Acestea fiind spuse, memoria cache mai mică de 20 MB a modelului 12600K a însemnat că a fost cu 2% mai lent, în timp ce i7 de 25 MB a fost cu doar 4% mai rapid. Deci este acel cache L3 mai mare de 30 MB care pune Core i9 ferm peste linie.
Acestea fiind spuse, dacă ar fi să forțăm Intel să utilizeze E-core-urile pentru jocuri, vedem că configurațiile mixte 2 P-core/2 E-core sunt în urma lui Zen 3. Atunci, dacă ar fi să utilizați exclusiv E-core-uri, performanța cade de pe o stâncă și acum nu vorbim nicăieri de nivelurile Skylake de performanță în joc, gândiți-vă mai mult la Sandy Bridge.
Trecând la F1 2020, vedem că nucleele E nu sunt nici pe departe la fel de rele ca ceea ce am văzut în Battlefield V. Ne uităm la o creștere a performanței cu 65% cu nucleele E când ne uităm la 12900K și la 43% crește cu 12600K. 12600K pare să fie sufocat de memoria cache L3 mai mică de 20 MB, având în vedere că 12700K a fost cu 18% mai rapid când se compară performanța P-core, în timp ce 12900K a fost cu doar 4% mai rapid decât 12700K.
În comparație cu Zen 3, Alder Lake este mai lent când este limitat la un cache L3 de 20 MB, apoi cu până la 10% mai rapid cu 25 MB și cu 12% mai rapid cu 30 MB. În ceea ce privește configurația doar E-core, Alder Lake este comparabilă cu Ivy Bridge în F1 2020 și cu mult în urma Skylake, 7700K, de exemplu, a fost cu 33% mai rapid decât configurația E-core a lui 12900K.
Testul NPC heavy Hitman 2 zdrobește nucleele E. Acest lucru este similar cu ceea ce s-a văzut la testarea cu Battlefield V. Performanța în toate cele trei părți din a 12-a generație este similară și asta înseamnă că ne uităm la o îmbunătățire a performanței cu 41% cu 2 nuclee P și 2 nuclee E în comparație cu utilizarea simplă. nucleele E. De fapt, dacă ne uităm la performanța scăzută de 1%, este mai aproape de un salt de 134%, ceea ce este o nebunie.
Apoi vedem că atunci când folosim doar nucleele P, rata medie a cadrelor este îmbunătățită cu 27% în comparație cu configurația de bază mixtă.
Deci, din nou, dacă comparăm configurațiile doar E-core cu arhitecturile CPU mai vechi, vedem că performanța nu se apropie de Skylake. Performanța scăzută de 1% a fost la fel de proastă ca ceea ce am văzut cu Bulldozer-ul AMD, în timp ce rata medie de cadre a fost mult mai apropiată de Ivy Bridge decât de Skylake.
Chiar și în Horizon Zero Dawn, care nu consumă în mod deosebit CPU, configurațiile doar E-core au avut probleme, deși vor consuma 4 nuclee/4 fire, mai ales dacă sunt lente. Dacă ne uităm la 1% performanță scăzută, vedem o creștere cu 104% de la 4 nuclee E la 2 nuclee E plus 2 nuclee P, în timp ce trecerea de la configurația mixtă de nuclee la 4 nuclee P a sporit performanța doar cu încă 14% . De asemenea, vedem o diferență foarte mică de performanță între diferitele capacități de cache L3 din acest joc.
Dacă comparăm cu arhitecturile mai vechi ale procesorului, constatăm că nucleele E Alder Lakes nu sunt din nou cu mult mai bune decât seria FX de la AMD. Performanța scăzută de 1% a fost aproape identică și asta înseamnă că suntem la kilometri distanță de Skylake aici.
Cyberpunk 2077 este încă un alt joc în care E-core-urile nu pot împinge minime de 1% la 60 fps, nici măcar aproape. Ca rezultat, vedem o îmbunătățire de 100% a performanței cu 12900K atunci când comparăm nucleele E cu configurația mixtă de nuclee, și apoi doar o creștere suplimentară de 12% atunci când folosiți doar nucleele P. Interesant, configurația de bază mixtă a 12900K este destul de bună, în timp ce vedem o scădere vizibilă cu 12700K și 12600K.
Comparând cu arhitecturile CPU anterioare, vedem că nucleele E sunt mult mai lente decât Ryzen de prima generație și lumi mai lente decât Skylake. Ne uităm la nivelul de performanță Sandy Bridge aici.
În cele din urmă, avem Shadow of the Tomb Raider și aici vedem foarte puțină diferență între diferitele procesoare Alder Lake, astfel încât capacitatea cache-ului nu are aproape nicio influență tangibilă aici, cel puțin pentru aceste configurații de bază. Am descoperit anterior, cu seria de generație a 10-a, că memoria cache L3 mai mare este de o utilitate mai mare atunci când sunt disponibile mai multe nuclee.
În comparație cu arhitecturile CPU mai vechi, E-core-urile se luptă singure cu jocurile, cu o performanță medie a ratei de cadre care este comparabilă cu Ivy Bridge și o performanță scăzută de 1%, care este comparabilă doar cu seria FX de la AMD. Pe de altă parte, când folosești doar nucleele P, Alder Lake este o bestie care învinge Zen 3 cu 11% în acest joc.
Rezumatul performanței
A fost cel puțin deschis ochii. Acele E-core nu se descurcă bine la jocuri și există un motiv bun pentru care, la care vom ajunge într-un moment. Deocamdată, să aruncăm o privire la media de 7 jocuri pe care am colectat-o.
În cele 7 jocuri testate, vedem că 12900K a fost cu doar 3% mai rapid decât 12700K, cu doar nucleele P active și cu 8% mai rapid decât 12600K, iar aceste marje se reduc în totalitate la diferența de capacitate de cache L3. Marjele cu două nuclee P și două nuclee E activate sunt similare și același lucru este valabil și cu doar patru nuclee E.
Desigur, povestea interesantă este diferența de performanță dintre diferitele configurații de bază pe același procesor. Deci, luați 12900K, de exemplu, am văzut o creștere cu 44% a ratei medii de cadre atunci când trecem de la 4 nuclee E la un amestec de nuclee P și E și o creștere cu 81% a performanței scăzute de 1%. Apoi, de la amestecul de nuclee P și E la doar nuclee P, rata medie a cadrelor a fost crescută cu încă 20%, iar cea de 1% scăzută cu 21%.
Evident, nu ai rula niciodată un procesor de generația a 12-a doar cu nucleele E, ceea ce ar reduce performanța cu aproximativ 20%, dar hai să mergem mai adânc în analiza din concluzia noastră…
Ce am învățat
Designul de bază hibrid de a 12-a generație al Intel este cu adevărat interesant și aduce câteva beneficii evidente pentru sarcinile de lucru de productivitate și, fără îndoială, se va dovedi foarte benefic în spațiul mobil. Acum probabil că vă gândiți, „sigur, am văzut benchmark-urile, înțeleg că E-core-urile nu funcționează bine pentru jocuri pe cont propriu, dar de ce?”
Răspunsul este simplu și este același motiv pentru care Ryzen de primă generație a scăzut pe Intel pentru jocuri atunci când a fost egalat la același număr de nuclee. Latența core-to-core este foarte slabă – vorbim despre o creștere de 54% în medie.
În mod obișnuit, nucleele P au nevoie de 37 ns pentru a comunica între ele, în timp ce nucleele E durează 57 ns, iar acest lucru paralizează performanța în jocuri și pentru orice altă sarcină de lucru care se bazează în mare măsură pe diafonia de bază.
Motivul pentru care interconectarea limitată a Intel între nucleele E este acela de a le face mai eficiente, atât în ceea ce privește utilizarea energiei, cât și cantitatea de spațiu pe matriță de care au nevoie. Pentru sarcinile de lucru secvențiale, cum ar fi ceea ce vedem cu randarea, de exemplu, unde există foarte puțină comunicare core-to-core, E-core-urile funcționează bine și de aceea Intel a folosit SPECrate2017 pentru a-și afirma eficiența Skylake.
Dacă ne uităm la imaginea mai largă, designul hibrid chiar și pe desktop are sens, cel puțin pentru Intel. O parte precum Core i9-12900K poate pretinde că găzduiește „16 nuclee în total” cu 24 de fire, pentru că din punct de vedere tehnic asta este ceea ce are, chiar dacă nu toate nucleele sunt egale.
Pe hârtie, 12900K arată comparabil cu Ryzen 9 5950X, iar atunci când este pus la încercare în aplicații care pot folosi aceste părți de desktop grele, 12900K arată în continuare grozav, deoarece slăbiciunea E-core care este de la nucleu la nucleu. comunicarea nu este accentuată de acele sarcini de lucru, gândiți-vă că Blender este un astfel de exemplu.
Apoi, când vine vorba de jocuri, 12900K încă strălucește, deoarece niciun joc nu necesită mai mult de 8 nuclee P Alder Lakes. Chiar dacă un joc poate răspândi sarcina pe 16 nuclee, aceasta nu va fi o problemă. Chiar și în cazul lui 12600K, nucleele sale sunt suficient de puternice pentru a face față sarcinii. Dacă nu ar putea, jocul ar putea fi jucat doar folosind un procesor high-end precum 12900K sau 5950X, iar asta nu se va întâmpla în acest deceniu.
Acum, evident, nu ai rula niciodată un procesor de a 12-a generație doar cu nucleele E, dar va fi un moment în care va trebui să apelezi la nucleele E pentru jocuri și acest lucru ar putea reduce performanța cu 20% sau mai mult, cel puțin pe baza a ceea ce am văzut aici. Dar, din nou, nu mă aștept ca momentul să vină în durata de viață realistă a acestui serial.
Un alt motiv pentru care E-core-urile sunt neplăcute pentru jucători este problema de compatibilitate cu DRM și am întâlnit asta cu acest test de referință. Anterior, am testat toate arhitecturile CPU folosind Watch Dogs Legion și Assassin’s Creed Valhalla, dar ambele jocuri au eșuat la această testare. Watch Dogs Legion a funcționat doar cu nuclee E, sau doar cu nuclee P, dar amestecul a prăbușit jocul, ceea ce este ciudat, deoarece procesoarele din a 12-a generație funcționează bine. Apoi Assassin’s Creed Valhalla nu s-a încărcat din cauza problemei de detectare a DRM cu arhitectura hibridă de a 12-a generație.
Pe scurt, E-core-urile sunt o greșeală pentru jocuri și, dacă sunt solicitate, vor reduce ratele de cadre. Deci, pentru jucători, 12900K și 12700K sunt procesoare cu 8 nuclee/16 fire și nimic mai mult. E-core-urile ar putea fi capabile să ajute cu sarcinile de fundal, dar sincer pe desktop ar fi mai bine îngrijite de încă două P-core. Nu există niciun argument pe care jucătorii pot aduce pentru existența E-core-urilor, ai fi întotdeauna mult mai bine să le înlocuiești cu două P-core-uri suplimentare.
