Платформа Kaby Lake выйдет только в первом квартале 2017, но уже сегодня Intel раскрыла подробности о процессорах седьмого поколения Core и объявила несколько моделей. Мы получили данную информацию еще 14 дней назад на IDF, но можем опубликовать ее только сегодня. Кроме того, часть дополнительной информации утекла в виде слухов, но до сих пор официального подтверждения не появилось. В частности, мы публиковали новости о десяти настольных процессорах линейки 7000, восьми Xeon E3-1200-v6 и чипсете Intel 200, на котором будут выпущены новые материнские платы.

Нынешнее представление процессоров седьмого поколения Core пока что затрагивает мобильные варианты линеек Y и U. Остальные процессоры Intel представит позднее в этом году. Впрочем, новые функции, о которых мы поговорим в обзоре, поддерживаются и настольными процессорами. Процессоры с кодовым названием Kaby Lake Y лягут в основу моделей Core M для ультратонких устройств, а Kaby Lake U ориентированы на высокопроизводительные ноутбуки.

Intel продолжит использовать со всеми процессорами Kaby Lake 14-нм техпроцесс, хотя компании удалось повысить эффективность, которая очень важна для мобильного сегмента. Так что перед нами, по сути, логическая эволюция. Но перейдем непосредственно к процессорам.

Intel традиционно показала снимок кристалла Core седьмого поколения, которые будут использоваться в линейках Y и U. Сверху мы видим не только контроллер памяти и контроллер ввода/вывода, но и блоки System Agent и Wireless Display. Ниже расположены два физических ядра с поддержкой Hyper-Threading, по центру виден кэш L3. Последний (как и раньше) общий для двух ядер. Самую большую часть занимает графический блок с многочисленными новыми функциями. Справа можно видеть интерфейсы памяти и подсистемы ввода/вывода.

Обзор Kaby Lake Y и Kaby Lake U

На фотографии показан процессор Kaby Lake Y. А именно два кристалла, процессора и чипсета, которые расположены в SoC на печатной плате с габаритами 20 x 16,5 мм. Здесь изменений по сравнению с предыдущим поколением не произошло.

Intel по-прежнему использует для процессоров Kaby Lake Y сокет BGA1515.

Важное преимущество процессоров Y заключается в очень малой высоте упаковки. Такие процессоры отлично подходят для тонких портативных устройств, подобных планшетам, гибридным ноутбукам или вычислительным модулям в формате брелока, где новые процессоры Core M найдут свое применение.

Габариты процессоров U заметно больше, 42 x 24 мм. SoC вновь состоит из CPU и чипсета, но они разделены на печатной плате. Хорошо видны тонкие соединительные линии.

По сравнению с процессорами Skylake U сокет изменений не претерпел. Процессоры Kaby Lake U по-прежнему устанавливаются в сокет BGA1365.

Ожидаемые процессоры Kaby Lake H будут устанавливаться в сокет BGA1440, они будут оснащаться уже четырьмя ядрами с поддержкой Hyper-Threading.

Процессоры Kaby Lake Y (Core M) будут работать с тепловым пакетом всего 4,5 Вт. Для Kaby Lake U указан более высокий пакет 15 Вт, но, в свою очередь, процессоры отличаются более высокими тактовыми частотами, поэтому и производительность выше. Intel сравнивает седьмое поколение с первым, указывая прирост эффективности Kaby Lake U в 10 раз. Но даже по сравнению с поколением Skylake Intel удалось оптимизировать 14-нм техпроцесс и повысить эффективность.

В частности, инженеры Intel смогли сделать транзисторы более надежными, а также оптимизировали их структуру. По информации Intel, удалось получить прирост производительности до 12%. Intel называет новую архитектуру "Architecture + 14nm+". Название почерпнуто из нового техпроцесса 14+, которому посвятил свой доклад Марк Бохр (Mark Bohr) на IDF.

Для сравнения производительности Intel взяла процессор Core i7-6500U шестого поколения Core (Skylake U) против Core i7-7500U грядущего седьмого поколения Core (Kaby Lake U). Оба процессора опираются на два физических ядра и технологию Hyper-Threading, то есть могут выполнять до четырех потоков одновременно. Если верить тесту SYSmark 2014, прирост производительности составил 12%. По web-производительности Core i7-7500U показал прирост 19% (измерения проводились с помощью WebXPRT 2015).

Впрочем, увеличение производительности, по большей части, связано не с улучшениями архитектуры, а с разницей по эффективной частоте Turbo. Процессор Core i7-6500U работает на частоте до 3,1 ГГц, в случае Core i7-7500U частота увеличивается до 3,5 ГГц.

Если вы планируете апгрейд ПК в следующем году, Intel дает примерную оценку производительности по сравнению с компьютером возрастом пять лет. Intel использовала для сравнения процессоры Core i5-7200U (Kaby Lake) и Core i5-2467M (Sandy Bridge). Чиповый гигант указывает на 70% прирост мобильной продуктивности. То есть мы получаем в рабочих приложениях в 1,7 раз более высокую производительность. Что касается создания, редактирования и раздачи видео 4K UDH 360, то здесь мы получаем прирост в 8,6 раз. Также подчеркивается и плавность процесса. Что касается игр, то на примере Overwatch от Blizzard мы получаем трехкратный прирост производительности на процессорах Kaby Lake благодаря более быстрому графическому ядру.

На конвертацию видео 4K продолжительностью час потребовалось всего 12 минут. Если верить Intel, процессор Sandy Bridge требовал в 6,8 раз больше времени.

Если верить слайдам презентации Intel, грядущие процессоры Kaby Lake настолько эффективно работают с видео 4K, что аккумулятора хватит на значительно больший срок автономной работы. Хотя здесь все зависит от емкости. "Премиальный контент" с кодеком HEVC 10-бит можно будет смотреть от батареи на протяжении 9,5 часов. В качестве основы Intel берет процессоры Core i7-7500U и Core i7-6500U, батарею на 66 Вт·ч и панель 4K. Почему так получилось – мы покажем чуть ниже, когда будем рассматривать изменения GPU.

Довольно любопытные данные приведены для видео 4K и 4K 360 на YouTube с кодеком VP9. Батареи на 66 Вт·ч с процессором Core i7-6500U хватит на четыре часа просмотра, с новым поколением время автономной работы будет на 75% больше, и Core i7-7500U даст уже семь часов. Здесь причина кроется тоже в повышении эффективности графического блока.

В большинстве процессоров Skylake работает графический блок Gen9, который обеспечивает хороший уровень производительности даже для iGPU. Для "Kaby Lake" Intel взяла в качестве основы GPU Gen9 с 24 исполнительными блоками, добавив две аппаратные функции. А именно Multi-Format Codec (MFX) и Video Quality Engine (VQE). Добавление двух функций позволило улучшить эффективность работы графического блока в целом, вместе с тем мощь параллельно работающих движков оказалась достаточной, чтобы справиться с видео 4K.

Multi-Format Codec (MFX) поддерживает декодирование 10-бит HEVC и 8/10-бит VP9, а также кодирование 10-бит HEVC и 8-бит VP9. Именно этот блок и является основной причиной улучшения производительности кодирования и декодирования видео 4K. В блоке Video Quality Engine (VQE) реализованы преобразования высокого динамического диапазона (HDR) в стандартный диапазон с изменением оттенков (Tone Mapping), также поддерживается широкий цветовой охват (Wide Color Gamut).

Улучшения, описанные выше, приводят к увеличению производительности 4K. Графический блок поддерживает одновременное воспроизведение до восьми потоков 4K с частотой кадров 30 fps (например, стена из мониторов в комнате видеонаблюдения). Кроме того, возможно декодирование видео HEVC 4K с частотой 60 fps и потоком до 120 Мбит/с. Перекодирование AVC-в-AVC на процессорах Kaby Lake Y выполняется в два раза быстрее, а на процессорах Kaby Lake U – в три раза быстрее реального времени. Перекодирование AVC-в-HEVC на Kaby Lake Y выполняется в реальном времени, а на Kaby Lake U – в два раза быстрее реального времени.

На слайде показаны отличия по кодированию и декодированию между "Skylake" и "Kaby Lake". Оба поколения архитектуры Core поддерживают кодирование/декодирование 1080p HEVC. Но только у "Kaby Lake" мы получаем поддержку кодирования и декодирования 4K (2160p) HEVC 10-бит. Также в список функций седьмого поколения Core добавилось и декодирование VP9. Кодирование в формат VP9 Intel для "Kaby Lake" не указывает, поэтому, скорее всего, здесь аппаратное ускорение отсутствует.

Тенденция популяризации формата 4K продолжается. Google на своей платформе YouTube перешла на формат VP9 для рендеринга HTML 5, поскольку он обеспечивает более высокую степень сжатия по сравнению с другими кодеками, требуя в два раза меньшей пропускной способности для прежнего качества видео. Все это сокращает задержки на буферизацию, пользователь сможет чаще наслаждаться видео (U)HD без пауз на буферизацию. Впрочем, здесь все по-прежнему зависит от качества подключения к Интернету.

В апреле прошлого года в техническом блоге YouTube было заявлено, что в 2014 году пользователи просмотрели 25 млрд. часов HD-видео в кодеке VP9. Без кодека VP9 такой показатель был бы невозможен.

Интересно сравнить нагрузку на CPU и энергопотребление процессоров Core i7-6500U (Skylake) и Core i7-7500U (Kaby Lake) при воспроизведении видео 4K:

Первое сравнение выполнялось при воспроизведении 4K-видео с кодеком HEVC 10-бит. Нагрузка на CPU Skylake при декодировании видео 4K составляла 50-70%. Процессор Kaby Lake оказался значительно более эффективным, с нагрузкой всего около пяти процентов. Конечно, подобная разница приводит к существенному отличию по энергопотреблению. Intel наложила 30-секундные графики двух процессоров, а также привела средние значения.

У процессора Skylake мы получаем значительные пики энергопотребления от менее чем 5 Вт до почти 25 Вт, что приводит к среднему уровню 10,2 Вт. У Kaby Lake энергопотребление значительно ниже Skylake. На графике не набирается даже 1 Вт. Средний уровень составляет всего 0,5 Вт.

Поэтому смена предыдущего поколения на следующее привела к росту производительности воспроизведения 4K (CPU + iGPU) до 20 раз, по производительности SoC мы получили прирост до 6 раз, по времени автономной работы – до 2,6 раз.

Intel оценила эффективность декодирования видео 4K на кодеке VP9 платформы Google YouTube через фирменный браузер Chrome. У обоих поколений процессоров, судя по графику, мы получили большую нагрузку на CPU по сравнению со сценарием выше. У Core i7-6500U нагрузка составляла между 70 и 80%. У нового поколения Intel она значительно ниже: до 15%.

Отличия по энергопотреблению тоже весьма ощутимы. У Core i7-6500U мы получаем разброс значений мощности до 18 Вт. Средний уровень составил 5,8 Вт. У процессора Core i7-7500U энергопотребление намного ниже. Мы получаем уровень от 0 до 2 Вт, в среднем 0,8 Вт – отличный результат.

В данном тесте Intel указывает увеличение производительности нового поколения Core до 7 раз (CPU + iGPU), увеличение производительности SoC до 3 раз, а также увеличение времени автономной работы на 75%, о чем мы уже говорили выше.

Технология Intel Turbo Boost 2.0 была улучшена с помощью Speed Shift

Наши читатели наверняка помнят технологию Speed Shift. Она была реализована еще в процессорах Skylake, мы как раз тестировали Core i7-6700K, но подробностей Intel тогда не предоставила. Технология работает в тесном взаимодействии с функцией Turbo Boost 2.0, она может ускорять переход в состояния повышенных частот (Turbo), соответственно, процессор будет быстрее возвращаться в состояние бездействия после выполнения задачи.

Для сравнения вновь используются Core i7-6500U и Core i7-7500U. Intel протестировала модель Skylake с включенной и выключенной функцией Speed Shift. Без данной технологии Core i7-6500U достигал максимальной частоты 3,1 ГГц примерно через 100 мс. Значение кажется не таким большим, но посмотрите на ускорение с активной функцией Speed Shift. Здесь такая же частота достигалась уже после 30 мс нагрузки.

У процессора Intel Core i7-7500U с максимальной частотой 3,5 ГГц мы получаем не только более высокую частоту Turbo, но и более быстрый переход на эту частоту – через 15 мс. Так что оптимизация наглядно прослеживается.

С самого начала было понятно, что процессоры Kaby Lake не станут революцией на рынке CPU, скорее, их можно рассматривать как дальнейшую эволюцию. Как и в случае каждого нового поколения Core, Intel добавила небольшой прирост производительности IPC (число инструкций за такт), но значительно улучшила встроенное графическое ядро Gen9, которое оказалось в фокусе внимания моделей Kaby Lake. Новые аппаратные блоки Multi-Format Codec (MFX) и Video Quality Engine (VQE) с поддержкой HEVC-8/10 бит и VP9 позволили Intel существенно увеличить производительность кодирования и декодирования видео 4K с кодеком HEVC 10-бит, а также увеличить производительность декодирования кодека VP9 (YouTube).

Кроме того, благодаря аппаратной поддержке декодирования и кодирования 4K удалось существенно снизить нагрузку на CPU и, соответственно, энергопотребление процессоров. Так что мобильные платформы на основе Kaby Lake Y и Kaby Lake U смогут дать значительно большее время автономной работы при данных нагрузках. Также Intel доработала механизм Turbo Boost 2.0, дополнив его функцией Speed Shift, ускоряющей время переключения на максимальные частоты Turbo под нагрузкой, что позволяет быстрее выполнить задачу и перейти обратно в режим бездействия. В целом, все упомянутые технологии довольно важны для мобильного сегмента. В случае же настольных процессоров интереснее кажется новый техпроцесс 14+, который должен обеспечить более высокие частоты разгона.

Многих потенциальных покупателей разочарует наличие прежнего ограничения по четырем физическим ядрам для массовой платформы Intel. Все же Intel оставляет большее число ядер прерогативой платформы для энтузиастов на сокете LGA2011-3 и чипсете X99 (вариант Z97 с увеличенным числом портов SATA). Недавно Intel как раз представила новые процессоры для данной платформы: Core i7-6800K, Core i7-6850K, Core i7-6900K и Core i7-6950X, которые оснащены шестью-десятью ядрами с поддержкой Hyper-Threading, но на старой архитектуре Broadwell, пусть и по 14-нм техпроцессу. Обновление этой платформы на Kaby Lake случится намного позже, даже после выхода 4-ядерных процессоров для настольных ПК ближе к концу года.

В целом, Intel говорит о 10-15% приросте производительности с Kaby Lake, как мы уже неоднократно видели с обновлениями архитектур CPU за последние годы.

AMD возлагает большие надежны на процессоры Zen, которые выйдут в начале 2017. Они будут устанавливаться в новый Socket AM4 и работать с памятью DDR4. В первых тестах 8-ядерный AMD Zen с поддержкой SMT (Simultaneous Multithreading) на равных частотах смог конкурировать с Core i7-6900K (Broadwell-E), который тоже был оснащен восемью ядрами с поддержкой SMT в виде фирменной технологии Intel Hyper-Threading, позволяющей одновременно выполнять до 16 потоков. Возможно, процессоры AMD усилят давление на Intel, и чиповый гигант ускорится, а потребители получат больший прирост, нежели 10-15% в год.

В любом случае, следующие шесть месяцев на рынке процессоров обещают быть очень горячими. В нашу тестовую лабораторию уже поступили первые ноутбуки на Kaby Lake, вскоре мы опубликуем тесты.