Честно говоря, мы впервые сталкиваемся со столь странным анонсом настольных процессоров. Вчера Intel официально представила 11-е поколение Core, известное как Rocket Lake-S. Но соответствующие материнские платы Z590 доступны уже несколько недель, мы купили процессор Core i7-11700K в рознице и опубликовали тест. Но сегодня мы не сможем показать результаты тестов каких-либо других моделей. Процессоры появятся в рознице 30 марта, и только тогда мы сможем представить полный набор тестов.

С другой стороны, сегодня мы можем поделиться другой интересной информацией. Хотя перенос восьми ядер с 10-нм техпроцесса на 14 нм не кажется впечатляющим, в контроллере памяти произошли серьезные изменения, на которых мы остановимся подробнее.

Но обо всем по порядку: Intel представляет новую микроархитектуру Cypress Cove. Хотя и ее сложно назвать новой, поскольку Cypress Cove является версией Sunny Cove, адаптированной под 14 нм. Напомним, что Sunny Cove была представлена для мобильных процессоров Ice Lake в середине 2019. Однако они оснащались, максимум, четырьмя ядрами, что выявило серьезные проблемы Intel с 10-нм техпроцессом. Процессоры Ice Lake-H для ноутбуков с более чем четырьмя ядрами так и не вышли, как и настольные процессоры Ice Lake-S.

Подписывайтесь на группы Hardwareluxx ВКонтакте и Facebook, а также на наш канал в Telegram (@hardwareluxxrussia).

Мы рекомендуем ознакомиться с нашим руководством по выбору лучшего процессора Intel и AMD на текущий квартал. Оно поможет выбрать оптимальный CPU за свои деньги и не запутаться в ассортименте моделей на рынке.

Архитектура Cypress Cove появилась только по причине того, что у Intel возникли серьезные проблемы с 10-нм техпроцессом. Они до сих полностью не решены, поскольку здесь сказывается разработка и производство под одной крышей, что обычно дает преимущества, но в данном случае привело к проблемам. Архитектура Ice Lake должна была быть развернута максимально широко на 10-нм техпроцессе. Но у Intel получилось выпустить лишь несколько чипов для ноутбуков. Слухи, что Intel так и не будет производить 10-нм настольные процессоры, никого не удивили. Процессоры на улучшенном техпроцессе Enhanced 10nm SuperFin должны выйти в конце 2021 или начале 2022 года, если Intel не переключится на внешнее производство некоторых чипов.

Архитектура Cypress Cove

Для Intel архитектура Sunny Cove является первым существенным изменением базовой архитектуры CPU со времен Skylake в 2015 году. Все настольные процессоры Comet Lake-S по-прежнему базируются на Skylake. Изменение архитектуры произошло только с процессорами Rocket Lake-S, хотя они все еще производятся по 14-нм технологии. До сегодняшнего дня, то есть до весны 2021 года, Intel не может справиться с 10-нм техпроцессом.

Впрочем, Sunny Cove была лишь первым шагом. Следующий шаг Intel уже сделала с архитектурой Willow Cove в процессорах Tiger Lake для ноутбуков, которые изготавливаются по улучшенному 10-нм техпроцессу. По крайней мере, с производством мобильных чипов сейчас проблем нет. Хотя выход годных кристаллов не такой высокий, как хотелось бы Intel, несмотря на "10nm SuperFin Technology". Впрочем, хотя бы здесь Intel смогла достичь поставленных целей.

Но с Cypress Cove мы переходим на полностью новую архитектуру. С более широкой передней частью конвейера и более глубокой задней частью.

Intel для Cypress Cove использует 5-wide конвейер с внеочередным выполнением. В нем теперь имеются четыре станции Unified Reservation Stations (RS), что позволяет добиться лучшего параллелизма выполнения инструкций, чем в случае Skylake. Возможно, для предотвращения уязвимостей Spectre, Intel выделила четыре фиксированных порта для AGU (Address Generation Unit). К каждой паре AGU привязан блок чтения/записи (Load/Store). Для вычислений VEC и INT теперь присутствуют дополнительные вычислительные блоки на соответствующих портах. Все эти меры призваны увеличить производительность архитектуры.

Также Cypress Cove поддерживает новые наборы команд ISA. Среди них Vector-AES и SHA-NI, но также и AVX512. Первые два обеспечивают аппаратное ускорение шифрования и дешифровки. В результате мы должны получить ускорение многих алгоритмов криптографии, что как раз соответствует упомянутым Intel оптимизациям под специальные приложения.

В фокусе Rocket Lake-S все же расширения AVX512, поскольку от них существенно выиграют некоторые сценарии:

• AVX512VPOPCNTDQ: AVX512 Vector Population Count Doubleword and Quadword
• AVX512VNNI: AVX512 Vector Neural Network Instructions
• AVX512GFNI: AVX512 Galois Field New Instructions
• AVX512VAES: AVX512 Vector AES
• AVX512VBMI2: AVX512 Vector Bit Manipulation, Version 2
• AVX512BITALG: AVX512 Bit Algorithms
• AVX512VPCLMULQDQ: AVX512 Vector Vector Carry-less Multiply

В нашем предварительном тесте Core i7-11700K поддержка AVX512, в частности, была заметна в бенчмарке Y-Cruncher.

Благодаря расширению линейного адресного пространства до 57 бит и физического адресного пространства до 52 бит, процессоры на архитектуре Cypress Cove могут адресовать до 4 Тбайт оперативной памяти на сокет. Но данная функция будет актуальна только для процессоров Xeon (Ice Lake-SP).

Произошли изменения в иерархии кэшей. Размер кэша данных L1 увеличился на 50% с 32 до 48 кбайт. Кэш L2 удвоен до 512 кбайт на ядро. Буфер Translation Lookaside Buffer (TLB) увеличился, что позволяет вмещать ему более крупные таблицы адресов. Кэш микроопераций (µOP) тоже вырос.

Как видим, при переходе со Skylake на Sunny Cove увеличились размеры кэша данных L1 и кэша L2. С другой стороны, емкость кэша L3 не изменилась. Вся информация о кэшах верна как для Sunny Cove, так и для Cypress Cove.

Intel сделала следующий шаг с архитектурой Willow Cove в процессорах Tiger Lake, но мы увидим их вне ультрамобильного сегмента в виде Alder Lake только в конце года. То есть на настольном сегменте. Здесь размер кэша L2 был более чем удвоен (по сравнению с Cypress/Sunny Cove). Кэш L3 увеличился на 50% на ядро.

Intel также улучшила точность предсказание ветвлений. Интересно, что здесь в архитектуре Skylake как раз наблюдалась уязвимость.

Rocket Lake-S и 14-нм техпроцесс

Intel по-прежнему производит процессоры Rocket Lake-S по 14-нм технологии. В отличие от предшественника Comet Lake S, Intel производит только один кристалл с восемью ядрами и встроенной графикой. То есть при производстве Rocket Lake-S Intel не различает 10-ядерный и 6-ядерный процессоры.

Что касается производства, то возникает вопрос: почему Intel сделала шаг назад по сравнению с десятью ядрами Comet Lake-S, поскольку процессоры Rocket Lake-S предлагают, максимум, восемь ядер. Мы поинтересовались причиной и получили следующий ответ: из-за больших размеров кэшей и увеличения GPU Intel уже не смогла установить на кристалл больше восьми ядер. CPU и GPU все же были разработаны для производства по 10-нм техпроцессу, и в случае 14 нм площадь оказалась заметно больше. Поэтому для Intel оказалось невыгодным производство больше чем восьми ядер.

Мы задали вопрос насчет возможности отказа от встроенной графики и производства чипа с 10 или 12 ядрами Cypress Cove, но здесь Intel привела аргумент в виде разных сценариев использования процессоров Rocket Lake-S. Встроенная графика для большинства геймеров не актуальна, но в сегменте OEM она очень важна, а кристаллы RKL-S будут использоваться не только в игровых системах. Поэтому был выбран дизайн чипа с восемью ядрами и встроенной графикой.

Intel обычно не дает информации о размере кристаллов. Поскольку первый Core i7-11700K уже скальпирован, мы можем определить размер визуально. Корпусировка LGA1200 имеет габариты 37,5 x 37,5 мм, отсюда размеры кристалла составляют 11,37 мм x 23,71 мм, площадь - 269,58 мм².

Если сравнить с предшественником Comet Lake-S, который имеет площадь 206,1 мм², новый чип с восемью ядрами Cypress Cove увеличился почти на 30%. Следует напомнить, что 11-е поколение Core имеет всего восемь ядер, хотя у предшественника было десять. Но при этом площадь стала больше. Собственно, это одна из причин, почему 10-ядерные модели Rocket Lake S так и не появятся. Кристалл попросту был бы слишком большим.

Удивительно, но Intel решила назвать число транзисторов - 6 млрд. Процессор Ryzen 5800X с восемью ядрами, то есть одним CCD и одним IOD, имеет 6,24 млрд. транзисторов.

Thin STIM: кристалл стал еще тоньше

Еще с процессорами Coffee Lake, а позднее с Comet Lake-S, Intel сделала кристалл тоньше предыдущих поколений, чтобы лучше передавать тепло на распределитель тепла. Intel не указывает, удалось ли снова уменьшить толщину кристалла. У чипов Coffee Lake толщина кристалла составляет 800 мкм, но у Comet Lake-S она была уменьшена до всего 500 мкм. Если верить слухам, Intel c Rocket Lake-S удалось добиться толщины всего 400 мкм, то есть на 0,1 мм тоньше.

Соответственно, распределитель тепла снова стал толще, поскольку высота всей корпусировки остается прежней. Кремний - не лучший проводник тепла, поэтому Intel ожидает более эффективного отведения тепла благодаря более толстому распределителю. Все процессоры Rocket Lake-S используют припой, а не термопасту. Что связано и с тем, что теперь изготавливается только один кристалл, а не два варианта с "шестью и менее" и "шестью и более" ядрами.

Платформа LGA1200 была немного расширена

Платформа LGA1200, представленная в конце прошлого года, сама по себе совместима с новыми процессорами Rocket Lake-S. Кроме того, большинство производителей материнских плат уже анонсировали, что с моделями 400 Series (в особенности, на чипсете Z490) они будут поддерживать PCI Express 4.0. Поддержка PCI Express 4.0 - одна из наиболее важных функций новых процессоров. Вместе с тем Intel увеличила число линий PCIe 4.0 CPU с 16 до 20, чтобы можно было напрямую подключать к процессору NVMe SSD кроме видеокарты.

Но следует все же быть внимательным к тому, какие именно модели прошлогодних материнских плат были выпущены с поддержкой PCI Express 4.0. Также следует проверять, что имеется слот M.2, подключенный непосредственно к процессору.

Еще одна новая особенность платформы - подключение процессора к чипсету. Теперь используются восемь линий DMI 3.0 вместо четырех - по крайней мере, в случае чипсетов Z590 и H570. Скорость передачи удвоилась до 8 GT/s (7,86 Гбайт/с), что должно устранить "узкое место" по интерфейсу между процессором и чипсетом. Все процессоры Rocket Lake-S поддерживают x8 DMI 3.0, но со стороны чипсета им оснащены только Z590 и H570, а у B560 и H510 такой возможности нет.

Совместимость 10/11-го поколения Core с чипсетами линеек 400/500

Важным аспектом новой платформы и чипсетов является то, что Intel разрешила разгон памяти для всех процессоров и всех чипсетов. Впрочем, у встроенных контроллеров памяти (IMC) процессоров Rocket Lake-S есть ограничения, на которых мы остановимся ниже

Для большинства геймеров чипсет Z590 будет наиболее интересным вариантом при выборе новой материнской платы LGA1200. 20 линий PCI Express процессора производители материнских плат могут распределять в режимах 1x 16 + 1x 4, 2x 8 + 1x 4 или 1x 8 + 3x 4. Сам чипсет предлагает до 24 линий PCI Express 3.0. Intel пока не реализовала поддержку PCI Express 4.0 на чипсете, в отличие от AMD. Кроме того, чипсет Z590 предлагает до 6x портов SATA, 3x USB 3.2 Gen 2x2, 10x USB 3.2 Gen 2x1, 10x USB 3.2 Gen 1x1 и 14x USB 2.0, а также 2,5G Base-T Ethernet, Wi-Fi 6 и другие функции, включая поддержку Optane Memory, Smart Sound, Rapid Storage и новой Intel Extreme Tuning Utility.

Чипсет H5770 предлагает фиксированную конфигурацию линий PCI Express в виде 1x 16 + 1x 4. Как мы упоминали ранее, для соединения и чипсета здесь тоже используются x8 DMI 3.0. Чипсет предлагает 20x линий PCI Express 3.0 - на четыре меньше, чем в случае Z590. Но есть поддержка до 2x USB 3.2 Gen 2x2, 4x USB 3.2 Gen 2, 8x USB 3.2 Gen 1 и 14 USB 2.0, что тоже меньше. Intel не урезала 6x SATA и 2,5G Base-T Ethernet. Если на материнскую плату установлен соответствующий PHY, поддержка Wi-Fi 6 тоже доступна. Как и другие функции Intel (Rapid Storage, Optane Memory, Smart Sound и т.д.). Но вот разгон процессора на материнских платах с чипсетом H570 не поддерживается.

Третий чипсет, который мы рассмотрим сегодня - B560. Здесь возможности подключения еще сильнее урезаны. Чипсет предлагает только 12 линий PCI Express 3.0, подключение к процессору выполняется через x4 DMI 3.0. По портам USB были принесены новые жертвы, но не по сетевым подключениям.

Comet Lake-S против Rocket Lake-S

Во время презентации процессоров Rocket Lake-S Intel провела интересное сравнение, показав таблицу максимального энергопотребления процессоров Comet Lake и Rocket Lake. Здесь весьма интересно сравнить особенности питания и энергопотребления двух поколений.

Intel сравнивает старые процессоры Comet Lake (голубой) с новыми Rocket Lake (синий), указаны один базовый профиль и один производительный. Большинству пользователей интересен производительный профиль, поскольку базовый профиль используют, в основном, OEM-производители, в системах которых CPU часто ограничен по питанию и охлаждению.

Для процессоров Rocket Lake с восемью ядрами и тепловым пакетом 125 Вт в базовом профиле Intel указывает более высокий уровень PL2. Профиль производительности, по большей части, остался прежним. Но в базовом профиле 65 Вт Intel дает меньший уровень PL2 для восьми ядер. В случае 65 Вт с шестью ядрами PL2 увеличен в производительном профиле, но снижен в базовом. Для экономичных моделей 35 Вт Intel немного снизила PL2 в случае Rocket Lake.

Так что мы наблюдаем некоторый сдвиг по отдельным моделям. Впрочем, нам более интересны 125-Вт процессоры, а у них дизайн почти не изменился. Чего нельзя сказать о моделях с тепловым пакетом 65 и 35 Вт.

Со стороны материнской платы требования к сокету LGA1200 не изменились. Так что процессоры Rocket Lake должны работать на материнских платах с чипсетами 400 Series, как и старые CPU Comet Lake на новых материнских платах с чипсетами 500 Series. За исключением линий PCI Express 4.0, слотов M.2, подключенных к процессору, и некоторых других мелочей разница между платформами невелика.

Новый контроллер памяти Intel

Для новых процессоров Rocket Lake-S Intel официально поддержала новую спецификацию JEDEC. Ранее верхней планкой была DDR4-2933, теперь официально поддерживается DDR4-3200. Здесь можно провести параллель с AMD. Новый контроллер памяти Intel разработала еще с процессорами Ice Lake, они использовался и в процессорах Tiger Lake.

Новый контроллер памяти вызвал некоторую сумятицу, поскольку в BIOS материнских плат Z590 появилось два режима делителя (Gear 1 и Gear 2) вместе с процессором Core i7-11700K, которые дают разные частоты и задержки. И на данной теме мы хотим остановиться подробнее.

Как мы упомянули, Intel представила обновленный контроллер памяти вместе с процессорами Ice Lake. Он используется в чипах Rocket Lake-S, то есть контроллер на самом деле не новый. В документации (PDF) работа режимов описывается следующим образом.

"Processor supports dynamic gearing technology where the Memory Controller can run at 1:1 (Gear-1, Legacy mode) or 1:2 (Gear-2 mode) ratio of DRAM speed. Gear ratio is the ratio of DRAM speed to Memory Controller Clock."

Звучит очень похоже на подход AMD с процессорами Ryzen. Где до частоты DDR4-3733 встроенные делители работают в режиме 1:1:1 (MCLK = UCLK = FCLK = 1.866 МГц). Выше уже работают другие делители. В зависимости от качества чипа, можно добиться работы DDR4 и на частотах до 4.000 МГц при сохранении соотношения 1:1:1. Если это невозможно, то делители меняются на 2:2:1, память работает на выставленной частоте, но контролер памяти и Infinity Fabric только на половине частоты памяти

Intel выбрала схожее решение. В режиме "Gear 2" контроллер памяти работает на половине частоты памяти. В режиме "Gear 1" память работает на полных тактовых частотах. Но Intel здесь добавляет ограничение. Официально режим "Gear 1" работает (почти) на всех процессорах только при частоте памяти DDR4-2933. Если выбрана более высокая частота памяти, то контроллер переключается в режим "Gear 2". И только Core i9-11900K поддерживает режим "Gear 1" на частоте DDR4-3200 и выше. С помощью разгона режим Gear 1 можно получить и на других CPU, как в нашем случае на Core i7-11700K.

Как можно видеть по информации CPU-Z, режимы Gear 1 и Gear 2 дают отличия по частотам. В режиме 1:1 (слева) контроллер работает на той же частоте, что и память - 1.466 МГц. Но если переключиться в BIOS на режим 1:2, то контроллер будет работать на половине частоты, то есть на 733 МГц.

Слева: Core i7-11700K DDR4-2933 1:1, справа: Core i7-11700K DDR4-2933 1:2

Слева: Core i7-11700K DDR4-3200 1:1, справа: Core i7-11700K DDR4-3200 1:2

Приведенные выше тесты памяти AIDA64 показывают результаты Core i7-11700K с памятью DDR4-2933 и DDR4-3200 в режимах Gear 1 (1:1) и Gear 2 (1:2). Следует понимать следующее: задержки в режиме 1:1 существенно меньше. Они даже ниже в режиме DDR4-2933 1:1, чем на высоких тактовых частотах DDR4-3200 в режиме 1:2. Можно видеть, что в режиме 1:1 вполне реально добиться задержек около 50 нс.

Задержки в режиме 1:2 выше, но на практике он позволяет запускать память на более высоких тактовых частотах. При этом контроллер памяти не теряет стабильность, поскольку работает на половинной частоте. Здесь вам придется самостоятельно решать, что важнее: низкие задержки или высокие частоты памяти с соответствующей высокой пропускной способностью.

В детальном тесте процессоров Rocket Lake-S, который мы опубликуем в конце месяца, мы более внимательно рассмотрим тему режимов контроллера памяти и их влияние на производительность.

Новые функции разгона

Все процессоры Rocket Lake-S поддерживают разгон памяти на чипсетах Z590, H570 и B560. Однако открытый множитель по-прежнему остается прерогативой процессоров K. Кроме того, Intel внесла некоторые изменения в схему разгона помимо разных режимов памяти.

Теперь появилось больше функций, касающихся разгона и смещений частот с активными наборами команд AVX, AVX2 и AVX512. Вернее, они впервые были представлены на настольных процессорах, поскольку Rocket Lake-S является настольной версией на ядрах Cypress Cove, производных от Sunny Cove.

Утилита Intel Extreme Tuning Utility получила обновленный интерфейс пользователя и была в некоторых моментах пересмотрена. Среди прочего, она позволяет в реальном времени выполнять некоторые настройки памяти. Например, можно менять частоту памяти без перезагрузки. То же самое касается и режимов Gear. Что позволяет включать высокие тактовые частоты или низкие задержки только тогда, когда в этом есть смысл. И можно переключаться между низкими задержками или высокой пропускной способностью памяти, не перегружая компьютер.

Утилита Extreme Tunings Utility в последней версии будет доступна в ближайшее время, но не позднее, чем выйдут процессоры Core 11-го поколения.

Первые тесты Intel

Конечно, Intel показала и первые собственные тесты. В фокусе были Core i9-11900K и Core i5-11600K среднего класса.

По сравнению с предшественником Core i9-10900K, Intel видит для Core i9-11900K преимущество от 8 до 14% по производительности. Intel ограничила выбор приложениями, которые вряд ли выигрывают от десяти ядер, поэтому здесь подчеркивается прирост производительности отдельных ядер. Intel также заявила о победе над Ryzen 9 5900X, по крайней мере, в некоторых приведенных играх.

Схожую картину мы видим и при сравнении Core i5-10600K с Core i5-11600K. Intel тоже показывает преимущества в играх, которые можно назвать весьма существенными. Впрочем, как обычно, к тестам производителя следует относиться с долей скепсиса. Intel наверняка выбирала игры и приложения, которые лучше всего показывают себя на процессорах компании.

Список моделей Rocket Lake-S

Перейдем к списку процессоров 11-го поколения Core для настольных ПК:

Процессоры в списке выше базируются на кристалле Rocket Lake-S. Все новые процессоры используют один кристалл, на котором активны шесть или восемь ядер. Как и в случае предыдущих поколений, есть процессоры K (с открытым множителем и встроенной графикой), KF (с открытым множителем без встроенной графики), F (без встроенной графики), обычные (с урезанными TDP и тактовыми частотами) и T, которые работают с TDP всего 35 Вт. Только три топовых процессора Core i9 поддерживают Thermal Velocity Boost и тактовые частоты до 5,3 ГГц. Процессор Core i9-11900K может даже работать на 4,8 ГГц по всем ядрам при подходящих условиях.

Модели Core i7 и Core i5 расположены вполне ожидаемо. Все они поддерживают DDR4-3200, а встроенная графика работает с 36 CU.

Что касается цены, то лидирует Core i9-11900K с ценой 45.100 ₽. За AMD Ryzen 7 5800X сегодня просят от 29.900 ₽. Ценник моделей Core i9 "кусается". Но протестированный нами Core i7-11700K можно будет приобрести от 33.300 ₽, что может показаться тоже весьма высоким уровнем. "Младшие" модели стоят уже более привлекательно. За Core i5-11600K придется отдать 24.400 ₽, поэтому он хорошо позиционируется против Ryzen 5 5600X, который можно приобрести от 20.300 ₽.

Кроме того, представлены несколько моделей, являющихся обновлением Refresh линейки процессоров Comet Lake-S.

На этом мы заканчиваем анонс процессоров Rocket Lake-S от Intel. Теперь мы знаем все основные технические спецификации, сами процессоры будут доступны с 30 марта. К этой дате мы подготовим и детальный тест.