Core i9

Преди няколко дни излезе новината, че новите MacBook Pro с процесори Core i9 работят твърде бавно и веднага се разпространи в уеб пространството.

Всички започнаха да обвиняват Apple, че не е могла да направи нормално охлаждане на своя тънък лаптоп. Но проблемът с Core i9 и процесорите на Intel е много по-дълбок. Нека да разгледаме малко по-подробно, как точно се осъществява управлението на честотата в процесорите на Intel и защо тази компания така заблуждава своите потребители.

Какво има предвид Intel

Нека още в самото начало да сравним характеристиките на шест процесора, предлагани от Intel.

 CPU  i5-7200U  i5-8250U  i7-7700HQ  i7-8750H  i9-8950HK  i7-8700K
Минимална и максимална честота 2,5/3,1  1,6/3,4  2,8/3.4  2,2/3,9  2,9/4,3  3,7/4,3
 Брой ядра/потоци  2/4  4/8  4/8  6/12  6/12  6/12
 Архитектура Kaby Lake Kaby Lake-R Kaby Lake Kaby Lake-R Kaby Lake-R Kaby Lake-R
 Топлинен коефициент (TDP), W  15  15  45  45  45  95

 

На пръв поглед, тук са подбрани съвсем различни процесори и изглежда, че никакви трикове няма. Но нека да се спрем по-подробно на първите два процесора. Архитектурни разлики между фамилиите Kaby Lake и Kaby Lake-R няма, топлинните коефициенти на тези CPU са еднакви, но вторият има двойно повече ядра и с 10% по-висока тактова честота. Магия? Да погледнем по-нататък – между чиповете i5-8250U и i7-7700HQ разликата е единствено в топлинния коефициент TDP – при i7 той е цели три пъти по-висок, но честотите и броя ядра съвпадат!

Ситуацията при i7-7700HQ и i7-8750H е същата като при първите i5: топлинният коефициент е еднакъв, но новият процесор има двойно повече ядра и с 20% по-висока тактова честота. С чиповете Core i9 и Core i7-8700K също не всичко е гладко – при тях съвпадат всички технически характеристики, с изключение на TDP – при i7 той е двойно по-висок.

Натрапва се изводът, че или законите на физиката не работят при Intel или компанията нещо хитрува. Наскоро учените доказаха, че физичните закони са валидни дори и за най-далечните галактики и е ясно, че остава само втория вариант. Но какво става – не може една толкова голяма и популярна компания да лъже в техническите характеристики. Разбира се, че не, но да премълчи нещо е напълно даже възможно. В този случай става дума за технологията Turbo Boost.

Turbo Boost: опитът да се направи невъзможното

Нека мислено се върнем 10 годни назад. Джобс вади от обикновена хартиена папка MacBook Air, с което стартира надпреварата на тънките лаптопи – ултрабуците. Но в тях трябва да се поставят някакви процесори. И ето тук възниква проблема. Да, Intel има в арсенала си най-различни Core 2 Duo и Quad с 2 и 4 ядра и честоти около 3 GHz. Но за съжаление, те изискват сериозно охлаждане, понеже разсейват не по-малко от 35 W топлина. Най-логичното решение е да се намали тактовата честота на ниво 1,5 GHz. В този случай TDP ще остане на ниво 15-17 W, а с тази топлина тънкият корпус ще може да се справи. Но двойното понижаване на тактовата честота твърде силно се отразява на производителността и първите потребители на MacBook Air много добре усещат това.

Intel успя се справи с тази ситуация, при това достатъчно просто и изящно, въвеждайки технологията Turbo Boost. Какъв е нейният смисъл, какво върши? Ако са изпълнени някои условия, то процесорът може да увеличава честотата си над номиналната и по този начин да осигурява по-висока производителност.

Тоест, преди това, за нормалната работа на процесора при номинална честота имаше само едно условие – да не прегрява. Но сега са добавени още няколко условия, при изпълнението на които процесорът ще работи с по-висока от номиналната честота.

Интересно, какви са тези условия? Най-главното условие е топлинният коефициент да не излиза извън определените рамки. Тоест, ако TDP е примерно 15 W, то процесорът може автоматично да повишава тактовата си честота докато не достигне това значение. Но това далеч не е всичко. Ако погледнем статистките на задачите, масово изпълнявани от потребителите ще видим, че в по-голямата си част те не надхвърлят 20-30 секунди. Толкова е например времето за зареждане на операционната система, за това време се отварят тежките програми, толкова средно се разархивират по-големите компресирани файлове и т.н. И за да повиши още повече производителността си Intel въведе два типа TDP – Long и Short.

Каква е разликата между тях? Long TDP е топлинният коефициент на процесора при дълго натоварване – игри, рендиране. Short TDP е предназначен именно за краткотрайни задачи. Той е двойно и тройно по-висок от LTDP, но действа за кратко време – точно тези 20-30 секунди от статистките. По този начин Intel убива два заека наведнъж – и ултрабукът няма да е много по-бавен от специализираните геймърски устройства, и за толкова кратък период от време нагряването няма да е критично и термичната защита на процесора няма да се задейства.

Другите условия за работата на Turbo Boost не са малко. Това са допълнителни ограничения на максималната температура, ограничение на максималната честота, на напрежението. Но по-интересното е, че производителят може да настройва нивото на TDP според своите нужди. Главният момент тук е, че ако не се изпълнява и едно от тези условия, автоматичното увеличаване на честотата спора да работи изцяло или частично. Но Intel няма нищо общо с това – той е обещал, че процесорът винаги ще може да достигне и работи с максималната Turbo Boost честота. Тоест, честотата в рамките на LTDP той гарантирано ще удържа, само че тя – изненада, е твърде ниска: при i5-8250U е едва 1,6 GHz или с 55% по-ниска от тази на i5-7200U. И ако се отхвърли „незадължителния“ Turbo Boost, няма какво да се учудваме, че четири процесорни ядра с по-ниски честоти имат същия топлинен коефициент, както и 2-ядрения процесор с по-високи тактови честоти.

Да погледнем процесора i5-8250U в реални условия

Така например, ако разполагам с лаптоп, базиран на i5-8250U, в който е възможно регулирането на Long и Short TDP, защо да не проверим на практика всичко казано досега. Да стартираме стрес теста AIDA64 и да погледнем каква топлина се разсейва и какви са честотите. По подразбиране имаме следните параметри: Short TDP — 44 W, време на работа на STDP – 28 секунди, Long TDP е стандартен – 15 W.

Стартираме теста и наблюдаваме. TDP си е 25 W, което е по-малко от STDP и процесорът спокойно си работи на 3,4 GHz:

Но минават 28 секунди и ето – хоп, задейства се LTDP и започва така нареченият „тротлинг по TDP“: тъй като 25 W е по-вече от 15 W, и за да се вмести в този топлинен коефициент, процесорът е принуден да намали честата. В този случай, на 2,7 GHz.

В този лаптоп прегряване няма. Дори и след един час стрес тест процесорът си работи на ниво 2,7-2,8 GHz. Важно е – това са 20% по-ниско от максималната възможната честота, но все още с 50% над стандартните 1,6 GHz. Изискванията на Intel са изпълнени и няма какво повече да се каже.

Но сега, просто от любопитство да превърнем 5-8250U в i7-7700HQ. За тази цел е достатъчно да вдигнем TDP на 45 W. Стартираме стрес теста и виждаме, че през времето, когато при i5 сработва тротлингът, импровизираният i7 продължава без проблеми да работи с максималната си честота, понеже до ограничението от 45 W все още е далече.

Тоест, на хартия тези два процесора изглеждат подобни, но на практика i5 при по-дълго натоварване е с около 20% по-бавен. И Intel нищо не излъгал. Именно това се случва с 6-ядрените i7: да, TDP от 45 W не е достатъчен за работа на максимална Turbo Boost честота и при дълготрайни натоварвания тя пада в района на 2,9-3,3 GHz. Това е повече от номиналните честоти на тези процесори (от 2,2 до 2,9 GHz) и спецификациите на Intel отново са изпълнени.

Начини за повишаване на производителността при тротлинг по TDP

От написаното дотук може да се направи съвсем прост извод. Няма смисъл да се купуват старшите мобилни процесори от сериите на Intel, понеже при дълготрайно натоварване те са на нивото на младшите чипове. Например процесорът i7-8550U точно като i5-8250U, има 4 ядра и 8 потока, както и същия TDP от 15 W. Само че максималната честота за всички ядра вече е 3,7 GHz – с 300 MHz по-висока. Но както видяхме от тестовете по-горе, 15 W са достатъчни за работа при честота едва 2,7 GHz. Тоест, няма смисъл от този i7. Да, мнозина ще кажат, че този процесор има 2 MB L3 кеш памет в повече. Но нека всеки да си реши, дали увеличаването на производителността с 3-5% си струва да се дадат 100-200 долара повече.

Ето защо, когато си купувате лаптоп, и се замислите какъв процесор е по-добре да се избере, има смисъл да се прегледат обзорите. Ако производителят не е увеличавал TDP, можете смело да вземете младшия модел. Но ако производителят все пак е увеличил топлинния коефициент или е разрешил неговото управление, то трябва да си помислим. Да разгледаме и подобен вариант.

И така, вие щастливо притежавате модел с най-старшия модел от серията процесори или поне възнамерявате да си закупите подобна машина. За начало, инсталирайте програмата Intel Extreme Tuning Utility. Тя е безплатна и без проблем се тегли от сайта на Intel. Преминете в раздела All Controls и вижте какво се предлага.

В идеалния вариант можете да променяте TDP и напрежението. Добър вариант е промяната само на TDP. Лошият е ако няма никакви настройки. Ако се сблъскате с подобен случай, то няма никакъв смисъл да се взема старшия модел и нищо не може да направите. Ако сте си закупили подобен лаптоп, нищо няма да помогне – дори и поставянето му във фризера.

Но ако можете да променяте TDP, то имате късмет. Мръднете леко плъзгача Turbo Boost Power Max надясно с около 3-5 W, потвърдете с Apply и пуснете стрес теста. Препоръчва се AIDA64, понеже вграденият в iXTU тест не е много добър.

Ако за половин-един час температурата не превиши 90 градуса, то можете да считате, че ви е провървяло. Можете да вдигате полека TDP, докато температурата престане да ви харесва. Препоръчва се ограничение до 90 градуса и не е добре да се задейства термичната защита на чипа. Не забравяйте да включите в стрес теста и графичния процесор. Нагряването на видеокартата оказва влияние на температурата на процесора. Тук можете да запомните тази данни като профил, който винаги да използвате.

А ако можете да променяте TDP и и напрежението, то това е направо отлично. Смисълът на това е, че процесорите все пак се различават и Intel се презастрахова и вдига напрежението до ниво, при което всички чипове ще работят стабилно. Ето защо, много често, при леко сваляне на напрежението, процесорът работи без никакви проблеми. Само че разсейваната топлина значително намалява, понеже Q ~ V2. Тоест, при намаляване на напрежението (V) с 10%, разсейваната топлина (Q)намалява с 23%, а това ще даде възможност на процесора да работи с по-висока тактова честота и да е по-бърз.

Какво всъщност става с MacBook Pro с Core i9?

Най-после да обърнем внимание на въпросния MacBook. На пръв поглед всичко е ясно – процесорът не може да работи на максимална Turbo Boost честота и прави тротлинг до по-ниска. Само че възниква въпросът, защо при този лаптоп трикът с фризера според многото публикации, работи? Нали ограничението по TDP не е свързано с температурата. Всичко се изяснява, когато погледнем скрийншота на Intel Widget:

Виждаме, че тротлингът по TDP въобще не се задейства, понеже разсейваната топлина е в рамките на 33 W или с 12 W по-малко от LTDP. Но температурата е достигнала цели 91 градуса, а не се вижда сработване на топлинната защита при графиката до 800 MHz. Присъдата? Apple е въвела още едно условие, което не позволява на процесора да загрява над определена граница (навярно 92 градуса). Ето защо, централният процесор се принуждава още повече да намалява честотата, без дори да достигне максималния TDP. Ето защо поставянето на лаптопа във фризера помага – температурата пада, а щом няма тротлинг по TDP, честотата започва да расте и устройството започва да работи по-бързо.

Оттук можем да направим два неутешителни извода. Първо, охлаждането на MacBook Pro не удовлетворява изискванията на Intel, понеже не може да разсее 45 W. Второ, въобще под въпрос е целесъобразността от закупуването дори и на най-младшата версия на този MacBook, понеже 33 W са достатъчни за работа при честота едва 2,2 GHz. Но това е честотата точно на най-обикновения 6-яден i7. Тоест, за Turbo Boost можем напълно да забравим. Да не забравяме, че в лаптопите на други производители, същият процесор има по-добро охлаждане, способно да разсее тези 45 W и чипът без проблеми работи при честота и над 3,0 GHz.

 


В крайна сметка, оказа се, че Intel е въвел сложни условия и правила за използването на произвежданите от него процесори. По добре е да се внимава при покупката, за да не стане така, че да се купи MacBook с Core i9 за космическа цена, а той да се окаже по-слаб от миналогодишния модел с i7.

0 0 глас
Оценете статията
Абонирай се
Извести ме за
guest
28 Коментара
стари
нови оценка
Отзиви
Всички коментари