Core i7-6700K alias Skylake

Tik-tak, tik-tak, tik-tak-tak alebo Ako sa Intelu rozpadajú hodinky a prečo nám to neprekáža

Štrnásťnanometrové hradlá v čipoch. Viete si predstaviť takéto malé rozmery? Vyjadrené v atómových veľkostiach je to približne 90 atómov kremíka. Až na takúto úroveň miniaturizácie sa dostali v spoločnosti Intel a nečudo, že zmenšovať ďalej nastaveným tempom je stále ťažšie. Veď už sám prechod na 14 nm bol dosť problematický...

Prechod z 22 nm procesu na 14 nm je dlhý príbeh. A verejnosť sa zrejme nikdy nedozvie celý rozsah problémov, ktoré mal Intel s produkciou prvých 14 nm čipov. Dôsledkom každopádne bolo, že po 22 nm Haswelloch sme sa síce dočkali architektúry Broadwell, ale tá sa nakoniec na stolových PC objavila len v podobe dvoch špecializovaných modelov (i5-5675C a i7-577C), ostatné čipy zostali doménou mobilných zariadení. Pre desktopy sa rovno začalo počítať s príchodom ďalšej generácie, teda s nástupcom Broadwellu, ktorému Intel hovorí Skylake.

Tik - miniaturizujeme -> tak - inovujeme architektúru

Tie sú konečne na našom trhu spolu s úplne novou platformou a s tým, že boli uvedené len pár týždňov po spomínaných dvoch Broadwelloch (a my sme tesne nestihli získať vzorky pred uzávierkou predošlého vydania). Hodinkový režim „tik-tak" Intelu, podľa ktorého chcú každé dva roky prísť s novým výrobným procesom a rok medzitým inovovať architektúru, tentoraz síce prežil, ale iba tesne. Len vďaka vydaniu nízkoenergetických mobilných procesorov koncom minulého roka stihol „tiknúť" v správnom roku, a keby sme všetko sledovali len z pohľadu desktopových PC, vynechal by jeden takt. A navyše už teraz vieme a máme potvrdené, že budúci rok nepríde nový výrobný proces, ale ďalší „tak", pretože na rok 2016 je v pláne vydanie architektúry Kaby Lake opäť na 14 nm výrobe, pričom nepôjde len o refresh, ako bol osviežený Haswell pod názvom Devil's Canyon. Ocitneme sa teda tretí rok po sebe na rovnakom výrobnom procese. A vôbec v tom nevidíme problém.

Pokrok vo výkone a klesajúcej spotrebe totiž nie je závislý len od pokrokov v miniaturizácii. Po príklad potvrdzujúci naše tvrdenie nemusíme chodiť ďaleko, spoločnosť NVIDIA a jej architektúra grafických čipov Maxwell ukazujú cestu, ako možno dvíhať výkon a znižovať spotrebu aj napriek tomu, že už niekoľko rokov vyrábajú všetky GPU v spoločnosti TSMC jej 28 nm výrobným procesom (prvé 28 nm čipy uviedli v marci 2012). V podstate teda Intel chápeme, po preinvestovaní množstva času a iste aj peňazí ísť do podobného risku znova? Lepší sa zdá nápad zamerať sa viac na architektúru.

Skylake: Čo je nové?

Nová architektúra je pre Intel mimoriadne dôležitá, je totiž v nezmenenej forme prítomná v rekordnom množstve dizajnov - všetky čipy najnovšej generácie od tých najmenších s TDP nastaveným na 4,5 W až po najsilnejšie desktopové CPU s TDP na 91 W (to je 20-násobné škálovanie!). Rozdelenie jednotlivých sérií nájdete v tabuľke, vidno tu až 7 rôznych stupňov výkonnosti a spotreby. Zaujímavé je, že Intel po prvýkrát uviedol aj čipy určené do mobilných pracovných staníc - je to čip série H kombinujúci 4 jadrá a 4 grafické jednotky spolu s vysokou kapacitou eDRAM, ktorá výrazne prospieva najmä výkonu integrovaného grafického čipu. Prvýkrát takisto vidíme v ponuke mobilných procesorov odomknutý model K.

Stolové počítače sa na úvod dočkali len dvoch odomknutých high-end modelov (i7-6700K a i5-6600K), počas septembra vyšli už cenovo dostupnejšie modely Core i5 (6400 ÷ 6600) a zhruba v čase, keď toto vydanie nášho magazínu prichádza do stánkov, sa začnú v obchodoch objavovať aj najlacnejšie modely Core i3 (6100 ÷ 6320) a Pentium (G4400 ÷ G4520). Pamäťový radič Skylake po novom podporuje pamäte DDR4 a zároveň nízkonapäťové DDR3L, no nemožno kombinovať dva rôzne druhy pamäťových modulov. Väčšina modelov dosiek stavila na novší štandard DDR4, ktorý sa cenou presúva utešene blízko k DDR3 a koncom roka by sa mali vyrovnať. Klasické DDR3, mimochodom, Skylake podporuje takisto, ale neoficiálne a podľa Intelu dlhodobé spárovanie s pamäťami DDR3 procesory Skylake poškodzuje. Procesory šiestej generácie pasujú do nového socketu LGA 1151 (chladiče by mali zostať kompatibilné) a vyžadujú spárovanie s novou čipovou súpravou Intelu série 100. My sme testovali pomocou dosiek s najvyššie vybavenou súpravou, vhodnou na pretaktovanie - Intel Z170.

Platforma Z170

Nie sme asi jediní, kto má pocit, že najviac noviniek prináša Skylake práve vďaka zlepšeniam na úrovni čipovej súpravy. Hovoríme hlavne o konektivite, napríklad Thunderbolt 3. Toto rozhranie začína od svojej tretej generácie vyzerať veľmi zaujímavo, pretože vďaka radiču Intel Alpine Ridge a využitiu nových obojstranných konektorov USB Type-C dokáže fungovať variabilne, teda podľa toho, čo doň zapojíte. Ak USB 3.1, dostanete pripojenie rýchlosťou 10 GB/s po linke USB 3.1, no ak zapojíte aktívny kábel Thunderbolt 3, bude konektor fungovať ako linka Thunderbolt 3 s prenosovou rýchlosťou 40 GB/s. A navyše so schopnosťou dodať veľké množstvo energie - už momentálne implementácie sú schopné dodávať po Thunderbolt 3 rádovo desiatky wattov, potenciálne však vie preniesť až 200 W. Dosky môžu využívať okrem klasických 16 liniek PCIe tretej generácie z procesora aj 20 liniek PCIe 3.0 z PCH, teda samotného čipu Z170. Ten je na procesor pripojený zbernicou DMI 3.0, ktorá sa oproti predošlej verzii zrýchlila z 5 na 8 GT/s, čo je v podstate prechod z PCIe 2.0 na PCIe 3.0. Vďaka tomuto rýchlemu prepojeniu môže Z170 ponúknuť tri porty SATA Express a šesť portov SATA 6 Gb/s, 10 portov USB 3.0 a podporu Rapid Storage pre zariadenia pripojené do slotu M.2 alebo do PCIe ×4.

Ďalšie technológie nájdu využitie v mobilných alebo podnikových počítačoch, napríklad podpora na prenos videa bezdrôtovo pomocou WiDi, ktoré už zvládne aj 4K rozlíšenie. Integrovaná grafika je teraz schopná pracovať s tromi nezávislými 4K monitormi. Prebúdzanie Wake on Voice umožní zapínanie počítača podľa rozpoznaného hlasu, pričom PC je v stave blízkom spánku. Dokáže sa takto naučiť reagovať na piatich rôznych ľudí. Hlboké prepojenie s kamerovou technológiou Intel RealSense umožní v kombinácii s Windows 10 používať počítač bez potreby hesla, táto 3D kamera totiž dokáže rozpoznávať tváre, rozlíši aj identické dvojičky a neoklamete ju ani presnou kópiou vašej tváre vyrobenou v 3D tlačiarni. Pravda je, že RealSense nie je technológia exkluzívna pre procesory Skylake, ale práve platforma okolo nových CPU v kombinácii s novým Windows povedie k jej adopcii. Je to jednoducho nekompromisná platforma so všetkými technológiami budúcnosti pod jednou strechou.

Architektúra Skylake

Aj vnútri čipov sa veľa zmenilo, no vo väčšine recenzií tieto informácie nenájdete. Intel najprv nezverejňoval detaily o zmenách na úrovni architektúry, no koncom prázdnin sme sa dočkali a na prednáške pre vybraných novinárov sme sa dozvedeli mnoho doplnkových informácií.

Dopredu známy bol fakt, že FIVR čiže integrovaný regulátor napätia sa z procesora vracia na základnú dosku, čo dáva výrobcom dosiek väčšiu možnosť odlíšiť sa v spotrebe či príkone dostupnom na pretaktovanie. Regulátor bol vraj dôvodom problémov s teplotou na najvýkonnejších čipoch Haswell a zrejme aj obmedzoval ich pretaktovanie. Čipy Skylake vracajú fanúšikom pretaktovania do rúk stratenú slobodu tým, že frekvencie zbernice PCIe a zbernice DMI sú riadené externými hodinami, a teda sú nezávislé od základnej frekvencie procesora. Tou môžete manipulovať v krokoch po 1 MHz a prispôsobivejšou sa stala aj frekvencia pamätí, ktoré môžete upravovať v krokoch po 100 alebo 133 MHz až do maxima 4133 MHz. Samozrejme, platí, že modely s písmenom K na konci ponúkajú odomknutý násobič, takže na pretaktovanie nepotrebujete meniť základné frekvencie ani napätie (iba ak chcete dosiahnuť frekvencie nad 4,4 GHz).

Skylake dostal do vienka rýchlejšiu technológiu na zmenu výkonu podľa potreby. Nazýva sa Intel Speed Shift a dokáže veľmi rýchlo rozpoznávať záťaž CPU, až 30-krát rýchlejšie než operačný systém. Procesor tak strávi viac času v nízkonapäťových režimoch s nižšou frekvenciou. Aktualizovaný Windows 10 je zatiaľ jediný systém, ktorý dokáže so Speed Shift aktívne spolupracovať a prispôsobiť si správanie procesora, ostatné OS nad touto technológiou nemajú kontrolu. O sledovanie a riadenie spotreby sa stará jednotka PCU (Power Control unit), ktorá je vlastne malým samostatným procesorom v rámci časti System Agent procesora. Keď k tomu pripočítate ušetrenie energie vďaka novému výrobnému procesu plus ďalšie architektonické zmeny, máme v rukách energeticky najefektívnejšie procesory doteraz. Aj keď na minimálnej nameranej spotrebe to tak veľmi nevidno (medzigeneračne klesla len o pár wattov), obrovský rozdiel by bo viditeľný pri dlhodobom meraní, kde dynamickejšie šetriace Skylake po troškách ušetria veľa energie. Ako vraví Intel, každá nová architektúra pridá notebookom jednu hodinu výdrže na batérie navyše, ibaže vám ju potom výrobcovia notebookov odrežú z kapacity batérie pri honbe za stále ľahšími zariadeniami.

Core a jeho jadro

Podstatnými zmenami prešlo aj výpočtové jadro, ktoré je širšie, rýchlejšie na jeden takt a, samozrejme, energeticky efektívnejšie. Mohli by sme ísť aj do detailov a opísať, ako sa roztiahlo okno inštrukcií Out-of-Order, zdvojnásobila priepustnosť pri spracúvaní netrafených dát v L3 cache, prípadne rozobrať alokačné optimalizácie, ale zabralo by to priveľa miesta. Okrem jadier sa zlepšila aj zbernica ring bus, po ktorej komunikujú jadrá a integrovaná grafická jednotka, a zefektívnením prešla aj LLC cache. V modeloch obsahujúcich pamäť eDRAM sa tá už nespráva ako pseudo L4 cache, ale skôr ako buffer pamäte DRAM, vďaka čomu je automaticky transparentná pre všetky programy. Zmien sa dočkalo aj iGPU, ktoré získalo na výkone aj šetrnosti. Riadenie spotreby má vyššiu granularitu a vie vypínať aj jednotlivé exekučné jednotky a napríklad na väčšinu práce s videom (vrátane 4K prehrávania) ich vôbec netreba, pretože sú v čipe prítomné špeciálne dekodéry s nizučkou spotrebou. Čiastočná hardvérová podpora dekódovania pribudla aj pre najnovšie kodeky HEVC/H.265. Všetky tieto zmeny znamenajú, že procesor Skylake, alebo by sme mali vravieť skôr SoC (System-on-Chip), má pri prehrávaní videa zhruba polovičnú spotrebu oproti čipom Haswell.

Výkon

Novinkou, ktorú sme testovali, bol práve prvý vydaný model Core i7-6700K s TDP 91 W. Parametre a porovnanie s ostatnými generáciami nájdete v tabuľke a tu sa vrhnime rovno na výkonové merania. Najprv sme porovnávali výkon na zhruba ekvivalentných pamätiach DDR3L a DDR4. Konkrétne šlo o DDR3L 1600 s parametrom CL11 proti DDR4 2133 s CL15. Ekvivalentné sú, pretože keď si prerátate ich latencie a frekvencie na skutočnú latenciu v nanosekundách, vyjde vám pri oboch hodnota skoro presne 14 nanosekúnd. A ako by sa dalo uhádnuť, oba druhy pamätí sú takmer rovnako výkonné, DDR4 mali mierny náskok v hrách, zatiaľ čo DDR3L vďaka trošku lepšej latencii viedli v aplikáciách ako rendering a spracovanie videa.

Herný výkon, pokiaľ sa spoľahnete na integrované GPU s novým trojčíselným značením HD 530, nebude zázračný. Platí preň v podstate to isté, čo nájdete v recenzii procesora AMD A8-7670K, s malým rozdielom v tom, že Core i7-6700K je v každom ohľade o pár percent pozadu. Áno, aj takýto mocný a drahý procesor je so slabou grafikou jednoducho herne slabý, ale na isté vymenované účely stačí. Pridajte však do PC grafickú kartu aspoň za 100 eur a hneď získa náskok pred čímkoľvek od AMD s tou istou kartou. A s high-end grafickou kartou? To už má vo väčšine hier náskok nad 50 % (v priemerných nameraných FPS a pri nastavení detailov a rozlíšenia, aké chcete naozaj používať). Kde nemá náskok, to je porovnanie s predošlými generáciami high-end procesorov Intel. V skratke môžeme povedať, že ak máte napríklad Sandy Bridge Core i7-2600K v kombinácii s modernou a výkonnou grafickou kartou, výmenu procesora na priemerných herných FPS nespozorujete. Ak upgradovať, tak jedine pre benefity získané z modernejšej platformy a na ušetrenie energie. Naopak, ak chcete maximalizovať priemerné herné FPS, a to bez pretaktovania, najsilnejšia voľba je Intel Core i7-4790K. A ak chcete nevyhnutne hrávať bez grafickej karty, teda len na iGPU, lebo napríklad skladáte maličkú skrinku, je pre vás lepšia voľba procesor Broadwell Core i7-5775C s iGPU o triedu silnejším než ľubovoľná konkurencia vďaka pamäti eDRAM (plus vyhráva nižším TDP - len 65 W).

A napokon aplikačný výkon Core i7-6700K je, ako vidíte z grafu, jasne najlepší zo štvorjadrových procesorov. Nie je to najsilnejšie CPU na trhu, tento titul stále držia osemjadrové modely Haswell-E pre pracovné stanice na platforme Intel X99. Tie sa však nachádzajú v inom cenovom vesmíre, najsilnejší Core i7-5960X stojí vyše 1000 eur.

Verdikt

Spoločnosť Intel predviedla s architektúrou Skylake vcelku prekvapivý výkonový skok smerom hore a spotrebný smerom dole. Každý osve by nebol takým technologickým úspechom, ako sú bok po boku na jednom čipe. Výkon jadra tak vzrástol od predošlej generácie azda najviac od vydania Sandy Bridge (keď nepočítame Broadwell), spotreba je rekordne nízko (na CPU s TDP 91 W) a platforma je vybavená aj pre ďalekú budúcnosť. Pokiaľ patríte k tej väčšine ľudí, ktorí stále používajú 5 a viac rokov starý počítač, prišiel pre vás dokonalý čas na upgrade. Kúpte poriadne SSD, pamäte DDR4 a investujte do Skylaku. Možno nie nevyhnutne do najdrahšieho modelu Skylake, ten slúži iba ako ukazovateľ, o koľko sa nová generácia zlepšila v porovnaní s predošlými. Vcelku ide o veľmi podarenú rodinu procesorov, ku ktorým existuje obrovský výber skvele vybavených dosiek.

Zapožičal: Intel
Cena: 380 EUR (predávané bez chladiča)

Hodnotenie: 95 %