Skylake i Sunrise – povratak u budućnost

Intel je u avgustu predstavio šestu generaciju Core procesora, a sada su novi čipovi stigli i do nas. Da vidimo kako će raditi desktop računari neposredne budućnosti…

Neizvesnost nastala zbog problema s prelaskom na novu tehnologiju proizvodnje procesora već je (pre)dugo trajala – prelazak sa 22 nm (Haswell) na 14 nm (Broadwell) proizvodni proces bio je jedan od najvećih izazova u Intel‑ovoj istoriji. Ipak, krajem 2014. godine situacija se stabilizovala pa je proizvodnja na 14 nm traci krenula da radi punom parom, ali je strah da će Skylake generacija biti odložena za 2016. godinu iščezao tek kada su se novi procesori pojavili na tržištu. Čini se da je razmak između Broadwell i Skylake generacije veoma mali, ali to je pre svega posledica manje isporuke jeftinijih procesora, baš zbog zastoja u prelasku na 14 nm litografiju. Intel već duže pravi svoje tick‑tock korake u godišnjim intervalima, pa su prvi Broadwell procesori zvanično krenuli u prodaju tačno u ovo vreme lane. Trebalo bi da je situacija sada drugačija. Intel je početkom avgusta predstavio dva trenutno najjača modela, Core i7‑6700K i Core i5‑6600K, a već tokom septembra na svetskom tržištu trebalo bi da se pojavi kompletan asortiman, uključujući i low‑end Pentium G modele.

Usporenje ili pauza?

Problematični tick prelazak na 14 nm litografiju ponovo je doveo čuveni Murov zakon u pitanje – vremenski razmak naizmeničnog predstavljanja nove arhitekture i usitnjavanje proizvodnog procesa je porastao s dve na blizu tri godine. Još jedan znak usporenja razvoja novih generacija procesora jeste činjenica da proizvođači GPU‑a već duže vreme stoje na 28 nm. Objašnjenje je jednostavno: 14‑nm proizvodni proces komplikovaniji je i skuplji, jer zahteva više litografskih koraka, a uz to dolazi i do limita aktuelne tehnologije poluprovodnika. FinFET tehnologija, koja je uvedena kod 22 nm procesa (Ivy Bridge), očigledno mora da se menja, pa je i očekivano odlaganje prelaska na 10 nm. Tako će Intel sledeće godine napraviti još jedan 14 nm tock korak, dok se (za sada) nova 10‑nm arhitektura očekuje tek 2018. godine.

Razvoj novih procesora ipak nije uslovljen isključivo komplikacijama vezanim za proizvodnju, već i s realnim stanjem na tržištu – solidan procenat korisnika desktop računara nema potrebu za bržim procesorima. Naravno, tu je i činjenica da su unapređenja između dve generacije vrlo mala, pa korisnici koji su i zainteresovani za povećanje performansi nemaju dovoljno motiva za prelazak na novu platformu. Da li će Skylake biti dovoljan motiv?

Sa Skylake procesorima Intel uvodi novi čipset i soket. Uvođenje novog soketa nakon dve CPU generacije Intel praktikuje još od 2006. godine, pa je paralelno s procesorom predstavljena i 100. serija čipsetova kodne oznake Sunrise Point. Ukoliko dodamo da nova platforma zahteva i DDR4 memoriju, jasno je da se tu radi o kompletnoj zameni platforme, uz neizbežno pitanje isplativosti prelaska.

Jezgra i memorija

Za test smo dobili Core i5‑6600K koji će biti popularniji izbor. Reč je o procesoru sa četiri jezgra bez HyperThreading‑a, s baznom frekvencijom 3,5 GHz i maksimalnom (turbofrekvencijom) 3,9 GHz. Ovaj turbotakt koristi se za jedno aktivno jezgro, kada su aktivna dva, turbotakt je 3,8 GHz, a za sva četiri jezgra maksimalni fabrički clock je 3,6 GHz. U poređenju sa starim Core i5‑4670K, u specifikaciji vidimo istu količinu keš memorije i radni takt koji je samo 100 MHz manji. Dakle, male su razlike u osnovnim specifikacijama, ali stvar je uvek u detaljima.

Optimizacija CPU arhitekture uglavnom su vezane za ono što nudi 14 nm proizvodni proces, odnosno promene koje su morale biti napravljene. Skylake procesori su najmanje quad core procesori (po površini jezgra) do sada, sa samo 122 kvadratna milimetra. Poređenja radi, dobri stari Sandy Bridge (32 nm) ima površinu od 216, dok Haswell (22 nm) ima 177 kvadratnih milimetara. Broj tranzistora verovatno je manji (zvanična informacija još nije dostupna), ali je optimizacija na jezgru napravljena u vidu smanjenja mikroPCB slojeva, sa čak osam kod Haswell‑a na pet kod Skylake‑a. Jedan od razloga za ove promene ima veze i s novim CPU soketom.

Dijagram nove platforme prikazuje novi čipset, upotreba DDR4 memorije, nova generacija DMI interfejsa između procesora i čipseta, novi soket, Gen9 serija integrisanog GPU‑a i naravno optimizacije postojeće arhitekture. Haswell‑E je prvi put uveo DDR4 memoriju, ali je LGA2011 high‑end platforma, pa je forsiranje DDR4 memorije bilo razumljivo. Početna cena DDR4 memorije bila je visoka, ali donosila je i prednosti – pre svega dostupnost modula znatno većeg kapaciteta od onoga što DDR3 standard maksimalno može da ponudi. Odnos cene DDR3 i DDR4 memorije sada je drugačiji, pa je cena po gigabajtu približna. Naravno, ostaje pitanje performansi. CAS vrednosti kod DDR4 memorija sada počinju od 15, dok je u najgorem slučaju kod DDR3 memorije bila 11. Manje CAS kašnjenje daje bolje performanse (broj ciklusa koji prođe od momenta kada memorijski kontroler pošalje zahtev do trenutka kada dobije odgovor), mada ovaj broj ne pruža baš kompletan uvid. U radu memorije postoji i nešto što se zove „trajanje klok ciklusa“, a taj broj se smanjivao s novim memorijskim standardima. Tako DDR4 memorija na 2.133 MHz uz CAS15 ima oko 25 odsto kraće trajanje ciklusa od DDR3 memorije na 1.600 MHz i CAS11.

DDR3 memorija već je sasvim zrela tehnologija i CAS vrednosti su manje, pa je na primer 1.800 MHz i CAS9 standardna opcija. Prema našim testiranjima, DDR4 na 2.800 MHz i CAS16 nudi za nijansu bolje performanse od DDR3 1.800 MHz C9 opcije. S obzirom na to da već postoje brži DDR4 moduli, ne bi trebalo da bude negativnog uticaja na performanse. Istina, malo je čudno govoriti o novom tipu memorije i performansama koje ne bi trebalo da budu sporije, ali to je u realnosti upravo tako. Novi memorijski standard uvek je bio „napet“ po pitanju performansi u odnosu na maksimalno usavršenu proizvodnju prethodnog standarda, ali proizvođači memorije veoma brzo ponude bolje module.

Novi interfejsi

Sa Skylake procesorima i Z170 čipsetom debituje i DMI 3.0 interface, koji donosi znatno veću brzinu komunikacije između čipseta i procesora. Nakon DMI 2.0 s brzinom od 2 GB/s, sada imamo propusnu moć od 3,93 GB/s. Z170 čipset sada ima novi Flex‑IO Hub (HSIO), koji opet donosi veliko unapređenje u sprezi sa DMI 3.0. Na primer, Z97 čipset imao je ukupno 18 Flex‑IO linija (PCI Express linije, USB i SATA portovi…), dok Z170 ima čak 26 Flex‑IO linija. Svaka od ovih HSIO linija može biti upotrebljena na različite načine, a proizvođači ploča imaju slobodu da ih raspoređuju po želji. Od dodatnih kontrolera, najznačajniji je ASMedia ASM1142 kontroler za USB 3.1 Gen2 portove i l219 Intel mrežni kontroler. Novi Flex‑IO, s 20 PCI Express 3.0 linija obezbeđuju daleko veću fleksibilnost. Za upotrebu SLI/Crossfire konfiguracija stvari su ostale iste, 1×16 ili 2×8 modovi, ali zbog veće DMI brzine i novg Flex‑IO interfejsa, sve bi trebalo da bude brže i bolje. Jednostavno, Z170 sada ima mnogo manje ograničenja tipa „ako koristite ovo, ne može ono“.

LGA1151 soket donosi jedan pin više, odnosno četiri manje u odnosu na prethodne dve generacije, što daje utisak da bi ova promena soketa na dve godine ponekad mogla i da se izbegne. Moguće da je tako, ali Intel je u poslednjih par generacija uvodio promene koji su zahtevale drugačiji dizajn ploča, pa kada je već tako, onda se „rekreativno“ može promeniti i soket. Tako je kod Haswell (i Broadwell) procesora prvi put naponski regulator (FIVR) integrisan direktno u procesor, dok je ranije bio na matičnim pločama.

Kod Skylake procesora za desktop, Intel je opet uklonio naponski regulator iz jezgra. Tako je ova važna komponenta vraćena na matične ploče, a proizvođači ponovo imaju prostora za dokazivanje, nudeći prvenstveno što bolje overkloking mogućnosti. Kada smo kod matičnih ploča, testirali smo dva modela: Gigabyte Z170X‑UD5 i ASUS Z170‑Deluxe.

Gigabyte Z170X‑UD5

Trenutno najjači model u UD seriji daje odličan uvid u mogućnosti koje nudi nova platforma. Z170X‑UD5 je odlično zaokružen model, a Gigabyte se potrudio da doda još dosta toga. Na I/O panelu nalazi se dva USB 2.0 porta, set audio‑konektora, DVI, DisplayPort i HDMI izlazi za eventualnu upotrebu integrisane grafike, dva LAN porta, PS/2 konektor i četiri USB 3.1 priključka. Za USB 3.1 podršku podrazumeva se primena USB 3.1 Gen1 kontrolera, dok je Gigabyte iskoristio priliku da upotrebi još moćniji USB 3.1 Gen2 čip. Reč je o preporučenom Intel‑ovom AplineRidge kontroleru koji ostvaruje USB 3.1 funkcionalnost. Ovaj čip takođe podržava i Thunderbolt 3.0, ali na Z170X‑UD5 nema ovih portova (postoji verzija ploče sa njima). Gen2 čip omogućava maksimalnu brzinu 16 Gb/s; Gen1 kontroleri, koji su takođe deklarisani kao USB 3.1, dostižu „svega“ 10 Gb/s. Bonus je prisustvo USB 3.1‑C porta, koji nudi lakše povezivanje s najnovijim mobilnim uređajima koji podržavaju ovaj standard.

PCI Express 3.0 raspored nešto je malo širi od standardnog. Na raspolaganju su četiri x4 i tri dugačka x16 slota, s tim što samo prvi može da radi u x16, drugi u x8, a treći u x4 modu. Ovaj x4 slot povezan je na čipset, dok prva dva imaju direktnu vezu s procesorom. Interesantan detalj je metalno ojačanje na x16 PCI Express slotovima koje ih štiti od teških grafičkih kartica. Veoma korisno, a i lepo izgleda. Tu su i dva M.2 priključka, s tim što drugi ima deljenu magistralu sa x4 slotom, pa se u isto vreme može koristiti samo jedan. Oba M.2 priključka mogu da rade u x4 modu, ali ne mogu da se koriste dva SerialATA priključka. Nije u pitanju nedostatak (jer Z170 čipset ima fiksni broj linija na raspolaganju), već jednostavno želja proizvođača da korisniku ponudi više opcija.

Z170X‑UD5 ima ukupno 8 SATA 6 Gb/s portova, uz dodatna tri SATA Express priključka koji predstavljaju novitet. SATA Express koristi paralelni rad više SATA kanala, nudeći maksimalni teorijski protok od 16 Gb/s (raniji standard je stizao samo do 6 Gb/s). Uz sve brže SSD diskove, SATA Express biće sve korisnija opcija. Što se audio‑komponente tiče, Z170X‑UD5 ima Gigabyte AMP‑UP sistem. To podrazumeva Realtek ALC1150 čip sa zaštitom od interferencija (audio deo odvojen je od ostatka PCB‑a), OP1652 pojačalo i 11 zlatnih Nichion audio‑kondenzatora.

Videli smo da je kod nove platforme naponski regulator procesora opet na matičnoj ploči. VRM modul na Z170X‑UD5 ploči je u 8+3 Phase konfiguraciji, gde su prvih osam posvećeni CPU naponu (VCORE), dok se ostala tri brinu za grafiku (VCCGT). Interesantno, VCORE deo se dobija dupliranjem komponenti osnovne 4‑Phase postavke. Dakle, jaka osnova za dobar overkloking, zajedno sa odličnim i klasičnim BIOS‑om. Z170X‑UD5 ima moderni GUI mod, ali neme potrebe za njim, pa je advanced mod sve što vam treba. BIOS nudi mogućnost veoma lakog overklokinga, gde treba odabrati CPU Upgrade opciju i označiti željeni radni takt, pa je rad Core i5‑6600K procesora na 4,4 GHz moguć bez ikakvih drugih intervencija. Tu je i dodatni OC taster na PCB‑u preko kojeg se „na živo“ može podići radi takt, a isto je moguće preko EasyTune softvera. Ipak, podešavanje iz BIOS‑a u advanced modu najbolje je rešenje, apsolutno sve što treba je nadohvat ruke i radi bez greške.

ASUS Z170‑Deluxe

Najjači model u osnovnoj seriji uvek je bio Deluxe, što znači veoma dobar paket dodatne opreme. ASUS kod Deluxe modela već odavno ima praksu da u paket uključi Wi‑Fi, a u pitanju je 3×3 Wi‑Fi DualBand 802.11 AC rešenje, zajedno sa Bluetooth 4.0 podrškom. Na I/O panelu nalaze se čak tri priključka za WiFi antene (dobijaju se u paketu), pored ostalih konektora koji podrazumevaju HDMI i DisplayPort grafičke izlaze, dva LAN priključka (Intel i219v i Intel WGI211AT kontroler čipovi), set audio‑konektora, ukupno sedam USB portova i jedan USB C. Kod USB portova, po jedan su USB 2.0 i USB 3.0, pet su USB 3.1 i jedan već pomenuti USB 3.1‑C. Z170‑Deluxe koristi USB 3.1 Gen1 kontroler, što znači maksimalnu brzinu transfera od 10 Gb/s.

Na ploči se nalazi jedan M.2 konektor, s tim što se u paketu dobija posebna PCI Express kartica koja ima još jedan M.2 slot na sebi. Time se uštedeo prostor na PCB‑u, uz ostavljenu mogućnost korisniku da po želji koristi dva M.2 SSD diska. Od SATA priključaka, tu je jedan SATA Express set konektora i još šest SATA 6 Gb/s priključaka. Raspored PCI Express slotova isti je kao na prethodnom modelu, a isto važi i za njihovu konfiguraciju (x16, x8, x4).

ASUS ploče, među kojima je Z170‑Deluxe, karakteriše moćna naponska jedinica. U pitanju je čak 16+4 Phase konfiguracija, sa NTMFS4C09N MOSFET‑ima, International Rectifiers IR3598 drajverom i 10K japanskim kondenzatorima. To je digitalno ASUS Digi+ VRM rešenje sa ASP1405 čipom za kontrolu napona. Preko kompletne naponske jedinice leži dobar heat‑pipe sistem za hlađenje, a najbolje se može sagledati kada se plastični ukras (sa tri šrafa) ukloni s ploče. Ujedno, ovaj plastični ukras trebalo bi da ploču učini lepšom i interesantnijom. Audio‑sistem CrystalSound3 baziran je na ALC1150 čipu, sa sličnim rešenjem za smanjivanje interferencija, Nichion zlatnim kondenzatorima i TI R4580l pojačalom.

ASUS kod jačih ploča uključuje svoje napredne overkloking funkcije, što podrazumeva EPU, TPU i EZXMP prekidače, a tu su i Power, Reset i CLRCMOS tasteri. CLRCMOS taster morali smo da upotrebimo u nekoliko navrata prilikom testiranja automatske overkloking opcije iz BIOS‑a. Dešavalo se da BIOS obavi svoju opciju auto, ponudi čak željenu primenu računara i nivo overklokinga, ali nakon restarta nije bilo uspešnog boot‑a. Kroz ASUS AI softver situacija je bila bolja, pa je verovatno problem u opciji auto iz BIOS‑a, koji bi adekvatan update mogao lako da reši. Pored toga, BIOS u ručnom modu nudi kompletan set opcija za izvlačenje maksimuma iz procesora i memorije, pa smo uspeli da dobijemo očekivane overklok rezultate. Sam BIOS interfejs ima možda i previše naglašenu GUI komponentu, pa je u advanced modu navigacija kroz opcije spora i nepregledna. Za iskusne korisnike bilo bi povoljnije da se može koristiti klasičan BIOS Setup interfejs.

Performanse i da li je vreme za upgrade?

Obe matične ploče koje smo probali predstavljaju veoma dobru osnovu modernog PC‑ja, a razlike između njima po pitanju performansi su minimalne – fokus je na funkcionalnosti i mogućnostima. Z170X‑UD5 i Z170‑Deluxe imaju malo drugačiju ciljnu grupu korisnika, pa na kraju o izboru mogu odlučiti razlike u dodatnim mogućnostima, eventualni afinitet prema određenom proizvođaču i na kraju cena. Tokom testa Skylake procesora, naš fokus bio je na eksperimentisanju s radnim taktovima i performansama, a tu se Z170X‑UD5 pokazao kao prikladnije rešenje. Gigabyte nije preterivao s grafičkim elementima BIOS‑a, pa je sve lepo, brzo, pregledno i lako za podešavanje. Overkloking margina veoma je dobra, pa gotovo da nema potrebe za nekim dodatnim podešavanjima kada se eksperimentiše s radnim taktovima. Core i5‑6600K bez problema dostiže takt od 4,5 GHz, dok se uz male korekcije i dobro hlađenje ostvaruje stabilan rad na 4,6 GHz.

Skylake procesori su termalno limitirani (s radnim naponima može se više eksperimentisati), pa hlađenje igra ključnu ulogu. Ono što je bitno, overkloking od 4,5 GHz relativno je lako postići, čime se u priču može uključiti staro poređenje sa adekvatnim Sandy Bridge procesorima. Za poređenje čistih CPU performansi koristili smo Core i5 varijante sa Sandy Bridge, Ivy Bridge i Haswell jezgrom, oborenim na takt od 3 GHz i memorijom na 1.866 MHz za DDR3, odnosno 2.133 MHz za DDR4. Postoje razlike između platformi, ali je to najbliže što smo uspeli da postignemo. Baterija testova za ovo poređenje nije bila velika, ali je dovoljna da vidimo kakva je IPC efikasnost Skylake procesora u odnosu na prethodnike. Odnos snage između procesora i njihove IPC efikasnosti može se prilično dobro videti, uz očekivani zaključak da svaka sledeća generacija procesora podiže performase za koji procenat. Tako je Skylake u proseku brži za nekih pet odsto od Haswell‑a, što nije velika razlika, ali je ujedno i očekivana. Treba imati u vidu da između ova dva procesora postoji i Broadwell, pa se tako može konstatovati da je ovo unapređenje u rasponu od dve CPU generacije.

Prednosti LGA1151 platforme moraju se sagledati u paketu, gde Z170 čipset na novim matičnim pločama nudi veće mogućnosti, brža rešenja za povezivanje i generalno moderniju i bolju platformu. Ipak, kada Skylake performanse uporedimo sa starijim procesorima, koji su aktuelni na velikom broju računara, rast performansi nije baš zanemarljiv. U odnosu na legendarni Sandy Bridge, performanse su više od 20% bolje na istom radnom taktu. Pošto Skylake jezgro ima mogućnost da dostigne overkloking radni takt koji je gotovo na Sandy Bridge nivou, jasno je da taj procenat predstavlja čist dobitak u performansama. U poređenju s Ivy Bridge procesorima, Skylake nudi sličan dobitak u performansama. Razlika na istom taktu iznosi oko 15 odsto, ali kako Ivy Bridge ima lošije overkloking mogućnosti, Skylake sa 200‑400 MHz razlike u overkloking radnom taktu nudi prednost koja je opet tu negde na 20 procenata.

Sa definitivnom prednošću u vidu Z170 čipseta, Skylake i LGA1151 platforma predstavljaju atraktivan upgrade. Aktuelna cena novog LGA1151 sistema nije drastično viša od Haswell opreme, jer bi ekvivalentni modeli trebalo da koštaju gotovo isto. Matične ploče biće malo skuplje, ali ne previše. Na sreću, moguće je koristiti starije kulere jer je sistem montaže isti, pa se bar tu može uštedeti, naročito uz podatak da Intel sa Core i7‑6700K i Core i5‑6600K procesorima više ne isporučuje box kuler. DDR4 memorija trenutno pravi najveći problem (standardna DDR3 memorija se ne može koristiti zbog radnog napona), pa će ta kupovina malo boleti. No, kako je cena po GB već približna DDR3 nivou, mnogi ljubitelji moćnih konfiguracija će na svoju listu novogodišnjih želja staviti Skylake LGA1151 sistem.

www.asus.rs

www.gigabyte.rs

Miloš Stamenković

(Objavljeno u Časopisu PC#225)