Až 18 jader. Intel odhaluje procesory Skylake-X a Kaby Lake-X pro platformu X299

Skylake-X a Core i9

Skylake-X jsou procesory odvozené od křemíku Xeonů Gold/Platinum/Bronze/Silver (Skylake-SP). Ovšem na rozdíl od nich jsou určené pro highendový desktop a mají odemčené násobiče pro přetaktování. Skylake-X se instalují se do socketu LGA 2066, který nepodporuje provoz s více CPU, poskytuje čtyřkanálový řadič pamětíc DDR4 (oficiálně 2666 MHz) – a také je kompatibilní s dosavadními chladiči.

Modelů Skylake-X bude celkem sedm, přičemž Intel zatím odhalil i s parametry jen spodní tři modely – Core i7-7800X a i7-7820X s šesti a osmi jádry a desetijádro Core i9-7900X, které bude zatím zřejmě špičkou nabídky. Později má Intel pokračovat vydáním dvanáctijádra, čtrnáctijádra, šestnáctijádra a konečně osmnáctijádra Core i9-7980XE, pro které ale ještě nemáme parametry ani termín, kdy by se měla objevit. Přesněji řečeno, termín přesně neznáme ani pro zbylé modely, Intel zatím prozradil jen to, že by se měly objevit během pár týdnů. Zřejmě by to tedy mohlo být ještě nyní v červnu. Známé specifikace jsou každopádně zde:

18. Desktopová CPU dozrála

Ony modely s dvanácti a více jádry nabídnou výrazný posun v možnostech procesorů pro PC, zvlášť pokud se budou dát výrazněji přetaktovat (všechna CPU platformy X299 jsou odemčená). Toto zvýšení není jen tak, Intel zde snad poprvé přivedl na desktop větší serverový křemík („HCC die“), zatímco dříve do desktopu pouštěl jen základní verzi („LCC“) s méně jádry. Tato CPU mají tudíž vyšší výrobní náklady a zároveň je zde pro Intel i jisté riziko, že je budou nakupovat klienti, kterým by jinak nezbylo než vzít dražší Xeon. Intel pravděpodobně takto vysoký počet jader nasadil jen proto, aby si zachoval náskok před procesory Threadripper, které chystá AMD na bázi architektury Zen.

Snímek HCC čipu Skylake-X/Skylake-SP s 18 jádry

Změny v hierarchii pamětí cache

Skylake-X (a serverová Skylake-SP) se od základního desktopového Skylake liší více, než předešlé highendové platformy. Již předloni Intel avizoval, že vyvinul dvě verze jádra místo jediné. Skylake-X se od „klientského“ Skylake nejvíce liší v pamětech cache, jejichž architektura je nová. Intel nahradil malé 256KB L2 cache čtyřikrát většími 1MB bloky, což by mělo výrazně podpořit „hit rate“ této úrovně hierarchie. Kvůli zvětšení kapacity bylo ovšem ustoupeno od inkluzivní politiky, takže obsah L2 již nebude zrcadlen v L3 cache pro snadnou synchronizaci jader. L3 byla zároveň zmenšena. Zatímco dříve mívala 2,5 MB na jedno jádro (u desktopových CPU 2 MB), nyní je kapacita jen 1,375 MB na jádro.

V součtu tedy objem mezipaměti na jádro zůstal podobný, Intel do značné míry jen převedl část rozpočtu na sdílenou L3 cache do privátních L2 cache. Toto by mělo mít v různých aplikacích různý dopad na výkon, úlohy benefitující z velké cache sdílené všemi jádry asi radost mít nebudou, avšak tam, kde jednomu jádru pomůže větší prostor v L2, lze zase čekat zlepšení IPC (výkonu na 1 MHz). Intel si asi spočítal, že celkově by tato změna měla být pozitivní.

AVX-512

Druhá velká architektonická novinka přichází ve formě instrukčního rozšíření AVX-512. To rozšiřuje SIMD instrukce AVX/AVX2 na dvojnásobně velký 512bitový vektor a 512bitové registry ZMM. To znamená, že AVX-512 bude moci stylem SIMD provést stejnou operaci nad dvojnásobkem hodnot a tedy teoreticky zdvojnásobit výpočetní propustnost. Tyto instrukce mají serverové Xeony Skylake-SP a nyní Intel potvrdil, že je ponechá zapnuté i u Core i9 založených na Skylake-X, z čehož budou mít vekou radost programátoři plánující pro AVX-512 vyvíjet kód.

Zatím není jasné, zda jde o plnohodnotnou podporu, dávající skutečně dvojnásobný výkon, jelikož se objevovaly hlasy, že nižší modely procesorů budou umět AVX-512 jen kvůli kompatibilitě a výkon bude poloviční (jinými slovy, nenaroste proti AVX/AVX2). Instrukce AVX-512 budou také více zatěžovat čip spotřebou a je možné, že CPU při jejich aktivitě poběží na nižších taktech. V BIOSech by zřejmě měla být dostupná volba AVX-512 Offset pro snížení taktu při běhu takového kódu, aby zvýšená zátěž nebránila stabilitě na vysokých přetaktováních.

Turbo Core 3.0

Intel u Skylake-X také vylepšil turbo proti předchozím highendovým CPU. Předchozí Broadwell-E přinesl funkci Turbo Boost Max 3.0, která zvyšuje jednovláknový výkon, a ve Skylake-X byla vylepšena. Tato funkce u Broadwellu-E měla z továrny identifikované nejkvalitnější jádro (Favored Core), u kterého bylo garantované fungování na vyšším taktu, tehdy 4,0 GHz. Speciální ovladač pro Windows se pak staral o to, aby jednovláknové úlohy byly plánovačem směrovány právě na toto nejrychlejší jádro, které bylo přetaktováno a frekvenci Turba 3.0 (běžné Turbo 2.0 je nižší).

Turbo Boost Max 3.0

U Skylake-X dochází k tomu, že jádra způsobilá pro Turbo 3.0 jsou už označena dvě a tedy je možné s takto vysokým výkonem provozovat dvě jednovláknové aplikace. Podmínkou je ale nadále nainstalovaný ovladač, a také aktivovaná podpora v BIOSu desky. Skylake-X má také Turbo 3.0 vyšší, jde u některých modelů až na 4,5 GHz. Ovšem pozor, základní šestijádro i7-7800X tuto vymoženost nedostalo.

Procesory Kaby Lake-X

Přesně jak už dávno prosáklo, Intel sestavu procesorů Skylake-X ještě doplní jakýmsi „heighendovým lowendem“ – procesory Kaby Lake, upravenými pro fungování v platformě X299 a socketu LGA. Tyto dva čtyřjádrové modely, Core i7-7740K a Core i5-7640K, jsou parametry téměř stejné jako běžné Core i7-7700K a i5-7600K, ale mají deaktivované GPU a vyšší TDP 112 W. Intel jim také zvýšil oficiálně podporovaný takt pamětí DD4 na 2666 MHz, řadič je ovšem jen dvoukanálový, neboť jde o stejný křemík, jako v desktopu (to spolu s PCI Expressem omezeným jen na 16 linek zkomplikuje základní desky, o tom za chvíli).

Podle Intelu je smyslem těchto procesorů nabídnout na platformě X299 „lepší výběr“. Oproti běžným Kaby Lake budete s těmito CPU mít lepší možnost upgradu v budoucnu (třeba až na osmnáctijádro). Osobně si ale myslím, že takovýto druh jištění do budoucna nemá příliš smysl vzhledem k tomu, že desky pro platformu X299 jsou výrazně dražší. Pokud X299 chcete, bude myslím lepší koupit rovnou i adekvátní CPU, takto buďto budete zbytečně připlácet za provizorní procesor, nebo za desku, kterou nevyužijete.

Srovnání funkcí a parametrů čipů Kaby Lake-X a Skylake-X

Stále pasta

Podle webu AnandTech jinak také Kaby Lake-X nemá připájený rozvaděč tepla, stále je použita jen obyčejná (a nenáviděná) pasta. Padá tedy domněnka, že tato CPU měla jako výhodu mít lepší chlazení bez nutnosti páchat na nich „delid“. Samotná platforma X299 by sice měla u Kaby Lake-X o něco přetaktování vylepšit díky robustnějšímu napájení (pokud tedy dříve bylo limitem), ale pro maximálně účinné chlazení asi bude stále nutné odvíčkování a nahrazení pasty.

Ceny: až 2000 dolarů

Velká pozornost byla směřována na ceny těchto CPU, zvlášť proto, že se nyní očekává zostřená konkurence ze strany AMD, díky níž už by Intel neměl mít takovou volnost. Zdá se, že tato přání vyšla tak nějak napůl. Ceny můžete vidět na následujícím slajdu (mělo by jít o částky za holá CPU bez krabic při objednávce tisíci kusů, takže reálně asi v obchodech můžete zaplatit i víc). Vyplývá z nich, že Kaby Lake-X se příliš neliší od ceny svých dvojčat pro socket LGA 1151 (242 a 369 $). U Skylake-X pak částečně došlo k tání cenové politiky tam, kde je Intel pod tlakem Ryzenů 7. Šestijádro Core i7-7800X ještě zůstalo na svých 389 $, ale hned nad ním nyní osmijádro Core i7-7820X stojí jen 599 $ místo více než 1000 $ v minulé generaci. Je to díky tomu, že původně model na této pozici měl jader jen šest, nedošlo tedy ani tak ke zlevnění, jako k přesunu osmi jader do nižší cenové hladiny. Podobně desetijádro (Core i9-7900X) se přesunulo na pozici 999 $.

Ceny pro procesory Skylake-X / Kaby Lake-X. Platí pro pro balení Tray při odběru 1000 kusů, koncová cena může být vyšší

Nicméně přidání modelů s 12 až 18 jádry Intelu umožnilo zachovat drahou cenovou politiku Core i7-6950X, ba ji ještě zhoršit. Tyto modely budou následovat v 200$ a 300$ rozestupech, takže dvanáctijádro Core i9-7920X bude za 1199 $, čtrnáctijádro i9-7940X za 1399 $, šestnáctijádro i9-7960X pak vyjde už na 1699 $ a osmnáctijádro na 1999 $, aneb nový rekord v ceně spotřebitelského procesoru. Jenže vzhledem k vysokému nárůstu počtu jader asi není na místě toto kritizovat, Intel sice zvednul maximální ceny, jenže hodnotu nabízenou za určitou danou sumu zlepšil ve výrazně vyšší míře. Zatímco desetijádro z 1750 $ bylo bez pochyby masivně předražené, zde už lze ceny omluvit.

Dodatek: X299 a platforma Basin Falls

Celá highendová platforma kolem má kódové označení Basin Falls a používá čipovou sadu X299. Ta je nyní více podobná čipsetu z mainstreamové platformy než předchozím můstkům X99 a X79 – pokud dokonce nejde o tentýž čip, jen s jinými aktivovanými funkcemi. X299 stejně jako Z270 a spol. používá koncepci HSIO. To znamená, že čipset má 30 vysokorychlostních linek, z kterých dokáže udělat porty USB 3.0, SATA 6 Gb/s, nebo linky PCI Express 3.0 (případně tuto konektivitu pro sloty M.2 nebo porty U.2/SATA Express). Některé linky jsou na dekách často sdílené, takže některé porty a sloty na desce nemusí fungovat současně. Do procesoru je pak čipset připojen rozhraním DMI 3.0, jež odpovídá čtyřem linkám PCI Express 3.0. Chová se v podstatě jako přepínač, jelikož do CPU má mnohem méně kapacitní konektivitu, než sám poskytuje.

Ve výbavě čipsetu, kterou HSIO dokáže zprostředkovat, je celkem 24 obecných linek PCI Express 3.0, osm portů SATA 6 Gb/s pro disky a 10 portů USB 3.0. USB 3.1 ve výbavě chybí. Dále jsou podporovány až tři sloty M.2 (nebo porty U.2) pro NVMe SSD, každý s konektivitou PCI Epxress 3.0 ×4. Čipová sada podporuje i akcelerační (cachovací) moduly Optane Memory, byť na highendové platformě asi nemají příliš velký smysl a uživatelé budou místo hybridů obvykle volit konvenční SSD.

Výbava čipové sady X299

Pozor na problémy s konektivitou

Velkou komplikací u platformy Basin Falls jsou procesory s různým počtem linek PCI Express vyvedených z CPU. Již z předchozích generací uživatelé znají problém, že se s ořezanými CPU (která mají jen 28 linek PCI Express místo 44) omezí kapacita některých slotů PCI Express, v horším případě by dokonce nemusela některá výbava být dostupná vůbec. Toto bude ještě větší malér s procesory Kaby Lake-X, které mají linek jen 16, s možností rozdělení na ×8/×4/×4. Výrobci desek budou mít hodně těžký úkol, pokud budou chtít zároveň využít potenciál vyšších modelů a zachovat elementární funkčnost s Kaby Lake-X. Pokud totiž budou chtít připojit třeba síťový adaptér a slot M.2 přímo k procesoru (aby nemusely sdílet výkonnostní barieru rozhraní DMI 3.0 do čipsetu a měly nižší latenci), pak jim s Kaby Lake-X zbude jen osm linek na primární socket PCI Express ×16 pro grafiku.

Zapojení s takovýmito potížemi asi bude hodně zrádná záležitost, při koupi jednoho z těchto procesorů a desek asi uděláte dobře, když pozorně nastudujete manuál a ideálně najdete nějakou podrobnou recenzi či uživatele, který s deskou má zkušenosti. Jinak se vám může stát, že nějaké funkce, s kterými jste počítali, nepošlapou úplně ideálně. U procesorů Kaby Lake-X je navíc problém i s pamětí. Pokud deska bude mít čtyřkanálové zapojení, pak Kaby Lake bude moci použít jen polovinu z dostupných slotů. Doufejme, že výrobci kvůli tomuto nebudou volit dvoukanálové zapojení, se kterým by zase zůstal na ocet čtyřkanálový řadič Skylake-X.