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Recensione CPU Intel Core i7-5960X, 5930K e 5820K: Haswell-E e le DDR4

Siete rimasti scottati dall'arrivo dei processori Ivy Bridge-E lo scorso anno? Core i7-5960X, 5930K e 5820K promettono molto di più. Si tratta di processori Haswell-E fino a otto core, con controller di memoria DDR4, accompagnati da una nuova piattaforma LGA 2011-3 con chipset X99 Express. È arrivato il momento di aggiornare? Ecco il test delle tre nuove CPU.

Recensione CPU Intel Core i7-5960X, 5930K e 5820K: Haswell-E e le DDR4

Tre nuove CPU per appassionati

Poco più di 10 anni fa Intel introdusse il Pentium 4 Extreme Edition a 3.4 GHz. Era basato su un singolo core, con Hyper-Threading, e aveva 512 KB di cache L2, 2 MB di cache L3 e un FSB "quad-pumped" a 800 MHz. Quel Pentium era prodotto a 130 nanometri ed era composto da 178 milioni di transistor. Era compatibile con il Socket 478, aveva un TDP di poco superiore ai 100 watt e Intel lo vendeva a circa 1000 euro.

A distanza di un decennio Intel presenta un nuovo processore di punta che, ironia della sorte, ha una frequenza di base inferiore a quel Pentium, anche se è in grado di accelerare a 3.5 GHz nelle situazioni in cui il margine termico lo consente. Il nuovo processore si chiama Core i7-5960X e frequenza a parte abbiamo a che fare con una soluzione tecnologica decisamente più sofisticata. D'altronde oggi è noto – ma non lo era 10 anni fa - che l'incremento della frequenza non è la soluzione migliore per migliorare le prestazioni.

Il Core i7-5960X ha otto core fisici in grado di lavorare su 16 thread contemporaneamente grazie all'Hyper-Threading. Perciò le applicazioni ottimizzate per suddividere le operazioni in segmenti sono velocizzate tramite il parallelismo. Ogni core è dotato delle proprie cache L1 instruction e data da 32 KB, insieme a 256 KB di cache L2. Non mancano 20 MB di cache L3 condivisa, quindi ogni core ha a disposizione 2.5 MB.

Se da una parte il Pentium del 2004 gestiva gestiva esclusivamente le operazioni di calcolo, la soluzione del 2014 integra molte più funzionalità. Il Core i7-5960X ha il proprio controller PCI Express all'interno del die, e offre fino a 40 linee PCI Express 3.0 a 8 GT/s. Inoltre è dotato, per la prima volta al mondo, di un controller di memoria DDR4 quad-channel, ufficialmente attestato a un data rate fino a 2133 MT/s.

Andando maggiormente in profondità, si scopre che le fondamenta dell'architettura sono basate su Haswell, in questo caso Haswell-E. Rispetto alle CPU mainstream la nuova gamma offre più connettività PCI Express, un controller di memoria superiore, ma perde la grafica integrata. D'altronde chiunque acquisti una potente workstation o una soluzione da gioco installerà una scheda video dedicata.

Così, piuttosto che dilapidare tantissimi transistor con una GPU integrata, tutte le risorse sono usate per realizzare un processore più potente. Nonostante questo fondamentale cambiamento, il die di Haswell-E ha un'area superiore ai 355 mm² ed è composto da 2,6 miliardi di transistor, ovvero conta 15 volte i transistor del vecchio Pentium 4 Extreme Edition. È prodotto con processo produttivo a 22 nanometri e ha un TDP di 140 watt. Il prezzo è quello di sempre: 1000 euro.

Core i7-5930K e Core i7-5820K

Come avviene da diverse generazioni, la CPU top di gamma di Intel è accompagnata da altri due modelli minori. Nel caso di Haswell-E, solo il Core i7-5960X è un processore a otto core. Gli altri due modelli, il Core i7-5930K e il Core i7-5820K, hanno sei core e un po' di cache in meno.

Solitamente i giochi non vi penalizzano se passate da otto a sei core, in particolare quando il processore è basato sulle efficienti architetture Intel, e soprattutto quando la frequenza aumenta. Ne consegue, in linea teorica, che il Core i7-5930K è il miglior candidato per i videogiocatori con soldi sufficienti da investire. È basato sullo stesso die fisico del Core i7-5960X, ma Intel ha disabilitato due core e 5 MB di cache L3. Rimangono perciò sei core e 15 MB di cache di ultimo livello, con 40 linee PCI Express 3.0 e il controller di memoria quad-channel. La frequenza di base sale a 3.5 GHz, mentre quella di picco, controllata dalla tecnologia Turbo Boost, arriva a 3.7 GHz. Il Core i7-5930K ha un prezzo di 583 dollari, quindi risparmierete più di 400 dollari rispetto al top di gamma.

Prodotti Core i7-5960X Core i7-5930K Core i7-5820K
Prezzi 1000 dollari 583 dollari  389 dollari
Frequenza base 3 GHz  3.5 GHz  3.3 GHz
Un Core attivo 3.5 GHz 3.7 GHz 3.6 GHz
Due Core attivi 3.5 GHz 3.7 GHz 3.6 GHz
Tre Core attivi 3.3 GHz 3.6 GHz 3.4 GHz
Quattro Core attivi 3.3 GHz 3.6 GHz 3.4 GHz
Cinque Core attivi 3.3 GHz 3.6 GHz 3.4 GHz
Sei Core attivi 3.3 GHz 3.6 GHz 3.4 GHz
Sette Core attivi 3.3 GHz - -
Otto Core attivi 3.3 GHz -

Se avete un budget più limitato c'è il Core i7-5820K con il suo prezzo di 389 dollari. Mantiene sei core, 15 MB di cache L3 condivisa e un controller DDR4 quad-channel. Intel ha però ridotto il numero di linee PCI Express, 28 anziché 40. Francamente, non sembra un grosso problema dato che questo numero di linee consente di installare una, due o persino tre schede video, fintanto che AMD e Nvidia certificano le configurazioni x8 / x8 / x8. Intel, ufficialmente, afferma che il 5820K non ha problemi nel supportare una simile suddivisione delle linee; tuttavia ciò deve essere garantito anche al livello della scheda madre.

Il Core i7-5820K lascia un po' di frequenza per strada rispetto al 5930K; la sua frequenza di base è di 3.3 GHz, mentre in Turbo Boost sale a 3.6 GHz. Tutti questi processori hanno moltiplicatori sbloccati e possono essere overcloccati più liberamente delle soluzioni Haswell mainstream - salvo alcuni processori K.

Uno degli aspetti più interessanti, che sicuramente interesserà agli appassionati, è che Intel ha deciso di usare la saldatura come materiale per interfacciare il die di Haswell-E con il grande heatspreader che copre le CPU della serie Core i7-5000. È un chiaro elemento di differenziazione rispetto alle soluzioni Haswell viste sinora, che usano una pasta termica meno efficace. La saldatura facilita un trasferimento pià rapido del calore, potenzialmente aumentando il margine di overclock di Haswell-E.

X99, LGA 2011-3 e DDR4: un grande aggiornamento

Il passaggio ad Haswell-E è una vera e propria rivoluzione. Intel si è affidata alle piattaforme LGA 2011 fin dai tempi del Core i7-3960X (Sandy Bridge-E), quasi tre anni fa. Con il nuovo processore, però, cambiano diverse cose, a partire dalla tecnologia di memoria DDR4.

Fisicamente i vecchi e nuovi processori per appassionati hanno le stesse dimesioni. Anche la piedinatura è la medesima, ma Intel ha fatto sì che sia impossibile inserire una CPU Core i7-5000 nel socket LGA 2011 o un vecchio Core i7-4000/3000 nel nuovo LGA 2011-3.

In breve anche se entrambe le interfacce hanno 2011 pin, non sono compatibili. Dovrete possedere una motherboard con chipset X99 per i processori Core i7-5960X, 5930K o 5820K. Ci sono però delle buone notizie. Le dimensioni costanti si traducono in un'ampia compatibilità delle soluzioni di raffreddamento.

Assicuratevi solo che il vostro dissipatore o waterblock per socket LGA 2011 possa gestire il TDP leggermente più alto di Haswell-E. I portabandiera di precedente generazione sono soluzioni da 130 watt (salvo il 3970X da 150 W) mentre questi Core i7 sono attestati a 140 watt e, come vedrete nelle prossime pagine, l'overclock può spingerli molto più in alto.

L'evoluzione dei chipset Intel è molto lenta. Con lo spostamento di tante funzioni all'interno della CPU, il PCH ha sempre meno cose da gestire. E ciò che rimane non cambia molto spesso. Se speravate in una rivoluzione della connettività con l'X99 preparatevi a rimanere delusi, anche se non manca niente. Offre 14 porte USB, sei delle quali USB 3.0. C'è una Gigabit Ethernet integrata e l'audio HD. E troviamo otto linee PCI Express 2.0 per collegare altri componenti, sia attraverso gli slot d'espansione che controller di terze parti. Forse il passo avanti più importante è il supporto a un massimo di 10 dispositivi SATA 6 Gbps.

X99 Express: un Platform Controller Hub con caratteristiche familiari

Ora, il problema è che Intel continua a collegare il suo PCH al processore attraverso una connessione DMI 2.0 a quattro linee. Avete un throughput bidirezionale di 2 GB/s, quindi non è complicato inventare una combinazione di periferiche, rete e traffico di archiviazione tali da mettere sotto scacco questo collegamento.

DDR4: una nuova tecnologia di memoria, perché?

Con i controller di memoria a più canali integrati all'interno dei die dei processori raramente abbiamo sentito di limitazioni di bandwidth, a meno che non fosse coinvolta la grafica integrata. Ivy Bridge-E supporta fino a quattro canali di memoria DDR3 a 1866 MT/s, ed è in grado di offrire oltre 40 GB/s di throughput. Quindi perché si è passati alle DDR4?

La transizione nel settore desktop non è motivata da un bisogno impellente, ma con altri prodotti Intel che emergeranno nel settore server e poi mobile, i benefici delle DDR4 avranno un maggiore impatto. Una tensione di funzionamento di 1,2 volt aiuta a ridurre i consumi rispetto agli 1,5 volt richiesti dalle DDR3. Parte di questo vantaggio è ridotto in questo articolo dato che i kit DDR4 in nostro possesso si spingono fino a 1,35 volt e a volte richiedono persino più tensione. In una configurazione enterprise, però, più processori Haswell-EP useranno moduli di memoria registered a 1,2 volt, con un netto risparmio energetico.

I produttori di memoria, inoltre, stanno realizzando DDR4 con processi più avanzati, offrendo una maggiore densità. Anche in questo caso il vantaggio riguarderà maggioremente il settore server, dove la quantità di memoria è molto importante.

Le DDR4, inoltre, spianano la strada a data rate più elevati, e partono da 2133 MT/s per poi salire. Salgono tuttavia anche le latenze. Abbiamo notato che un Core i7-4960X accompagnato da memoria DDR3-1866 non è troppo lontano da un Core i7-5930K con memoria DDR4-2133 nel benchmark sul bandwidth di memoria di SiSoftware Sandra.

La cosa più evidente però è che ci sono ancora degli intoppi da sistemare. Le motherboard X99 in nostro possesso stanno ricevendo aggiornamenti di firmware continui, molti dei quali legati alla compatibilità con le DDR4. Alcune non si avviano affatto, altre faticano a raggiungere data rate superiori a 2666 MT/s. A quel punto dobbiamo passare da un BCLK di 100 MHz a 125 MHz o più. Le soluzioni da 2800 e 3000 MT/s non sono ancora stabili – anche se i nostri colleghi tedeschi hanno avuto maggiore fortuna con moduli da 2800 MT/s. Fino a quando firmware e compatibilità dei moduli non migliorerà, le DDR4 potrebbero essere una ragione per rimanere in attesa prima di fare un investimento.

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