Процессоры Intel Coffee Lake присутствуют на рынке с октября прошлого года, и их выход стал большим событием в жизни компьютерного сообщества. Впервые за много лет Intel совершила шаг в сторону наращивания числа вычислительных ядер, существенно улучшив производительность своих процессоров в каждом ценовом сегменте. Принято считать, что на такой поступок микропроцессорного гиганта подтолкнули действия AMD, в распоряжении которой появились весьма неплохие многоядерные Ryzen, и Coffee Lake – это своеобразный ответ Intel, позволяющий ей сохранить в изменившемся рыночном ландшафте конкурентоспособность своих предложений. Как бы то ни было, анонс первой партии Coffee Lake действительно был ускорен, и до недавних пор Intel в качестве временного решения предлагала шесть моделей десктопных процессоров этого семейства и один набор системной логики, совместимый с ними – Z370. Полномасштабный же анонс Coffee Lake и сопутствующей десктопной платформы состоялся лишь в прошлом месяце, когда к пионерским модификациям было добавлено ещё 18 настольных моделей CPU и четыре дополнительных чипсета.

Состоявшееся расширение модельного ряда – очень важный этап внедрения новой платформы. Дело в том, что до недавних пор любой из процессоров Coffee Lake мог использоваться лишь со сравнительно дорогими оверклокерскими материнскими платами вне зависимости от того, имеет ли он функции разгона или нет. И если с процессорами Core i7-8700K и Core i5-8600K платы на базе набора системной логики Z370 смотрелись вполне органично, для покупателей более доступных заблокированных процессоров вроде Core i3-8100 или Core i5-8400 они были не просто бессмысленны, но и накладны по цене. В конечном итоге это повышало стоимость владения платформой на базе недорогих Coffee Lake и не позволяло стать им полноценной альтернативой для Ryzen 5 и Ryzen 3, с которыми AMD с самого начала предлагала широкий выбор совместимых платформ различных ценовых категорий. Иными словами, без наличия в продаже недорогих материнских плат в полной мере раскрыться рыночному потенциалу Coffee Lake не было никакой возможности.

Но теперь всё встало на свои места. Выход свежих наборов логики H370, B360 и H310 решает все проблемы с дороговизной платформ для Coffee Lake. Материнские платы, построенные на новых ассоциированных с Coffee Lake «концентраторах контроллеров платформы» (PCH – platform controller hub), должны иметь куда более доступные цены и позволять строить сравнительно недорогие сборки на интеловских процессорах с увеличенным числом вычислительных ядер. Но интересны они не только этим.

С анонсом новых чипсетов для Coffee Lake связан любопытный факт, которой во многом послужил причиной появления этого материала. Несмотря на то, что новые наборы логики лишены каких-либо возможностей для разгона CPU и DDR4 SDRAM, урезанными версиями Z370 они на самом деле не являются. Дело в том, что в то время как предлагаемый ранее оверклокерский чипсет для Coffee Lake представлял собой лишь адаптированную модификацию ориентированного на процессоры Kaby Lake набора системной логики Z270, новые чипсеты для Coffee Lake – это самостоятельная серия микросхем, относящаяся к следующему поколению. Что всё это значит с практической точки зрения, мы и попробуем разобраться в этом материале.

⇡#Чипсеты трёхсотой серии: что нового

Intel приучила нас к тому, что наборы системной логики, маркируемые литерой Z – это не только оверклокерская платформа, но и чипсет, который имеет максимальные возможности среди всего семейства. Однако в случае с Z370 это совсем не так. Несмотря на то, что Intel включила и старый Z370, и новые H370, B360 и H310 в единую серию c трёхсотыми номерами, это – принципиально разные продукты, имеющие различное происхождение, а потому и заметно отличающиеся в деталях. Внутреннее обобщённое название новых трёхсотых чипсетов, принятое в Intel, – «Cannon Lake PCH». Оно указывает, что H370, B360 и H310 предназначались для серьёзно задерживающихся 10-нм процессоров (по новым данным, ждать их ранее 2019 года, увы, не стоит). Набор же системной логики Z370 с точки зрения дизайна относится к серии Kaby Lake PCH, то есть, он является близким родственником двухсотой серии чипсетов и Z270 в частности. Поэтому нет ничего удивительно в том, что во многих вещах H370, B360 и H310 оказались лучше и оснащённее «старшего» Z370.

Эти наборы системной логики различаются даже с производственной точки зрения. В то время как Z370 выпускается с использованием 22-нм технологического процесса, новые чипсеты трёхсотой серии переведены на более современный техпроцесс с нормами 14 нм. Таким образом, в обновлённой версии платформы LGA 1151v2 процессор и набор системной логики оказались произведены по одним и тем же производственным нормам, чего до сих пор никогда не случалось. Следовательно, микросхемы H370, B360 и H310 по сравнению с Z370 должны как минимум меньше нагреваться в работе.

Но одним лишь этим преимущества новых чипсетов не ограничиваются. Первым ключевым нововведением стоит считать появившуюся встроенную поддержку до шести портов USB 3.1 Gen 2 с пропускной способностью 10 Гбит/с. Ранее такие порты в интеловских чипсетах не поддерживались вообще, и производителям материнских плат приходилось реализовывать их, прибегая к внешним контроллерам, чаще всего производства ASMedia. Теперь же это – в прошлом. Правда, врождённой поддержки портов Type-C в чипсетах тем не менее не появилось. Это значит, что добавление на платы симметричных разъёмов всё-таки потребует от производителей материнских плат дополнительных трат на микросхему редрайвера, поэтому дешёвые компьютеры новомодный двухсторонний USB-разъём, по всей видимости, массово пока не получат.

Не появилась в новых наборах системной логики и поддержка перспективного интерфейса Thunderbolt, хотя многие её ждали. Реализация высокоскоростных портов Thunderbolt, как и ранее, потребует интеграции на платы внешних чипов, подключаемых к двум линиям PCI Express. Это значит, что повсеместного внедрения Thunderbolt в ближайшее время ждать всё ещё не стоит.

Второй ключевой особенностью чипсетов трёхсотой серии следует считать интеграцию в них части компонентов, необходимых для реализации беспроводных Wi-Fi контроллеров (2T2R 802.11ac) с пропускной способностью до 1733 Мбит/с. Схема работы чипсетного Wi-Fi оказалась позаимствована из платформы Gemini Lake. Суть заключается в том, что в набор системной логики интегрированы наиболее сложные и дорогие функциональные блоки, такие как логика с памятью и MAC, в то время как контроллер физического уровня и антенна должны быть размещены на внешнем радиочастотном модуле, устанавливаемом в специализированный слот M.2 или распаиваемом на плате. При этом для соединения между чипсетной логикой и внешним физическим контроллером предполагается использовать проприетарный CNVi-интерфейс. Совместимые с CNVi внешние M.2 2230-модули Wireless AC 9560 (2T2R), Wireless AC 9462 (1T1R) и Wireless AC 9461 (1T1R) присутствуют в ассортименте Intel, начиная с лета 2017 года.

Однако как и в случае с портами USB Type-C, повсеместного появления интегрированного Wi-Fi на новых LGA 1151v2-платах ждать тоже не стоит. Дело в том, что реализация необходимых схем и комплектация материнской платы радиочастотным модулем-компаньоном увеличивает стоимость финального изделия примерно на $15. В результате, появиться поддержка Wi-Fi имеет шанс лишь в сравнительно дорогих платформах, где производители не будут гоняться за минимальной ценой.

Есть в наборах логики H370, B360 и H310 и третье большое отличие от Z370. Оно касается экономии энергии: вместе с новыми чипсетами в настольные компьютеры приходит поддержка энергосберегающих состояний процессора C8-C10, которые изначально были представлены в решениях для ультрабуков класса Haswell ULT. Кроме того, дополнительный энергосберегающий режим S0ix получили и сами чипсеты.

В список возможностей платформы Coffee Lake с выходом H370, B360 и H310 добавилась также и технология Intel Modern Standby. Благодаря ей настольные системы получили возможность подобно умным колонкам «слушать эфир» и решать некоторые фоновые задачи вроде проверки e-mail даже в состоянии сна. Данная функциональность уже достаточно давно была реализована в ноутбуках, а теперь может найти место и в десктопных компьютерах.

⇡#Ближайшая перспектива: Intel Z390

Говоря о новых наборах логики для Coffee Lake, относящихся к семейству Cannon Lake PCH, упомянуть следует и о Z390, который пока не был анонсирован Intel. Сейчас получилось так, что младшие чипсеты H370, B360 и H310 приобрели осязаемые преимущества в возможностях над оверклокерским Z370. Но такого быть не должно. Нацеленный на применение в наиболее навороченных системах чипсет должен быть флагманом во всём, поэтому на смену в одночасье устаревшему Z370 в скором времени придёт улучшенная версия Z390.

Анонс Z390 намечен на вторую половину года, и, судя по всему, уже на выставке Computex в начале июня мы увидим образцы материнских плат на его основе. Однако их официальное объявление и старт продаж, скорее всего, состоятся позднее, например, в преддверии начала сезона back-to-school, в конце лета.

Впрочем, не стоит думать, что Z390 сможет вывести платформу LGA1151v2 на какой-то новый уровень. Этот чипсет, фактически, станет ещё одной вариацией Cannon Lake PCH с прицелом на оверклокерские системы. То есть, в сравнении с Z370 он предложит ровно те же улучшения в возможностях, которые уже есть в H370, B360 и H310: врождённую поддержку портов USB 3.1 Gen2 и встроенный контроллер 802.11ac канального уровня.

Грубо говоря, про Z390 можно думать, как про аналог H370 с поддержкой разгона, а также с немного увеличенным максимальным числом линий PCI Express и максимальным числом портов USB 3.1 Gen2.

⇡#Характеристики Intel H370, B360 и H310

Вообще говоря, в число новых наборов логики входит четыре продукта: H370, Q370, B360 и H310. Но в рамках этого материала мы говорим лишь о трёх продуктах, умалчивая о Q370. Связано это с тем, что чипсеты группы Q нацелены на корпоративный рынок и вряд ли встретятся обычным пользователям. Однако в целом Q370 можно охарактеризовать как продвинутую версию H370 с поддержкой расширенных средств безопасности и администрирования по технологии Intel VPro. Что же касается потребительской тройки чипсетов, то их основные характеристики проводятся в таблице ниже, где они попутно сопоставляются с уже знакомым нам набором системной логики Intel Z370.

	Z370	H370	B360	H310
Поддержка процессоров	Intel LGA 1151v2 (Coffee Lake)
Техпроцесс	22 нм	14 нм
PCI Express 3.0 (через CPU)	1×16 2×8 1×8+2×4	1×16
Каналы памяти/DIMM на канал	2/2			2/1
Порты HSIO, всего	30		24	14
Линии PCI Express 3.0 (через чипсет)	24	20	12	6 (PCIe 2.0)
Поддержка разгона	Есть	Нет
Порты USB, всего	14		12	10
Порты USB 3.1 Gen2/Gen1	0/10	4/8	4/6	0/4
Порты SATA	6			4
Rapid Storage Technology (RST)	Есть			Нет
Число PCIe-устройств с поддержкой RST	3	2	1	0
Поддержка RAID	Есть		Нет
Поддержка в RST устройств, подключенных к CPU	Есть	Нет
Intel Optane Memory	Есть			Нет
Intel Gigabit LAN	Есть
Интегрированный WLAN-ac (CNVi)	Нет	Есть
Цена (ориентировочно)	$$$$	$$$	$$	$

С появлением новых наборов логики никакого преемника у Z370 пока не образовалось. Поэтому до тех пор, пока не будет анонсирован Z390, именно Z370 продолжит оставаться «золотым стандартом» для энтузиастов. Ведь это – единственный вариант, позволяющий разгонять процессоры и память на платформе LGA1151v2. Кроме того, в этом наборе логики заложено наибольшее число линий PCI Express 3.0 и наибольшее число USB 3.1-портов (правда, лишь с пропускной способностью 5 Гбит/с). К этому добавляются наиболее разветвлённые средства Rapid Storage Technology с возможностью собирать RAID-массивы как из SATA, так и из NVMe-накопителей.

Но старый Z370 и новые чипсеты 300-й серии относятся к разным поколениям PCH, и это приводит к тому, что H370 по ряду характеристик превосходит собрата с более высоким позиционированием. Ранее чипсеты группы H повторяли характеристики Z за исключением поддержки разгона и деления линий процессорного интерфейса PCI Express. Теперь же ситуация сильно изменилась. Разгона в H370 так и нет, как и нет поддержки бифуркации 16 процессорных линий PCI Express, но зато этот набор системной логики может предложить отсутствующие в Z370 порты USB 3.1 Gen2 с пропускной способностью 10 Гбит/с и интегрированный контроллер Wi-Fi 802.11ac. Суммарно это означает, что в тех случаях, где разгон не требуется, платы на базе H370 могут быть интереснее не только с точки зрения цены, но и по характеристикам.

Впрочем, есть нюансы. Несмотря на то, что и Z370, и H370 имеют одинаковый набор из 30 HSIO-портов, конфигурировать их в линии PCI Express 3.0 можно по-разному. Платы на базе старшего набора логики могут использовать до 24 чипсетных линий PCI Express 3.0, в то время как в случае H370 доступно на 4 линии меньше. Кроме того, Z370 – единственный из наборов логики для настольных процессоров Coffee Lake, который позволяет собирать RAID-массивы из NVMe-накопителей, подключенных к процессорным линиям PCI Express.

Несмотря на то, что H370 кажется наиболее оснащённым вариантом из второй волны трёхсотой серии чипсетов, мы не склонны думать, что он сможет завоевать широкую популярность из-за относительно высокой цены и явно избыточных возможностей для недорогих систем. Гораздо более оправданным выбором в этом случае кажется B360 или, возможно, совсем урезанный и дешёвый H310. Интересно, что Intel поместила отсутствующий в Z370 Wi-Fi-контроллер даже в свой самый простой набор логики. Однако поскольку реализация Wi-Fi на платах требует добавления дополнительного контроллера физического уровня, маловероятно, что беспроводная сеть будет часто встречаться в реальных платформах на базе H310.

Да и вообще, на фоне того, какие ограничения заложены в H310, наличие в нём интегрирванного Wi-Fi напоминает какую-то издёвку. В частности, платы на этом наборе логики могут оснащаться лишь двумя DIMM-слотами и лишены технологии Optane Memory. Кроме того, в H310 нет поддержки USB 3.1 Gen2 и PCI Express версии 3.0. Число же высокоскоростных портов HSIO в H310 ограничивается 14 штуками, которые должны быть разделены между портами SATA, USB 2.0 и USB 3.0, а также линиями PCI Express стандарта 2.0. Иными словами, H310 очень похож на «старичка» H110 и его трудно охарактеризовать как-то иначе, чем сборище компромиссов. Очевидно, что из-за нехватки ресурсов он достаточно плохо подходит для создания полноразмерных материнских плат современного уровня. Скорее всего, типичной средой обитания H310 станут простые и крайне дешёвые материнские платы Micro-ATX с ценой в диапазоне от $50 до $80.

Наиболее же сбалансированным вариантом для массовых LGA1151v2-материнских плат представляется набор логики B360. Здесь есть поддержка вполне достаточного для современной системы количества из 24 HSIO-портов, которые каким-то образом будут разделяться на 6 SATA-портов, 12 USB-портов (6 из которых могут работать в стандарте USB 3.0, а 4 – в стандарте USB 3.1 Gen2) и 12 линий PCI Express 3.0. Урезаны же в B360 лишь редкоиспользуемые функции, например, поддержка RAID-массивов или разделение процессорных линий PCI Express. В то же время в B360 есть технология Intel Optane Memory, имеются высокоскоростные порты USB с пропускной способностью 10 Гбит/с и присутствует интегрированный Wi-Fi. В сумме это даёт возможность строить на базе этого набора логики вполне функциональные и современные системы на базе процессоров Coffee Lake, но средняя цена плат на базе B360 прогнозируется не выше символической границы в $100.

⇡#Разгона нет, но что на счёт Multi-Core Enhancements?

Традиционно функции разгона процессоров Intel доступны только на материнских платах, основанных на чипсетах группы Z. И здесь никаких перемен не произошло: если вы хотите разгонять Core i5-8600K или Core i7-8700K до частот в окрестности 5 ГГц, выбор подходящих платформ ограничивается лишь материнками на базе набора логики Z370 (и в перспективе – Z390).

Но оверклокинг применительно к Coffee Lake существует в различных ипостасях и может заключаться не только лишь в увеличении процессорного множителя, которое доступно у специальных разблокированных моделей CPU. Существует и другой подход – функция Multi-Core Enhancements, которую вполне правомерно считать лайт-версией разгона, подходящей для любых моделей процессоров.

Напомним, включение Multi-Core Enhancements позволяет выводить процессор на максимально разрешённую спецификацией частоту, вне зависимости от того, какой уровень энергопотребления в этот момент он демонстрирует. Грубо говоря, Multi-Core Enhancements «прокачивает» технологию Turbo Boost 2.0 и выводит процессор за пределы ограничений, заложенных TDP. Преимущества Multi-Core Enhancements в случае Coffee Lake очевидны: процессоры данного типа обладают увеличенным числом вычислительных ядер, и высокая нагрузка быстро приводит к превышению тепловыделением и энергопотреблением установленных границ теплового пакета в 65 или 95 Вт. В обычных условиях это бы влекло за собой сброс тактовой частоты CPU для нормализации электрических и тепловых характеристик, но функция Multi-Core Enhancements позволяет пренебречь этим и даёт возможность процессору работать на той частоте, которая является максимально разрешённой для нагрузки на все ядра.

Такой трюк сродни щадящему разгону и позволяет заметно поднять эффективную частоту шестиядерных Coffee Lake в режимах с высокой нагрузкой, причём он хорошо работает в том числе и для неоверклокерских версий CPU. В качестве иллюстрации посмотрите на то, как изменяется частота шестиядерного Core i5-8400 с паспортным расчётным тепловыделением 65 Вт при прохождении тестирования в LinX 0.9.2 в его штатном режиме:

И при включении функции Multi-Core Enhancements.

Отличия, можно сказать, кардинальные. Если не прибегать к включению Multi-Core Enhancements, то под высокой нагрузкой Core i5-8400 работает на частоте 3,1-3,3 ГГц, хотя может на 3,8 ГГц – именно такая частота является максимальной для режима с нагрузкой на все ядра. Но добраться до максимума не даёт энергопотребление. На частоте 3,8 ГГц в LinX процессор требует порядка 100 Вт электроэнергии. Для того, чтобы позволить процессору выйти за пределы TDP и нужна функция Multi-Core Enhancements, которая, по сути, отключает внутренний контроль за потреблением и встроенные механизмы дросселирования частоты.

Второй промер: вот какая картина с частотой наблюдается у 95-ваттного Core i5-8600K в номинальном режиме.

А такая — при включении функции Multi-Core Enhancements.

Этот процессор изначально имеет более либеральный тепловой пакет – 95 Вт, поэтому ограничения по энергопотреблению здесь не столь критичны. Тем не менее, на максимально разрешённой при нагрузке на все шесть ядер частоте 4,1 ГГц потребление в LinX может доходить до 110 Вт, поэтому без функции Multi-Core Enhancements частота принудительно снижается с 4,1 до 3,8-3,9 ГГц.

Всё это, естественно, сказывается и на производительности, например, в бенчмарке Linpack 2018.2.010, на котором базируется приложение LinX.

	Core i5-8400 (65 Вт)	Core i5-8600K (95 Вт)
MCE выключено	262 GFlops	312 GFlops
MCE включено	304 GFlops	321 GFlops
Прирост производительности	16 %	3 %

Конечно нужно иметь в виду, что Linpack рисует некую пограничную картину, поскольку этот тест активно пользуется энергоёмкими инструкциями из набора AVX2. Но всё равно результаты поражают: за счёт включения функции Multi-Core Enhancements 65-ваттный процессор может добавить к своей производительности 16 процентов. И это, кстати говоря, ещё раз указывает на то, что новые шестиядерные процессоры Intel совсем не так экономичны, как можно было бы подумать, глядя на спецификации: их производительность искусственно зарезана границами теплового пакета.

Таким образом, Multi-Core Enhancements – важный инструмент, позволяющий увеличить производительность процессоров поколения Coffee Lake. Наибольшую эффективность он обеспечивает совместно с заблокированными неоверклокерскими процессорами с урезанными до 65 Вт рамками теплового пакета.

В свете сказанного вполне естественно возникает вопрос о поддержке функции Multi-Core Enhancements новыми материнскими платами, построенными на чипсетах H370, B360 и H310. И короткий ответ на него положителен: несмотря на то, что разгон в его классическом понимании этими наборами системной логики не поддерживается, новое поколение плат, тем не менее, позволяет отменять для Coffee Lake границы теплового пакета и выводить их на максимально разрешённую частоту. Правда, в общем случае делается это не столь просто, как в случае плат на базе Z370, где для этого в UEFI BIOS заготовлена соответствующая опция, которая к тому же часто активирована по умолчанию, и не требует от пользователя никакого вмешательства.

Конечно, многое зависит от того, как запрограммированы BIOS конкретных материнских плат, но пока ни одна из плат на базе H370, B360 и H310, прошедших через наши руки, единого и простого переключателя Multi-Core Enhancements в оболочке UEFI не имела. Более того, в платах нового поколения чаще всего эта функциональность остаётся по умолчанию деактивированной. То есть, подавляющему большинству пользователей, решивших остановить свой выбор на LGA1151v2- материнских платах на новерклокерских чипсетах, мы рекомендуем посвятить некоторое время тонкой настройке процессора и снять сдерживающие производительность в ресурсоёмких приложениях ограничения по тепловыделению и энергопотреблению.

⇡#Как включить Multi-Core Enhancements?

Чтобы включить Multi-Core Enhancements на материнской плате, которая не поддерживает разгон и не имеет соответствующего пункта в оболочке UEFI, придётся покопаться в настройках турбо-режима. Дело в том, что реализация Multi-Core Enhancements основывается вовсе не на оверклокерских возможностях чипсета, а на технологии Turbo Boost 2.0, которая сделана для любых LGA1151v2-процессоров конфигурируемой. Широкие возможности для управления питанием и, как следствие, частотой, заложены в неё для того, чтобы сборщики систем могли настраивать параметры Turbo Boost 2.0 под конкретные условия эксплуатации с учётом выбранных средств охлаждения, блоков питания и, в конце концов, форматов системы.

В целом, Turbo Boost 2.0 позволяет форсировать частоту процессора в те моменты, когда нагрузка на вычислительные ресурсы невелика, и такой «узаконенный разгон» не грозит превышением установленных пределов по температуре и энергопотреблению.

В рамках технологии Turbo Boost 2.0 определяется пять изменяемых переменных:

Источник: 3DNews