Come di consuetudine, prima dell’apertura ufficiale del CES alcuni dei principali produttori di hardware raccolgono la stampa specializzata per presentare le proprie novità . Oggi Intel, proprio a latere del CES, apre il 2017 con l’annuncio ufficiale e il contestuale avvio della commercializzazione dei processori con architettura Kaby Lake.
In concomitanza con l’evento del CES scadono i termini di non divulgazione del materiale al quale gli addetti stampa hanno accesso in anteprima per analizzare i prodotti e cominciare a lavorare sulle recensioni. In questa occasione vi presentiamo quindi un estratto dell’articolo di copertina del prossimo numero di PC Professionale – lo trovate in edicola già nei prossimi giorni – all’interno del quale trovate la prova completa del nuovo processore Intel Core i7 7700K, della scheda madre MSI Z270 Gaming Pro Carbon e l’analisi dell’architettura del processore e del chipset Intel.
Sul numero di gennaio di PC Professionale trovate la prova della nuova piattaforma Intel basata sull’architettura Kaby Lake.
Dopo l’annuncio dello scorso agosto con il quale Intel ha introdotto i processori con architettura Kaby Lake per il settore mobile, ora l’azienda californiana offre anche l’intera linea di processori per soluzioni desktop. Intel ha presentato, infatti, 16 nuovi processori tra Core i7, Core i5 e Core i3. Di questi sono tre i modelli della serie K con moltiplicatori sbloccati e per la prima volta è presente anche un Core i3 della serie K. Nello specifico i modelli con moltiplicatori sbloccati sono identificati come: Core i7 7700K, Core i5 7600K e Core i3 7350K.
L’esemplare del Core i7 7700K che abbiamo provato nel nostro laboratorio. Si tratta di un engineering sample che abbiamo ricevuto direttamente da Intel a metà dicembre 2016. A sinistra si vede la parte superiore con la serigrafia del numero di serie, mentre a destra si possono osservare i contatti elettrici compatibili con la piedinatura del socket LGA1151.
Quattro famiglie per soddisfare tutte le esigenze
Così come è già avvenuto con Broadwell e Skylake, anche l’architettura Kaby Lake è disponibile in quattro versioni, ciascuna identificata da un suffisso specifico: Kaby Lake-Y, Kaby Lake-U, Kaby Lake-H e Kaby Lake-S. I processori basati su Kaby Lake-Y sono caratterizzati da un Tdp (Thermal Power Design) di 4,5 watt e sono indirizzati a sistemi 2-in-1 e Compute Stick. I modello basati su Kaby Lake-U sono caratterizzati da un Tdp di 15 watt e sono indirizzati ai computer ultra sottili, ai sistemi 2-in-1, ai convertibili e ai mini Pc. I processori basati su Kaby Lake-H hanno un Tdp pari a 45 watt e sono pensati per i notebook di fascia alta e per le workstation portatili (a listino Intel propone due Xeon di classe mobile). Infine, i processori basati sulla Kaby Lake-S – oggetto di questo articolo – sono pensati per i sistemi desktop e sono disponibili in diverse versioni con Tdp di 35, 65 e 91 watt in funzione della versione e della frequenza operativa.
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- I modelli Core i7 e Core i5 di fascia più alta.
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- I modelli Core i5 di fascia più bassa.
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- Tutti i modelli Core i3 per desktop.
L’immagine del die di Kaby Lake, prodotto con tecnologia Intel Tri-gate 14+nm.
Kaby Lake è una versione ottimizzata di Skylake e all’interno del die sono presenti gli stessi blocchi costitutivi di quest’ultima: i moduli dei core x86 (due o quattro a seconda della versione del processore), quello del core grafico, la cache di terzo livello, il controller di memoria, il System Agent e i controller I/O; tutti questi blocchi sono legati tra loro e comunicano attraverso un bus bidirezionale ad anello denominato Ring Interconnect.
Ciascuno dei core x86 implementa una pipeline a 14 stadi ed è corredato di una cache di primo livello (L1) ripartita tra dati e istruzioni e da una cache di secondo livello (L2) ampia 256 Kbyte. L’intera architettura nel suo complesso si appoggia poi a una cache di terzo livello (L3) – denominata LLC (Last Level Cache) – di tipo condiviso e con dimensioni di 4, 6 e 8 Mbyte in funzione del modello del processore.
Lo schema di come il die di Kaby Lake è ripartito tra i diversi blocchi funzionali che lo compongono. Come si vede il comparto costituito dai quattro core occupa uno spazio simile a quello dedicato alla Gpu e al Media Engine.
Come il suo predecessore, anche Kaby Lake impiega un controller a doppio canale compatibile sia con la tecnologia Ddr4 sia con quella Ddr3L a basso consumo; mentre la prima rappresenta la scelta standard per i sistemi desktop e per i sistemi portatili ad alte prestazioni, quella Ddr3L è stata pensata in modo specifico per l’utilizzo sui notebook ultra portatili e sulle piattaforme mobili di tipo tablet.
Gpu immutata, ma ci sono novità per il Media Engine
L’architettura Kaby Lake prevede in tutte le sue diverse varianti la presenza di un comparto grafico integrato. Rispetto all’architettura Skylake di precedente generazione la potenza grafica disponibile è rimasta immutata, in quanto Kaby Lake ripropone il medesimo motore grafico di classe Gen9. Non mancano però anche delle novità che risiedono nell’unità Media Engine che integra in hardware funzioni fisse dedicate all’elaborazione video.
Grazie alle migliorie apportate ora il Media Engine è in grado di decodificare e codificare contenuti in formato HVEC e VP9.
Tick-Tock, PAO e Tri-gate 14+nm
Nell’ultimo decennio la strategia Tick-Tock ha cadenzato il successo e lo sviluppo tecnologico dei processori Intel, alternando la migrazione di un’architettura consolidata a un processo produttivo più raffinato (tick) con l’introduzione di una nuova architettura (tock) avvalendosi di una tecnologia produttiva ormai matura e affidabile. Tuttavia gli ostacoli tecnologici da superare per portare a maturazione una nuova tecnologia produttiva sono sempre più difficili da superare e richiedono più tempo che in passato.
Questo è uno dei motivi per cui la strategia Tick-Tock con cicli che si alternavano anno con anno è stata abbandonata ed è stata trasformata in un processo a tre fasi denominato Process-Architecture-Optimization (PAO). Il processo PAO è caratterizzato da due fasi tipiche della strategia Tick-Tock tra le quali si inserisce una fase di ottimizzazione dell’architettura (potremmo chiamarlo anche Tick-Tack-Tock).
Come sottolineato lo scorso agosto durante la presentazione dell’architettura Kaby Lake nelle versioni dedicate ai processori per notebook e dispositivi mobili, una parte consistente dei vantaggi prestazionali offerti da Kaby Lake deriva dall’affinamento del processo produttivo a 14 nanometri che ora si chiama 14+nm.
I transistor prodotti con questa tecnologia hanno un fin (l’aletta di silicio che costituisce il canale tridimensionale che collega il source e il drain) più alto e un pitch (la distanza tra source e drain) più largo; un pitch maggiore, a parità di altre condizioni, richiederebbe una maggiore differenza di potenziale, ma in questo caso non è stato necessario apportare cambiamenti grazie alle modifiche sull’altezza del fin.
La piattaforma desktop per Kaby Lake
Per utilizzare uno dei processori con architettura Kaby Lake-S è necessario possedere una delle nuove piattaforme con chipset della serie 200, oppure una scheda madre di generazione precedente con chipset della serie 100. I processori Intel Core di settima e di sesta generazione condividono, infatti, sia l’architettura sia il socket LGA1151 e per questo motivo le rispettive generazioni di schede madri sono compatibili con entrambe le famiglie di processori.
Lo schema generale del chipset Intel Z270.
Per approfondire i dettagli relativi alla nuova famiglia di chipset – Intel ne ha rilasciati cinque – e di schede madri che supportano i processori Intel con architettura Kaby Lake vi consigliamo di leggere le anteprime relative alla schede madri MSI Z270 Gaming Pro Carbon e Gigabyte Z270X Gaming 5. Vi rimandiamo invece all’articolo completo pubblicato sul numero di PC Professionale per un approfondimento ulteriore.
Un assaggio della prova di Kaby Lake
Per analizzare le prestazioni del nuovo processore Intel Core i7 7700K e metterle a confronto con quelle dei precedenti modelli Intel Core i7 6700K e Core i7 4790K abbiamo allestito due differenti piattaforme. La prima, con socket LGA1151 e compatibile con i modelli Core i7 7700K e Core i7 6700K, utilizza una scheda madre MSI Z270 Gaming Carbon con chipset Intel Z270; la seconda, con socket LGA1150 e compatibile con il processore Core i7 4790K, utilizza una scheda madre Gigabyte Z97M Gaming 5 con chipset Intel Z97.
Per rilevare le prestazioni ci siamo avvalsi di diverse suite di test: BAPCo SYSmark 2014, Futuremark PCMark 8, Futuremark 3DMark, Maxon Cinebench R15, Geekbench Pro 4, Handbrake e AIDA64. Nelle nostre suite di test abbiamo volutamente evitato di inserire prove con titolo videoludici in quanto le prestazioni sono fortemente influenzate dalla scheda grafica. Abbiamo evitato di eseguire prove grafiche approfondite sul comparto grafico integrato in quanto i processori che abbiamo analizzato sono utilizzati in configurazioni all’interno delle quali è prevista praticamente sempre una scheda grafica discreta.
I risultati che abbiamo registrato nel corso dei test mostrano la strettissima parentela che sussiste tra Kaby Lake e Skylake. Le differenze di prestazioni spaziano tra valori percentuali sotto l’unità a pochi punti percentuali. Sia nella configurazione con grafica discreta sia in quella che sfrutta la grafica integrata le due unità Core i7 7700K e 6700K sono rimaste sempre vicinissime. Di fatto possiamo dire che dove presenti le differenze sono imputabili quasi unicamente alla frequenza operativa dei due processori.
Il discorso cambia quando prendiamo in considerazione il processore Core i7 4790K con la versione aggiornata dell’architettura Haswell perché in questo caso – sebbene la frequenza del Core i7 della serie Devil’s Canyon sia simile a quella dei più recenti Core i7 top di gamma – la differenza di prestazioni in termini percentuali raggiunge in alcuni casi anche valori compresi tra il 15% e il 25%.
In questa tabella trovate i risultati fatti segnare dal processore Intel Core i7 7700K.
Nella tabella che vi proponiamo in questa anteprima potete leggere i risultati che abbiamo rilevato durante la prova del processore Intel Core i7 7700K, mentre nella tabella completa presente sul numero di PC Professionale trovate anche quelli relativi ai processori Intel Core i7 6700K e Intel Core i7 4790K. Le prove sono state eseguite sia con una scheda grafica discreta (una GeForce GTX 1080) sia sfruttando il comparto grafico integrato nel processore.