Тестування Xeon E5-2640 v4: 10 ядер Broadwell в актуальних іграх і програмах

З недавнього часу серверні 14-нм процесори Intel Broadwell для роз’єму LGA 2011 v3 стали стрімко дешевшати. Дійшло до того, що чіп Xeon E5-2640 v4, що коштувавший близько року тому $15-20, на сьогоднішній день втратив у ціні більш ніж удвічі.

Процессор	Ціна
Ryzen 5 3600	$75-85
Ryzen 5 1600X	$35-45*
Ryzen 7 1800X	$60-75*
Core i3-10100F	$55-60
Core i5-10400F	$95-100
Core i3-12100F	$95-105
Core i5-12400F	$145-155
Core i7-11700K	$250-300
Xeon E5-2630 v3	$5-7*
Xeon E5-2670 v3	$9-12*
Xeon E5-2640 v4	$6-8*

У цьому матеріалі ми розберемося, чи варто звертати свою увагу на найдешевшого представника багатоядерної лінійки процесорів Intel Broadwell у реаліях 2024 року, чи традиційні чіпи серії Haswell так і залишаться більш резонним вибором для створення ультра-бюджетних збірок. Для початку, давайте поглянемо на нашого піддослідного.

Процесор

Маркування тестового зразка SR2NZ. Перед нами релізна версія серверного CPU у tray виконанні.

В основі процесора Intel Xeon E5-2640 v4 лежить 10-ядерний, 14-нм кристал ревізії M0, заснований на архітектурі Intel Broadwell-E. Цей “камінчик” здатний працювати як в однопроцесорній конфігурації, так і в двопроцесорній, проте в нашому випадку використовується перший варіант.

Чіп має у своєму розпорядженні 256 KB кеш-пам’яті другого рівня на ядро і загальний, ємний кеш третього рівня в розмірі 25 MB. Даний CPU розрахований на встановлення в материнські плати з роз’ємом LGA 2011 v3, його номінальна частота дорівнює 2400 МГц, однак за допомогою технології Turbo Boost вона може зростати до 3400 МГц для одного ядра, і до 2600 МГц для всіх 10 ядер, 20 потоків.

Так, ви все правильно прочитали: саме 2600 МГц буде бачити користувач у більшості ігор і ПЗ, оскільки, на відміну від Haswell, анлок турбобуста у Broadwell недоступний.

Рівень TDP даного чіпа встановлений на позначці 95 ват. Але судячи з наших вимірів, досягти такого енергоспоживання можна лише у вузькоспеціалізованих бенчмарках на кшталт LinX із застосуванням інструкцій AVX2. В іншому, TDP E5-2640 v4 не перевищує 60-75 ват. Таким чином, для охолодження цього CPU буде достатньо практично будь-якого наявного кулера.

Швидкість вбудованого в процесор контролера пам’яті (КП) і кешу L3 у 2640 v4, так само, як і в усієї серії чіпів v3, не прив’язана до частоти ядер і використовує свій власний дільник. У нашому випадку це 2700 МГц.

Щодо підтримуваної частоти оперативної пам’яті, то офіційно, максимальна швидкість ОЗП, з якою 2640 v4 в змозі функціонувати, обмежена чотириканальною DDR4-2133 MHz. І на жаль, змінити це оверклокінгом, або іншими методами неможливо.

Так само хотілося б зазначити, що Xeon E5-2640 v4 підтримує весь актуальний набір процесорних інструкцій, включно з уже забутими самою компанією Intel TSX. Втім, у деяких випадках ця технологія все ще здатна прискорити складні обчислення.

Тестовий стенд, ПЗ і налаштування CPU

Resizable BAR був активований на платформах, які мають підтримку оного в BIOS.

Тестовий стенд

• Процесори Intel: Core i3-10100F, Core i5-10400F, Core i7-11700K, Core i3-12100F, Core i5-12400F, Xeon E5-2630 v3, Xeon E5-2670 v3, Xeon E5-2640 v4;
• Процесори AMD: Ryzen 5 1600X, Ryzen 7 1800X, Ryzen 5 3600;
• Охолодження процесорів: Cooler Master Hyper 212 Black Edition (RR-212S-20PK-R1);
• Оперативна пам’ять для LGA 1200, LGA 1700 і AM4: 2 планки по 8 GB Corsair Vengeance RGB PRO (CMW16GX4M2C3600C18), загальним об’ємом 16 GB (чипи Micron E-Die);
• Оперативна пам’ять для LGA 2011 v3: 4 планки по 4 GB G.SKILL DDR4 F4-2400C15S-4GNT, загальним об’ємом 16 GB (чіпи Hynix MFR);
• Материнська плата LGA 1200: GIGABYTE Z490 AORUS ELITE AC для Core i7-11700K, ASUS PRIME B560M-A для Core i3-10100F і Core i5-10400F;
• Материнська плата LGA 1700: MSI PRO Z690-A DDR4 (MS-7D25);
• Материнська плата LGA 2011 v3: Kllisre X99-D8 (AD12) з модифікованим BIOS (Unlock Turbo Boost, Undervolt, а також розблокована можливість керування таймінгами);
• Материнська плата AM4: ASUS TUF GAMING B450M-PRO II;
• Відеокарта: PALIT GAMEROCK GeForce RTX 3090 24 GB (~1900/19000 MHz, Power Limit 113%);
• SSD-накопичувачі: 2 x KINGSTON SUV400S37120G 120,0 GB (AMD/Intel Windows 11), SAMSUNG 870 EVO 1 TB (Ігри/Додатки);
• Блок живлення: Chieftec GPS-1250C.

Програмне забезпечення

• Операційна система: Windows 11 Pro x64 з останніми оновленнями на лютий 2024 року. Ізоляцію ядра/цілісність пам’яті вимкнено;
• Драйвера відеокарти: NVIDIA GeForce 551.23 WHQL;
• ПЗ для виміру FPS: MSI Afterburner 4.6.5;
• Ігри: тестування проводилося на актуальних версіях ігор станом на лютий 2024 року;
• Налаштування ігор: тестування проводилося на максимально можливих налаштуваннях графіки в роздільній здатності 1080p.

Налаштування тестуємих процесорів

• Процесори Intel:
  • Core i3-10100F@3600-4300 MHz, Dual Chanel DDR4@2667 MHz (motherboard auto: 16-18-18-36);
  • Core i3-10100F@3600-4300 MHz, Dual Chanel DDR4@4000 MHz (16-21-21-42), IO voltage – 1,2v, SA voltage – 1.2v, DDR4 voltage — 1.420v;
  • Core i5-10400F@2900-4300 MHz, Dual Chanel DDR4@2667 MHz (motherboard auto: 16-18-18-36);
  • Core i5-10400F@2900-4300 MHz, Dual Chanel DDR4@4000 MHz (16-21-21-42), IO voltage – 1,2v, SA voltage – 1.2v, DDR4 voltage — 1.420v;
  • Core i7-11700K@3600-5000 MHz, Dual Chanel DDR4@3200 MHz (motherboard auto: 16-18-18-36);
  • Core i7-11700K@4800 MHz, UnCore@4400 MHz, Dual Chanel DDR4@3600 MHz (16-19-19-38) GEAR 1, vCore voltage – 1.33v, mem-IO voltage – 1.2v, SA voltage – 1.23v, DDR4 voltage – 1.36v;
  • Core i3-12100F@3300-4300 MHz, Dual Chanel DDR4@3200 MHz (motherboard auto: 18-19-19-39) GEAR 1;
  • Core i3-12100F@3300-4300 MHz, Dual Chanel DDR4@3600 MHz (16-19-19-38) GEAR 1;
  • Core i5-12400F@2500-4400 MHz, Dual Chanel DDR4@3200 MHz (motherboard auto:18-19-19-39) GEAR 1;
  • Core i5-12400F@2500-4400 MHz, Dual Chanel DDR4@3600 MHz (16-19-19-38) GEAR 1;
  • Xeon E5-2630 v3@3200 MHz (Unlock Turbo Boost на графіках UTB), vCore -60mv, UnCore -50mv, SA -50mv, Quad-Channel DDR4@1866 MHz (10-10-10-24);
  • Xeon E5-2670 v3@3100 MHz (Unlock Turbo Boost на графіках UTB), vCore -50mv, UnCore -50mv, SA -50mv, Quad-Channel DDR4@2133 MHz (12-12-12-35).
  • Xeon E5-2640 v4@2400-3400 MHz, Quad-Channel DDR4@2133 MHz (12-12-12-28).
• Процесори AMD:
  • Ryzen 5 1600X@3600-4000 MHz, Dual Chanel DDR4@2667 MHz (motherboard auto: 18-18-18-44);
  • Ryzen 5 1600X@4000 MHz, Dual Chanel DDR4@3600 MHz (16-19-16-38), vCore voltage – 1.42v, SOC voltage — 1.075v, cLDO VDDP voltage – 0.975v, DDR4 voltage — 1.350v;
  • Ryzen 7 1800X@3600-4000 MHz, Dual Chanel DDR4@2667 MHz (motherboard auto: 18-18-18-44);
  • Ryzen 7 1800X@3900 MHz, Dual Chanel DDR4@3600 MHz (16-19-16-38), vCore voltage – 1.4v, SOC voltage — 1.1v, cLDO VDDP voltage – 1.025v, DDR4 voltage — 1.350v;
  • Ryzen 5 3600@3600-4200 MHz, Dual Chanel DDR4@3200 MHz (motherboard auto: 22-22-22-53) Infinity Fabric@1600 MHz (1:1);
  • Ryzen 5 3600@4325 MHz, Dual Chanel DDR4@3733 MHz (16-19-16-38) Infinity Fabric@ 1866 MHz (1:1), vCore voltage – 1.39v, SOC voltage — 1.125v, cLDO VDDP voltage – 1.075v, VDDG CCD voltage – 1.025v, VDDG IOD voltage – 1.025v, DDR4 voltage — 1.380v;

Практично про всіх випробовуваних детальніше ви зможете дізнатися з наших повноцінних матеріалів, або зазирнувши в розділ блоги, куди потрапляють невеликі замітки.

Окремо нагадаємо методику тестування процесорів: кожен бенчмарк/додаток/гру проганяли по п’ять разів, далі ми обчислювали середній показник серед п’яти прогонів, і він записувався в підсумкові результати. Всі ігри та програми були встановлені саме на SSD.

Результати тестування

Архівація даних

7-Zip

Популярний безкоштовний файловий архіватор 7-Zip підтримує кілька алгоритмів стиснення і безліч форматів даних, включно з власним форматом 7z c високоефективним алгоритмом стиснення LZMA. Цей архіватор здатний задіяти величезну кількість потоків процесора, а також непогано відгукується на підвищення частоти оперативної пам’яті.

File compressing

File decompressing

3D-рендеринг

Blender

Blender – це універсальний безкоштовний пакет програм для створення 3D-зображень з відкритим вихідним кодом. Він підтримує весь цикл 3D-моделювання – починаючи від риггінгу, анімації, симуляції, рендерінгу, композитингу та моушн-трекінгу, і закінчуючи відеомонтажем і створенням ігор.

Ми проводимо тест на швидкість CPU-рендерингу за допомогою вбудованого в Blender рушія Cycles і сцени BMW.

Corona 10 Benchmark

Corona 10 Benchmark заснований на популярному серед професіоналів рендер-движку Corona 10. Цей рушій доступний для візуалізації сцен у 3ds Max і Cinema 4D. Бенчмарк оцінює швидкість рендеру на центральних процесорах із застосуванням власних технологій.

Cinebench R23

З недавнього часу застаріла, але все ще актуальна версія бенчмарка вельми популярного редактора для комп’ютерної 3D-анімації, моделювання, симуляції та рендерингу Cinema 4D.

Singlecore score

Multicore score

Cinebench R24

Новітня версія бенчмарка вельми популярного редактора для комп’ютерної 3D-анімації, моделювання, симуляції та рендерингу Cinema 4D. Починаючи з цього релізу, для запуску основного CPU тесту необхідна підтримка процесором набору інструкцій AVX2.

Singlecore score

Multicore score

V-Ray 6 Benchmark

Актуальна версія бенчмарка рендер-рушія V-Ray. Різноманітні версії цього продукту доступні для безлічі рішень, зокрема 3DS Max, Maya, Cinema 4D, Blender і Unreal Engine.

xNormal – запекание текстурных карт

Зовнішні програми для запікання текстур уже на так популярні, проте xNormal все ще користуються десятки тисяч розробників ігор. І все завдяки вельми зручному інтерфейсу та безлічі корисних функцій.

Normal Map render

Ambient Occlusion Map render

Загальна продуктивність

CPU-z Benchmark

Бенчмарк інформаційної утиліти CPU-z мало що може розповісти про реальну продуктивність центрального процесора, і на даний момент, скоріше є необов’язковим. Однак, за давньою традицією ми проводимо тести і у цій дисципліні.

Singlecore score

Multicore score

Geekbench 6

Даний бенчмарк вимірює одноядерну і багатоядерну продуктивність процесора в безлічі типів завдань – від перевірки електронної пошти до фотографування і відтворення музики або всього цього одночасно. Крім цього, Geekbench 6 вимірює продуктивність у нових сферах застосування CPU, таких як доповнена реальність і машинне навчання.

Singlecore score

Multicore score

Кодування відео

HandBrake

HandBrake – це безкоштовна програма з відкритим вихідним кодом для конвертації відео практично з будь-якого формату в низку сучасних, широко підтримуваних кодеків, як-от AV1, H265, H264 і безліч інших.

Кодек – AV1

Кодек – H265

Інтернет-серфінг

JetStream 2.1

JetStream 2.1 – це набір еталонних тестів на JavaScript і WebAssembly, орієнтований на найсучасніші браузери і веб-додатки. Згідно з нашими спостереженнями, більшість підтестів усередині бенчмарка здатні задіяти до 4 потоків, що вельми типово для веб-серфінгу.

Speedometer 2.1

Speedometer тестує відгукливість веб-додатків у браузері. Бенчмарк імітує дії користувача з додавання, завершення та видалення пунктів у списку справ за допомогою кількох прикладів TodoMVC. Деякі викликають DOM API безпосередньо з ECMAScript 5 (ES5), ECMASCript 2015 (ES6), ES6, транспілірованого в ES5, і Elm, транспілірованого в ES5. Інші використовують один з одинадцяти популярних JavaScript-фреймворків: React, React with Redux, Ember.js, Backbone.js, AngularJS, (новий) Angular, Vue.js, jQuery, Preact, Inferno і Flight.

Kraken 1.1

Kraken – це бенчмарк продуктивності JavaScript, створений Mozilla, який вимірює швидкість виконання декількох різних тестових прикладів, узятих з реальних додатків і бібліотек. Підтести охоплюють обробку звуку за допомогою бібліотеки DSP.js, операції з фільтрації зображень, парсинг JSON, а також криптографічні операції.

У програмному середовищі процесор Xeon E5-2640 v4 виявився відносно непоганим. Згідно з нашими дослідженнями, в архівації файлів цей чіп можна порівняти з розігнаним Ryzen 7 1800X і стоковим Ryzen 5 3600. У багатопотоковому рендерингу 2640 v4 виступає на рівні з Core i5-10400F і Core i3-12100F. А ось у кодуванні відео не все так райдужно: швидкість енкодингу на 10-ядерному Broadwell аналогічна такій на розігнаному Ryzen 5 1600X, 2630 v3 і Core i3-10100F.

У повсякденних завданнях E5-2640 v4 демонструє цілком гідну продуктивність, проте, варто зазначити, що відгукливість веб-сторінок і веб-додатків на 10-ядерному Broadwell все ж викликає невеликий дискомфорт.

Ігри, синтетика

3DMark Time Spy

Time Spy – це DirectX 12-бенчмарк для ігрових ПК під управлінням Windows 10/11. Завдяки створеному з нуля рушію, Time Spy підтримує всі нові функції API DirectX 12: асинхронні обчислення, AMD Crossfire і NVIDIA SLI, а також багатопоточність.

Игры

Assassins Creed Valhalla

Актуальна основна частина франшизи Assassins Creed. Гра побудована на рушії Ubisoft Anvil, і здатна повноцінно задіяти до 12 обчислювальних потоків. Частково 16-24 потоки.

Baldur’s Gate 3

Одна з найкращих покрокових рольових ігор сучасності, і найкраща гра минулого року. Baldur’s Gate 3 базується на рушії Divinity 4.0 Engine, який може утилізувати до 16 потоків, однак найкраще рушій працює з 12-потоковими “камінцями”. Окрім цього, варто зазначити, що проєкт має вкрай високу деталізацію, через що часто звертається до оперативної пам’яті. Як наслідок – Baldur’s Gate 3 “полюбляє” ємний кеш третього рівня та високочастотну ОЗП.

Наша тестова сцена розташована в місті Врата Балдура, це третій акт гри.

Cyberpunk 2077

Останнє на цей момент творіння студії CD Projekt RED засноване на рушії REDengine 4 і здатне задіяти понад 16 потоків центрального процесора. Так само, гра вкрай позитивно реагує на збільшення частоти оперативної пам’яті та зниження її затримок.

Ray Tracing – ON, Path Tracing – ON

Ray Tracing – OFF, Path Tracing – OFF

Far Cry 6

Цей проєкт побудовано на рушії Dunia Engine v2. Усе своє вельми тривале життя, ще з другого Far Cry, цей рушій славився своєю слабкою оптимізацією під багатопотокові CPU. За нашими спостереженнями, гра здатна більш-менш адекватно працювати з вісьмома потоками. Деякі чіпи, що несуть на своєму борту понад 10 ядер і при цьому мають технологію SMT/HT (одночасне опрацювання двох, або більше потоків на одному ядрі), можуть навпаки – втрачати в продуктивності в цій грі. Втім, це стосується далеко не всіх наявних CPU.

Ray Tracing – ON

Ray Tracing – OFF

Marvel’s Spider-Man Miles Morales

Колишній ексклюзив консолі PlayStation Marvel’s Spider-Man Miles Morales, являє собою відносно легкотравний ПК-порт. Загалом, рушій власної розробки Insomniac Games в змозі використовувати багатоядерні CPU за призначенням, однак водночас, стабільність роботи ігор на його основі сильно страждає і залишає бажати кращого.

Ray Tracing – ON

Ray Tracing – OFF

Starfield

Starfield – це нова резонансна гра від вельмишановного гуру Тодда Говарда. Проєкт заснований на доопрацьованій версії рушія Creation Engine 2, що використовувався ще в Fallout 4. Втім, тут ключове слово “доопрацьованому”. Студія Bethesda не збрехала у своїх заявах. Безумовно, актуальну версію Creation Engine можна сварити за багато за що (огидну роботу з накопичувачами, погану оптимізацію для актуальних відеокарт тощо), однак розробники вельми серйозно оптимізували свій код під багатопотокові процесори.

Наша тестова сцена розташована в центрі міста Нова Атлантида, або New Atlantis – як вам завгодно. Для виміру FPS використовується відрізок від посадкового майданчика до центральної площі.

The Witcher 3 Next-Gen Update 4.04

Оновлена версія The Witcher 3 перейшла на поліпшену версію рушія REDengine 3 з підтримкою Ray Tracing, однак проєкт не був готовий до таких складних змін і у підсумку гра стала набагато вимогливішою, ніж той же Cyberpunk 2077.

Next-Gen Update вкрай процесоро-залежний, при цьому адекватно утилізувати потужні CPU з вісьмома і більше ядрами він не здатний. Максимально ефективно The Witcher 3 працює на 6-ядерних, 12-потокових чіпах. Крім цього, REDengine 3 досить непогано відгукується на високочастотну ОЗП.

Ray Tracing – ON

Ray Tracing – OFF

Watch Dogs Legion

Третя частина франшизи Watch Dogs найімовірніше заснована на поліпшеному рушію Disrupt 2. З самого релізу першої частини, проєкти цієї серії ігор досить непогано працювали з багатоядерними CPU. Legion – не виняток. Гра без особливих проблем здатна утилізувати понад 20 потоків, а також позитивно реагує на високочастотну пам’ять.

Ray Tracing – ON

Ray Tracing – OFF

RPCS3, Red Dead Redemption

RPCS3 – найпопулярніший емулятор консолі PlayStation 3. ПЗ чудово розпаралелює компіляцію шейдерів на величезну кількість потоків, однак коли справа доходить до самої емуляції ігор, то якість розподілу навантаження істотно падає. Безумовно, все залежить від конкретної гри, однак за нашими спостереженнями найкраще себе показують актуальні CPU з 6-8 ядрами і високою частотою.

Крім цього, відчутну надбавку продуктивності можна отримати від таких наборів інструкцій як AVX-512 і TSX. Втім, у випадку останньої, іноді спостерігається нестабільна робота деяких проектів.

Налаштування емулятора для Red Dead Redemption: SPU block size – Mega, ZCULL accuracy – Relaxed, Write color buffers – On, Sleep timers accuracy – As Host, RSX FIFO accuracy – Atomic, роздільна здатність 1080p.

Навіть без тестів було цілком очевидно, що ігри – це слабка сторона Xeon E5-2640 v4. У 90% проєктів частота чіпа не перевищувала максимальний буст на всі ядра (2600 МГц), і тільки в рідкісних винятках на кшталт Far Cry 6 вона досягала 2700-2800 МГц. Втім, Broadwell все ж зміг нас трохи здивувати.

У більшості ігор Xeon E5-2640 v4 виступає на рівні зі стоковими Ryzen 5 1600X, Ryzen 7 1800X, Core i3-10100F, а також Xeon E5-2630 v3. У деяких проєктах він злегка виривається вперед (Cyberpunk 2077, Marvel’s Spider-Man Miles Morales, Starfield і Watch Dogs Legion), а десь навпаки – відстає від них (Assassins Creed Valhalla, Baldur’s Gate 3, Far Cry 6, The Witcher 3 Next-Gen Update і емулятор RPCS3).

Якщо ж дивитися виключно на показники кадрової частоти, то за рідкісними винятками (Baldur’s Gate 3), E5-2640 v4 цілком непогано справляється з актуальними іграми на максимальних налаштуваннях якості графіки.

Підсумок

Рівно як і слід було очікувати, чудес продуктивності “найдоступніший багатоядерний Broadwell” продемонструвати не зміг. Безумовно, в добре розпаралелених обчисленнях на кшталт рендерингу, E5-2640 v4 може змагатися з E5-2630 v3, і навіть злегка обганяти його. Водночас в іграх він часто слабший за 8-ядерний Haswell.

З відчутних плюсів 2640 v4, хотілося б відзначити вкрай низьке енергоспоживання і тепловиділення. Якщо ви розглядаєте можливість побудови власного сервера або рендер-ферми, що функціонують практично цілодобово, то цей процесор, безумовно, буде гарним вибором, і вже точно кращий від безлічі Xeon v3-серії з їхнім надмірним TDP (особливо для китайських плат).

В іншому, 8-12-ядерні Haswell з можливістю Unlock Turbo boost, все ще залишаються чудовим вибором для ультра-бюджетного геймінгу, і створення різноманітного цифрового контенту.