Тестирование Xeon E5-2640 v4: 10 ядер Broadwell в актуальных играх и программах

С недавнего времени серверные 14-нм процессоры Intel Broadwell для разъема LGA 2011 v3 стали стремительно дешеветь. Дошло до того, что чип Xeon E5-2640 v4, оценивающийся около года назад в $15-20, на сегодняшний день потерял в цене более чем в два раза.

Процессор	Цена
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*

В данном материале мы разберемся, стоит ли обращать свое внимание на самого дешевого представителя многоядерной линейки процессоров Intel Broadwell в реалиях 2024 года, или же традиционные чипы серии Haswell так и останутся более резонным выбором для создания ультра-бюджетных сборок. Для начала, давайте взглянем на нашего подопытного.

Процессор

Маркировка тестового образца SR2NZ. Перед нами релизная версия серверного CPU в tray исполнении.

В основе процессора Intel Xeon E5-2640 v4 лежит 10-ядерный, 14-нм кристалл ревизии M0, основанный на архитектуре Intel Broadwell-E. Этот “камушек” способен работать как в однопроцессорной конфигурации, так и в двухпроцессорной, однако в нашем случае используется первый вариант.

Чип имеет в своем расположении 256 KB кэш-памяти второго уровня на ядро и общий, емкий кэш третьего уровня в размере 25 MB. Данный CPU рассчитан на установку в материнские платы с разъемом LGA 2011 v3, его номинальная частота равна 2400 МГц, однако при помощи технологии Turbo Boost она может возрастать до 3400 МГц для одного ядра, и до 2600 МГц для всех 10 ядер, 20 потоков. Да, вы все правильно прочли: именно 2600 МГц будет видеть пользователь в большинстве игр и ПО, так как в отличии от Haswell, анлок турбобуста у Broadwell недоступен.

Уровень TDP данного чипа установлен на отметке 95 ватт. Но судя по нашим замерам, достигнуть такого энергопотребления и тепловыделения можно лишь в узкоспециализированных бенчмарках вроде LinX с применениям инструкций AVX2. В остальном, TDP E5-2640 v4 не превышает 60-75 ватт. Таким образом, для охлаждения этого CPU будет достаточно практически любого существующего кулера.

Скорость встроенного в процессор контроллера памяти (КП) и кэша L3 у 2640 v4, ровно как и у всей серии чипов v3 не привязана к частоте ядер, и использует свой собственный делитель. В нашем случае это 2700 МГц.

Что до поддерживаемой частоты оперативной памяти, то официально максимальная скорость ОЗУ, с которой 2640 v4 в состоянии функционировать, ограничена четырехканальной DDR4-2133 MHz. И, к сожалению, изменить это оверклокингом, либо иными методами невозможно.

Так же хотелось бы отметить, что Xeon E5-2640 v4 поддерживает весь актуальный набор процессорных инструкций, включая уже позабытые самой компанией Intel TSX. Впрочем, в некоторых случаях эта технология все еще способна ускорить сложные вычисления.

Тестовый стенд, ПО и настройки CPU

Resizable BAR был активирован на платформах, которые имеют поддержку оного в BIOS.

Тестовый стенд

• Процессоры 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;
• Процессоры AMD: Ryzen 5 1600X, Ryzen 7 1800X, Ryzen 5 3600;
• Охлаждение процессоров: Cooler Master Hyper 212 Black Edition (RR-212S-20PK-R1);
• Оперативная память для LGA 1200, LGA 1700 и AM4: 2 планки по 8 GB Corsair Vengeance RGB PRO (CMW16GX4M2C3600C18), общим объемом в 16 GB (чипы Micron E-Die);
• Оперативная память для LGA 2011 v3: 4 планки по 4 GB G.SKILL DDR4 F4-2400C15S-4GNT, общим объемом в 16 GB (чипы Hynix MFR);
• Материнская плата LGA 1200: GIGABYTE Z490 AORUS ELITE AC для Core i7-11700K, ASUS PRIME B560M-A для Core i3-10100F и Core i5-10400F;
• Материнская плата LGA 1700: MSI PRO Z690-A DDR4 (MS-7D25);
• Материнская плата LGA 2011 v3: Kllisre X99-D8 (AD12) с модифицированным BIOS (Unlock Turbo Boost, Undervolt, а так же разблокирована возможность управления таймингами);
• Материнская плата AM4: ASUS TUF GAMING B450M-PRO II;
• Видеокарта: PALIT GAMEROCK GeForce RTX 3090 24 GB (~1900/19000 MHz, Power Limit 113%);
• Твердотельные накопители: 2 x KINGSTON SUV400S37120G 120,0 GB (AMD/Intel Windows 11), SAMSUNG 870 EVO 1 TB (Игры/Приложения);
• Блок питания: Chieftec GPS-1250C.

Программное обеспечение

• Операционная система: Windows 11 Pro x64 с последними обновлениями на февраль 2024 года. Изоляция ядра/целостность памяти отключена;
• Драйвера видеокарты: NVIDIA GeForce 551.23 WHQL;
• ПО для замера FPS: MSI Afterburner 4.6.5;
• Игры: тестирование проводилось на актуальных версиях игр по состоянию на февраль 2024 года;
• Настройки игр: тестирование проводилось на максимально возможных настройках графики в разрешении 1080p.

Настройки тестируемых процессоров

• Процессоры 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 графиках 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 графиках 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).
• Процессоры 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;

Практически обо всех испытуемых более подробно вы сможете узнать из наших полноценных материалов, или заглянув в раздел блоги, куда попадают небольшие заметки.

Отдельно напомним методику тестирования процессоров: каждый бенчмарк/приложение/игра прогонялась по пять раз, далее нами вычислялся средний показатель среди пяти прогонов и он записывался в итоговые результаты. Все игры и приложения были установлены именно на SSD.

Результаты тестирования

Архивация данных

7-Zip

Популярнейший бесплатный файловый архиватор 7-Zip поддерживает несколько алгоритмов сжатия и множество форматов данных, включая собственный формат 7z c высокоэффективным алгоритмом сжатия LZMA. Данный архиватор способен задействовать огромное количество потоков процессора, а так же не плохо отзывается на повышение частоты оперативной памяти.

File compressing

File decompressing

3D-рендеринг

Blender

Blender – это универсальный бесплатный пакет программ для создания 3D-изображений с открытым исходным кодом. Он поддерживает весь цикл 3D-моделирования – начиная от риггинга, анимации, симуляции, рендеринга, композитинга и моушн трекинга, и заканчивая видеомонтажом и созданием игр.

Мы проводим тест на скорость CPU-рендеринга при помощи встроенного в Blender движка Cycles и сцены BMW.

Corona 10 Benchmark

Corona 10 Benchmark основан на популярном среди профессионалов рендер-движке Corona 10. Данный движок доступен для визуализации сцен в 3ds Max и Cinema 4D. Бенчмарк оценивает скорость рендера на центральных процессорах с применением собственных технологий.

Cinebench R23

С недавнего времени устаревшая, но все еще актуальная версия бенчмарка весьма популярного редактора для компьютерной 3D-анимации, моделирования, симуляции и рендеринга Cinema 4D.

Singlecore score

Multicore score

Cinebench R24

Новейшая версия бенчмарка весьма популярного редактора для компьютерной 3D-анимации, моделирования, симуляции и рендеринга Cinema 4D. Начиная с данного релиза, для запуска основного CPU теста необходима поддержка процессором набора инструкций AVX2.

Singlecore score

Multicore score

V-Ray 6 Benchmark

Актуальная версия бенчмарка рендер-движка V-Ray. Разнообразные версии данного продукта доступны для множества решений, включая 3DS Max, Maya, Cinema 4D, Blender и Unreal Engine.

xNormal – запекание текстурных карт

Внешние программы для запекания текстур уже на так популярны, однако xNormal все еще пользуются десятки тысяч разработчиков игр. И все благодаря весьма удобному интерфейсу и множеству полезных функций.

Normal Map render

Ambient Occlusion Map render

Общая производительность

CPU-z Benchmark

Бенчмарк информационной утилиты CPU-z мало что может рассказать о реальной производительности центрального процессора, и на данный момент, скорее является необязательным. Однако, по давней традиции мы проводим тесты и в этой дисциплине.

Singlecore score

Multicore score

Geekbench 6

Данный бенчмарк измеряет одноядерную и многоядерную производительность процессора в множестве типов задач – от проверки электронной почты до фотографирования и воспроизведения музыки или всего этого одновременно. Кроме этого, Geekbench 6 измеряет производительность в новых областях применения CPU, таких как дополненная реальность и машинное обучение.

Singlecore score

Multicore score

Кодирование видео

HandBrake

HandBrake – это бесплатная программа с открытым исходным кодом для конвертирования видео практически из любого формата в ряд современных, широко поддерживаемых кодеков, таких как AV1, H265, H264 и множество других.

Кодек – AV1

Кодек – H265

Интернет-серфинг

JetStream 2.1

JetStream 2.1 – это набор эталонных тестов на JavaScript и WebAssembly, ориентированный на самые современные браузеры и веб-приложения. Согласно нашим наблюдениям, большинство подтестов внутри бенчмарка способны задействовать до 4 потоков, что весьма типично для веб-серфинга.

Speedometer 2.1

Speedometer тестирует отзывчивость веб-приложений в браузере. Бенчмарк имитирует действия пользователя по добавлению, завершению и удалению пунктов в списке дел с помощью нескольких примеров TodoMVC. Некоторые вызывают DOM API непосредственно из ECMAScript 5 (ES5), ECMASCript 2015 (ES6), ES6, транспилированного в ES5, и Elm, транспилированного в ES5. Другие используют один из одиннадцати популярных JavaScript-фреймворков: React, React with Redux, Ember.js, Backbone.js, AngularJS, (новый) Angular, Vue.js, jQuery, Preact, Inferno и Flight.

Kraken 1.1

Kraken – это бенчмарк производительности JavaScript, созданный Mozilla, который измеряет скорость выполнения нескольких различных тестовых примеров, взятых из реальных приложений и библиотек. Подтесты включают в себя обработку звука с помощью библиотеки DSP.js, операции по фильтрации изображений, парсинг JSON, а так же, криптографические операции.

В программной среде процессор Xeon E5-2640 v4 оказался относительно неплох. Согласно нашим исследованиям, в архивации файлов данный чип сопоставим с разогнанным Ryzen 7 1800X и стоковым Ryzen 5 3600. В многопоточном рендеринге 2640 v4 выступает на уровне с Core i5-10400F и Core i3-12100F. А вот в кодировании видео не все так радужно: скорость энкодинга на 10-ядерном Broadwell аналогична таковой на разогнанном Ryzen 5 1600X, 2630 v3 и Core i3-10100F.

В повседневных задачах E5-2640 v4 демонстрирует вполне достойную продуктивность, тем не менее, стоит отметить что отзывчивость веб-страниц и веб-приложений на 10-ядерном Broadwell все же вызывает небольшой дискомфорт.

Игры, синтетика

3DMark Time Spy

Time Spy – это DirectX 12-бенчмарк для игровых ПК под управлением Windows 10/11. Благодаря созданному с нуля движку, Time Spy поддерживает все новые функции API DirectX 12: асинхронные вычисления, AMD Crossfire и NVIDIA SLI, а так же многопоточность.

Игры

Assassins Creed Valhalla

Актуальная крупная часть франшизы Assassins Creed. Игра построена на движке Ubisoft Anvil, и способна полноценно задействовать до 12 вычислительных потоков. Частично 16-24 потока.

Baldur’s Gate 3

Одна из лучших пошаговых ролевых игр современности, и лучшая игра прошлого года. Baldur’s Gate 3 основана на движке Divinity 4.0 Engine, который может утилизировать до 16 потоков, однако лучше всего движок работает с 12-поточными “камнями”. Кроме этого, стоит отметить, что проект имеет крайне высокую детализацию, из-за чего часто обращается в оперативную память. Как следствие – Baldur’s Gate 3 “любит” емкий кэш третьего уровня и высокочастотную ОЗУ.

Наша тестовая сцена находится в городе Врата Балдура, это третий акт игры.

Cyberpunk 2077

Последнее на данный момент творение студии CD Projekt RED основано на движке REDengine 4 и способно задействовать более 16 потоков центрального процессора. Так же, игра крайне позитивно реагирует на увеличение частоты оперативной памяти и снижение задержек оной.

Ray Tracing – ON, Path Tracing – ON

Ray Tracing – OFF, Path Tracing – OFF

Far Cry 6

Данный проект построен на движке Dunia Engine v2. Всю свою весьма продолжительную жизнь, еще со второго Far Cry, данный движок славился своей слабой оптимизацией под многопоточные CPU. По нашим наблюдениям, игра способна более-менее адекватно работать с восемью потоками. Некоторые чипы, несущие на своем борту более 10 ядер и при этом обладающие технологией SMT/HT (одновременная обработка двух, или больше потоков на одном ядре), могут наоборот – терять в производительности в этой игре. Впрочем, это касается далеко не всех существующих CPU.

Ray Tracing – ON

Ray Tracing – OFF

Marvel’s Spider-Man Miles Morales

Бывший эксклюзив консоли PlayStation Marvel’s Spider-Man Miles Morales, представляет из себя относительно удобоваримый ПК-порт. В целом, движок собственной разработки Insomniac Games в состоянии использовать многоядерные CPU по назначению, однако при этом, стабильность работы игр на его основе сильно страдает и оставляет желать лучшего.

Ray Tracing – ON

Ray Tracing – OFF

Starfield

Starfield – это новая нашумевшая игра от многоуважаемого гуру Тодда Говарда. Проект основан на доработанной версии движка Creation Engine 2, использовавшегося еще в Fallout 4. Впрочем, здесь ключевое слово “доработанном”. Студия Bethesda не соврала в своих заявлениях. Безусловно, актуальную версию Creation Engine можно ругать за многое (отвратительную работу с накопителями, плохую оптимизацию для актуальных видеокарт и так далее), однако разработчики весьма серьезно оптимизировали свой код под многотопочные процессоры.

Наша тестовая сцена находится в центре города Новая Атлантида, или New Atlantis – как вам угодно. Для замера FPS используется отрезок от посадочной площадки до центральной площади.

The Witcher 3 Next-Gen Update 4.04

Обновленная версия The Witcher 3 перешла на улучшенную версию движка REDengine 3 с поддержкой Ray Tracing, однако проект не был готов к столь сложным изменениям и в итоге, игра стала гораздо требовательной чем тот же Cyberpunk 2077.

Next-Gen Update крайне процессоро-зависим, при этом адекватно утилизировать мощные CPU c восемью и более ядрами он не способен. Максимально эффективно The Witcher 3 работает на 6-ядерных, 12-поточных чипах. Кроме этого, REDengine 3 весьма неплохо отзывается на высокочастотную ОЗУ.

Ray Tracing – ON

Ray Tracing – OFF

Watch Dogs Legion

Третья часть франшизы Watch Dogs вероятнее всего основана на улучшенном движке Disrupt 2. С самого релиза первой части, проекты этой серии игр весьма не плохо работали с многоядерными CPU. Legion – не исключение. Игра без особых проблем способна утилизировать более 20 потоков, а так же, позитивно реагирует на высокочастотную память.

Ray Tracing – ON

Ray Tracing – OFF

RPCS3, Red Dead Redemption

RPCS3 – самый популярный эмулятор консоли PlayStation 3. ПО отменно распараллеливает компиляцию шейдеров на огромное количество потоков, однако когда дело доходит до самой эмуляции игр, то качество распределения нагрузки существенно падает. Безусловно, все зависит от конкретной игры, однако по нашим наблюдениям лучше всего себя показывают актуальные CPU c 6-8 ядрами и высокой частотой.

Кроме этого, ощутимую прибавку производительности можно получить от таких наборов инструкций как AVX-512 и TSX. Впрочем, в случае последней, иногда наблюдается нестабильная работа некоторых проектов.

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

Даже без тестов было вполне очевидно, что игры – это слабая сторона Xeon E5-2640 v4. В 90% проектов частота чипа не превышала максимальный буст на все ядра (2600 МГц), и только в редких исключениях вроде Far Cry 6 она достигала 2700-2800 МГц. Впрочем, Broadwell все же смог нас немного удивить.

В большинстве игр Xeon E5-2640 v4 выступает на уровне со стоковыми Ryzen 5 1600X, Ryzen 7 1800X, Core i3-10100F, а так же Xeon E5-2630 v3. В некоторых проектах он слегка вырывается вперед (Cyberpunk 2077, Marvel’s Spider-Man Miles Morales, Starfield и Watch Dogs Legion), а где-то наоборот – отстает от них (Assassins Creed Valhalla, Baldur’s Gate 3, Far Cry 6, The Witcher 3 Next-Gen Update и эмулятор RPCS3).

Если же смотреть исключительно на показатели кадровой частоты, то за редкими исключениями (Baldur’s Gate 3), E5-2640 v4 вполне неплохо справляется с актуальными играми на максимальных настройках качества графики.

Итог

Ровно как и следовало ожидать, чудес производительности “самый доступный многоядерный Broadwell” продемонстрировать не смог. Безусловно, в хорошо распараллеливающихся вычислениях вроде рендеринга, E5-2640 v4 может соперничать с E5-2630 v3, и даже слегка обгонять его. В то же время, в играх он зачастую слабее 8-ядерного Haswell.

Из ощутимых плюсов 2640 v4, хотелось бы отметить крайне низкое энергопотребление и тепловыделение. Если вы рассматриваете возможность построения собственного сервера или рендер-фермы, функционирующих практически круглосуточно, то этот процессор определенно будет хорошим выбором, и уж точно лучше множества Xeon v3-серии с их чрезмерным TDP (особенно для китайских плат).

В остальном, 8-12-ядерные Haswell с возможностью Unlock Turbo boost, все еще остаются отличным выбором для ультра-бюджетного гейминга, и создания разнообразного цифрового контента.