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

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

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

Процесор

[ + ]

[ + ]

Маркування тестового зразка SR2NZ. Перед нами релізна версія серверного CPU в 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.

⤢ ВІДКРИТИ

Чип має у своєму розпорядженні 256 KB кеш-пам'яті другого рівня на ядро і загальний, ємний кеш третього рівня розміром 25 MB. Цей CPU розрахований на встановлення в материнські плати з роз'ємом LGA 2011 v3, його номінальна частота дорівнює 2400 МГц, проте 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 бачитиме користувач у більшості ігор та ПЗ, оскільки, на відміну від Haswell, анлок турбобусту у Broadwell недоступний.

Рівень TDP цього чипа встановлений на позначці 95 ват. Але судячи з наших вимірів, досягти такого енергоспоживання та тепловиділення 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, як і у всієї серії чипів 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 ОЗУ, з якою 2640 v4 здатний функціонувати, обмежена чотириканальною DDR4-2133 MHz. І, на жаль, змінити це оверклокінгом або іншими методами неможливо.

Також хотілося б зазначити, що Xeon E5-2640 v4 підтримує весь актуальний набір процесорних інструкцій, включаючи вже забуті самою компанією Intel TSX. Втім, у деяких випадках ця технологія все ще здатна прискорити складні обчислення.

Тестовий стенд, ПЗ та налаштування CPU

Resizable BAR було активовано на платформах, які мають підтримку цього 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;

• Охолодженняпроцесорів: Cooler Master Hyper 212 Black Edition (RR-212S-20PK-R1);

• Оперативна пам'ять для LGA 1200, LGA 1700 та AM4: 2 планки по 8 GB Corsair Vengeance RGB PRO (CMW16GX4M2C3600C18), загальним обсягом 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 обсягом 16 GB (чипи Hynix MFR);

• Материнська плата LGA 1200: GIGABYTE Z490 AORUS ELITE AC для Core i7-11700K, ASUS PRIME B560M-A для Core i3-10100F та 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%);

• Твердотілі накопичувачі: 2 x KINGSTON SUV400S37120G 120,0 GB (AMD/Intel Windows 11), SAMSUNG 870 EVO 1 TB (Ігри/Програми);

• Блок живлення: Chieftec GPS-1250C.

Програмне забезпечення

• Операційна система: Windows 11 Pro x64 з останніми оновленнями станом на лютий 2024 року. Ізоляція ядра/цілісність пам'яті вимкнена;

• Драйвери відеокарти: NVIDIA GeForce 551.23 WHQL;

• ПО для вимірювання 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 тестованих 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 (автоматично материнською платою: 18-18-18-44);

Ryzen 5 1600X@4000 MHz, Dual Chanel DDR4@3600 MHz (16-19-16-38), напруга vCore – 1.42v, напруга SOC — 1.075v, напруга cLDO VDDP – 0.975v, напруга DDR4 — 1.350v;

Ryzen 7 1800X@3600-4000 MHz, Dual Chanel DDR4@2667 MHz (автоматично материнською платою: 18-18-18-44);

Ryzen 7 1800X@3900 MHz, Dual Chanel DDR4@3600 MHz (16-19-16-38), напруга vCore – 1.4v, напруга SOC — 1.1v, напруга cLDO VDDP – 1.025v, напруга DDR4 — 1.350v;

Ryzen 5 3600@3600-4200 MHz, Dual Chanel DDR4@3200 MHz (автоматично материнською платою: 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), напруга vCore – 1.39v, напруга SOC — 1.125v, напруга cLDO VDDP – 1.075v, напруга VDDG CCD – 1.025v, напруга VDDG IOD – 1.025v, напруга DDR4 — 1.380v;

Практично про всіх випробуваних детальніше ви зможете дізнатися з наших повноціннихматеріалів, або заглянувши в розділблоги, куди потрапляють невеликі нотатки.

Окремо нагадаємо методику тестування процесорів: кожен бенчмарк/додаток/гра проганялася по п'ять разів, далі нами вираховувався середній показник серед п'яти прогонів і він записувався в підсумкові результати.Всі ігри та додатки були встановлені саме на SSD.

Результати тестування

Архівація даних

7-Zip

Найпопулярніший безкоштовний файловий архіватор 7-Zip підтримує кілька алгоритмів стиснення та безліч форматів даних, включаючи власний формат 7z з високоефективним алгоритмом стиснення LZMA. Цей архіватор здатний задіяти величезну кількість потоків процесора, а також добре реагує на підвищення частоти оперативної пам'яті.

Стиснення файлів

⤢ ВІДКРИТИ

Розархівування файлів

⤢ ВІДКРИТИ

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, рендерингу, композитингу та моушн трекінгу, і закінчуючи відеомонтажем та створенням ігор.

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

⤢ ВІДКРИТИ

Corona 10 Benchmark

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

⤢ ВІДКРИТИ

Cinebench R23

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

Результат одного ядра

⤢ ВІДКРИТИ

Результат багатьох ядер

⤢ ВІДКРИТИ

Cinebench R24

Новітня версія бенчмарка досить 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

⤢ ВІДКРИТИ

Multicore score

⤢ ВІДКРИТИ

V-Ray 6 Benchmark

Актуальна версія бенчмарка рендер-движка V-Ray. Різноманітні версії цього продукту доступні для багатьох рішень, включаючи 3DS Max, Maya, Cinema 4D, Blender та Unreal Engine.

⤢ ВІДКРИТИ

xNormal – запікання текстурних карт

Зовнішні програми для запікання текстур вже не такі популярні, однак xNormal все ще користуються десятки тисяч розробників ігор. І все завдяки досить зручному інтерфейсу та безлічі корисних функцій.

Normal Map render

⤢ ВІДКРИТИ

Ambient Occlusion Map render

⤢ ВІДКРИТИ

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 в цій дисципліні.

Singlecore score

⤢ ВІДКРИТИ

Multicore score

⤢ ВІДКРИТИ

Geekbench 6

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

Singlecore score

⤢ ВІДКРИТИ

Multicore score

⤢ ВІДКРИТИ

Кодування відео

HandBrake

HandBrake – це безкоштовна програма з відкритим вихідним кодом для конвертування відео практично з будь-якого формату в низку сучасних, широко підтримуваних кодеків, таких як AV1, H265, H264 та багато інших.

Кодек – AV1

⤢ ВІДКРИТИ

Кодек – H265

⤢ ВІДКРИТИ

Інтернет-серфінг

JetStream 2.1

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

⤢ ВІДКРИТИ

Speedometer 2.1

Speedometer тестує чутливість 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, транспільованого в ES5, та Elm, транспільованого 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 та Flight.

⤢ ВІДКРИТИ

Kraken 1.1

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

⤢ ВІДКРИТИ

У програмному середовищі процесор Xeon E5-2640 v4 виявився відносно непоганим. Згідно з нашими дослідженнями, в архівуванні файлів цей чип співставний 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 задачах E5-2640 v4 демонструє цілком гідну продуктивність, тим не менш, варто зазначити, що чутливість 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 керуванням Windows 10/11. Завдяки створеному з нуля рушію, Time Spy підтримує всі нові функції API DirectX 12: асинхронні обчислення, AMD Crossfire та NVIDIA SLI, а також багатопоточність.

⤢ ВІДКРИТИ

Ігри

Assassins Creed Valhalla

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

⤢ ВІДКРИТИ

Baldur’s Gate 3

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

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

⤢ ВІДКРИТИ

Cyberpunk 2077

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

Ray Tracing – ON, Path Tracing – ON

⤢ ВІДКРИТИ

Ray Tracing – OFF, Path Tracing – OFF

⤢ ВІДКРИТИ

Far Cry 6

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

Ray Tracing – ON

⤢ ВІДКРИТИ

Ray Tracing – OFF

⤢ ВІДКРИТИ

Marvel’s Spider-Man Miles Morales

Колишній ексклюзив консолі PlayStation Marvel’s Spider-Man Miles Morales є відносно прийнятним ПК-портом. Загалом, рушій власної розробки Insomniac Games здатен використовувати багатоядерні CPU за призначенням, проте при цьому стабільність роботи ігор на його основі сильно страждає і залишає бажати кращого.

Ray Tracing – ON

⤢ ВІДКРИТИ

Ray Tracing – OFF

⤢ ВІДКРИТИ

Starfield

Starfield – це нова гучна гра від шанованого гуру Тодда Говарда. Проєкт заснований на доопрацьованій версії рушія Creation Engine 2, що використовувався ще у Fallout 4. Втім, тут ключове слово “доопрацьованій”. Студія Bethesda не збрехала у своїх заявах. Безумовно, актуальну версію Creation Engine можна лаяти за багато що (огидну роботу з накопичувачами, погану оптимізацію для актуальних відеокарт і так далі), проте розробники досить серйозно оптимізували свій код під багатопотокові процесори.

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

⤢ ВІДКРИТИ

The Witcher 3 Next-Gen Update 4.04

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

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

Ray Tracing – ON

⤢ ВІДКРИТИ

Ray Tracing – OFF

⤢ ВІДКРИТИ

Watch Dogs Legion

Третя частина франшизи Watch Dogs, найімовірніше, заснована на поліпшеному рушії Disrupt 2. Із 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

⤢ ВІДКРИТИ

Ray Tracing – OFF

⤢ ВІДКРИТИ

RPCS3, Red Dead Redemption

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

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

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.

⤢ ВІДКРИТИ

Навіть без тестів було цілком очевидно, що ігри — це слабка сторона Xeon E5-2640 v4. У 90% проєктів частота чипа не перевищувала максимальний буст на всі ядра (2600 МГц), і лише в рідкісних винятках, на кшталт Far Cry 6, вона сягала 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 та 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

Саме так, як і слід було очікувати, див продуктивності "найдоступніший багатоядерний Broadwell" продемонструвати не зміг. Безумовно, у добре розпаралелюваних обчисленнях, як-от рендеринг, 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 та тепловиділення. Якщо ви розглядаєте можливість побудови власного сервера або рендер-ферми, що функціонують практично цілодобово, то цей процесор безумовно буде хорошим вибором, і вже точно кращим за безліч 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 ультрабюджетного геймінгу та створення різноманітного цифрового контенту.