Core i5 11400F – Testando o foguete baratinho da Intel!

Fala pessoal, tudo bem?

Não é segredo para ninguém que a Intel tem sido pressionada por todos os lados e por diversas razões, por exemplo, o seu processo de fabricação em 10 nm era originalmente esperado para 2017, porém, o primeiro chip Intel para desktop em 10 nm só deve chegar ao mercado no final de 2021 com o Alder Lake, o que forçou a empresa a atrasar todo o seu roadmap e ir lançando versões revisadas com mais núcleos e maior frequência do Skylake de 2015, algo que até certo ponto, “quebrou um galho”, contudo, o ressurgimento da AMD aliado ao excelente trabalho da TSMC, acabou forçando alguma reação mais sofisticada por parte da Intel…

… E eis que surge o Rocket Lake, que se trata da primeira CPU Intel de ‘desktop’ a usar uma arquitetura realmente diferente desde o Skylake! Além disso, ele também integra uma nova GPU integrada baseada na arquitetura Xe, que deve servir de base para as futuras placas de vídeo da gigante azul, além de um novo controlador de memória, suporte a PCIe 4.0 e lanes adicionais para SSDs NVMe.

Sobre os cores Cypress Cove, basicamente se tratam da mesma arquitetura “Sunny Cove” usada nos CPUs Ice Lake, com o mesmo ganho de +19% de IPC sobre o Skylake e suporte a AVX-512, porém, fabricado em 14 nm ao invés de 10 nm, o que faz dele muito provavelmente a primeira arquitetura da Intel a passar pelo processo de “backporting”, o que consiste em portar para um processo litográfico maior um circuito que foi projetado para um processo menor.

Apesar disso soar trivial, esse procedimento é um tanto quanto complexo, afinal, é necessário se retrabalhar toda questão da temporização desses circuitos, requerimentos térmicos/elétricos ou partes do circuito otimizadas a mão para o outro processo e que precisam ser refeitas, colocando isso em termos mais práticos, em relação ao Comet Lake (i9 11900K), o Rocket Lake perdeu dois núcleos, possui die size de 276 mm² em relação aos 206 mm² do seu antecessor e apresenta o mesmo TDP de 125W para manter aproximadamente a mesma frequência de operação. “Trade-Offs, Trade-Offs everywhere!”

O novo controlador de memória oferece suporte a DDR4-3200 e dois novos modos, chamados “Gear 1” e “Gear 2”, que olhando por cima, apresentam funcionamento muito similar ao modo 1:1 e 1:2 dos Ryzen, onde o “Gear 1” apresenta menor latência de memória, porém, ficando limitado na frequência máxima, enquanto o “Gear 2” permite explorar altas frequências e maior banda de memória, porém, com latência maior.

Além da nova arquitetura para a CPU, a Intel optou por integrar no “Rocket Lake” a sua última arquitetura gráfica, a chamada Xe, que também é utilizada no “Tiger Lake” e deve ser adotada nas futuras GPUs dedicadas do fabricante, além de outros produtos orientados a HPC, como as Xe-HP e Xe-HPC.

Diferente do “Tiger Lake”, onde a Xe integrada dele possui 96 EUs (Execution Units), a do “Rocket Lake” foi reduzida a 32 EUs usando uma configuração com quatro subslices com oito EUs em cada uma, prometendo um ganho de desempenho de cerca de 50% em relação a IGP Gen 9/9,5 que foi utilizada até o Comet Lake.

Outra importante mudança na atualização do “display” e “media” engines, que são os blocos responsáveis pela exibição do conteúdo na tela e decodificação/aceleração de determinados formatos de mídia, respectivamente, onde existe suporte para até três displays 4K60, com saídas DP 1.4a e HDMI 2.0b, enquanto também existe aceleração para AV1, HEVC, VP9 e SCC.

Dos modelos disponíveis, são 19, onde os com sufixo “K” são os destravados para overclock, os “F” não possuem vídeo integrado, os “T” são versões com TDP reduzido a apenas 35W e por fim, os sem sufixo tem TDP de 65W.

Todos os i9 e i7 possuem 8C/16T, onde a diferença entre 11900K e 11700K se resume apenas a frequência de trabalho e a binagem dos chips, onde os 11900K tendem obter melhores resultados com overclock, já os i5, todos possuem 6C/12T de maneira que a diferença entre eles se resume ao TDP, frequência e no caso dos modelos “11400”, o vídeo integrado vem com apenas 24 EUs ativadas.

Todos esses processadores utilizam o socket LGA1200, sendo eles compatíveis com as placas baseadas nos chipsets Z490, Q470, H470, Z590, B560 e H510, onde os B460/H410 acabaram restritos apenas aos “Comet Lake”, não sendo compatíveis com os “Rocket Lake”,

Para esse artigo, a CPU a ser analisada é o i5 11400F, sendo um 6C/12T com multiplicado travado, sem vídeo integrado, acompanhando um cooler junto do pacote e que pode ser encontrado no mercado brasileiro por menos de R$1000.

Feitas as apresentações, vamos aos testes!

• Configurações utilizadas:

CPU: Intel i5 11400F / AMD Ryzen 5 3600 / AMD Ryzen 5 5600X

MOBO: ASUS TUF Z490-Plus / ASUS TUF X570-Plus/BR (Obrigado Terabyteshop!)

VGA: ASRock RX 5700 XT Challenger (Obrigado Terabyteshop!)

RAM: 2x8GB Crucial Ballistix LT 3200CL16 (Obrigado Terabyteshop!) e 2x16GB G.Skill Trident Z 3600CL16

REFRIGERAÇÃO: Water cooler custom e pasta térmica GD900

STORAGE: SSD Netac 240 GB e Kingston A400 960 GB

FONTE: Antec Quattro 1200W

Software utilizado e drivers utilizados: Windows 10 x64 build 21H1, Adrenalin 21.6.2, AMD Chipset Drivers 2.17.25.506, 7Zip 19.00 x64, Blender 2.90.1, Cinebench R20, Geekbench 4.4.4, Google Chrome, HWBOT x265 Benchmark, Luxmark 3.1, PCMark10 e CapFrameX

Objetivo dos testes: Aferir o desempenho do i5 11400F em uma série de benchmarks com configurações diferentes, com MCE ligado/desligado e também com o “overclock tudo que dá” comparando-o em stock com o R5 3600, que é vendido por um valor similar, e o R5 5600X, que é o hexacore baseado na arquitetura Zen3 mais acessível, além disso, ver como ele se sai em alguns jogos, novamente, explorando os três ajustes mencionados acima.

Maiores detalhes sobre os testes estão contidos nos textos a seguir.

• MCE: Ativar ou não? Eis a questão!

Antes de discutirmos os resultados, é necessária uma breve explanação a respeito do chamado MCE, ou “Multicore Enhancement”, que basicamente se trata de um ajuste implementado pela maior parte dos fabricantes de placa-mãe que permite aos CPUs Intel ignorarem o TDP do processador, apresentando consumo maior e desempenho, especialmente em multithread, melhor do que seria originalmente.

Isso é relevante, afinal, a Intel não força ou mesmo coibe esse tipo de ajuste, o qual é bastante comum e até mesmo costuma vir ativado por padrão em algumas placas-mãe. Nesse contexto, existem três parâmetros a se considerar, os quais são importantes no funcionamento do boost desses processadores:

PL1: Esse é o valor que o processador pode atingir no “Package Power” enquanto estiver executando um workload “estável” ao longo do tempo, para quem estiver familiarizado com a linha inglesa, em “steady state”. O PL1 geralmente é o valor do TDP na qual o processador é rotulado, no caso do 11400F, 65W.

PL2: Esse é um valor máximo do “Package Power” na qual o processador pode exceder o PL1 (ou o TDP, se preferir) por um curto espaço de tempo, de maneira que as especificações de Turbo do processador tomam esse valor como referência.

Tau: É o tempo pela qual o processador está “autorizado” a trabalhar com o PL2, antes de cair ir para o PL1.

Nos gráficos abaixo, é possível ver o funcionamento disso durante uma rodada do Cinebench R20, que é um workload razoavelmente pesado que usa AVX, onde ao utilizar o MCE desativado, por alguns segundos (tau) o “Package Power” bateu nos 100W, permitindo a frequência da CPU chegar nos 4.2GHz e após isso, cair para os 65W rotulados, o que derrubou a frequência para algo como 3.5GHz. Já com o MCE ativado, a CPU ficou o tempo todo trabalhando com o PL2 e frequência cravada nos 4.2GHz, o que resultou um melhor desempenho no benchmark a custa de maior consumo e dissipação.

• Benchmarks em stock:

Sobre os benchmarks utilizados, foi adotada a mesma suíte e os números foram obtidos com o HPET desligado, com exceção do HWBOT x265 que obriga a ativação do HPET, e com no mínimo três rodadas para cada teste, onde o melhor e o pior resultado foi descartado. Para esses testes, a memória utilizada foi a Ballistix 3200 com perfil XMP ativado e controlador de memória no modo “Gear 1”.

• 7Zip, que é uma ferramenta de compressão/descompressão de arquivos de código aberto, provavelmente um dos mais utilizados mundialmente e no caso, foi utilizada a ferramenta benchmark integrada com suas configurações padrão.
• Blender, que novamente é um software de código aberto que é utilizado para modelagem, renderização e animação 3d, no caso, foi utilizado a “clássica” cena da renderização da BMW que pode ser encontrada nesse link.
• Cinebench R20, tradicional software de benchmark de renderização utilizando a engine Cinema 4D, escala com várias threads e permite rodar o teste no modo singlethread e multithread.
• Geekbench 4, que é um benchmark multi-plataforma e generalista, que testa o desempenho em diversos algoritmos diferentes que usam a CPU de maneira distinta (INT ou FP), criptografia usando AES e testes de memória, cuja documentação pode ser visualizada nesse link.
• HWBOT x265 Benchmark, que utiliza o encoder de código aberto x265 para fazer a conversão de vídeo do formato H264 para H265/HEVC e medir o FPS médio, então, trata-se de um teste multithread que pode usar até mesmo instruções AVX caso disponíveis e no caso, foi utilizado o preset 4K sem alterações nas demais configurações.
• Luxmark 3.1, é uma ferramenta benchmark de renderização usando OpenCL ou C++ com a engine LuxRender, que no caso, tem código aberto, é multiplataforma e permite a comparação entre CPUs e GPUs. No caso, foi utilizado o modo C++ nesse teste.
• Octane 2.0, que consiste em um “pacote” com 17 testes em Javascript, portanto, é um bom referencial para o desempenho da CPU enquanto navegando na internet. Por conta desse benchmark rodar direto do navegador, foi utilizado a última versão do Google Chrome na obtenção desses resultados, caso alguém se interesse, esse é o link para o teste.
• PCMark10, que se trata de uma ferramenta benchmark generalista que testa diversos aspectos do uso cotidiano do computador, no caso, ele simula tempo de inicialização dos aplicativos, navegação na ‘internet’, videoconferência e aplicativos de escritório, no caso, ele é muito interessante por conta da integração de softwares de código livre reais que fazem cada uma dessas funções, o que implica que ele não é só mais um benchmark sintético. Para esses testes, foi utilizada o preset “Express”, cujos detalhes podem ser verificados nesse documento e a RX 5700 XT em todos os casos.

No final das contas, MCE acabou fazendo alguma diferença nos testes “multi thread” (nT), enquanto nos “single thread” (1T), nada. Sobre o desempenho, em 1T, ele acabou ficando consistentemente a frente do R5 3600, o que já era de se esperar, afinal de contas, segundo a Intel, o Cypress Cove apresenta um ganho médio de +19% no IPC em relação ao Skylake, o qual o Zen2 supera com pequena margem (<5%), porém, ficou atrás do R5 5600X, que possui tanto IPC quanto frequência mais elevados.

Sobre o desempenho nT, no Cinebench R20 e no Blender, o MCE ativado foi o responsável por fazer o 11400F superar o R5 3600, ainda que ao custo do maior consumo do primeiro, enquanto que com o MCE OFF, ou seja, obedecendo a TDP de 65W, o 11400F ficou atrás nesses casos.

• Benchmarks em jogos:

Agora chegou a hora dos testes em jogos e para isso foram utilizados os seguintes títulos:

• No Cyberpunk 2077, foi utilizada a versão 1.23 do jogo, rodando em 1080p com o preset “High” e foi utilizado a cinemática a missão “The Rescue”, começando no momento em que o carro sai da garagem até o que a van entra na frente.
• No CS GO, foi utilizado o mapa de FPS Benchmark com o jogo rodando em 1080p Low, pois quem joga isso de forma competitiva sacrifica os detalhes em detrimento de roda-lo com a maior taxa de quadros possível visando diminuir ‘input lag’. Alguns até baixam a resolução para 720p ou menos, mas aqui resolvi ser um pouco menos radical e mantive os 1080p, conforme pode ser visto nos screenshots abaixo.
• Para o GTA V e SOTTR, em ambos os jogos foram utilizadas as ferramentas de benchmark inclusas, entretanto, no GTA V foi usada apenas a “pass 4”, que é aquela que começa com o caça passando por baixo da ponte e CapFrameX para posterior análise do frametime, enquanto o SOTTR simplesmente usei o resultado gerado pelo próprio jogo. . Abaixo estão as configurações gráficas utilizadas para obtenção desses números:

Apesar da ideia original ser comparar o 11400F com o R5 3600 e R5 5600X em jogos, infelizmente, a RX 5700 XT resolveu apresentar problemas logo após o início dos testes na plataforma AMD, apresentando tela verde e reiniciando a máquina após abrir alguns dos jogos. Ao que parece, esse problema parece ser razoavelmente comum nessas placas, porém, infelizmente, não houve solução para essa “zica”, o que implica que dessa vez, ficarei devendo os resultados comparando os outros dois modelos. 🙁

Por essa razão, foram incluidos aqui os resultados do i5 11400F OC, naquele famoso modo com “tudo que dá”, ou seja, overclock no BCLK para 102,7 MHz e usando o kit de memória B-Die Dual Rank com timings otimizados manualmente, conforme a captura de tela abaixo:

Resultados:

Diferente do que ocorreu nos testes anteriores, onde o MCE teve impacto razoável no desempenho das aplicações “nT”, em jogos, que tendem a não fazer uso tão pesado de todas as threads, o impacto foi nulo, do mesmo jeito também foi o combo “overclock” + memórias “dual rank” rápidas com timings ajustados manualmente, que apresentou apenas um pequeno impacto no CS:GO e no GTA V, sendo esses jogos limitados pela CPU.

• Conclusão:

Diantes dos testes e resultados apresentados, foi possível chegar nos seguintes pontos:

Relativo ao desempenho em ‘stock’, em aplicações, o i5 11400F apresentou bom desempenho, ficando entre R5 3600 e R5 5600X nos testes “singlethread”, enquanto nos “multithread”, precisou do MCE ativado, ou seja, excedendo o TDP de 65W o tempo todo, para superar o R5 3600, porém, permanecendo atrás do R5 5600X em todos os testes, o que de certo modo já era esperado, afinal, esse último apresenta o maior IPC da arquitetura Zen3 e frequência de funcionamento.

Do desempenho com GPU dedicado, por problemas com a placa de vídeo, infelizmente não foi possível comparar o desempenho do i5 11400F com seus concorrentes, porém, os resultados apresentados foram bons e diferente daquilo que foi visto nas aplicações, aqui o MCE não apresentou grande impacto, provavelmente por conta dos jogos não usarem as threads disponíveis de maneira “agressiva” como o Blender ou Cinebench. Também é necessário ressaltar que o ganho de se fazer overclock no 11400F, ou ao menos o pouco que é permitido, subindo o BCLK para 102,7 MHz e também usar memórias “dual rank” com timings agressivos ajustados manualmente resultou apenas em pequenos ganhos em jogos “CPU Bound” como o CS:GO e o GTA V, definitivamente não justificando o investimento em um kit de memória “entusiasta” ou placa-mãe com chipset “Z” para esse modelo.

Do custo de aquisição, o último preço de venda do i5 11400F na Terabyteshop foi de R$999,00, o que é um valor bastante interessante pelo desempenho apresentado, especialmente se for considerado que ele sai ainda mais barato do que o R5 3600, cujo ultimo preço foi de R$1289, contudo, é necessário destacar que a plataforma LGA1200 pode ser considerada morta, com iminente substituição pelo socket LGA1700 no final de 2021, de maneira que a Intel não deve lançar mais novas CPUs para esse socket, enquanto a plataforma AM4 ainda deve viver por pelo menos mais um ano e receber os Ryzen com tecnologia V-Cache, conforme apresentado na Computex. Outro ponto é que as placas-mãe LGA 1200 mais simples podem não ter suporte a MCE implementado, sendo necessário fazer uma boa pesquisa antes da compra para evitar futuras decepções, então, se o plano for montar uma máquina para usar “aqui e agora”, sem planos para futuros upgrades de CPU, o i5 11400F definitivamente pode ser considerada uma boa opção por um preço razoavelmente camarada em relação à concorrência.

E é isso! Dúvidas, perguntas e sugestões são bem-vindas! Até a próxima!

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Fonte imagem da chamada: https://www.flickr.com/photos/130561288@N04/with/51196624098/