Появление семейства Alder Lake встряхнуло весь процессорный мир, изголодавшийся по реальной конкуренции. Новые чипы стали лучше предшественников по всем статьям: они перешли на современный техпроцесс, получили заметные микроархитектурные усовершенствования, нарастили число вычислительных ядер и даже получили улучшения, связанные с теплоотводом. Но это далеко не всё. Вместе с удвоением количества вычислительных ядер и рывком в производительности Alder Lake принесли с собой огромное количество новых особенностей, подробно разбираться с которыми нам придётся ещё долго. Вычислительные ядра двух типов и гибридное строение, поддержка DDR5 и PCIe 5.0 – это лишь первые строки в перечне нововведений, по каждому пункту которого нужно провести отдельное исследование. И такие исследования мы непременно будем делать, однако начать изучение нюансов применения новой платформы Intel хотелось бы с несколько другой стороны – не аппаратной, а программной.
Первоначальное тестирование старшего представителя в семействе Alder Lake, процессора Core i9-12900K, было проведено нами в новой операционной системе Windows 11. На первый взгляд это логичный выбор – многие пользователи с обновлением аппаратной платформы наверняка захотят освежить и программную среду: Windows 11, как и Alder Lake, вполне можно отнести к числу горячих новинок этой осени. К тому же к использованию новой операционной системы прямо подталкивает и Intel, говоря об особых оптимизациях в работе планировщика. По риторике компании можно даже предположить, что Windows 11 – чуть ли не необходимое условие применения Alder Lake, поскольку только в этой операционной системе обещана поддержка технологии Thread Director, гарантирующей корректное распределение потоков по разнотипным процессорным ядрам.
Однако есть и другая позиция. По статистике Steam, операционная система Windows 11 в настоящее время используется менее чем в 2 % игровых систем, в то время как большинство геймеров отдают предпочтение Windows 10 – её доля составляет чуть менее 90 %. То есть переход на новую ОС лишь начинается, и его скорость пока не только не позволяет делать какие-то прогнозы относительно её массового принятия, но и даёт твёрдую уверенность, что компьютеры на базе Alder Lake в реальном мире будут чаще работать под Windows 10.
Поэтому ограничиться испытаниями Core i9-12900K исключительно в Windows 11 было бы неверно, и проверку его производительности нужно повторить и в Windows 10. Тем более что результаты тестов в этом случае наверняка будут отличаться. И это касается не только Alder Lake, с гибридными особенностями которых планировщик Windows 10 знаком гораздо хуже, чем планировщик Windows 11. Очевидно, что и процессоры AMD работают в разных версиях ОС вовсе не одинаково, тем более что отношения Ryzen с Windows 11 не заладились с самого начала. За примерами далеко ходить не надо. За прошедшие с момента выхода Windows 11 пару месяцев инженерам AMD и Microsoft пришлось в спешном порядке исправлять как минимум две неприятности с Ryzen – замедленную работу L3-кеша и некорректный выбор планировщиком предпочтительного ядра для однопоточных нагрузок. Естественно, нет никаких гарантий, что эти проблемы были единственными, и это тоже может обуславливать различия в относительной производительности CPU в Windows 11.
Впрочем, центральный вопрос, которому в этой статье будет уделено наибольшее внимание, всё-таки касается совместимости Alder Lake и Windows 10. Из того, что мы узнали про технологию Thread Director непосредственно перед анонсом процессоров Core 12-го поколения, следовало, что работают они в новой ОС совсем не так, как в старой, и из-за этого в Windows 10 можно ожидать разного рода накладок как с производительностью, так и с неработоспособностью различных программ (в первую очередь игр). Поэтому основной сюжетной линией дальнейшего рассказа станет практическое сравнение работы Core i9-12900K в Windows 10 и Windows 11.
Ещё раз о Thread Director
Принципиальное преимущество Windows 11 перед Windows 10 с точки зрения процессоров Alder Lake заключается в том, что новая ОС знакома с технологией Thread Director, и её планировщик использует возможности данной технологии для распределения нагрузки по процессорным ядрам, в том числе разнотипным. Говоря простым языком, в Windows 10 работа планировщика с разнотипными ядрами строится исключительно на основании данных об их производительности, в то время как в Windows 11 всё происходит хитрее. В ней планировщик не только различает ядра по быстродействию, но и получает от процессора обратную связь – интерактивную информацию о типах исполняемого кода и сведения о состоянии, текущих температурах и энергопотреблении ядер.
На низком уровне Thread Director представляет собой встроенный в Alder Lake микроконтроллер, который с наносекундной дискретностью собирает данные о функционировании процессорных ядер, анализирует их и с миллисекундной дискретностью передаёт планировщику операционной системы. Телеметрия, с которой имеет дело микроконтроллер, — это тепловое состояние и потребление каждого из ядер плюс показатели их загрузки, включая информацию о типах исполняемых инструкций. Такой набор собираемых данных в конечном итоге позволяет принимать обоснованные решения о целесообразности перемещения тех или иных процессов с производительных ядер (P-ядер) на энергоэффективные (E-ядра) и обратно.
В процессе совместной работы Thread Director и планировщик Windows 11 подразделяют все исполняемые процессы на три базовых класса: фоновые, то есть такие, скорость исполнения которых от производительности процессора не зависит; обычные процессы переднего плана; и ресурсоёмкие процессы, задействующие те или иные наборы AVX-инструкций. Общая логика работы планировщика в Windows 11 такова, что фоновые процессы или процессы, которые основное время проводят в ожидании поступления данных, отправляются на E-ядра, а те процессы, для работы которых действительно важна производительность, – на P-ядра. При этом процессы, использующие AVX-инструкции, считаются более приоритетными, а по мере того, как свободных P-ядер у процессора не остаётся, менее требовательные потоки вытесняются на E-ядра.
Такое разделение потоков по классам планировщику Windows 10 недоступно, он про их специфику ничего не знает и просто отправляет потоки, отнимающие большее количество процессорного времени, на более производительные ядра. Если говорить о производительности ресурсоёмких многопоточных приложений, то она в Windows 10 и Windows 11, очевидно, окажется одинакова. Однако в сложных сценариях нагрузки более чувствительная стратегия планировщика, реализованная в Windows 11, может положительно сказаться на скорости выполнения задач. Но самое главное преимущество Thread Director лежит в плоскости энергоэффективности. Перед планировщиком Windows 11 стоит задача не только добиться от процессора максимального быстродействия, но и сделать это с минимальными затратами энергии, как можно больше (но без ущерба для производительности) привлекая к работе E-ядра. При этом в Windows 10 вопрос энергопотребления не рассматривается вообще.
Но нужно понимать, что даже в Windows 11 технология Thread Director играет роль вспомогательного инструмента. Планировщик ОС в управлении потоками не обязан руководствоваться теми рекомендациями, которые выдаёт Thread Director. Например, они могут не учитываться в том случае, когда у исполняемых процессов выставлены разные приоритеты или когда у пользователя на рабочем столе развёрнуто приложение, которое с точки зрения Thread Director не является приоритетным. Тем не менее взаимодействие между оборудованием и ОС на низком уровне, которое есть в Windows 11, позволяет задействовать гибридную архитектуру Alder Lake более выигрышно.
Энергопотребление Alder Lake: Windows 11 против Windows 10
Итак, планировщик Windows 11 вместе с Thread Director борется за эффективность. На словах всё это звучит очень логично: зная, каковы текущие запросы исполняемых потоков, планировщик новой операционной системы может отправлять нетребовательные процессы на E-ядра, которые имеют более простую микроархитектуру и более низкие частоты. И проверить, даёт ли это какой-то результат, несложно – достаточно взглянуть на потребление Alder Lake при выполнении одних и тех же задач в разных ОС.
Для опытов мы воспользовались системой на базе процессора Core i9-12900K, укомплектованной 32 Гбайт DDR5-4800, на которой сняли показания энергопотребления в идентичных сценариях в Windows 10 и Windows 11. Первая проверка – рендеринг в Cinebench R23. Эта задача характерна тем, что в рендеринге работой загружаются все доступные ядра, а значит, Thread Director здесь вряд ли чем-то поможет: планировщик просто должен разместить 24 потока, создаваемые приложением, по имеющимся у процессора в наличии 24 ядрам (включая виртуальные).
Именно это мы и видим на графике потребления. Core i9-12900K при рендеринге в Windows 10 и Windows 11 показывает практически идентичное потребление – здесь Thread Director никакого выигрыша не даёт.
Однако такая картина наблюдается не всегда. Случаев, когда в работе Alder Lake под Windows 10 и под Windows 11 есть существенная разница, немало. Самый распространённый – это игры. Современные игровые приложения стараются распараллеливать нагрузку, и многие из них создают значительное количество потоков. Однако специфика этих потоков в том, что они в большинстве своём неравноправные. Один-два потока обычно играют роль ведущих, в то время как остальные носят вспомогательный характер, по мере необходимости выполняя второстепенные расчёты либо ожидая реакции игрока или каких-то иных событий. И это – прекрасная почва, на которой Thread Director и планировщик Windows 11 могут развернуться с полной силой.
Для примера мы взяли игру Horizon Zero Dawn, которая активно использует многопоточность и на восьмиядерных процессорах легко загружает все имеющиеся 16 виртуальных ядер. И как показало тестирование, потребление Core i9-12900K в разных ОС действительно различается.
Среднее потребление Core i9-12900K на протяжении тестового прохода в Horizon Zero Dawn составило 103 Вт в Windows 11 и 109 Вт в Windows 10. То есть технология Thread Director за счёт аккуратной расстановки потоков по ядрам позволяет добиться примерно 6 % экономии электричества.
Но ещё более интересную картину можно увидеть, если заглянуть в диспетчер задач. В Windows 11 во время игры оказывается ниже и загрузка процессора, причём на довольно весомую величину в 10 %.
Здесь уместно напомнить, что показываемая в современных ОС метрика «загрузка процессора» в действительности таковой не является. На самом деле ОС отображают не относительное время, потраченное процессором на работу, а иную величину – его «время не-простоя», то есть то относительное количество времени, которое процессор провёл вне специального созданного планировщиком Idle-потока. А это значит, что работа процессора вхолостую, когда запущенные потоки не завершаются, но бездействуют, ожидая получения каких-то данных, в показаниях диспетчера задач трактуются как загрузка, а не как простой. Поэтому меньшая загрузка процессора в Windows 11 вовсе не означает, что он выполняет меньше работы. Просто, получая от Thread Director информацию о том, какие из потоков реально используют ресурсы процессора, а какие просто ждут данных, планировщик имеет возможность лучше упаковать холостые потоки на E-ядрах, освободив P-ядра под реальную вычислительную нагрузку.
Для пользователя же это означает, что в системах, основанных на процессорах Alder Lake, применение Windows 11 позволит не только добиться лучшей экономичности, но и в целом получить лучшую реализацию многопоточности.
Horizon Zero Dawn – далеко не единственная игра, где Core i9-12900K показывает более низкое энергопотребление в Windows 11. Подобная ситуация наблюдается в массе других приложений. Например, на следующем графике приведено потребление старшего Alder Lake в двух версиях ОС в другом игровом приложении – Shadow of the Tomb Raider.
И вновь то же самое, только здесь разница в среднем потреблении составляет уже порядка 9 Вт, то есть использование Windows 11 с технологией Thread Director снижает потребление процессора почти на 10 %.
Однако картина, когда потребление Alder Lake в Windows 11 ниже, имеет место не в ста процентах ситуаций. Существуют и обратные примеры, в частности обычная офисная работа в приложениях из пакета Microsoft Office. Для того чтобы смоделировать повседневную работу пользователя в Word, Excel, PowerPoint и Outlook, мы воспользовались тестовым скриптом Procyon Office Productivity. И при его исполнении, вопреки ожиданиям, потребление платформы на базе Core i9-12900K в Windows 11 на несколько ватт превысило потребление той же платформы, но в Windows 10.
На первый взгляд это очень странный результат, поскольку офисные приложения – очевидный пример нагрузки, которая может работать на энергоэффективных ядрах, снижая показатели энергопотребления. На практике же среднее потребление Core i9-12900K в Windows 11 оказывается на 1-2 Вт выше, чем в Windows 10. Но и этому явлению есть простое объяснение: ключ подсказывает смещение кривых, соответствующих потреблению в Windows 10 и Windows 11, относительно друг друга в правой части графика. Это происходит потому, что в Windows 11 офисные приложения работают быстрее, что и обуславливает их увеличенное энергопотребление.
Иными словами, здесь всплывает ещё одно преимущество Windows 11. Благодаря тому, что эта ОС досконально знакома с особенностями гибридной процессорной архитектуры Intel, она не путается в разнотипных ядрах, и некоторые приложения демонстрируют в ней более высокую производительность. В частности, скорость выполнения офисного сценария Procyon Office Productivity в Windows 11 оказалась примерно на 9 % выше, чем в Windows 10. А это значит, что производительность Core i9-12900K в разных ОС действительно различается, и этот вопрос заслуживает отдельного обсуждения.
⇡#Windows 11 и Virtualization-based Security (VBS)
Но перед тем, как переключиться на результаты тестов, нужно обратить внимание на одну настройку безопасности Windows 11, которая непосредственно на них влияет, – Virtualization-based Security (VBS). Алармистские отчёты указывали, что эта опция может запросто погубить игровую производительность, и при этом в ряде случаев она включается по умолчанию.
Механизм VBS, или «безопасность на основе виртуализации», позволяет Windows 11 создавать для критически важных приложений безопасный анклав памяти, полностью изолированный от потенциально небезопасного кода, в том числе и от самой ОС вместе с её уязвимостями. Кроме того, на основе VBS работает ещё одна встроенная функция безопасности, Hypervisor-Enforced Code Integrity (HVCI), – она предотвращает попадание неподписанных или сомнительных драйверов и программного обеспечения в системную область памяти. Совместно функции VBS и HVCI направлены на защиту ОС и чувствительных данных пользователя от вредоносного ПО, даже если оно сможет обойти имеющуюся антивирусную защиту.
VBS и HVCI можно было активировать и в Windows 10, но там эти возможности всегдаизначально были выключены. С выходом Windows 11 компания Microsoft ужесточила стандарты безопасности, и теперь в ряде систем VBS и HVCI будут активированы автоматически. В первую очередь это касается случаев, когда Windows 11 ставится на компьютер «с нуля». При чистой установке настройки безопасности, скорее всего, будут включены, если виртуализация не была запрещена через BIOS. Однако в то же время при апгрейде с Windows 10 до Windows 11 если соответствующие опции в старой ОС не включались, то и в новой ОС они останутся деактивированными. Если же речь идёт о покупке готового компьютера, то в этом случае решение об активации VBS и HVCI в настройках принимается производителем.
Таким образом, по умолчанию пользователи Windows 11 получат два разных варианта конфигурации в зависимости от происхождения компьютера и типа установки ОС. И сказать, какой из них «правильнее», невозможно. Intel рекомендует в системах на базе процессоров Alder Lake не отказываться от VBS и HVCI, поскольку это повышает безопасность системы. Однако при этом придётся миритьсяне только с некоторым снижением производительности, но и с неработоспособностью отдельных версий программ, например пиратских игр.
Поэтому, говоря о производительности современных систем в Windows 11, рассматривать придётся два варианта настроек – как с активированной функциональностью VBS и HVCI, так и без неё.
Проверить, активен ли механизм VBS в конкретной системе, можно при помощи штатного инструмента MSInfo32.exe (System Information).
Включается и выключается VBS переключателем Memory integrity, который расположен в настройках системы на странице Core Isolation, находящейся в разделе Privacy & Security/Windows Security/Device Security.
Производительность в комплексных бенчмарках
Тест PCMark 10 воспроизводит типичную активность пользователя при повседневной работе с офисными приложениями, и именно такие приложения оказываются наиболее подвержены проблемам с правильным исполнением на процессоре Alder Lake с гибридной архитектурой. Windows 10 совершенно очевидно теряется с выбором правильных ядер для исполнения потоков, и в итоге это приводит к существенному снижению производительности. Наиболее ярко это проявляется в сценарии Digital Content Creation – здесь результаты Core i9-12900K в Windows 10 и Windows 11 различаются более чем вдвое. Но это – явный эксцесс, ведь в других сценариях подобной разницы в результатах не наблюдается. Тем не менее потенциальным владельцам Alder Lake необходимо учитывать, что в определённых ситуациях использование старой ОС может сказаться на быстродействии платформы настолько значительно.
Включение VBS также может сказаться на производительности Core i9-12900K, если верить показаниям PCMark 10. Но активация функций безопасности, основанных на виртуализации,приводит лишь к четырёхпроцентному падению производительности, что вряд ли можно назвать существенной потерей.
Отдельно заметим, что процессор Ryzen 9 5950X, который принимает участие в тестах наряду со старшим Alder Lake, реагирует на включение VBS в Windows 11 ещё слабее. Однако в целом при его переводе на новую версию ОС показатели производительности немного ухудшаются, то есть с точки зрения PCMark 10 флагманский процессор AMD предпочтительнее использовать в Windows 10, несмотря на то, что все проблемы несовместимости Ryzen и Windows 11 считаются уже устранёнными.
Околоигровой тест 3DMark Time Spy Extreme не выявляет явных различий в производительности процессоров в Windows 11 и Windows 10. Также мало влияет на результат и включение VBS.
Производительность в приложениях
В целом быстродействие Core i9-12900K в ресурсоёмких приложениях зависит от версии выбранной операционной системы не так сильно. В большинстве случаев Windows 11, которая знакома с особенностями строения этого процессора и поддерживает технологию Thread Director, может обеспечить преимущество на уровне единиц процентов. В некоторых задачах, например при обработке видео в Topaz Video Enhance AI и Adobe After Effects, новая ОС позволяет получить преимущество на уровне 5-6 %. И лишь в единственном случае – при перекодировании видео кодеком x264 – Windows 11 на фоне Windows 10 обеспечивает принципиально лучшее быстродействие. Иными словами, различия в скорости выполнения «тяжёлых» задач при использовании разных версий ОС почти всегда незначительны. Но тем не менее ситуации, когда Windows 10 серьёзно портит производительность Alder Lake, всё-таки встречаются.
Что же касается платформы на процессоре Ryzen 9 5950X, то с ней картина несколько иная. С точки зрения скорости работы приложений для неё лучше подходит Windows 10, хотя разница, откровенно говоря, малозаметна. Разрыв в результатах составляет в среднем 1,5 %, а максимальное преимущество, которое может дать Windows 10, достигает 6 % – оно наблюдается при перекодировании видео кодеком x264 и при нейросетевом увеличении разрешения видео в Topaz Video Enhance AI.
При этом обе платформы, и AMD, и Intel, достаточно спокойно переносят активацию VBS. Падение производительности если и имеет место, то заметить его будет непросто – обычно оно составляет доли процента. Исключением можно назвать разве только Adobe Photoshop, но и в нём быстродействие при включении VBS снижается на довольно незначительную величину – 6,5 %.
Рендеринг:
Обработка фото:
Работа с видео:
Перекодирование видео:
Компиляция:
Архивация:
Шахматы:
Шифрование:
Игровая производительность
Здесь разница между операционными системами проявляется сильнее. Игры показывали преимущество Windows 11 для Alder Lake при измерении энергопотребления, и аналогичное превосходство новой ОС вырисовывается при сравнении частоты кадров в разрешении Full HD при использовании мощной графики. Конфигурация на базе Core i9-12900K показывает в Windows 11 примерно на 4 % лучшую игровую производительность, но в некоторых случаях, например в Chernobylite или Hitman 3, новая ОС прибавляет к частоте кадров вплоть до 10 %. Очевидно, что это – всецело заслуга технологии Thread Director.
Уверенность в этом укрепляют результаты Ryzen 9 5950X, который от Windows 11 не получает почти никакого прироста. Платформа AMD в новой версии ОС оказывается в среднем быстрее всего на 1,5 % с максимальным отрывом от результатов, полученных в Windows 10, на уровне 4 %.
Таким образом, при сравнении игровой производительности в Windows 10 флагманские процессоры AMD и Intel показывают более близкие результаты, чем в Windows 11. И хотя отрыв Core i9-12900K от Ryzen 9 5950X сохраняется, вместо 9-процентного преимущества в новой ОС в Windows 10 он может похвастать победой со средним перевесом в FPS лишь на уровне 5 %.
В дополнение к сказанному стоит добавить, что включение VBS не приводит ни к каким катастрофическим последствиям для игровой производительности. Для обеих платформ падение средней частоты кадров составляет порядка 2 %, что вряд ли может стать весомым аргументом в пользу отключения этой опции в Windows 11, по крайней мере в системах с современными и быстродействующими процессорами.
⇡#Вопросы совместимости
Говоря о производительности в играх, нельзя обойти стороной и другой аспект, который связан с эксплуатацией геймерских систем, построенных на процессорах семейства Alder Lake, – совместимость. Дело в том, что некоторые игры оказались неработоспособны на процессорах с гибридной архитектурой. Вернее, не сами игры, а встроенная в них DRM-защита компании Denuvo. На сайте Intel приводится список из 51 игры, которые в системах на базе новейших процессоров не запускаются из-за того, что Denuvo трактует два типа ядер внутри одного Alder Lake как два разных ПК. Причём более частые проблемы возникают именно в Windows 10, в то время как в Windows 11 список проблемных игр более чем вдвое короче и содержит лишь 22 пункта.
Таким образом, ещё по одной причинев игровых системах лучше использовать Windows 11– в этой операционной системе несовместимость игрового ПО наблюдается реже. И мы можем по собственному опыту подтвердить, что это действительно так. Многие игры, защищённые DRM, зачастую запускаются в Windows 10 не с первого раза, даже если они не фигурируют в списке Intel. Игры же из списка не работают вообще. Например, по этой причине нам пришлось отказаться от тестирования в Assassin’s Creed: Valhalla.
Безусловно, все подобные несовместимости будут устранены по мере выхода новых патчей. Но пока они способны доставить игрокам немало неприятностей. Впрочем, Intel придумала средство для обхода проблемы – специальный режим Legacy Game mode, в котором на время запуска капризных игр можно будет отключать E-ядра. Производители материнских плат должны в ближайшее время реализовать Legacy Game mode на уровне BIOS: известно, что ASUS и MSI уже работают над внедрением этой функции. Так что совсем скоро у пользователей систем на базе Alder Lake появится возможность включать и выключать E-ядра прямо из ОС. За переключение будет отвечать клавиша Scroll Lock на клавиатуре, а изменение статуса энергоэффективных ядер не будет требовать перезагрузки системы.
Однако на данный момент Legacy Game mode не реализован, а игры не получили необходимых обновлений. Поэтому добиться совместимости можно лишь одним способом – полным отключением E-ядер. Соответствующая опция присутствует в BIOS всех LGA1700-материнских плат, искать её нужно среди базовых настроек процессора.
Однако нужно отдавать себе отчёт в том, что при отключении E-ядер процессоры Alder Lake теряют и в производительности, и в энергоэффективности, поэтому данный метод – крайнее средство.
Выводы
Анонс процессоров Alder Lake был обставлен таким образом, что необходимость их использования с Windows 11 казалась и обязательной, и само собой разумеющейся. Intel настойчиво рассказывала о преимуществах технологии Thread Director, и этот рассказ строился на тезисе о том, что гибридная архитектура Core 12-го поколения способна полностью раскрыться исключительно с новой ОС. Проведённое тестирование подтвердило, что Intel не лукавила. В Windows 11 процессоры Alder Lake действительно ведут себя лучше со всех точек зрения. Производительность оказывается выше, энергопотребление – ниже, а проблем совместимости со старыми играми наблюдается меньше.
Но это вовсе не значит, что на компьютере с Alder Lake обязательно должна быть установлена Windows 11. В действительности эти процессоры неплохо работают и с Windows 10: сказать, что по какому-то из перечисленных выше направлений есть какие-то заметные проблемы, невозможно. Имеющиеся в старой версии OC механизмы распределения нагрузки вполне справляются с возложенными на них задачами и без Thread Director, благодаря чему Core i9-12900K остаётся более быстрым процессором на фоне Ryzen 9 5950X и в Windows 10.
Разница в быстродействии Core i9-12900K в Windows 10 и Windows 11 по результатам тестов составляет единицы процентов. Экстремальные ситуации, когда планировщик старой ОС категорически не справляется с правильной диспетчеризацией потоков, бывают, но они представляют собой скорее редкие исключения.
Обеспечиваемое Windows 11 преимущество в энергопотреблении Alder Lake тоже довольно незначительно. Проявляется оно только при нагрузках средней интенсивности (в первую очередь в играх), и сэкономить удаётся лишь несколько ватт.
Самой существенной трудностью во взаимоотношениях Alder Lake и Windows 10 мог бы стать внушительный список игр, имеющих проблемы совместимости. Но и тут можно возразить, что переход на Windows 11 не даёт решения во всех случаях. Более того, Intel с партнёрами из числа производителей материнских плат готовит эффективный «костыль» для обхода этой проблемы как в новой, так и в старой версии ОС.
В конечном итоге рекомендацию использовать в ПК на процессорах Alder Lake именно Windows 11 трудно назвать необоснованной. Однако она остаётся лишь рекомендацией. Если вы не хотите уходить с Windows 10 по каким-то причинам, пересаживаться на Windows 11 вовсе необязательно. Alder Lake – не тот случай, когда процессор накладывает какие-то жёсткие условия на программную среду, он лишь мягко подталкивает к переходу на новую версию ОС.
3DNews
Первоначальное тестирование старшего представителя в семействе Alder Lake, процессора Core i9-12900K, было проведено нами в новой операционной системе Windows 11. На первый взгляд это логичный выбор – многие пользователи с обновлением аппаратной платформы наверняка захотят освежить и программную среду: Windows 11, как и Alder Lake, вполне можно отнести к числу горячих новинок этой осени. К тому же к использованию новой операционной системы прямо подталкивает и Intel, говоря об особых оптимизациях в работе планировщика. По риторике компании можно даже предположить, что Windows 11 – чуть ли не необходимое условие применения Alder Lake, поскольку только в этой операционной системе обещана поддержка технологии Thread Director, гарантирующей корректное распределение потоков по разнотипным процессорным ядрам.
Поэтому ограничиться испытаниями Core i9-12900K исключительно в Windows 11 было бы неверно, и проверку его производительности нужно повторить и в Windows 10. Тем более что результаты тестов в этом случае наверняка будут отличаться. И это касается не только Alder Lake, с гибридными особенностями которых планировщик Windows 10 знаком гораздо хуже, чем планировщик Windows 11. Очевидно, что и процессоры AMD работают в разных версиях ОС вовсе не одинаково, тем более что отношения Ryzen с Windows 11 не заладились с самого начала. За примерами далеко ходить не надо. За прошедшие с момента выхода Windows 11 пару месяцев инженерам AMD и Microsoft пришлось в спешном порядке исправлять как минимум две неприятности с Ryzen – замедленную работу L3-кеша и некорректный выбор планировщиком предпочтительного ядра для однопоточных нагрузок. Естественно, нет никаких гарантий, что эти проблемы были единственными, и это тоже может обуславливать различия в относительной производительности CPU в Windows 11.
Впрочем, центральный вопрос, которому в этой статье будет уделено наибольшее внимание, всё-таки касается совместимости Alder Lake и Windows 10. Из того, что мы узнали про технологию Thread Director непосредственно перед анонсом процессоров Core 12-го поколения, следовало, что работают они в новой ОС совсем не так, как в старой, и из-за этого в Windows 10 можно ожидать разного рода накладок как с производительностью, так и с неработоспособностью различных программ (в первую очередь игр). Поэтому основной сюжетной линией дальнейшего рассказа станет практическое сравнение работы Core i9-12900K в Windows 10 и Windows 11.
Ещё раз о Thread Director
Принципиальное преимущество Windows 11 перед Windows 10 с точки зрения процессоров Alder Lake заключается в том, что новая ОС знакома с технологией Thread Director, и её планировщик использует возможности данной технологии для распределения нагрузки по процессорным ядрам, в том числе разнотипным. Говоря простым языком, в Windows 10 работа планировщика с разнотипными ядрами строится исключительно на основании данных об их производительности, в то время как в Windows 11 всё происходит хитрее. В ней планировщик не только различает ядра по быстродействию, но и получает от процессора обратную связь – интерактивную информацию о типах исполняемого кода и сведения о состоянии, текущих температурах и энергопотреблении ядер.
В процессе совместной работы Thread Director и планировщик Windows 11 подразделяют все исполняемые процессы на три базовых класса: фоновые, то есть такие, скорость исполнения которых от производительности процессора не зависит; обычные процессы переднего плана; и ресурсоёмкие процессы, задействующие те или иные наборы AVX-инструкций. Общая логика работы планировщика в Windows 11 такова, что фоновые процессы или процессы, которые основное время проводят в ожидании поступления данных, отправляются на E-ядра, а те процессы, для работы которых действительно важна производительность, – на P-ядра. При этом процессы, использующие AVX-инструкции, считаются более приоритетными, а по мере того, как свободных P-ядер у процессора не остаётся, менее требовательные потоки вытесняются на E-ядра.
Энергопотребление Alder Lake: Windows 11 против Windows 10
Итак, планировщик Windows 11 вместе с Thread Director борется за эффективность. На словах всё это звучит очень логично: зная, каковы текущие запросы исполняемых потоков, планировщик новой операционной системы может отправлять нетребовательные процессы на E-ядра, которые имеют более простую микроархитектуру и более низкие частоты. И проверить, даёт ли это какой-то результат, несложно – достаточно взглянуть на потребление Alder Lake при выполнении одних и тех же задач в разных ОС.
Для опытов мы воспользовались системой на базе процессора Core i9-12900K, укомплектованной 32 Гбайт DDR5-4800, на которой сняли показания энергопотребления в идентичных сценариях в Windows 10 и Windows 11. Первая проверка – рендеринг в Cinebench R23. Эта задача характерна тем, что в рендеринге работой загружаются все доступные ядра, а значит, Thread Director здесь вряд ли чем-то поможет: планировщик просто должен разместить 24 потока, создаваемые приложением, по имеющимся у процессора в наличии 24 ядрам (включая виртуальные).
Однако такая картина наблюдается не всегда. Случаев, когда в работе Alder Lake под Windows 10 и под Windows 11 есть существенная разница, немало. Самый распространённый – это игры. Современные игровые приложения стараются распараллеливать нагрузку, и многие из них создают значительное количество потоков. Однако специфика этих потоков в том, что они в большинстве своём неравноправные. Один-два потока обычно играют роль ведущих, в то время как остальные носят вспомогательный характер, по мере необходимости выполняя второстепенные расчёты либо ожидая реакции игрока или каких-то иных событий. И это – прекрасная почва, на которой Thread Director и планировщик Windows 11 могут развернуться с полной силой.
Для примера мы взяли игру Horizon Zero Dawn, которая активно использует многопоточность и на восьмиядерных процессорах легко загружает все имеющиеся 16 виртуальных ядер. И как показало тестирование, потребление Core i9-12900K в разных ОС действительно различается.
Но ещё более интересную картину можно увидеть, если заглянуть в диспетчер задач. В Windows 11 во время игры оказывается ниже и загрузка процессора, причём на довольно весомую величину в 10 %.
Windows 10 | 
Windows 11 |
Для пользователя же это означает, что в системах, основанных на процессорах Alder Lake, применение Windows 11 позволит не только добиться лучшей экономичности, но и в целом получить лучшую реализацию многопоточности.
Horizon Zero Dawn – далеко не единственная игра, где Core i9-12900K показывает более низкое энергопотребление в Windows 11. Подобная ситуация наблюдается в массе других приложений. Например, на следующем графике приведено потребление старшего Alder Lake в двух версиях ОС в другом игровом приложении – Shadow of the Tomb Raider.
Однако картина, когда потребление Alder Lake в Windows 11 ниже, имеет место не в ста процентах ситуаций. Существуют и обратные примеры, в частности обычная офисная работа в приложениях из пакета Microsoft Office. Для того чтобы смоделировать повседневную работу пользователя в Word, Excel, PowerPoint и Outlook, мы воспользовались тестовым скриптом Procyon Office Productivity. И при его исполнении, вопреки ожиданиям, потребление платформы на базе Core i9-12900K в Windows 11 на несколько ватт превысило потребление той же платформы, но в Windows 10.
Иными словами, здесь всплывает ещё одно преимущество Windows 11. Благодаря тому, что эта ОС досконально знакома с особенностями гибридной процессорной архитектуры Intel, она не путается в разнотипных ядрах, и некоторые приложения демонстрируют в ней более высокую производительность. В частности, скорость выполнения офисного сценария Procyon Office Productivity в Windows 11 оказалась примерно на 9 % выше, чем в Windows 10. А это значит, что производительность Core i9-12900K в разных ОС действительно различается, и этот вопрос заслуживает отдельного обсуждения.
⇡#Windows 11 и Virtualization-based Security (VBS)
Но перед тем, как переключиться на результаты тестов, нужно обратить внимание на одну настройку безопасности Windows 11, которая непосредственно на них влияет, – Virtualization-based Security (VBS). Алармистские отчёты указывали, что эта опция может запросто погубить игровую производительность, и при этом в ряде случаев она включается по умолчанию.
Механизм VBS, или «безопасность на основе виртуализации», позволяет Windows 11 создавать для критически важных приложений безопасный анклав памяти, полностью изолированный от потенциально небезопасного кода, в том числе и от самой ОС вместе с её уязвимостями. Кроме того, на основе VBS работает ещё одна встроенная функция безопасности, Hypervisor-Enforced Code Integrity (HVCI), – она предотвращает попадание неподписанных или сомнительных драйверов и программного обеспечения в системную область памяти. Совместно функции VBS и HVCI направлены на защиту ОС и чувствительных данных пользователя от вредоносного ПО, даже если оно сможет обойти имеющуюся антивирусную защиту.
VBS и HVCI можно было активировать и в Windows 10, но там эти возможности всегдаизначально были выключены. С выходом Windows 11 компания Microsoft ужесточила стандарты безопасности, и теперь в ряде систем VBS и HVCI будут активированы автоматически. В первую очередь это касается случаев, когда Windows 11 ставится на компьютер «с нуля». При чистой установке настройки безопасности, скорее всего, будут включены, если виртуализация не была запрещена через BIOS. Однако в то же время при апгрейде с Windows 10 до Windows 11 если соответствующие опции в старой ОС не включались, то и в новой ОС они останутся деактивированными. Если же речь идёт о покупке готового компьютера, то в этом случае решение об активации VBS и HVCI в настройках принимается производителем.
Таким образом, по умолчанию пользователи Windows 11 получат два разных варианта конфигурации в зависимости от происхождения компьютера и типа установки ОС. И сказать, какой из них «правильнее», невозможно. Intel рекомендует в системах на базе процессоров Alder Lake не отказываться от VBS и HVCI, поскольку это повышает безопасность системы. Однако при этом придётся миритьсяне только с некоторым снижением производительности, но и с неработоспособностью отдельных версий программ, например пиратских игр.
Поэтому, говоря о производительности современных систем в Windows 11, рассматривать придётся два варианта настроек – как с активированной функциональностью VBS и HVCI, так и без неё.
Проверить, активен ли механизм VBS в конкретной системе, можно при помощи штатного инструмента MSInfo32.exe (System Information).
Производительность в комплексных бенчмарках
Тест PCMark 10 воспроизводит типичную активность пользователя при повседневной работе с офисными приложениями, и именно такие приложения оказываются наиболее подвержены проблемам с правильным исполнением на процессоре Alder Lake с гибридной архитектурой. Windows 10 совершенно очевидно теряется с выбором правильных ядер для исполнения потоков, и в итоге это приводит к существенному снижению производительности. Наиболее ярко это проявляется в сценарии Digital Content Creation – здесь результаты Core i9-12900K в Windows 10 и Windows 11 различаются более чем вдвое. Но это – явный эксцесс, ведь в других сценариях подобной разницы в результатах не наблюдается. Тем не менее потенциальным владельцам Alder Lake необходимо учитывать, что в определённых ситуациях использование старой ОС может сказаться на быстродействии платформы настолько значительно.
Включение VBS также может сказаться на производительности Core i9-12900K, если верить показаниям PCMark 10. Но активация функций безопасности, основанных на виртуализации,приводит лишь к четырёхпроцентному падению производительности, что вряд ли можно назвать существенной потерей.
Отдельно заметим, что процессор Ryzen 9 5950X, который принимает участие в тестах наряду со старшим Alder Lake, реагирует на включение VBS в Windows 11 ещё слабее. Однако в целом при его переводе на новую версию ОС показатели производительности немного ухудшаются, то есть с точки зрения PCMark 10 флагманский процессор AMD предпочтительнее использовать в Windows 10, несмотря на то, что все проблемы несовместимости Ryzen и Windows 11 считаются уже устранёнными.
В целом быстродействие Core i9-12900K в ресурсоёмких приложениях зависит от версии выбранной операционной системы не так сильно. В большинстве случаев Windows 11, которая знакома с особенностями строения этого процессора и поддерживает технологию Thread Director, может обеспечить преимущество на уровне единиц процентов. В некоторых задачах, например при обработке видео в Topaz Video Enhance AI и Adobe After Effects, новая ОС позволяет получить преимущество на уровне 5-6 %. И лишь в единственном случае – при перекодировании видео кодеком x264 – Windows 11 на фоне Windows 10 обеспечивает принципиально лучшее быстродействие. Иными словами, различия в скорости выполнения «тяжёлых» задач при использовании разных версий ОС почти всегда незначительны. Но тем не менее ситуации, когда Windows 10 серьёзно портит производительность Alder Lake, всё-таки встречаются.
Что же касается платформы на процессоре Ryzen 9 5950X, то с ней картина несколько иная. С точки зрения скорости работы приложений для неё лучше подходит Windows 10, хотя разница, откровенно говоря, малозаметна. Разрыв в результатах составляет в среднем 1,5 %, а максимальное преимущество, которое может дать Windows 10, достигает 6 % – оно наблюдается при перекодировании видео кодеком x264 и при нейросетевом увеличении разрешения видео в Topaz Video Enhance AI.
При этом обе платформы, и AMD, и Intel, достаточно спокойно переносят активацию VBS. Падение производительности если и имеет место, то заметить его будет непросто – обычно оно составляет доли процента. Исключением можно назвать разве только Adobe Photoshop, но и в нём быстродействие при включении VBS снижается на довольно незначительную величину – 6,5 %.
Рендеринг:
Здесь разница между операционными системами проявляется сильнее. Игры показывали преимущество Windows 11 для Alder Lake при измерении энергопотребления, и аналогичное превосходство новой ОС вырисовывается при сравнении частоты кадров в разрешении Full HD при использовании мощной графики. Конфигурация на базе Core i9-12900K показывает в Windows 11 примерно на 4 % лучшую игровую производительность, но в некоторых случаях, например в Chernobylite или Hitman 3, новая ОС прибавляет к частоте кадров вплоть до 10 %. Очевидно, что это – всецело заслуга технологии Thread Director.
Уверенность в этом укрепляют результаты Ryzen 9 5950X, который от Windows 11 не получает почти никакого прироста. Платформа AMD в новой версии ОС оказывается в среднем быстрее всего на 1,5 % с максимальным отрывом от результатов, полученных в Windows 10, на уровне 4 %.
Таким образом, при сравнении игровой производительности в Windows 10 флагманские процессоры AMD и Intel показывают более близкие результаты, чем в Windows 11. И хотя отрыв Core i9-12900K от Ryzen 9 5950X сохраняется, вместо 9-процентного преимущества в новой ОС в Windows 10 он может похвастать победой со средним перевесом в FPS лишь на уровне 5 %.
В дополнение к сказанному стоит добавить, что включение VBS не приводит ни к каким катастрофическим последствиям для игровой производительности. Для обеих платформ падение средней частоты кадров составляет порядка 2 %, что вряд ли может стать весомым аргументом в пользу отключения этой опции в Windows 11, по крайней мере в системах с современными и быстродействующими процессорами.
Говоря о производительности в играх, нельзя обойти стороной и другой аспект, который связан с эксплуатацией геймерских систем, построенных на процессорах семейства Alder Lake, – совместимость. Дело в том, что некоторые игры оказались неработоспособны на процессорах с гибридной архитектурой. Вернее, не сами игры, а встроенная в них DRM-защита компании Denuvo. На сайте Intel приводится список из 51 игры, которые в системах на базе новейших процессоров не запускаются из-за того, что Denuvo трактует два типа ядер внутри одного Alder Lake как два разных ПК. Причём более частые проблемы возникают именно в Windows 10, в то время как в Windows 11 список проблемных игр более чем вдвое короче и содержит лишь 22 пункта.
Таким образом, ещё по одной причинев игровых системах лучше использовать Windows 11– в этой операционной системе несовместимость игрового ПО наблюдается реже. И мы можем по собственному опыту подтвердить, что это действительно так. Многие игры, защищённые DRM, зачастую запускаются в Windows 10 не с первого раза, даже если они не фигурируют в списке Intel. Игры же из списка не работают вообще. Например, по этой причине нам пришлось отказаться от тестирования в Assassin’s Creed: Valhalla.
Безусловно, все подобные несовместимости будут устранены по мере выхода новых патчей. Но пока они способны доставить игрокам немало неприятностей. Впрочем, Intel придумала средство для обхода проблемы – специальный режим Legacy Game mode, в котором на время запуска капризных игр можно будет отключать E-ядра. Производители материнских плат должны в ближайшее время реализовать Legacy Game mode на уровне BIOS: известно, что ASUS и MSI уже работают над внедрением этой функции. Так что совсем скоро у пользователей систем на базе Alder Lake появится возможность включать и выключать E-ядра прямо из ОС. За переключение будет отвечать клавиша Scroll Lock на клавиатуре, а изменение статуса энергоэффективных ядер не будет требовать перезагрузки системы.
Однако на данный момент Legacy Game mode не реализован, а игры не получили необходимых обновлений. Поэтому добиться совместимости можно лишь одним способом – полным отключением E-ядер. Соответствующая опция присутствует в BIOS всех LGA1700-материнских плат, искать её нужно среди базовых настроек процессора.
Выводы
Анонс процессоров Alder Lake был обставлен таким образом, что необходимость их использования с Windows 11 казалась и обязательной, и само собой разумеющейся. Intel настойчиво рассказывала о преимуществах технологии Thread Director, и этот рассказ строился на тезисе о том, что гибридная архитектура Core 12-го поколения способна полностью раскрыться исключительно с новой ОС. Проведённое тестирование подтвердило, что Intel не лукавила. В Windows 11 процессоры Alder Lake действительно ведут себя лучше со всех точек зрения. Производительность оказывается выше, энергопотребление – ниже, а проблем совместимости со старыми играми наблюдается меньше.
Но это вовсе не значит, что на компьютере с Alder Lake обязательно должна быть установлена Windows 11. В действительности эти процессоры неплохо работают и с Windows 10: сказать, что по какому-то из перечисленных выше направлений есть какие-то заметные проблемы, невозможно. Имеющиеся в старой версии OC механизмы распределения нагрузки вполне справляются с возложенными на них задачами и без Thread Director, благодаря чему Core i9-12900K остаётся более быстрым процессором на фоне Ryzen 9 5950X и в Windows 10.
Разница в быстродействии Core i9-12900K в Windows 10 и Windows 11 по результатам тестов составляет единицы процентов. Экстремальные ситуации, когда планировщик старой ОС категорически не справляется с правильной диспетчеризацией потоков, бывают, но они представляют собой скорее редкие исключения.
Обеспечиваемое Windows 11 преимущество в энергопотреблении Alder Lake тоже довольно незначительно. Проявляется оно только при нагрузках средней интенсивности (в первую очередь в играх), и сэкономить удаётся лишь несколько ватт.
Самой существенной трудностью во взаимоотношениях Alder Lake и Windows 10 мог бы стать внушительный список игр, имеющих проблемы совместимости. Но и тут можно возразить, что переход на Windows 11 не даёт решения во всех случаях. Более того, Intel с партнёрами из числа производителей материнских плат готовит эффективный «костыль» для обхода этой проблемы как в новой, так и в старой версии ОС.
В конечном итоге рекомендацию использовать в ПК на процессорах Alder Lake именно Windows 11 трудно назвать необоснованной. Однако она остаётся лишь рекомендацией. Если вы не хотите уходить с Windows 10 по каким-то причинам, пересаживаться на Windows 11 вовсе необязательно. Alder Lake – не тот случай, когда процессор накладывает какие-то жёсткие условия на программную среду, он лишь мягко подталкивает к переходу на новую версию ОС.
3DNews
