Análise do i7-1355U

No dia 22/05 comprei um Inspiron 24 5420 AIO para presentear meu pai no seu aniversário e substituir seu antigo desktop, um Inspiron 3470 (SFF) de 2018 com i3-8100.

Recebi o AIO em minha casa para configurar tudo e instalar os softwares que ele utiliza, mas não poderia deixar de testá-lo já que seria minha primeira experiência com o i7-1355U.

Comprei a configuração mais completa com i7, 2x8gb de memória DDR4 3200MHz, Nvme Gen4 de 512gb, W11 Home e 1 ano de suporte Premium.Paguei 5200 reais no site da Dell e recebi a máquina em 03/06.

Comprei mesmo sabendo que a "nova" versão 5430 já havia sido lançada pois o que muda é apenas a CPU (Core 7 150U) e também o preço, que é bem mais alto...A "nova" CPU é apenas um refresh com clocks ligeiramente mais altos.

Quanto ao AIO, ele é bem construído, muito bonito, com boa tela IPS especificada com 99% sRGB e 250 nits (apesar de que comparando com outras telas que tenho em casa é certeza que tem ao menos 300 nits) e boa webcam FHD.O áudio embutido me impressionou, muito bom com 2alto-falantes estéreo com 5W cada, mas o foco aqui será o i7-1355U...

A Intel classifica essa CPU com TDP base de 15W e o TDP turbo máximo de 55W e a Dell ajustou esse AIO exatamente assim... e para a minha decepção ela bloqueou o ajuste dos limites de power de forma rígida pois os limites são controlados pelo controlador EC onde o ThrottleStop ou qualquer outro software não tem qualquer acesso.

É uma decepção pois com o limite de power de longo prazo (PL1) de apenas 15W (Galaxy Book2 em modo desempenho) o potencial dessa CPU fica completamente prejudicado e esta máquina, apesar de ter sistema de refrigeração similar aos notebooks, tem bastante espaço para a refrigeração, além de um heatpipe bem longo e uma ventoinha robusta. Ou seja, com 15W seu sistema de refrigeração brinca, mantendo a temperatura da CPU sempre abaixo de 60ºC mesmo em cargas sustentadas de longa duração e sem ruído perceptível da ventoinha.
Cinebench R23 (stock):O que ocorre é que no ajuste original da Dell o power de curta duração (PL2) em tarefas intensivas com alta carga dura apenas cerca de 8s em vez dos 28s que é o comum nas CPUs Intel mobile e, assim, o resultado é decepcionante.Consigo desempenho multicore consistentemente mais forte com um i5-11320H com apenas 4 cores/8 threads.

Em aplicações mais leves, como cargas single core, o PL2 dura até 84s fazendo com que a CPU entregue seu desempenho total neste tipo de carga durante esse período.Passado esse tempo, mesmo em carga single core, esse i7 não pode atingir todo o seu desempenho dependendo da intensidade da carga.No teste single core do Cinebench R23 essa CPU precisa de ~19/20W para manter os ~5,0GHz, que é seu clock máximo quando apenas 1 núcleo é necessário.Com o limite de 15W o clock fica em ~4,5/4,6GHz durante todo o teste causando uma perda de ~10% em relação ao seu desempenho potencial.

No multicore do mesmo benchmark, consumindo os 15W, a CPU pode entregar apenas ~2,2GHz nos 2 P-cores e ~1,5GHz nos 8 E-cores, muito longe dos clocks máximos possíveis multicore de 4,7GHz nos núcleos de desempenho e 3,5GHz nos núcleos de eficiência.

OBS: a carga no Cinebench R23 é uma carga muito pesada, em outras aplicações, mesmo que também em full load, os clocks podem ser maiores com o mesmo consumo de energia.
Pois bem, contornei esse bloqueio editando variáveis no BIOS e agora posso ajustar os limites de energia obtendo resultados fantásticos. Para o sistema de refrigeração acompanhar esses limites mais altos troquei a pasta térmica original, que é totalmente capaz de aguentar os limites de power originais, por Upsiren PCM-1 que é uma almofada térmica que muda de fase de acordo com a temperatura, similar ao Honeywell PTM 7950, mas com desempenho um pouco abaixo.

O desempenho agora é incrível para uma CPU da série U, entregando desempenho multicore similar ao meu i9-9980HK com 4,4GHz em todos os 8c/16t e ainda com undervolt e consumindo ~120W.Nem é preciso dizer que em single core esse i7-1355U esmaga o i9-9980HK...

Segue algumas imagens com os testes (ignore o consumo de energia relatado no ThrottleStop pois para desbloquear os limites do ajuste original eu modifiquei a leitura de energia, enganando o sistema):
Multicore:Single core:Repeti os testes bloqueando o limite de power a cada 5W a partir de PL1/PL2=10W e os resultados estão no gráfico:
Agora um gráfico mostrando como cada aumento de 5W no consumo de energia afeta os clocks.
Repare que a forma das curvas em ambos os gráficos é similar pois o aumento dos clocks está diretamente relacionado ao aumento da pontuação (aumento do desempenho).

Analisando os gráficos, a reta tracejada representaa linha de tendência de cada série, ou seja, seria a representação do crescimento dos clocks ou da pontuação de forma linear.Isso significa que os pontos situados acima da reta tracejada são os pontos onde essa CPU entrega sua melhor eficiência. Quanto mais acima da linha de tendência, maior a eficiência do processador. Assim como, quanto mais abaixo da reta tracejada, de forma menos eficiente o processador está trabalhando.

Isso significa que a melhor faixa de trabalho para esse i7-1355U fica entre os limites de 20 e 45W, que é onde ele entrega a melhor relação desempenho/consumo.Ou seja, comprar uma máquina com esse i7 para ficar limitado a 15W é péssimo negócio...

Até agora escrevi apenas sobre o desempenho do processador puro, mas ainda há o funcionamento do vídeo integrado (iGPU) para comentar.O iGPU é a Iris Xe G7 na sua versão "completa" com 96EUs e seu clock, nesta CPU, é limitado a 1300MHz.

O vídeo integrado, assim como os núcleos do processador, também consome energia do pacote da CPU.Neste caso, em games por exemplo, dependendo do cenário (game específico, resolução da tela, qualidade dos gráficos, etc...) esse iGPU sozinho precisa de ~15/18W pra entregar todo o seu desempenho potencial.As versões com 80EUs, por exemplo i5-1335U, precisam de pouco menos energia, ~12/15W para ter todo o seu desempenho.

Com essa informação e em um uso onde há alta demanda gráfica, o limite de 15W para essa CPU torna-se ainda pior pois além dessa quantidade de Watts ser insuficiente para o desempenho máximo da iGPU, há ainda na equação o consumo dos núcleos e todo o restante do chip.

Pelos meus testes, do consumo total do pacote sobram para os núcleos do processador e para a iGPU cerca de 85%.Digamos então que, durante um game, os núcleos do processador e o vídeo integrado tem cerca de 13W para dividir.Isso é muito pouco para essa CPU e é por isso que em muitos modelos de notebook o desempenho em games da Iris Xe é fraco.

Neste limite de 15W, em games, a iGPU será beneficiada consumindo cerca de 8/9W enquanto que para os núcleos do processador sobrarão apenas cerca de 4/5W.Pouquíssimo para essa arquitetura...
O mínimo necessário para que essas CPUs Intel com Iris Xe entreguem um bom desempenho em games é um consumo sustentado de 25W.Com isso seu potencial ainda não seria atingido, mas já seria algo em um bom nível.

OBS: o aumento de desempenho não é proporcional ao aumento de consumo de energia. A partir de certo ponto, algum lugar entre 25 e 30W, o aumento no desempenho em games vai se tornando cada vez menor frente ao aumento do consumo de energia.

Esse i7 precisa de ~30/35W para entregar todo o seu potencial na maioria das situações em games. Em cenários específicos, por exemplo algo como Valorant em FHD e em qualidade baixa, onde a Iris Xe é capaz de entregar muito FPS, para entregar todo o potencial dessa CPU seriam necessários ~40/45W.

Outra questão é que tive azar na loteria das memórias e o AIO veio com 2x8gb 3200MHz CL22 da Adata.Até aí tudo certo, mas o modelo das memórias que recebi é do tipo 1Rx16, que é uma memória mais lenta que afeta bastante o desempenho gráfico do iGPU e também da CPU em algumas aplicações.

Não vou me aprofundar muito, mas fiz testes no 3DMARK Time Spy com as memórias originais e também com 2x8gb 3200MHz CL20 Fury Impact (1Rx8):
Time Spy (original):
Time Spy (comparação: Original x Limite de Power desbloqueado x Limite de power desbloqueado + Fury Impact):
Encerrando, por curiosidade, para o meu pai que faz uso leve (Office, PDFs, Internet...), defini os limites de energia em 30W/45W para PL1 e PL2 respectivamente com 28s de duração do PL2.