12 лет назад 10 февраля 2007 в 1:45 54

Умножай это

Автор: Андрей Воленко

Выпустив процессоры с новой микроархитектурой core, intel пытается выжать максимум из разработки, представляя в короткие сроки четырехъядерный процессор, первый и пока единственный в своем роде. процессоры на ядре kentsfield сразу же после анонса оказываются доступны для настольных решений и серверов.

ПОВТОРЕНИЕ ПРОЙДЕННОГО, НО УЖЕ В НОВОМ ВИДЕ

Помните, мы писали о первых многоядерных процессорах в далеком двадцатом номере Upgrade Special. Тогда AMD выпустила действительно двухъядерный процессор, архитектурно “заточенный” под многопоточные вычисления. Полтора года назад Intel приходилось догонять, и она, не мудрствуя, объединила в одной упаковке два ядра Prescott, позволила им общаться по процессорной шине и выпустила продукт на рынок. Процессоры Pentium D даже получили некоторую популярность, хотя по производительности в лидеры не вырвались. Зато тепла они рассеивали много, поскольку являлись, по сути, удвоенными печками Pentium 4.

Почти год спустя появились процессоры Core 2 Duo – истинно двухъядерные решения, с общим кэшем второго уровня, с продвинутой, радикально отличающейся от Pentium 4/D архитектурой. Новая Core-архитектура позволила сделать процессоры очень холодными – с TDP всего 65-75 Вт. Пара таких ядер, объединенных на одной подложке, уже не кажется монстром-сковородой. А если использовать самые холодные, специально отобранные ядра, то тепловыделение можно снизить до приемлемого уровня. Впрочем, TDP топового Core 2 Extreme QX6700 равно 130 Вт, то есть ровно вдвое больше двухъядерного Core 2 Duo E6700 с равной частотой.

Официальная поддержка Kentsfield заявлена только для чипсетов производительной 975 линейки. Однако механическая и электрическая совместимость с Conroe позволяет устанавливать четырехъядерные процессоры и на материнские платы с чипсетами 965 семейства. Единственным требованием оказывается поддержка процессора со стороны BIOS и способность материнской платы выдать необходимое для Kentsfield напряжение.

Помимо испытуемого топового QX6700 для настольного сегмента Intel выпустит процессор Core 2 Quad Q6600, отличающийся уменьшенной до 2,4 ГГц частотой. Для серверов доступны Xeon с индексами 53XX, имеющие частоты от 1,6 до 2,66 ГГц и работающие на шине 1066 МГц или 1333 МГц. Для серверов применяются более “удачные” экземпляры ядер, поскольку заявленные TDP для Xeon с частотами 1,6-2,33 ГГц – всего 80 Вт, и только для 2,66 ГГц флагмана X5355 – 120 Вт (на 10 Вт меньше аналогичного QX6700, стоит заметить). Для однопроцессорных серверов начального уровня и рабочих станций обещаны чуть более доступные Xeon 32XX.

Кроме того, обещаны две модели Xeon с пониженным до 50 Вт энергопотреблением. Получается всего 12,5 Вт на ядро – замечательный показатель, даже несмотря на ожидаемую относительно невысокую частоту процессора. После перехода процессоров Intel на 45-нанометровый технологический процесс тепловыделение, очевидно, снизится еще.

Четырехъядерные процессоры Intel

Процессор Тактовая частота, ГГц Кэш, Мб Частота системной шины, МГц Тепловыделение, Вт Стоимость, $
Intel Xeon X5355 2,66 2×4 1333 120 1172
Intel Xeon E5345 2,33 2×4 1333 80 851
Intel Xeon E5320 1,86 2×4 1066 80 690
Intel Xeon E5310 1,60 2×4 1066 80 455
Intel Core 2 Extreme QX6700 2,66 2×4 1066 130 999
Intel Core 2 Quad Q6600 2,40 2×4 1066 105 851

Почему AMD пока не может выпустить четырехъядерный процессор

Кажется, что ничто не мешает AMD по образцу Intel выпустить четырехъядерный процессор, упаковав два ядра на одну подложку. Однако двухъядерная архитектура со встроенным контроллером памяти с трудом может стать четырехъядерной. Тот самый контроллер не позволит компании легко упаковать оба ядра в один корпус. Для совершения этого финта потребуется какой-то третий управляющий блок, координирующий работу контроллеров памяти, обработчиков прерываний, отвечающий за когерентность кэшей. Располагаться этот блок должен в микросхеме северного моста, а вернее, даже на пути между процессором и мостом, а также между процессором и оперативной памятью. Реализация этой идеи кажется нереальной и неоправданной. В качестве альтернативы поклонникам марки AMD предлагает четырехъядерное решение из двух двухъядерных процессоров, получившее название AMD 4×4.

ПЕРСПЕКТИВЫ И РЕЗУЛЬТАТ ОЧЕРЕДНОГО УДВОЕНИЯ

Выпуском Kentsfield процессорный гигант не только в очередной раз подтверждает вернувшееся к нему технологическое лидерство, но вновь стимулирует разработчиков на написание многопоточного пользовательского программного обеспечения. Это уже привычно, ведь Intel является главным локомотивом по продвижению многопоточности в массы, впервые реализовав виртуальную многоядерность (технология Hyper Threading) еще в процессорах Pentium 4 на ядре Northwood.

Однако далеко не все разработчики предприняли радикальные меры по оптимизации своих продуктов под новые процессоры. Если распараллеливание обработки медиаконтента уже давно и достаточно качественно реализовано, то, к примеру, в играх эффект от второго ядра заметен не всегда. Примечательно, что при этом Core 2 Extreme QX6700 позиционируется как продукт для энтузиастов – геймеров по большей части.

Но сложившийся парадокс постепенно разрешается, поскольку в этом году наконец-то начнут появляться игры с полноценной поддержкой двухъядерных и четырехъядерных процессоров. Среди них ожидаются потенциальные хиты: Valve Half-Life 2: Episode 2 и Epic Unreal Engine 3. Список можно продолжить, игровая индустрия медленно, но методично реагирует на реалии процессорного мира.

Конфигурация тестового стенда

Процессоры

– Intel Core 2 Extreme QX6700 (Kentsfield, 2,66 ГГц, 2x 4 Мб кэш, 1066 МГц)

– Intel Core 2 Extreme X6800 (Conroe, 2,93 ГГц, 4 Мб кэш, 1066 МГц

Материнская плата

– Gigabyte GA-965P-DS3 (LGA775, Intel P965)

Видеокарта

– Foxconn GeForce 7950GT (NVIDIA GeForce 7950GT, 512 Мб)

Оперативная память

– 2x 1024 Мб GeIL DDR2-667 DDR2-800

Жесткий диск

– Seagate Barracuda 7200.7 120 Гб (PATA, 7200 об/мин)

Система охлаждения

– СВО Zalman Reserator 2

Операционная система

– Windows XP Professional Service Pack 2

Набор тестовых приложений

Для изучения производительности был использован набор из синтетических и игровых тестов, а также реальных приложений.

Скорость архивирования измерялась в WinRAR 3.61. Архиватор имеет встроенный тест производительности, который способен задействовать как два, так и четыре ядра.

F.E.A.R. и Quake 4 использованы для изучения производительности процессоров в игровых 3D-приложениях. В каждой из этих игр реализована поддержка нескольких ядер.

3DMark06 – полусинтетический тест, демонстрирующий производительность систем в 3D, а также характеризующий работу процессоров в играх. 3DMark06 для получения процессорного рейтинга реализует просчет физической модели и искусственного интеллекта сложной игровой сцены. Подобные задачи легко распараллеливаются.

PCMark05 – комплексный полусинтетический бенчмарк, оценивающий быстродействие системы в целом и подсистем по отдельности. В составе пакета есть два подтеста, запускающих одновременно четыре задачи.

Для сравнения скорости работы с медиаконтентом использованы видеокодеки DivX 6.4 и Xvid 1.1.0, а также MP3-аудиокодер Lame 3.97 beta 2. Каждый из кодеков поддерживает многоядерные системы.

Для оценки скорости работы системы с графикой использован Adobe Photoshop CS 2, в котором на каждой системе воспроизводился сценарий, имитирующий наиболее характерные при обработке фото манипуляции с заданным набором изображений.

Любимый оверклокерами бенчмарк SuperPI 1.5 XS в нашем случае просчитывал число пи с 8 миллионами знаков после запятой. Бенчмарк работает только с одним ядром.

Результаты тестов

Core 2 Extreme QX6700 Core 2 Extreme QX6700 3,5 ГГц Core 2 Extreme X6800
WinRAR 3.61, кбит/с 1571 1596 1368
SuperPI 1.5 XS (8M), мин:с 3:56 3:16 3:48
3dmark06 Overall 5801 5930 5789
CPU 4020 5027 2591
Pcmark05 CPU 8586 11247 7556
Memory 5577 6618 6013
F.E.A.R., к/с 95 101 92
Quake 4, к/с 183 199 191
Lame 3.97 beta 2, мин:с 2:32 1:58 2:18
DivX 6.4, мин:с 8:20 6:24 9:40
Xvid 1.1.0, мин:с 7:14 6:04 7:10
Photoshop CS 2, мин:с 2:27 1:58 2:39

ТЕСТИРОВАНИЕ

Во время тестирования процессор Core 2 Extreme QX6700 работал на штатной частоте и при разгоне. На стандартном напряжении QX6700 заработал на частоте 3,3 ГГц, а повышение напряжения на 10% позволило увеличить частоту еще на 200 МГц. Дальнейшее увеличение напряжения эффекта не давало. Охлаждался процессор системой водяного охлаждения Zalman Reserator 2, очень кстати попавшей в нашу тестовую лабораторию. По нашим оценкам, при работе в разогнанном режиме четырехъядерник рассеивал около 200 Вт.

Сравнивая два топовых процессора Intel с разными частотами и разным количеством ядер, но одинаковой частотой, мы стремились не только выяснить, какой процессор лучше купить энтузиасту, но и понять, для каких задач лучше подойдет новый флагман, имеющий два двойных ядра, объединенных процессорной шиной.

Однопроцессорный SuperPI, естественно, никаких дивидендов Kentsfield не принес. Время просчета зависело только от частоты процессора. В подобных задачах QX6700 несколько проигрывает, однако уверенно уходит вперед после разгона.

Процессорный подтест 3DMark06, напротив, очень живо откликается на дополнительную пару ядер и отдает 60-процентное предпочтение Kentsfield по сравнению с Conroe. Впрочем, в игровых тестах пакета преимущества у QX6700 практически нет. Два ядра смогли всего лишь компенсировать разницу в 266 МГц, о чем свидетельствуют практически равные итоговые рейтинги.

В PCMark05 QuadCore выигрывает 13% – спасают два четырехпоточных теста. В тесте подсистемы памяти, однако, Kentsfield немного проигрывает. Проигрыш обусловлен отчасти меньшей частотой ядра, отчасти – задержками при обеспечении когерентности кэшей ядер, общающихся через общую процессорную шину.

В игровых тестах однозначного победителя нет. Оптимизированные под многоядерные системы игры по-разному ведут себя на Conroe и Kentsfield. Quake 4 отдает явное предпочтение двум ядрам с более высокой частотой. F.E.A.R., напротив, лучше реагирует на удвоенное число ядер. Очевидно, что F.E.A.R. более качественно оптимизирован под многоядерные процессоры.

Похожая ситуация наблюдается и при работе с медиаконтентом. Видеокодек Xvid и аудиокодек Lame оптимизированы под два ядра, поэтому X6800 в этих тестах оказывается быстрее. В DivX и Photoshop выигрыш на стороне QX6700. В WinRAR новый процессор также оказывается быстрее.

Стоит заметить, что X6800, побывавший в нашей лаборатории, успешно разогнался только до 3,42 ГГц, в то время как QX6700 – до 3,5 ГГц. Таким образом, после разгона Kentsfield становился безоговорочным лидером. Мы приводим результаты тестов разогнанного четырехъядерника, чтобы продемонстрировать неплохую масштабируемость производительности при увеличении частоты.

Новый процессор произвел очень приятное впечатление, хотя удвоение числа ядер не дало того скачка производительности, который произошел при переходе от одного ядра к двум. Пока просто нет приложений, оптимизированных более чем для двух ядер. Дополнительно прирост лимитируется общей шиной и взаимодействием ядер по ней.

Наибольший эффект от использования Kentsfield ощутят пользователи, работающие с медиаконтентом. В таких задачах Kentsfield просто нет равных. В играх ситуация менее ясная. В некоторых играх QX6800 быстрее X6800, но в большей части “непродвинутых” игр он будет медленней.

Обычному же пользователю Kentsfield пока просто не нужен. Сложно найти задачи, для которых не хватало бы современных двухъядерных процессоров. Kentsfield – это топ, демонстрирующий возможности Intel. Первый и единственный четырехъядерный процессор, который найдет место в компьютерах энтузиастов и в серверах разного уровня.