Двухъядерные процессоры семейства Intel Pentium
Модельный ряд двухъядерных процессоров Intel
На данный момент в модельном ряде двухъядерных процессоров Intel для ПК насчитывается четыре модели, которые отличаются друг от друга тактовой частотой, набором поддерживаемых технологий и, конечно же, ценой. В этой статье мы сравним производительность всех четырех двухъядерных процессоров Intel.
Модельный ряд двухъядерных процессоров Intel
одельный ряд двухъядерных процессоров Intel включает четыре модели: процессор Intel Pentium Processor Extreme Edition 840 и три процессора семейства Intel Pentium D (табл. 1).
Таблица 1. Модельный ряд двухъядерных процессоров Intel
Intel Pentium Processor Extreme Edition 840 — флагман линейки десктопных двухъядерных процессоров Intel. Это процессор с двумя ядрами на одном кристалле и с корпусировкой LGA775. Тактовая частота составляет 3,2 ГГц.
Все ядра процессора имеют микроархитектуру NetBurst, и среди всего этого семейства только процессор Intel Pentium Processor Extreme Edition 840 поддерживает технологию Hyper-Threading, что в совокупности обеспечивает обработку до четырех потоков. Поэтому один такой физический процессор с точки зрения операционной системы определяется как четыре логических.
Каждое ядро процессора имеет собственный кэш второго уровня L2 объемом 1 Мбайт, а общий объем кэша L2 составляет 2 Мбайт. Процессор производится по 90-нанометровому технологическому процессу, при этом размер самого кристалла процессора составляет 206 мм2, а количество транзисторов внутри процессора равно 230 млн. Казалось бы, такой мощный двухъядерный процессор будет выделять чрезмерно много тепла и потребует эффективной системы охлаждения, однако эта модель поглощает всего 130 Вт, а максимальная температура поверхности кристалла не превосходит 70 °С. Напряжение питания ядра процессора составляет от 1,25 до 1,388 В, а максимальный ток — 125 А.
Кроме того, данный процессор поддерживает технологии Intel Extended Memory 64 Technology, Execute Disable Bit, а также технологии тепловой защиты Thermal Monitor и Thermal Monitor 2, однако не поддерживает технологию энергосбережения Enhanced Intel SpeedStep.
Данная модель ориентирована на использование в компьютерах и рабочих станциях, критичных к ресурсоемким приложениям с многопоточной обработкой данных. Правда, преимущества от использования двухъядерного процессора получают не все приложения. К примеру, нецелесообразным является использование данного процессора в игровых компьютерах, а выигрыш от его применения получается при решении таких задач, как рендеринг трехмерных сцен, обработка (конвертация) видео- и аудиоданных, а также одновременная работа с несколькими программами на ПК. Таким образом, оптимальным является использование данного процессора в графических станциях (для работы с 3D-графикой), а также в универсальных домашних компьютерах (но не игровых) для работы с офисными приложениями, с приложениями создания контента, с приложениями по обработке цифровых фотографий и т.д.
Если говорить о доступности этого процессора в розничной сети, то вам вряд ли удастся его купить, поскольку, в реальности он в продажу не поступает, хотя официально и объявлен.
Семейство двухъядерных моделей процессоров Intel Pentium D (см. табл. 1) сегодня представлено тремя моделями: Intel Pentium D 840, 830 и 820. Как и Intel Pentium Processor Extreme Edition 840, процессоры Intel Pentium D ориентированы на использование в графических станциях (для работы с 3D-графикой), а также в универсальных домашних компьютерах (но тоже не игровых) для работы с офисными приложениями, с приложениями для создания контента, для обработки цифровых фотографий и пр.
Фактически процессоры серии Intel Pentium D 8хх ничем не отличаются от Intel Pentium Processor Extreme Edition 840, за одним лишь исключением — они не поддерживают технологию Hyper-Threading (возможность ее использования заблокирована на аппаратном уровне) и поддерживают (кроме процессора Intel Pentium D 820) технологию энергосбережения Enhanced Intel SpeepStep. Во всем остальном (кроме тактовых частот), эти модели идентичны, а их кристаллы нарезаются из одних и тех же пластин.
Разница же между процессорами серии Intel Pentium D 8хх состоит в тактовой частоте. Так, процессору Intel Pentium D 840 соответствует частота 3,2 ГГц, процессору Intel Pentium D 830 — 3,0 ГГц, а Intel Pentium D 820 — 2,8 ГГц. Кроме того, Intel Pentium D 820 не поддерживает технологию Enhanced Intel SpeepStep (как, впрочем, и любой процессор с тактовой частотой ниже или равной 2,8 ГГц). Такие характеристики, как тепловая рассеиваемая мощность и температура процессора, для процессоров Intel Pentium D 840 и 830 составляют соответственно 130 Вт и 69,8 °C, а для Intel Pentium D 820 — 95 Вт и 64,1 °C.
 |
|
Методика тестирования
ля тестирования процессоров Intel Pentium Dххх и Intel Pentium Processor Extreme Edition 840 использовалась одна и та же конфигурация стенда, то есть абсолютно одинаковыми были системная плата, память, дисковая подсистема, видеокарта и т.д., а именно:
- материнская плата — Gigabyte 8I955X Royal (версия BIOS F7);
- чипсет материнской платы — Intel 955X Express (ICH7);
- память — Corsair 2 Ѕ 512 Мбайт DDR2-667 (PC5300);
- видеокарта — ATI Radeon X700 XT (256 Мбайт) (интерфейс PCI Express x16);
- дисковая подсистема — Seagate Barracuda ST3160827AS (емкость 160 Гбайт);
- файловая система — NTFS с размером кластера по умолчанию (4 Кбайт).
В качестве операционной системы применялась ОС Windows XP Professional (English) c SP2.
Из дополнительных утилит и драйверов использовались:
- Intel Chipset Software Utility Version 7.0.0.1019;
- версия видеодрайвера: ATI 6.14.10.6497.
Все тесты производились при глубине цвета 32 бит и частоте строчной развертки 60 Гц.
Бенчмарки
С учетом позиционирования двухъядерных процессоров для работы с 3D-графикой и обработки видео- и аудиоданных, а также для работы в многопоточной среде, в целях их сравнительного тестирования были отобраны тесты и приложения, ориентированные на обработку звуковых и видеофайлов, созданий Интернет-контента, а кроме того, стандартные офисные приложения. Мы использовали следующие тестовые пакеты и приложения:
- офисные тесты:
- VeriTest Business Winstone 2004,
- VeriTest Multimedia Content Creation Winstone 2004;
- OCR-распознавание:
- ABBYY FineReader 8.0 (распознавание pdf-документа);
- архивирование:
- WinRAR 3.00 (архивирование файлов)
- 3D-приложения:
- Discreet 3d Studio Max 7.0 (рендеринг 3D-сцен);
- обработка видео- и аудиоданных:
- Lame 4.0 alpha 14 (конвертирование формата wav в mp3),
- iTunes 5.0.01.4 (конвертирование формата wav в mp3),
- MP3Gain v.1.2.5 (обработка mp3-файла),
- XMPEG 5.2+DivX 6.0 (конвертирование формата MPEG-2 в DivX),
- TMPGEnc 2.5.24 (конвертирование avi-файла в формат m2v),
- Windows Media Encoder 9.0 (конвертирование avi-файла в формат wmv),
- Adobe After Effects 6.5.
Настройки тестов
Первые два теста — традиционные бенчмарки, предназначенные для тестирования производительности системы в целом c применением популярных офисных приложений. Результаты этих тестов определяются не только процессором, но и пропускной способностью памяти, а также производительностью дисковой подсистемы компьютера. При использовании данных тестов устанавливалось разрешение экрана 1024Ѕ768 точек при 32-битной глубине цвета.
Приложение ABBYY FineReader 8.0 применялось для распознавания многостраничного pdf-документа, в процессе которого измерялось время выполнения задачи. Данный тест является многопоточным и оптимизирован под двухъядерные процессоры.
В тесте WinRAR 3.0 использовалась максимальная степень сжатия с размером словаря 4096 Кбайт. При этом отметим, что данный тест является однопоточным, поэтому не приходится ожидать, что двухъядерные процессоры получат здесь преимущество.
Еще одна группа тестов была ориентирована на измерение производительности процессора при обработке аудио- и видеоданных. Для конвертации аудиоданных из формата wav в формат mp3 использовались кодеки Lame 4.0 alpha 14 и iTunes 5.0.0.1.4. Кроме того, для обработки mp3-файла мы взяли утилиту MP3Gain v.1.2.5.
Кодек iTunes 5.0.1.4 эффективно раскладывает аудиоданные на два потока и использует два ядра процессора. В то же время применение технологии Hyper-Threading в процессоре серии Extreme Edition не приводит к распараллеливанию потока на четыре логических ядра процессора. Отметим, что при конвертировании аудиофайла с использованием кодека iTunes 5.0.1.4 мы брали файл размером 701,5 Мбайт (1411 Кбит/c, 44 кГц, Stereo, 16 бит), а битрейт составлял 160 Кбит/c.
При использовании для конвертирования кодека Lame 4.0 alpha 14 был тот же самый wav-файл, причем запуск процесса конвертирования производился из командной строки. При этом использовалась команда запуска с параметром - - nores (команда c:\lame.exe –nores –mt mixTest.wav), что позволяет задействовать два ядра процессора. В кодеке Lame 4.0 alpha 14 скорость потока составляла 128 Кбит/c, а скорость сэмплирования — 44 кГц.
Для конвертирования видеофайла из формата MPEG-2 (расширение файла mpg) в формат DivX (контейнер avi) применялась утилита XMPEG 5.2 с кодеком DivX 6.0. Размер исходного видеофайла (в формате MPEG-2) составлял 110 Мбайт (разрешение 720Ѕ480), а размер сжатого файла в формате DivX — 88,8 Мбайт. При этом звук не подлежал компрессии (48 кГц, Stereo, 128 Кбит/c), а скорость видеопотока равнялась 6147 Кбит/c. Отметим, что утилита XMPEG 5.2 с использованием кодека DivX 6.0 прекрасно раскладывает поток данных на два ядра процессора, равномерно загружая их. Однако разложение на четыре потока (с учетом технологии Hyper-Threading) малоэффективно.
Для конвертирования avi-видеофайла в формат m2v служила утилита TMPGEnc 2.5.24. При этом устанавливались настройки DVD NTSC (4:3, 525 lines) (MPEG-2, 720x480, битрейт 7995 Кбит/c). В итоге исходный видеофайл размером 51,9 Мбайт, который был создан кодеком DivX MPEG-4 Low Motion, конвертировался в m2v-файл размером 222 Мбайт и в wav-файл размером 42,7 Мбайт.
Обращаем ваше внимание на то, что процесс конвертирования с помощью утилиты TMPGEnc 2.5.24 оптимизирован под двухъ-
ядерные процессоры. В процессе конвертирования загружаются в равной степени оба ядра процессора. Добавление технологии Hyper-Threading к каждому ядру процессора не способствует росту эффективности конвертирования.
Для конвертирования того же avi-файла (кодек DivX MPEG-4 Low Motion) в формат wmv использовались программы Windows Media Encoder 9.0 (Advanced Profile). При использовании конвертора Windows Media Encoder 9.0 (Advanced Profile) размер результирующего файла составлял 7,82 Мбайт.
Следующий тест — это популярное 3D-приложение Discreet 3d Studio Max 7.0, которое использовалось только для рендеринга трехмерных сцен, поскольку именно в этом режиме наибольшая нагрузка ложится на центральный процессор системы.
Во всех тестах, кроме пакетов VeriTest Business Winstone 2004 и VeriTest Multimedia Content Creation Winstone 2004, измеряемой характеристикой являлось время выполнения задачи. Поэтому чем меньше оказывалось время (то есть результат теста), тем было лучше.
Для того чтобы оценить преимущества двухъядерных процессоров при многопоточной обработке данных, комбинировалось несколько тестов, которые запускались одновременно. Так, процесс конвертирования формата wav в mp3 кодеком Lame 4.0 мы сочетали с одновременной обработкой mp3-файла утилитой MP3Gain v.1.2.5. С этой целью сначала запускался более длительный процесс конвертирования, а на фоне выполнения этой задачи запускалась более короткая задача обработки mp3-файла. В этом случае время выполнения задачи рассчитывалось как время выполнения более короткой задачи, то есть обработки mp3-файла. Аналогично и процесс конвертирования одного видеофайла из формата mpg в DivX (XMPEG 5.2с кодеком DivX 6.0) сочетался с процессом конвертирования другого видеофайла из формата DivX в формат wmv (Windows Media Encoder 9.0). В этом случае фоновым процессом являлся более длительный процесс конвертирования DivX в wmv, а за результат теста принималось время конвертирования формата mpg в формат DivX.
Результаты сравнительного тестирования процессоров представлены в табл. 2, причем все результаты рассчитаны с доверительным интервалом с коэффициентом надежности 95%.
Таблица 2. Результаты сравнительного тестирования процессоров
|
|
Анализ результатов
Офисные приложения
Как следует из табл. 2, в офисных тестах (рис. 1) производительность всего семейства двухъядерных процессоров примерно одинакова, так что отличить на глаз один процессор от другого не представляется возможным. Более того, лидером в данном случае является процессор Intel Pentium D 840, а совсем не Intel Pentium Processor Extreme Edition 840. Несмотря на одинаковую тактовую частоту, поддержка технологии Hyper-Threading в процессоре Intel Pentium Processor Extreme Edition 840 ухудшает результаты, причем особенно негативно это отражается именно на многозадачном тесте Business Winstone 2004 Multitasking Test, где результаты процессора Intel Pentium Processor Extreme Edition 840 приблизительно равны результатам процессора Intel Pentium D 820.
Рис. 1. Результаты тестирования в офисных приложениях
В тесте по скорости архивации с использованием утилиты WinRAR 3.00 (рис. 2) технология Hyper-Threading позволяет процессору Intel Pentium Processor Extreme Edition 840 получить незначительное преимущество. Это и понятно, ведь приложение является однопоточным, а технология Hyper-Threading позволяет более эффективно загрузить ресурсы процессора. Если же одновременно запустить две утилиты WinRAR 3.0 (это позволяет выполнять параллельно два потока на отдельных ядрах процессора), то технология Hyper-Threading не только не способствует росту производительности, но и напротив — фактически «убивает» процессор. Так, при одновременном выполнении двух утилит WinRAR 3.0 результаты процессора Intel Pentium Processor Extreme Edition 840 становятся ниже результатов процессора Intel Pentium D 820.
Рис. 2. Сравнение времени архивации с использованием архиватора WinRAR 3.00
Еще один пример реального офисного приложения, в котором двухъядерный процессор позволяет получить существенное преимущество, — программа распознавания текстов ABBYY FineReader 8.0. (рис. 3). В общем-то, это естественно, поскольку распознавание отдельных страниц текста — независимые друг от друга задачи, которые должны хорошо распараллеливаться. Поэтому при использовании двухъядерного процессора одновременно распознаются две страницы текста (два потока с использованием двух ядер), а при использовании Intel Pentium Processor Extreme Edition 840 — четыре страницы (четыре потока с использованием четырех логических процессоров), хотя стоит отметить, что технология Hyper-Threading в случае наличия двух ядер процессора не позволяет получить дополнительного преимущества в производительности.
Рис. 3. Результаты тестирования процессоров с использованием пакета ABBYY FineReader 8.0
Итак, на основании результатов тестирования двухъядерных процессоров в офисных приложениях можно сделать простой вывод: преимущество двухядерной архитектуры заключается не только в том, что в определенных приложениях они позволяют получить выигрыш в производительности, но и в том, что они предоставляют возможность организовать многопоточную обработку данных даже при работе с однопоточными приложениями. Чтобы убедиться в этом, достаточно запустить на выполнение одновременно несколько задач (даже однопоточных). Если, к примеру, говорить об офисных задачах, то можно запустить сканирование антивирусной программы одновременно с процессом архивирования данных. Такой подход позволяет нагружать одновременно два ядра процессора, и в этом случае преимущество двухъядерной архитектуры становится очевидным.
Если вы являетесь счастливым обладателем Intel Pentium Processor Extreme Edition 840 (хотя и непонятно, где вы его взяли) и работаете в основном с офисными приложениями (но зачем вам тогда такой процессор?), то лучше отключите поддержку технологии Hyper-Threading через настройки BIOS.
Обработка аудиоданных
Перейдем к результатам тестирования процессоров в задачах по обработке аудиоданных (рис. 4).
Рис. 4. Результаты тестирования процессоров в задачах по обработке аудиофайлов
При использовании популярной утилиты iTunes 5.0.01.4 для конвертирования аудиофайла в формате wav в формат mp3 время конвертирования линейно уменьшается с ростом тактовой частоты процессора, что вполне закономерно, так как при конвертировании с помощью утилиты iTunes 5.0.01.4 загружаются оба ядра процессора, то есть приложение оптимизировано под двухъядерную архитектуру. В то же время технология Hyper-Threading в процессоре Intel Pentium Processor Extreme Edition 840 сводит на нет все его преимущество по тактовой частоте, понижая его до уровня модели Intel Pentium D 820. Ну что тут говорить: к «вредоносным» последствиям Hyper-Threading в двухъядерных процессорах мы уже начинаем потихоньку привыкать.
Использование для конвертирования аудиофайлов популярного кодека Lame 4.0 приводит примерно к таким же результатам — наблюдается уменьшение времени конвертирования по мере роста тактовой частоты. Однако в данном случае последствия от активирования технологии Hyper-Threading не столь катастрофичны: она хоть и не способствует уменьшению времени конвертирования, но, по крайней мере, не увеличивает его.
При использовании утилиты MP3Gain v. 1.2.5 для обработки mp3-файлов наблюдаются аналогичные результаты: вреда от технологии Hyper-Threading нет (пользы, правда, тоже), а лидером в данном случае является процессор с более высокой тактовой частотой.
Обработка видеоданных
В заключение обратимся к рассмотрению итогов тестирования процессоров в задачах по обработке видеофайлов (рис. 5).
Рис. 5. Результаты тестирования процессоров в задачах по обработке видеофайлов
При использовании утилиты XMPEG 5.2 с кодеком DivX 6.0 для конвертирования видеофайла из формата MPEG-2 в DivX наилучшие результаты демонстрирует процессор Intel Pentium D 840. Технология Hyper-Threading в процессоре Intel Pentium Processor Extreme Edition 840 в данном случае не позволяет получить прироста производительности — более того, результаты при этом становятся немного хуже.
Примерно аналогичные показатели получаются и при конвертировании файла в формат m2v с помощью утилиты TMPGEnc 2.5.24, но в данном случае негативное влияние технологии Нyper-Threading еще более существенно.
Собственно говоря, в том, что технология Hyper-Threading в двухъядерных процессорах в лучшем случае способна не навредить, мы уже имели возможность убедиться. Однако, как выяснилось, есть и исключения из этого правила. Так, при конвертировании видеофайла в формат wmv утилитой Windows Media Encoder 9.0 в лидерах оказывается процессор Intel Pentium Processor Extreme Edition 840, который показывает существенный прирост в производительности именно за счет использования технологии Hyper-Threading.
А вот в таком пакете, как Adobe After Effects 6.5, все остается без изменений: результаты улучшаются по мере роста тактовой частоты, а использование технологии Hyper-Threading несколько ухудшает показатели.
В пакете Discreet 3ds Studio Max 7.0 (рис. 6), который применялся для рендеринга трехмерных сцен, результаты тестирования оказались довольно нетипичными. Фактически это одно из немногих пользовательских приложений, которому технология Hyper-Threading идет на пользу. При рендеринге эффективно используются все четыре логических процессора, а потому прирост производительности от применения технологии Hyper-Threading в данном случае даже выше, чем от увеличения тактовой частоты. К примеру, при увеличении тактовой частоты процессора на 200 МГц время рендеринга сокращается на 6%, а при использовании технологии Hyper-Threading — на 20%.
Рис. 6. Результаты тестирования в пакете 3ds Studio Max 7.0
Вообще, можно ожидать, что использование технологии Hyper-Threading в двухъядерных процессорах принесет выигрыш в производительности при рендеринге трехмерных сцен и в других приложениях. Отсюда можно сделать вывод, что ниша, для которой предназначен процессор Intel Pentium Processor Extreme Edition 840, — это недорогие графические станции для дизайнеров.
|
|
Выводы
так, попробуем обобщить результаты тестирования двухъядерных процессоров Intel. В отношении технологии Hyper-Threading, реализованной в процессоре Intel Pentium Processor Extreme Edition, все предельно ясно — вреда от нее больше, чем пользы. Впрочем, вряд ли пользователю придется рассуждать на тему блокирования или неблокирования данной технологии в BIOS, поскольку, как мы уже отмечали, данный процессор в розничной продаже отсутствует. Следовательно, нужно сделать выбор между тремя моделями. Если речь идет о компьютере на базе двухъядерного процессора, который должен обладать максимальной производительностью, то выбор однозначен — это модель Intel Pentium D 840. Однако нельзя сказать, что этот процессор оптимален: все бы хорошо, но цена! А если при этом учесть, что в сравнении с Intel Pentium D 820 прирост производительности здесь в среднем составляет 10%, а цена отличается на 115%, то, согласитесь, есть над чем призадуматься. Если же сравнивать друг с другом модели Intel Pentium D 830 и D 820, то окажется, что при усредненной разнице в производительности на 5% их цены различаются всего на 30%. А ведь пара 5% и 30% куда лучше пары 10% и 115%.
Таким образом, если говорить об оптимальной покупке, то выбирать, конечно, следует между процессорами Intel Pentium D 830 и Intel Pentium D 820.
