Чем больше ядер, тем лучше. Топовые процессоры Intel и AMD
Не будет сильным преувеличением сказать, что начиная с самых первых процессоров Core 2 компания Intel продолжает выпускать по сути своей одни и те же процессоры, по ходу уменьшая техпроцесс, наращивая частоту и используя более прогрессивные материалы. Все это окупается вполне — производительность постепенно растет, энергопотребление снижается, себестоимость тоже. Компания AMD пытается идти по тому же пути, но получается пока что хуже.
Сегодня мы решили взять две пары процессоров из разных поколений и выяснить, насколько сильно они отличаются друг от друга. Стоит ли переплачивать за новейшие процессоры, или лучше отдать предпочтение топ-моделям вчерашнего дня?
AMD вернулась из спячки
Самый старый участник нашего тестирования — AMD Athlon 64 FX-62 (2,8 ГГц). После этого процессора в том же славном семействе выходили в свет FX-72 (2,8 ГГц) и FX-74 (3,0 ГГц). Предназначались они для платформы Quad FX , о которой мы говорили в прошлом номере, так что большой популярности не снискали. Между прочим, FX-62 был одним из лучших процессоров своего времени: перед нами двуядерная модель с разблокированным множителем, приличной крейсерской частотой 2,8 ГГц и 2 Мб кэш-памяти второго уровня. Встроенный контроллер памяти поддерживает модули с частотой до 800 МГц, HyperTransport обеспечивает обмен данными до 8 Гб/с.
Второй участник тестирования — новенький AMD Phenom 9600 (8500 руб). Представляет собой монолитный четырехъядерный процессор с площадью кристалла 285 мм2 и 450 млн транзисторов. У его предшественника (FX-62), для сравнения, транзисторов почти вдвое меньше — всего 227 млн. При этом инженеры американской компании успешно увеличили число выполняемых инструкций за такт (IPC), что позволяет ожидать прироста производительности до 25% при равных частотах. Так ли это, мы еще успеем выяснить.
У архитектуры Phenom — Stars Core — есть множество других интересных особенностей. Блок SSE расширен до 128 бит (против 64 бит у Athlon 64) и дополнен четырьмя новыми инструкциями. Блок предварительной выборки памяти ( Advanced Memory Prefetcher ) может загружать данные из ОЗУ в кэш первого уровня (L1) без предварительного прохождения через кэш 2-го уровня (L2). В итоге данные поступают на обработку с меньшей задержкой. Блок предварительной выборки распознает часто повторяющиеся фрагменты данных и может заранее загружать их перед непосредственным запросом.
Буфер данных для загрузки инструкций был увеличен до 32 байт, что позволяет ядру обрабатывать больше инструкций x86 одновременно (длина самих инструкций варьируется от 3 до 15 байт). Отдельно отметим технологию виртуализации. Операционные системы в виртуальном окружении могут напрямую взаимодействовать со слоем управления виртуальными машинами (так называемым гипервизором). Это снижает время переключения между гипервизором и виртуальными машинами — как в серверах, так и в домашних компьютерах.
Каждое ядро Phenom несет в себе 512 Кб L2-кэша. Общий для четырех ядер кэш третьего уровня объемом 2 Мб используется в качестве буфера записи в оперативную память. Вместо устаревшего интерфейса HyperTransport 2.0 Phenom использует HyperTransport 3.0. Пропускная способность интерфейса составляет 20,8 Гб/с против 8,0 Гб/с у предыдущей версии, что должно привести к повышению скорости обработки видео, особенно в компьютерах с несколькими видеокартами.
Улучшенная технология Cool’n’Quiet позволяет снизить энергопотребление процессора при простоях системы. Тактовая частота при необходимости может понижаться до 1,2 ГГц. При этом Phenom 9600 не только независимо управляет частотой каждого ядра, но и отключает некоторые функциональные блоки.
Без ложки дегтя не обошлось. AMD много раз откладывала анонс Phenom, причиной послужила ошибка в буфере TLB — при полной загрузке всех ядер она вызывает зависание системы. На практике ошибка возникает достаточно редко, но все же. К началу продаж Phenom 9600 проблему решить не удалось — для борьбы с ошибкой в BIOS и фирменной утилите AMD OverDrive появился отдельный пункт, позволяющий гарантировать стабильность. Но придется поступиться 10% быстродействия. Как вариант, можно подождать выхода Phenom на обновленной версии ядра (степпинг B3).
Отдельно отметим наличие удобной утилиты для разгона в комплекте поставки — AMD OverDrive. Программа позволяет на лету отслеживать параметры CPU и менять частоту, а также другие рабочие характеристики — такие, как напряжение и скорость интерфейса. Разгонять можно только посредством повышения частоты тактового генератора — множитель у этой модели заблокирован. Шаг напряжений равен 0,0125 В, барьер разгона по шине находится на отметке 220-230 МГц. Оригинальная и практичная утилита, главный плюс — работает на любой системной плате.
Вместе с выходом Phenom были анонсированы абсолютно новые чипсеты 7-й серии. Они почти не греются, поддерживают все необходимые функции. Наши процессоры мы тестировали на топовой плате GIGABYTE GA-MA790FX-DQ6 ( AMD 790FX ). Совсем недавно был представлен чипсет AMD 780G — очень интересная разработка. Внутри скрывается приличное по производительности графическое ядро с поддержкой DX10, которое можно объединить с внешней видеокартой Radeon в CrossFire-связку! Очень любопытная фишка, но о ней мы поговорим в следующем номере. Пока же перейдем к рассмотрению новинок от Intel.
Таблица 1
Характеристики процессоров
Процессор AMD Athlon 64 FX-62 AMD Phenom 9600 Intel Core 2 Extreme QX6850 Intel Core 2 Extreme QX9770
Кодовое название Windsor Agena Kentsfield Yorkfield
Кол-во ядер 2 4 4 4
Тактовая частота 2,8 ГГц 2,3 ГГц 3,0 ГГц 3,20 ГГц
FSB HT 2.0 HT 3.0 1333 МГц 1600 МГц
Кэш 2х512 Кб L2 4 x 512 Кб L2, 2 Мб L3 2x4 Мб L2 2x6 Мб L2
Техпроцесс 90 нм 65 нм 65 нм 45 нм
Число транзисторов 227 млн 600 млн 586 млн 820 млн
Площадь ядра 230 мм2 285 мм2 286 мм2 214 мм2
TDP 125 Вт 95 Вт 130 Вт 136 Вт
Intel гнет свою линию
Intel в тесте представляют два процессора топ-класса: Core 2 Extreme QX6850 (3,0 ГГц, 35000 руб) и Core 2 Extreme QX9770 (3,2 ГГц, 35000 руб). QX6850 — это первая и последняя модель на базе ядра Kentsfield с 1333 МГц системной шиной. Архитектура этих процессоров хорошо знакома — мы говорили о ней не раз. Уровень тепловыделения — 130 Вт. Даже при номинальном напряжении и использовании штатного кулера процессор можно разогнать до 3,5 ГГц, а за счет повышения напряжения и перехода на более эффективную систему охлаждения можно повысить скорость до 3,8 ГГц и даже выше.
При активации технологии энергосбережения — EIST — множитель процессора снижается с 9х до 6х, в итоге QX6850 работает на частоте 2,0 ГГц и почти не греется. Core 2 Extreme QX6850 совместим со всеми современными материнскими платами на базе чипсетов NVIDIA nForce 6/7 , а также Intel P35/X38/X48 и даже со многими моделями на основе старенького Intel P965. Чтобы раскрыть весь потенциал процессора, рекомендуем использовать более современные решения, конечно же.
Core 2 Extreme QX9770 производят по новому 45-нм техпроцессу, кодовое имя ядра — Yorkfield. Перед нами не банальное снижение размера транзисторов, изменения куда существеннее. Впервые в качестве диэлектрика использовали не диоксид кремния, а новый состав High-K, кроме того, сами затворы теперь металлические. Все это позволило увеличить скорость работы транзисторов на 20% и снизить энергопотребление на 30%! Представленный процессор использует шину 1600 МГц, у него, как и у предыдущего ЦП, разблокированный множитель, есть четыре ядра (точнее, пара двуядерных процессора), а объем кэш-памяти был увеличен с 8 Мб до 12 Мб (2х6 Мб). Число транзисторов составляет 820 млн против 586 млн у предыдущей модели. Площадь одного двуядерного кристалла снизилась с 286 до 214 мм2. Тепловой пакет — 136 Вт.
QX9770 использует шину FSB 1600, которая официально поддерживается только Intel X48, но многие платы на основе Intel X38 также совместимы с ней.
Разными путями
Десять лет назад Intel впервые представила первые расширения SIMD в виде инструкций MMX. AMD тогда разработала собственный набор инструкций — 3DNow!. В результате программистам приходилось выбирать, под какую платформу оптимизировать программы. Проблема была решена с переходом на расширения SSE, SSE2 и SSE3 — они были идентичны для процессоров AMD и Intel. Но недавно процессорные гиганты вновь пошли раздельными путями. С запуском новых Penryn компания Intel представила набор инструкций SSE4.1 , а AMD реализовала в микроархитектуре Stars Core набор SSE4a. Intel SSE4.1 и AMD SSE4a несовместимы, так что с массовым распространением новых процессоров у программистов и у пользователей вновь появится повод для головной боли, но что-то подсказывает, что разработчики выберут первый путь.
Таблица 2
PCMark05 1.20
CPU Memory
AMD Athlon 64 FX-62 (2,8 ГГц) 5695 3873
AMD Athlon 64 FX-62 (2,3 ГГц) 4616 2634
AMD Phenom 6800 (2,3 ГГц, TLB Off) 6784 4522
AMD Phenom 6800 (2,3 ГГц, TLB On) 6709 3149
Intel Core 2 Extreme QX6850 (3,0 ГГц) 9673 4889
Intel Core 2 Extreme QX9770 (3,2 ГГц) 10325 5980
Intel Core 2 Extreme QX9770 (3,0 ГГц) 9676 5427
3DMark06 1.10♣
CPU Overall
AMD Athlon 64 FX-62 (2,8 ГГц) 2039 11096
AMD Athlon 64 FX-62 (2,3 ГГц) 1617 8662
AMD Phenom 6800 (2,3 ГГц, TLB Off) 3158 12213
AMD Phenom 6800 (2,3 ГГц, TLB On) 2969 10880
Intel Core 2 Extreme QX6850 (3,0 ГГц) 4394 15930
Intel Core 2 Extreme QX9770 (3,2 ГГц) 4849 17164
Intel Core 2 Extreme QX9770 (3,0 ГГц) 4546 16176
Таблица 3
7-zip 4.57 (32 Мб)
Packing Unpaking
AMD Athlon 64 FX-62 (2,8 ГГц) 4648 5757
AMD Athlon 64 FX-62 (2,3 ГГц) 3145 4555
AMD Phenom 6800 (2,3 ГГц, TLB Off) 7173 9264
AMD Phenom 6800 (2,3 ГГц, TLB On) 2910 8248
Intel Core 2 Extreme QX6850 (3,0 ГГц) 9787 11611
Intel Core 2 Extreme QX9770 (3,2 ГГц) 11335 12821
Intel Core 2 Extreme QX9770 (3,0 ГГц) 10424 11919
Тестирование
Для платформы AMD использовали память DDR2-1066 от Corsair. Phenom 9600 поддерживает такую частоту памяти, однако FX-62 нет. В его случае скорость памяти автоматически падает до 800 МГц. Для процессоров Intel воспользовались DDR3-памятью (1600 МГц) от OCZ. Во всех тестах за графику отвечала видеокарта Radeon HD 3870 X2.
К тестированию мы подошли довольно творчески. Так, дабы узнать, насколько далеко ушел Phenom 9600 от FX-62, мы их приравняли по скорости. Множитель последнего снизили до 11,5х, в итоге получил нужную частоту — 2,3 ГГц.
Нечто подобное мы проделали и с процессорами Intel: новехонький QX9770 снизошел до QX6850. Добились мы этого просто: у первого снизили частоту FSB до 333 МГц, а множитель подняли до значения 9,0х. Кстати, отличие QX9770 заключается в том, что множитель можно менять с шагом 0,5х, а не 1х, как обычно, — любители разгона это оценят.
Начнем мы с процессоров AMD. При равной частоте двуядерный FX-62 в пух и прах проиграл четырехъядерному Phenom 9600. Мы уверены, что дело не только в количестве ядер, но и в их оптимизации. Работая на своих родных частотах, FX-62 заметно подтянулся, но до Phenom ему ой как далеко.
А как там сладкая парочка Intel? На крейсерской скорости 3,2 ГГц QX9770 непобедим, но даже когда мы его искусственно ослабили, он и не думал уступать QX6850. При равной скорости он таки умудряется оторваться от своего преследователя. Произведенные изменения в технологии производства дали о себе знать. При максимальной загрузке ядра QX9770 разогрелись до 60°, в то время как QX6850 — до 70°. Серьезный разрыв. В обоих случаях охлаждал процессоры массивный кулер Scythe Andy Samurai Master (1200 об/мин).
Раз уж заговорили о температуре, стоит рассказать про поведение процессоров от AMD. FX-62 оказался самым горячим парнем на деревне — 75°. Phenom 9600, наоборот, был холоден как лед. Ну не буквально, конечно же. Максимальная температура достигла 48°. При этом мы использовали другой кулер, а именно Freezer 64 Pro от Arctic Cooling. Увы, модель от Scythe не встала в системную плату от GIGABYTE. Мешал радиатор. В этой дисциплине — чистая победа за Phenom.
Таблица 4
CINEBENCH R10
OneCore MultiCore Коэфф.
AMD Athlon 64 FX-62 (2,8 ГГц) 2622 5214 1,99
AMD Athlon 64 FX-62 (2,3 ГГц) 2078 4019 1,93
AMD Phenom 6800 (2,3 ГГц, TLB Off) 2358 9029 3,83
AMD Phenom 6800 (2,3 ГГц, TLB On) 2084 7316 3,51
Intel Core 2 Extreme QX6850 (3,0 ГГц) 3483 12345 3,54
Intel Core 2 Extreme QX9770 (3,2 ГГц) 3931 14148 3,60
Intel Core 2 Extreme QX9770 (3,0 ГГц) 3692 13311 3,61
Таблица 5
Call of Duty 1.5
1280x1024 1600x1200
AMD Athlon 64 FX-62 (2,8 ГГц) 70,5 63,9
AMD Athlon 64 FX-62 (2,3 ГГц) 43,7 43,1
AMD Phenom 6800 (2,3 ГГц, TLB Off) 82,7 73,7
AMD Phenom 6800 (2,3 ГГц, TLB On) 62,9 59,8
Intel Core 2 Extreme QX6850 (3,0 ГГц) 133,7 114,8
Intel Core 2 Extreme QX9770 (3,2 ГГц) 142,0 117,7
Intel Core 2 Extreme QX9770 (3,0 ГГц) 137,4 116,4
Заключение
Если рассматривать производительность всех процессоров вместе, однозначная победа достается Intel. Она была очевидна во всех приложения — в игре Call of Duty 4 , CINEBENCH R10 , PCMark05 и остальных. Компании AMD надо что-то делать, и чем быстрее, тем лучше. Первая мысль, которая приходит в голову, — надо увеличить скорость ядер. А с этим как раз есть проблемы, компании пока не удается ускорить свои Phenom, к тому же есть еще одна, пока не решенная, проблема — ошибка в процессорах (TLB). По тестам вы можете заметить, что софтверная нейтрализация ошибки в буфере приводит к существенному падению скорости во всех приложениях. Аппаратная последует, но позже, как, впрочем, и переход на более тонкий техпроцесс…
Если говорить о цене вопрос, то, конечно, Extreme-версии процессоров от Intel стоят очень дорого — примерно в 4 раза дороже Phenom 9600! Ну так и необязательно тратить столь много денег, в линейке Intel представлены мощные четырехъядерные модели по приемлемой цене, например, Q6600 (2,4 ГГц, 9 тыс. руб) или Q6700 (2,66 ГГц, 15 тыс. руб) на базе Kentsfield. В скором будущем появятся подобные процессоры на ядре Yorkfield.
Ну а пока серия Core 2 властвует безраздельно. Судя по слухам, Intel не собирается останавливаться на достигнутом: во втором полугодии появятся новые процессоры на базе новаторской архитектуры Nehalem — ожидаются четырехъядерные процессоры в форм-факторе LGA1366 со встроенным трехканальным контроллером памяти типа DDR3 SDRAM! Будет интересно.
Благодарим компанию Inline-Online _( www.inline-online.ru ) _за предоставленный AMD Phenom 9600.