Минус один. Тестирование процессоров Intel и AMD
Рынок процессоров переполнен. У одной только Intel в продаже четыре линейки на разных ядрах, а то, что творится в стане AMD , осмыслить еще труднее. Пора расставить все точки над i, рассказать о каждом производителе, о его планах на ближайшее время и провести тесты самих процессоров.
Intel вчера и сегодня
Два с половиной года назад сложно было представить, насколько уверенно будет чувствовать себя Intel на рынке процессоров. До выпуска Core 2 продукты компании основательно уступали линейке AMD Athlon 64. Intel таки бросила ядро Netburst и создало новое — Conroe. В архитектуре сделали ставку на производительность за такт. И это привело к успеху, процессоры AMD начали отставать.
Важно отметить, что с Conroe компания внедрила настоящую двуядерность. В отличие от Pentium D , два ядра расположили на одном кристалле. Также Intel избавилась от высокого энергопотребления и доработала технологию SpeedStep , которая может не только понижать множитель процессора, но и отключать ненужные блоки.
На волне успеха через полгода компания представила Core 2 Quad — четырехъядерный процессор на ядре Kentsfield. Тут Intel поступила так, как и с Pentium D : взяла два процессора Core 2 Duo и объединила их вместе. Слабым местом такой компоновки стала шина FSB, по которой ядра передают и получают данные, а заодно еще и общаются друг с другом. Скорости маловато. В играх особого преимущества четыре ядра не дали, зато при работе с видео, звуком и при запуске сразу нескольких приложений четыре ядра — это огромная прибавка в скорости.
Примерно на год развитие остановилось. Вышла пара моделей серии Extreme , младшие Conroe перевели на степпинг L2. В ноябре 2007 года Intel перешла на 45-нм техпроцесс. Над Conroe сильно поработали, ядро Penryn создавали на новых материалах. С 1960-х годов в транзисторах использовался диоксид кремния. С уменьшением физических размеров производители уменьшали изолирующий слой, пока не достигли предела. Сегодня Intel перешла на новый материал на основе гафния. У него куда меньше токи утечки, да и транзисторы теперь переключаются быстрее. Для нас это значит в первую очередь меньшее тепловыделение и более высокие частоты. На той же площади у Intel появилась возможность разместить в два раза больше транзисторов. С уменьшением размеров появилось дополнительное место для кэш-памяти, что позволило увеличить ее объем до 12 Мб. Обновился и набор инструкций. SSE4.1 обзавелся дополнительными возможностями, особенно в области работы с видео. Стоит отметить, что Penryn — лишь кодовое название для всей линейки 45-нм процессоров. На деле четырехъядерные модели получили имя Yorkfield , а двуядерные — Wolfdale.
Интересно, что переход на 45 нм в ноябре прошлого года оказался скорее демонстрацией сил Intel, только летом компания наладила массовый выпуск новых процессоров.
Таблица 3
Технические характеристики процессоров
Процессор AMD Phenom X3 8750 AMD Phenom X4 9850 Intel Core 2 Extreme QX6850
Кодовое название Toliman Agena Kentsfield
Тактовая частота 2,4 ГГц 2,5 ГГц 3,0 ГГц
FSB HyperTransport 3.0 HyperTransport 3.0 1333 МГц
Кэш 3х512 Кб L2, 2 Мб L3 4х512 Кб L2, 2 Мб L3 2х4 Мб L2
Техпроцесс 65 нм 65 нм 65 нм
Число транзисторов 450 млн. 600 млн. 586 млн.
Площадь ядра 285 мм2 285 мм2 286 мм2
TDP 95 Вт 125 Вт 130 Вт
Цена (руб.) от 4800 от 6000 от 30 000
В роли догоняющего
В свое время AMD лихо обогнала Intel с процессорами Athlon 64 и оставила архитектуру Netburst за бортом. Линейка процессоров не только выгодно отличалась скоростью работы, но и потребляла меньше энергии, чем процессоры конкурента. С двуядерными моделями у AMD дела также обстояли получше. Athlon 64 X2 собрали без ущерба для тактовых частот, да и с потреблением энергии не было проблем. А вот дальше все пошло не так гладко.
AMD была настолько уверена в архитектуре K8 , что к выходу новой линейки Intel ничего не подготовила. Хоть как-то отвлечь пользователей от новых Core 2 попытались при помощи перевода старых процессоров на DDR2-память и Socket AM2 , но это не дало ощутимого прироста скорости.
На тот момент компания уже работала над архитектурами K9 и K10 , но уход некоторых ключевых разработчиков K8 затормозил работу и в конце концов привел к сворачиванию проектов. Компания сосредоточила силы на доработке K8 и выпуске ядра Barcelona. Тогда же AMD начала осваивать 65-нм техпроцесс и переводить на него линейку Athlon 64. Реальные шаги AMD сделала лишь в конце прошлого года.
Представление первых четырехъядерных процессоров Phenom на ядре Agena прошло с помпой. Как и с первыми двуядерниками, AMD решила ставить все четыре ядра на один кристалл. Главный плюс такого подхода — исключение узких мест вроде FSB. Минусы — если во время выращивания кристаллов одно из ядер окажется нерабочим, то процессор отправляется на свалку. Хоть архитектура и носит название K10 ( Stars Core ), это всего лишь доработка Athlon 64. Процессор окончательно перевели на 65-нм техпроцесс, уменьшили физические размеры и удвоили количество транзисторов. Блок вычислений перевели на фирменную версию SSE4a. Немного изменили работу с памятью, необходимые инструкции теперь загружаются напрямую в кэш-память первого уровня, минуя второй. Изменили блок предсказаний, теперь он с большей эффективностью предугадывает команды. Кроме того, Phenom получил кэш-память третьего уровня — общую для всех ядер. Пропускная способность HyperTransport увеличилась с 8 Гб/с до 20,8 Гб/с. Доработке подверглась и система экономии энергии — Cool‘n’Quiet.
Как и ожидалось, Phenom не стал серьезным конкурентом Core 2, топовые модели по производительности сильно уступают продукции Intel. Разгонный потенциал оказался низким, даже серия Black Edition с разблокированным множителем не дает серьезного прироста. Сильно на репутацию Phenom повлияла и ошибка TLB, приводящая к зависанию при высокой нагрузке. Ее исправили, но не так оперативно, как хотелось бы.
Взгляд в будущее
В ближайшее время нас ждет много интересного, особенно от Intel. Сейчас компания придерживается программы развития Tick-Tack. По нечетным годам она обновляет техпроцесс, а по четным представляет новую архитектуру. Обновление техпроцесса мы уже получили, к концу года ждем Nehalem.
Создаваться ядра будут по 45-нм техпроцессу. Intel обещает еще большую производительность на такт, кэш-память третьего уровня (общую для всех ядер) и расширенный набор SSE -инструкций. Наконец-то процессоры Intel обзаведутся встроенным контроллером DDR3-памяти, это существенно снизит задержки при обращении к ней. Будет возрождена технология Hyper-Threading : каждое ядро сможет обрабатывать сразу два потока. Также должны появиться восьмиядерные процессоры.
Ходят слухи о том, что увеличат размер TLB, а кэш-память будет независима от уровня к уровню. Мало того, Nehalem могут сделать модульным. К примеру, одно из восьми ядер можно выкинуть и поставить вместо него графическое ядро. Будет переработана системная шина, должно снизиться энергопотребление.
В 2009 году Intel переведет Nehalem на 32-нм техпроцесс, что позволит поднять частоты и снизит энергопотребление. К 2010 году нас ожидает еще одна архитектура, Gesher , название которой уже успело смениться на Sandy Bridge. По слухам, работать эти процессоры буду на частотах до 4 ГГц, в качестве революции — встроенное графическое ядро. Также Intel может отказаться от SSE в пользу нового набора инструкций — Advanced Vector Extensions , их длина составит 256 бит.
Еще Intel готовит платформу Larrabee , которая должна появиться в течение двух лет. Это будут дискретные видеочипы на архитектуре x86 с поддержкой DirectX и OpenGL. Как считает Intel, сегодня программирование под видеокарты слишком сложное, а использование наработанных технологий позволит облегчить этот процесс.
Про будущее AMD информации куда меньше. Пока известно, что компания осваивает 45-нм техпроцесс. В конце этого года мы увидим процессоры Deneb. Выпуск приведет к смене платформы на Socket AM3. По слухам, Deneb должен добраться до частоты в 3 ГГц и получить поддержку DDR3 SDRAM (разгоняться, судя по всему, он будет отлично). Еще раньше AMD заявила о намерении встроить графическое ядро в процессор. Пока все это в планах. Скорее всего, компания продолжит развивать свою платформу Spider.
Быстрые и сильные
AMD обновила линейку Phenom и перевела ее на степпинг B3. Это обычная работа над ошибками: небольшая прибавка в скорости и устранение проблемы с TLB. На всякий случай сменили название и добавили новые модели. Опознать новинки просто — третья цифра преобразовалась в «5», так что теперь в магазинах стоит искать Phenom X4 9550/9650/9850 (2,2/2,3/2,5 ГГц), а также трехъядерные Phenom X3 8450/8650/8750 (2,1/2,3/2,4 ГГц). В тестах мы использовали топовые модели от AMD, а в качестве конкурента взяли Core 2 Extreme QX6850 (3 ГГц).
Перевод на новый техпроцесс позволил AMD выпустить процессор с частотой 2,5 ГГц и приблизиться к младшему Core 2 Quad Q6600 (2,6 ГГц). Кроме частоты, никаких других изменений нет: тот же кэш L2 по 512 Кб для каждого ядра и один общий кэш L3 на 2 Мб. Скорость шины у Phenom X4 9850 — 2 ГГц, у младших моделей она составляет 1,8 ГГц. На тесты к нам попала модель серии Black Edition, то есть с разблокированным множителем.
Не менее интересно выглядит Phenom X3 X8750 (2,4 ГГц), первый трехъядерный процессор в мире. На деле это все тот же четырехъядерный Phenom, у которого одно ядро не прошло проверку. Примечательно в этом процессоре лишь энергопотребление. Трехъядерному процессору нужно 1,2 В для работы, а четырехъядерному — 1,3 В.
Конкурент от Intel нам хорошо известен. Это Core 2 Extreme QX6850 на ядре Kentsfield, работающий на частоте 3 ГГц и обладающий 8 Мб кэш-памяти второго уровня. Так же как и Phenom, он создан по 65-нм техпроцессу.
Таблица 2
3DMark06 1.1.0
CPU Overall
AMD Phenom X3 8750 (2,4 ГГц) 2639 11137
AMD Phenom X3 8750 (3,0 ГГц) 3231 13483
AMD Phenom X4 9850 (2,5 ГГц) 3424 13161
AMD Phenom X4 9850 (2,75 ГГц) 3831 13583
Intel Core 2 Extreme QX6850 (3,0 ГГц) 4275 15455
Intel Core 2 Extreme QX6850 (2,5 ГГц) 3569 12773
Таблица 3
PCMark05 1.2.0
CPU Memory Overall
AMD Phenom X3 8750 (2,4 ГГц) 5382 4031 5848
AMD Phenom X3 8750 (3,0 ГГц) 7885 5490 7012
AMD Phenom X4 9850 (2,5 ГГц) 7033 4727 6770
AMD Phenom X4 9850 (2,75 ГГц) 8116 5503 7083
Intel Core 2 Extreme QX6850 (3,0 ГГц) 9620 6105 8024
Intel Core 2 Extreme QX6850 (2,5 ГГц) 8005 5094 6488
CineBench R10 (64-bit)
One Core Multi Core Коэфф.
AMD Phenom X3 8750 (2,4 ГГц) 2496 6984 2,8
AMD Phenom X3 8750 (3,0 ГГц) 3268 8359 2,56
AMD Phenom X4 9850 (2,5 ГГц) 2613 9627 3,67
AMD Phenom X4 9850 (2,75 ГГц) 2947 10450 3,54
Intel Core 2 Extreme QX6850 (3,0 ГГц) 3463 12001 3,47
Intel Core 2 Extreme QX6850 (2,5 ГГц) 2880 10174 3,53
Занимательная математика
На тестовом стенде мы использовали видеокарту Radeon HD 3870 X2 , 2 Гб оперативной памяти с частотой 1066 МГц и кулером OCZ Vendetta 2. Отличались только материнские платы: для платформы AMD мы выбрали GIGABYTE GA-MA790FX-DQ6 ( AMD 790FX ), для Intel — Biostar TPower I45 ( Intel P45 ). Операционная система — Windows Vista Ultimate 64 bit.
Поскольку тестировали мы процессоры, нас интересовали не только игры. В список тестов вошли 3DMark06 , PCMark05 , игры Crysis , Call of Duty 4: Modern Warfare и F.E.A.R. Отдельно мы провели тесты на скорость архивации данных при помощи WinRAR , оценили рендеринг картинки в CINEBENCH R10 , а также сравнили скорость кодирования HD-ролика с помощью VirtualDub. Скорость кодирования звука замерили с помощью PCMark05 (конвертация WAV-файла в формат OGG Vorbis).
Phenom X4 9850 во всех тестах был медленнее QX6850 на 10-30%. При кодировании видео последний оказался на четверть быстрее. Ради интереса мы снизили частоту QX6850 до 2,5 ГГц и посмотрели на результаты. Отставание Phenom X4 9850 сократилось до 6-12%.
Откровенно говоря, соревнование Phenom X4 9850 с Phenom X3 8750 оказалось куда более захватывающим. В штатном режиме Phenom X3 8750 отставал примерно на 10-25%, но все изменилось после очень удачного разгона.
Phenom X4 9850 гнался плохо, систему удалось запустить на скромной частоте 2,8 ГГц, но стабильности в работе не было. Пришлось снизить планку до 2,75 ГГц. Разгон проводился по шине: со штатных 200 МГц до 220 МГц. Разгон через множитель не дал положительных результатов.
Трехъядерный Phenom X3 8750 показал куда лучшие результаты. При заблокированном множителе (12х) он перенес поднятие шины с 200 МГц до 250 МГц и заработал на частоте 3 ГГц. В играх и синтетических тестах это дало такой прирост производительности, что отстал даже разогнанный Phenom X4 9850. К тому же Phenom X3 8750 оказался значительно холоднее: температура не превысила 45 градусов против 65 у Phenom X4 9850. QX6850 при 3,0 ГГц был существенно горячее обоих AMD — 80 градусов.
Таблица 4
WinRAR 3.72 (Кб/с) Virtual Dub (мин.)
AMD Phenom X3 8750 (2,4 ГГц) 1194 8:31
AMD Phenom X3 8750 (3,0 ГГц) 1425 7:10
AMD Phenom X4 9850 (2,5 ГГц) 1517 7:31
Intel Core 2 Extreme QX6850 (3,0 ГГц) 1640 5:37
Intel Core 2 Extreme QX6850 (2,5 ГГц) 1440 7:20
Таблица 5
Игровые тесты
Crysis (1280x1024, Normal, AFx16) Call of Duty 4 (1280x1024, Max, Afx16) F.E.A.R. (1280x1024, Max, AFx16)
AMD Phenom X3 8750 (2,4 ГГц) 35,29 116,5 188
AMD Phenom X3 8750 (3,0 ГГц) 38,26 141,9 238
AMD Phenom X4 9850 (2,5 ГГц) 36,8 129,1 210
AMD Phenom X4 9850 (2,75 ГГц) 37,69 141,6 233
Intel Core 2 Extreme QX6850 (3,0 ГГц) 39,41 145,8 254
Intel Core 2 Extreme QX6850 (2,5 ГГц) 37,47 131,6 243
* * *
Как и ожидалось, процессор от Intel оказался значительно быстрее топовых представителей от AMD. И это при том, что мы использовали процессор на базе старого ядра Conroe. А ведь в арсенале Intel есть мощнейший QX9770 на ядре Yorkfield (45 нм). Но не стоит забывать, что QX6850 обойдется дорого — примерно 30 000 руб. Phenom X4 9850 Black Edition стоит порядка 6000 руб., а Phenom X3 8750 и вовсе 4800 руб. Если вам непременно хочется опробовать в деле четыре ядра, то Phenom X4 9850 станет неплохим выбором. Высокая производительность и низкая цена привлекают. Также стоит обратить внимание на Phenom X3 8750. Он хорошо разгоняется и отлично зарекомендовал себя в играх.
Если же для вас главное производительность, то единственный выбор — это Intel. Выбрать действительно есть из чего. Core 2 Quad Q9300 , работающий на частоте 2,5 ГГц и обладающий кэш-памятью в 6 Мб, обойдется в 7000 руб. Добавив еще 1-1,5 тысячи, можно приобрести Core 2 Quad Q9450 (2,66 ГГц, 12 Мб). Прямая же альтернатива Phenom X4 9850 — Core 2 Quad Q6700 (2,66 ГГц, 8 Мб). Но куда логичнее будет выбрать Core 2 Quad Q6600 (2,4 ГГц, 8 Мб) — практика показывает, что этот процессор очень часто разгоняется до скорости 3 ГГц без каких-либо проблем.