Большое тестирование: современные двухъядерные процессоры для настольных компьютеров

Автор: Gavric
Дата: 20.07.2006
Все фото статьи
Введение

Совершенно очевидно, что анонс процессоров Intel Core 2 Duo и Intel Core 2 Extreme окажет очень сильный эффект на весь компьютерный рынок в целом. Как мы уже могли убедиться, эти процессоры устанавливают новые рубежи быстродействия, характерные для высокопроизводительных компьютеров и PC среднего уровня. Благодаря ним, компания Intel получает полное право называться создателем наиболее скоростных x86 процессоров на данный момент. Как это не прискорбно, но популярные прежде среди энтузиастов CPU от AMD отходят на второй план и становятся лишь неплохим решением для недорогих систем. Дабы как-то сохранить достигнутые объёмы продаж AMD идёт на беспрецедентное снижение цен на свои продукты. Иными словами, новые процессоры, основанные на микроархитектуре Intel Core, стали катализатором стремительного изменения ситуации на рынке. В сегодняшней статье мы попытаемся уследить за произошедшими изменениями, нашей целью станет получение общей картины происходящего с современными двухъядерным процессорами. Поэтому в этом материале мы посмотрим на их производительность и другие характеристики, а также оценим привлекательность новых и старых предложений AMD и Intel в сложившихся условиях.
Перед тем, как перейти непосредственно к тестам, мы рекомендуем ознакомиться с другими статьями, прямо и косвенно посвященными новой микроархитектуре Intel Core, вызвавшей столь кардинальные изменения на рынке:

Секрет высокой производительности Intel Core 2 Duo: микроархитектура Core
Intel Core 2 Duo E6300 + ASUS P5W DH Deluxe. Идеальная платформа среднего уровня?
Двухъядерные процессоры: характеристики


Процессоры Intel


Процессоры AMD


Как мы тестировали

В тестирование мы приняли решение включить только актуальные модели двухъядерных процессоров, то есть те, которые в настоящее время продолжают поставляться на рынок. Это означает, что среди результатов вы не найдёте данных, полученных в Socket 939 системах от AMD, вместо которых этот производитель предлагает в настоящее время более скоростные процессоры под платформу Socket AM2 с поддержкой DDR2 памяти. Кроме того, мы не стали тестировать и снятые с производства процессоры Athlon 64 X2, снабжённые кэш-памятью второго уровня общим объёмом 2 Мбайта. Также, в тестах не приняло участие практически всё семейство процессоров Intel Pentium D 8XX, целиком снятое с производства, кроме модели с рейтингом 820. Представительство процессоров Pentium D 9XX было сокращено до двух моделей с номерами 945 и 915 и отсутствием поддержки технологии виртуализации, поскольку остальная часть данной линейки прекращает поставляться в самое ближайшее время. Надо заметить, что, тем не менее, мы включили в число участников тестирования процессор Pentium Extreme Edition 965, который, хотя уже и не предлагается Intel, но, тем не менее, является самым быстрым CPU с архитектурой прошлого поколения.
Таким образом, в тестах принимали участие системы, в составе которых использовалось следующее оборудование:

Процессоры:

AMD Athlon 64 FX-62 (Socket AM2, 2.8GHz, 2x1024KB L2);
AMD Athlon 64 X2 5000+ (Socket AM2, 2.6GHz, 2x512KB L2);
AMD Athlon 64 X2 4600+ (Socket AM2, 2.4GHz, 2x512KB L2);
AMD Athlon 64 X2 4200+ (Socket AM2, 2.2GHz, 2x512KB L2);
AMD Athlon 64 X2 3800+ (Socket AM2, 2.0GHz, 2x512KB L2);
Intel Core 2 Extreme X6800 (LGA775, 2.93GHz, 1067MHz FSB, 4MB L2);
Intel Core 2 Duo E6700 (LGA775, 2.66GHz, 1067MHz FSB, 4MB L2);
Intel Core 2 Duo E6600 (LGA775, 2.4GHz, 1067MHz FSB, 4MB L2);
Intel Core 2 Duo E6400 (LGA775, 2.13GHz, 1067MHz FSB, 2MB L2);
Intel Core 2 Duo E6300 (LGA775, 1.86GHz, 1067MHz FSB, 2MB L2);
Intel Pentium Extreme Edition 965 (LGA775, 3.73GHz, 1067MHz FSB, 2x2MB L2);
Intel Pentium D 945 (LGA775, 3.4GHz, 800MHz FSB, 2x2MB L2);
Intel Pentium D 915 (LGA775, 2.8GHz, 800MHz FSB, 2x2MB L2);
Intel Pentium D 820 (LGA775, 2.8GHz, 800MHz FSB, 2x1MB L2).


Материнские платы:

ASUS P5W DH Deluxe (LGA775, Intel 975X Express);
ASUS M2N32-SLI Deluxe (Socket AM2, NVIDIA nForce 590 SLI).


Память:

2048MB DDR2-800 SDRAM (Mushkin XP2-6400PRO, 2 x 1024 MB, DDR2-800, 4-4-4-12).


Графическая карта: PowerColor X1900 XTX 512MB (PCI-E x16).
Дисковая подсистема: Maxtor MaXLine III 250GB (SATA150).
Операционная система: Microsoft Windows XP SP2 с DirectX 9.0c.

Тестирование выполнялась при настройках BIOS Setup материнских плат, установленных на максимальную производительность.
Производительность


SYSMark 2004 SE: общая производительность

Без тестирования в SYSMark 2004 SE в нашей лаборатории не обходится ни один анализ производительности CPU. Дело в том, что этот бенчмарк очень хорошо выявляет комплексную производительность систем при различном типовом характере нагрузки. Он моделирует труд пользователя, направленный на решение конкретных задач в нескольких наиболее распространённых приложениях, учитывая возможности многопоточной работы. На выходе бенчмарк выдаёт несколько индексов, показывающих производительность систем, продемонстрированную при различных сценариях деятельности.






В задачах создания и обработки цифрового контента выдающуюся производительность показывают процессоры Core 2 Duo и Core 2 Extreme. Как можно судить по приведенным диаграммам, даже средняя модель линейки Core 2 Duo, E6600 с частотой 2.4 ГГц, обгоняет все процессоры семейств Athlon 64 X2 и Pentium D, включая их "экстремальные" модификации Athlon 64 FX-62 и Pentium Extreme Edition 965. Что же касается скорости старшего процессора Core 2 Extreme X6800, то он превосходит по производительности Pentium Extreme Edition 965 примерно на 45%, а Athlon 64 FX-62 – на 25%.






Примерно аналогичные результаты можно наблюдать при измерении скорости работы систем, построенных на базе различных процессоров, в типовых офисных приложениях. Вновь мы наблюдаем превосходство линейки Core 2 Duo над всеми конкурентами. Любой процессор с микроархитектурой Core и частотой 2.4 ГГц или более опережает все CPU, построенные на микроархитектурах K8 и NetBurst, при любом характере нагрузки.

Синтетические тесты




Процессоры Intel Core 2 Duo показывают весьма впечатляющую производительность в старых, но, тем не менее, популярных однопоточных синтетических бенчмарках. К месту будет напомнить что, благодаря использованию разделяемого L2 кэша, процессоры с микроархитектурой Core в однопоточных приложениях имеют возможность использовать полный объём кэш-памяти второго уровня, а не её половину, чем вынуждены довольствоваться в данном случае Athlon 64 X2 и Pentium D.


Новый тест 3DMark06 многопоточность поддерживает, однако и в этом случае процессоры прошлого поколения не могут ничего противопоставить CPU с микроархитектурой Core. Преимущество старшей из новинок, Core 2 Extreme X6800 над Athlon 64 FX-62 и Pentium Extreme Edition 965 составляет 5.4% и 7% соответственно. В данном случае столь небольшая разница в относительной производительности обуславливается большим влиянием видеоподсистемы на результаты в данном тесте. Если же обратить внимание на индекс производительности CPU, то картина будет совершенно иной.


Надо заметить, тут Athlon 64 FX-62, судя по результатам иных тестов, ожидает небывалый успех. Этот CPU, тактовая частота которого составляет 2.8 ГГц, слегка обходит по производительности Core 2 Duo E6600, работающий на частоте 2.4 ГГц. Однако это не спасает процессор AMD от разгрома со стороны Core 2 Extreme X6800, быстродействие которого, по данным бенчмарка, выше почти на 20%.


ScienceMark 2.0 – тест, наилучшим образом задействующий преимущества микроархитектуры AMD K8 благодаря активному использованию блока FPU. Этот факт мы уже отмечали в наших предыдущих обзорах. Благодаря этому процессоры AMD выглядят здесь весьма конкурентоспособными, их отставание от Core 2 Duo аналогичной стоимости незначительно, хотя и имеет место. Производительность же CPU, в основе которых лежит микроархитектура NetBurst, в ScienceMark 2.0 не выдерживает никакой критики: это хорошо видно на приведённой диаграмме.

Игровые приложения








Если ранее процессоры семейства Athlon 64 мы называли лучшим выбором для игровых компьютеров, и это было оправдано их весомым превосходством в приложениях этого типа над Pentium 4 и Pentium D, то теперь ситуация меняется коренным образом. CPU нового поколения Core 2 Duo и Core 2 Extreme занимают верхние места при тестировании производительности в большинстве современных популярных игр. Старший из предложений AMD, Athlon 64 FX-62, оказывается повержен не только Core 2 Extreme X6800, но и гораздо более дешёвыми процессорами Core 2 Duo E6700 и Core 2 Duo E6600. Что же касается Pentium Extreme Edition 965, то этот CPU предыдущего поколения, предназначенный специально для топовых игровых систем, уступает в скорости даже самой младшей модели в линейке новинок, Core 2 Duo E6300.

Кодирование видео и аудио








Кодирование аудио или видео потока – очень хорошая задача для измерения скорости процессора. Фактически, на производительность при работе кодеков влияет лишь CPU, быстродействие же всех остальных подсистем компьютера на конечный результат влияет мало. Но, несмотря на иной характер нагрузки в бенчмарках, использованных в этом разделе, картина, показываемая ими, абсолютно та же. Процессоры Core 2 Duo значительно опережают всех своих конкурентов, не оставляя им никаких шансов. В частности, превосходство Core 2 Extreme X6800 над Athlon 64 FX-62 при кодировании цифрового контента составляет в среднем 22%. Преимущество этого нового процессора над Pentium Extreme Edition 965, в основе которого лежит архитектура NetBurst, кстати, специально оптимизированная Intel для работы над потоковыми данными, ещё больше – оно в среднем равно 49%.

Редактирование изображений и видеомонтаж




Никаких новых выводов нельзя сделать и, глядя на результаты в Photoshop и Premiere. Новая микроархитектура вновь делом доказывает свою высокую эффективность. Core 2 Duo E6600 и E6700, а также Core 2 Extreme X6800 занимают верхние три места по быстродействию и в этих приложениях.

Архивация


Картина в WinRAR мало отличается от относительной скорости тестируемых процессоров в других приложениях. Единственная неожиданность: относительно высокий результат процессора Pentium Extreme Edition 965, единственного среди протестированных CPU, обладающего возможностью выполнения до четырёх потоков одновременно благодаря своей двухъядерной архитектуре и поддержке технологии Hyper-Threading, которая в скором времени станет достоянием истории.

Профессиональный OpenGL и финальный рендеринг












Новые процессоры семейства Core 2 Duo справляются на "отлично" и с финальным рендерингом, и с профессиональными OpenGL приложениями. И в тех и в других типах задач старшие модели CPU этой линейки значительно опережают всех своих конкурентов.
Разгон

Подробно о разгоне мы уже говорили в нашей предыдущей статье "Intel Core 2 Duo E6300 + ASUS P5W DH Deluxe. Идеальная платформа среднего уровня?". Поэтому, в данном материале мы лишь затронем вопрос частотного потенциала старшего процессора с микроархитектурой Core, Core 2 Extreme X6800. Данный CPU имеет незафиксированный множитель, поэтому при его оверклокинге не возникает никаких препятствий: разгон ограничивается лишь собственно частотным потенциалом нового ядра Conroe. Поэтому, теперь мы, наконец, сможем определить те предельные частоты, на которых могут функционировать современные CPU с новой микроархитектурой, не боясь упереться в предельные возможности материнской платы или чипсета.
Следует отметить, что тот процессор Core 2 Extreme X6800, которым мы располагали в нашей лаборатории, относился к степпингу ядра B1. Учитывая, что степпинг ядра серийных процессоров увеличился до B2, можно ожидать, что CPU, которые появятся на прилавках магазинов, смогут похвастать более высоким потенциалом по наращиванию частоты. Тем не менее, некие предварительные данные можно получить и при тестировании несколько устаревшего экземпляра процессора.
При тестировании на разгон мы не прибегали к использованию каких-либо специальных методов охлаждения. Все эксперименты выполнялись с популярным воздушным кулером Zalman CNPS9500 LED.
В первую очередь мы решили посмотреть на то, насколько мы сможем увеличить частоту процессора без приращения напряжения на ядре. А номинальное Vcore для нашего экземпляра CPU оказалось равно 1.3 В.
Без каких либо проблем нам удалось зафиксировать стабильную работу процессора при коэффициенте умножения 12x, на единицу превышающем штатный. При установке большего множителя система уже утрачивала свою способность к надёжной работе, поэтому дальнейший разгон выполнялся увеличением частоты FSB. Максимальный результат, при котором процессор работал без каких-либо намёков на возможные проблемы, зафиксирован на скриншоте.


Таким образом, предельный разгон для Core 2 Extreme, штатная частота которого равна 2.93 ГГц, достижимый без приращения напряжения питания, составил 3.4 ГГц. Это – 16-процентное увеличение частоты выше номинала, что уже можно считать весьма неплохим результатом для старшей модели в линейке.
Однако очевидно, что это ещё не максимум. Как показали эксперименты, 65 нм ядро Conroe процессоров с микроархитектурой Core достаточно чутко реагирует на приращение напряжения питания. Поэтому, следующие эксперименты были проведены нами при Vcore, увеличенном до 1.475 В.
В таких условиях множитель удалось поднять до 13x, а частоту FSB – до 277 МГц.


Итоговая частота разогнанного процессора составила 3.6 ГГц, что уже превышает номинальную частоту на 23%. Таким образом, можно говорить об очень хороших возможностях разгона, которые дают оверклокерам не только младшие, но и старшие процессоры в линейке Core 2 Duo.
Надо заметить, что в сети можно найти сообщения и о более впечатляющих результатах оверклокинга процессоров Core 2 Duo, достигнутых при воздушном охлаждении. Очевидно, многое зависит от экземпляра CPU, однако в любом случае уровень производительности разогнанного процессора окажется непревзойдённым.
Хорошие разгонные возможности процессоров с микроархитектурой Core не должны вызывать недоумение. И дело вовсе не в том, что Intel оставил достаточный запас для анонса будущих процессоров в этой линейке. Суть заключается в особенностях самой этой микроархитетуры, позволяющей изготовление процессоров с различными предельными частотами, исходя из разных требований к типичному тепловыделению. Поэтому, если отбросить требования на сохранение максимального TDP в пределах 65/75 Вт и организовать качественный отвод тепла, разгон Core 2 Duo сулит достаточно высокие дивиденды.
Энергопотребление

Ни для кого не является секретом тот факт, что при разработке микроархитектуры Core инженеры Intel стремились создать не только быстрые, но и экономичные CPU. Не даром задолго до анонса маркетинговый отдел компании начал активную кампанию по раскрутке соотношения "производительность на Ватт", которое, по мнению Intel, в скором времени должно стать основным мерилом потребительских качеств процессоров. Именно поэтому тестирование практического уровня энергопотребления новых процессоров и сравнение этого уровня с энергопотреблением процессоров старых микроархитектур представляет немалый интерес.
Как и всегда в наших тестах, загрузка процессоров при измерении максимального уровня энергопотребления выполнялась специализированной утилитой S&M, которую можно скачать тут. Что же касается методики измерений, то она, как обычно, состояла в определении тока, проходящего через схему питания процессора. То есть цифры, приведённые ниже, не учитывают КПД конвертера питания CPU, установленного на материнской плате.
В первую очередь мы замерили энергопотребление процессоров в состоянии покоя. Технологии энергосбережения Cool'n'Quiet и Intel Enhanced SpeedStep в данном тесте были отключены.


Полученные цифры имеют весьма большой разброс, объясняющийся, по всей видимости, использованием для измерения разных экземпляров CPU. Однако в целом можно сказать, что в случае бездействия системы процессоры семейства Core 2 Duo действительно могут похвастать наибольшей экономичностью.
Давайте, теперь обратим внимание на гораздо более интересные результаты, полученные при полной загрузке тестируемых процессоров работой.


Экономичность процессоров Core 2 Duo и Core 2 Extreme просто поражает. Действительно, эти процессоры на данный момент сильно выигрывают по энергопотреблению у всех конкурентов. Шутка ли, старший CPU Core 2 Extreme X6800 с тактовой частотой 2.93 ГГц демонстрирует меньшее энергопотребление, чем и Pentium D 915, и Athlon 64 X2 3800+. А если сравнивать энергопотребление этого процессора с энергопотреблением CPU аналогичного класса Athlon 64 FX-62 или Pentium Extreme Edition 965, то потребление оказывается практически вдвое меьше.
Иными словами, при непревзойдённо высокой производительности новые процессоры Intel, основанные на микроархитектуре Core, могут похвастать и блестящей экономичностью. Пока что им не видно реальных соперников и по этому параметру. Впрочем, мы ещё не испытывали Energy Efficient процессоры AMD, которые вот-вот должны появиться в продаже. Хочется надеяться, что они всё-таки смогут приблизиться к характеристикам Core 2 Duo хотя бы по энергетическим параметрам.
Интегральные характеристики двухъядерных процессоров

В заключение нашего небольшого исследования производительности новых процессоров Intel и сопоставления их характеристик с характеристиками уже присутствующих на рынке двухъядерных CPU, хочется обратиться к анализу некоторых характеристик, связанных с производительностью косвенным образом, но, тем не менее, прямо влияющих на привлекательность того или иного продукта.
В первую очередь, мы решили построить график "усреднённой" производительности процессоров. Эта характеристика вычислялась нами как среднее геометрическое всех нормированных результатов, полученных нами в процессе тестирования. Надо заметить, что поскольку соотношение между производительностями процессоров с микроархитектурами Intel Core, Intel NetBurst и AMD K8 в целом не сильно отличается в приложениях различного характера, приведённая на графике ниже интегральная величина среднего быстродействия процессоров хорошо описывает их скорость в подавляющем большинстве программ.


Приведённая диаграмма ещё раз подчёркивает высокую скорость новых CPU, на голову превосходящую быстродействие всех конкурентов. Так, Athlon 64 FX-62 может соперничать лишь с Core 2 Duo E6600, а Pentium Extreme Edition 965 не дотягивает по быстродействию и до Core 2 Duo E6400. С точки зрения производительности первые три места безоговорочно принадлежат процессорам с микроархитектурой Core: Core 2 Extreme X6800, Core 2 Duo E6700 и Core 2 Duo E6600.
Впрочем, привлекательность того или иного процессора определяется не только его производительностью. Немаловажной характеристикой с точки зрения потребителей является и стоимость CPU. Официальный анонс процессоров Core 2 Duo спровоцировал серьёзные рыночные изменения: цены на процессоры с иными микроархитектурами рухнули под давлением обстоятельств. Intel и AMD объявили о массированном снижении цен на свои старые продукты, призванном сохранить их привлекательность на фоне выдающихся во всех отношениях процессоров Core 2 Duo и Core 2 Extreme. Новые цены, которые начнут действовать с конца этого месяца, приведены на графике ниже.


Как показывает график, AMD отправила свои процессоры Athlon 64 X2 в среднюю ценовую категорию, а Intel перепозиционировала Pentium D в качестве двухъядерных решений начального уровня.
Для наглядности восприятия новой ценовой политики мы предлагаем график, на котором стоимость процессоров и их усреднённый уровень быстродействия показан одновременно.


Как видим, компании AMD и Intel подошли к формированию своей ценовой политики весьма здраво. Если не брать в рассмотрение процессоры Pentium Extreme Edition 965 и Athlon 64 FX-62, являющиеся имиджевыми решениями, то все точки на графике практически точно ложатся на единую кривую. Это означает, что любой из двухъядерных процессоров имеет полностью оправданное соотношение цены и производительности. Иными словами, стоимость CPU вполне соответствует его быстродействию, несмотря на то, о каком из двухъядерных процессоров идёт речь.
Впрочем, более тщательный анализ данных диаграммы всё-таки приводит к выводу, что стоимость процессоров AMD оказывается слегка завышенной. Для каждой модели Athlon 64 X2, начиная с 4200+, существует чуть более дорогой процессор Core 2 Duo, обладающий ощутимо более высокой производительностью. Однако такое ценоформирование со стороны AMD может быть вполне скомпенсировано тем фактом, что процессоры с микроархитектурой Core требуют в данное время применения более дорогих LGA775 материнских плат.
После оценки привлекательности процессоров с точки зрения производительности и цены, самое время посмотреть на соотношение "производительность на Ватт". Ведь не даром же его так старательно раскручивала компания Intel.


К этому графику комментарии вряд ли требуются. Процессоры Core 2 Duo сочетают высокую производительность и низкое энергопотреблении. Pentium D, наоборот, имеют низкую производительность при высоком энергопотреблении. Athlon 64 X2 пока что занимают промежуточную позицию. Однако данный результат, видимо, следует признать лишь предварительным. С намеченным на ближайшее время внедрением Energy Efficient процессоров AMD приведённая картинка, очевидно, претерпит значительные изменения.
В заключение, приведём и ещё один, не менее интересный график, характеризующий соотношение "производительность на гигагерц".


Данный график – не просто красивая картинка. Он даёт возможность получить эмпирическое соответствие между частотами процессоров различных семейств, имеющих одинаковую производительность. Так, для достижения уровня производительности некого процессора Core 2 Duo, процессор Athlon 64 X2 должен обладать примерно на 20% более высокой тактовой частотой, а частота процессора Pentium D должна быть выше на 90%. Это соотношение даёт возможность оценить не только примерную относительную скорость современных CPU, но и получить приблизительное понимание о перспективах будущих CPU в линейках Core 2 Duo и Athlon 64 X2.
Выводы

Собственно, все самые главные выводы, касающиеся производительности, цен и энергопотребления современных двухъядерных CPU, были уже сделаны в предыдущем разделе. К сказанному остаётся только добавить, что Intel действительно выкатил выдающиеся процессоры, построенные на микроархитектуре Core. Эти CPU обладают непревзойдённой производительностью, благодаря которой они без проблем удерживают лидирующие позиции в верхней части процессорного рынка.
Однако появление Conroe пока что не означает полное поражение AMD. Эта компания сумела перестроить структуру своих предложений в соответствии с конъюнктурой. Да, AMD отдала Intel верхнюю часть рынка, но при этом смога переоценить свои процессоры таким образом, чтобы они остались весьма выгодными предложениями среднего ценового диапазона. Вполне возможно, что в связи с предстоящим переводом всех процессоров семейства Athlon 64 X2 в разряд Energy Efficient и снижением их TDP до 65 Вт, предложения AMD окажутся "на уровне" и с точки зрения энергопотребления. Но этот тезис нуждается в уточнении, что и будет сделано в будущих тестированиях.
Надо сказать, что у дел останется и существенно поредевшая линейка процессоров Pentium D. Несмотря на высокое тепловыделение и энергопотребление входящих в неё процессоров, она станет неплохим безальтернативным двухъядерным выбором для недорогих компьютеров. Поэтому списывать эти CPU со счетов пока что преждевременно.
Иными словами, несмотря на то, что выход Core 2 Duo и Core 2 Extreme можно считать новой вехой в развитии x86 процессоров, говорить о состоявшейся полной победе Intel над AMD пока что явно не следует. Обе компании, очевидно, продолжат своё сосуществование на рынке, однако AMD временно придётся уступить конкуренту нишу высокопроизводительных решений, сосредоточившись на предложениях среднего и младшего уровней.