Микроархитектура Core дешевеет: обзор процессора Core 2 Duo E4300

Введение

Выпущенные летом этого года компанией Intel процессоры с микроархитектурой Core прочно завоевали сердца подавляющей части компьютерных энтузиастов. Сегодня эти CPU позволяют получить наивысший уровень быстродействия, сочетающийся со сравнительно низким уровнем тепловыделения и энергопотребления. Кроме того, процессоры Core 2 Duo обладают и отличным разгонным потенциалом, дающим возможность их использования при тактовых частотах, значительно превышающих штатные. Минус у Core 2 Duo только один – CPU этой линейки обладают достаточно высокой стоимостью, которая не даёт им возможность стать лучшим предложением во всех секторах рынка. Цена младшего процессора в этом семействе составляет $183 (по официальному прайс-листу), что не может удовлетворить пользователей, ограниченных в бюджете при покупке и апгрейде своих систем.
Однако в ближайшем будущем Intel намерен расширить ассортимент двухъядерных моделей процессоров с микроархитектурой Core "вниз", за счёт выпуска нескольких новых CPU, стоимость которых должна будет позволить им стать весьма привлекательным предложением и для систем с невысокой стоимостью. В течение января производитель намерен представить новый недорогой процессор Core 2 Duo E4300, цена которого составит $163. Второй квартал сделает данный CPU ещё более доступным благодаря снижению его официальной цены до $113. В дополнение к этому, в третьем квартале текущего года Intel намерен выпустить новую серию недорогих процессоров Pentium E2000, которая, несмотря на своё название, также будет основываться на ядрах с микроархитектурой Core. Ожидается, что процессоры линейки Pentium E2000 смогут опустить стоимость владения процессором, аналогичным Core 2 Duo, до менее чем $100.
Очевидно, что для такого изменения ценовой политики должны быть какие-то предпосылки в виде снижения себестоимости CPU. Например, компания AMD, готовясь к снижению цен на собственные двухъядерные процессоры, освоила выпуск ядер Brisbane уменьшенной площади, для производства которых применяется усовершенствованный технологический 65 нм процесс, использующий подложки диаметром 300 мм. Компания же Intel применяет подобные технологии уже достаточно давно, поэтому, удешевление CPU с микроархитектурой Core будет вызвано не технологическими прорывами, а внесением косметических изменений в процессорные ядра. Так, в Core 2 Duo E4300 и в некоторых других процессорах найдёт место новое ядро с кодовым именем Allendale, в котором объём кэш-памяти второго уровня сократится до 2 Мбайт. В будущих же процессорах семейства Pentiums E2000 кэш-память будет урезана ещё сильнее: объём L2 кэша уменьшится до 1 Мбайта.
Впрочем, необходимо заметить, что процессоры Core 2 Duo с 2-мегабайтной кэш-памятью есть в числе предложений Intel уже достаточно давно. Это – Core 2 Duo E6300 и Core 2 Duo E6400. Но до настоящего времени эти процессоры использовали полноценные ядра Conroe, а уменьшение кэш-памяти второго уровня в них достигалось отключением её половины. Теперь же, с появлением ядра Allendale, оно, очевидно, начнёт использоваться не только в процессорах Core 2 Duo E4000, но и в младших моделях серии E6000.
Что же касается данной статьи, то она будет в первую очередь посвящена новому процессору Core 2 Duo E4300, который оказался в нашей лаборатории. Тем более что именно этот CPU представляет на сегодняшний день наибольший интерес. И не только тем, что в его основе лежит незнакомое ядро Allendale. Этот CPU отличается от своих старших собратьев ещё и тем, что он рассчитан на работу при частоте шины 800 МГц, а это делает его весьма желанным приобретением для оверклокеров, которые смогут разгонять его, не прибегая к экстремальному увеличению частоты FSB.

Подробнее о Intel Core 2 Duo E4300

Процессор Core 2 Duo E4300 после своего выхода станет на некоторое время самым младшим носителем микроархитектуры Core. И это, пожалуй, гораздо важнее, чем то, что в его основе будет лежать новое ядро Allendale. Дело в том, что само по себе это новое ядро малоинтересно, его отличия от полноценных Conroe минимальны. Фактически, с микроархитектурной точки зрения, Allendale от Conroe отличает лишь уменьшившийся в два раза L2 кэш. Впрочем, недооценивать этот фактор не следует. Хотя объём L2 кэш-памяти у процессоров Core 2 Duo влияет на производительность не столь значительно, экономия Intel при производстве Allendale будет гораздо выше. Дело в том, что кэш-память второго уровня занимает приблизительно 60% площади ядра Conroe, а это значит, что простое уменьшение вдвое числа транзисторов, отведённых на её реализацию, позволит получить примерно 20-процентную экономию в себестоимости CPU. Именно это, очевидно, и обусловит ожидающееся уменьшение цен на младшие процессоры с микроархитектурой Core.
Учитывая вышесказанное, спецификации процессоров, в основе которых будет лежать ядро Allendale, вполне ожидаемы. Например, для рассматриваемого нами процессора Core 2 Duo E4300, они будут следующими:


Как видно из таблицы, уменьшение в ядре Allendale объёма L2 кэша не повлекло за собой даже снижения TDP. Но, тем не менее, сам процессор Core 2 Duo E4300 имеет весьма примечательные отличия от своих собратьев серии E6000.
В первую очередь следует обратить внимание на частоту шины. В то время как CPU серии Core 2 Duo E6000 были рассчитаны на работу с шиной Quad Pumped Bus с частотой 1067 МГц, новый Core 2 Duo E4300 (как и Core 2 Duo E4400, который появится на рынке позднее) будет использовать 800-мегагерцовую шину. Это означает, что частота FSB нового процессора составит 200 МГц, а коэффициент умножения – 9x. Снижение частоты шины повлечёт за собой и улучшение экономичности CPU, так как при использовании технологий EIST и C1E этот процессор сможет в моменты простоя сбрасывать свою частоту не до 1.6 ГГц, как процессоры серии Core 2 Duo E6000, а до 1.2 ГГц.
Также необходимо отметить и тот факт, что Core 2 Duo E4300 лишён поддержки технологии виртуализации.
Тактовая частота нового Core 2 Duo E4300 равна 1.8 ГГц, то есть она уступает частоте Core 2 Duo E6300, младшей модели в линейке CPU с микроархитектурой Core до настоящего момента, лишь 67 МГц. Тем не менее, стоимость новинки (согласно официальному прайс-листу) будет меньше на $20 и составит $163. При этом появление Core 2 Duo E4300 в продаже ожидается уже в ближайшие дни – 21 января.
Надо заметить, что новые процессоры с ядром Allendale будут несколько отличаться от процессоров с ядром Conroe по внешнему виду. Им будет свойственно несколько изменившееся положение навесных элементов на нижней стороне процессора.

В составе собранных систем диагностическая утилита CPU-Z распознаёт Core 2 Duo E4300 следующим образом.


Штатное напряжение тестового процессора равнялось 1.325 В и утилита CPU-Z распознала его неправильно. В остальном, приведённые на скриншоте данные корректны и ожидаемы.

Разгон

Процессор Core 2 Duo E4300 представляется весьма "лакомым кусочком" для оверклокеров. Обладая штатной частотой шины FSB 200 МГц и достаточно высоким множителем 9x (таким же, как у Core 2 Duo E6600), в теории, этот процессор сможет разгоняться гораздо проще младших CPU серии E6000. Ведь при необходимом для оверклокинга повышении частоты шины она вряд ли достигнет предела, определяемого свойствами чипсета или материнской платы, что достаточно часто случалось при разгоне Core 2 Duo E6300.
Впрочем, в процессе испытаний тестового процессора выяснилось, что его разгон может ограничиваться и другими причинами. Например, при тестировании Core 2 Duo E4300 на материнской плате DFI Infinity 975X/G мы столкнулись с невозможностью повышения частоты FSB свыше 300 МГц, в то время как при установке в эту плату других процессоров Core 2 Duo серии E6000, частота FSB могла достигать гораздо более высоких значений. Поэтому, очевидно, что разгон процессоров Core 2 Duo, рассчитанных на частоту FSB 200 МГц, требует определённой оптимизации со стороны кода BIOS.
Изучение же частотного потенциала Core 2 Duo E4300 выполнялось нами на материнской плате ASUS P5B Deluxe в конфигурации, описанной ниже. Эта материнская плата продемонстрировала отсутствие каких бы то ни было проблем с новым CPU при использовании последней версии BIOS номер 0804. Для охлаждения процессора во время оверклокерских экспериментов мы использовали кулер Zalman CMPS9500 LED. Также, во время опытов по разгону процессора, чтобы не вызывать лишних проблем, используемая память тактовалась синхронно с FSB. Стабильность работы системы в разогнанном состоянии проверялась путём одновременного запуска двух копий Prime95.
В первую очередь мы решили проверить, каких результатов можно будет достигнуть, если при разгоне не прибегать к увеличению напряжения питания процессора относительно его штатного значения, составляющего 1.325 В. Оказалось, что в таком состоянии тестовый Core 2 Duo E4300 может разгоняться до частоты 2.97 ГГц. Для достижения такого результата частота FSB была увеличена до 330 МГц.


Полученный результат весьма показателен. Даже не прибегая к возможности смены напряжения на ядре процессора, нам удалось достичь частоты, превышающей штатную частоту процессора Core 2 Extreme X6800, самого быстрого двухъядерного носителя микроархитектуры Core.
Как мы помним по предыдущим тестам, рост напряжения питания хорошо влиял на частотный потенциал ядра Conroe. Такого же эффекта мы ожидали и от процессора с ядром Allendale. Поэтому, для проведения второго эксперимента напряжение на CPU было увеличено до 1.6 В.
Надежды не оказались напрасными. Подъём напряжения относительно штатного значения на 20% привёл к увеличению на 15% частоты, при которой процессор сохранял способность к стабильному функционированию. Иными словами, при разгоне нам удалось поднять частоту FSB до 380 МГц, а частота процессора пропорционально возросла соответственно до 3.42 ГГц.


Таким образом, процессор Core 2 Duo E4300, основанный на ядре Allendale, своим разгонным потенциалом не расстроил. Благодаря стандартной оверклокерской процедуре нам удалось увеличить частоту рассматриваемого CPU в 1.9 раз! И этот результат был достигнут без использования специальных методов охлаждения, а лишь при задействовании воздушного кулера.
Впрочем, если сопоставить частоту, достигнутую нами при разгоне процессора с ядром Allendale, с результатами разгона CPU с ядром Conroe, вывод будет уже не столь однозначным. Дело в том, что зачастую процессоры серии Core 2 Duo E6000 оказываются способны на покорение немного более высоких частот. Поэтому, рассчитывать на возможность достижения рекордной производительность при оверклокинге новинки, процессора Core 2 Duo E4300, вряд ли следует. С точки зрения разгона преимущества этого CPU лежат в другой плоскости. Он стоит дешевле, чем процессоры с полноценным ядром Conroe, да и разгонять его существенно проще, так как его штатная частота FSB составляет не 266, а 200 МГц.

Как мы тестировали

Производительность процессора Core 2 Duo E4300 мы решили сравнить со скоростью CPU, являющихся его прямыми конкурентами. Если взглянуть на сегодняшние прайс-листы, то можно обнаружить, что за сумму примерно в $163 можно купить другой двухъядерный процессор от Intel, Pentium D 945. Чуть дороже стоит Core 2 Duo E6300. Что же касается конкурирующих предложений со стороны AMD, то примерно за эту же сумму можно приобрести Athlon 64 X2 4200+, который, очевидно, уже успел подешеветь относительно значащейся в официальном прайс-листе отметки. Именно эти четыре процессора и будут фигурировать в сегодняшних тестах в основной группе результатов.
Помимо этого, на диаграммах будет приведена и производительность Core 2 Duo E4300, разогнанного до 3.42 ГГц путём повышения частоты FSB до 380 МГц. Заметим, что в этом случае память работает в режиме DDR2-760. Для оценки быстродействия разогнанного процессора, в числе результатов тестов вставлены и показатели Core 2 Extreme X6800.
Что же касается полных тестовых систем, то они формировались из следующего набора комплектующих:

Процессоры:

AMD Athlon 64 X2 4200+ (Socket AM2, 2.2GHz, 2x512KB L2);
Intel Core 2 Duo E4300 (LGA775, 1.8GHz, 800MHz FSB, 2MB L2);
Intel Core 2 Duo E6300 (LGA775, 1.86GHz, 1067MHz FSB, 2MB L2);
Intel Core 2 Extreme X6800 (LGA775, 2.93GHz, 1067MHz FSB, 4MB L2);
Intel Pentium D 945 (LGA775, 3.4GHz, 800MHz FSB, 2x2MB L2).

Материнские платы:

ASUS P5B Deluxe (LGA775, Intel P965 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, 4-4-4-12-1T).
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

Первые же полученные нами результаты тестов показывают, что производительность новинки, процессора Core 2 Duoe E4300, основанного на ядре Allendale, не сильно отличается от скорости Core 2 Duo E6300. 66-мегагерцовое различие в тактовой частоте, вместе с замедленной системной шиной влечёт за собой лишь небольшое различие в производительности, составляющее 2-4%.
Также хочется отметить тот факт, что весьма достойно на фоне конкурентов выглядит и Pentium D 945. Проведённые компанией Intel снижения цен на CPU, основанные на микроархитектуре NetBurst, привели к тому, что теперь, если закрыть глаза на энергопотребление, эти процессоры можно рассматривать как весьма достойную альтернативу Core 2 Duo и Athlon 64 X2. Хотя, конечно, некоторое отставание от младших моделей Core 2 Duo процессор Pentium D 945 всё-таки демонстрирует.

Futuremark: Синтетические тесты

В обоих тестах от Futuremark неожиданно лидирует Pentium D 945. Что же касается непосредственно производительности Core 2 Duo E4300, то этот процессор, как и ожидалось, отстаёт от Core 2 Duo E6300 на 1-3%.
Уровень быстродействия процессора Core 2 Duo E4300, который он способен продемонстрировать при разгоне, просто поражает. При работе на частоте 3.42 ГГц этот процессор опережает Core 2 Extreme X6800 примерно на 10-15%, несмотря на вдвое меньший объём L2 кэша.

Игровые приложения

В игровых приложениях микроархитектура Core проявляет себя с сильной стороны. В задачах этого типа участвующие в тестировании младшие процессоры Core 2 Duo осязаемо превосходят CPU, в основе которых лежат микроархитектуры Intel NetBurst и AMD K8.
Ещё одна особенность игр заключается в том, что они наиболее чувствительны среди прочих программ к изменению пропускной способности магистрали процессор-память. Поэтому, Core 2 Duo E6300 опережает Core 2 Duo E4300 более заметно, чем в других бенчмарках. В особенности это касается Quake4, в котором разница в быстродействии этих CPU достигает 6%.
Кроме двух реальных игр в число игровых тестов мы включили результаты двух бенчмарков, основанных на движке Valve Source, который будет использоваться в будущей игре Half-Life 3. Первый бенчмарк оценивает скорость работы физики окружающей среды, а второй – скорость построения карт освещённости.

Здесь бросается в глаза неожиданно высокий результат, продемонстрированный процессором Athlon 64 X2 4200+, которому удаётся обогнать в тесте физики среды обоих соперников с микроархитектурой Core. Впрочем, результат этот вполне закономерен. Даже после появления на рынке CPU семейства Core 2 Duo процессоры с микроархитектурой K8 продолжают показывать хорошую скорость при решении задач математического моделирования физических процессов благодаря своему относительно мощному блоку FPU.

Кодирование видео и аудио

Глядя на диаграммы, показывающие производительность процессоров при кодировании видео и аудио контента, мы вряд ли сможем сделать какие-то новые умозаключения. Производительность Core 2 Duo E4300, основанного на ядре Allendale, примерно на 4-5% отличается в меньшую сторону от быстродействия Core 2 Duo E6300 при кодировании видео и на 2% - при кодировании аудио.
Хорошо масштабируется и быстродействие процессора с ядром Allendale с ростом частоты. Так, разгон Core 2 Duo E4300 на 90% приводит к увеличению показателей производительности, лежащему в диапазоне от 75% до 90%.

Редактирование изображений и видеомонтаж

Аналогичным образом выглядит ситуация при сопоставлении результатов, полученных при обработке изображений и нелинейном видеомонтаже. И, также как и в других бенчмарках, разогнанный до 3.42 ГГц процессор Core 2 Duo E4300 ощутимо опережает Core 2 Extreme X6800, что ещё раз доказывает отсутствие значительного влияния размера кэш-памяти второго уровня на производительность.

Профессиональный OpenGL и финальный рендеринг

Типичная картина, очевидно, наблюдается и в профессиональных приложениях. Различие в скорости процессоров Core 2 Duo E6300 и Core 2 Duo E4300 составляет традиционные 3-4%. Впрочем, этот факт вряд ли моно считать удивительным. Разница в производительности определяется главным образом отличием в номинальных тактовых частот, которое и составляет как раз 3.6%.

Выводы

В целом, процессор Core 2 Duo E4300 произвёл на нас достаточно благоприятное впечатление. Он безусловно, сможет стать хитом продаж благодаря своей сравнительно низкой стоимости, ведь это же самый дешёвый CPU в линейке Core 2 Duo, делом доказавшей свою привлекательность.
Конечно, сравнительная производительность Core 2 Duo E4300 не выглядит столь головокружительно, как быстродействие старших моделей в этой линейке. Более того, несмотря на то, что его скорость отличается от производительности Core 2 Duo E6300 всего лишь на 3-5%, в отдельных бенчмарках этот CPU даже проигрывает Pentium D 945 и Athlon 64 X2 4200+, стоимость которых примерно равна стоимости Core 2 Duo E4300. Но, во-первых, число таких приложений незначительно, а во-вторых, не следует забывать о таком важном параметре, как экономичность, с точки зрения которого новый CPU даст фору любому конкуренту.
К сказанному остаётся только добавить тот факт, что в лице Core 2 Duo E4300 отличный подарок для своих экспериментов получат и оверклокеры, так как новинка не требует использования специально подобранных комплектующих при разгоне, а также стоит вполне приемлемых денег. Правда, судя по всему, процессоры с ядром Allendale будут всё же несколько уступать по предельным частотам CPU, основанным на ядре Conroe.