Обзор процессора Core i5-2400S

Введение

Произошедшее в Sandy Bridge слияние функций традиционного процессора и графического ускорителя вызывает неоднозначную реакцию со стороны покупателей. Особенно сокрушаются те из них, кто встроенную графику использовать не планирует, но думает, что добавление «ненужного» интегрированного графического ядра отрицательно влияет на стоимость процессоров. Однако это не совсем так, хотя графика и увеличивает площадь четырёхъядерного кристалла Sandy Bridge примерно на 20 %, в реальности затраты Intel на производство таких кристаллов вполне компенсируются унификацией и большими объёмами производства. Зато при создании систем, использующих встроенную графику, расположение в едином полупроводниковом устройстве вычислительных и графического ядер приносит сплошные плюсы. Во-первых, оно позволяет беспрепятственно разделить часть процессорных ресурсов вроде L3-кэша и контроллера памяти между ядрами разного назначения, что положительно сказывается на быстродействии встроенной графики. Во-вторых, сосредоточение в едином чипе всех высокочастотных и производительных блоков позволяет упростить дизайн платформы в целом и отказаться от использования внешних высокоскоростных соединительных шин.

Получается, что процессоры со встроенной графикой должны хорошо подходить для сборки компактных компьютеров различного назначения. И это уже доказали вышедшие год назад процессоры Clarkdale, в которых графическое ядро, северный мост и вычислительные ресурсы объединены внутри единой процессорной упаковки. Процессор со встроенным графическим ядром позволяет не только обойтись без «прожорливых» внешних видеокарт и сэкономить место внутри корпуса. После ликвидации внешней графической карты и выделенного северного моста процессор остаётся единственным чипом в компьютере, нуждающимся в принудительном отводе тепла, а это сильно упрощает конструкцию системы охлаждения. Так что повсеместное распространение LGA1156 материнских плат небольшого формата вполне закономерно — двухъядерные процессоры Clarkdale невольно подталкивают к сборке систем в миниатюрных корпусах.

Новые процессоры Sandy Bridge готовы пойти по этому пути ещё дальше. Уровень интеграции компонентов в них увеличился, а производительность и вычислительной, и графической составляющей — возросла. Не за горами и появление широкого ассортимента LGA1155 плат малых форм-факторов. Intel также приняла участие в углублении этой тенденции, и отдельно позаботилась о том, чтобы среди новых CPU были и такие, которые предназначены для компактных систем нового поколения. Такие процессоры наделены всеми достоинствами микроархитектуры Sandy Bridge, в том числе и превосходным быстродействием, но имеют более скромное тепловыделение и энергопотребление, не превышающее 65 Вт.

Таким образом, если вы планируете собрать небольшой, но производительный компьютер, привлекательным вариантом может стать использование специальной экономичной версии Sandy Bridge. Модельный ряд таких процессоров с пониженным энергопотреблением и тепловыделением включает несколько моделей, обозначаемых суффиксами S или T после процессорного номера. Суффикс S означает принадлежность процессора к 65-ваттному тепловому пакету, литера T говорит о TDP 45 Вт или даже ниже.

Впрочем, пониженное энергопотребление достигается не просто так, а в том числе и за счёт некоторого уменьшения тактовой частоты. То есть, экономичные модели медленнее своих «полноценных» собратьев с расчётным тепловыделением 95 Вт. Поэтому для типичных компактных систем наибольший интерес представляет именно 65-ваттная S-серия. Её TDP позволяет помещать такие процессоры даже в самые тесные Mini-ITX корпуса, а отличия в производительности от полноценных представителей семейства Sandy Bridge должны быть не столь выраженными. Именно с процессором такого типа мы и решили познакомиться в рамках данного обзора, для чего взяли на тесты Core i5-2400S — среднюю и по скорости, и по расчётному тепловыделению модель.

Core i5-2400S в подробностях

Появление среди процессоров с микроархитектурой Sandy Bridge версий с суффиксом S — не ахти какая новость. Версии с пониженным энергопотреблением, носящие в своём названии эту букву, были и раньше. Однако теперь в этой серии наконец-то появились процессоры, обладающие встроенным графическим ядром, что делает их более подходящими для использования в составе компактных систем. Тем более что заявленное расчётное тепловыделение в 65 Вт относится сразу и к вычислительным, и к графическому ядрам в сумме. Если же принять во внимание, что необходимый для задействования встроенного в процессор видеоядра набор логики Intel H67 Express обладает TDP равным 6.1 Вт, нетрудно представить себе полноценную систему, основанную на современном высокопроизводительном четырёхъядерном процессоре, но обходящуюся при этом всего лишь 100-ваттным блоком питания.

Немаловажно при этом, что Intel не стала задирать цены на свои экономичные модели Sandy Bridge — их стоимость превышает цену «симметричных» 95-ваттных аналогов лишь на 11 долларов. Правда, следует помнить, что S-процессоры немного медленнее.

Собственно, невысокая цена экономичных версий отчасти и объясняется принципом их получения. Производитель не прибегает к отбору более удачных полупроводниковых кристаллов, а просто понижает напряжение питания процессора и его тактовую частоту. Например, штатная тактовая частота Core i5-2400S установлена равной 2,5 ГГц, в то время как частота Core i5-2400 — 3,1 ГГц.

20-процентное снижение тактовой частоты позволило уменьшить и напряжение питания, которое у нашего тестового экземпляра Core i5-2400S составило 1,05 В. В остальном характеристики энергоэффективного процессора полностью соответствуют характеристикам 95-ваттного собрата.

Заметьте, несмотря на сильное расхождение в номинальной тактовой частоте, Core i5-2400S практически догоняет Core i5-2400 в турбо-режиме. Иными словами, технология Turbo Boost у энергоэффективного процессора работает гораздо агрессивнее, и он может серьёзно наращивать свою частоту при неполной загрузке вычислительных ядер работой.

Наблюдается интересная картина. При нагрузке на все вычислительные ядра экономичный Core i5-2400S будет существенно отставать от своего 95-ваттного собрата. Зато, если работой будет занято одно или два ядра, то производительность Core i5-2400S благодаря технологии Turbo Boost должна приближаться к скорости Core i5-2400. Ещё более любопытно выглядит соотношение рабочих частот Core i5-2400S и Core i5-2300 — сказать какой из этих процессоров быстрее, совершенно невозможно, всё будет зависеть от характера нагрузки.

Для того чтобы проиллюстрировать, как это выглядит на практике, мы провели измерение производительности процессоров в шахматном тесте Fritz, который умеет проводить расчёты произвольным количеством потоков.


Если сравнивать производительность S-процессора с быстродействием обычных LGA1155 моделей, то в глаза бросается перелом, происходящий при более чем двухпоточной нагрузке. Когда работа ложится на одно-два ядра, то Core i5-2400S выглядит вполне «на уровне», но в более тяжёлых в вычислительном плане задачах энергоэффективный Sandy Bridge уступает даже и Core i5-2300. Ухудшенная многоядерная производительность — цена, которую приходится заплатить за пониженное тепловыделение и энергопотребление.

Как мы тестировали

При тестировании энергоэффективного Sandy Bridge мы старались воссоздать его типичную «среду обитания», а потому отказались от использования внешней производительной видеокарты, предпочтя ей встроенное в процессор графическое ядро. Поэтому в тестировании самое активное участие приняла материнская плата, построенная на чипсете Intel H67 — Gigabyte GA-H67MA-UD2H. К сожалению, использование такой платы сразу поставило крест на всяких попытках разгона — набор логики, позволяющий использовать встроенное видео, лишает возможности изменять не только множитель процессора, но и частоту памяти.

В качестве основного соперника для Core i5-2400S были выбраны процессоры Core i5-2400 и Core i5-2300, не относящиеся ни к каким «особым» сериям. Кроме того, в число участников тестирования мы добавили и старший LGA1156-процессор со встроенным графическим ядром Core i5-680, который относится к числу весьма популярных вариантов прошлого поколения, устанавливаемых в миниатюрные производительные системы.

В результате, состав тестовых систем включал следующие аппаратные и программные компоненты:

Процессоры:

Intel Core i5-2300 (Sandy Bridge, 4 ядра, 2,8 ГГц, 6 Мбайт L3);
Intel Core i5-2400 (Sandy Bridge, 4 ядра, 3,1 ГГц, 6 Мбайт L3);
Intel Core i5-2400S (Sandy Bridge, 4 ядра, 2,5 ГГц, 6 Мбайт L3);
Intel Core i5-680 (Clarkdale, 2 ядра, 3,6 ГГц, 4 Мбайта L3);

Материнские платы:

Gigabyte GA-H57M-USB3 (LGA1156, Intel H57 Express);
Gigabyte GA-H67MA-UD2H (LGA1155, Intel H67 Express).

Память: 2 x 2 GB DDR3-1333 SDRAM 9-9-9-27 (Kingston KHX1600C8D3K2/4GX).
Графическая карта: ATI Radeon HD 5450.
Жёсткий диск: Kingston SNVP325-S2/128GB.
Блок питания: Tagan TG880-U33II (880 Вт).
Операционная система: Microsoft Windows 7 Ultimate x64.
Драйверы:

Intel Chipset Driver 9.2.0.1019;
ATI Catalyst 10.12 Display Driver.

Напомним, тестирование проводилось с использованием более актуальных для энергоэффективных систем встроенных графических ядер, а внешняя видеокарта применялась лишь в единственном случае — для оценки производительности встроенной в Core i5-2400S графики Intel HD Graphics 2000.

Вычислительная производительность

Мы уже примерно представляем себе, каких результатов можно ожидать от Core i5-2400S. Его практическая производительность напрямую зависит от характера нагрузки. Поэтому небезынтересно посмотреть, как этот процессор проявит себя при решении различных реальных задач.

Для оценки производительности процессоров в общеупотребительных программах мы традиционно используем тест SYSmark 2007, моделирующий работу пользователя в распространённых офисных пакетах и приложениях для создания и обработки цифрового контента. Идея теста очень проста: он выдаёт единственную метрику, характеризующую средневзвешенную скорость компьютера.

Несмотря на то, что нагрузка в SYSmark 2007 далеко не всегда является многопоточной, экономичный процессор Core i5-2400S оказывается даже медленнее, чем Core i5-2300. Странно в этом только одно: и это не цифры на диаграмме, а то, почему Intel дала энергоэффективным моделям столь высокие номера. Среди покупателей таких процессоров наверняка найдутся и такие, которые будут введены ими в заблуждение. На самом же деле следует помнить, что номера процессов S-серии, а уж тем более T-серии, сильно отличается по смыслу от модельных номеров обычных процессоров. Конечно, Core i5-2400S не отстал от платформы предыдущего поколения, но в сравнении с теми Sandy Bridge, которые собрали восторженные отзывы в многочисленных обзорах, это уже совсем другой процессор.

Дополним приведённую диаграмму и таблицей с более подробными результатами SYSmark 2007, рассортированными по типу приложений:

От комплексных метрик производительности перейдём к тестам в отдельных приложениях.

Для измерения быстродействия процессоров при компрессии информации мы пользуемся архиватором WinRAR, при помощи которого с максимальной степенью сжатия архивируем папку с различными файлами общим объёмом 560 Мбайт.

Измерение производительности в Adobe Photoshop мы проводим с использованием собственного теста, представляющего собой творчески переработанный Retouch Artists Photoshop Speed Test, включающий типичную обработку четырёх 10-мегапиксельных изображений, сделанных цифровой камерой.

При тестировании скорости перекодирования аудио используется утилита Apple iTunes, при помощи которой осуществляется преобразование содержимого CD-диска в AAC-формат. Заметим, что характерной особенностью этой программы является способность использования лишь пары процессорных ядер.

Для измерения скорости перекодирования видео в формат H.264 используется тест x264 HD, основанный на измерении времени обработки исходного видео в формате MPEG-2, записанного в разрешении 720p с потоком 4 Мбит/сек. Следует отметить, что результаты этого теста имеют огромное практическое значение, так как используемый в нём кодек x264 лежит в основе многочисленных популярных утилит для перекодирования, например, HandBrake, MeGUI, VirtualDub и проч.

Тестирование скорости финального рендеринга в Maxon Cinema 4D выполняется путём использования специализированного теста Cinebench.

Тесты в индивидуальных ресурсоёмких приложениях оказываются единодушны: Core i5-2400S не так быстр как 95-ваттные процессоры Core i5 поколения Sandy Bridge. И разрыв в их производительности тем выше, чем большую загрузку ядер создаёт та или иная задача. Причём, речь идёт не о лёгкой, а о весьма основательной разнице в скорости: 65-ваттный Core i5-2400S может отставать от 95-ваттного Core i5-2400 на 10—20 %.

Производительность встроенной графики

Тактовая частота энергоэффективных процессоров оказалась существенно понижена, но до сих пор речь шла только о вычислительных ядрах. Графическое же ядро, хоть и находится в Sandy Bridge на том же полупроводниковом кристалле, использует собственные линии питания и тактуется независимо от остального процессора. Используя эту особенность, Intel не стала его замедлять, и в экономичных версиях Sandy Bridge обосновалось вполне полноценное ядро HD Graphics 2000, имеющее шесть исполнительных устройств и рабочую частоту 850-1100 МГц. Таким образом, по скорости работы с графикой Core i5-2400S не должен отличаться от своих 95-ваттных собратьев.

Собственно, именно это мы и видим на приведённых графиках. В играх производительность Core i5-2400S оказывается очень близка к скорости полноценного Core i5-2400. Инженеры Intel здраво рассудили, что графическое ядро для энергоэффективных процессоров — это один из ключевых узлов, и его производительность — критически важная характеристика. Большинство миниатюрных систем из соображений уменьшения тепловыделения и энергопотребления использует именно встроенную графику, а не внешние графические карты. Поэтому хорошее быстродействие графики в S-серии процессоров выступает их мощным козырем. А оно на фоне встроенной графики прошлого поколения действительно выглядит очень неплохо. И хотя GPU в Core i5-2400S это — младшее ядро Intel HD Graphics 2000 с шестью исполнительными устройствами, которое не дотягивает по скорости до современных видеокарт младшего уровня, для нужд миниатюрных систем, которые редко используются как игровые компьютеры, его должно быть вполне достаточно.

Энергопотребление

Энергоэффективный Core i5-2400S показал себя не столь быстрым процессором, как того можно было бы ожидать, учитывая его принадлежность к семейству Sandy Bridge. В угоду снижению тепловыделения его тактовая частота существенно уменьшена, так что удивляться особо нечему. Другой вопрос — а стоило ли оно того? Действительно ли замедленный Sandy Bridge стал экономичным Sandy Bridge? Ответить на этот вопрос нам помогут тесты энергопотребления.

На следующих ниже графиках приводится полное потребление систем (без монитора), измеренное «после» блока питания и представляющее собой сумму энергопотребления всех задействованных в системе компонентов. КПД же самого блока питания в данном случае не учитывается. Во время измерений нагрузка на процессоры создавалась 64-битной версией утилиты LinX 0.6.4. Для нагрузки графических ядер использовалась утилита FurMark 1.8.2. Кроме того, для правильной оценки энергопотребления в простое мы активировали все имеющиеся энергосберегающие технологии: C1E и Enhanced Intel SpeedStep.

В состоянии бездействия между энергоэффективным и обычным процессорами нет особой разницы. Это вполне логично, так как в данном случае активируются все энергосберегающие технологии и частоты любых процессоров Sandy Bridge снижаются до 1.6 ГГц. Зато в таком режиме платформа на базе Sandy Bridge потребляет существенно меньше LGA1156 системы — в простое новые процессоры расходуют энергию более рационально, отключая от питания неиспользуемые узлы и понижая частоту графического ядра.

Зато при нагрузке на вычислительные ядра преимущество Core i5-2400S по энергопотреблению хорошо заметно. Пониженная тактовая частота и сниженное напряжение питания делают своё дело, система с Core i5-2400S требует на 13 Вт меньше, чем система с обычным Core i5-2400. Это, конечно, не 30 Вт, на которые различаются тепловые пакеты этих процессоров, но тоже вполне ощутимая разница.

Кстати, если говорить конкретно о потреблении энергии именно процессорами, то, по данным System Agent, оно выглядит так:

Иными словами, ни о каких 95 или 65 Вт речь не идёт. Расчётное тепловыделение для процессоров Sandy Bridge указывается с большим запасом, так что даже обычная модель Core i5-2400 потребляет под нагрузкой менее 65 Вт, а Core i5-2400S вообще при желании может быть отнесён к 45-ваттному тепловому пакету.

Впрочем, до сих пор мы не рассматривали графическую нагрузку. Давайте посмотрим, что будет, когда встроенное в процессор видеоядро будет занято работой с 3D-графикой.

Core i5-2400S и Core i5-2400 здесь показывают примерно одинаковое энергопотребление. Получается, что энергоэффективность S-процессора распространяется только на вычислительные ядра, но не на встроенную графику. Чего и можно было ожидать, принимая во внимание полное соответствие характеристик версий Intel HD Graphics 2000 в обычном и экономичном процессоре. Кстати, даже и напряжение питания графические ядра в Core i5-2400S и в Core i5-2400 используют совершенно одинаковое.

Комплексная нагрузка на все ресурсы процессоров вновь возвращает на место ожидаемые результаты.

За счёт экономичности вычислительных ядер система с Core i5-2400S потребляет меньше, причём максимальное потребление всей системы, включающей материнскую плату с процессором и памятью, SSD и «коробочный» процессорный кулер, вписывается в 70 Вт в случае использования процессора S-серии и в 80 Вт, если применяется обычный Sandy Bridge. Эти числа говорят сами за себя — платформа LGA1155 так и просится стать основой компактного и тихого компьютера.

Ещё один вариант комплексной нагрузки — воспроизведение HD-видео. Благодаря тому, что в процессорах Sandy Bridge появился специализированный аппаратный видеодекодер, нагрузка на вычислительные ядра в этом случае практически отсутствует.

Да и LGA1155-система в целом показывает чудеса экономичности. Недаром Intel утверждает, что Sandy Bridge — очень хороший выбор для HTPC.

Потребление системы при проигрывании HD-видеоконтента лишь на 6 Вт превышает потребление в состоянии покоя для любой из версий Sandy Bridge.

Выводы

Линейка десктопных процессоров, основанных на микроархитектуре Sandy Bridge, более чем наполовину состоит из различных версий, имеющих пониженное энергопотребление. Однако мы не увидели реального смысла в столь сильном акценте на энергоэффективных моделях, который сделала Intel.

Конечно, мы не станем отрицать, что протестированный энергоэффективный Core i5-2400S имеет меньшее потребление, чем стандартные процессоры с 95-ваттным тепловым пакетом. И этот CPU может действительно заинтересовать пользователей, в первую очередь нуждающихся в экономии электроэнергии и снижении уровня шума. Тем более, что его стоимость всего лишь на 11 долларов выше цены обычного собрата.

Однако, нацеливаясь на Core i5-2400S или любой другой подобный процессор S-серии, следует иметь в виду несколько «но». Главная проблема состоит в том, что Intel для производства экономичных моделей не прибегает к отбору удачных полупроводниковых кристаллов, а тупо снижает тактовые частоты. Это выливается в то, что Core i5-2400S работает медленнее обычного Core i5-2400, и порой существенно. Разница в производительности может достигать 20 % на тяжёлой вычислительной нагрузке. Достигаемая же при этом экономия не так уж и заметна. В теории различие в расчётном тепловыделении обычных процессоров и процессоров S-серии составляет 30 Вт, но на практике мы увидели лишь 12-ваттную разницу, которая проявляется к тому же только в ограниченном числе сценариев. Более того, при воспроизведении видео или при работе с 3D-графикой отличий между обычными и экономичными процессорами нет вовсе.

Говоря прямо, Core i5-2400S в сравнении с Core i5-2400 предлагает не только худшую производительность, но и не лучшее соотношение производительность на ватт, что для энергоэффективной модели выглядит странновато. С другой стороны, даже стандартные процессоры Sandy Bridge демонстрируют не столь высокое энергопотребление и вполне могут быть использованы в небольших и тихих системах. Так что предложения вроде Core i5-2400S — это скорее нишевой продукт, чем привлекательное решение для домашних компьютеров или HTPC, ведь без серьёзного ущерба для энергопотребления системы вместо Core i5-2400S можно взять более производительный и более дешёвый Core i5-2300.

И в заключение хотелось бы подчеркнуть, что при выборе экономичных процессоров явно не стоит опираться на их модельный номер. Так, Core i5-2400S работает медленнее, чем Core i5-2300, а это значит, что для номеров процессоров S-серии Intel использует собственную систему отсчёта. Очевидно, что процессоры с индексом T маркируются по третьему правилу, так что в казавшейся ранее достаточно прозрачной системе маркировки возникла серьёзная путаница, которая идёт явно не на пользу покупателям.

Другие материалы по данной теме

Обзор процессоров Core i5-2500, Core i5-2400 и Core i5-2300
Микроархитектура Intel Sandy Bridge