Задача в общем виде*
* - данное вступление, для удобства читателей, повторяется в начале каждой статьи этой серии
Наши постоянные читатели, быть может, помнят серию статей, которая выходила в 2009 году под общим заголовком «Влияние различных характеристик на быстродействие процессоров современных архитектур ». В ней мы рассматривали некоторое количество сферических процессоров в вакууме, чтобы на основе анализа их быстродействия составить общее впечатление о скорости процессоров реальных и факторах, на неё влияющих. В новом году, после выхода следующей версии методики, мы решили творчески переработать опробованный ранее метод с уклоном в большую реалистичность исследуемых вопросов, то есть моделируя ситуации по возможности реальные. Как и в прошлый раз, начать мы решили с продукции компании AMD, а именно - с самой новой её платформы: Socket AM3. Благо, производитель обещает этой платформе достаточно долгую жизнь, популярность её в пользовательской среде велика, да и название себе компания подобрала более удачное, чем конкурент - с точки зрения сортировки по алфавиту. :)
Нынешняя линейка AMD на первый взгляд кажется несколько хаотичной (мы бы сказали, что и на все последующие тоже…), однако логику производителя понять можно: разумеется, гораздо приятнее бракованный процессор продать, чем выбросить. А т.к. модификаций с различными объёмами и типами кэшей и количеством ядер эта компания выпускает достаточно много, соответственно, есть большой соблазн придумать для экземпляра с «бракованным» ядром или кэшем какое-то название, ядро или часть кэша отключить, а процессор всё-таки продать. :) Благодаря этой замечательной, новаторской политике AMD, в линейке производимых ею AM3-процессоров наблюдается аж три разновидности двухъядерных - с разными объёмами L2-кэша, и даже с наличием L3; две модификации трёхъядерных - с L3 и без него; и снова три модификации четырёхъядерных - с L3 и без него, а также с различными объёмами L3. Кроме того, выпускается для платформы AM3 ещё и одноядерный Sempron. Сведя в одну небольшую таблицу основные технические характеристики CPU для платформы AM3, мы наконец-таки имеем шанс понять, что определённого рода логика в модельном ряде AMD есть:
| Sempron | Athlon II X2 | Phenom II X2 | Athlon II X3 | Phenom II X3 | Athlon II X4 | Phenom II X4 | Phenom II X6 | |
| ядер | 1 | 2 | 2 | 3 | 3 | 4 | 4 | 6 |
| кэш L2, КБ | 1024 | 2×512/1024 | 2×512 | 3×512 | 3×512 | 4×512 | 4×512 | 6×512 |
| кэш L3, КБ | − | − | 6144 | − | 6144 | − | 4096/6144 | 6144 |
Итак, мы наблюдаем достаточно логичное «путешествие» от 1 ядра к 6, сопровождающееся вариациями на тему объёма L2-кэша, а также наличия или отсутствия L3 и его объёма. При этом объёмом L2 AMD «играется» на относительно слабых процессорах (двухъядерных), а далее в качестве универсального «убыстрятеля всего» используется введение L3. Также можно отметить два одинаково странно смотрящихся процессора: Phenom II X2, который при всего 2 ядрах имеет гигантский L3-кэш, и, наоборот, Athlon II X4 - который при 4 ядрах лишён оного совсем. По идее, первый должен являться идеальным вариантом для старого ПО без многопоточной оптимизации (хотя тогда ему и второе-то ядро не очень нужно…), а второй - процессором для оптимистов, надеющихся на то, что 4-ядерный CPU победит все процессоры с меньшим количеством ядер, невзирая на парусник объём кэша. Так оно будет или не так - посмотрим на результаты…
Соответственно, вырисовываются наиболее интересные сопоставления с точки зрения анализа производительности:
- Увеличение количества ядер при одинаковом объёме кэша:
- от 1 ядра к 2;
- от 2 ядер к 3;
- от 3 ядер к 4;
- от 4 ядер к 6.
- Увеличение количества кэша при одинаковом количестве ядер:
- на 2-ядерных процессорах (L2, добавление L3);
- на 3-ядерных процессорах (добавление L3);
- на 4-ядерных процессорах (добавление L3, разные размеры L3).
- Вариации на тему «меньше ядер, но больше кэш*»:
- 1-ядерный процессор в сравнении с 2-ядерным;
- 2-ядерный процессор в сравнении с 3-ядерным.
* - подразумевается: на одиночное ядро.
Как видите, почвы для исследований - поле непаханое. Правда, для того чтобы мы могли зафиксировать своё внимание именно на влиянии вышеперечисленных факторов, убрав все мешающие, нам понадобилось всё-таки сделать один реверанс в сторону «синтетичности» - независимо от того, существует ли такая модель CPU в реальности, все участники тестов работали на одной частоте ядра: 2,6 ГГц. Впрочем, не так уж всё и плохо: Athlon II X3/X4, Phenom II X3/X4 с такой частотой действительно существуют, не бывает только 2600-мегагерцевых Sempron, Athlon/Phenom II X2 и Phenom II X6.Тестирование
Как и было сказано выше, тестирование проводилось в соответствии с новейшей методикой 2010 года , с некоторыми незначительными модификациями:
- Поскольку задача перед нами стояла достаточно масштабная и интересная, а все участники тестов вели себя весьма пристойно, и необъяснимых с точки зрения логики странностей практически не демонстрировали, нами было принято волюнтаристское решение все опциональные тесты объявить постоянными - таким образом, они присутствуют в основном разделе, и участвуют на общих основаниях в среднем балле.
- Поскольку некоторое количество рассмотренных процессоров являются, так сказать «виртуальными», и в реальности не производятся, для данного цикла, для удобства сравнения, был выбран свой собственный эталонный (100-балльный) процессор из числа принимавших участие именно в этой серии тестов: AMD Phenom II X4 810.
Также некоторым, быть может, покажется неожиданной последовательность поднимаемых в различных сериях вопросов: очевидно, что логическому осмыслению она не поддаётся. :) Здесь вам придётся просто простить нам некую хаотичность в последовательности выхода серий: она обуславливается простым «рабочим моментом» - серии будут выходить в той последовательности, в которой будут становиться доступны рассматриваемые в них результаты. К сожалению, обширность нашей методики тестирования обуславливает один её неизбежный недостаток: тесты идут очень долго. Соответственно, мы решили пожертвовать красотой ради оперативности, и, надеемся, вы нас поймёте. К тому же формат сериала, который условно можно обозначить как «одна статья - один ответ на конкретный вопрос», - вполне располагает к такому подходу: ведь нет «важных» и «неважных» вопросов, каждый из них по-своему интересен, и каждый наверняка найдёт своего читателя.
Что ж, приступим. В этой серии мы рассмотрим, казалось бы, достаточно частный случай (к тому же, в том числе по финансовым соображениям, многим совершенно неинтересный) - однако именно поэтому мы и сочли логичным выделить его в отдельную серию. Итак, сегодня мы рассмотрим вопрос увеличения производительности при переходе с 4 ядер на 6. Разумеется, как всегда, «в чистом виде», т.е. при сохранении одинакового объёма всех кэшей и частоты работы ядра - чтобы на быстродействие влияло только увеличение количества ядер. Соответственно, в нашем тестировании примут участие процессоры AMD Phenom II X4 945 и AMD Phenom II X6 1055T, принудительно переключённые на частоту ядра 2,6 ГГц.
3D-визуализация
| 4 cores | 6 cores | %% | |
| 103 | 103 | 0% | |
| 101 | 102 | 1% | |
| 108 | 99 | −8% | |
| 100 | 83 | −17% | |
| 100 | 96 | −4% | |
| 100 | 101 | 1% | |
| Group Score | 102 | 97 | −5% |
Достаточно «жёсткая» реакция: практически все приложения отреагировали на появление ещё двух дополнительных ядер негативно, уменьшив производительность. Впрочем, для нас это не в диковинку - мы и ранее наблюдали такие случаи, хотя и не часто. Руководствуясь банальным здравым смыслом, вполне допустимо предположить, что чем больше будет ядер - тем вероятнее возникновение в том числе таких коллизий. Однако в данном случае необходимо помнить ещё вот о чём: у нас не просто много ядер, а 6 - то есть их количество не кратно ни одной целой степени двойки. Мы однажды , связаные с трёхъядерностью, поэтому логично предположить, что и с 6-ядерностью могут возникнуть проблемы аналогичного плана. А если оба эффекта ещё и накладываются друг на друга...
Рендеринг трёхмерных сцен
| 4 cores | 6 cores | %% | |
| 101 | 115 | 14% | |
| 100 | 145 | 45% | |
| 100 | 143 | 43% | |
| Group Score | 100 | 134 | 34% |
Вполне ожидаемый результат, разве что немного разочаровывает рендер-движок в 3ds max (мы используем V-Ray) - он явно не в состоянии полностью утилизировать мощь 6-ядерного процессора. В остальных случаях результат близок к идеалу (идеальный прирост, как нетрудно посчитать, разделив 6 на 4, составляет 50%). Это, безусловно, радует: мы уже нашли хотя бы один класс приложений, относительно которого 6-ядерный процессор является, безусловно, стоящим приобретением.
Научные и инженерные расчёты
| 4 cores | 6 cores | %% | |
| 102 | 93 | −9% | |
| 100 | 92 | −8% | |
| 100 | 99 | −1% | |
| 100 | 95 | −5% | |
| 98 | 98 | 0% | |
| 103 | 124 | 20% | |
| 100 | 110 | 10% | |
| Group Score | 100 | 102 | 2% |
И снова практически все приложения, не имеющие, серьёзной многопоточной оптимизации, отреагировали на переход с 4 ядер на 6 падением производительности, и, с другой стороны, даже неплохо многопоточно-оптимизированные Mathematica и MATLAB демонстрируют нам прирост, весьма далёкий от идеального.
Растровая графика
| 4 cores | 6 cores | %% | |
| 100 | 112 | 12% | |
| 100 | 95 | −5% | |
Corel PhotoImpact | 99 | 98 | −1% |
| 99 | 110 | 11% | |
| Group Score | 100 | 104 | 4% |
Как ни странно, считающийся хорошо оптимизированным Adobe Photoshop и считающийся достаточно поверхностно оптимизированным ACDSee, получили от 6 ядер пракически одинаковый прирост. Ну а традиционно «однопроцессорные» продукты Corel опять-таки традиционно на 6-ти ядрах притормозили. Видим мы такую ситуацию уже 3-й раз, поэтому удивления уже не испытываем.
Сжатие данных
| 4 cores | 6 cores | %% | |
| 105 | 133 | 27% | |
| 105 | 108 | 3% | |
| 105 | 103 | −2% | |
| Group Score | 105 | 115 | 10% |
Более-менее задействовать 6 ядер умеет только 7-Zip. И снова мы наблюдаем уже не раз отмеченое ранее явление: типично однопотоковая задача на 6-ядерном процессоре демонстрирует худший результат, чем на 4-ядерном. Вряд ли все программисты из самых разных компаний, сговорившись, сделали одну и ту же ошибку, поэтому основных подозреваемых осталось двое: ОС и «железо». Ну или ПО на стыке одного и другого - драйверы.
Компиляция
| 4 cores | 6 cores | %% | |
| Group Score | 101 | 130 | 29% |
|---|
Результат нельзя назвать «превосходным» - но он хотя бы достаточно ощутим, и не отрицательный. :) Впрочем, напомним то, о чём мы не говорили уже давно (вдруг кто-то забыл): проект, который мы используем, был специальным образом подготовлен к тому, чтобы при его компиляции могло задействоваться несколько ядер. Исходный проект, например, в том виде, в котором он раздаётся на , подобных оптимизаций не имел. Поэтому не стоит обольщаться: если вы хотите получить высокую скорость компиляции на многоядерной системе, для этого придётся приложить дополнительные усилия ещё на этапе компоновки проекта.
Java
Движки JavaScript во всех браузерах, похоже, однопоточные (по крайней мере если не оптимизировать соответствующим образом сами скрипты), поэтому результат нам, уже умудрённым опытом предыдущих тестов, известен заранее: либо ноль, либо хуже. В данном случае - хуже. Правда, в среднем по группе довольно незначительно (да и в любом случае, нам трудно представить, чтобы система с 6-ядерным процессором «просела» на JavaScript) - пусть даже скорость у неё окажется чуть меньше, чем у 4-ядерной.
Кодирование аудио
| 4 cores | 6 cores | %% | |
| 101 | 133 | 32% | |
| 101 | 134 | 33% | |
Monkey’s Audio | 101 | 134 | 33% |
| 100 | 136 | 36% | |
| 100 | 139 | 39% | |
| 102 | 134 | 31% | |
| Group Score | 101 | 135 | 34% |
В зависимости от кодека, прирост составляет от 31% до 39%, и в целом это достаточно высокий показатель. Почему не «идеальные» 50%? Видимо, при 6-ти одновременно выполняющихся потоках, ограничителем для быстродействия становится что-то другое. Вполне возможно даже, что дисковая подсистема - почему бы нет?
Кодирование видео
| 4 cores | 6 cores | %% | |
| 101 | 108 | 7% | |
Mainconcept (VC-1) | 101 | 121 | 20% |
| 99 | 145 | 46% | |
| 105 | 131 | 25% | |
| 100 | 146 | 46% | |
| 101 | 115 | 14% | |
| Group Score | 101 | 128 | 27% |
Более чем скромны результаты DivX/XviD (неужели сказалось то, что оба этих проекта выросли из одного корня?), также не шибко, прямо скажем, радует Sony Vegas - и это при том, то данное ПО относится к профессиональным инструментам, и с дорогой хорошей техникой должно уметь работать соответственно. Однако на высоте продукт Adobe, на высоте (стабильно и уже очень давно x264), поэтому средний балл по группе наглядно нам демонстрирует, что для кодирования видео 6-ядерный процессор вполне применим, и отдача от него будет.
Воспроизведение видео
| 4 cores | 6 cores | %% | |
| 101 | 147 | 46% | |
| 108 | 129 | 19% | |
| 100 | 147 | 47% | |
| 100 | 152 | 52% | |
| Group Score | 102 | 144 | 41% |
Цифры «пользы», вроде бы, высокие - но по факту толку от этого немного: с декодированием видео, даже полностью программным, вполне успешно справляются двухъядерные процессоры среднего уровня, поэтому не всё ли равно, сколько ядер будет при этом процессе простаивать - одно, два, или четыре?
Виртуальная машина
| 4 cores | 6 cores | %% | |
| 101 | 120 | 19% | |
| 101 | 107 | 6% | |
| Group Score | 101 | 114 | 13% |
Виртуализация накладывает дополнительные ограничения, поэтому было бы странно ждать результатов в райне идеалистических 50% даже от такого хорошего бенчмарка, как встроенный измеритель производительности архиватора 7-Zip - однако результаты Linux по сравнению с Windows XP всё равно поражают: что-то не то у Windows XP с планировщиком. Впрочем, для систем, на которых активно запускаются виртуальные машины, многояденые конфигурации хороши ещё одной особенностью: можно, например, выделить несколько ядер виртуальной машине - но несколько ещё и оставить в эксклюзивное пользование основной ОС. Тогда даже при предельной загрузке «виртуалок», основная ОС не будет впадать в ступор от недостатка процессорных ресурсов.
Общий балл
| 4 cores | 6 cores | %% | |
| Group Score | 101 | 118 | 17% |
|---|
Средний прирост, на самом деле, вовсе не такой уж плохой. Тревожит другое: чем больше ядер - тем чаще встречаются ситуации, когда увеличение их количества сказывается на производительности отрицательно . Конечно, как правило, это весьма скромное падение скорости, которое без специальных измерений никто и не заметит, к тому же мы опять имеем дело с количеством ядер, не кратным степени двойки, а мы уже давно выяснили, что некоторое ПО на такие вещи реагирует странно - однако сама тенденция всё-таки прослеживается вполне чётко, и не может не тревожить. Программисты явно не поспевают за конструкторами процессоров, и если развитие CPU и дальше будет идти такими же темпами, то разрыв может увеличиться ещё больше. Что же касается рекомендаций, то они очевидны: рендеринг, компиляция и java (если вам всерьёз не хватает скорости в этих областях), кодирование видео и аудио - вот для чего может быть нужен 6-ядерный процессор. Для всех остальных применений имеет смысл ограничиться меньшим количеством ядер - тем более, что самые многоядерные процессоры в линейке любого производителя, как правило, не являются самыми высокочастотными, а частота ядра - намного более универсальный способ повышения производительности, чем увеличение количества ядер.
«Два гига, два ядра!» - вот типичный рекламный слоган многих компьютерных магазинов еще совсем недавно. И, если рядовой пользователь еще кое-как мог ответить на вопрос, что такое - эти «два гига», то вот относительно второго пункта ситуация была куда плачевнее. Продавцы побуждают купить 6 ядерный процессор, покупатель, очарованный цифрой 6 (ведь больше, чем 2 или 4), спешит раскошелиться на немалую цену. Хотя мало кто из них может ответить, например, на вопрос, что собой представляет 4-х ядерный процессор?
Что такое - эти ядра?
Были времена, когда все процессоры были исключительно одноядерными. И этого вполне хватало. Ведь все, что требовалось - производить конкретные вычислительные задачи, необходимые пользователю прямо сейчас. Со временем количество одновременно решаемых задач увеличилось. Ситуация усугубилась с выходом ПК на рынок домашних устройств. Теперь пользователю хотелось и музыку послушать, и в игру поиграть, и объемный архив распаковать… И все это - одновременно.
Тогда-то и появилась идея разделить процессор на несколько вычислительных блоков, каждый из которых занимался бы только своей задачей. Но – одновременно! Таким образом, бедному устройству не приходилось бы разрываться сразу между несколькими задачами, переходя от одной к другой по очереди. Каждый вычислительный блок обрабатывал бы только свою задачу. В результате компьютер начинает более быструю обработку большего количества задач одновременно. Каждый такой блок и называется ядром. Это в теории. А на практике?
Делим на четыре
На практике же количество ядер может оказаться «пустышкой». И вот почему:
- во-первых, они могут быть «не настоящими», то есть логическими. Примерно по аналогии с жестким диском, который может быть один, но физический, то есть, реальный. И по одной стоимости. А может быть разбит на два логических раздела. Или на четыре. Но при этом стоить в 4 раза дороже. Естественно, такой жесткий диск никто не купит. Однако здесь отчего-то происходит именно так. Процессор 6 ядер едва ли будет иметь все 6 полноценных физических вычислительных блоков. Скорее всего, они поделены на логические. При этом мощность одного физического ядра делится между всеми логическими. На деле получается, что для выполнения конкретной задачи будет выделено меньше мощности. Вот только про это «забывают» рассказать продавцы и авторы каталогов;
- во-вторых, далеко не все приложения могут эффективно взаимодействовать со всеми ядрами сразу. Хотя программирование для многоядерных процессоров сегодня – вполне обычное явление. Впрочем, если предполагается работа с заведомо самыми современными приложениями, особенно в области 3D, можно смело покупать хоть шестиядерный процессор и быть уверенным в слаженной работе;
- наконец, нужно не забывать про шину обмена. Все-таки ядра должны активно взаимодействовать между собой и обмениваться необходимой информацией в случае, если приложение поддерживает многоядерность. А если толщина шины между ними недостаточная, то все преимущества многоядерного процессора сведутся к минимуму.
Если же покупка шестиядерного устройства представляется неизбежной, то можно большой выбор их найти на сайте http://elmir.ua . Это один из самый значительных и недорогих Интернет-магазинов Украины.
Новые процессоры Core 8-го поколения (Coffee Lake). Среди прочего, компания заявила, что новый 6/12-ядерный Core i7-8700K - лучший игровой процессор от Intel (измерено по fps на выборке AAA-игр). Кроме того, компания впервые доукомплектовала семейство Core i5 шестиядерными чипами.
Core i7-8700K - явный флагман среди всех представленных новинок. В игре Gears of War он показывает fps на 25% больше по сравнению с процессором 7-го поколения Core i7-7700K (4 ядра, 8 потоков). Понятно, что наибольший выигрыш в производительности должны получить многопоточные приложения (если уж тут стало 12 потоков). Так и есть: если одновременно играть в Player Unknown: Battlegrounds , при этом вести запись и видеотрансляцию в интернет, то выигрыш в производительности составляет 45%, сообщили представители Intel.
Конечно, выигрыш в производительности получат не только игроки, но и пользователи других многопоточных приложений. Например, существенная разница должна наблюдаться в программах вроде Adobe Premiere Pro для видеомонтажа, хотя Intel не даёт бенчмарков, это просто предположение.
Все новые процессоры изготовлены по техпроцессу, который Intel называет 14-нм++, то есть это третье поколение 14-нанометрового техпроцесса (два плюсика соответствуют двум улучшениям от оригинального варианта).
Основные характеристики процессоров 8-го поколения
| CPU | Кол-во ядер | Частота (базовая) | Частота (boost) | Кэш L3 | TDP |
|---|---|---|---|---|---|
| i7-8700K ($359) | 6/12 | 3,8 ГГц | 4,7 ГГц | 12 МБ | 95 Вт |
| i7-8700 ($303) | 6/12 | 3,2 ГГц | 4,6 ГГц | 12 МБ | 65 Вт |
| i5-8600K ($257) | 6/6 | 3,6 ГГц | 4,3 ГГц | 9 МБ | 95 Вт |
| i5-8400 ($182) | 6/6 | 2,8 ГГц | 4,0 ГГц | 9 МБ | 65 Вт |
| i3-8350K ($168) | 4/4 | 4,0 ГГц | нет | 6 МБ | 91 Вт |
| i3-8100 ($117) | 4/4 | 3,6 ГГц | нет | 6 МБ | 65 Вт |
Процессоры Core i5 и i7 работают с памятью DDR4-2666, а Core i3 - с памятью DDR4-2400.
Увеличив количество ядер по всей линейке процессоров, Intel как будто играет на поле AMD, то есть пытается выстроить стратегию защиты против конкурента. Увеличенное количество ядер на процессорах по той же цене является одной из ключевых стратегий, на которой основано предложение AMD Ryzen. С другой стороны, сама Intel очень редко увеличивает количество ядер в своих CPU. Сделав это сейчас, она не просто предлагает пользователям более лучший продукт, но и наносит удар по конкуренту.
Intel увеличивает количество ядер в своих не-HEDT процессорах впервые с 2006 года, когда вышел Core 2 Extreme QX6700. До настоящего момента, если вы хотели больше четырёх ядер, нужно было переходить на процессоры HEDT (high-end desktop). Теперь более чем 4-ядерные процессоры наконец-то стали стандартными. На такие жертвы приходится идти Intel, чтобы противостоять Ryzen!
В новых процессорах пришлось слегка уменьшить тактовую частоту. У Core i7-8700K базовая тактовая частота на 500 МГц меньше, чем у Kaby Lake i7-7700K. Впрочем, в турбо-режиме частота уже на 200 МГц больше, что довольно странно. По мнению некоторых экспертов, уменьшение базовой тактовой частоты связано с ограничениями на максимальное энергопотребление. На это намекает то, что TDP в i7-8700K по сравнению i7-7700K выросло незначительно: с 91 до 95 Вт.
Пометка “К” в названии чипа означает также, что эти чипы разлочены для оверклокинга. По количеству ядер и объёму кэша L3 они не отличаются от своих собратьев без “К”, но изначально работают на более высокой частоте и выделяют больше тепла, то есть потребляют больше энергии.
Все процессоры работают в сокете LGA 1151 с новым чипсетом Intel Z370, более продвинутом, чем чипсет Z270 для процессоров Kaby Lake. Здесь чуть увеличилась тактовая частота памяти, количество линий PCI 3.0 выросло до 40, есть встроенная поддержка Thunderbolt 3.0. Переход на новые материнские платы в любом случае был необходим, потому что шестиядерные процессоры требуют новых способов подвода энергии с материнской платы, сказал Ананд Шриватса (Anand Srivatsa), генеральный менеджер десктопных платформ в Intel.
Все процессоры также поддерживают технологию ускорения памяти Intel Optane. Сейчас устройство Intel Optane работает как своеобразный аналог SSD для тех данных, которые попали в кэш, даже если на компьютере установлен HDD.
Приём заказов на новые микросхемы начинается 5 октября. Поставки начнутся 20 октября 2017 года.
В наше время принято считать, что двухъядерный процессор – это удел бюджетных компьютеров. «Настоящий» CPU начинается с 4-х ядер. Долгое время этого действительно было достаточно, и многочисленное ПО с успехом использовало все предоставляемые ресурсы. Сейчас же вполне обычными стали 6-ядерные процессоры и далее более «ядреные». Насколько актуально увеличение многопоточности в играх? Ресурс uk.hardware.info провел тестирование с целью определить, сколько ядер нужно для игр, где предел разумности наращивания этих вычислительных блоков при выборе процессора и, соответственно, трат на отнюдь не дешевые «камни». Предлагаю вольный перевод этого тестирования.
Цель проверки и участники
Цель – определить, сколько денег готовить для покупки процессора, о котором можно будет не беспокоиться, что он станет узким местом в собираемой игровой системе. Естественно, это тестирование интересно для того, чей бюджет, выделенный для приобретения комплектующих, небезграничен, и хочется наиболее эффективно вложить каждый рубль в гигагерцы (гигабайты и т. п.).
Попутно попытаемся решить, во что инвестировать лучше всего, в дополнительные ядра процессора, или в более быстродействующую видеокарту, или же купить . Важно понять, насколько та или иная игра способна работать с несколькими ядрами и насколько увеличивается быстродействие (если увеличивается вообще) c ростом их количества.
Для тестирования был собран следующий стенд:
- Процессор — Intel Core i9 7900X Skylake-X 10-core CPU @ 4.5 ГГц.
- Материнская плата — ASUS Strix X299-XE Gaming.
Также проверки проводились с использованием процессора AMD, для чего был собран следующий стенд:
- Процессор – AMD Ryzen 7 2700X на штатных частотах и с использованием всех доступных ядер.
- Материнская плата — Asus Crosshair VII Hero WiFi.
- Память — G.Skill Trident Z 32 ГБ DDR4-3200 CL14.
- Видеокарта — NVidia GeForce GTX 1080 Ti.
- Накопитель — 2x SSD Samsung 840 Evo 1ТБ.
- ОС — Windows 10 64-bit (1803 Update).
Выбранный процессор Intel позволяет отключать ядра и потоки для имитации CPU с разной конфигурацией вычислительных блоков.
Тестирование осуществлялось в нескольких разрешениях экрана: FullHD, WQHD и Ultra HD при средних и ультра настройках графики. Забегая немного вперед, в высоких разрешениях «бутылочным» горлышком становилась видеокарта, что снижает ценность проверки процессоров, но все же кое-какую информацию к размышлению дает.
Результаты тестирования
Assassin’s Creed Origins (DX11)
Игра хорошо масштабируется, но только до определенного предела.
Двухъядерный процессор явно уже не годится, т. к. существенно снижает быстродействие, а оптимальным оказывается наличие 4-х ядер, причем в конфигурации с 8-ю потоками, либо же процессор с 6-ю ядрами без HyperThreading. Дальнейшее увеличение ядер если и приносит результат, то уже не столь существенный.
Call of Duty: WW2 (DX11)
Игра, мягко говоря, не очень в курсе с тем, что делать с увеличением количества ядер.
Разница, хотя и весьма небольшая, наблюдается разве что при разрешении FullHD при средних настройках. С увеличением качества картинки минимальный разброс результатов вполне можно списать на погрешности измерения.
Destiny 2 (DX11)
Этой игре нужен процессор с 4-мя ядрами, как минимум. Впрочем, большее их количество оказывается невостребованным. Справедливости ради надо сказать, что это верно для невысоких разрешений (не более FullHD) и для средне-высоких настроек графики.
С возрастанием нагрузки на видеокарту роль процессора в быстродействии снижается, и разницы между самым «хилым» двухъядерником и топовым CPU сводится к нулю.
F1 2017 (DX11)
Здесь похожее поведение, что и в прошлой игре.
Двухъядерник заметно снижает производительность, но, опять-таки, при не самых высоких разрешениях. Начиная с ультра настроек в 1440p разница между «камнями» минимальна. Впрочем, несколько выделяется 10-ядерник в некоторых режимах. Да и Ryzen очень хорошо себя чувствует именно при высокой нагрузке.
Far Cry 5 (DX11)
Еще одна игра, которая равнодушна к количеству ядер у процессора.
При высоких разрешениях чуть выделяются CPU в конфигурации 6C/12T и 10C/20T, но, право, увеличение FPS настолько незначительно, что это не оправдывает переплату за эти ядра.
Final Fantasy XV (DX11)
Можно сказать с уверенностью, что двухъядерный процессор — «тормоз» для этой игры в разрешениях FullHD и 1440p.
Впрочем, и к варианту с 4-мя ядрами и без HyperThreading могут быть претензии. Все что выше – показывает очень близкие результаты. AMD Ryzen хорош во всех режимах.
Fortnite (DX11)
Единственное заметное различие – при разрешении FullHD и средних настройках качества изображения. Отстали двухъядерный Intel и, как ни странно, у AMD результаты ниже примерно на 15%. Остальная группа «товарищей» держится очень сплоченно. При увеличении нагрузки на графический процессор разница между CPU нивелируется.
Ghost Recon: Wildlands (DX11)
Еще одно подтверждение, что два ядра по нашим временам уже мало.
В условиях, когда видеокарта еще не загружена «под завязку», недостаток вычислительных блоков проявляется заметно.
Можно заметить, что во всех режимах 6-ядерники уступают 4-ядерникам, причем наличие двух дополнительных «железных» ядер уступает четырем потокам HyperThreading. Справедливости ради, речь идет о разнице в 1-2 FPS, и этим вполне можно пренебречь.
Middle Earth: Shadow of War (DX11)
Опять привычная уже картина – при невысокой нагрузке на видеокарту, двухъядерник отстает.
Начиная с конфигурации 4С/4Т разницы между процессорами практически никакой.
Need for Speed: Payback (DX11)
Движок Frostbite, на котором построена эта игра, знает, как распоряжаться предоставляемыми ресурсами.
Правда, наиболее заметный прирост происходит при переходе с 2-х на 4 ядра, причем, желательно, чтобы был еще и HyperThreading. Либо 6 ядер в любой конфигурации.
PlayerUnknown’s Battlegrounds (DX11)
Хорошо чувствуют себя процессоры с 4-мя ядрами и выше.
Двухъядерник уступает в большинстве вариантов. Причем, наибольший эффект достигается при наличии 6-ти ядер.
Prey (DX11)
Игра плохо масштабируется по ядрам.
Разве что на максимальных настройках в FullHD процессоры выстраиваются в соответствии с иерархией. А в 4K двухъядерник позволяет получить то же количество FPS, что и десятиядерник. Причем, заметно явное благоволение к наличию HyperThreading, хотя эффект от его использования исчисляется несколькими FPS.
В низких разрешениях хуже всего проявляет себя AMD, уступая всем и заметно. Правда, чем выше разрешение и настройки графики, тем оправданнее использование именно этого «камня».
Total War: Warhammer (DX11)
Игра хорошо относится к наличию у процессора 6 ядер.
В большинстве случаев это оказывается оптимальным вариантом.
The Witcher 3 (DX11)
«Ведьмак» слабо реагирует на многоядерность.
Практически все преимущество дает переход с 2-х на 4 ядра. Да и то, проявляется это при FullHD и средних настройках графики.
Battlefield 1 (DX12)
Движок Frostbite хорошо масштабируется вплоть до 6 ядер и 12 потоков.
Дальнейшее увеличение «крутизны» процессора уже никак не сказывается. Оптимальным выбором оказываются именно шестиядерники, или, в крайнем случае, четырехъядерник, но обязательно с HyperThreading «на борту».
Неплохо выглядит AMD Ryzen, хотя и проигрывая в разрешении FullHD, но в 1440p показывает практически те же результаты, в то время как Intel «опускается» до уровня AMD.
Forza Motorsport 7 (DX12)
Игра также хорошо масштабируется, и наличие 8 потоков или 6 ядер – оптимальная конфигурация для Forza Motorsport 7. Все, что ниже – будет являться «узким местом» в системе.
The Division (DX12)
Двух ядер для этой игры мало.
Нужно хотя бы вдвое больше, и желательно с HyperThreading. Дальнейшее увеличение многоядерности прибавления FPS не приносит. И опять, наличие 8 потоков или 6 «железных» ядер – самый оптимальный вариант.
Wolfenstein 2: The New Colossus (Vulkan)
Игра, использующая собственный движок и собственное же APi, больше всего нагружает видеокарту, а какой используется процессор – это уже не столь важно. Небольшое увеличение FPS при наличии 6 ядер наблюдается, но разница укладывается в несколько процентов.
Заключение. Многоядерность – так сколько ядер нужно для игр?
Как показало тестирование, наиболее «ядерозависимыми» являются игры Forza Motorsport 7, Assassin’s Creed: Origins, Battlefield 1 и Need For Speed Payback. Естественно, речь идет, за редким исключением, о разрешениях FullHD и не самых высоких настройках графики.
Разница в производительности между двухъядерником и 10-ядерником может доходить до двукратной. Использование 4-х ядер снижает этот гандикап вдвое, доводя до 50%, а наличие HyperThreading сводит притягательность топовых «камней» почти на нет. В ряде случаев заметна разница при наличии удвоенного числа потоков по отношению к ядрам.
С ростом разрешения экрана в подавляющем большинстве случаев разницы между CPU нет, т. к. в данном случае основная нагрузка ложится на видеопроцессор.
Если говорить о привлекательности с точки зрения показываемой процессорами производительности, то ситуация во многом зависит от того, в каком разрешении запускаются игры.
- 1080p (FullHD). При средних настройках графики оптимальным выбором являются процессоры начиная с 4C/8T до 6C/12T. Невысокая загрузка видеокарты, особенно топовой, выявляет недостаток производительности двухъядерного процессора. При переходе же на ультра настройки, разница между CPU сокращается. AMD Ryzen показывает результаты на уровне интеловского 4C/8T.
- 1440p. Здесь больше сказывается производительность видеокарты, нежели процессора, что отражается в небольшой разнице между процессорами. Даже двухъядерник уступает от силы 7-8%, и то при средних настройках графики переход к «ультре» снижает процессорозависимость. Очень привлекательным становится AMD.
- 2160p. Все зависит от возможностей видеокарты. Преимущества того или иного CPU исчисляются долями процента, максимум – 1-2%, чем вполне можно пренебречь. Преимуществ у мощного, и дорогого, 10-ядерного CPU перед более доступным 4-ядерным практически нет.
Если переходить к выбору CPU, то, строго говоря, даже такие бюджетные решения, как Intel Pentium G4560, Pentium G5400 и сходные с ними вполне справляются со своей задачей. И все же не стоит обольщаться. Более мощные процессоры позволят получить больше кадров в минуту, обеспечить отсутствие или сведение к минимуму «проседания» FPS за счет более высоких вычислительных возможностей. Время двухъядерников уходит.
Сложно представить ситуацию, когда к топовой видеокарте (а, скорее всего, и к не самой дешевой материнке, памяти и т. п.) в компанию приобретается бюджетный CPU. Раскрыть возможности видеокарты не удастся. Разве что на высоких разрешениях.
А вот вариант с 4C/12T или 6C/6T выглядит уже гораздо более привлекательным. Причем, вариант 6C/12T более-менее заметных преимуществ не дает. Наличие же 10 и более ядер для игр никакого значения не имеет.
При переходе к высоким разрешениям внимание должно переключаться не столько на процессор, сколько на возможности и класс видеокарты. Именно она становится ограничителем в достижении больших значений FPS и высоких настроек графики.
Что же касается многоядерности, то тут возникает несколько другая ситуация. Если все же FullHD для вас мало, то, учитывая невысокое масштабирование игр по ядрам, лучше отдать предпочтение более высокой частоте их работы, нежели количеству, но с меньшим количеством МГц. А если еще и будет возможность разогнать такой процессор, то тогда совсем все хорошо.
Если рассматривать вопрос, что лучше, процессор с HyperThreading или без, то, если судить по результатам тестирования, CPU c 4С/8Т практически соответствует 6С/6Т, хотя последний чуть лучше в низких разрешениях. Ну а если брать комбинацию 6С/12Т, то получаем практически идеальный вариант, который позволит получить максимальное количество FPS, и при этом можно не бояться появления каких-либо «провалов» при большой нагрузке.
Это все ситуация на сегодняшний день. А что будет завтра, с выходом новых игр или новых их версий? Было бы неплохо знать, насколько разработчики уделяют времени масштабированию игровых движков, но сие знание тайное, и как-то не особо афишируемое. На данный момент это явно не в главных приоритетах у создателей игр.
С одной стороны, использование 4-х ядер/потоков в подавляющем большинстве случаев гарантирует максимальную или близкую к таковой производительность в разрешениях не более FullHD. Посему и заниматься распараллеливанием вычислений надобности нет.
Что же касается перехода на 2К, 4К и выше, тут понадобятся уже более серьезные вычислительные мощности, но возникает другая проблема – существующие видеопроцессоры пока что с трудом «переваривают» такую нагрузку, а посему, и заниматься масштабированием на несколько ядер необходимости нет, т. к. 4-6 вполне справляются с тем, чтобы загрузить видеокарту «по ватерлинию».
Вот выйдет новое поколение графических чипов (ожидаемое в скором времени NVidia 11-го поколения), тогда и посмотрим.
И все это приводит к следующему. Даже для топовой, или предтоповой, игровой системы лучшим выбором является процессор минимум с 4-мя ядрами и 8-ю потоками, или же вариант с 6-ю ядрами. Идеальный вариант, если у них еще будет разгонный потенциал.
Это, кстати, оптимально и по цене, ибо такие «камни» вполне доступны. Например,6-ядерный Intel Core i5 8600K обойдется примерно в 18000 руб., вариант с HyperThreading в виде Intel Core i7 8700K уже тысяч на 6 дороже. Кстати, 4-ядерный 8-поточный i7 7700K идет примерно в ту же цену. Чуть дешевле, примерно на 1000 руб., AMD Ryzen 7 2700X.
Для примера, самый дешевый 10-ядерный Intel Core i9 7900X, который может дать дополнительные несколько FPS, обойдется минимум вдвое дороже, чем i7 8700K. Не забудем, что это уже совсем другой уровень, и материнская плата понадобится уже совсем другая, с сокетом 2066.
Так что, многоядерность – это неплохо, но и про мегагерцы забывать не стоит, игры их любят. Хороших и быстрых процессоров, высоких FPS и победы над врагами!
ВведениеГлядя на современное состояние процессорного рынка, со всей уверенностью можно говорить о том, что тактовая частота перестала быть главным мерилом привлекательности современных продуктов. Например, производители уже давно перешли от маркировки моделей процессоров по частоте к рейтинговым номерам, которые присваиваются совсем по другим принципам. В результате произошедших изменений поменялись и правила конкурентной борьбы между AMD и Intel. Ещё совсем недавно эти компании соревновались за покорение очередных частотных рубежей, но сегодня гораздо большее значение для обеих компаний приобрела «гонка за ядрами» - теперь производители стремятся первыми выпустить CPU с наибольшим количеством вычислительных ядер.
Лидирует в этом негласном соревновании на сегодняшний день компания AMD. Она уже сейчас готова предложить потребителям серверные процессоры Opteron 6100, известные также под кодовым именем Magny-Cours, обладающие двенадцатью вычислительными ядрами. У Intel же предельное число ядер в процессоре пока дошло только до восьми: столько ядер насчитывается в серверных моделях Xeon серий 7500 и 6500, называемых также Beckton или Nehalem-EX. Впрочем, следует понимать, что связь между числом ядер и уровнем производительности не такая уж и очевидная. Пропорциональный рост быстродействия при переходе на CPU с большим числом ядер наблюдается лишь в специально оптимизированных задачах, более типичных именно для серверного рынка, а потому ни AMD, ни Intel не стремятся к развязыванию подобной многоядерной гонки среди процессоров для настольных процессоров.
Но некоторые отголоски «гонки за ядрами» до обычных потребителей всё же доносятся. Так, в настоящее время мы переживаем момент прихода в настольные компьютеры процессоров с шестью вычислительными ядрами. Первый шаг в этом направлении сделала уже компания Intel, совсем недавно выпустившая свой шестиядерный процессор в семействе Core i7. Но в то же время этот шаг микропроцессорного гиганта носит явно пробный характер. Во-первых, модель с шестью ядрами предлагается только одна – Core i7-980X
, а, во-вторых, она относится к довольно-таки дорогой серии Extreme Edition, ориентированной на очень узкий круг обеспеченных энтузиастов. Плюс к тому, при выпуске своего шестиядерника компания Intel задействовала и новый технологический процесс с 32-нм нормами: на примере этого процессора легко можно осуществлять обкатку техпроцесса – проблемы ни с недопоставками, ни с чрезмерно высокой себестоимостью ему явно не грозят. Иными словами, Intel, конечно, вывела на рынок шестиядерный процессор для домашних пользователей первой, но сделала это чисто формально, скорее чтобы просто «отметиться» в качестве первопроходца и морально подготовить пользователей к тому, что будущее – за многоядерными процессорами.
Традиционный антагонист Intel, компания AMD, решила придерживаться другой идеологии. В ответ на появление шестиядерного процессора Core i7-980X премиального ценового сегмента этот производитель хочет начать внедрение шестиядерных процессоров в общеупотребительные компьютеры среднего ценового диапазона. И, надо сказать, у AMD для этого есть все необходимые ресурсы. Шестиядерник AMD использует уже давно «обкатанное» в серверном сегменте ядро, а для его производства применяется вполне зрелая 45-нм технология. Так что новый шестиядерный процессор Phenom II X6, с которым нам предстоит познакомиться в этом материале, не является прямым конкурентом для Core i7-980X. AMD просто предлагает нам новый вариант для обычных компьютеров, в которых до сих пор применялись только двухъдерные и четырёхъядерные CPU. Но вот имеет ли смысл широко применять шестиядерные процессоры в настольных системах сегодня, или AMD бежит впереди паровоза – именно на этот вопрос мы и постараемся ответить в нашем исследовании.
Thuban: Istanbul для Socket AM3
Шестиядерный процессор производства AMD – это далеко не новинка. Только ранее шестиядерники, известные под кодовым именем Istanbul, эта компания поставляла исключительно на рынок серверов и рабочих станций, что, впрочем, не мешало при желании применять их и в десктопах, чему мы посвятили отдельную статью . Теперь же процессоры, аналогичные Istanbul, пришли в настольные компьютеры официально. Им присвоено кодовое имя Thuban, а продаваться они будут под торговой маркой Phenom II X6.Ответ на вопрос, почему выпустить десктопный шестиядерник AMD решила только сейчас, вполне очевиден. Нет, дело не во внедрении нового техпроцесса. Просто используемый этой компанией для производства современных процессоров технологический процесс с 45-нм проектными нормами дошёл до той степени зрелости, когда себестоимость достаточно крупных шестиядерных полупроводниковых кристаллов позволяет устанавливать на процессоры на их основе цены, приемлемые для индивидуальных покупателей. Более того, учитывая тот факт, что текущие процессоры AMD с микроархитектурой Stars (K10.5) не могут соперничать по быстродействию с интеловскими предложениями верхней ценовой категории, производитель собирается продавать Phenom II X6 по весьма привлекательным ценам – от 200 до 300 долларов.
И, тем не менее, в основе процессоров Phenom II X6 лежит совершенно полноценный шестиядерный монолитный полупроводниковый кристалл с площадью 346 кв. мм., то есть ровно такой же, как и применяется в серверных процессорах семейства Opteron 2400 и 8400.
Конечно, число шин HyperTransport в десктопном шестиядерном кристалле Thuban сокращено до одной, а контроллер памяти переориентирован на поддержку нерегистровых модулей, но это – минорные и малозначительные изменения. Вместе с этим можно сказать, что Thuban является и прямым потомком четырёхъядерных процессоров Deneb, в которых просто было добавлено два дополнительных ядра. Все же общие блоки, такие как контроллер памяти или шина HyperTransport в Thuban абсолютно такие же, как в четырехъядерных процессорах Phenom II X4. Даже размер разделяемой кэш-памяти третьего уровня остался тем же – 6 Мбайт.
Совершенно неудивительно, что новые шестиядерные процессоры Phenom II X6 полностью совместимы с существующими Socket AM3 и Socket AM2+ материнскими платами. AMD продолжает блюсти установленные ей же самой принципы преемственности платформ. Единственное, что может потребоваться для обеспечения полной работоспособности новых процессоров в старых материнских платах – это обновление прошивки.
Вместе с тем AMD подготовила для своих приверженцев и весьма неожиданный сюрприз. Тактовые частоты процессоров Phenom II X6 будут достигать 3.2 ГГц, что существенно превышает частоту старших серверных процессоров с шестью вычислительными ядрами. Поблагодарить за это мы должны производственного партнёра AMD – компанию Globalfoundries, которая освоила применение нового материала с низкой диэлектрической проницаемостью между слоями проводников. В результате, мы получили шестиядерные процессоры с относительно высокой тактовой частотой, но с расчётным тепловыделением, не выходящим за привычный 125-ваттный рубеж.
Кроме того, AMD придумали и ещё одно усовершенствование, которое повышает привлекательность Phenom II X6 в общеупотребительных применениях – технологию Turbo CORE. О ней – подробнее.
Технология AMD Turbo CORE
Одним из ключевых усовершенствований новых процессоров семейства Thuban стало появление технологии Turbo CORE – своеобразного ответа компании AMD на интеловский Turbo Boost.Напомним, суть технологии Turbo Boost, реализованной в процессорах Intel Core i5 и Core i7, заключается в увеличении их тактовой частоты в те моменты, когда работой загружены не все вычислительные ядра. Благодаря этому трюку современные многоядерные процессоры компании Intel, тактовая частота которых обычно оказывается ниже, чем у двухъядерных, демонстрируют хорошую производительность не только в многопоточных приложениях, но и при слабо распараллеливаемой нагрузке. До настоящего времени AMD не могла ничего противопоставить Turbo Boost, но в новых шестиядерных процессорах симметричный ответ, наконец, был найден.
При этом AMD не пошла по сложному, проторённому инженерами Intel пути. В процессорах Phenom II X6 нет никаких специальных управляющих частотой узлов, интерактивно отслеживающих температуру процессора и потребляемый ими ток. Новые шестиядерники AMD с точки зрения микроархитектуры вообще мало отличаются от своих предшественников. Поэтому, технология AMD Turbo CORE реализована наиболее простым (или даже кондовым) методом – через «расширение» технологии Cool"n"Quiet. Иными словами, решение об увеличении тактовой частоты процессоры AMD Phenom II X6 принимают основываясь лишь на одном единственном факторе – количестве загруженных работой процессорных ядер.
То есть в реальности технология AMD Turbo CORE работает так: как только в энергосберегающем состоянии со сниженной в рамках технологии Cool"n"Quiet до 800 МГц частотой оказывается три или более процессорных ядер – процессор поднимает частоту активных ядер на 400 или на 500 МГц (в зависимости от модели процессора). При этом для обеспечения стабильности работы на повышенной частоте напряжение питания процессора поднимается на 0.15 В. Немаловажно, что при таком автоматическом разгоне энергопотребление и тепловыделение процессора не выходит за установленный 125-ваттный предел – рост потребления активных ядер компенсируется тем, что простаивающие ядра работают на 800-мегагерцовой частоте. Но подчеркнём ещё раз, неактивные ядра в AMD Phenom II X6 не отключаются. Несмотря на то, что их частота во время простоя понижается, при включении турбо-режима они вместе с разогнанными ядрами получают повышенное напряжение питания. То есть, технология AMD Turbo CORE в этом смысле наносит определённый ущёрб экономичности процессора в состояниях с его частичной загрузкой.
Для представителей линейки процессоров Thuban технология Turbo CORE выглядит следующим образом.
Пока что AMD анонсировала два процессора из этого списка: 125-ваттные Phenom II X6 1090T и 1055T, остальные же модели будут представлены немного позже – в течение ближайших месяцев. Но технология AMD Turbo CORE и в актуальных, и в перспективных моделях работает совершенно одинаково. Для примера мы посмотрели на её работу у Phenom II X6 1090T. В полном соответствии с теорией при нагрузке на 4 и большее количество ядер их частота равнялась 3.2 ГГц.
Но как только число загруженных работой ядер снижалось до трёх – коэффициент умножения увеличивался, и активные ядра выходили на частоту 3.6 ГГц.
Именно благодаря технологии Turbo CORE новый процессор Phenom II X6 1090T может с полным правом носить звание флагмана в линейке предлагаемых AMD продуктов. Несмотря на то, что выпущенный в августе прошлого года четырёхъядерный Phenom II X4 965 имеет более высокую номинальную тактовую частоту – 3.4 ГГц, старший шестиядерник будет быстрее его в большинстве задач, ведь при загрузке трёх или меньшего количества процессорных ядер Phenom II X6 1090T работает на частоте 3.6 ГГц. Чтобы проиллюстрировать этот факт мы сравнили производительность Phenom II X6 1090T и Phenom II X4 965 в Fritz Chess Benchmark при задействовании для расчётов различного количества потоков.
Как и ожидалось, Phenom II X4 965 оказывается производительнее чем Phenom II X6 1090T со включённой технологией Turbo CORE в единственном случае – когда вычисление производятся четырьмя ядрами. Именно изменением таковой частоты в рамках этой технологии и объясняется тот факт, что прирост быстродействия при переходе от расчётов в три потока к четырём у шестиядерного процессора существенно меньше прироста скорости во всех остальных случаях.
Но, как было сказано выше, за увеличение производительности при неполной загрузке процессора работой приходится платить увеличившимся энергопотреблением. И это не пустые слова – следующий график наглядно показывает, насколько прожорливым становится Phenom II X6 1090T с работающей технологией Turbo CORE. Для снятия показаний мы использовали утилиту Linx 0.6.3 в настройках которой вручную ограничивали количество создаваемых потоков, а измерению подвергалось процессорное энергопотребление по выделенной 12-вольтовой линии питания.
В том случае, если вычислительная нагрузка ложится на одно, два или три из шести процессорных ядер, технология Turbo CORE увеличивает общее энергопотребление процессора на 20-25 Вт. В результате, при трёхпоточной нагрузке Phenom II X6 1090T с активированной технологией Turbo потребляет примерно столько же, сколько расходуется и при загрузке пяти из шести ядер. Очевидно, что столь существенный прирост энергопотребления вызван в первую очередь добавкой к напряжению питания, происходящей при включении турбо-режима.
Таким образом, технология AMD Turbo CORE оказывает положительное влияние на производительность, но при этом не может считаться эффективной с позиции экономии электроэнергии. Однако следует понимать, что её разработчики были существенно ограничены в средствах, ведь Turbo CORE должна быть полностью совместимой с имеющимися Socket AM3 платформами. И здесь уже мы не можем предъявить никаких претензий: данная технология не требует установки никакого программного обеспечения, она прозрачна для операционной системы и вполне нормально работает во всех материнских платах, а для её активации требуется всего лишь поддержка процессоров семейства Thuban в BIOS.
Кстати, параллельно хочется отметить особенность работы Turbo CORE на процессоре Phenom II X6 1090T, который относится к серии Black Edition. Благодаря тому, что этот CPU ориентирован на аудиторию энтузиастов-оверклокеров, он позволяет не только простой разгон через изменение коэффициента умножения, но и более гибкое конфигурирование турбо-режима. В BIOS Setup вместе с настройкой множителя процессора появляется опция для ручного изменения коэффициента умножения, используемого при активации турбо-режима. Такая возможность предлагается всеми системами с поддержкой технологии Turbo CORE, но исключительно для процессоров Black Edition.
Модельный ряд Phenom II X6
Сегодня компания AMD анонсирует только две модели нового семейства: Phenom II X6 1090T Black Edition и Phenom II X6 1055T.
Phenom II X6 1090T
Формальные характеристики этих процессоров мы приводим в следующей таблице.
А вот такие сведения о старшей модели Phenom II X6 1090T выдаёт диагностическая утилита CPU-Z.
Однако двумя моделями AMD не собирается ограничиваться, в ближайшие месяцы количество различных представителей шестиядерных процессоров Phenom II X6 будет увеличиваться, плюс к ним прибавятся и четырёхъядерные процессоры, основанные на аналогичном ядре Thuban с отключенной парой ядер.
Как мы тестировали
Для сравнения с новыми шестиядерными процессорами компании AMD мы в первую очередь выбрали двухъядерные и четырёхъядерные процессоры конкурента, попадающие в ту же ценовую категорию. «Вне конкурса» в тестах принимает участие и шестиядерный процессор Core i7-980X, который, несомненно, является гораздо более быстродействующим решением. Кроме того, на диаграммах мы приводим и результаты старшего четырёхъядерного процессора AMD, преемниками которого в среднем ценовом сегменте должны стать Phenom II X6. В итоге, в состав тестовых систем вошёл следующий набор комплектующих:
Процессоры:
AMD Phenom II X6 1090T (Thuban, 6 ядер/6 потоков, 3.2 ГГц, 6 Мбайт L3);
AMD Phenom II X6 1055T (Thuban, 6 ядер/6 потоков, 2.8 ГГц, 6 Мбайт L3);
AMD Phenom II X4 965 (Deneb, 4 ядра/4 потока, 3.4 ГГц, 6 Мбайт L3);
Intel Core i7-980X (Gulftown, 6 ядер/12 потоков, 3.33 ГГц, 12 Мбайт L3);
Intel Core i7-930 (Bloomfield, 4 ядра/8 потоков, 2.8 ГГц, 8 Мбайт L3);
Intel Core i7-920 (Bloomfield, 4 ядра/8 потоков, 2.66 ГГц, 8 Мбайт L3);
Intel Core i7-860 (Lynnfield, 4 ядра/8 потоков, 2.8 ГГц, 8 Мбайт L3);
Intel Core i5-750 (Lynnfield, 4 ядра/4 потока, 2.66 ГГц, 8 Мбайт L3);
Intel Core i5-670 (Clarkdale, 2 ядра/4 потока, 3.46 ГГц, 4 Мбайта L3).
Материнские платы:
ASUS M4A89GTD PRO/USB3 (Socket AM3, AMD 890GX + SB850, DDR3 SDRAM);
ASUS P7P55D Premium (LGA1156, Intel P55 Express);
Gigabyte X58A-UD5 (LGA1366, Intel X58 Express).
Память:
2 x 2 GB, DDR3-1600 SDRAM, 9-9-9-24 (Kingston KHX1600C8D3K2/4GX);
3 x 2 GB, DDR3-1600 SDRAM, 9-9-9-24 (Crucial BL3KIT25664TG1608).
Графическая карта: ATI Radeon HD 5870.
Жёсткий диск: Western Digital VelociRaptor WD3000HLFS.
Блок питания: Tagan TG880-U33II (880 Вт).
Операционная система: Microsoft Windows 7 Ultimate x64.
Драйверы:
Intel Chipset Driver 9.1.1.1025;
ATI Catalyst 10.3 Display Driver.
Производительность
Общая производительность
Тест SYSmark 2007, показывающий производительность систем при обычной комплексной работе в распространённых приложениях, оценивает новые шестиядерные процессоры AMD не слишком высоко. Дело в том, что возможность разложить нагрузку на шесть равнозначных потоков могут далеко не все приложения, и это сильно сказывается в данном случае. Что же касается технологии Turbo CORE, то в данном случае, как показывают результаты, она роль панацеи не выполняет. Да, производительность Phenom II X6 1090T оказывается на уровне Phenom II X4 965, но не более того. В общем же, шестиядерники AMD уступают процессорам Intel, которые можно купить за сумму 200-300 долларов.
В то же время процессоры Phenom II X6 весьма неплохо справляются с работой над видеоконтентом. Их соответствующий результат, формируемый на основании измерения производительности в Adobe After Effects, Adobe Photoshop, Adobe Illustrator, Sony Vegas иWindows Media Encoder, оказывается на одном уровне с показателями быстродействия младших Lynnfield, которые хоть и имеют по четыре процессорных ядра, но попадают в одну ценовую категорию с шестиядерниками AMD и являются их прямыми конкурентами.
Игровая производительность
В том, что современные игры не могут использовать преимущества шестиядерных процессоров, мы убедились ещё во время тестов Gulftown. В данном случае можно лишь подтвердить тот вывод – геймерам шестиядерные процессоры Phenom II X6 пока что явно ни к чему. Phenom II X4 965 слегка опережает оба шестиядерника AMD в большинстве случаев, несмотря на то, что AMD постаралась компенсировать их более низкую тактовую частоту технологией Turbo CORE. А в Colin McRae: DiRT2 оба Phenom II X6 и вовсе демонстрируют подозрительно низкое число fps, что, очевидно, связанно с особенностями оптимизации данной игры. Иными словами, лучшим выбором для геймеров на данный момент представляются четырёхъядерные процессоры Intel - именно их микроархитектура наиболее соответствует нагрузке, создаваемой большинством игр.
Впрочем, справедливости ради следует заметить, что мощности и Phenom II X4, и Phenom II X6 вполне хватает для обеспечения достаточно высокого уровня fps. А это значит, что в реальности в игровых системах узким местом будет не процессор, а видеокарта, к правильному выбору которой геймеры должны относиться со всей ответственностью.
Синтетические тесты
Тест на скорость вычисления 32 миллионов знаков после запятой числа π мы вставили в наше исследование главным образом из-за того, что он использует лишь один вычислительный поток. Это делает его превосходным полигоном для сравнения процессоров, работающих в турбо-режиме, который теперь поддерживается CPU не только производства Intel, но и AMD. И, как видно по диаграммам, технология Turbo CORE, реализованная в Phenom II X6, оказывается вполне эффективной. Старший шестиядерный процессор AMD заметно обгоняет старшего Phenom IIX4, приближаясь по результату к Core i7-860, работающему при однопоточной нагрузке на частоте 3.46 ГГц.
В тесте 3DMark Vantage, процессорная составляющая которого превосходно распараллеливает нагрузку по произвольному числу процессорных ядер, Phenom II X6 своими достижениями не блещут. Максимум, чем они могут похвастать, это – превосходством над четырёхъядерным Core i5-750. Процессоры же Core i7, которые в дополнение к своим четырём ядрам располагают и четырьмя виртуальными ядрами, реализованными на основе технологии Hyper-Threading, оказываются значительно быстрее.
Производительность в приложениях
Измерив производительность Phenom II X6 в нескольких распространённых приложениях, мы приходим к неутешительному выводу, что новые шестиядерники AMD могут быть достойными конкурентами только четырёхъядерным процессорам конкурента, не поддерживающим технологию Hyper-Threading. Процессоры же семейства Core i7, в которых эта технология имеется, в большинстве случаев будут показывать более высокую скорость. Так что Phenom II X6, видимо, следует рассматривать как альтернативу серии Core i5, но не более того.
Впрочем, описанная картина наблюдается всё-таки не всегда. Существует целый пласт задач, для которых новые процессоры AMD подходят весьма хорошо. Это задачи, связанные с обработкой и перекодированием видео. В таких приложениях относительное быстродействие Phenom II X6 выглядит гораздо лучше, чем во всех остальных случаях, в них они выступают даже успешнее, чем Core i7-860 или i7-930. Так что если сфера ваших интересов достаточно плотно связана с работой с медиа-контентом, мы искренне рекомендуем присмотреться к новым процессорам AMD.
Энергопотребление
Формально увеличение числа ядер в новых процессорах Phenom II X6 не повлекло за собой изменения расчётного тепловыделения. Как и другие старшие представители семейства Phenom II, они имеют расчётное тепловыделение, установленное равным 125 Вт. Это – результат как определённых улучшений в технологическом процессе, так и внедрения нового процессорного степпинга. Кроме того, не следует упускать из вида и пониженное по сравнению с четырёхъядерными процессорами Phenom II X4 напряжение питания, ограниченное в спецификации новинок величиной 1.4 В.Однако в то, что полуторакратное увеличение сложности полупроводникового кристалла мало сказалось на потреблении, верится всё-таки с трудом. Поэтому, для получения более детальной картины мы провели и практическое тестирование 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 0.6.3. Кроме того, для правильной оценки энергопотребления в простое мы активировали все имеющиеся энергосберегающие технологии: C1E, AMD Cool"n"Quiet и Enhanced Intel SpeedStep.
Без нагрузки потребление Socket AM3 систем с процессорами Phenom II X6, действительно, лишь немного больше потребления аналогичной системы с Phenom II X4 965.
Такая же картина наблюдается и под нагрузкой. Как и было обещано, потребление новых шестиядерных процессоров AMD не сильно отличается от потребления старшего Phenom II X4. А это значит, что платформы с Phenom II X6 могут похвастать более высокой энергоэффективностью не только чем их предшественники, но и чем системы с LGA1366 процессорами. Однако LGA1156-платформам по этому параметру они всё-таки проигрывают.
Разгон
В отличие от Intel компания AMD для выпуска своего шестиядерника не стала внедрять более современный технологический процесс. Но, несмотря на это, мы ожидаем от новых процессоров некоторого увеличения частотного потенциала, ведь сделанные производственным партнёром AMD, компанией Globalfoundries, изменения в 45-нм техпроцессе всё же позволили снизить удельное тепловыделение каждого ядра даже без внедрения более «тонких» транзисторов.Для проверки этой гипотезы мы попытались поразгонять предоставленный нам на тесты Phenom II X6 1090T Black Edition. Напомним, особенность этого процессора заключается в разблокированности его коэффициента умножения, что открывает простой путь к увеличению его тактовой частоты, чем мы и воспользовались в процессе экспериментов. Тестирование на стабильность при разгоне проверялась утилитой LinX 0.6.3. Для охлаждения CPU использовался воздушный кулер Thermalright Ultra-120 eXtreme. Технология Turbo CORE в процессе оверклокерских экспериментов деактивировалась.
В первую очередь мы решили взглянуть на то, на какой максимальной частоте сможет работать шестиядерный Phenom II X6 1090T при использовании его штатного напряжения питания, ведь как мы показали в нашем недавнем материале , именно такой разгон является наиболее энергетически эффективным и не приводит к драматическому росту энергопотребления и тепловыделения.
Практические испытания показали, что стабильность работы без поднятия процессорного напряжения не теряется при максимальной частоте 3.7 ГГц.
Забавно, что без увеличения напряжения питания мы добились работы процессора на частоте, превышающей частоту в турбо режиме, в котором напряжение поднимается автоматически. Иными словами, кажется, для работы Turbo CORE прирост напряжения вовсе не обязателен, однако, отключить его не представляется возможным.
Попробовали мы разогнать процессор и с увеличением напряжения. Для проведения второй части испытаний питание CPU было повышено до 1.475 В – напряжения, подающегося на процессор в турбо-режиме. Мы намеренно не стали сильно «задирать» напряжение, так как его чрезмерное повышение для шестиядерного CPU чревато катастрофическим увеличением энергопотребления и тепловыделения. В таком режиме нам удалось добиться прохождения тестов на стабильность на частоте 4.0 ГГц.
При этом хочется отметить, что процессор мог загружать операционную систему и проходить некоторые тесты и на частоте 4.2 ГГц, но полноценного тестирования на стабильность в таком состоянии он всё-таки не выдерживал. Именно поэтому финальным результатом разгонных экспериментов мы считаем достижение частоты 4.0 ГГц. То есть, частотный потенциал Thuban как минимум не уступает частотному потенциалу четырёхъядерных процессоров семейства Phenom II X4. Так что оверклокеры новинкой AMD, безусловно, должны быть довольны.
К сожалению, мы не можем рассказать подробностей о температурном режиме Phenom II X6 1090T в разогнанном состоянии. Данные о собственной температуре, выдаваемые процессором, не соответствуют действительности и показываемые во всех диагностических утилитах значения оказываются явно ниже реальных величин. Возможно, термодатчик первой партии шестиядерных процессоров оказался неправильно откалиброван, либо эта проблема должна быть исправлена в BIOS материнских плат. Оценить же тепловые и электрические параметры разогнанного процессора можно на основании того факта, что его реальное энергопотребление на частоте 4.0 ГГц под нагрузкой составляет порядка 260 Вт.
4.0 ГГц кажется неплохим достижением для Phenom II X6 1090T, эта частота превышает штатную на 25%. Однако производительность разогнанного шестиядерника AMD оказывается ниже желаемого уровня. Об этом говорят результаты экспресс-теста в рамках которого мы сопоставили производительность разогнанного Phenom II X6 1090T с быстродействием процессора Core i7-930, также разогнанного до 4.0 ГГц.
Как это ни удивительно, но разогнанный до частоты 4 ГГц четырёхъядерник с микроархитектурой Intel Nehalem и технологией Hyper-Threading практически всегда обыгрывает шестиядерный процессор AMD. При этом нельзя и сказать, что частотный потенциал Thuban превосходит потенциал процессоров Core i7 на ядрах Lynnfield и Bloomfield. Так что вывод напрашивается вполне однозначный: микроархитектура современных процессоров Intel при одинаковой тактовой частоте позволяет им существенно обгонять процессоры AMD. И AMD не может компенсировать этот разрыв даже полуторакратным увеличением количества вычислительных ядер. Так что мы вновь возвращаемся к выводу о том, что главный рычаг AMD в борьбе за потребителя – это ценовая политика.
Впрочем, несмотря на это весьма интересным объектом для разгона может стать Phenom II X6 1055T. Этот CPU конкурирует с Core i7-750, в котором поддержки технологии Hyper-Threading нет, и если младшая модель шестиядерника AMD сможет также разгоняться до 4.0 ГГц, то она вполне может обойти по быстродействию своего разогнанного соперника.
Выводы
Думается, никто не станет отрицать тот факт, что микроархитектура Stars (K10.5), используемая в современных процессорах компании AMD, изрядно устарела, и проигрывает микроархитектуре Nehalem по многим позициям. Однако это вовсе не означает, что компании AMD не удаётся выпускать вполне актуальные продукты. В лице Phenom II X6 мы видим очередное тому подтверждение. Конечно, этот шестиядерный CPU не хватает звёзд с неба, но производителю удалось приспособить к имеющейся микроархитектуре такую систему подпорок и противовесов, которая сделала Phenom II X6 достаточно любопытным предложением, способным найти немало приверженцев.По сравнению с флагманскими процессорами серии Phenom II прошлого поколения, шестиядерная новинка может похвастать сразу несколькими преимуществами. Во-первых, Phenom II X6 имеет в полтора раза больше ядер, что значительно увеличивает его производительность при многопоточной нагрузке. Во-вторых, Phenom II X6 обладает вполне приемлемым уровнем энергопотребления, достигнутым за счёт подстройки 45-нм технологического процесса и снижения напряжения питания процессорного ядра. В-третьих, несмотря на увеличение количества ядер, разгонный потенциал новых процессоров отнюдь не ухудшился – они свободно выходят на 4-гигагерцовый рубеж. В-четвёртых, в Phenom II X6 производитель внедрил технологию Turbo CORE, поднимающую быстродействие при слабо распараллеливаемой нагрузке.
Но по-настоящему привлекательным решением Phenom II X6 делает ценовая политика, в построении которой AMD особенно поднаторела в последнее время. Официальная стоимость Phenom II X6 1090T установлена равной 300 долларам, а цена младшей модели, Phenom II X6 1055T, - 200 долларам. Это значит, что шестиядерные процессоры AMD попадают в среднюю ценовую категорию и являются единственными в своём роде доступными по стоимости многоядерными процессорами. Именно этот фактор и будет, по всей видимости, обеспечивать их популярность у покупателей.
Тем более что шесть процессорных ядер, как показали тесты, могут быть очень полезны при работе с видеоконтентом, а такой род деятельности с каждым днём становится всё более популярным. Впрочем, и во многих других приложениях шесть ядер Phenom II X6 могут оказаться небесполезны. Шестиядерные процессоры подняли планку быстродействия Socket AM3 систем, и теперь они вполне могут соперничать по скорости с платформами, основанными на старших процессорах Core i5, обладающих четырьмя ядрами. Однако, к сожалению, шестиядерные Phenom II X6 оказываются всё же медленнее четырёхъядерных процессоров Core i7, поддерживающих технологию Hyper-Threading.
Но в заключение хочется подчеркнуть, что шесть ядер далеко не всегда оказывается лучше чем четыре. Доля программного обеспечения, не оптимизированного под многоядерные архитектуры, остаётся всё ещё весьма значительной. А это значит, что существует целый пласт задач, для которых наилучшим выбором остаются двухъядерные и четырёхъядерные CPU. К таким задачам, в первую очередь, относятся современные игры. Поэтому, если вы подыскиваете основу для геймерской системы, Phenom II X6 будет далеко не самым оптимальным выбором, несмотря на все его сильные стороны.
Уточнить наличие и стоимость 6-ядерных процессоров
Другие материалы по данной теме
Шесть ядер для десктопа: Intel Core i7-980X Extreme Edition
Энергопотребление разогнанных процессоров
Взгляд в будущее: шестиядерный процессор AMD Istanbul в десктопе
