В ожидании Core i5. Тестируем процессоры Intel Core 2 Duo на базе 45-нм Wolfdale

Как мы уже писали во вступлении к статье о процессорах Core i7, переход от архитектуры NetBurst к Core был обусловлен тупиком в развитии процессоров семейства Pentium 4: увеличение частоты и энергопотребления не соответствовал итоговому уровню производительности. Смена архитектуры позволила компании Intel освободиться от "ахиллесовой пяты" и потеснить AMD с ее решениями семейств Athlon 64 и Sempron, начавших завоевывать приличную долю рынка. Помимо того, с выходом процессоров Core 2 на базе новой архитектуре фирма Intel решила придерживаться стратегии "Тик-так", которая подразумевает каждые два года переход на новую микроархитектуру, а всякий промежуточный год - усовершенствовать предыдущую. Допустим, если в прошлом году была представлена очередная архитектура, то в этом будет только переход на свежий техпроцесс с некоторыми улучшениями, а уже в следующем году нас будет поджидать что-то безупречно новое, но на обкатанном уже техпроцессе, и так далее.

Если помнят наши читатели, процессоры Core 2 семейства Conroe (двухъядерные Conroe и четырехъядерные Kentsfield), выполненные по технологическим нормам 65 нм были представлены в 2006 году, а уже сквозь год вышли 45-нм решения семейства Penryn (Wolfdale и Yorkfield). Из основных нововведений отметим повышение объема разделяемой кэш-памяти второго уровня с 4 до 6 МБ (у четырехъядерного Wolfdale ядро в два раза больше, так как процессор состоит из пары кристаллов) и явление нового набора инструкций SSE4.1, призванного ускорить обработку потоковых данных, кодирования видео и математических расчетов. Кроме того были внесены некоторые изменения для повышения производительности 45-нм ядер, но в домашних условиях они вряд ли смогут явить себя в должной мере.

Ядро Wolfdale

С переходом на свежеиспеченный техпроцесс натуга питания было уменьшено, за счет чего снизился порядок энергопотребления. Но, несмотря на это, уровень TDP остался на прежнем месте, что позволит компании Intel в случае чего наращивать частоту процессоров без повышения требований к имеющимся на рынке материнским платам. Тем более, потенциал 45-нм ядер позволяет добиться частот порядка 3,5-3,6 ГГц без каких-либо проблем, и у Intel будет шанс удержать рынок высокочастотных CPU, покуда платформа Nehalem не получила широкого распространения.

Теперь что касается производных Wolfdale. Как и ранее, для покрытия всех сегментов рынка на базе основного ядра выпускаются либо высокоуровневые решения (в нашем случае четырехъядерные Yorkfield), либо доступные процессоры с уменьшенным объемом кэш-памяти второго уровня. Ядро с нетронутым L2-кэшем идет на фабрика CPU серии E8xxx (FSB 1333 МГц), с 3 МБ кэшем является основой модельного ряда E7xxx (FSB 1066 МГц), а с 2 МБ - для самых доступных Pentium Dual-Core E5xxx (FSB 800 МГц). Последняя линейка по своим характеристикам соответствует серии Core 2 Duo E4xxx. С переходом на 45-нм техпроцесс были введены давнехонько не использовавшиеся дробные множители, которые позволили уменьшить частотный шаг между моделями. Четырехъядерные процессоры Core 2 Quad ещё производятся с различным общим объемом кэш-памяти второго уровня: с 12 МБ модели Q9x50 и QX9x70 (версии Extreme Edition c шиной FSB 1600 МГц), с 6 МБ модели Q9x00 и с 4 МБ - Q8xxx.

В представленную ниже таблицу занесены процессоры семейств Penryn и Conroe.

* - энергоэффективные решения
** - младшие модели Core 2 Duo E6xxx оснащались кэш-памятью второго уровня объемом 2 МБ

Как нетрудно заметить, младшие четырехъядерные Yorkfield получаются "склейкой" либо пары E5xxx, либо пары E7xxx. Не возбраняется храбро предположить, что при слабой оптимизации приложений под многопоточность малый L2-кэш очень повлияет на производительность процессора, тот, что немаловажно дороже своих двухъядерных собратьев. Со временем привлекательность многоядерных решений будет только расти, и "узкое место" в виде небольшого объема кэш-памяти второго уровня сведется на нет. К этому мы ещё вернемся в наших будущих материалах, а в то время как посмотрим, чем мы сможем скоротать период до выхода массовых продуктов на базе архитектуры Nehalem.

Процессоры Intel Core 2 Duo E8200 и E7200

Несмотря на значительное предложение высокочастотных моделей двухъядерных Core 2, мы остановились на процессорах E8200 и E7200, как на самых доступных по цене. Учитывая, что семейство Core 2 Duo вечно отличалось неплохим разгонным потенциалом, сам собой напрашивается вопросительный мотив - к чему оплачивать больше?

Старшая модель к нам попала в коробочном исполнении, младшая - в OEM-варианте, предназначенном только для сборщиков готовых систем. Один минус подобных процессоров содержится в отсутствии комплектного кулера и в гарантии, равной 12 месяцам, которую поддерживает только продавец. Раньше бытовало мнение, что коробочные версии процессоров гонятся лучше; возможно, но если так и было, то было довольно давно.

Процессор Core 2 Duo E8200, как, впрочем, и все 45-нм модели, поставляется в невеликий синей коробке с обновленным дизайном, на лицевой стороне которой находится наклейка, сообщающая об использовании техпроцесса 45 нм при производстве CPU и 6 МБ разделяемой кэш-памяти второго уровня. Для других серий процессоров, естественно, будет указываться иной объем L2-кэша.

Упаковка процессора Core 2 Duo E8200

Поставляемый кулер с Core 2 Duo по форме напоминает системы охлаждения для Celeron 4xx на базе Conroe-L, но в различие от последних существенно упрощен (и это для процессора с частотой 2,66 ГГц и 6 МБ кэш-памяти второго уровня!). Низкопрофильный радиатор в настоящий момент лишен сердечника, а организация крепления представляет собой единое целое с рамкой, на которой установлен вентилятор, т.е. на все сто пластмассовая.

Своеобычный файл

Особый файл
Система охлаждения Core 2 Duo E8200 в сравнении с Core 2 Duo E4600

Подобная конструкция не особенно внушает доверия, хотя, если так разобраться, о разъеме LGA775 также говорили в родное время: "не больше 20 раз на установку и снятие процессора". Но, как показала практика, никакой опасности в частой смене процессора нет; аналогично и с данным кулером. Да и вряд ли кто-то будет его нередко становить и снимать, в особенности это касается обычных пользователей. Энтузиасты, естественно, первым делом обратят близкое внимательность на более производительную систему охлаждения, а комплектный кулер оставят пылиться в коробке.

Внешне Core 2 Duo E8200 и E7200, как и все представители платформы LGA775, отличаются наличием и расположением элементов на "брюшке" процессоров. В маркировке обозначена модель, основные характеристики (частота CPU, объем L2-кэша, частота FSB) и номер партии. Также на крышку наносится sSpec Number, по которому разрешается установить степпинг ядра (на сайте производителя либо специализированными утилитами, например, CPU-Z). Сам же степпинг будет полезен при поиске процессора с хорошим разгонным потенциалом.

Самобытный файл

Неповторимый файл
Процессоры Core 2 Duo E8200 и E7200

Процессор Core 2 Duo E8200, произведенный в Малайзии и попавший к нам на тестирование, имел что ни на есть начальный степпинг C0, разгонный потенциал которого находится на уровне 3800-4000 МГц. Модели E8400, E8500 и E8600 уже успели перейти на степпинг E0, который отличается меньшим тепловыделением и более высоким потенциалом - возле 4200 МГц при напряжении 1,4 В и воздушном охлаждении. Естественно, разгон - это лотерея и всякий процессор может добиться либо больших частот, либо же меньших. Все зависит от конкретного экземпляра.

Характеристики Core 2 Duo E8200

При слабой нагрузке частота Core 2 Duo E8200 за счет энергосберегающих технологий с номинальных 2,66 ГГц опускается до 2,0 ГГц, при этом коэффициент умножения уменьшается до 6x.

Модель Core 2 Duo E7200 также произведена в Малайзии и имеет преждевременный степпинг M0. Разгонный потенциал E7xxx находится на уровне 3800 МГц, но с переходом на R0 (E7400 и E7500) планка может сдвинуться в большую сторону.

Характеристики Core 2 Duo E7200

Младший агент нового семейства процессоров в плане энергосберегающих технологий не стал исключением, и его частота при бездействии системы с 2,53 ГГц снижается до 1,6 ГГц.

Разгон

Для разгона процессоров Core 2 Duo E8200 и E7200 была собрана следующая конфигурация:

Материнская плата: ASUS P5K Deluxe/WiFi-AP (Intel P35)
Кулер: Noctua NH-U12P
Память: Mushkin HP2-8500 996612 (2x1024 МБ, DDR2-1066)
Видеокарта: ASUS EN8800GS TOP 384MB
Крепкий диск: Samsung SP2504C (250 ГБ, SATA2)
Блок питания: FSP FX700-GLN Epsilon (700 Вт)

Режим работы памяти выставлялся минимально возможным с таймингами 5-5-5-18, усилие на процессоры подавалось на уровне 1,4 В; оно является безопасным для 45-нм решений при постоянном использовании. Вообще, по технической документации Intel максимальное напряжение может собирать 1,45 В, но не более, оттого что тогда возможна деградация (последствия не носят общественный характер, но единичные случаи имели местоположение быть). В качестве стресс-теста использовалась программа OCCT 2.01 в течение часа.

С такими установками процессор Core 2 Duo E8200 нам удалось разогнать до уровня 4200 МГц, частота шины FSB при этом равнялась 525 МГц, а память - 1050 МГц.

Уровень разгона Core 2 Duo E8200

Разгон отличный, но требующий качественную материнскую плату, так как не каждая сможет стабильно функционировать на частотах выше 475-500 МГц. В данном случае нам повезло и, возможно, подняв напряжение питания на процессоре, мы могли достигнуть еще лучших результатов. Но от этого мы решили все-таки отказаться, так как нам необходим итог для каждодневного использования, а не для минутной бенчинг-сессии.

Следующему процессору, благодаря его высокому множителю, подходит любая материнская плата, так как для разгона уже не нужно здорово взметать частоту FSB. Несмотря на все наши надежды, потолком Core 2 Duo E7200 оказалось 3752 МГц, при этом шина FSB работала на 395 МГц. Частота памяти была еле-еле==немного меньше 800 МГц, что вряд ли могло сказаться на результате. Для большей информативности теста мы решили забрать еще парочку таких же процессоров, но потенциал их оказался более того хуже первого экземпляра - сказывается FSB Wall в районе 390 МГц, когда процессор теряет стабильность позже этой отметки.

Уровень разгона Core 2 Duo E7200

Что же, можем констатировать тот факт, что воистину процессоры младшего семейства не отличаются хорошим разгонным потенциалом, в отличие от старших моделей. Можем также предположить, что нам попались не сильно удачные для разгона экземпляры, так как в Сети полно результатов при шине FSB свыше 400 МГц (тем более, что даже Pentium Dual-Core E5xxx покоряют частоты порядка 4,0-4,2 ГГц).

Тестовый стенд

Для тестирования процессоров Core 2 Duo E8200 и E7200 была собрана такая конфигурация:

Материнская плата: ASUS P5K Deluxe/WiFi-AP (Intel P35)
Кулер: Noctua NH-U12P
Память: Mushkin HP2-8500 996612 (2x1024 МБ, DDR2-1066, 5-5-5-15-2T)
Видеокарта: Point of View GF9800GTX 512MB GDDR3 EXO
Твердый диск: Samsung SP2504C (250 ГБ, SATA2)
Блок питания: FSP FX700-GLN Epsilon (700 Вт)

Это такая же конфигурация, как и при разгоне, только заменена видеокарта, и память работала на частоте 1066 МГц (или близкой) с таймингами 5-5-5-15.

Список процессоров был следующий:

Core 2 Duo E8200 (2,66 ГГц, 8x333, 6 МБ; разгон 4,2 ГГц, 8x525, память 1052 МГц)
Core 2 Duo E7200 (2,4 ГГц, 9,5x266, 3 МБ; разгон 3,75 ГГц, 9,5x395, память 1053 МГц)
Core 2 Duo E7100 (2,4 ГГц, 9x266, 3 МБ, гипотетический)
Core 2 Duo E6750 (2,66 ГГц, 8x333, 4 МБ; разгон 3,4 ГГц, 8x425, память 1066 МГц)
Core 2 Duo E4600 (2,4 ГГц, 12x200, 2 МБ; разгон 3,34 ГГц, 10x334, память 1066 МГц)

Процессор Core 2 Duo E6750 был получен из Core 2 Extreme X6800 путем снижения коэффициента до 8x и повышения частоты FSB до 333 МГц. Данный порядок позволит сравнить процессор на ядре Wolfdale с Conroe, работающий на одинаковой частоте. Гипотетический Core 2 Duo E7100 необходим был для сравнения с E4600. Правда, в последнем случае шина FSB у 45-нм решения выше и потому были проведены дополнительные тесты, в которых все процессоры работали на одинаковой частоте ядра и шины, равной 3,2 ГГц и 400 МГц соответственно, память при этом функционировала на частоте 800 МГц с таймингами 4-4-4-12. Для того чтобы при разгоне Core 2 Duo E4600 разрешено было остановить свой выбор режим работы памяти, близкой к 1066 МГц, снижался коэффициент умножения до 10х, а частота FSB повышалась до 334 МГц.

Тестирования проводились в среде Windows XP Pro SP2, которая настраивалась на максимальное быстродействие. Файл подкачки составлял 2048 МБ.

Результаты тестирования

Тесты подсистемы памяти

В большинстве тестов подсистемы памяти программы Everest важную образ играет частота системной шины, а уже следом архитектурные особенности и частота процессора. Например, самого младшего представителя семейства Core 2 пришлось разогнать до возможного максимума, чтобы он смог продемонстрировать результат, сходный с высокоуровневыми решениями, работающими в номинальном режиме. Отметим также паритет между Core 2 Duo E8200 и E6750 на стандартной частоте.

Тест латентности памяти чутко реагирует на архитектурные особенности процессоров, и только высокая частота при разгоне позволяет решениям на базе архитектуры Penryn представить невысокий плод (чем меньше, тем лучше).

Аналогичная обстановка и в тесте латентности кэш-памяти второго уровня, но в отличие от общего теста в этом месте шибко влияет специфика L2-кэша новых процессоров. Занятие в том, что с ростом объема кэш-памяти было увеличено число каналов ассоциативности - с 16 (Conroe) до 24 (Penryn); это должно было положительно сказаться на производительности, но латентность стала выше. Данная задача будет осмеливаться за счет роста частоты будущих процессоров (возможно, благодаря медленному L2-кэшу и увеличился частотный потолок, а не только за счет перехода к 45-нм техпроцессу). Кроме того, была добавлена методика Split-load cache enhancement, которая позволяет распределять данные в кэше более интеллектуально, и компенсировать медлительность L2-кэша.

Реальные приложения

В пакете моделирования CINEBENCH 10 процессор Core 2 Duo E7200 оказался более предпочтительным, чем E6750, несмотря на объем кэш-памяти второго уровня и частоту; это справедливо как для режима с одним ядром, так и с двумя.

Архиватор WinRAR в большей степени реагирует на объем кэш-памяти, а уже вслед за тем на частоту процессора.

Синтетические приложения

В синтетических тестах расстановка сил не меняется - процессоры расположились на графике сурово от младшего к старшему. Core 2 Duo E7200 на частоте 2,4 ГГц производительней своего предшественника, как за счет большего кэша, так и за счет высокой частоты FSB.

Игровые приложения

Производительность процессоров в игровых приложениях зависит и от объема L2-кэша и от частоты. Так, в игре F.E.A.R. Extraction Point, которая не блещет сложной графикой при средних настройках, все зависит от кэша, и разогнанный Core 2 Duo E4600 оказался менее эффективным, чем E8200, работающий при номинальной частоте. В Crysis все напротив - за счет более высокой частоты позволительно обрести больше кадров, чем с емким L2-кэшем. Естественно, с ростом разрешения и качества графики отличалка между процессорами будет нивелироваться.

Тестирование в режиме "8x400"

Теперь перейдем к результатам "чистой" производительности, когда все процессоры работают с одинаковой частотой ядер, шины и памяти.

Как и следовало ожидать, объем кэш-памяти значительно влияет на производительность (между 2 и 6 МБ примерно 20%), и в совокупности с различной частотой системной шины Intel может давать модели процессоров, рассчитанные на разные сегменты рынков. Но, учитывая разгонный потенциал Core 2, не непременно гнаться за решением с большим L2-кэшем.

Выводы

С выходом Core i7 группа Intel начал миграцию на новую архитектуру, но, как это уже было с платформой AMD64, еще как самое малое год-полтора на рынке будут наличествовать процессоры LGA775, которые являются пока единственными доступными решениями от данного производителя. Естественно, с выходом массовых процессоров архитектуры Nehalem семейство Core 2 утратит свои позиции и переместится в начальный уровень, а некоторые модели и нисколько исчезнут.

Пока же нам придется довольствоваться процессорами LGA775, выполненными с детализацией 65 и 45 нм, причем последние при одинаковой стоимости выглядят куда привлекательнее. Рассмотренные нами Core 2 Duo E8200 и E7200 хоть и не являются последними в своем семействе, но великолепно дают уяснить о производительности решений на базе архитектуры Penryn. Низкий нагрев, энергопотребление и большой разгонный потенциал в районе 3,8-4,2 ГГц позволят данным CPU сделаться достойным выбором для энтузиастов и оверклокеров. Младшая модель позволяет при разгоне достичь производительности более дорогих решений, но при этом не требует оверклокерской материнской платы, так как обладает высоким множителем, за счет которого можно избежать заоблачных частот шины FSB. Серия E8xxx становится безоговорочным лидером посреди двухчиповых продуктов, но для разгона E8200 понадобится качественная плата, способная удерживать частоты FSB в районе 500 МГц и выше.

Обычные пользователи также не останутся в стороне. Так, на базе Core 2 Duo E7xxx можно составить спокойный медиацентр или игровую систему среднего уровня, которая по производительности не особо будет уступать системам с более дорогими hi-end-процессорами. Цена же данных моделей находится на уровне Core 2 Duo E4xxx, что очевидно не в пользу последних. То же самое можно вымолвить и о E8xxx и E6xxx. Единственный минус процессоров семейства Penryn - надобность применять материнские платы на чипсетах Intel 3 Series и 4 Series. Но при апгрейде или покупке новой системы это помехой уже не назовешь.

»» Обсудить на форуме ««

Keywords: