Процессоры Intel Celeron и Pentium для LGA775

Исследуем прирост производительности при разгоне


Появление процессоров с архитектурой Sandy Bridge в среднем и, в особенности, младшем ценовом сегменте, да и сама платформа LGA1155, были достаточно тепло встречены нашими читателями. Единственное, что омрачало радость некоторых из них — в новом поколении компания Intel решила взять под контроль возможность разгона, к которой некоторые покупатели прибегали вот уже много лет при желании выжать немножко бесплатной производительности. Даже стали раздаваться голоса, что, дескать, незачем платить за Core i3-2100 больше 100 долларов (а также от 60 за системную плату с новым разъемом), когда на рынке есть масса недорогих Pentium под LGA775. Которые, пусть и не хватают звезд с неба в штатном режиме, зато прекрасно разгоняются чуть ли не в полтора раза без использования каких-либо экстремальных методов, что позволяет легко увеличить производительность. Иными словами, зачем платить 200 долларов, когда можно ограничиться сотней и получить то же самое. А можно ли?

Обычно мы не занимаемся поисками ответов на подобные вопросы, но сегодня решили сделать небольшое исключение :) Стоит заметить, что уже не в первый раз, пусть и не на регулярной основе. Итак, встречайте — Celeron и Pentium в битве за производительную систему.

Конфигурация тестовых стендов

Процессор Celeron E3500 Pentium E5400 Pentium E6300
Название ядра Wolfdale-2М Wolfdale-2М Wolfdale-2М
Технология пр-ва 45 нм 45 нм 45 нм
Частота ядра, ГГц 2,7/3,6 2,7/3,6 2,8/3,5/4,2
Коэффициент умножения 13,5 13,5 10,5
Частота FSB, МГц 800/1066 800/1066 1066/1333/1600
Кол-во ядер/потоков вычислений 2/2 2/2 2/2
Кэш L1, I/D, КБ 32/32 32/32 32/32
Кэш L2, КБ 1024 2048 2048
Сокет LGA775 LGA775 LGA775
TDP 65 Вт 65 Вт 65 Вт
Цена Н/Д(3) $51(6) $11(6)

Мы решили ограничиться тремя процессорами, причем за единственным исключением далеко не старшими в линейках. Причина проста — именно такие модели обычно стоят дешевле всего. Впрочем, покупая Pentium E5400 много сэкономить сравнительно с другими моделями семейства Е5000 не удастся, но нам он был интересен для прямого сравнения с Celeron E3500: эти два устройства отличаются только емкостью кэш-памяти второго уровня. Ну а E6300 — самый младший из E6000, причем малое значение множителя позволило ему разогнаться как раз в полтора раза. Возможно, впрочем, и два других процессора повторили бы тот же подвиг, но, поскольку тесты занимают достаточно длительное время, мы не стали подбирать работоспособные режимы, ограничившись лишь «стандартными» для LGA775 тактовыми частотами шины, линейка которых, напомним, выглядит так: 800, 1066, 1333 и 1600. Так что ничего удивительного, что Е3500 или Е5400 «не осилили» частоту 1333 МГц — в их случае это больше, чем полтора раза, так что итоговая частота должна была бы вылезти достаточно далеко за 4 ГГц. Впрочем, и с Е6300 все было не слишком гладко: «второй разгон» потребовал заметного повышения напряжения, так что тесты можно было контролировать по звуку кулера, во всех остальных случаях практически бесшумного :) А контролировать их было нужно по той причине, что... слишком уж часто вылетали или зависали. К работе же стенда в штатном режиме или при «однократном» разгоне (который во всех трех случаях проходил на штатном напряжении питания) никаких претензий у нас не возникло, что уже позволяет сделать некоторые выводы о «простоте» и «беспроблемности» разгона. Впрочем, может быть, нам просто не очень повезло с экземпляром — такое тоже может быть. Но, в любом случае, в отличие от практически гарантированного разгона на одну ступень, что-то более сложное и интересное уже не обязательно удастся получить «малой кровью», что стоит учитывать, приобретая процессор «под разгон».

Процессор Core i3-2100 Core i5-2300
Название ядра Sandy Bridge DC Sandy Bridge QC
Технология пр-ва 32 нм 32 нм
Частота ядра (std/max), ГГц 3,1 2,8/3,1
Стартовый коэффициент умножения 31 28
Схема работы Turbo Boost 3-2-2-1
Кол-во ядер/потоков вычислений 2/4 4/4
Кэш L1, I/D, КБ 32/32 32/32
Кэш L2, КБ 2×256 4×256
Кэш L3, МиБ 3 6
Оперативная память 2×DDR3-1333 2×DDR3-1333
Сокет LGA1155 LGA1155
TDP 65 Вт 95 Вт
Цена $239(на 11.01.16) $275(12)

Для сравнения мы взяли две модели, относящиеся к нижнему и верхнему сегменту мейнстрима. Собственно, именно конкуренция с такими представителями новой архитектуры и наиболее интересна, в отличие от сравнения со старыми и изученными вдоль и поперек Core 2 Duo или Core 2 Quad. Впрочем, на своей точке зрения мы не настаиваем, так что желающие могут провести и собственное сравнение с любыми из протестированных процессорами, благо единая методика и одинаковый формат хранения результатов тестов это позволяют сделать с легкостью.

  Системная плата Оперативная память
LGA775 ASUS P5Q Deluxe (P45) Crucial Ballistix BL2KIT25664AA80A (2×1066/2×800; 5-5-5-15-2T/4-4-4-12-2T для FSB 1066—1333/800 соответственно)
LGA1155 Gigabyte P67A-UD5 (P67) Kingston KVR1333D3N9K3/6G (2×1333; 9-9-9-24)

Тестирование

Методика тестирования производительности (список используемого ПО и условия тестирования) подробно описана в отдельной статье. Для удобства восприятия, результаты на диаграммах представлены в процентах (за 100% принят результат AMD Athlon II X4 620 в каждом из тестов). Подробные результаты в абсолютных величинах доступны в виде таблицы в формате Microsoft Excel.

3D-визуализация

Данная группа тестов традиционно относилась к «хорошим» для традиционных двухъядерных процессоров, поскольку более двух потоков вычисления в них не используются. Однако, как видим, даже это не позволило «дважды разогнанному» Е6300 обогнать Core i3-2100: несмотря на фору в 1,1 ГГц, он лишь сократил отставание до минимально-возможного. Естественно, что все остальные варианты оказались еще более медленными, поэтому посмотрим — что из этого можно извлечь любопытного? А таких момента два. Во-первых, увеличение частоты шины более эффективно, чем большая тактовая частота ядер, несмотря на то, что память у нас работала на частоте не более 1066 МГц. Во-вторых, нехватку кэш-памяти не всегда можно компенсировать частотой: разогнанный Celeron E3500 лишь немного опередил работающий в штатном режиме Pentium E6300. Ничего принципиально-нового в этих двух выводах нет, но в очередной раз убедиться в их справедливости всегда полезно.

3D-рендеринг

Чистая математика, где у двухъядерников, наоборот, нет никаких шансов сражаться на равных хотя бы с Core i3, не говоря уже о современных четырехъядерных процессорах. Однако увеличение разницы между ними и Pentium/Celeron — единственное, что изменилось. А вот сделанные нами выше два наблюдения остаются в силе.

Научно-инженерные вычисления

Своеобразная вариация первой группы, но с несколько большим количеством вычислений (причем в одном подтесте в несколько потоков) и меньшей требовательностью к системе памяти (как кэшу, так и оперативной). В результате Pentium E6300@4.2 сумел-таки обогнать Core i3-2100. Лишние 100 МГц частоты позволили E5400@3.6 догнать E6300@3.5, несмотря на меньшую частоту шины. Да и разогнанный Celeron здесь выглядит не так уж и плохо, обгоняя, по крайней мере, оба работающих в штатном режиме Pentium. Правда не совсем понятно — воспринимать это как подтверждение полезности разгона, либо, все-таки, как упрек авторам некоторых программ, вроде бы серьезного назначения? :)

Графические редакторы

Впрочем, если и второе, то этих самых программистов у позорного столба должно стоять очень много, поскольку распределение ролей в этой группе тестов если и изменилось, то уже в пользу разогнанных бюджетных процессоров. Значит, все-таки, оправдана точка зрения, высказанная в начале статьи? Но мы пока не будем торопиться с выводами, поскольку бо́льшая часть тестов еще впереди.

Архиваторы

Ну вот — везение и завершилось. Фактически мы возвращаемся к тому, что было на первых двух диаграммах, но с небольшими вариациями на тему.

Компиляция

И опять они же. Правда, в случае Celeron все эти «вариации» привели к вообще драматическому результату: разгон позволил ему лишь догнать работающий в штатном режиме Pentium, но уже не Е6300, а всего лишь Е5400! Т.е. большие частоты как ядер, так и FSB, и памяти целиком и полностью ушли на компенсацию «обрубки» кэша. Кстати, еще одно наблюдение, пусть и не относящееся напрямую к теме статьи — в штатном режиме Celeron E3500 более чем втрое медленнее, чем Core i5-2300 при компиляции. В общем, с экономией лучше не перебарщивать, что, впрочем, опять же, для большинства наших читателей каким-то открытием не является :)

Java

Неприхотливость Java-машины к емкости кэш-памяти хост-процессоров позволяет Celeron выглядеть на фоне Pentium несравнимо лучше, чем в предыдущем тесте. Впрочем, мы опять наблюдаем все те же тенденции, уже не раз отмеченные ранее: во-первых, кэш лишним не бывает (в разумных пределах), увеличивая производительность, во-вторых, более высокая частота шины для процессоров в исполнении LGA775 зачастую важнее, чем более высокая частота ядер, или как минимум дает сравнимый эффект, в-третьих же современные архитектуры имеют большую «отдачу» на мегагерц частоты, а поддержка ими дополнительных потоков вычисления делает «старичков» неконкурентоспособными там, где это может быть использовано. Дополнительные же ядра там же делают производительность вообще малосравнимой, что мы наблюдаем и в этом случае: стартовая тактовая частота Core i5-2300 такая же, как у Pentium E6300, однако даже при полуторократном разгоне последний все равно отстает от первого в полтора раза.

Интернет-браузеры

А вот для JavaScript все эти архитектурные улучшения вместе с многопоточностью нужны как зайцу стоп-сигнал, что не могло не сказаться на результатах: даже разогнанный Celeron достаточно близок к современным процессорам, а разгон Pentium вполне способен позволить им и обогнать последних. В общем, чистая победа оверклокинга. Правда... несколько бестолковая :) Поскольку жалобы на медлительность при исполнении скриптов доселе доводилось слышать разве что от владельцев нетбуков на одноядерных Atom, однако лучшая двухъядерная модель последнего семейства и от неразогнанного-то Celeron E3500 отстает почти в три раза! Ну увеличили мы разницу в четыре-пять раз и что изменилось? По факту слишком легкая эта нагрузка для любого современного процессора, пусть даже и недорого. А улучшать то, что и так хорошо работает, это уже типичное от безделья рукоделье (а то и рукоблудье :)).

Кодирование аудио

Сколько Pentium не разгоняй, а Hyper-Threading все равно толще :) Во всяком случае, в этом тесте, пусть уже и достаточно синтетичном. Зато, кстати, в нем (равно как и во многих попугаемерках) почти не прослеживается эффект от размера кэш-памяти или частоты шины. Что ж — и такие задачи бывают. А если бы их не было, стоило бы их придумать.

Кодирование видео

Благо и кодирование видео — ария из той же оперы. Что хорошо согласуется с теорией — в основном такая обработка данных связана... ни с чем иным, как с их обработкой, когда главными становятся собственно вычислительные блоки. Производительность которых очевидным и прямолинейным образом зависит от тактовой частоты. Однако и архитектурные улучшения, не говоря уже о SMT и CMP играют важную роль, что сразу же сказывается как только возникает необходимость сравнить процессоры хоть немного, но разных классов.

Игры

А вот играм очень даже нравятся и экстенсивные способы повышения производительности, в которые входит не только рост тактовой частоты, но и увеличение размеров кэшей или скорости работы с памятью. Именно поэтому здесь разгон не позволил Celeron управиться с работающем в штатном режиме Pentium E6300, да и на фоне E5400 последний смотрится весьма убедительно даже при отставании по тактовой частоте. И вообще — именно в его случае разгон дает максимальный эффект, позволяющий выйти на уровень пусть и младших и устаревших, но, все же, четырехъядерных процессоров, типа Core 2 Quad Q8000 или Athlon II X4, несмотря на наличие в методике игр и сопутствующих приложений в явной форме «недолюбливающих» двухъядерные процессоры. Но никакого чуда не произошло — Core i3-2100 все равно быстрее, причем в достаточно убедительной степени. А Core i5-2300 еще быстрее.

Итого

Как видим, чуда не произошло. Да и не могло произойти — существенный выигрыш разгон процессоров из диапазона «sub $100» давал тогда, когда и за большие деньги компания Intel предлагала исключительно двухъядерные модели. Ну или младшие четырехъядерные, весьма сильно ограниченные в частоте каждого ядра. Сегодня же позиции «среднего класса» защищают уже процессоры с номинальной тактовой частотой около 3 ГГц, причем поддерживающие четыре потока вычислений на четырех ядрах, а в режиме «частичной загрузки» способные увеличивать частоту задействованных ядер мегагерц так на 200-300 безо всякого разгона. И даже бюджетные Core i3 поддерживают те же четыре потока, пусть и не совсем «честных», да и частота даже у младшей модели составляет 3,1 ГГц. Впрочем, разгон до 4 ГГц позволяет Pentium приблизиться к этому уровню, а в некоторых приложениях — и превзойти его, но дается достаточно высокой ценой. Фактически можно констатировать факт, что частоты в районе 3,5-3,8 ГГц даются моделям на кристалле Wolfdale-2M с легкостью и даже без подъема напряжения, а вот выше — раз на раз не приходится.

Стоит ли разгонять? Тут уж каждый решает сам для себя. Наше мнение — если уж вам попался один из Pentium или Celeron как данность и хочется немного увеличить его производительность, небольшой разгон на следующую ступеньку может быть вполне оправданным мероприятием. Но чуда от него не ждите :) Забегая вперед, скажем, что обогнать Pentium для LGA1155 получится, но эти процессоры и стоят-то практически столько же. А вот угнаться за новыми Core i3 и, тем более, Core i5 не надейтесь. Повторимся — из процессора за 100 долларов можно было сделать нечто с производительностью как у процессора за 200 долларов лишь тогда, когда и за 100, и за 200 продавались разнообразные вариации на тему Core 2 Duo, отличающиеся только емкостью кэшей да частотами. Но те беспечальные времена кончились, а с ними прекратилась и относительная «халява». Сменившаяся на другую — каких-то три года назад процессор с производительностью того же Core i5-2300 можно было купить за 1000 долларов или сильно разогнав то, что стоило в районе 300, а сейчас сам i5-2300 и даже чуть более быстрые модели стоят дешевле 200.

Что еще интересного показало наше тестирование? Самым интересным фактом оказалось то, что производительность при разгоне растет практически линейно для всех моделей, что опровергает пару мифов и подтверждает один известный факт. Последний прост — пропускной способности шины FSB не хватает даже для работы с двухканальной DDR2! Это очевидным образом следует из теории, но верить в бесполезность быстрой памяти на этой платформе, естественно, никому не хотелось :) На деле же как видим увеличение частоты FSB дает практически одинаковый эффект, независимо от того, разгоняется при этом память или нет. Что заодно опровергает миф о необходимости высокочастотной памяти для разгона процессоров для платформы LGA775. Действительно — даже DDR2-800 вполне достаточно для утилизации FSB 1600, не говоря уже о более медленных вариантах, которые для недорогих процессоров более актуальны. Побочный эффект — если уж процессор покупается под разгон, лучше немного доплатить за Pentium E6000, а не покупать Е5000: даже при меньшей итоговой частоте ядер вполне можно будет получить чуть большую производительность. И не стоит гоняться за высоким множителем, поскольку, очень может быть, его вообще придется снижать, дабы «выжать» лишнюю сотню мегагерц из шины, что, как мы видим, дает больший эффект, чем дополнительная сотня к частоте ядер.

И второй миф, который нам удалось опровергнуть — увеличение роли емкости кэш-памяти при росте тактовой частоты. Какой-то небольшой эффект, сравнивая производительность Е3500 и Е5400 в штатном и разогнанном режиме, найти можно, но им проще пренебречь. Фактически, как видим, емкость кэш-памяти имеет большое значение, которое не всегда можно скомпенсировать частотой ядер (что делает Celeron вообще не слишком разумным вариантом для разгона — эти процессоры хороши сами по себе как самое дешевое предложение Intel, но не более того), однако его размер постоянен. А раз такой эффект есть при увеличении тактовой частоты, наверняка он будет наблюдаться и при ее уменьшении. Раньше некоторые недоумевали, зачем большой кэш мобильным процессорам с их-то низкими частотами (особенно для энергоэффективных ULV/CULV, который год болтающихся в окрестностях 1 ГГц) — вот и ответ.

На этой частично оптимистичной ноте мы и заканчиваем тестирование процессоров с архитектурой Core 2. На этот раз, по-видимому, окончательно. Некоторые их представители, впрочем, еще успеют «посветиться» в ближайших статьях, посвященных бюджетным моделям под LGA1155 (да и в итоговом материале, закрывающем использование методики тестирования версии 4.5 тем более), однако после этого данную страницу истории, длящейся уже без малого пять лет можно будет считать окончательно закрытой :)

Благодарим российское представительство компании Gigabyte,
а также компании «Ф-Центр» и Crucial
за помощь в комплектации тестовых стендов.



Дополнительно

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.