Сравнительное тестирование процессоров AMD Athlon X4 860K и Intel Core i3-2120, i3-3220 и i3-6320

или Прогресс за пять лет без учета GPU


Бытует мнение, что производительность центральных процессоров для персональных компьютеров за последние годы изменилась незначительно. Кто-то списывает это на отсутствие конкуренции на рынке, кто-то — на «архитектурный тупик» и прочие апокалиптические сценарии, кто-то вообще ничего по этому поводу не говорит, но факт остается фактом: для большинства высказывающихся производительность не растет, и все тут. В принципе, тесты процессоров «соседних» поколений Intel действительно показывают примерно такой результат, а AMD и вовсе давно не вносила серьезных архитектурных изменений в свою продукцию, так что почва для таких мыслей понятна.

И стоит отметить, что обе компании ее постоянно удобряют теми или иными методами. Например, давно уже не меняют названия процессоров. У AMD с 2011 года «живут» в ассортименте разнообразные FX и A-серия, наращивающие числовые номера, но не более того (из прошлых торговых марок сохранился только Athlon, но став из массового нишевым). У Intel же разнообразные Core i3/i5/i7 стали основными продуктами и вовсе в 2009 году. А в упомянутом уже 2011-м мы увидели разделение Core на «предыдущее поколение» и «второе поколение». Потом появилось «третье», «четвертое»... сейчас уже «шестое», но в общем при взгляде со стороны тоже меняются только цифры. Поэтому как-то все привыкли говорить об «уровне Core i3» или «уровне Core i7», не конкретизируя, каких именно. Иногда в итоге возникают забавные коллизии — когда человек, привыкший к уровням «настольных» процессоров, внезапно сталкивается с ноутбуками и выясняет, что там «все как-то не так».

Но столь ли все просто хотя бы с «настольными» процессорами? Мы решили проверить на примере как раз Core i3, благо старые модели этого семейства не так уж часто оказываются гостями тестовых лабораторий, в отличие от тех же Core i7, где все более-менее понятно. А здесь?

Совсем уж старые модели для LGA1156 мы решили не затрагивать, благо это официально уже пять лет как «предыдущее поколение Core». Ограничились менее удаленной от текущего момента платформой LGA1155, которая, впрочем, тоже преподнесла свои сюрпризы: хотя официально GPU HD Graphics Gen6 и Gen7 современными операционными системами поддерживаются (в отличие от самых первых встроенных видеоускорителей, ограниченных максимум Windows 7), прикладное ПО иногда имеет по этому поводу свое мнение. В частности, нам не удалось добиться нормальной работы SolidWorks на Sandy Bridge с интегрированной графикой под управлением Windows 10. C Ivy Bridge пока еще все нормально, но... В принципе, графические возможности HD Graphics 2500 нам уже известны на примере Pentium G2130, а предыдущие модели должны быть еще хуже, да и вообще — прогресс в области графических ядер все равно никем не оспаривается. Поэтому тестирование мы проводили совместно с дискретным Radeon R7 260X, благо недавно, во-первых, в очередной раз выяснили, что сравнивать производительность процессоров можно и с разной видеочастью, а во-вторых, набрали немножко результатов для более точного сравнения в одинаковых условиях.

Конфигурация тестовых стендов

Процессор Intel Core i3-2120 Intel Core i3-3220 Intel Core i3-6320
Название ядра Sandy Bridge Ivy Bridge Skylake
Технология пр-ва 32 нм 22 нм 14 нм
Частота ядра std/max, ГГц 3,3 3,3 3,9
Кол-во ядер/потоков 2/4 2/4 2/4
Кэш L1 (сумм.), I/D, КБ 64/64 64/64 64/64
Кэш L2, КБ 2×256 2×256 2×256
Кэш L3, МиБ 3 3 4
Оперативная память 2×DDR3-1333 2×DDR3-1600 2×DDR3-1600 /
2×DDR4-2133
TDP, Вт 65 55 51
Графика HDG 2000 HDG 2500 HDG 530
Кол-во EU 6 6 24
Частота std/max, МГц 850/1100 650/1050 350/1150
Цена T-6933447 T-7959328 T-12874328

Так совпало, что в наши руки попали два процессора с индексом, заканчивающимся на «20». Оба имеют одинаковую частоту 3,3 ГГц, но немного разное позиционирование: 2120 — середнячок в весьма куцей линейке из трех моделей, а 3220 — второй снизу из четырех. Если рассматривать все Core i3, то ассортимент компании был немного шире — за счет того, что многие имели «двойников» со старшим GPU (параллельно с нашими героями существовали 2125 с HDG 3000 и 3225 с HDG 4000), а также было несколько процессоров «Т»-семейства. Но в общем и целом Core i3 для LGA1155 (как и их предшественники) создавались, скажем так, по остаточному принципу. Стоили они все недорого, имели невысокие тактовые частоты и средненькую производительность, по которой даже не всегда могли догнать какие-нибудь старые процессоры, типа Core 2 Quad (двухъядерники они «громили» легко, но это и у Pentium получалось). По сути — отбраковка от предназначенных для ноутбуков кристаллов, «не вписавшихся» в требования последних по энергопотреблению.

Положение несколько изменилось при переходе к LGA1150. Во-первых, закончились пляски вокруг видео: GT2 в разных модификациях получили все настольные процессоры линеек Core. Во-вторых, с учетом некоторого застоя в верхнем сегменте и какой-никакой конкуренции в области $150, в Intel решили делать разные Core i3. Наследниками предыдущих моделей стали процессоры семейства 41х0 — тоже недорогие и ограниченные, но не совсем ограниченные: тактовые частоты повышать все равно приходилось. А 43х0 — полный кристалл со всеми 4 МБ кэш-памяти L3 и еще более высокими тактовыми частотами, достижимыми (даже при неполной нагрузке) далеко не всеми топовыми процессорами. Правда, цена таких моделей уже ближе к младшим Core i5, но и производительность тоже — особенно в массовых приложениях, где Core i3-43х0 могут оказываться одними из самых быстрых на рынке. Чем и интересны.

Поэтому мы взяли для сравнения со старичками не кого-нибудь из линейки 61х0, а старший (на данный момент) процессор в семействе — Core i3-6320. Впрочем, как уже было сказано выше, производительность в задачах общего назначения можно самостоятельно сравнить и с 4170 или 6100, благо от видео она зависит очень слабо. Вот энергопотребление платформы, конечно, лучше оценивать в рамках одной линейки тестов, поскольку применение Radeon R7 260X на нем сказывается, равно как и применение любой другой видеокарты.

Процессор AMD Athlon X4 860K
Название ядра Kaveri
Технология пр-ва 28 нм
Частота ядра std/max, ГГц 3,7/4,0
Кол-во ядер(модулей)/потоков вычисления 2/4
Кэш L1 (сумм.), I/D, КБ 192/64
Кэш L2, КБ 2×2048
Кэш L3, МиБ
Оперативная память 2×DDR3-2133
TDP, Вт 95
Графика
Кол-во ГП
Частота std/max, МГц
Цена T-11150062

Ну а чтоб не было скучно, к числу испытуемых добавили еще Athlon X4 860K. Понятно, что идея менять на него Core i3 (пусть и старый) вряд ли у кого возникнет, но уточнить место недорогих двухмодульных процессоров AMD в исторической перспективе стоит.

Методика тестирования

Методика подробно описана в отдельной статье. Здесь же вкратце напомним, что базируется она на следующих четырех китах:

Подробные результаты всех тестов доступны в виде полной таблицы с результатами (в формате Microsoft Excel 97-2003). Непосредственно же в статьях мы используем уже обработанные данные. В особенности это относится к тестам приложений, где все нормируется относительно референсной системы (как и в прошлом году, ноутбука на базе Core i5-3317U с 4 ГБ памяти и SSD емкостью 128 ГБ) и группируется по сферам применения компьютера.

iXBT Application Benchmark 2016

Производительность 2120 и 3220 различается на 10%, что можно было предсказать заранее: частота — одинаковая, поколения — соседние, видеокарта — дискретная. Отметим, при этом, что от Athlon X4 860K отстают оба. Core i3-6320, впрочем, далеко впереди, но это тоже предсказуемо — за последнюю пару лет частоты старших моделей семейства увеличились значительно, что сказалось бы даже без архитектурных изменений.

Смена типа нагрузки не сказывается на относительном положении процессоров Intel, а вот Athlon уже оказывается ровно посередине между двумя старыми моделями.

А в случаях, когда не удается выйти на режим полной загрузки, он заметно отстает даже от Core i3 пятилетней давности. Впрочем, мы (и не только мы) уже не раз отмечали, что низкая «однопоточная производительность» является самым слабым местом текущих микроархитектур AMD. Посмотрим, что в этом плане изменят их преемники (жаль только, что произойдет это не вот-вот на днях).

Зато на хорошо распараллеленном целочисленном коде модули работают так, как положено. Это еще не уровень Haswell, но, по крайней мере, Ivy Bridge.

Поддержка высокочастотной памяти сама по себе еще не ключ к однозначному успеху. Впрочем, сжатие данных 860К выполняет с той же скоростью, что и i3-2120, а вот в однопоточной распаковке отстает даже от него. В итоге проигрывает всем, но не так уж и значительно. Тем более, в WinRAR и превосходство 6320 над старыми процессорами куда менее убедительное, чем во многих других случаях.

Кстати, и с файловыми операциями старая платформа Intel справляется хуже, чем новые или FM2+. Кроме того, перед нами до сих пор встречающийся случай, когда поддержка Hyper-Threаding только мешает — Pentium G2130 работал даже немного быстрее, чем имеющий чуть более высокую частоту i3-3220. Более старые процессоры же еще хуже — для компенсации отличий нужно еще большее преимущество в тактовой частоте. Но если вспомнить, что сравнительно с представителями новых платформ его обычно нет (а есть обратное), даже в таких вот «процессоронезависимых» (но часто встречающихся в жизни любого пользователя компьютера) ситуациях LGA1155 начинает выглядеть уже не лучшим образом. Хотя на практике, конечно, такому отставанию можно и не предавать значения.

В отличие от весьма весомой разницы между старыми и новыми процессорами в научных расчетах. Конечно, для такого использования обычно приобретаются не двухъядерные/двухмодульные процессоры, однако как видим наиболее современные модели последних вполне способны демонстрировать неплохие результаты. Заметно лучше старых, во всяком случае.

В конечном итоге приходим к подтверждению расхожего мнения, что «Athlon X4 это где-то как Core i3, но без видео и дешевле». С небольшим замечанием — Core i3 бывают очень разными. Архитектурные улучшения за прошедшие годы накапливались, тактовые частоты — росли. В общем, за пять лет у Intel «накопилось» примерно 50% дополнительной производительности в рамках этого семейства, что не так уж и мало. Процессоры AMD тоже росли — «строительная техника» только дебютировала на рынке менее пяти лет назад, а старые Athlon II X4 от Core i3 на ядре Sandy Bridge отставали весьма заметно, но несколько неравномерно. В частности, 860К анонсирован еще летом 2014 года (во времена Haswell), а пришедшие чуть позднее ему на смену 870К и 880К отличаются от «предка» разве что тактовой частотой, причем буквально на 5%. Очевидно, что для конкуренции с современными Core i3 этого уже мало. С другой стороны, по-прежнему сохраняется преимущество этих моделей в цене — стоят они на уровне Pentium, зато поддерживают четыре потока вычислений, чем могут с успехом воспользоваться те покупатели, которые все равно ориентируются на покупку дискретной видеокарты.

Энергопотребление и энергоэффективность

Впрочем, есть у FM2+ еще одно слабое место — довольно высокое энергопотребление. Intel от поколения к поколению его удавалось снижать, причем вопреки росту тактовых частот, а вот у AMD с этим не очень. Причем даже на отставание по техпроцессу такое положение дел не спишешь: напомним, что Athlon X4 860K изготовляется по нормам 28 нм, а Core i3-2120 — 32 нм.

При этом процессоры сопоставимы по производительности, а второй и в свои-то годы был менее «прожорлив», что приводит к такому вот неприятному результату. С другой стороны, этот показатель не слишком важен покупателям систем с дискретной видеокартой, приличные модели которых потребляют (под нагрузкой) намного больше любых процессоров.

iXBT Game Benchmark 2016

Для экономии времени и места мы решили ограничиться результатами только тех игр, в которых разница между процессорами заметна хотя бы в каком-нибудь из режимов — собственные способности Radeon R7 260X в связке хоть с очень быстрыми, хоть с очень медленными процессорами мы и так уже знаем :)

Понятно, что одним из таких примеров являются «танчики», но зависят они (что давно уже известно) от однопоточной производительности. Которая у старых Core i3 была не такой уж высокой — в режиме «HD Max» не слишком отличаясь от современных бюджетных процессоров AMD.

Как уже было отмечено в предыдущей статье, больше примерно 73 кадров в секунду получить в этой игре невозможно, что с данной видеокартой в режиме минимальных настроек выполняется практически всегда и для любого процессора. А вот максимальные настройки пусть даже в сниженном разрешении — уже более сложная задача, с которой из испытуемых полностью справился только Core i3-6320. Остальные же медленнее, а разница между Athlon X4 860K и Core i3-2120 вообще становится пренебрежимой.

Сформулированному выше критерию игра вполне соответствует — производительность от процессора зависит. В ней же (как мы помним) и двухпоточные процессоры выглядят бледно. Правда хорошо заметно, что актуальным это все становится лишь тогда, когда частота кадров превышает сотню. Так что для начала нужно найти соответствующую видеокарту. Точнее, это во вторую очередь — в первую найти причину стремиться к такому количеству FPS вместо увеличения качества картинки.

В игре на более новой версии движка EGO по крайней мере понятно — зачем нужна более высокая производительность. Причем (что еще более важно) процессор на нее влияет и в режиме максимального качества (пусть и низкого разрешения). И опять наблюдаем примерный паритет Athlon и Core i3-2xxx, а более новые процессоры семейства Core i3 традиционно же быстрее.

Небольшая разница в режиме минимального качества наблюдается, но даже в таком случае она и правда небольшая. Куда меньше, чем между Athlon X4 и Celeron G3900, например.

Поведение процессоров тоже различается исключительно в режиме минимального качества, причем тут Athlon X4 сумел даже обогнать Core i3-2120.

У игры высоки требования как к видеокарте, так и к процессору, но от последнего чаще всего требуется лишь один быстрый поток вычислений. Это традиционно «бьет» по продукции AMD, но старые Core i3 в общем-то были практически не лучше.

В Batman в режиме минимального качества всем расти уже некуда, в Bioshock некоторый резерв еще есть, но в основном разница между процессорами наблюдается лишь в режиме низкого разрешения с максимальным качеством. Впрочем, и она-то невелика. Явно выделяется только Core i3-6320, но он всегда это делает.

Итого

Что имеем в сухом остатке? Говорить о «классе Core i3», безусловно, можно. Однако следует четко понимать, что за время пути собачка могла подрасти. Сравнение двух процессоров соседних поколений, принадлежащих одному семейству и с одинаковыми тактовыми частотами, приводит к одинаковому результату независимо от семейства: порядка +10% производительности за итерацию. Это верно и для старших Core i7, и для Core i5, и для Core i3, и для Pentium. Существенное «но» — в первых двух классах тактовые частоты действительно остаются близкими вот уже много лет, а Core i3 и Pentium начали их наращивать в отрыве от топовых семейств где-то во времена LGA1150. Если несколько лет назад многие мечтали о быстром двухъядернике, но реализации своих запросов не получали, то теперь тот же Core i3-6320 фактически обгоняет по частоте топовые модели в режиме нагрузки двух ядер. Выше разве что Core i7-4790K и i7-6700K, да и всё — «обычные» i5/i7 медленнее. Цены старших представителей, правда, в итоге тоже подросли, но слабее, чем производительность. Так что получить полуторакратный прирост за пять лет вполне реально. При этом энергопотребление, напротив, регулярно снижалось, а в пересчете на производительность (которая выросла) за тот же срок мы получили примерно двукратный рост энергоэффективности в равных условиях. Что, безусловно, затрудняет конкуренцию: как видим, AMD продолжает штурмовать рубежи, давно оставленные Intel за ненадобностью. Учитывая, что основные продажи приходятся именно на этот класс, а вовсе не на топовые модели, такое положение дел для AMD еще более опасно, нежели проигрыш по максимальной производительности.


Благодарим компанию «Реgард»
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.