Intel Core 2 Duo (Conroe) E6400 и E6700:
старт, каких не было уже давно

«Дождались!!!» (вместо вступления)

Слухи о невиданной производительности новых десктопных процессоров Intel ходят по Сети уже давно. Время от времени они получают подтверждение в виде выходящих то там то тут «экспресс-тестирований», но состав тестов и их количество ни в одном из таких материалов, что довелось видеть нам, не давал возможности оценить обещанную «немеряную крутизну» нового процессора. К счастью, теперь это уже не так, потому что не так давно в нашу тестовую лабораторию попала система, оснащённая долгожданным инженерным образцом нового десктопного CPU от Intel на базе ядра с условным названием «Conroe» — Core 2 Duo E6400 (2,13 ГГц). Правда, процессор действительно являлся инженерным образцом, причём неким «промежуточным» вариантом: частота у него такая же, какая будет у серийного E6400, а вот L2-кэш (судя по слуховой информации о характеристиках серийных образцов) — в 2 раза больше. Да и система (а к нам в руки попала именно готовая система) была оснащена платой не на самом продвинутом чипсете — i965. К счастью, буквально через несколько дней, к нам в руки попала ещё одна комбинация: Intel Core 2 Duo E6700 (2,66 ГГц) уже в серийном варианте, и плата Intel D975XBX с обновлённой версией BIOS, способная работать с этим процессором.

Поэтому при рассмотрении результатов тестов, стоит учесть: Core 2 Duo E6400 был представлен инженерным образцом, характеристики которого [возможно] частично не соответствуют релизному варианту, и работал в комбинации с платой на базе чипсета i965. А Core 2 Duo E6700 — представлен релизным вариантом, и работал в комбинации с платой на базе i975X. Разумеется, можно было бы подождать, пока у нас в тестовой лаборатории соберутся все серийные образцы, и выпустить более «стройный» материал. Однако поскольку мы не замечали, выходя на улицу, толп людей, которые бы бегали за нами и предлагали протестировать новые процессоры Intel на базе ядра Conroe, было решено «не привередничать». Оперативность, как нам показалось, в данном случае важнее концептуальной завершённости.

Вкратце об архитектуре и характеристиках
процессоров Intel Core 2 Duo

Архитектура Intel Core 2, представителем которой является десктопное ядро Conroe, представляет собой дальнейшее развитие идей, заложенных в мобильное ядро Yonah. Которое, в свою очередь, является далнейшим развитием идей, заложенных в процессоры Pentium M (ядра Banias и Dothan), ну а последние, как неоднократно всеми отмечалось, являются прямыми наследниками ядра шестого поколения процессоров Intel (P6), разработанного ещё для Pentium Pro, и дожившего до Pentium III. Таким образом, Core 2 с одной стороны является шагом «назад», т.к. в известной степени «отменяет» многие архитектурные решения, появившиеся в процессорных ядрах более поздних поколений (знаменитая архитектура седьмого поколения Intel NetBurst), с другой же стороны считать Core 2 прямой наследницей ядра Intel P6 нельзя т.к. слишком уж большому количеству модификаций оно было подвергнуто. Настолько большому, что изменилось, можно сказать, почти до неузнаваемости :).

Основные отличия новой архитектуры от самого «идеологически близкого» родителя — Intel Core Duo (Yonah) можно вкратце описать так:

• Усовершенствованный декодер инструкций, расширенный до 4-х декодеров x86-макроопераций (у ближайших аналогов, Intel Pentium M / Core Duo — 3).
• Скорость исполнения 128-битных SIMD-инструкций доведена до 1 инструкции за такт в каждом исполнительном устройстве (в 2 раза быстрее, чем у Yonah).
• Усовершенствованные механизмы работы с памятью и аппаратного prefetch.
• L2-кэш является общим для обоих вычислительных ядер, его объём перераспределяется между ними динамически, в зависимости от нагрузки (это мы уже видели в Intel Core Duo).
• Дальнейшее улучшение технологий энергосбережения.
• Введена поддержка нового набора SIMD инструкций, получившего название SSE4.

Также «слуховая» информация на данный момент называет следующие пераметры новых процессоров:

• 65-нанометровый техпроцесс;
• частота ядра от 1,87 до 2,93 ГГц;
• частота системной шины от 800 до 1066 МГц (в XE-версиях, возможно, 1333 МГц);
• размер разделяемого кэша второго уровня от 2 до 4 мегабайт;
• показатели TDP от 65 до 80 ватт.

По сведениям из тех же авторитетных, но не подлежащих раскрытию источников ;), на первых порах линейка Core 2 Duo будет представлена в следующем составе:

• Процессоры линейки E4xxx — одним CPU E4200 с частотой работы ядра 1,6 ГГц, 800-мегагерцевой системной шиной, и размером общего для обоих ядер L2-кэша 2 МБ.
• Процессоры E6300/6400 — частоты 1,86/2,13 ГГц, 1066-мегагерцевая шина, размер общего L2-кэша 2 МБ (обратите внимание: у нашего инженерного образца E6400 размер кэша 4 МБ!)
• Процессоры E6600/6700 — частоты 2,4/2,66 ГГц, 1066-мегагерцевая шина, L2 4 МБ.
• Процессор X6800 (eXtreme Edition) — частота 2,93 ГГц, 1066 МГц FSB, L2 4 МБ.

Буквенный шифр «E» обозначает диапазон энергопотребления от 55 до 75 ватт, «X» — выше 75 ватт. Шифры энергопотребления «T», «L» и «U» зарезервированы для мобильных и Ultra Low Voltage процессоров линейки Core 2. Также имеется информация, что в сериях 4xx0 и 6xx0 будут выходить десктопные процессоры, а в сериях 5xx0 и 7xx0 — мобильные.

Те микроархитектурные подробности, что можно было «вытащить» из нашего инженерного образца с помощью тестов, вы сможете узнать из уже ставшего традиционным детального исследования платформы с помощью тестового пакета RightMark Memory Analyzer, авторства Дмитрия Беседина. Этот материал будет выпущен чуть позже. Ну а детальное официальное описание микроархитектуры нового процессора, вряд ли станет доступным для нас раньше его официального анонса.

Аппаратное и программное обеспечение

Конфигурация тестовых стендов

• Видеокарта — GeForce 7800GTX 256 MB (Gigabyte)
• Объём памяти на стендах — 2 GB (2 модуля)
• Жёсткий диск — Samsung SP1614C (SATA)
• Используемые кулеры — стандартные, прилагаемые к процессорам
• БП — Thermaltake PurePower 680 APD

* — если указано «2x...», то имеется в виду «по ... на каждое ядро»
** — у процессоров AMD — частота шины контроллера памяти
*** — у процессоров Intel и AMD замеряется по-разному, поэтому сравнивать напрямую некорректно
**** — инженерный сэмпл, характеристики могут не соответствовать серийному образцу

Программное обеспечение

1. Windows XP Professional x64 Edition SP1.
2. 3ds max 7.0
3. Maya 6.5
4. Lightwave 8.5 x64 Edition
5. WinRAR 3.51
6. 7-Zip 4.32 x64 Edition
7. LAME 3.98
8. Monkey Audio 4.01
9. OGG Encoder 2.8 (Lancer)
10. Windows Media Encoder 9 x64 Edition
11. MATLAB 7.1
12. Pro/ENGINEER Wildfire 2.0
13. SolidWorks 2005
14. Microsoft Visual C++ Professional 6.0
15. CPU RightMark 2005 Lite x64 Edition
16. F.E.A.R. 1.3
17. Half-Life 2
18. Unreal Tournament 2004 build 3339
19. Quake 4 Point Release 1.1
20. FineReader Professional 8.0
21. Adobe Photoshop CS2 (9.0)
22. Canopus ProCoder 2.01.30
23. DivX 6.1.1
24. Windows Media Video 9 VCM
25. x264 v.438
26. XviD 1.1.0 Release
27. Apache 2.0.55 for Windows

Драйверы

1. NVIDIA ForceWare 81.98
2. NVIDIA nForce SMBus Driver 4.50
3. Intel INF Update

Тестирование

Необходимое предисловие к диаграммам

Форма представления результатов в используемой нами методике тестирования имеет две особенности: во-первых, все типы данных приведены к одному — целочисленным относительным «баллам» (производительность рассматриваемого процессора относительно Pentium D 805, если скорость последнего принять за 100 баллов), и, во-вторых, подробные результаты приводятся в виде таблицы в формате Microsoft Excel, в самой же статье присутствуют только сводные диаграммы по классам бенчмарков.

Пакеты трёхмерного моделирования

Core 2 Duo E6400, впечатляет, конечно, не так сильно, как E6700 — но не будем забывать о том, что его частота меньше на 25%. E6700 «рвёт всех», обогнав ближайшего конкурента (AMD Athlon 64 FX-62) на 27 (!) процентов. А ведь серия FX у AMD традиционно противопоставлялась XE у Intel, здесь же единственный «экстремал» на базе ядра Conroe даже не представлен, E6700 — это всего лишь топовый CPU в обычной десктопной линейке!

Пакеты САПР (систем автоматического проектирования)

С одной стороны, можно порадоваться за Intel: её новый процессор с частотой всего 2,13 ГГц обогнал топовый старый с частотой 3,73 ГГц. С другой стороны, сравнение с AMD Athlon 64 FX-60/62 выдерживает только Core 2 Duo E6700. В общем, CAD/CAE пакеты пока что явно не являются самыми любимыми приложениями нового ядра, здесь Intel всего лишь удалось обогнать AMD по очкам. Правда, X6800 будет ещё лучше, но в данной ситуации AMD всё-таки может рассчитывать в разумные сроки хотя бы догнать своего основного конкурента, разрыв не смертельный.

Компиляция

Безусловно, явный прогресс для Intel, если сравнивать с результатами NetBurst CPU. По сравнению с топовыми Athlon 64 FX, новое ядро выглядит тоже весьма неплохо, но «пободаться» AMD явно попробует, и некоторый шанс догнать Intel (скорее всего, после перехода на 65-нанометровый процесс) у неё есть...

Проект RightMark

Не очень обнадёживающий результат, но не будем забывать о том, что CPU RightMark является программой, очень хорошо оптимизированнной под все известные ей CPU. Core 2 Duo к таковым, понятное дело, ещё не относится.

Обработка растровых изображений (фотографий)

Весьма редкий случай: продемонстрировав замечательный результат в сравнении с топовыми процессорами конкурента, младший Core 2 Duo... проигрывает топовому Pentium eXtreme Edition на базе всеми уже, кажется, похороненной архитектуры NetBurst! Превосходное напоминание всем тем, кто ругал Pentium 4: да, не для всех задач этот процессор был хорош — но это вовсе не означает, что для всех задач он был плох. Впрочем, результаты E6700 всё ставят на свои места: в общем зачёте выигрывает платформа Intel, и с весьма убедительным отрывом (на 20% лучше топового процессора от AMD). Вот такое отставание сократить будет уже намного труднее. Если делать это тупым наращиванием частоты, то чтобы просто догнать Core 2 Duo E6700, AMD придётся разогнать Athlon 64 FX примерно до 3,4 ГГц...

WEB-сервер

Это, конечно же, можно назвать убедительной победой — и никак иначе. Младший Conroe «проиграл» Athlon 64 FX-62 порядка 5% скорости, но если учесть, что частота у него на 31% меньше (!), а заодно посмотреть на результат E6700 — то становится совершенно очевидно, что шансы архитектуры AMD K8 догнать новые процессоры Intel в данном подтесте примерно так же эфемерны, как и в предыдущем случае. Тем более что Intel тоже вряд ли будет всё это время сидеть сложа руки.

Упаковка файлов

Ну а это уже просто разгром. Когда 2,13-гигагерцевый процессор обходит на 7% самый топовый CPU конкурента, работающий на частоте 2,8 ГГц — это уже не победа по очкам, а чистый нокаут. Судя по тому, что нам известно о данном классе программ и его предпочтениях, лавровый венок победителя заслуженно делят пополам собственно процессор на ядре Conroe и чипсеты Intel, а точнее — их контроллеры памяти.

Кодирование аудиоданных

Не так радужно, как на нескольких предыдущих диаграммах, но, повторимся, относительно своей частоты даже E6400 демонстрирует вполне неплохой результат (о E6700 и говорить нечего — длина его столбика бросается в глаза сразу :). Судя по всему, развитие ситуации в случаях, подобных этому, будет примерно таким: сразу после выхода линейки Intel Core 2, топовые её представители хорошо, бодренько обгонят топовые процессоры основного конкурента — но через некоторое время (в районе полугода) AMD обязательно попытается устранить отрыв. С нашей точки зрения, если отставание не превышает 15% (как в этом случае) — можно ещё «пободаться», разгоняя старую архитектуру K8.

Кодирование видеоданных

А вот тут ситуация для AMD, скорее всего, практически безнадёжная. Исходя из примерного равенства между Conroe 2,13 ГГц и Athlon 64 FX-62 (2,8 ГГц), и приняв за отправную точку для обеих архитектур гипотезу об идеальной масштабируемости — для того, чтобы догнать топовый Conroe (предположительно 2,93 ГГц, напомним), AMD нужно будет разогнать Athlon 64 FX примерно до 3,8 ГГц. Не думаем, что это удастся сделать раньше чем через год-полтора, ну а к этому времени Intel, несомненно, «ещё что-нибудь придумает».

Система распознавания текстов

В принципе, можно просто ещё раз прочитать комментарий к предыдущей диаграмме...

Трёхмерные игры

Тем, кто оценивает конфигурацию в первую очередь исходя из производительности в играх, настоятельно рекомендуем ознакомиться с подробным тестированием Conroe в современных играх

Общие баллы

Эффективность в пересчёте на гигагерц частоты

На этой нестандартной для нашей основной методике диаграмме, мы показали достаточно очевидный, в общем-то, параметр: эффективность в пересчёте на частоту. Приведенные тут значения — это просто общий балл по всем тестам, поделенный на частоту соответствующих процессоров в гигагерцах. И вот тут-то вы можете наблюдать, так сказать, «квинтессенцию победного марша Conroe». Если эффективность Athlon 64 FX на 58% превосходит эффективность Pentium eXtreme Edition 965 — то эффективность Conroe на 23% превосходит эффективность Athlon 64 FX! Казалось, сделать нечто более «удельно ёмкое», чем ядро AMD K8 — малореально, но инженерам Intel это удалось.

Заключение

В целом, можно сказать, что новые процессоры Intel впечатлили нас даже больше, чем мы ожидали — и это при том, что ожидали мы, в общем-то, довольно многого. Что характерно: глядя на результаты, не хочется петь дифирамбы, поздравлять Intel с победой, хвалить новое ядро, и так далее, и тому подобное. Скорее хочется просто ещё раз просмотреть все диаграммы, и понять, что же нам, в конце концов, «выкатил» мировой гигант процессоростроения. С чем, так сказать, нам дальше жить :). А что жить нам с ядром Conroe и последующими его идеологическими преемниками придётся долго — это очевидно. Продемонстрированная эффективность в пересчёте на гигагерц частоты, не только восторгает — у неё есть и обратная медаль: быстро такие внушительные результаты не достигаются. Стало быть, как минимум года три-четыре, о чём-то кардинально новом мечтать не приходится — будет всё тот же Conroe, только с возросшей частотой, быть может, увеличенными размерами кэшей, и почти наверняка с возросшим количеством ядер. Однако архитектура вряд ли изменится.

Что же мы можем сказать об архитектуре, глядя на результаты тестов? Относительно «не блещет» Conroe в пакетах трёхмерного моделирования и CAD/CAE. Разумеется, для его частоты результаты всё равно превосходные, но они впечатляют меньше, чем остальные. Стало быть, можно считать частично подтверждёнными гипотезы о том, что классический FPU у нового ядра... нет, не то что бы «плох» — скорее «уступает в степени совершенства прочим узлам». Подтверждается это также результатами CPU RightMark и Adobe Photoshop CS2. Бороться с этой проблемой будут, видимо, частотой. Тем более что запас по частоте, можно предположить — есть, и немаленький. В трёхмерном моделировании и растровой графике должно помочь и увеличенние количества ядер — эти алгоритмы хорошо распараллеливаются.

Превосходные результаты демонстрирует новое ядро в архивации данных, подтесте «веб-сервер», распознавании символов, и играх. Проанализировав данный набор, можно констатировать, что хорошо удалась Intel работа с памятью и кэшами, а также с вечно вводившим в ступор длинноконвейерный Pentium 4 «хаотичным кодом». То есть, фактически, было решено побить AMD на её поле, и её же любимым оружием. Судя по всему, получилось.

Исходя из всего вышеизложенного, рискну сделать глобальный вывод: если смотреть на новое ядро с микроархитектурной точки зрения, то для программиста оно будет намного проще предыдущего поколения (Pentium 4 / NetBurst). Не нужно особенно сильно возиться с оптимизацией (за исключением механизмов распараллеливания вычислений), не нужно тщательно отслеживать критические участки кода на предмет возможного неправильно предсказанного ветвления, или, боже упаси, угрозы replay. Мощный и простой в обращении CPU, достаточно неприхотливый к коду, мало потребляющий и мало греющийся — вот какой идеал нам предлагают сегодня и Intel, и AMD. Это единство во взглядах у двух давних «заклятых друзей» очень важно: оно означает, что общий вектор развития будет сохраняться неизменным — независимо от того, кто в данный конкретный момент является «царём горы». Программы, хорошо работающие на новых процессорах Intel, будут, скорее всего, вполне неплохо себя чувствовать и на системах с процессорами AMD, и наоборот. В принципе, с точки зрения ПК (персонального компьютера), оснащённого всяческими мультимедиями и прочими «прикольными прибамбасами» — видимо, это действительно идеальный вариант. А для всяких разных специализированных вычислительных комплексов и хитромудрого, годами оптимизируемого программного обеспечения, в конце концов, можно что-то отдельное создать.

И, разумеется, нельзя не отметить, насколько впечатляющим получился старт новой платформы. Я даже не могу припомнить, когда в последний раз мне доводилось тестировать процессор новой архитектуры, который бы так вот сразу, безоговорочно «перечеркнул» все старые самим фактом своего существования. Core 2 Duo E6700 — безусловно, превосходен. Собственно, как уже не раз говорилось выше, Intel может совершенно спокойно себя чувствовать как минимум полгода-год, не выпуская вообще ничего нового. А ведь будет ещё и Core 2 Duo X6800... Трудно придётся AMD, очень трудно. По крайней мере, в нише топовых десктопных решений. Пора бы о новой архитектуре подумать — ядру AMD K8, несмотря на наши недавние оптимистичные прогнозы, Conroe, похоже, не по зубам...