В бой идут одни старики
Серия 3: одноядерные процессоры Intel
на NetBurst-ядре

К сожалению, в процессе обещанного нами в третьей серии тестирования одноядерных Athlon 64 для старой платформы AMD Socket 939, возникли некоторые сложности. С другой стороны, т.к. результаты одноядерных Intel Pentium 4 уже имеются, мы решили подсластить горькую пилюлю ожидания выпуском материала, посвященного только одноядерникам Intel. Одноядерники AMD для Socket 939, соответственно, переносятся на 4-ю серию (которая ранее вообще не планировалась).

Аппаратное и программное обеспечение

Конфигурация тестовых стендов

• Объём памяти на стендах — 2 GB (2 модуля)
• Жёсткий диск — Samsung HD401LJ (SATA)
• Используемые кулеры — стандартные, прилагаемые к процессорам
• БП — Cooler Master RS-A00-EMBA

* — если указано «2x...», то имеется в виду «по ... на каждое ядро»
** — у процессоров AMD — частота шины контроллера памяти
*** — у процессоров Intel и AMD указывается по-разному, поэтому сравнивать напрямую некорректно

Программное обеспечение

1. Windows XP Professional x64 edition SP1
2. 3ds max 9 x64 edition
3. Maya 8.5 x64 edition
4. Lightwave 3D 9 x64 edition
5. MATLAB R2006a (7.2.0.32) x64 edition
6. Pro/ENGINEER Wildfire 2.0
7. SolidWorks 2005
8. Photoshop CS2 (9.0)
9. Visual Studio 2005 Professional
10. Apache HTTP Server 2.2.4
11. CPU RightMark 2005 Lite (1.3) x64 edition
12. WinRAR 3.62
13. 7-Zip 4.42 x64 edition
14. FineReader 8.0 Professional
15. LAME 3.97
16. Monkey Audio 4.01
17. OGG Encoder 2.83
18. Windows Media Encoder 9 x64 edition
19. Canopus ProCoder 2.01.30
20. DivX 6.4
21. Windows Media Video VCM 9
22. x264 v.604
23. XviD 1.1.2
24. F.E.A.R. 1.08
25. Half-Life 2 1.0
26. Quake 4 1.3
27. Call of Duty 2 1.2
28. Serious Sam 2 2.07
29. Supreme Commander 1.0.3220

Тестирование

Подбор Pentium 4 для тестирования был очень простым: мы взяли нижнюю и верхнюю* границы модельного ряда. Для исследования производительности старой платформы такой подход представляется наиболее логичным: мы сразу можем оценить весь диапазон быстродействия, которое она может продемонстрировать. Что же касается технических подробностей и характеристик, то они уже столько раз обсуждены, что не имеет никакого смысла возвращаться к ним снова. Старые процессоры — они и есть старые. Их покупают исключительно из экономии, а не для экспериментов. Что же касается присутствия в тестах Pentium 4 531, то его роль совсем уж скромная: демонстрировать масштабируемость производительности при росте частоты.

* — Небольшая поправка насчёт верхней границы: да, нам известно о существовании Pentium 4 с processor number 660, 661 и 670. Однако попытка раздобыть их в реальности, ни к чему не привела: выше Pentium 4 651 массово никто не завозит, только под заказ. Мы с трудом представляем себе человека, который сейчас станет специально заказывать себе Pentium 4, да ещё и верхней ценовой категории (а прочитав данный материал, тем более не станет :), поэтому согласились считать 651-й фактической верхней границей, установленной самим рынком.

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 Intel Core 2 Duo E4300, если скорость последнего принять за 100 баллов), и, во-вторых, подробные результаты приводятся в виде таблицы в формате Microsoft Excel, в самой статье присутствуют только сводные диаграммы по классам бенчмарков. Тем не менее, иногда мы будем обращать внимание на подробные результаты, если они того заслуживают.

Пакеты трёхмерного моделирования

С одной стороны, результаты Pentium 4 651 демонстрируют, что ещё есть двухъядерники, которые может обогнать одноядерный Pentium 4. С другой стороны, для того чтобы обогнать, скажем честно, самый медленный двухъядерник на рынке, ему понадобилось превосходство в частоте на целых 740 МГц. Прямо скажем: пиррова победа. А если ещё и цены сравнить...

CAD/CAE пакеты

Как ни странно (впрочем, мы уже столкнулись с этим феноменом в предыдущей серии), в данном подтесте NetBurst-ядро чувствует себя достаточно хорошо. Теперь можно добавить: и не только в двухъядерном варианте.

Обработка цифрового фото

Однако как только мы переходим к приложениям, в которых достаточно хорошо реализована поддержка многопроцессорности — никакие мегагерцы Pentium 4 уже не помогают. Три Pentium 4 — и три нижних места. Adobe Photoshop однозначно проголосовал за двухъядерность.

Компиляция

А вот компилятор Microsoft, судя по всему, SMP-оптимизирован отнюдь не идеально. Это хорошо заметно, если сравнить результаты Pentium 4 651 и Pentium D 940. Архитектура одинаковая, размер L2 в пересчёте на ядро — тоже. Но у первого на 200 мегагерц выше частота, а у второго — два ядра. И что? А ничего — пришли к финишу практически «ноздря в ноздрю». Сравните результаты тех же процессоров в предыдущем тесте...

Веб-сервер

При наших установках тестирования, Apache Benchmark создаёт до 50 одновременно работающих потоков, поэтому двухъядерники получают весомое преимущество. Что характерно: данный подтест весьма чувствителен в том числе к объёму кэша и полосе пропускания подсистемы памяти, но даже более быстрая шина (800 МГц QPB против 533) не помогла Pentium 4 651 обогнать достаточно слабенький Pentium D 805.

Синтетика

За счёт существенного превосходства по частоте, Pentium 4 651 удалось выиграть у Pentium D 805 даже в тесте, весьма серьёзно заточенном под многопроцессорность. Если взглянуть на подробные результаты, становится понятно, почему: модуль Solver в CPU RightMark не распараллелен, SMP поддерживается только в модуле рендеринга. В рендеринге Pentium D 805 даже чуть-чуть выиграл, но в Solver'е проиграл со счётом 32:41, то есть очень существенно.

Упаковка данных

Как мы уже отмечали ранее, некая SMP-оптимизация в используемых нами архиваторах явно присутствует, но качество её реализации по-прежнему далеко от идеала. В данном случае это привело к тому, что Pentium D 805 проиграл вообще всем. Результаты Pentium D 915 смотрятся уже намного лучше — явно за счёт возросшего в 2 раза объёма кэша и более быстрой чем у 805-го шины.

Оптическое распознавание

А вот и так бывает! Про то, что в batch-режиме ABBYY FineReader многопроцессорность не поддерживает, мы уже писали. Теперь к тому же хорошо видно, что данное ПО неплохо оптимизировано под старую архитектуру Intel (ну или наоборот — плохо оптимизировано под новую :).

Кодирование аудиоданных

Старый тест, старые в основном кодеки, поддержка SMP присутствует только у одного из четырёх — и вот, вполне закономерный результат: Pentium 4 вспомнили старые добрые деньки, когда они считались вполне быстрыми процессорами.

Кодирование видеоданных

Полное фиаско Pentium 4. Как мы уже писали выше, его можно предсказывать даже без тестов, если мы знаем, что некий класс ПО достаточно хорошо умеет задействовать потенциал многоядерных CPU.

Игры

При равном объёме кэша «на ядро», равной пропускной способности процессорной шины, и на 600 МГц большей частоте, Pentium 4 651 всё же проиграл Pentium D 915. Блестящее фактическое доказательство того, что поддержка многоядерников в игры всё-таки постепенно приходит. Хотя, конечно, и не так быстро, как хотелось бы.

Общие баллы

Мы заострим внимание только на одном сравнении, ибо оно наиболее показательно: Pentium 4 651 vs. Pentium D 915. Постоянно соперничая друг с другом, от теста к тесту, к финишу они пришли с одинаковым общим баллом. А теперь просто берём, и сравниваем ключевые характеристики:

Эти два процессора с одинаковой архитектурой ядра в среднем равны друг другу по производительности (согласно нашей методике тестирования). Рассуждать о том, является ли стакан двухъядерности наполовину полным, или наполовину пустым, не будем. Оценивайте сами.

Предположительное энергопотребление

Заметим, что Pentium 4 521/531 не поддерживают EIST, и чем это чревато, легко заметить взглянув на диаграмму энергопотребления в состоянии покоя (сравните с Pentium 4 651). В целом же, на фоне двухъядерников на NetBurst-ядре, даже Pentium 4 смотрится «вполне ничего». Правда, только на этом фоне. :)

Заключение

А нужно ли оно? Один из топовых одноядерных Pentium 4, работающий на частоте 3.4 ГГц и имеющий 2 МБ L2-кэша, в общем зачёте проиграл порядка 16% двухъядерному Pentium E2160, у которого и кэша в 2 раза меньше, и частота меньше тоже почти в 2 раза (в 1.89 раз, если быть точным), и максимальное энергопотребление тоже почти в 2 раза меньше. С нашей точки зрения, сама констатация данного факта является достаточно информативным заключением о «перспективах» одноядерников на NetBurst-ядре.