Три пары бюджетных двухъядерных Sandy Bridge

Изучаем влияние технических параметров на производительность с точностью до миллиметра


Сказать, что весь мир замер в ожидании настольных процессоров семейства AMD Trinity и двухъядерных Intel Ivy Bridge, будет явным преувеличением, но относительно некоторых категорий пользователей компьютеров — не таким уж большим отступлением от истины. Тем более что как одно, так и другое семейство смогут сильно изменить положение в бюджетном сегменте. Точнее, первому это точно удастся сразу, а вот Intel будет действовать поэтапно, в результате чего самых дешевых Pentium и Celeron по нормам 22 нм придется подождать еще. Но жизнь в этих линейках все равно не затихает. А их, напомним, у Intel три. Причем растут (по мере изменения запросов пользователей) все три одновременно, так что начинают пересекаться. Т. е. по задумкам компании они все равно должны четко отделяться друг от друга, поскольку постепенно старшие G500 будут вытеснять младшие G600, а старшие G600 — соответственно, G800, однако из-за специфики розничных сетей иногда на рынке оказывается по паре почти одинаковых моделей. Почти, но не совсем одинаковых. Что, в общем-то, и явилось причиной появления статьи, которую вы сейчас читаете — новых процессоров в ней будет всего три, причем все относятся к старым линейкам, так что сами по себе они интересными для тестирования объектами не являются. А вот если превратить три процессора в три пары процессоров — уже есть тема для исследования :)

Конфигурация тестовых стендов

Процессор Celeron G550 Pentium G620
Название ядра Sandy Bridge DC Sandy Bridge DC
Технология пр-ва 32 нм 32 нм
Частота ядра std/max, ГГц 2,6 2,6
Кол-во ядер/потоков вычисления 2/2 2/2
GPU HDG HDG
Оперативная память 2×DDR3-1066 2×DDR3-1066
Кэш L1, I/D, КБ (на ядро) 32/32 32/32
Кэш L2, КБ (на ядро) 256 256
Кэш L3, МиБ 2 3
Сокет LGA1155 LGA1155
TDP 65 Вт 65 Вт
Цена Н/Д(0) Н/Д(5)

Первая пара — новый Celeron G550 и старый Pentium G620. Что их отличает (кроме цены и названия, разумеется)? Только одно: все Celeron имеют кэш L3 емкостью 2 МиБ, а все Pentium — 3 МиБ. На этом все: два ядра одинаковой архитектуры на одинаковой частоте и с одинаковой функциональностью. Вот и посмотрим — что дает «лишний» мегабайт кэш-памяти.

Процессор Pentium G640 Pentium G840
Название ядра Sandy Bridge DC Sandy Bridge DC
Технология пр-ва 32 нм 32 нм
Частота ядра std/max, ГГц 2,8 2,8
Кол-во ядер/потоков вычисления 2/2 2/2
GPU HDG HDG
Оперативная память 2×DDR3-1066 2×DDR3-1333
Кэш L1, I/D, КБ (на ядро) 32/32 32/32
Кэш L2, КБ (на ядро) 256 256
Кэш L3, МиБ 3 3
Сокет LGA1155 LGA1155
TDP 65 Вт 65 Вт
Цена Н/Д(1) Н/Д(3)

Вторая пара — новый Pentium G640 и старый Pentium G840. Опять всего одно техническое различие: 600-я линейка в плане памяти официально ограничена DDR3-1066, а 800-я поддерживает и DDR3-1333. Посмотрим, как это сказывается на производительности (тем более, что некоторые материнские платы позволяют немного разогнать память и на Celeron/Pentium).

Процессор Pentium G870 Core i3-2100
Название ядра Sandy Bridge DC Sandy Bridge DC
Технология пр-ва 32 нм 32 нм
Частота ядра std/max, ГГц 3,1 3,1
Кол-во ядер/потоков вычисления 2/2 2/4
GPU HDG HDG 2000
Оперативная память 2×DDR3-1333 2×DDR3-1333
Кэш L1, I/D, КБ (на ядро) 32/32 32/32
Кэш L2, КБ (на ядро) 256 256
Кэш L3, МиБ 3 3
Сокет LGA1155 LGA1155
TDP 65 Вт 65 Вт
Цена Н/Д(1) $239(на 11.01.16)

А вот третья пара относится к принципиально разным семействам — Pentium G870 и Core i3-2100. Но единственное отличие между моделями — как раз принципиальное: поддержка технологии Hyper-Threading второй из них (плюс некоторые различия встроенного GPU, но мы его в основной линейке тестирований все равно никак не используем). Таким образом, на основании этой пары можно сделать выводы о полезности (и ее размере) от поддержки НТ.

  Системная плата Оперативная память
LGA1155 Biostar TH67XE (H67) Corsair Vengeance CMZ8GX3M2A1600C9B (2×1333; 9-9-9-24 / 2×1066; 8-8-8-20)

Тестирование

Традиционно, мы разбиваем все тесты на некоторое количество групп и приводим на диаграммах средний результат по группе тестов/приложений (детально с методикой тестирования вы можете ознакомиться в отдельной статье). Результаты на диаграммах приведены в баллах, за 100 баллов принята производительность референсной тестовой системы iXBT.com образца 2011 года. Основывается она на процессоре AMD Athlon II X4 620, ну а объем памяти (8 ГБ) и видеокарта (NVIDIA GeForce GTX 570 1280 МБ в исполнении Palit) являются стандартными для всех тестирований «основной линейки» и могут меняться только в рамках специальных исследований. Тем, кто интересуется более подробной информацией, опять-таки традиционно предлагается скачать таблицу в формате Microsoft Excel, в которой все результаты приведены как в преобразованном в баллы, так и в «натуральном» виде.

Интерактивная работа в трёхмерных пакетах

Кэш Память Hyper-Threading Частота
+2,4% 0% −5,5% +4%

Как следует понимать табличку после стандартной диаграммы? Мы решили несколько облегчить жизнь наиболее ленивым читателям (а прогресс — и есть улучшение удовлетворения самых ленивых :)) и посчитать точное увеличение производительности по каждой из изменившихся характеристике: увеличение емкости кэш-памяти (соотношение G620/G550), частоты оперативной памяти (G840/G640) и появление поддержки Hyper-Threading (2100/G870). Четвертая колонка — увеличение частоты вычислительных ядер на 200 МГц, которые разделяют «края» среднего сегмента Pentium — G640 и G620. Тем более, что это наиболее предсказуемое по поведению улучшение — при прочих равных производительность пропорциональна именно частоте. Но не прямо пропорциональна: увеличили примерно на 7,8%, а вот производительность, как видим, в этой группе тестов поднялась лишь на 4%. Впрочем, «интенсивные технологии» и этим похвастаться не могут: кэш-памяти стало в полтора раза больше, а дало это всего 2,4%. Частота оперативной памяти поднялась на треть, но это и вовсе никакого эффекта не дало. Прирост же от Hyper-Threading и вовсе отрицательный — поскольку этим приложениям больше двух потоков вычисления не требуется, имеем падение более чем на 5%. Что ж — НТ до сих пор не бесплатна, о чем стоит помнить. Остальные улучшения, впрочем, тоже — производительность-то повышают, но платить за них нужно.

Финальный рендеринг трёхмерных сцен

Кэш Память Hyper-Threading Частота
+4,1% 0% +24,2% +7,8%

Зато там, где потоков вычислений чем больше, тем лучше, Hyper-Threading альтернатив не имеет — 24% «на пустом месте». Память опять ничего не дает, частота — естественно, дает: вычислительная задача, так что сколько добавили на входе, столько и получили на выходе. Да и любовь этих тестов к кэш-памяти давно известна. Впрочем, на фоне НТ 4% — совсем чуть-чуть, но и это тоже неплохо.

Упаковка и распаковка

Кэш Память Hyper-Threading Частота
+8% +2,4% +2,9% +4,1%

Наконец-то «выстрелила» оперативка, обеспечив сравнимый с Hyper-Threading прирост. Однако последнюю технологию сдерживает то, что два подтеста из четырех вообще однопоточные, а один — двухпоточный, так что для нее эта группа «плохая», а для ОЗУ, напротив, одна из лучших. И все равно прирост скромнее, чем от увеличения тактовой частоты и, тем более, емкости кэш-памяти.

Кодирование аудио

Кэш Память Hyper-Threading Частота
0% 0% +31,7% +7,2%

Снова вычислительная задача, где не важны ни скорость оперативной памяти, ни емкость кэша, зато прирост почти пропорционален тактовой частоте. Но по сравнению с почти 32% от Hyper-Threading все остальное суета сует :) Кстати, и у четырехъядерных процессоров от НТ практически столько же пользы в относительном исчислении, так что не стоит сбрасывать технологию со счетов: в ряде случаев она более полезна, чем простое наращивание количества ядер. По крайней мере, разница между шестиядерным i7-3960X и четырехъядерным i7-2600 меньше. Ну а что касается бюджетного сегмента, то… Если когда-то Intel и могло мешать отсутствие в ассортименте трехъядерных процессоров, то времена эти остались в прошлом как только появились первые Core i3 :)

Компиляция

Кэш Память Hyper-Threading Частота
+6,5% +2,9% +36,4% +4,5%

И не стоит думать, что это какая-то особенность именно нашего теста аудикодирования, где число одновременно обрабатываемых файлов линейно зависит от количества аппаратно-поддерживаемых потоков вычислений — вовсе нет. Потому как компиляторы голосуют за виртуальную многопоточность еще более активно — аж 36% прироста! Еще эти тесты интересны, конечно, тем, что им важны все характеристики процессоров, но вот сильно по-разному. Одно дело два, четыре или даже шесть процентов и совсем другое — 36. В общем, двухъядерный процессор двухъядерному процессору рознь. Даже при одинаковой частоте, емкости кэш-памяти и прочем окружении тоже. Без НТ это просто двухъядерный процессор, а с НТ — устройство, способное конкурировать даже с некоторыми младшими четырехъядерными моделями.

Математические и инженерные расчёты

Кэш Память Hyper-Threading Частота
+4% +2,2% 0% +4,7%

Но что НТ, что дополнительные ядра могут пригодиться только там, где для них найдется работа. Если не найдется, то ничем не помогут. Прочие факторы — как-то сказываются, хотя очевидным выводом из таблички будет простой: хорошо иметь высокочастотный двухъядерный процессор с большой емкостью кэш-памяти. Phenom II X2, кстати, в свое время здесь тоже блистали, равно как и Core 2 Duo E8000, уступая топовым Core 2 Quad или Phenom II X4 лишь за счет преимущества последних в частоте или емкости L2, так что и Pentium G870 нынешним топам проигрывает только из-за того, что у последних всего больше «по праву рождения», а его специально «обкорнали» :)

Растровая графика

Кэш Память Hyper-Threading Частота
+1,6% +0,7% +5,8% +7%

Часть тестов многопоточная, так что какой-никакой прирост от Hyper-Threading есть — почти 6%. 200 МГц частоты, впрочем, дают все 7% (т. е. прирост почти линейный), но это объяснимо — производительность растет и в многопоточных приложениях, и в принципиально однопоточном GIMP: словом, везде. А к скорости памяти (хоть оперативной, хоть кэш) у этих программ требований практически никаких.

Векторная графика

Кэш Память Hyper-Threading Частота
+2,4% +0,7% −0,7% +7%

Еще один случай, когда Hyper-Threading только вредит (что отличает ее от «лишних» ядер — они даже в худшем случае всего лишь бесполезны), но всего второй и последний, да и микроскопический. Явная польза наблюдается только от повышения тактовой частоты. И пары мегабайт L3 маловато. Впрочем, ничего нового — мы уже условились считать эти две программы «заточенными» под Core 2 Duo, так что ничего удивительного, что на современном уровне им вполне подходит Pentium. А что-то более мощное может пригодиться лишь постольку, поскольку там и кэша, и мегагерц больше будет.

Кодирование видео

Pentium G870 продемонстрировал результат ровно 100 баллов! Почему на этом заостряем внимание? Потому, что ровно столько, напомним, здесь набирает эталонный Athlon II X4 620, являющийся четырехъядерным процессором (причем далеко не худшим). А тут пусть и чуть более высокочастотные и намного более современные, но все-таки два ядра. Безо всякого Hyper-Threading. Ну а теперь — традиционная табличка.

Кэш Память Hyper-Threading Частота
+2,4% +1,1% +17% +5,9%

Благо любопытна она тем, что и здесь Hyper-Threading, фактически, переводит процессор на более высокий уровень. 17% далеко от 30+%, которые мы видели в некоторых тестах выше, но и это более чем серьезно. Тем более что прочие способы повышения производительности сравнимого эффекта не дают. За исключением увеличения количества ядер, конечно, но это само по себе дорогое удовольствие. А НТ достается производителю почти бесплатно. Что не мешает ему собрать положенную дань с пользователей, однако меньшую, чем могло бы — Core 2 Quad даже самые обрезанные и бюджетные ниже 150 долларов не опускались ;)

Офисное ПО

Кэш Память Hyper-Threading Частота
+0,8% +0,7% +1,3% +7,2%

Если что-то и влияет на производительность в этой группе тестов, то только тактовая частота. Какой-никакой эффект от НТ есть, но лишь благодаря FineReader — бесспорно, программе требовательной к вычислительным ресурсам, но, пожалуй, самой редкоиспользуемой на фоне прочих подтестов. Что делать пользователю? А ничего не делать — мало кто станет спорить, что для офисного компьютера вполне достаточно не только современных Celeron (тем более, что у нас сегодня на повестке дня старшая модель в линейке), но и не очень современных, и даже некоторых совсем старых. В разумных пределах, конечно — Celeron D или более ранние модели (а также их аналоги) вряд ли сильно обрадуют пользователя, но веди и на них по слухам до сих пор люди работают.

Java

Кэш Память Hyper-Threading Частота
+2,8% +1,3% +18,6% +5,5%

Зато здесь, как и следовало ожидать, самый весомый вклад вносит Hyper-Threading — прирост в 3,5 раза выше, чем от увеличения тактовой частоты. Но и 200 МГц последней вдвое весомее, чем «лишний» мегабайт кэш-памяти (как мы уже не раз говорили, JVM к этому параметру не слишком требовательна — благодаря оптимизации под совсем уж слабенькие процессоры в смартфонах и прочих кофеварках), а производительность оперативной памяти еще вдвое менее важна.

Игры

Кэш Память Hyper-Threading Частота
+8,2% +1,9% +9,7% +1,9%

Если покупателям четырехъядерных Core на данный момент технология Hyper-Threading не слишком-то и нужна (а то и вовсе — не нужна), то двухъядерникам без нее обходиться трудно. Равно как и без более-менее пристойной емкости кэш-памяти — от ее увеличения с 2 до 3 МиБ здесь прирост максимальный: даже больше, чем в тестах компиляторов или архивации данных. А вот тактовая частота что процессорных ядер, что оперативной памяти на производительность влияют слабо.

Многозадачное окружение

Кэш Память Hyper-Threading Частота
+6,3% +1,1% +13,1% +3,6%

Как и следовало ожидать, максимальный эффект в этом экспериментальном тесте снова обеспечивает Hyper-Threading. Он скромнее, чем в одиночных многопоточных приложениях, конечно, но во многом потому, что здесь и емкость кэш-памяти имеет немалое значение. В принципе, с подобными особенностями тесты на многозадачность мы уже сталкивались и не раз: чем больше потоков, тем более важен для них достаточный быстрый объем для хранения данных. Поскольку это общий ресурс, и любой поток вычисления может с легкостью навредить всем остальным, вытеснив их данные. В общем, при недостатке кэш-памяти эффект от многоядерности (не говоря уже о просто многопоточности) может оказаться даже отрицательным, что мы наблюдали, например, в случае Celeron E1000. Современные процессоры среднего уровня страдают от такого эффекта куда в меньшей степени, однако… У двухъядерных моделей эффективность Hyper-Threading в этом тесте ниже, чем у четырехъядерных Core i7 там ядер и потоков больше вдвое, а вот емкость L3 выше в 2,6 раза. И эффективность НТ тоже соотносится как те же 3/4. Такой вот поразительный эффект, о возможном существовании которого многие наверняка уже догадывались, но вот практических подтверждений оного нам как-то доселе не встречалось.

Итого

Кэш Память Hyper-Threading Частота
+4% +1,9% +9,2% +4,9%

В процессоре всё должно быть прекрасно — и поддержка разнообразных технологий, и емкость кэш-памяти, и поддержка ОЗУ, и тактовая частота, так что нет ничего удивительного, что младший Core i3 быстрее старшего Celeron примерно на треть: у этих процессоров все характеристики разные. Но вот вклад от улучшения каждой из них — разный: при прочих равных условиях НТ в среднем дает порядка 9%, на долю L3 приходится 4%, а увеличение тактовой частоты оперативной памяти не дотягивает и до 2%. Дополнительные 200 МГц тактовой частоты ядер и кэша (а в Sandy Bridge они работают синхронно) позволяют прибавить около 5%. Не так уж и плохо, но если сравнить Core i3-2100 и 2120T (у последнего частота как раз такая же, как у G550 или G620), разница лишь чуть превысит 7,3%. Т. е., фактически, 3/4 разницы в производительности Core i3-2100 и Celeron G550 приходятся вовсе не на тактовую частоту. Это, кстати, ставит под сомнение оправданность разгона современных Celeron и Pentium, даже если бы он был возможен. Производительность, конечно, вырастет, но вот угнаться за процессорами с более высокой организацией (сдобренными НТ, как Core i3, или вовсе четырехъядерными с 6 МиБ L3, как Core i5) не получится, даже достигнув существенно более высоких тактовых частот. Впрочем, эта оценка справедлива лишь в среднем, разумеется, поскольку при разных типах нагрузки вклад разных улучшений тоже разный, что мы выше и наблюдали.

А для пущей наглядности приведем и вот такую сводную диаграмму. Как видите, наименьшее значение имеет производительность оперативной памяти — ничего неожиданного, поскольку это верно и для процессоров более высокого уровня. Тактовая частота — параметр более предсказуемый, но не всегда самый важный: иногда увеличение кэша дает больше. А технология Hyper-Threading иногда бесполезна или даже вредна, но вот в случаях, когда ее удается задействовать по назначению, эффект оказывается потрясающим. В общем, недаром всё, что с ее поддержкой — это уже Core даже при двух ядрах, а без — всего лишь Pentium да Celeron.

И еще один красивый график: на данный момент «простые» двухъядерные Sandy Bridge плотно освоили диапазон тактовых частот от 2,4 до 3,1 ГГц, так что любопытно взглянуть и на то, как это соотносится с производительностью в зависимости от конкретного семейства. Как видите, графики почти линейны, но не смыкаются: кэш и память имеют пусть и небольшое, но значение. Зато по этим графикам хорошо видно, что что одно, что другое улучшение можно скомпенсировать при помощи 100 МГц тактовой частоты. Т. е. Celeron G550 медленнее, чем Pentium G620, но вот Celeron G560 уже будет ему равен. Да и Pentium G650 как раз сравняется с Pentium G840. Как в таких условиях заставить покупателя приобретать процессор более дорогой серии (т. е. G600, а то и G800 вместо G500)? Да очень просто — на самом деле, обеспечить «парность» для этой статьи нам удалось лишь потому, что розничные сети несколько замедленно реагируют на обновления ассортимента Intel, а уже выпущенные процессоры никуда волшебным образом не пропадают :) В отгрузках же компания предпочитает делать упор на пять моделей этих трех семейств, сохраняя между ними разрыв по частоте. Т. е. в «свежих» отгрузках вероятность встретить одновременно, например, пары G550/G620 и G640/G840 близка к нулевой, поскольку отпускные цены G620, G630 и G640 одновременно равны 64 долларам, а на планке 75 долларов столь же одновременно ныне живут G840, G850 и G860. Т. о. и равенства частот не получается, а как показало наше тестирование, для равной производительности младшему семейству надо иметь чуть большую тактовую частоту.

Однако результаты имеют не только теоретическое, но и прикладное значение благодаря упомянутой инертности розницы, в результате которой даже в одном магазине одновременно могут оказаться все 10 попавших на график процессоров, закупленные в разное время по разным ценам. В результате чего ценообразование перестает быть таким простым и линейным, как того хочется Intel, а дополнительную интригу привносит российская традиция продавать в розницу не только коробочные, но и ОЕМ-процессоры, изначально стоящие по-разному. В общем, при сборке бюджетного компьютера есть над чем поразмыслить. Хотя бы просто для того, чтобы не было скучно. Но и практическую пользу тоже извлечь можно: разрыв между младшим Celeron G530 и старшим Pentium G870 может превышать цену этого самого Celeron. А еще можно купить, например, Pentium G630 дешевле, чем Celeron G550 в том же магазине (на момент написания этих строк такое наблюдалось в одном из крупных московских магазинов, а еще в одном G550 стоил чуть дороже, чем G620). Таким образом, обращать внимание на конкретные технические характеристики продающихся процессоров смысл имеет, а о том, как каждая из них сказывается на производительности в конкретном программном обеспечении, мы теперь знаем точно.



Благодарим компании Corsair, Palit, «Ф-Центр» и «Юлмарт»
за помощь в комплектации тестовых стендов



Дополнительно

iXBT BRAND 2016

«iXBT Brand 2016» — Выбор читателей в номинации «Процессоры (CPU)»:
Подробнее с условиями участия в розыгрыше можно ознакомиться здесь. Текущие результаты опроса доступны тут.

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.