Настольные процессоры: Итоги 2003 года

Речь сегодня пойдет о двух основных игроках на рынке настольных процессоров: AMD и Intel. Остальные нас интересуют мало. Во-первых VIA со своими процессорами C3 представляет жалкое зрелище: если взять платформу nForce II + процессор Athlon XP с пониженной частотой и напряжением (для примера 1Ггерц =5х200 при Vcore = 1.1V), то такая система значительно превзойдет производительность VIA-системы при том же уровне тепловыделения. А если необходимо максимально снизить стоимость системы, то вместо процессора Athlon XP можно использовать процессор Duron.

Во-вторых, процессоры IBM для компьютеров MAC, как и процессоры Transmeta имеют довольно узкую сферу применения и рассматриваться не будут.

AMD

В течении всего 2003 года, компания Amd пыталась удержать свою рыночную долю. В ход были пущены все имеющиеся резервы. Так, в конце2002/начале 2003 года AMD пустила в продажу младшие модели Athlon XP на ядре Thoroughbred. В частности был выпущен процессор XP1700+, который завоевал очень большую популярность. Во-первых, это был самый дешевый из процессоров серии Athlon XP. Во-вторых, ядро Thoroughbred производилось по 0.13мкм техпроцессу, что означало значительное уменьшение тепловыделения. В-третьих, этот процессор привел в дикий восторг оверклокеров и компьютерных энтузиастов: у него был разблокирован множитель, а новый техпроцесс позволял достичь довольно больших (по меркам AMD) тактовых частот.

Впрочем, счастье в дома оверклокеров пришло не сразу: первоначально на рынок попали процессоры степпинга "A", технологический предел которого был в районе 1800Мгерц (см. обзор). Но, чуть позже в продаже появились процессоры с новым степпингом - "Thoroughbred-B", максимально возможная частота которого была в районе 2.2Ггерц.

В настоящее время AMD имеет отлаженный 0.13мкм-техпроцесс, который позволяет ей выпускать процессоры стабильно работающие на частотах ~2.4Ггерц (в отдельных случаях 2.5Ггерц).

Далее - под давлением быстро растущих частот процессоров Intel, компания AMD стала изыскивать другие способы увеличения производительности своих процессоров. Одним из них был переход на 166Мгерцовую системную шину. Другой - увеличение объема кеш-памяти второго уровня (L2) с 256Кб до 512Кб (новое ядро получило название Barton; см обзор). И наконец последним шагом в борьбе за скорость работы, стал переход на 200Мгерцовую системную шину (см обзор).

После того, как все резервы были исчерпаны, компании оставалось только одно средство для ведения конкурентной борьбы - снижение цен. В результате, в течении второй половины года, процессоры Athlon XP стали плавно спускаться в "бюджетный" сектор, где раньше властвовал процессор Duron.

Что касается процессора Duron, то его эра подходила к концу (последняя модель на ядре Morgan имела частоту 1.3Ггерц), и многие аналитики предсказывали ему смерть уже в этом году. Однако, совершенно неожиданно AMD выпускает новую серию процессоров Duron, которые основаны на ядре Applebred, с объемом кеша 64кбайт и 133мгерцовой системной шиной. На самом деле, ядро Applebred это то же самое ядро Thoroughbred. Практические сразу, компьютерные энтузиасты нашли способ для включения всего объема (256Кбайт) кэш памяти (замыкание мостиков).

слева - Thoroughbred, справа - Applebred

Итак, на ядре Applebred были выпущены две модели: Duron 1400 и Duron 1600, причем в обоих случаях в наименовании указан не XP- рейтинг, а реальная тактовая частота.

Интересно отметить то, что среди процессоров Duron стали довольно часто встречаться экземпляры основанные на степпинге "A", т.е. максимально возможная частота = ~ 1800Мгерц. В частности, процессор Duron 1600 участвующий в этом обзоре имеет именно такой степпинг.

Обратите внимание на последнюю букву в маркировке MIRGA - это степпинг

Кстати, новые процессоры Duron и Thoroughbrеd имеют новую упаковку: мостики залиты лаком, а через поверхность процессора, просвечиваются дорожки.

Собственно пользователи на этот факт особого внимания не обращали, поскольку по своим потребительским свойствам процессоры с новой упаковкой не отличалась от "старых" процессоров. Это продолжалось до тех пор, пока в продаже не стали появляться процессоры с заблокированным множителем!

Появление подобных процессоров было воспринято сначало с удивлением, а затем и с негодованием: у пользователей отнимали уже привычную возможность повысить производительность системы.

Напомню что при разгоне с помощью увеличения множителя, все компоненты системы продолжают работать в штатном режиме. Особенно это касается владельцев устаревших материнских плат, а также владельцев медленной (или некачественной) оперативной памяти.

Однако, можно понять и компанию AMD: раз уж процессоры Athlon XP продаются по очень низкой цене и не имеют прямых конкурентов (Celeron не в счет), то дальнейшая политика "разблокированного множителя" уже не приносит какой-либо пользы (тем более, что финансовое положение AMD оставляет желать лучшего).

Далее - в розничной продаже все чаще стали появляться процессоры на "псевдоновом" ядре Thoron, который на самом деле является ядром Barton с наполовину отключенным L2 кэшем.

слева - Thorton, справа - Barton

Но опять же, компьютерные энтузиасты нашли способ включить кэш "обратно": для этого нужно соединить перебитый лазером мостик L2 (он там единственный).

кликните для увеличения

Этот трикс мы проделали в нашей лаборатории, и он увенчался полным успехом:

Существует несколько способов соединения мостиков: первый и самый простой - карандашом. Однако в некоторых случаях он не помогает, и тогда мостик можно соединить при помощи пайки или остро заточенного припоя. Однако в этом случае мы теряем гарантию на процессор, а также возможность апгрейда. Поэтому наиболее оптимальным вариантом является соединения мостика с помощью токопроводного клея, который впоследствии можно удалить при помощи растворителя.

Что касается технологического предела тактовой частоты, то он у Thoron'a точно такой-же как у Barton'a: приблизительно 2.4-2.5Ггерц. В частности, тестовый экземпляр процессора XP2000+ (для Thoron'a это самая младшая модель) стабильно работал на частота 2.2Ггерц при Vcore = 1.75V и на частоте 2.33Ггерц при Vcore = 1.8V (кстати, частоту 2.33Ггерц мы достигали следующим образом: 10х233; для этого использовалась оперативная память Transcend DDR500)

Что касается high-end сектора рынка, то AMD ограничилась выпуском процессора Athlon 64. Честно говоря назвать этот процессор "бумажным" - рука не поднимается. Все-таки при желании найти в продаже подобный процессор можно. Правда, кроме желания нужна еще и довольно большая сумма порядка 450-500$ (первоначально процессоры стоили более 550$), что непривычно дорого для процессоров AMD.

Процессоры Intel

В отличие от AMD, компания Intel не баловала пользователей большим количеством процессоров на разных ядрах. Фактически, за весь 2003 год в ассортименте компании все процессоры основывались на одном ядре - Northwood. Правда есть пара тонкостей в виде различных степпингов. Так, процессоры степпинга Northwood-C1 имели частоту шины = 133(533QP) Мгерц. Самой старшей моделью в этой серии был процессор Pentium4 3.06, который единственный из этого семейства имел поддержку технологии HyperThreading. Что касается технологического предела, то достаточно много процессоров Northwood-C1 при разгоне достигали частот ~3.2Ггерц.

Далее - весной компания Intel выпускает новую серию процессоров, которые основаны на ядре Northwood степпинга D1. Частота процессорной шины увеличилась до 200 (800QP)Мгерц; кроме того появилась поддержка технологии HT и в младших моделях процессоров (2.4С и.т.д). Что касается маркировки, то для предотвращения путаницы новые модели имели в названии букву "C" (для сравнения: 533Мгерц - 2.4B ; 400Мгерц - 2.4).

Что касается оверклокинга, то тут стоит отметить два приятных момента. Во-первых, технологический предел был отодвинут к границе 3.6-3.7Ггерц, что позволило достичь частот системной шины = 300Мгерц и выше (для младшей модели - 2.4C). Второй момент заключается в том, что компания Intel стала постепенно переводить на ядро степпинга D1 остальные модели процессоров. В частности, в розничной продаже стали появляться процессоры 2.0Ггерц (частота шины = 100(400QP)Мгерц), которые успешно разгонялись до частот ~3.4Ггерц.

Что касается фотографий, то двух уже приведенных вполне достаточно. Дело в том, что все процессоры Intel выглядят совершенно одинаково, а отличаются только маркировкой и расположением элементов на обратной стороне.

Распределитель тепла закрывает ядро от внешнего взгляда, в результате чего совершенно невозможно отличить процессор Pentium4 EE от процессора Celeron4 с расстояния в 1 метр :).

Пара слов об упомянутых процессорах. Итак, Pentium4 EE был выпущен исключительно с одной целью: создать "бумажный" противовес "бумажному" Athlon 64 (имеется в виду наиболее производительная версия - Athlon 64-FX). В свое время мы протестировали оба этих продукта - обзор можно найти здесь.

Что касается процессора Celeron4, то за весь 2003 год мы практически не обращали на него внимания. Причина простая: данный процессор имеет очень плохое соотношение "ценапроизводительность", которое не позволяло ему достойно конкурировать с другими процессорами.

О процессорах Celeron: тут полная аналогия с процессорами Pentium4. Итак, процессоры Celeron степпинга B0 в среднем разгоняются до частот ~2.8-2.9Ггерц; степпинг C1 - до частот ~3.2Ггерц. Что касается процессоров Celeron степпинга D1, то достоверной информации о их существовании у меня нет.

Производительность

Для тестирования производительности была собраны следующие системы: для процессоров Intel использовалась материнская плата на чипсете i875P, а для AMD - плата на чипсете nForce II.

Тайминги памяти на обоих системах были установлены как 2-2-5-2. В результате бОльшую пользу от этого получили Intel-системы, для которых пропускная способность памяти сильно влияет на общую производительность.

Табличка цен (на октябрь `2003)

Результаты тестов

Вначале посмотрим на результаты синтетических тестов.

Перед нами исключительно синтетические приложения, которые демонстрируют теоретическую производительность. По моему мнению, синтетические тесты можно использовать для сравнения производительность в пределах одной платформы (AMD SocketA или Intel). А при совместном тестировании, результаты очень слабо отражают действительную производительность.

Теперь тесты игровых программ.

При рассмотрении результатов в игре Id Quake3 нужно помнить, что производительность этого приложения очень сильно зависит от пропускной способности подсистемы памяти. Поэтому лидерство систем с процессорам Pentium4 совместно с материнскими платами на двухканальном чипсете, удивления не вызывает. А вот процессор Celeron показывает откровенно слабые результаты: он проигрывает не только AthlonXP, но и процессору Duron!

А вот в игре Serious Sam мы видим очень похожую картину. В этом приложении архитектура процессоров AMD оказывается в выигрышном положении.

Что касается DirectX игр, то в очередной раз процессор Celeron демонстрирует неприлично низкий уровень производительности.

Комментарии и выводы:

• Нетрудно заметить, что приведенный набор тестов сильно тяготеет к игровым приложениям. Понятно, что если изменить набор тестов, например в пользу профессиональных OpenGL (SPECviewperf 7.1), то значительное преимущество получат процессоры AMD. А если подробно исследовать производительность приложений для рендеринга с многопроцессорной оптимизацией, то в отрыв уйдут процессоры Intel с технологией Hyperthreading.

  Также следует учитывать, что в игровых приложениях с ростом разрешения основная нагрузка ложится на графическую подсистему. Впрочем, это касается в основном новых игр, со слабой физикой. А вот такие игры как "Half Life2" предъявят очень серьезные требования к производительности связки процессор+материнская плата.

• Фактически, процессор Celeron проигрывает всем кому только возможно. В частности, он проигрывает своему основному конкуренту - процессору Duron. А после последнего снижения цен на процессоры AthlonXP, они окончательно сместились в "бюджетный" сектор. В результате они просто терроризируют всех своих конкурентов. Впрочем, компания Intel особо не беспокоится за судьбу семейства Celeron: в ее руках очень мощные средства для продвижения этой линейки. В первую очередь это маркетинг, наращивание тактовых частот (в частности старшая модель Celeron достигла частоты 2.8Ггерц), а также целая армия, специально обученных, системных интеграторов. В результате на корпоративном рынке по-прежнему господствует "его величество" Celeron.
• Что касается наиболее производительных процессоров, то здесь лидерство принадлежит старшим моделям Intel Pentium4. Однако, их основной недостаток - довольно высокая цена, которая составляет приблизительно 200$ за младшую модель (на сегодняшний момент это 2.6C). Однако, за эти деньги пользователь получает хорошую производительность в обычных, и очень высокую производительность в оптимизированных приложениях. Под эту категорию попадают многопоточные приложения, в которых наиболее полно проявляется технология HyperThreading.

А теперь посмотрим как изменится ситуация, при использовании разгона.

Теперь тесты игровых программ.

По большому счету ситуация не изменилась. Единственное, что стоит отметить - некоторое улучшение показателей Celeron, который все же проигрывает разогнанным процессорам AMD. Кстати, последние обладают таким важным плюсом как незаблокированный множитель, что позволяет очень гибко настроить частоту FSB в зависимости от качества оперативной памяти и используемого чипсета.

Стоит отметить, что результаты разогнанных систем приведены исключительно для оценки производительности. Потому как, попадись в наши руки другие экземпляры процессоров с другими максимальными частотами, то и результаты были бы иными. Например, процессор Pentium4 способный работать на частоте 3.6Ггерц, это довольно "удачный" вариант. А процессор Barton с частотой 2.3Ггерц, который участвует в тестировании, это совершенно типичный процессор (наиболее "удачные" процессоры разгоняются до 2.5Ггерц).

Если подвести некий общий итог, то он будет следующим:

• Если покупатель компьютера не ограничен в средствах, то дать однозначный совет по выбору платформы "Intel или AMD" из старших процессоров практически невозможно, поскольку принципиальной разницы между ними нет.
• Для "домашнего компьютера" можно порекомендовать платформу с процессором AMD, который вполне обеспечивает приемлемый уровень производительности по более низкой цене. Нужно учитывать, что разница в стоимости между младшими процессорами довольна существенна (приблизительно 4000руб или 130$); и эти деньги имеет смысл направить на покупку более качественного блока питания, монитора, акустики (нужное - подчеркнуть :).
• Что касается "рабочих станций", то тут выбор определяется исключительно набором используемых приложений. В зависимости от оптимизаций под ту или иную архитектуру, выбор, естественно, падает либо на Intel либо на AMD систему.
• Что касается выбора процессора с точки зрения оверклокинга, то в данном случае наиболее привлекательными выглядят два варианта: младший процессор AMD на ядре Thorton (разгон до 2.3-2.5Ггерц; возможность переделки в Barton; разблокированный множитель) и младший процессор Pentium4 на ядре Northwood-D1 (разгон до 3.4-3.6Ггерц).

Дополнительные материалы:

Все вопросы, замечания и пожелания можно и нужно задавать в конференции.