Вся правда о многоядерных процессорах. На что влияет количество ядер процессора? Многоядерный процессор Что лучше 2 ядра

Первые компьютерные процессоры с несколькими ядрами появились на потребительском рынке ещё в середине двухтысячных, но множество пользователей до сих пор не совсем понимает — что это такое, многоядерные процессоры, и как разобраться в их характеристиках.

Видео-формат статьи «Вся правда о многоядерных процессорах»

Простое объяснение вопроса «что такое процессор»

Микропроцессор — одно из главных устройств в компьютере. Это сухое официальное название чаще сокращают до просто «процессор») . Процессор — микросхема, по площади сравнимая со спичечным коробком . Если угодно, процессор — это как мотор в автомобиле. Важнейшая часть, но совсем не единственная. Есть у машины ещё и колёса, и кузов, и проигрыватель с фарами. Но именно процессор (как и мотор автомобиля) определяет мощность «машины».

Многие называют процессором системный блок — «ящик», внутри которого находятся все компоненты ПК, но это в корне неверно. Системный блок — это корпус компьютера вместе со всеми составляющими частями — жёстким диском, оперативной памятью и многими другими деталями.

Функция процессора — вычисления . Не столь важно, какие именно. Дело в том, что вся работа компьютера завязана исключительно на арифметических вычислениях. Сложение, умножение, вычитание и прочая алгебра — этим всем занимается микросхема под названием «процессор». А результаты таких вычислений выводятся на экран в виде игры, вордовского файла или просто рабочего стола.

Главная часть компьютера, которая занимается вычислениями — вот, что такое процессор .

Что такое процессорное ядро и многоядерность

Испокон процессорных «веков» эти микросхемы были одноядерными. Ядро — это, фактически, сам процессор. Его основная и главная часть. Есть у процессоров и другие части — скажем, «ножки»-контакты, микроскопическая «электропроводка» — но именно тот блок, который отвечает за вычисления, называется ядром процессора . Когда процессоры стали совсем небольшими, то инженеры решили совместить внутри одного процессорного «корпуса» сразу несколько ядер.

Если представить процессор в виде квартиры, то ядро — это крупная комната в такой квартире. Однокомнатная квартира — это одно процессорное ядро (крупная комната-зал), кухня, санузел, коридор… Двухкомнатная квартира — это уже как два процессорных ядра вместе с прочими комнатами. Бывают и трёх-, и четырёх, и даже 12-комнатные квартиры. Также и в случае с процессорами: внутри одного кристалла-«квартиры» может быть несколько ядер-«комнат».

Многоядерность — это разделение одного процессора на несколько одинаковых функциональных блоков. Количество блоков — это число ядер внутри одного процессора.

Разновидности многоядерных процессоров

Бытует заблуждение: «чем больше ядер у процессора — тем лучше». Именно так стараются представить дело маркетологи, которым платят за создание такого рода заблуждений. Их задача — продавать дешёвые процессоры, притом — подороже и в огромных количествах. Но на самом деле количество ядер — далеко не главная характеристика процессоров.

Вернёмся к аналогии процессоров и квартир. Двухкомнатная квартира дороже, удобнее и престижнее однокомнатной. Но только если эти квартиры находятся в одном районе, оборудованы одинаково, да и ремонт у них схожий. Существуют слабенькие четырёхядерные (а то и 6-ядерные) процессоры, которые значительно слабее двухядерных. Но поверить в это сложно: ещё бы, магия крупных чисел 4 или 6 против «какой-то» двойки. Однако именно так и бывает весьма и весьма часто. Вроде как та же четырёхкомнатная квартира, но в убитом состоянии, без ремонта, в совершенно отдалённом районе — да ещё и по цене шикарной «двушки» в самом центре.

Сколько бывает ядер внутри процессора?

Для персональных компьютеров и ноутбуков одноядерные процессоры толком не выпускаются уже несколько лет, а встретить их в продаже — большая редкость. Число ядер начинается с двух. Четыре ядра — как правило, это более дорогие процессоры, но отдача от них присутствует. Существуют также 6-ядерные процессоры, невероятно дорогие и гораздо менее полезные в практическом плане. Мало какие задачи способны получить прирост производительности на этих монструозных кристаллах.

Был эксперимент компании AMD создавать и 3-ядерные процессоры, но это уже в прошлом. Получилось весьма неплохо, однако их время прошло.

Кстати, компания AMD также производит многоядерные процессоры, но, как правило, они ощутимо слабее конкурентов от Intel. Правда, и цена у них значительно ниже. Просто следует знать, что 4 ядра от AMD почти всегда окажутся заметно слабее, чем те же 4 ядра производства Intel.

Теперь вы знаете, что у процессоров бывает 1, 2, 3, 4, 6 и 12 ядер. Одноядерные и 12-ядерные процессоры — большая редкость. Трёхядерные процессоры — дело прошлого. Шестиядерные процессоры либо очень дороги (Intel), либо не такие уж сильные (AMD), чтобы переплачивать за число. 2 и 4 ядра — самые распространённые и практичные устройства, от самых слабых до весьма мощных.

Частота многоядерных процессоров

Одна из характеристик компьютерных процессоров — их частота. Те самые мегагерцы (а чаще — гигагерцы). Частота — важная характеристика, но далеко не единственная . Да, пожалуй, ещё и не самая главная. К примеру, двухядерный процессор с частотой 2 гигагерца — более мощное предложение, чем его одноядерный собрат с частотой 3 гигагерца.

Совсем неверно считать, что частота процессора равна частоте его ядер, умноженной на количество ядер. Если проще, то у 2-ядерного процессора с частотой ядра 2 ГГц общая частота ни в коем случае не равна 4 гигагерцам! Даже понятия «общая частота» не существует. В данном случае, частота процессора равна именно 2 ГГц. Никаких умножений, сложений или других операций.

И вновь «превратим» процессоры в квартиры. Если высота потолков в каждой комнате — 3 метра, то общая высота квартиры останется такой же — всё те же три метра, и ни сантиметром выше. Сколько бы комнат не было в такой квартире, высота этих комнат не изменяется. Так же и тактовая частота процессорных ядер . Она не складывается и не умножается.

Виртуальная многоядерность, или Hyper-Threading

Существуют ещё и виртуальные процессорные ядра . Технология Hyper-Threading в процессорах производства Intel заставляет компьютер «думать», что внутри двухядерного процессора на самом деле 4 ядра. Очень похоже на то, как один-единственный жёсткий диск делится на несколько логических — локальные диски C, D, E и так далее.

Hyper- Threading — весьма полезная в ряде задач технология . Иногда бывает так, что ядро процессора задействовано лишь наполовину, а остальные транзисторы в его составе маются без дела. Инженеры придумали способ заставить работать и этих «бездельников», разделив каждое физическое процессорное ядро на две «виртуальные» части. Как если бы достаточно крупную комнату разделили перегородкой на две.

Имеет ли практический смысл такая уловка с виртуальными ядрами ? Чаще всего — да, хотя всё зависит от конкретных задач. Вроде, и комнат стало больше (а главное — они используются рациональнее), но площадь помещения не изменилась. В офисах такие перегородки невероятно полезны, в некоторых жилых квартирах — тоже. В других случаях в перегораживании помещения (разделении ядра процессора на два виртуальных) смысла нет вообще.

Отметим, что наиболее дорогие и производительные процессоры класса Core i7 в обязательном порядке оснащены Hyper- Threading . В них 4 физических ядра и 8 виртуальных. Получается, что одновременно на одном процессоре работают 8 вычислительных потоков. Менее дорогие, но также мощные процессоры Intel класса Core i5 состоят из четырёх ядер, но Hyper Threading там не работает. Получается, что Core i5 работают с 4 потоками вычислений.

Процессоры Core i3 — типичные «середнячки», как по цене, так и по производительности. У них два ядра и никакого намёка на Hyper-Threading. Итого получается, что у Core i3 всего два вычислительных потока. Это же относится и к откровенно бюджетным кристаллам Pentium и Celeron . Два ядра, «гипе-трединг» отсутствует = два потока.

Нужно ли компьютеру много ядер? Сколько ядер нужно в процессоре?

Все современные процессоры достаточно производительны для обычных задач . Просмотр интернета, переписка в соцсетях и по электронной почте, офисные задачи Word-PowerPoint-Excel: для этой работы подойдут и слабенькие Atom, бюджетные Celeron и Pentium, не говоря уже о более мощных Core i3. Двух ядер для обычной работы более чем достаточно. Процессор с большим количеством ядер не принесёт значительного прироста в скорости.

Для игр следует обратить внимание на процессоры Core i3 или i5 . Скорее, производительность в играх будет зависеть не от процессора, а от видеокарты. Редко в какой игре потребуется вся мощь Core i7. Поэтому считается, что игры требуют не более четырёх процессорных ядер, а чаще подойдут и два ядра.

Для серьёзной работы вроде специальных инженерных программ, кодирования видео и прочих ресурсоёмких задач требуется действительно производительная техника . Часто здесь задействуются не только физические, но и виртуальные процессорные ядра. Чем больше вычислительных потоков, тем лучше. И не важно, сколько стоит такой процессор: профессионалам цена не столь важна.

Есть ли польза от многоядерных процессоров?

Безусловно, да. Одновременно компьютер занимается несколькими задачами — хотя бы работа Windows (кстати, это сотни разных задач) и, в тот же момент, проигрывание фильма. Проигрывание музыки и просмотр интернета. Работа текстового редактора и включённая музыка. Два процессорных ядра — а это, по сути, два процессора, справятся с разными задачами быстрее одного. Два ядра сделают это несколько быстрее. Четыре — ещё быстрее, чем два.

В первые годы существования технологии многоядерности далеко не все программы умели работать даже с двумя ядрами процессора. К 2014 году подавляющее большинство приложений отлично понимают и умеют пользоваться преимуществами нескольких ядер. Скорость обработки задач на двухядерном процессоре редко увеличивается в два раза, но прирост производительности есть почти всегда.

Поэтому укоренившийся миф о том, что, якобы, программы не могут использовать несколько ядер — устаревшая информация. Когда-то действительно было так, сегодня ситуация улучшилась кардинально. Преимущества от нескольких ядер неоспоримы, это факт.

Когда меньше ядер у процессора — лучше

Не следует покупать процессор по неверной формуле «чем больше ядер — тем лучше». Это не так. Во-первых, 4, 6 и 8-ядерные процессоры ощутимо дороже своих двухядерных собратьев. Значительная прибавка в цене далеко не всегда оправдана с точки зрения в производительности. К примеру, если 8-ядерник окажется лишь на 10% быстрее CPU с меньшим количеством ядер, но будет в 2 раза дороже, то такую покупку сложно оправдать.

Во-вторых, чем больше ядер у процессора, тем он «прожорливее» с точки зрения энергопотребления. Нет никакого смысла покупать гораздо более дорогой ноутбук с 4-ядерным (8-поточным) Core i7, если на этом ноутбуке будут обрабатываться лишь текстовые файлы, просматриваться интернет и так далее. Никакой разницы с двухядерником (4 потока) Core i5 не будет, да и классический Core i3 лишь с двумя вычислительными потоками не уступит более именитому «коллеге». А от батарейки такой мощный ноутбук проработает гораздо меньше, чем экономичный и нетребовательный Core i3.

Многоядерные процессоры в мобильных телефонах и планшетах

Мода на несколько вычислительных ядер внутри одного процессора касается и мобильных аппаратов. Смартфоны вместе с планшетами с большим количеством ядер почти никогда не используют все возможности своих микропроцессоров. Двухядерные мобильные компьютеры иногда действительно работают чуть быстрее, но 4, а тем более 8 ядер — откровеннейший перебор. Аккумулятор расходуется совершенно безбожно, а мощные вычислительные устройства попросту простаивают без дела. Вывод — многоядерные процессоры в телефонах, смартфонах и планшетах — лишь дань маркетингу, а не насущная необходимость. Компьютеры — более требовательные устройства, чем телефоны. Два процессорных ядра им действительно нужны. Четыре — не помешают. 6 и 8 — излишество в обычных задачах и даже в играх.

Как выбрать многоядерный процессор и не ошибиться?

Практическая часть сегодняшней статьи актуальна на 2014 год. Вряд ли в ближайшие годы что-то серьёзно поменяется. Речь пойдёт только о процессорах производства Intel. Да, AMD предлагает неплохие решения, но они менее популярны, да и разобраться в них сложнее.

Заметим, что таблица основана на процессорах образца 2012-2014 годов. Более старые образцы имеют другие характеристики. Также мы не стали упоминать редкие варианты CPU, например — одноядерный Celeron (бывают и такие даже сегодня, но это нетипичный вариант, который почти не представлен на рынке). Не следует выбирать процессоры исключительно по количеству ядер внутри них — есть и другие, более важные характеристики. Таблица лишь облегчит выбор многоядерного процессора, но конкретную модель (а их десятки в каждом классе) следует покупать только после тщательного ознакомления с их параметрами: частотой, тепловыделением, поколением, размером кэша и другими характеристиками.

Процессор	Количество ядер	Вычислительные потоки	Типичная область применения
Atom	1-2	1-4	Маломощные компьютеры и нетбуки. Задача процессоров Atom — минимальное энергопотребление. Производительность у них минимальна.
Celeron	2	2	Самые дешёвые процессоры для настольных ПК и ноутбуков. Производительности достаточно для офисных задач, но это совсем не игровые CPU.
Pentium	2	2	Столь же недорогие и малопроизводительные процессоры Intel, как и Celeron. Отличный выбор для офисных компьютеров. Pentium оснащаются чуть более ёмким кэшем, и, иногда, слегка повышенными характеристиками по сравнению с Celeron
Core i3	2	4	Два достаточно мощных ядра, каждое из которых разделено на два виртуальных «процессора» (Hyper-Threading). Это уже довольно мощные CPU при не слишком высоких ценах. Хороший выбор для домашнего или мощного офисного компьютера без особой требовательности к производительности.
Core i5	4	4	Полноценные 4-ядерники Core i5 — довольно дорогие процессоры. Их производительности не хватает лишь в самых требовательных задачах.
Core i7	4-6	8-12	Самые мощные, но особенно дорогие процессоры Intel. Как правило, редко оказываются быстрее Core i5, и лишь в некоторых программах. Альтернатив им просто нет.

Краткий итог статьи «Вся правда о многоядерных процессорах». Вместо конспекта

• Ядро процессора — его составная часть. Фактически, самостоятельный процессор внутри корпуса. Двухядерный процессор — два процессора внутри одного.
• Многоядерность сравнима с количеством комнат внутри квартиры. Двухкомнатные лучше однокомнатных, но лишь при прочих равных характеристиках (расположение квартиры, состояние, площадь, высота потолков).
• Утверждение о том, что чем больше ядер у процессора, тем он лучше — маркетинговая уловка, совершенно неверное правило. Квартиру ведь выбирают далеко не только по количеству комнат, но и по её расположению, ремонту и другим параметрам. Это же касается и нескольких ядер внутри процессора.
• Существует «виртуальная» многоядерность — технология Hyper-Threading. Благодаря этой технологии, каждое «физическое» ядро разделяется на два «виртуальных». Получается, что у 2-ядерного процессора с Hyper-Threading лишь два настоящих ядра, но эти процессоры одновременно обрабатывают 4 вычислительных потока. Это действительно полезная «фишка», но 4-поточный процессор нельзя считать четырёхядерным.
• Для настольных процессоров Intel: Celeron — 2 ядра и 2 потока. Pentium — 2 ядра, 2 потока. Core i3 — 2 ядра, 4 потока. Core i5 — 4 ядра, 4 потока. Core i7 — 4 ядра, 8 потоков. Ноутбучные (мобильные) CPU Intel имеют иное количество ядер/потоков.
• Для мобильных компьютеров часто важнее экономичность в энергопотреблении (на практике — время работы от батареи), чем количество ядер.

Гонку за дополнительную производительность на рынке процессоров могут выиграть только те производители, которые на основе текущих технологий производства смогут обеспечить разумный баланс между тактовой частотой и количеством вычислительных ядер. Благодаря переходу на 90- и 65-нм техпроцессы появилась возможность создавать процессоры с большим числом ядер. В немалой степени это было обусловлено и новыми возможностями регулировки тепловыделения, и размерами ядер, именно поэтому сегодня мы наблюдаем появление всё большего числа четырёхядерных процессоров. Но как насчёт программного обеспечения? Насколько хорошо оно масштабируется от одного до двух или четырёх ядер?

В идеальном мире программы, оптимизированные под многопоточность, позволяют операционной системе распределять несколько потоков по доступным вычислительным ядрам, будь то один процессор или несколько, с одним ядром или с несколькими. Добавление новых ядер позволяет получить больший прирост производительности, чем любой прирост тактовой частоты. Это действительно имеет смысл: большее количество рабочих почти всегда справятся с заданием быстрее, чем меньшее количество более быстрых рабочих.

Но имеет ли смысл оснащать процессоры четырьмя или даже большим числом ядер? Хватит ли работы, чтобы нагрузить четыре ядра или большее их количество? Не стоит забывать, что весьма сложно распределить работу между ядрами, чтобы такие физические интерфейсы, как HyperTransport (AMD) или Front Side Bus (Intel), не стали "узким местом". Есть и третий вариант: механизм, который распределяет нагрузку между ядрами, а именно, диспетчер ОС, может тоже стать "узким местом".

Переход AMD с одного на два ядра прошёл практически безупречно, поскольку компания не увеличивала тепловой пакет до экстремального уровня, как это было у процессоров Intel Pentium 4. Поэтому процессоры Athlon 64 X2 были дорогими, но вполне разумными, а линейка Pentium D 800 прославилась своей горячей работой. Но 65-нм процессоры Intel и, в особенности, линейка Core 2 изменили картину. Intel смогла сочетать два процессора Core 2 Duo в одной упаковке, в отличие от AMD, в результате чего мы и получили современные Core 2 Quad. AMD обещает выпустить до конца этого года свои собственные четырёхядерные процессоры Phenom X4.

В нашей статье мы рассмотрим конфигурацию Core 2 Duo на четырёх ядрах, двух ядрах и на одном ядре. И посмотрим, насколько хорошо масштабируется производительность. Стоит ли сегодня переходить на четыре ядра?

Одно ядро

Под термином "одноядерный" скрывается процессор, который обладает одним вычислительным ядром. Сюда подпадают практически все процессоры с зарождения архитектуры 8086 вплоть до Athlon 64 и Intel Pentium 4. Пока техпроцесс производства не стал достаточно тонким, чтобы создавать два вычислительных ядра на одном кристалле, переход на меньший техпроцесс использовался для снижения рабочего напряжения, увеличения тактовых частот или добавления функциональных блоков и кэш-памяти.

Работа одноядерного процессора на высоких тактовых частотах может дать более высокую производительность для одного приложения, но подобный процессор в один момент времени может выполнять только одну программу (поток). Intel реализовала принцип Hyper-Threading, который эмулирует наличие нескольких ядер для операционной системы. Технология HT позволила лучше загрузить длинные конвейеры процессоров Pentium 4 и Pentium D. Конечно, прирост производительности был невелик, но отзывчивость системы оказалась определённо лучше. А в многозадачном окружении это может быть и важнее, поскольку вы сможете выполнять какую-либо работу, пока ваш компьютер работает над определённой задачей.

Поскольку двуядерные процессоры сегодня стоят очень дёшево, мы не рекомендуем брать одноядерные процессоры, если только вы не хотите экономить каждую копейку.

Процессор Core 2 Extreme X6800 на момент выхода был самым быстрым в линейке Intel Core 2, работая на частоте 2,93 ГГц. Сегодня двуядерные процессоры достигли 3,0 ГГц, правда, при более высокой частоте шины FSB1333.

Переход на два процессорных ядра означает в два раза большую вычислительную мощность, но только на приложениях, оптимизированных под многопоточность. Обычно такие приложения включают профессиональные программы, которым нужна высокая вычислительная мощность. Но двуядерный процессор всё равно имеет смысл, даже если вы используете свой компьютер лишь для электронной почты, просмотра интернет-страниц и работы с офисными документами. С одной стороны, современные модели двуядерных процессоров потребляют не особо больше энергии, чем одноядерные модели. С другой стороны, второе вычислительное ядро не только добавляет производительность, но и улучшает отзывчивость системы.

Вы когда-нибудь ждали, пока WinRAR или WinZIP закончат сжатие файлов? На одноядерной машине вы вряд ли сможете быстро переключаться между окнами. Даже воспроизведение DVD может нагружать одно ядро не меньше, чем сложная задача. Двуядерный процессор позволяет легче справляться с одновременным запуском нескольких приложений.

Двуядерные процессоры AMD содержат два полноценных ядра с кэш-памятью, интегрированным контроллером памяти и кросс-коммутатором, который обеспечивает совместный доступ к памяти и к интерфейсу HyperTransport. Intel пошла путём, схожим с первым Pentium D, установив в физический процессор два ядра Pentium 4. Поскольку контроллер памяти является частью чипсета, системную шину приходится использовать и для связи между ядрами, и для доступа к памяти, что накладывает определённые ограничения на производительность. Процессор Core 2 Duo оснащён более совершенными ядрами, которые дают лучшую производительность на такт и лучшее соотношение производительности на ватт. У двух ядер используется общий кэш L2, который позволяет обмениваться данными без использования системной шины.

Процессор Core 2 Quad Q6700 работает на частоте 2,66 ГГц, используя внутри два ядра Core 2 Duo.

Если сегодня существует много причин, чтобы перейти на двуядерные процессоры, то четыре ядра выглядят пока не так убедительно. Одна из причин заключается в ограниченной оптимизации программ под несколько потоков, но существуют и определённые проблемы в архитектуре. Хотя AMD сегодня критикует Intel за упаковку двух двуядерных кристаллов в одном процессоре, считая это не "настоящим" четырёхядерным CPU, подобный подход Intel работает хорошо, поскольку процессоры действительно обеспечивают четырёхядерную производительность. С точки зрения производства легче получить высокий уровень выхода годных кристаллов и выпускать больше продуктов с небольшими ядрами, которые затем можно соединить вместе для нового, более мощного продукта на новом техпроцессе. Что же касается производительности, то есть "узкие места" - два кристалла взаимодействуют друг с другом через системную шину, поэтому весьма сложно управлять несколькими ядрами, распределёнными на несколько кристаллов. Хотя наличие нескольких кристаллов позволяет обеспечить лучшую экономию энергии и регулировать частоты отдельных ядер для нужд приложения.

Настоящие четырёхядерные процессоры используют четыре ядра, которые, вместе с кэш-памятью, располагаются на одном кристалле. Здесь важно наличие общего унифицированного кэша. AMD будет реализовывать такой подход, оснащая 512 кбайт кэша L2 каждое ядро и добавляя кэш L3 для всех ядер. Преимущество AMD заключается в том, что можно будет выключать отдельные ядра и ускорять другие, чтобы получить более высокую производительность однопоточных приложений. Intel пойдёт тем же путём, но не раньше представления в 2008 году архитектуры Nehalem.

Утилиты вывода системной информации, такие, как CPU-Z, позволяют узнать число ядер и объёмы кэша, но не раскладку процессора. Вы не узнаете, что Core 2 Quad (или четырёхядерный Extreme Edition, показанный на скриншоте) состоит из двух ядер.

Наверное, каждый пользователь мало знакомый с компьютером сталкивался с кучей непонятных ему характеристик при выборе центрального процессора: техпроцесс, кэш, сокет; обращался за советом к друзьям и знакомым, компетентным в вопросе компьютерного железа. Давайте разберемся в многообразии всевозможных параметров, потому как процессор – это важнейшая часть вашего ПК, а понимание его характеристик подарит вам уверенность при покупке и дальнейшем использовании.

Центральный процессор

Процессор персонального компьютера представляет собой микросхему, которая отвечает за выполнение любых операций с данными и управляет периферийными устройствами. Он содержится в специальном кремниевом корпусе, называемом кристаллом. Для краткого обозначения используют аббревиатуру — ЦП (центральный процессор) или CPU (от англ. Central Processing Unit – центральное обрабатывающее устройство). На современном рынке компьютерных комплектующих присутствуют две конкурирующие корпорации, Intel и AMD , которые беспрестанно участвуют в гонке за производительность новых процессоров, постоянно совершенствуя технологический процесс.

Техпроцесс

Техпроцесс — это размер, используемый при производстве процессоров. Он определяет величину транзистора, единицей измерения которого является нм (нанометр). Транзисторы, в свою очередь, составляют внутреннюю основу ЦП. Суть заключается в том, что постоянное совершенствование методики изготовления позволяет уменьшать размер этих компонентов. В результате на кристалле процессора их размещается гораздо больше. Это способствует улучшению характеристик CPU, поэтому в его параметрах всегда указывают используемый техпроцесс. Например, Intel Core i5-760 выполнен по техпроцессу 45 нм, а Intel Core i5-2500K по 32 нм, исходя из этой информации, можно судить о том, насколько процессор современен и превосходит по производительности своего предшественника, но при выборе необходимо учитывать и ряд других параметров.

Архитектура

Также процессорам свойственно такая характеристика, как архитектура - набор свойств, присущий целому семейству процессоров, как правило, выпускаемому в течение многих лет. Говоря другими словами, архитектура – это их организация или внутренняя конструкция ЦП.

Количество ядер

Ядро – самый главный элемент центрального процессора. Оно представляет собой часть процессора, способное выполнять один поток команд. Ядра отличаются по размеру кэш памяти, частоте шины, технологии изготовления и т. д. Производители с каждым последующим техпроцессом присваивают им новые имена (к примеру, ядро процессора AMD – Zambezi, а Intel – Lynnfield). С развитием технологий производства процессоров появилась возможность размещать в одном корпусе более одного ядра, что значительно увеличивает производительность CPU и помогает выполнять несколько задач одновременно, а также использовать несколько ядер в работе программ. Многоядерные процессоры смогут быстрее справиться с архивацией, декодированием видео, работой современных видеоигр и т.д. Например, линейки процессоров Core 2 Duo и Core 2 Quad от Intel, в которых используются двухъядерные и четырехъядерные ЦП, соответственно. На данный момент массово доступны процессоры с 2, 3, 4 и 6 ядрами. Их большее количество используется в серверных решениях и не требуется рядовому пользователю ПК.

Частота

Помимо количества ядер на производительность влияет тактовая частота . Значение этой характеристики отражает производительность CPU в количестве тактов (операций) в секунду. Еще одной немаловажной характеристикой является частота шины (FSB – Front Side Bus) демонстрирующая скорость, с которой происходит обмен данных между процессором и периферией компьютера. Тактовая частота пропорциональна частоте шины.

Сокет

Чтобы будущий процессор при апгрейде был совместим с имеющейся материнской платой, необходимо знать его сокет. Сокетом называют разъем , в который устанавливается ЦП на материнскую плату компьютера. Тип сокета характеризуется количеством ножек и производителем процессора. Различные сокеты соответствуют определенным типам CPU, таким образом, каждый разъём допускает установку процессора определённого типа. Компания Intel использует сокет LGA1156, LGA1366 и LGA1155, а AMD — AM2+ и AM3.

Кэш

Кэш - объем памяти с очень большой скоростью доступа, необходимый для ускорения обращения к данным, постоянно находящимся в памяти с меньшей скоростью доступа (оперативной памяти). При выборе процессора, помните, что увеличение размера кэш-памяти положительно влияет на производительность большинства приложений. Кэш центрального процессора различается тремя уровнями (L1, L2 и L3 ), располагаясь непосредственно на ядре процессора. В него попадают данные из оперативной памяти для более высокой скорости обработки. Стоит также учесть, что для многоядерных CPU указывается объем кэш-памяти первого уровня для одного ядра. Кэш второго уровня выполняет аналогичные функции, отличаясь более низкой скоростью и большим объемом. Если вы предполагаете использовать процессор для ресурсоемких задач, то модель с большим объемом кэша второго уровня будет предпочтительнее, учитывая что для многоядерных процессоров указывается суммарный объем кэша L2. Кэшем L3 комплектуются самые производительные процессоры, такие как AMD Phenom, AMD Phenom II, Intel Core i3, Intel Core i5, Intel Core i7, Intel Xeon. Кэш третьего уровня наименее быстродействующий, но он может достигать 30 Мб.

Энергопотребление

Энергопотребление процессора тесно связано с технологией его производства. С уменьшением нанометров техпроцесса, увеличением количества транзисторов и повышением тактовой частоты процессоров происходит рост потребления электроэнергии CPU. Например, процессоры линейки Core i7 от Intel требуют до 130 и более ватт. Напряжение подающееся на ядро ярко характеризует энергопотребление процессора. Этот параметр особенно важен при выборе ЦП для использования в качестве мультимедиа центра. В современных моделях процессоров используются различные технологии, которые помогают бороться с излишним энергопотреблением: встраиваемые температурные датчики, системы автоматического контроля напряжения и частоты ядер процессора, энергосберегающие режимы при слабой нагрузке на ЦП.

Дополнительные возможности

Современные процессоры приобрели возможности работы в 2-х и 3-х канальных режимах с оперативной памятью, что значительно сказывается на ее производительности, а также поддерживают больший набор инструкций, поднимающий их функциональность на новый уровень. Графические процессоры обрабатывают видео своими силами, тем самым разгружая ЦП, благодаря технологии DXVA (от англ. DirectX Video Acceleration – ускорение видео компонентом DirectX). Компания Intel использует вышеупомянутую технологию Turbo Boost для динамического изменения тактовой частоты центрального процессора. Технология Speed Step управляет энергопотреблением CPU в зависимости от активности процессора, а Intel Virtualization Technology аппаратно создает виртуальную среду для использования нескольких операционных систем. Также современные процессоры могут делиться на виртуальные ядра с помощью технологии Hyper Threading . Например, двухъядерный процессор способен делить тактовую частоту одного ядра на два, что способствует высокой производительности обработки данных с помощью четырех виртуальных ядер.

Размышляя о конфигурации вашего будущего ПК, не забывайте про видеокарту и ее GPU (от англ. Graphics Processing Unit – графическое обрабатывающее устройство) – процессор вашей видеокарты, который отвечает за рендеринг (арифметические операции с геометрическими, физическими объектами и т.п.). Чем больше частота его ядра и частота памяти, тем меньше будет нагрузки на центральный процессор. Особенное внимание к графическому процессору должны проявить геймеры.

Привет всем! Иногда игра или программа не работает на полную мощность, т.к. за производительность отвечают не все ядра. В этой статье посмотрим как задействовать все ядра вашего процессора.

Но не ждите волшебной палочки, т.к. если игра или программа не поддерживает многоядерность, то ничего не поделать, если только не переписать заново приложение.

Как запустить все ядра процессора?

Итак, способов будет несколько. По этому показываю первый .

Заходим в пуск - выполнить или клавиши win+r

Выбираем ваше максимальное число процессоров.

Так кстати можно узнать количество ядер процессора. Но это виртуальные ядра, а не физически. Физических может быть меньше.

• Заходим в диспетчер задач — ctrl+shift+esc.
• Или ctrl+alt+del и диспетчер задач.
• Или нажимаем правой кнопкой по панели управления и выбираем диспетчер задач.

Переходим во вкладку процессы. Находим игру и нажимаем правой кнопкой мыши по процессу. Да кстати, игра должна быть запущена. Свернуть её можно или Win+D или alt+tab.

Выбираем задать соответствие.

Выбираем все и нажимаем ок.

Чтобы посмотреть, работают все ядра или нет, то в диспетчере задач заходим во вкладку быстродействие.

Во всех вкладках будет идти диаграмма.

Если нет, то нажимаем опять задать соответствие, оставляем только ЦП 0, нажимаем ок. Закрываем диспетчер задач, открываем опять повторяем все, то же самое, выбираем все процессоры и нажимаем ок.

В ноутбуках, бывает настроено энергосбережение таким образом, что настройки не дают использовать все ядра.

• Win7 — Заходим в панель управления, идем в электропитание - Изменить параметры плана - изменить дополнительные параметры питания - управление питанием процессора - минимальное состояние процессора.
• Win8, 10 — Или: параметры - система - питание и спящий режим - дополнительные параметры питания - настройка схемы электропитания - изменить дополнительные параметры питания - управление питанием процессора - минимальное состояние процессора

Для полного использования, должно стоять 100%.

Как проверить сколько работает ядер?

Запускаем и видим число активных ядер.

Не путайте этот параметр с количеством виртуальных процессоров, который отображены правее.

На что влияет количество ядер процессора?

Многие путают понятие количества ядер и частоту процессора. Если это сравнивать с человеком, то мозг это процессор, нейроны - это ядра. Ядра работают не во всех играх и приложениях. Если в игре например выполняется 2 процесса, один вырисовывает лес, а другой город и в игре заложено многоядерность, то понадобиться всего 2 ядра, чтобы загрузить эту картинку. А если в игре заложено больше процессов, то задействуют все ядра.

И может быть наоборот, игра или приложение может быть написана так, одно действие может выполнять только одно ядро и в этой ситуации выиграет процессор, у которого выше частота и наиболее хорошо сложена архитектура (по этому обычно ).

По этому грубо говоря, количество ядер процессора, влияет на производительность и быстродействие.

В ноябрьском номере мы довольно подробно рассмотрели особенности нового четырехъядерного процессора Intel Core 2 Extreme QX6700, сосредоточившись главным образом на его архитектурных особенностях. Кроме того, были представлены первые результаты сравнительного тестирования этого процессора. Но напомним, что это было всего лишь несколько тестов, выполненных техническими специалистами компании Intel в рамках Форума IDF 2006. Естественно, по данным тестирования четырехъядерный процессор Intel Core 2 Extreme QX6700 выглядел весьма впечатляюще по сравнению с двухъядерным процессором Intel Core 2 Extreme X8600. Однако набор использовавшихся тестов вызывал некоторое сомнение в их объективности, поэтому мы решили самостоятельно провести подробное, всестороннее тестирование процессора Intel Core 2 Extreme QX6700 в сравнении с процессором Intel Core 2 Extreme X8600.

Предисловие

Напомним, что на форуме IDF 2006 компания Intel представила новый четырехъядерный процессор Intel Core 2 Extreme QX6700 и обнародовала первые результаты его тестирования в сравнении с двухъядерным процессором Intel Core 2 Extreme Х8600. Для тестирования специалистами компании Intel были отобраны следующие бенчмарки и приложения:

• 3DMark06 v. 1.0.2;
• PCMark05 v. 1.1.0;
• 3DS Max 8 SP2;
• XMPEG 5.03 (кодек DivX 6.2.5);
• POV-Ray 3.7 Beta 15;
• Sony Vegas 7.0a Build 115.

Конечно же, такой набор тестов нельзя признать объективным для оценки производительности и сравнения процессоров. Действительно, 3DMark06 v. 1.0.2 - это синтетический игровой тест, который используется для тестирования процессоров и видеокарт. К сожалению, на основе его результатов нельзя делать вывод о производительности процессора в играх. И тот факт, что ПК демонстрирует высокий результат в тесте 3DMark06 v. 1.0.2, вовсе не означает, что в реальных играх ПК результаты будут такими же.

Тест PCMark05 v. 1.1 позволяет провести комплексный анализ производительности ПК и его отдельных подсистем, в том числе процессора. Несомненным достоинством этого теста является то, что для тестирования не требуется слишком много времени, однако для объективной комплексной оценки производительности ПК результатов лишь этого теста мало.

Приложение 3DS Max 8 SP2 вполне может применяться для тестирования процессора, однако специалисты компании Intel использовали в тестировании только финальный рендеринг трехмерных сцен. А ведь работа с 3DS Max 8 SP - это не только рендеринг, но и сам процесс создания сцены. Скрипты, имитирующие работу пользователя в окнах проекций, в ходе тестирования также не применялись. И хотя в данном случае основная нагрузка ложится на процессор графической карты, говорить, что результаты вообще не зависят от процессора, было бы неверно.

Приложение POV-Ray 3.7 Beta 15, в котором имеется встроенный бенчмарк, опять-таки позволяет протестировать процессор на предмет производительности при рендеринге трехмерных сцен. То же самое касается и приложения XMPEG 5.03, которое в паре с кодеком DivX 6.2.5 использовалось для конвертирования High Definition-видеоконтента.

Ну и последнее приложение - Sony Vegas 7.0a Build 115 - применялось для нелинейного видеомонтажа. В данном случае все корректно и никаких замечаний у нас нет.

Несмотря на то что каждый из рассмотренных тестов (или приложений) является широко распространенным и традиционно используется для тестирования процессоров, делать какие-либо объективные выводы о производительности процессора Intel Core 2 Extreme QX6700, основываясь лишь на результатах данного набора тестов, было бы не совсем корректно. Вполне может оказаться, что именно в этих специально отобранных тестах четырехъядерный процессор Intel Core 2 Extreme QX6700 демонстрирует свое превосходство над двухъядерным процессором Intel Core 2 Extreme Х8600, однако это вовсе не означает, что можно будет говорить о росте производительности при работе с остальными приложениями. То есть можно ли на основании, к примеру, результатов теста по конвертированию видео с использованием приложения XMPEG 5.03 в паре с кодеком DivX 6.2.5 говорить о том, что процессор Intel Core 2 Extreme QX6700 при работе с любыми приложениями по конвертированию видео позволяет получить прирост производительности в сравнении с процессором Intel Core 2 Extreme Х8600?

Для получения более объективного представления о производительности процессора Intel Core 2 Extreme QX6700 и выявления класса задач, при решении которых можно говорить о неоспоримом преимуществе четырех ядер над двумя, мы решили провести полноценное сравнительное тестирование четырехъядерного и двухъядерного процессоров с применением достаточно большого набора тестов.

Но, прежде чем переходить к рассмотрению методики тестирования и анализу результатов, приведем краткую справку об участниках тестирования.

Кратко о процессорах Intel Core 2 Extreme QX6700 и Intel Core 2 Extreme Х8600

Процессор Intel Core 2 Extreme QX6700 известен под кодовым названием Kentsfield. С точки зрения конструкции он представляет собой два двухъядерных процессора Conroe, совмещенных в одном процессорном корпусе.

Максимальное энергопотребление (TDP) четырехъядерного процессора Intel Core 2 Extreme QX6700 составляет 130 Вт, следовательно, для него требуется эффективная система охлаждения, а потому создать тихий компьютер на базе такого процессора невозможно. Максимальное энергопотребление (TDP) двухъядерного процессора Intel Core 2 Extreme X8600 несколько ниже и составляет 95 Вт.

Процессор Intel Core 2 Extreme QX6700 имеет тактовую частоту 2,66 ГГц и напряжение питания 1,238 В, частота FSB составляет 1066 МГц, а суммарный объем кэш-памяти L2 - 8 Мбайт (2x4 Мбайт). Процессор Intel Core 2 Extreme X8600 имеет тактовую частоту 2,93 ГГц и напряжение питания 1,213 В, частота FSB составляет 1066 МГц, а объем кэш-памяти L2 - 4 Мбайт.

Краткие технические характеристики обоих процессоров приведены в табл. 1.

Таблица 1. Краткие технические характеристики процессоров
Intel Core 2 Extreme QX6700 и Intel Core 2 Extreme X8600

Параметры	Intel Core 2 Extreme QX6700	Intel Core 2 Extreme X6800
Количество ядер
Тактовая частота, ГГц
Частота FSB, МГц
Объем кэш­памяти L2, Мбайт
Напряжение питания, В
Энергопотребление (максимальное), Вт

Методика тестирования

Для тестирования процессора Intel Core 2 Extreme QX6700 использовался стенд следующей конфигурации:

• системная плата - Intel D975XBX2 (BIOS BX97510J.86A.1304.2006.0620.1451);
• оперативная память - DDR2-800 Kingston KHX8000D2K2/2G (2x1024 Мбайт в двухканальном режиме);
• тайминги памяти:

CAS Latency - 4,

RAS to CAS Delay - 4,

Row Precharge - 3,

Active to Precharge - 12;

• видеоподсистема - видеокарта MSI NX8800GTX (графический процессор NVIDIA GeForce 8800GTX); версия видеодрайвера ForceWare 84.21;
• дисковая подсистема - два диска Seagate Barracuda 7200.7 объемом по 120 Гбайт, объединенные в RAID-массив уровня 0 на RAID-контроллере Sil 3114; файловая структура NTFS;
• операционная система - Windows XP Professional SP2.

Дополнительно устанавливались драйверы всех интегрированных устройств.

Как уже отмечалось, для сравнения был протестирован двухъядерный процессор Intel Core 2 Extreme X8600.

Для тестирования обоих процессоров мы применяли бенчмарки и реальные приложения, которые интенсивно нагружают процессор и память и традиционно используются для комплексного анализа производительности системы в целом:

• игровые тесты:

Quake 4 Demo ver 1.3,

F.E.A.R. ver 1.07,

Far Cry v.1.33,

Prey ver 1.01,

Company of Heroes ver 1.0,

Serious Sam 2 Demo,

The Chronics of Riddik;

• производительность ПК в целом:

Crystal Mark 9.0;

• научные расчеты:

Science Mark 2.0,

Super_PI/mod 1.5 XS,

SunGard Adaptiv Credit Risk;

• работа с 3D-графикой:

3ds Max 8.0 SP3 (скрипт SPECapc 3ds max 8 v.1.3),

Alias WaveFront Maya 6.5 (скрипт SPECapc Maya 6.5 v1.0),

SPECViewperf 9.0,

CINEBENCH 9.5,

POV-Ray v.3.7 Beta 17 (встроенный тест);

• распознавание текста: ABBYY FineReader 8.0 Pro;
• обработка цифровых фотографий: Adobe Photoshop CS2;
• аудиокодирование: Lame 4.0;
• архивирование: 7-ZIP 4.42;
• видеокодирование:

XMPEG 5.2 Beta 2,

DivX Converter 6.1.1,

TMPGEnc 2.524,

MainConcept MPEG Encoder 1.51,

MainConcept H.264 Encoder v.2.0.15.

Все тесты запускались по три раза, а по результатам измерений вычислялись среднее значение и доверительный диапазон измерения с вероятностью 95%.

Описание и настройка тестов

Игровые тесты

Группу игровых тестов составили наиболее популярные сегодня динамичные игры и синтетический бенчмарк 3DMark06 v.1.0.2, который предназначен для определения производительности ПК в игровых приложениях и традиционно используется для тестирования видеокарт. Однако результаты этого теста зависят не только от видеокарты, но и от возможностей центрального процессора.

Чтобы максимально загрузить именно процессор, а не видеокарту, при тестировании все игры и бенчмарк 3DMark06 v.1.0.2 запускались при разрешении 800x600 точек, а видеодрайвер настраивался на максимальную производительность. Кроме того, с целью увеличения нагрузки на центральный процессор в играх не использовались технологии антиалиасинга и анизотропной фильтрации. Все игры настраивались на максимальную производительность за счет отказа от всех эффектов, повышающих реалистичность изображения, но сказывающихся на падении производительности. Описание настроек каждой игры - довольно утомительное и скучное занятие, поэтому просто напомним их главный принцип: отключаются все эффекты, которые можно отключить.

Отметим, что в играх Quake 4 ver. 1.3 и Prey ver 1.014 мы применяли демо-версии, написанные специально для этого тестирования, а во всех остальных - те, что входят в состав игр.

В игровых тестах измерялась скорость обработки кадров, то есть количество кадров в секунду (frame per second, fps).

В тесте 3DMark06 v.1.0.2 результат, который рассчитывается по довольно сложной формуле, измеряется в безразмерных единицах, причем чем их больше, тем лучше.

Производительность ПК в целом

В группу тестов, ориентированных на измерение общей производительности ПК, вошли PCMark05 и CrystalMark 9.0.

Первый тест предназначен для комплексного анализа производительности ПК. В нем проводится ряд подтестов (всего 48), которые акцентированно нагружают различные подсистемы ПК: процессор, память, графическую подсистему, подсистему хранения данных. По результатам теста рассчитывается интегральный показатель производительности системы в целом, а также индексы производительности отдельных подсистем ПК (CPU Score, Memory, Graphics, HDD).

Результаты теста PCMark05 измеряются в безразмерных единицах, причем чем выше результат, тем лучше.

Второй тест также является комплексным и предназначен для анализа производительности ПК в целом и отдельных его подсистем. В данном бенчмарке проводятся отдельные подтесты с преимущественной нагрузкой на центральный процессор (ALU, FPU), память (MEM), подсистему хранения данных (HDD), графическую подсистему (GDI, D2D, OGL).

По результатам теста вычисляется безразмерный интегральный показатель производительности (Mark), а также показатели производительности отдельных подсистем ПК.

Опять-таки - чем выше результат, тем лучше.

Научные расчеты

В составе группы тестов, имитирующих научные расчеты, оказались Science Mark 2.0, Super_PI/mod 1.5 XS и SunGard Adaptiv Credit Risk.

Тест Science Mark 2.0 предназначен для определения производительности ПК при проведении научных расчетов. Основная нагрузка в нем приходится на процессор и память.

Результаты теста представляются в безразмерных единицах. Более высокому результату соответствует более высокая производительность.

В тесте Super_PI/mod 1.5 XS с заданной точностью (число знаков после запятой) вычисляется число PI. В нашем тестировании мы задали самую высокую точность - 32 М, то есть 32 млн знаков после запятой.

Результатом теста является время выполнения расчета, выраженное в секундах. Понятно, что чем меньше время, тем выше производительность процессора.

SunGard Adaptiv Credit Risk - это программа, которая применяется для расчета кредитных рисков по многим факторам на основе анализа огромной совокупности данных. Она является индустриальным стандартом и используется в крупных корпорациях. Ориентированная на применение в кластерных системах и мощных серверах, эта программа поддерживает многопроцессорность и хорошо масштабируется с ростом числа процессоров.

Результатом теста на основе программы SunGard Adaptiv Credit Risk является время выполнения расчетов, выраженное в секундах. Чем меньше время, тем выше производительность процессора.

Архивирование

Для архивирования использовался многопоточный архиватор 7-Zip 4.42. Архивированию подвергался тестовый каталог размером 135 Мбайт, который сжимался до 66,9 Мбайт, причем задавалась максимальная степень сжатия (Ultra).

Результатом теста является время выполнения архивирования при этом чем меньше время, тем, естественно, лучше.

Аудиокодирование

Для кодирования аудиофайлов из формата WAV в формат MP3 применялся популярный кодек Lame 4.0. Кодированию подвергался WAV-файл с исходным размером 195 Мбайт, который конвертировался в MP3-файл размером 17,7 Мбайт. Кодек запускался из командной строки с настройками по умолчанию (44,1 кГц, 128 Кбит/с).

Результатом теста является время конвертирования, выраженное в секундах, и чем оно меньше, тем лучше.

Распознавание текста

Для распознавания текста использовалась программа ABBYY FineReader 8.0 Pro. В качестве документа для распознавания был выбран 49-страничный PDF-файл.

Результатом теста является время распознавания документа, выраженное в секундах, и чем оно меньше, тем лучше.

3D-графика

В группу тестов, выявляющих производительность процессора при работе с 3D-приложениями, вошли SPECapc 3ds max8 v.1.3, SPECapc for Maya 6.5, POV-Ray 3.7 Beta 17, CINEBENCH 9.5 и SPECViewperf 9.0.3.

Тест SPECapc 3ds max8 v.1.3 представляет собой скрипт для приложения Autodesk 3DS max 8.0 SP3 и предназначен для тестирования платформы с приоритетной нагрузкой на процессор и видеокарту. В нем используется как рендеринг конечных 3D-сцен с преимущественной нагрузкой на центральный процессор, так и типичные задачи по созданию и редактированию сцены с преимущественной нагрузкой на процессор видеокарты. Для того чтобы переложить основную нагрузку на процессор и минимизировать влияние видеокарты на конечный результат теста, для приложения SPECapc 3ds max8 v.1.3. применялся программный видеодрайвер (Software).

Измеряемой характеристикой в тесте SPECapc 3ds max8 v.1.3 является время выполнения задач. На основе времени выполнения отдельных задач по созданию и редактированию сцены рассчитывается интегральный показатель производительности видеокарты, нормированный относительно результатов некоторого референсного ПК. Аналогично на основе времени выполнения рендеринга финальных сцен рассчитывается интегральный показатель производительность центрального процессора, который также нормирован относительно результатов некоторого референсного ПК.

Бенчмарк SPECapc for Maya 6.5 предназначен для тестирования платформы в приложении Alias WaveFront Maya 6.5 с нагрузкой на процессор, видеокарту и дисковую подсистему. Тест состоит из 30 подтестов.

Результат теста представляется в виде двух нормированных составляющих: нормированная производительность процессора и интегральная нормированная производительность. При расчете интегральной производительности вводятся весовые коэффициенты: для подтестов с нагрузкой на видеокарту - 0,7; для подтестов с нагрузкой на процессор - 0,2 и для подтестов с нагрузкой на дисковую подсистему - 0,1.

Для расчета нормированных результатов теста используется референсный ПК с процессором Intel Xeon 2,4 ГГц, 2 Гбайт памяти PC800 ECC RDRAM и видеокартой NVIDIA Quadro FX 1000.

Бенчмарк POV-Ray 3.7 Beta 17 предназначен для оценки скорости рендеринга, и основная нагрузка в тесте ложится на процессор. В тесте применяется встроенный бенчмарк, а результатом его является скорость редеринга в PPS (Pixel Per Second).

Тест CINEBENCH 9.5 предназначен для тестирования графических карт и процессоров и позволяет определить скорость редеринга. В нем используется подтест CPU Benchmark, а конечным результатом является скорость рендеринга при применении всех процессоров системы (для многопроцессорных систем), выраженная в безразмерных единицах CINEBENCH.

SPECViewperf 9.0.3 - это тест, предназначенный для определения производительности графической подсистемы в профессиональных OpenGL-приложениях. Он традиционно используется для тестирования графических станций и профессиональных видеокарт, его результаты в немалой степени зависят от производительности процессора.

Результатами теста являются относительные условные единицы (безразмерные), которые определяют, во сколько раз в данном тесте производительность тестируемого ПК выше производительности некоторого эталонного ПК.

Обработка цифровых фотографий

Для оценки производительности процессора при работе с приложениями по редактированию цифровых фотографий применялся скрипт для приложения Adobe Photoshop CS2. В нем на исходное изображение (цифровая фотография) в формате TIFF последовательно накладываются фильтры и рассчитывается суммарное время выполнения всех операций. Результатом теста является время выполнения задачи, выраженное в секундах.

Видеокодирование

Группу тестов для оценки производительности видеокодирования составили популярные программные конверторы и кодеки. Всего использовалось пять приложений: XMPEG 5.0.3, DivX 6.4 Converter, TMPGEnc 2.524, MainConcept MPEG Encoder 1.51 и MainConcept H.264 Encoder v. 2.0.

Утилита XMPEG 5.0.3 применялась в паре с кодеком DivX 6.4.1 Codec. С ее помощью видеоклип длительностью 24 с и размером 51,8 Мбайт в формате MPEG-2 с разрешением 1920x1980 точек и битрейтом 18 000 Кбит/с конвертировался в HD-видеофайл размером 36,5 Мбайт с битрейтом 7800 Кбит/с и разрешением 1920x1088.

Утилита DivX 6.4 Converter использовалась для конвертирования видеоклипа размером 51,8 Мбайт в формате MPEG-2 с разрешением 1920x1980 точек и битрейтом 18 000 Кбит/с в видеофайл DivХ размером 11 Мбайт и разрешением 1280x720. В утилите DivX 6.1.1 Converter применялся профиль High Definition.

Утилита TMPGEnc 2.524 предназначена для конвертирования AVI-файлов в формат MPEG для записи на DVD-диски. В нашем случае исходный AVI-файл размером 416 Мбайт и длительностью 2 мин 1 с преобразовывался в видеофайл в MPEG-2 (m2v+wav) размером 115 Мбайт в формате DVD 4:3 NTSC. Разрешение кадров устанавливалось равным 720x480 точек, битрейт - 8000 Кбит/с, скорость воспроизведения - 29,97 fps.

Утилита MainConcept MPEG Encoder 1.51 тоже предназначена для конвертации AVI-файлов в формат MPEG для записи на DVD-диски. В нашем случае исходный AVI-файл размером 416 Мбайт и длительностью 2 мин 1 с преобразовывался в видеофайл MPEG-2 (mpg) размером 111 Мбайт в формате DVD 4:3 NTSC. Разрешение кадров - 720x480 точек, скорость воспроизведения - 29,97 fps, скорость видеокодирования - 8000 Кбит/с.

С помощью утилиты MainConcept H.264 Encoder v. 2.0 исходный AVI-файл размером 416 Мбайт и длительностью 2 мин 1 при помощи кодека H.264 High преобразовывался в видеофайл MPEG-2 (mpg) размером 295 Мбайт в формате DVD 4:3 NTSC. Разрешение кадров устанавливалось равным 720x480 точек, скорость воспроизведения - 29,97 fps.

Результаты тестирования

Результаты сравнительного тестирования процессоров представлены в табл. 2.

Таблица 2. Результаты сравнительного тестирования процессоров

		Intel Core 2 Extreme X8600	Intel Core 2 Extreme QX6700
F.E.A.R. ver 1.07, fps
Quake 4 Demo ver 1.3, fps
Far Cry v.1.33, fps
Prey ver 1.01, fps
Company of Heroes ver 1.0, fps
Half-Life 2, fps
Serious Sam 2 Demo, fps
The Chronics of Riddik, fps
	HDR/SM 3.0 Score
SPECViewperf 9.0.3
SPECapc 3ds max8 v.1.3, с
SPECapc Maya 6.5 v1.0
Pov-Ray 3.7 Beta 17 (встроенный тест), PPS
CINEBENCH 9.5 (4 CPU Render)
ABBYY Finereader 8.0 Pro, c
Adobe Photoshop CS2, с
Science Mark 2.0
	Molecular Dynamics
	Memory Benchmarks
Super_PI/mod 1.5 XS (32 M), c
SunGard Adaptiv Credit Risk, c
Архивирование (7-Zip 4.42), с
Аудиокодирование (Lame 4.0), с
Видеокодирование
	DivX Converter 6.4 (High Definition), с
	TMPEGEnc 2.524, с
	MainConcept H.264 Encoder v.2.0, с
	MainConcept MPEG Encoder v.1.51, с

Понятно, что анализ столь большого числа данных провести довольно сложно, поэтому мы решили разбить результаты тестов по логическим группам и вычислить интегральный нормированный показатель производительности по каждой группе тестов. При этом для нормирования результатов использовались результаты процессора Intel Core 2 Extreme X8600, то есть результаты, продемонстрированные данным процессором, принимались за единицу.

Первая логическая группа тестов - это игровые приложения. В данном случае интегральный показатель производительности рассчитывался как среднее геометрическое от нормированных результатов во всех играх (бенчмарк 3DMark06 не учитывался). Тест 3DMark06 мы решили вынести отдельно, поскольку его результат слабо коррелируется с тем, что наблюдается в реальных играх.

Следующую логическую группу составили тесты видеокодирования. В нее вошли XMPEG 5.0.3, DivX Converter 6.4, TMPEGEnc 2.524, MainConcept H.264 Encoder v.2.0 и MainConcept MPEG Encoder v.1.51. Интегральный показатель производительности рассчитывался как среднее геометрическое от нормированных результатов во всех тестах. Остальные тесты мы решили не объединять по логическим группам, что связано с их разнонаправленностью и довольно разными, слабо коррелирующимися друг с другом результатами.

Нормированные результаты в таком упрощенном виде представлены на диаграмме.

Теперь давайте проанализируем полученные данные.

Прежде всего рассмотрим результаты тестирования в играх. Как видите, четырехъядерный процессор не только не имеет преимуществ по сравнению с двухъядерным, но и проигрывает ему по производительности примерно 10%. Поэтому утверждение, что четырехъядерный процессор ориентирован на мощные игровые ПК, - не более чем миф. Сегодня не существует игр, которые могли бы получать преимущество от применения четырехъядерной архитектуры.

Это, конечно, не означает, что они не появятся завтра. Тем не менее для современных игр использование четырехъядерного процессора нецелесообразно.

Результаты же игрового синтетического теста 3DMark06 приводят к совершенно противоположным выводам. Прирост производительности в 3DMark06 CPU Score составил 58%, что очень впечатляет. Правда, его интегральный результат (3DMark Score) более скромный - прирост производительности всего 5%, однако речь все-таки идет о приросте, а не о снижении производительности. Еще раз напомним, что тест 3DMark06 несколько оторван от жизни и делать на основании его результатов выводы о том, что процессор Intel Core 2 Extreme QX6700 имеет преимущество в игровых приложениях, все же было бы неправильно.

Следующий тест - PCMark05. Его результаты опять-таки неоднозначны. В PCMark05 CPU Score процессор Intel Core 2 Extreme QX6700 показал прирост производительности в 56%, однако интегральный результат данного теста (PCMark05 Score) одинаков для обоих процессоров. Дело в том, что увеличение результата PCMark05 CPU Score компенсируется снижением результатов PCMark05 Memory и PCMark05 Graphics. Поэтому если относиться к данному тесту как к комплексному тесту, анализирующему производительность ПК в целом, то нужно отметить, что для набора задач, используемых в тесте PCMark05, система на базе четырехъядерного процессора Intel Core 2 Extreme QX6700 не имеет преимуществ в сравнении с системой на базе процессора Intel Core 2 Extreme X8600.

В тесте CrystalMark 9.0 Intel Core 2 Extreme QX6700 продемонстрировал довольно неплохой прирост производительности. Так, общий результат (Mark) вырос на 26%, а результаты подтестов, ориентированных на загрузку процессора (ALU, FPU), - даже на 77%.

Теперь рассмотрим результаты тестирования с использованием 3D-приложений (SPECapc 3ds max8 v.1.3, SPECapc for Maya 6.5, POV-Ray 3.7 Beta 17, CINEBENCH 9.5 и SPECViewperf 9.0.3).

В тесте SPECapc 3ds max8 v.1.3 в задачах, связанных с рендерингом финальных сцен, процессор Intel Core 2 Extreme QX6700 позволил получить прирост производительности в 46%, что является очень хорошим показателем. В то же время в задачах, касающихся работы в окнах проекций (повороты, трансформация, масштабирование и т.д.), был получен не прирост, а 10-процентный проигрыш в производительности.

В тесте SPECapc for Maya 6.5, где нет рендеринга финальных сцен, мы получили аналогичную картину - падение производительности на 7%.

В тесте POV-Ray 3.7 Beta 17, который определяет исключительно скорость рендеринга, как и ожидалось, процессор Intel Core 2 Extreme QX6700 обеспечил прирост производительности на целых 81%.

Аналогичная картина наблюдалась и в тесте CINEBENCH 9.5, где опять-таки измеряется скорость рендеринга. Четырехъядерный процессор позволил сократить время рендеринга на 48% в сравнении с двухъядерным.

В тесте SPECViewperf 9.0.3 интегральный результат для процессора Intel Core 2 Extreme QX6700, который мы определили как среднее геометрическое от нормированных результатов всех подтестов, на 5% меньше, чем для процессора Intel Core 2 Extreme X8600. Данный тест, конечно, предназначен для тестирования профессиональных видеокарт, но, как мы уже отмечали, его результат зависит в том числе и от процессора, и в данном случае наличие четырехъядерного процессора не способствует увеличению производительности.

В тестах, имитирующих научные расчеты, результаты неоднозначны. В тестах Science Mark 2.0 и Super_PI/mod 1.5 XS Intel Core 2 Extreme QX6700 продемонстрировал снижение производительности на 7 и 3% соответственно. Однако это проблема, скорее, самих тестов, нежели процессора. Дело в том, что данные тесты являются однопоточными и плохо распараллеливаются на несколько ядер. Поэтому ожидать, что многоядерная архитектура позволит получить в них прирост производительности, не приходится.

Тест SunGard Adaptiv Credit Risk - это уже не бесплатная утилита, а серьезное приложение, предназначенное для использования в крупных корпорациях и изначально ориентированное на многопроцессорные серверы. В данном случае процессор Intel Core 2 Extreme QX6700 в полной мере раскрывает свое преимущество - прирост производительности составил 79%!

При работе с приложением Adobe Photoshop CS2 процессор Intel Core 2 Extreme QX6700 позволил получить хоть и не очень большой (всего 16%), но все же прирост производительности. А вот с приложением ABBYY FineReader 8.0 Pro для распознавания текста ситуация обратная. В данном случае использование процессора Intel Core 2 Extreme QX6700 привело к снижению производительности на 5%.

Архивирование данных с помощью архиватора 7-Zip 4.42 также дало незначительное (на 4%) падение производительности при применении четырехъядерного процессора, а в задачах по аудиоконвертированию с использованием кодека Lame 4.0 оно составило уже 9%.

Относительно тестов по архивированию данных и аудиоконвертированию нужно сделать одно замечание. В принципе, даже в этих тестах можно попытаться выявить преимущества многоядерной архитектуры. Для этого нужно запускать одновременно несколько программных сессий. Если, к примеру, нужно конвертировать несколько WAV-файлов, то можно запустить одновременно несколько сессий (это делается путем написания соответствующего BAT-файла) и конвертировать каждый файл с использованием отдельной сессии. Лучше, конечно, найти соответствующую программную оболочку для кодека, которая «умела» бы делать это автоматически. В этом случае четырехъядерный процессор действительно позволит существенно сократить время конвертирования аудиофайлов.

Последняя группа тестов, которую нам осталось рассмотреть, - это приложения для видеокодирования. В данном случае во всех приложениях четырехъядерный процессор продемонстрировал свое преимущество. В зависимости от конкретного приложения и от формата видеоданных прирост производительности составил от 10 до 66%.

Выводы

Итак, какие же выводы можно сделать по результатам проведенного тестирования? Четырехъядерный процессор Intel Core 2 Extreme QX6700 не оправдал наших ожиданий. Но, возможно, все дело в том, что под впечатлением от нового семейства двухъядерных процессоров Intel Core 2 Duo они были очень завышены.

В настоящее время потенциальные возможности, реализованные в процессоре Intel Core 2 Extreme QX6700, просто невозможно раскрыть, поскольку пользовательских приложений, способных получить выигрыш от четырехъядерной архитектуры процессора, сегодня не так много. Исключение составляют задачи по видеокодированию и финальному рендерингу трехмерных сцен, при решении которых в ходе тестирования преимущество четырехъядерного процессора было неоспоримым. Соответственно Intel Core 2 Duo было бы правильно позиционировать как процессор для графических станций и ПК, использующихся преимущественно для обработки видео. В остальных случаях целесообразность применения четырехъядерного процессора весьма сомнительна.

Для домашних же пользователей ПК на базе четырехъядерного процессора - это, скорее, экзотика или, если угодно, один из способов пустить пыль в глаза, но никак не востребованная необходимость.

В большинстве случаев компьютер на базе процессора Intel Core 2 Extreme QX6700 уступает по производительности ПК на базе процессора Intel Core 2 Extreme X8600. Поэтому позиционировать его как процессор для высокопроизводительных домашних ПК пока преждевременно. Конечно, незначительное падение производительности, наблюдаемое в играх и других приложениях, невозможно заметить на глаз. Все равно компьютер на базе процессора Intel Core 2 Extreme QX6700 является высокопроизводительным решением. Вопрос только в том, зачем и кому он нужен, если двухъядерный процессор позволяет получить большую производительность при решении всех задач, за исключением рендеринга и видеокодирования, причем за меньшие деньги и при меньшем энергопотреблении.

Однако компьютер приобретается не на один год, а четырехъядерная архитектура является хорошим заделом на будущее. Процессор Intel Core 2 Extreme QX6700 опередил свое время, но уже завтра ситуация может измениться. Сейчас инфраструктура ПО не готова применять преимущества четырехъядерных процессоров. Но тот факт, что в скором времени все новые приложения будут поддерживать многоядерность, не вызывает сомнений.

Зачастую приходится слышать заявления, что преимуществами многоядерной архитектуры можно воспользоваться уже сегодня - не нужно ждать светлого будущего. Все что для этого надо - привыкнуть к работе в многозадачном режиме, когда на компьютере одновременно выполняется несколько различных приложений, например антивирусное сканирование и аудиокодирование или игра. Отчасти это действительно так, но… лишь отчасти. Если серьезно, то это не более чем маркетинговый миф. Чтобы убедиться в этом, попробуйте запустить задачу конвертирования видеофильма (например, пересжать фильм для PocketPC) и поработать в Microsoft Word или просто разложить пасьянс на компьютере. Интересно, через сколько минут вам это надоест? Между тем заметим, что большинство видеоконверторов под PocketPC (например, Omniquiti Lathe 1.5) являются однопоточными и не способны утилизировать одновременно несколько ядер процессора, то есть одно ядро целиком загружено, а все остальные при этом простаивают. Казалось бы, ничто не мешает при этом возложить на остальные ядра решение других задач. Если бы не одно «но». Дело в том, что в подобного рода сценариях быстродействие системы в целом определяется отнюдь не возможностями процессора - ведь есть еще жесткий диск, память и различные шины с ограниченной пропускной способностью. Велика вероятность того, что два или более одновременно выполняемых приложений начнут конкурировать за одни и те же (отнюдь не процессорные) ресурсы ПК, что не позволит повысить производительность.

Ранее мы пришли к выводу, что эффективность использования четырехъядерного процессора в домашних ПК довольно спорна. Однако мы еще не рассмотрели другой немаловажный аспект - маркетинг, который, как известно, является двигателем прогресса. В конечном счете не важно, плох новый процессор или хорош, - если по маркетинговым соображениям он нужен компании, то непременно будет выпущен.

Однако зачем компания Intel так торопилась выпустить новый, четырехъядерный процессор, если процессоры семейства Intel Core 2 Duo уже стали безусловными лидерами рынка? Вопрос этот отнюдь не банален и довольно сложен. Во-первых, для компании Intel процессор Intel Core 2 Extreme QX6700 - это своего рода побочный продукт производства, не требующий серьезных финансовых затрат: с технологической точки зрения производство двухъядерных процессоров Conroe и четырехъядерных Kentsfield мало чем различается. Различия есть лишь на этапе упаковки, которая производится на специализированных заводах в Малайзии. Но этот процесс компания Intel уже отладила: по технологии упаковки двух двухъядерных кристаллов в один корпус серверные четырехъядерные процессоры Xeon не отличаются от процессоров Intel Core 2 Extreme QX6700.

В самом деле, если производство четырехъядерных процессоров не требует никаких дополнительных финансовых затрат, то почему бы его не начать?

Во-вторых, появление четырехъядерного процессора - это следствие амбициозных планов компании Intel. В очередной раз завоевать звание лидера индустрии, вывести на рынок продукт, которого нет у конкурентов, - это дорогого стоит. А в том, что с технологической точки зрения Intel Core 2 Extreme QX6700 - это действительно огромный шаг вперед, сомневаться не приходится.

Есть, на наш взгляд, и еще одна, третья причина столь поспешного выпуска четырехъядерного процессора. В конкурентной борьбе между Intel и AMD на каждый шаг одной компании другая делает ответный ход. И конечно же, AMD не могла не отреагировать на выпуск четырехъядерного процессора Intel Core 2 Extreme QX6700. Об этом прекрасно знали в компании Intel, как, впрочем, и о том, что отвечать AMD нечем. Что же из этого получилось? Выпуск четырехъядерного процессора Intel Core 2 Extreme QX6700 заставил компанию AMD создать довольно странное и априори провальное решение под кодовым названием AMD 4x4, предполагающее использование двух двухъядерных процессоров вместо одного четырехъядерного. Почему оно странное? На протяжении всего последнего года компания AMD упорно пыталась доказать свое лидерство в области процессоров с низким энергопотреблением. Кроме того, она всегда провозглашала, что повышение тактовой частоты - это не метод для увеличения производительности процессоров. Выпуск решения AMD 4x4 противоречит проводимой компанией политике. Дело в том, что к энергосберегающим платформам оно не имеет никакого отношения, так как потребляет много электроэнергии и требует очень эффективной (а значит, очень шумной) системы охлаждения. Кроме того, новые двухъядерные процессоры AMD (FX-70, FX-72 и FX-74) - это не что иное, как разогнанные варианты старых процессоров в новом корпусе, рассчитанном на разъем Socket F (1207 FX).

Нормированные результаты сравнительного тестирования процессоров

Первые результаты тестирования решения AMD 4x4, которые были получены в американских и европейских тестовых лабораториях, позволяют сделать следующие выводы. По производительности решение AMD 4x4 с двумя двухъядерными процессорами AMD Athlon 64 FX-74 проигрывает решению на базе одного четырехъядерного процессора Intel Core 2 Extreme QX6700 практически во всех тестах. При этом энергопотребление системы AMD 4x4 примерно в два раза выше, к тому же требуется применение мощных (не ниже 600 Вт) блоков питания. Стоимость AMD 4x4 существенно выше, чем у решения на основе процессора Intel Core 2 Extreme QX6700. Таким образом, ответ на вопрос: «А кому это решение нужно?», ясен. Появление четырехъядерного процессора Intel Core 2 Extreme QX6700 вынудило компанию AMD потратить деньги и выпустить на рынок новое семейство парных двухъядерных процессоров, которое обречено на неудачу.