В данном исследовании мы попытаемся выяснить, существует ли в современных приложениях поддержка многоядерных процессоров. В частности, мы попытаемся ответить, есть ли смысл геймеру покупать сейчас четырехъядерный CPU. Для этого кроме стандартных синтетических тестов, мы проведем тестирование в 8 современных игровых приложениях.
Целью нашего эксперимента стали два процессора Core2Quad Q9300 и Core2Duo E8500, которые в отечественных магазинах предлагаются почти по одной цене. Прежде чем перейти к тестовой методике и результатам тестирования, остановимся немного на самих процессорах.
Core 2 Quad Q9300
Новый четырехъядерный процессор Intel основан на 45-нм ядре Yorkfield. Поставляется процессор в BOX-версии.
Внутри коробки имеется кулер и инструкция. Надо отметить, что после перехода на 45-нм техпроцесс производства, компания Intel начала комплектовать свои процессоры кулерами с радиатором уменьшенной толщины, не более 1,5 см в высоту. Ранее такими небольшими радиаторами комплектовались лишь процессоры серии Celeron 4xx. Сейчас же, как видим, такой же компактный кулер идет даже с четырехъядерными процессорами.
Основание радиатора медное. На него уже нанесен термоинтерфейс.
Вот так выглядит лицевая и тыльная сторона процессора:
Процессор работает на тактовой частоте 2,5 ГГц, множитель 7,5, шина FSB 333 МГц (итоговая 1333 МГц). Стандартное напряжение питания 1,15 В.
Это младшая модель в 9-й серии четырехъядерных процессоров, и имеет кэш второго уровня лишь 6 MB, в то время как старшие модели уже 12 MB.
Множитель процессора варьируется от 6 до 7,5 при активации энергосберегающего режима. Благодаря новому техпроцессу, TDP у Core 2 Quad Q9300 не превышает 95 Вт. Популярный Core 2 Quad Q6600 при частоте 2,4 ГГц имел ный TDP 105 Вт (ревизия G0 уже 95 Вт). Если сравнивать все с тем же Q6600, то новичок имеет более быструю шину 1333 МГц (против 1066 у предшественника). Однако, как следствие, из-за низкого множителя для разгона такого процессора нужна хорошая материнская плата и память, способная работать на высоких частотах.
Тестирование рассматриваемых процессоров производилось на материнской плате Gigabyte P35-S3. И если с разгоном двухядерных процессоров она справляется на отлично, то вот для разгона Quad оказалась не особо приспособленной. Максимальная частота процессора, на которой стабильно работала система, составила 3,3 ГГц.
Далее материнская плата не могла обеспечить стабильную работу, хотя шину держала, но все уперлось в слабоватую подсистему питания.
Отметим, что средний результат разгона данного процессора 3,5 ГГц на воздухе, что тоже не выдающийся результат. Для нашего же эксперимента и частоты 3,3 ГГц вполне достаточно. Ведь главная цель нашего сравнения выявить преимущества четырехядерной архитектуры над двухядерной. Понятное дело, что сравнение двух процессоров на разной частоте в такой ситуации не отображает реального расклада сил. Поэтому оба тестируемых были установлены на один множитель и шину. А параметры эти были выбраны исходя из максимума 3,3 ГГц, на котором стабильно работал Core2Quad Q9300.
Core 2 Duo E8500
Второй испытуемый представлен уже одним из самых мощных современных двухъядерных процессоров Intel.
Стандартная упаковка. Внутри все тот же низкопрофильный кулер, но уже полностью из алюминия, без медной сердцевины.
Непосредственно сам CPU:
Поколение Core 2 Duo 8-й серии основано на ядре Wolfdale и тоже выполнено по нормам 45-нм техпроцесса.
Вот какие данные выдает утилита CPU-Z о данном процессоре:
Множитель E8500 довольно высокий - 9,5. В сочетании с 333 МГц шиной это дает нам итоговые 3,16 ГГц. Из характеристик отметим кэш-память L2 объемом 6 MB, напряжение питания 1,15 В и уровень TDP всего 65 Вт.
На тестовой материнской плате данный процессор удалось легко разогнать до 4,3 ГГц. При этом даже не пришлось повышать напряжение ядра выше 1,4. Подобное напряжение, или более высокое, уже может привести к деградации процессора. Стоит отметить, что такой результат разгона достигнут при использовании воздушного кулера Thermalright Ultra-120 eXtreme.
Для наших экспериментов коэффициент умножения CPU был уменьшен до 7,5 с соответствующим повышением FSB до 440 МГц, что дало те же 3,3 ГГц как и у Q9300 после разгона.
Сравнительные характеристики процессоров
Для более наглядного различия, характеристики рассматриваемых процессоров были занесены в таблицу.
| Core2Quad Q9300 | Core2Duo E8500 | |
| Ядро | Yorkfield | Wolfdale |
| Техпроцесс, нм | 45 | 45 |
| Номинальная тактовая частота, МГц | 2500 | 3166 |
| Множитель | 6-7,5 | 6-9,5 |
| FSB/HTT, МГц | 1333 | 1333 |
| кэш L1, КБ | 32 | 32 |
| кэш L2, КБ | 3072 x 2 | 6144 |
| Номинальное напряжение питания, В | 1,15 | 1,15 |
| TDP, Вт | 95 | 65 |
| Поддержка инструкций | RISC, IA32, XD bit, MMX, EM64T, SSE, SSE2, Supplemental SSE3, SSE4.1 | RISC, IA32, XD bit, MMX, EM64T, SSE, SSE2, Supplemental SSE3, SSE4.1 |
| Прочие особенности | VT,EIST,TXT | VT,EIST,TXT |
Итоговые графики включают по четыре результата. Зеленым цветом обозначены результаты процессоров, работавших на номинальных частотах. Красным цветом обозначены результаты процессоров, работавших на одной частоте после разгона. Причем оба наши процессора относятся к поколению Penryn и имеют одинаковый объем кэш-памяти. Так что, во втором случае мы полностью их уравниваем и выявляем лишь непосредственную зависимость быстродействия в приложениях от 2-х или 4-х ядер.
Первая тестовая конфигурация:
- Процессор: Core 2 Duo E8500 (3,16 ГГц);
- Процессор: Core 2 Quad Q9300 (2,5 ГГц);
- Кулер: Thermalright Ultra-120 eXtreme;
- Материнская плата: Gigabyte P35-S3;
- Память: 2х1GB TEAM PC8500 (1066 МГц при таймингах 5-5-5-15);
- Видеокарта: GeForce 8800 GTS 512MB ASUS;
- Жесткий диск: 320GB Hitachi T7K250;
- Блок питания: Chieftec CFT-750-14CS;
- Операционная система: Windows XP SP2, Windows Vista Ultimate;
- Драйверы видеокарты: GeForce: 175.16.
Вторая тестовая конфигурация имела тот же самый состав, но с измененными частотами процессоров и памяти:
- Процессор Core 2 Duo E8500 @3,3 ГГц (7,5х440);
- Процессор Core 2 Quad Q9300 @3,3 ГГц (7,5х440);
- Память: 2х1GB TEAM PC8500 (1100 МГц при таймингах 5-5-5-15).
Тестирование проводилось в синтетических тестовых пакетах и в реальных игровых приложениях.
Синтетические тесты и прикладное ПО
Начнем с тестовых пакетов компании Futuremark.
PCMark2005
В процессорном тесте PCMark2005 на номинальных частотах процессоры показывают почти одинаковый результат, и это при разнице в частоте в 666 МГц. В одинаковых условиях Core 2 Quad оказывается на 25% быстрее.
3DMark2006
В 3DMark2006 дополнительные два ядра тоже дают довольно существенное повышение итогового результата.
CineBench
Приложение Cinebench для работы с 3D-графикой является традиционным тестом для измерения производительности процессоров. Вначале взглянем на результаты для однопроцессорного теста.
Тут все вполне ожидаемо. На одной частоте результаты, продемонстрированные процессорами идентичны. Теперь результаты мультипроцессорного теста.
А тут уже закономерно Core 2 Quad оказывается быстрее. На частоте 3,3 ГГц разница в производительности вообще носит чуть ли не линейный характер в зависимости от частоты ядер. Прирост от двух дополнительных ядер составляет 80%.
POV-Ray
Еще одно приложение для работы с 3D. На графике отображены результаты встроенного бенчмарка.
В данном приложении разница между 4-х и 2х-ядерным процессором минимальна.
x264 HD Benchmark
Это специальный бенчмарк на основе кодирования видео. В качестве результата выдает лог-файл с итогами теста. Чтобы привести это в удобный внешний вид, вычислялся средний результат. Для начала просчитан средний результат каждого подтеста (они выполняются в 4 прохода), далее полученные 4 итоговых значения сложены и разделены на 4.
Этот тест тоже очень чувствителен к многоядерным процессорам. Преимущество Core 2 Quad над Core 2 Duo достигает 84%.
SuperPi 8M
Программа для расчета числа Пи, как видим, никак не реагирует на дополнительные два ядра. Даже наоборот, результаты Core 2 Duo немного лучше (на 8 секунд или 4,5%).
WinRAR 3.71
В популярном архиваторе использовался встроенный тест.
В WinRAR все выглядит довольно хорошо для четырехъядерного процессора, который уверенно обгоняет Core2Duo на 17-25%.
VirtualDub
Измерялось время декодирования одного 700 MB файла в avi с использованием кодека DivX 6.6.1, который умеет использовать более двух ядер для распараллеливания расчетов.
Как видим, разница между процессорами в одинаковых условиях небольшая. Core 2 Quad с поставленной задачей справился лишь на 12 секунд быстрее, а это всего лишь 2,2 %.
Игровые приложения
В игровых тестах мы решили отойти от обычного способа тестирования. Традиционно такие тесты проводятся в низких разрешениях. Но ведь никто не будет играть на видеокарте GeForce 8800GTS 512MB и Core 2 Quad в разрешении 800х600. Хотелось бы увидеть реальный эффект от более мощного процессора, чтобы убедиться, что пользователь что-то все же получит в итоге. Поэтому кроме невысокого разрешения 1024х768 дополнительно проводился еще тест в 1280х1024. Настройки графики в играх на максимальных значениях, но без активации сглаживания.
TimeShift
В этой игре проигрывался 5 раз один и тот же короткий участок с перестрелкой, чтобы воссоздать типичную игровую ситуацию и задействовать механизм расчета интеллекта ботов.
Эта игра оказывается равнодушна не только к многоядерным процессорам, но и к их разгону. Разница в результатах минимальная, хотя в разрешении 1280х1024 имеет место тенденция к доминированию Core2Quad (если конечно разницу в 1% можно воспринимать серьезно).
Call of Duty 4
Традиционно для теста использовался игровой уровень WarPig, максимально насыщенный противниками, сценами взрывов и перестрелками. Для более точных результатов замер производительности этой игровой сцены производился 7 раз.
На эту игру вновь не влияет разгон процессора, несмотря на 32%-прирост частоты у Core 2 Quad. Зато Core 2 Duo внезапно показывает лучшие результаты, независимо от своей частоты. Причем, больше заметны они не в низком, а в более высоком разрешении. Здесь в абсолютно одинаковых условиях система на двухъядерном процессоре оказывается на 6% быстрее системы с четырехъядерным Core.
Unreal Tournament 3
Эта игра известна своей процессорозависимостью. И, по словам разработчиков, производительность в игре хорошо масштабируется на многоядерных системах. Для теста был выбран уровень ShangriLa. Матч с участием 10 ботов, длительностью 5 минут, переигрывался 3 раза, средние результаты приведены в диаграмме.
По результатам, без сомнения, видна сильная зависимость игры от мощности процессора. Увеличение частоты Core 2 Quad на 32% дает прирост FPS в игре на 15-20%. А вот никакого преимущества дополнительные два ядра не дают. Скорее даже наоборот, Core 2 Duo в одинаковых условиях снова показывает немного лучший результат.
Race Driver: GRID
Новый автосимулятор на движке DIRT, который тоже известен своей процессорозависимостью. Для теста одна трасса переигрывалась три раза для каждого режима.
Вот он первый момент торжества четырехядерного процессора. В низком разрешении мы видим довольно неплохое его преимущество в 10%. В высоком разрешении оно уже почти не заметно. Также игра сильно чувствительна к повышению тактовой частоты. В низком разрешении разгон Core 2 Quad дает почти 22% прироста производительности.
Crysis DX9
Для теста в данной игре использовался стандартный игровой бенчмарк GPU.
В низком разрешении видна существенная зависимость от рабочей частоты процессора, а вот два дополнительные ядра "погоды не делают". В разрешении 1280х1024 результаты полностью идентичны, все начинает упираться в возможности видеокарты.
Devil May Cry4 Benchmark DX10
Игра, которую в скором времени компания Capcom портирует с консолей на нашу платформу РС. А пока у нас есть только специальный игровой бенчмарк. Отметим сразу, что особой разницы между рендерингом под DirectX 9 и DirectX 10 в данной игре нет, да и разница в производительности минимальна. Поэтому для теста сразу была выбрана именно DX10-версия. Тест состоит из четырех игровых сцен. Для общей наглядности высчитаны средние значения и по ним построены диаграммы.
Игра абсолютно равнодушна к тому, какой процессор установлен в системе. Хотя, возможно, это особенность данного тестового бенчмарка.
Assasin’s Creed DX10
Популярная игра. Большое количество NPC в кадре и множество деталей окружения. Впору увидеть хотя бы здесь триумф Core 2 Quad. По причине случайной генерации людей и их небольшой свободы поведения абсолютно повторить одинаковый эпизод нельзя, но свести к минимуму разницу в измерениях можно. Для этого три раза переигрывался короткий участок, состоящий из прогулки по небольшой городской площади в толпе людей.
Первое что бросается в глаза – это зависимость от частоты процессора. Разгон процессора на 32% дает прирост в 19%. Причем эта разница (хоть и немного меньше) ощущается даже в высоком разрешении. А вот 4 ядра относительно двух не дают никакого преимущества. Даже снова проявляется закономерность, когда на жалкие один-два процента Core 2 Duo оказывается быстрее.
World in Conflict DX10
Последняя игра в нашем тестировании. Для уменьшения погрешности стандартный игровой тестовый ролик запускался по три раза.
Наконец-то триумф Core 2 Quad. Несмотря на относительно низкий FPS в сравнении с остальными играми, система на базе двухъядерного Core безнадежно уступает системе с процессором, количество ядер которого равно четырем. Даже без разгона он обеспечивает более высокие результаты. В процентном соотношении это 9-15 % преимущества над двухъядерным сотоварищем.
Выводы
Подводя итоги, стоит сказать, что Core 2 Quad более предпочтителен в тех приложениях, которые имеют соответствующую программную оптимизацию. Для тех, кто профессионально занимается, к примеру, 3D-графикой, без сомнения четырехъядерный процессор будет целесообразнее.
В современных играх, как и ожидалось, ситуация не столь однозначна. Если рассматривать результаты процессоров без разгона, то Core 2 Quad отходит на второе место. Если же оценивать результаты процессоров в одинаковых условиях, то можно констатировать, что частенько даже Core 2 Duo оказывается быстрее на один-два процента. Это, возможно, является результатом более быстрой работы с разделяемым L2 кэшем у Wolfdale, а может и с некими другими архитектурными особенностями. Из 8 игр только две имеют оптимизацию под многоядерные процессоры. Так что, если смотреть в ближайшее будущее, то Core 2 Quad Q9300 при своей цене для геймера не выгоден абсолютно. Но не все так печально, ведь две игры это тоже результат, а значит их будет становиться все больше.
Также стоит обратить внимание довольно ощутимую процессорозависимость у большей части рассматриваемых игр, причем, иногда она заметна даже в высоких разрешениях. Тот же графически ресурсоемкий Crysis сильно отреагировал на подъем тактовой частоты центрального процессора.
С этой точки зрения покупка процессоров Core 2 Quad приобретает смысл в случае их разгона. Но для успешного оверклокинга вам понадобится более дорогая материнская плата, чем для Core 2 Duo. Да и предел по максимальной частоте у Quad все равно меньше, чем у Core 2 Duo. Поэтому и это преимущество вновь тает за некими далекими перспективами, которые вы пока не особо то и не почувствуете. А через пару лет, когда пойдет повальная оптимизация программного обеспечения под четырехядерные процессоры, то сомнительно, что современные Core 2 Quad просто смогут физически показать достойные результаты. Так что, для игровой машины лучшим вариантом все еще остается разогнанный Core 2 Duo, а время для перехода на четырехядерные CPU еще не настало.