Dvě jádra od Intelu v roce 2006

Pentium 4 alias toaster

Intel proto udělal „čelem vzad“ a vrátil se k vývojové větvi, kterou opustil v dobách Pentia III. Tento nový trend se poprvé uplatnil v mobilním Pentiu M. Nadále nebylo cílem společnosti Intel bezhlavé zvyšování frekvence bez ohledu na tepelnou ztrátovost. Ale zvyšování výkonu při udržení rozumné spotřeby. Pentium M vychází z rozšířené koncepce Pentia III, kterou Intel opustil na počátku tisíciletí. Velkým přínosem Pentia M byly tzv. úsporné režimy, kdy je takt a napětí CPU ovlivňováno podle aktuálního zatížení systému. Intel tak získal ideální procesor pro notebooky, nikoliv však pro desktopy. Zde musel přijít s něčím zcela novým. Výsledkem, tedy novým směrem vývoje byla architektura, která stojí na dvoujádrovém řešení.

Pohled na Intel Core 2 Duo

Na úvod si dovolíme exkurz do krátké historie dvoujádrových procesorů. Dvoujádrové procesory pro desktopový trh se poprvé začaly objevovat na přelomu let 2005-2006. Běžným uživatelům se tak konečně dostalo „multiprocesorového“ řešení, které bylo dosud dostupné pouze pro serverový trh. Nebudeme však příliš předbíhat. Posledním výkřikem NetBurst technologie (Pentium 4) je rodina procesorů Pentium D. Jejich podrobnější popis najdete v předchozích článcích a proto si připomeneme pouze základní informace.

Pentium D 805 bylo na počátku roku malou revolucí, která přiblížila dvoujádrovou architekturu běžným uživatelům. Jednalo se o obrovský marketingový úspěch, který byl podpořen především výborným poměrem ceny a výkonu. Jen připomínám, že AMD v době uvedení legendárního Pentia D nemělo srovnatelný procesor. Jádra Pentia D805 jsou taktována na frekvenci 2,66 GHz (jádro Smithfield). Procesor je vyráběn 90nm technologií, FSB pracuje “pouze” na 533 MHz. Pentium D disponuje dvěma 1MB cache paměťmi L2 a dvěma 16KB datovými L1 cache. Přestože D 805 vychází z Pentia 4, nepodporuje HyperThreading a Intel VT (Virtualization Technology).

Pentium D 805

Počátkem roku 2006 Intel přistoupil k malému zemětřesení v pojmenování svých produktových řad. Zavedená značka Pentium (Intel Inside) přestala marketingovým kreativcům vyhovovat a nové produkty jsou označeny logem Core Duo (jednojádrová architektura jako Core Solo).

Intel je velkým hráčem i v mobilní sféře a proto s spolu s novými procesory uvedl i třetí generaci mobilní platformy Centrino. Mobilní Intel Core Duo (kódové označení Yonah) je na rozdíl od Pentia D vyráběno 65 nm technologií. Jádra pracují na frekvencích 1,66-2,16 GHz, FSB je taktováno 667 MHz. Vyrovnávací paměť druhé úrovně, tzv. L2 cache o kapacitě 2 MB, je sdílena současně oběma jádry CPU.

Technologie Intel Smart Cache dynamicky přerozděluje kapacitu vyrovnávací L2 paměti podle aktuálních nároků jednotlivých jader. Efektivnější používání vyrovnávací paměti a sběrnice následně přináší zvýšení výkonu, ale i úspory energie. Nejrozšířenějším představitelem Core Duo je procesor s označením T2300, který je rovněž součástí našich testů.

Intel Core DuoT2300

Nyní se dostáváme k vlastní novince - procesorům Intel Core 2 Duo. Druhá generace dvoujádrových CPU přináší zcela přepracovanou architekturu (64bit ALU jednotky, předělané FPU apod.), která spojuje výhody výkonných NetBurst procesorů a technologií známých z mobilních Pentií. Nová architektura opět pokrývá všechny segmenty trhu. Notebooky jsou vybavovány procesory s jádrem Merom, desktopový trh zaplňují procesory Conroe a pro nejvyšší segment serverových řešení jsou určeny procesory s jádrem Woodcrest (Xeon).

V dalším textu se bude zabývat především procesory s kódovým označením Conroe. Desktopové procesory jsou dodávány v několika verzích, které se odlišují nejen frekvencí jádra, ale především kapacitou L2 cache. Za určitou „ nižší“ řadu jsou považovány procesory s poloviční 2 MB L2 cache, často označené jako Allendale. Překvapivě však vyšší kapacita L2 cache přináší jen minimální rozdíly ve výkonu. Speciální verzí Core architektury jsou výkonné procesory Core 2 Extreme s odemknutým násobičem. Novinkou na trhu jsou čtyřjádrové Intel Core2 Extreme QX.

Jádro Conroe je vyráběné 65nm procesem a na malé ploše 143 mm² obsahuje 291 miliónů tranzistorů. Procesor je vybaven několika technologiemi, které optimalizují výkon a provoz procesoru. Nejdůležitější inovací oproti prvním Core Duo jsou především plně 64 bit ALU jednotky. Dále Advanced Digital Media Boost technologie, které urychlují používání instrukčních sad SSE až SSE4. Jednotky pro SSE operace jsou 128 bitové a umožňují zpracovávat instrukce v jediném hodinovém taktu. Díky tomu jsou procesory Core 2 Duo podstatně rychlejší v multimediálních aplikacích (viz testy Sandra Multimedia).

Další zvýšení výkonu mají na starosti technologie Smart Memory Access, Smart Cache. V případě Smart Memory Access dochází k optimalizaci datového toku mezi procesorem a pamětí. Intel Smart Cache první generace procesorů Core Duo umožňovala sdílet kapacitu L2 cache mezi oběma jádry bez účasti sběrnice procesoru (FSB). Ve druhé generaci je funkcionalita technologie Smart Cache dále rozšířena. Jádra si mohou nyní data vyměňovat efektivněji rovnou mezi L1 cachemi bez účasti L2 cache.

Intel Core2 Duo E6600

Conroe navazuje na úspěchy mobilních procesorů první generace Core Duo. Díky integraci mobilních technologií se procesory Conroe mohou pochlubit výrazně nižší spotřebou, zvláště při srovnání s NetBurst Pentii. Ve specifikacích je uváděna hodnota - 65 W TDP (Thermal Design Power), u mobilních verzí Core 2 Duo 35 W TDP. Na nižší spotřebě se velkou měrou podílí i 65nm výrobní proces a nižší frekvence, na kterých Core 2 Duo běží. Při nedostatečném vytížení CPU, například při práci v Office aplikacích, přichází ke slovu Enhanced Intel SpeedStep. Tato technologie dynamicky mění frekvenci procesoru a tím ovlivňuje i spotřebu energie.

Intel Core2 Duo E6400

Pro testování jsme vybrali dva zástupce rodiny Intel Core 2 Duo. Velmi vyrovnaný podíl ceny a výkonu nabízí především Intel Core2 Duo E6400 a Intel Core2 Duo E6600. Procesor s kódovým označením Allendale, tedy Core2 Duo E6400 pracuje na frekvenci 1,66 GHz. Velikost vyrovnávací paměti L2 je 2 MB, FSB běží na 266 MHz (1066 QDR). Jako druhý byl do testu zařazen „plnohodnotný“ Core 2 Duo E6600 se 4 MB L2 cache. Jádra procesoru jsou taktována na 2,4 GHz, sběrnice FSB běží rovněž na 266 MHz (1066 QDR). Pro srovnání jsme do testu zařadili několik dalších procesorů Intel, které jsou v současné době dostupné na našem trhu.

Intel Core2 Duo E6600

Výkon @ přetaktování

Základem testovací sestavy byl motherboard Gigabyte GA-965P-DS3. Výbavu doplňovaly dvě běžné Kingmax DDR2-800 paměti o celkové kapacitě 1024 MB. Jako grafická karta byla zvolena pasivně chlazená Gigabyte MAYA GV-RX16P256D s 256MB paměti. Použitá grafická karta nepatří k nejvýkonnějším typům na trhu, pro potřeby tohoto testu je však zcela dostačující. Do testu jsme zařadili benchmarky orientované především na výkon CPU a pamětí. Určitou výjimkou jsou herní testy (Battlefield 2, apod.). Pro názornější představu uvádíme souhrnnou tabulku se základním specifikacemi testovaných procesorů.

Procesory byly testovány nejen na základní frekvenci, ale vyzkoušeli jsme i jejich možnosti při přetaktování. Základní deska Gigabyte GA-965P-DS3 nabízí v tomto ohledu poměrně široké možnosti nastavení. Pro maximální přetaktování procesorů Core 2 Duo je vhodné vypnout funkce CPU EIST Function a CPU Enhanced Halt. Popisované funkce souvisí s technologií Enhanced Intel SpeedStep, která podle využití procesoru dynamicky snižuje násobič, napětí a především frekvenci procesoru.

Nejlépe se podařilo přetaktovat procesor Core 2 Duo E6400. Rychlost FSB byla zvyšována po krátkých “skocích” z nominální frekvence 266 MHz (1066 MHz efektivně). Postupným zvyšováním jsme se dostali až na 425 MHz. Výsledná frekvence procesoru se vyšplhala na úctyhodných 3,4 GHz. Pro stabilní chod přetaktovaného procesoru bylo zvýšeno napětí na 1,5 V, pamětem bylo přidáno +0,4V (parametr DIMM OverVoltage Control). Vzhledem k vysoké frekvenci procesoru bylo nutné upravit děličku pamětí. Moduly DDR2-800 stabilně fungovaly na 850 MHz. Po mnoha experimentech bylo časování pamětí upraveno na hodnotu 4-4-4-12.

Core 2 Duo a Pentium D

Procesor Core 2 Duo E6600 (Conroe s 4MB L2 cache L2) fungoval stabilně na maximální frekvenci FSB 400. Jeho napětí bylo zvýšeno z původních 1,3 V až na 1,45 V. Paměti běžely na 400 MHz (DDR2-800) s mírným navýšením o +0,3 V. Pro úplnost dodám, že testované procesory byly osazeny pouze boxovaným chladičem a dvěma přídavnými větráčky, které odváděly přebytkové teplo z toweru.

Testy – výkon CPU

V testu CPU PCMark05 se podle předpokladu nejlépe umístil přetaktovaný procesor Core 2 Duo E6600 3,6 GHz. Zajímavého výsledku dosáhlo pentium D805 přetaktované na 3,6 GHz. Populární Pentium však nevyniká pouze svou přetaktovatelností, nízkou cenou, ale bohužel i vekou spotřebou. Doporučuji (i v dalších testech) srovnat výkon dražšího Core 2 Duo E6600 na nominálních 2,4 GHz s mírně přetaktovaným Core 2 Duo E6400 @2,45. Výkon je v podstatě stejný, cenový rozdíl v řádech tisícikorun. Testy procesoru Celeron D331, mobilního Core Duo T2300 a Merom Core 2 Duo T6500 byly přidány takříkajíc do počtu.

Sandra 2007 patří mezi tzv. syntetické benchmarky, výsledky naměřené v tomto programu je nutné brát s určitou rezervou. Naměřené hodnoty bývají často v rozporu s reálným výkonem v běžných aplikacích. Test algoritmo-logické jednotky (ALU) měří výkon v celočíselných operacích. Druhý graf Sandra 2007 (iSSE2) zobrazuje výkon procesoru v operacích s plovoucí čárkou (FPU).

Rovněž Multimedia benchmark přinesl výborné výsledky pro architekturu Core 2 Duo.

Náskok nové generace dvoujádrové architektury je nejvíce patrný v testu CineBench 9,5. Tento benchmark je postaven na renderovacím engine proslulého programu Maxon Cinema 4D. Přetaktované Core Duo E6600 přináší oproti Pentiu D 805 téměř 77% nárůst výkonu. Znovu připomínám, že CineBench představuje jedno z nejprůkaznějších měření výkonu, na rozdíl od syntetických testů v Sandra 2007.

V testu CPU programu 3DMArk05 opět zvítězily nové procesory Core 2 Duo. Zajímavý je však rovněž výkon mobilního procesoru Core Duo T2300, který překonal přetaktované Pentium D. V druhém testu 3DMark06 se však situace obrátila ve prospěch Pentia D na 3,6 GHz.

Velkou vypovídací hodnotu o reálném výkonu mají testy převodu DivX a MP3. Pro převod videa bylo použito DV video o velikosti cca 1 GB. Vlastní enkodování probíhalo v programu VirtualDub. Převod zvukového WAV souboru do MP3 byl realizován v programu ImTOO (Lame encoder).

Test – paměti

Další část testů je věnována výkonu paměťového subsystému. Testovací sestava byla vybavena dvěma DDR2-800 moduly s časováním 4-4-4-12. Paměti pracovaly ve 128 bit dvoukanálovém režimu.

Za věrohodnější lze považovat výsledky Everestu 2006, které perfektně ilustrují vliv přetaktování na výkon pamětí. Přetaktování pamětí v případě procesoru Core 2 Duo přineslo přibližně 12% výkonu. V tomto ohledu byly paměti pomyslným úzkým hrdlem. Kvalitnější a především dražší moduly DDR2-1066 by přinesly zajímavější výsledky.

V minulé recenzi jsme zařadili benchmarky, které testují výkon v moderních 3D hrách (Batlefield 2, Far Cry a Unreal Tournament 2004). Považujte tyto testy především za orientační. Výsledek měření do značné míry ovlivňuje použitá PCI-E grafická karta GigaByte GV-RX16P256D-RH 256MB, postavená na čipu Radeon X1600.

Současné hry nejsou schopny plně využít potenciál dvoujádrových řešení. Typickým příkladem je populární hra Battlefield 2, která je závislá především na parametrech a výkonu grafické karty. Přetaktování procesorů přineslo sotva několik snímků navíc.

Závěr

V poslední kapitole se pokusíme zhodnotit dosavadní zkušenosti s procesory Intel Core 2 Duo. Uvedením Core2 Duo se Intel skutečně překonal a zajistil si tak velký náskok před konkurencí. Jedná se o procesory, které nabízejí stabilní provoz, patřičný výkon a velké možnosti při přetaktování. Pokud hodláte zakoupit Core 2 Duo připravte se na investici do základní desky. Na trhu lze vybrat několik řešení od nejlevnějších boardů s čipsetem Intel 945 až pod drahé Intel 975X. Ideální volbou je deska Gigabyte GA-965P-DS3 s čipsetem Intel 965. Zkušenosti se základními deskami pro Intel Core 2 Duo jsou popsány v následujícím článku.

Gigabyte GA-965P-DS3 a Core 2 Duo

Uvedení dual core procesorů je doprovázeno patřičnou marketingovou masáží. V oblasti zvýšení výpočetního výkonu jsou dvoujádrové procesory bezesporu velkým přínosem. Programů optimalizovaných pro více jader zatím není mnoho. Testy ukazují, že například současné hry nedokážou využít potenciál vícejádrových procesorů. Pro dosažení optimálního výkonu vyžaduje dvoujádrový procesor speciálně optimalizované aplikace, které podporují tzv. multi-thread zpracování úloh (Cinebench, DivX apod.).

Na veškeré pochybnosti o možnostech dvoujadrových CPU zapomenete již při běžné práci ve Windows. V situaci, kdy pracujete ve Photoshopu, vytváříte DivX soubor (VirtualDub) a případně vypalujete data na DVD, se potenciál Intel Core 2 Duo projeví v plné síle. Na běžné jednojádrové sestavě by došlo ke značnému zpomalení práce. Odezvy systému by v podobné situaci klesly pod únosnou mez. Naopak dvoujádrové procesory si úlohy rozdělí mezi jádra a odezvy systému jsou podstatně svižnější. Několik zajímavých zamyšlení nad aktuálním přínosem vícejádrových procesorů je možné najít zde a zde.

Nekorunovaným králem našich testů se stal Intel Core 2 Duo E6400. Procesor nabízí velmi dobrý poměr ceny a výkonu. Před zakoupením tohoto dvoujádra by zákazníka neměla odradit ani nižší 2 MB kapacita vyrovnávací paměti L2. Na celkový výkon procesoru Core 2 Duo E66000 měla 4 MB L2 cache překvapivě malý vliv. V případě přetaktovaných jader byl výkon 4 MB Conroe vyšší pouze o 3-4%. Na závěr uvádíme cenové srovnání dvoujádrových procesorů.