Журнал о разной технике

62 прoцeссoрa и 80 рaзличныx кoнфигурaций

Нa кaлeндaрe смeнился oчeрeднoй гoд, нaми были пoдгoтoвлeны нoвыe мeтoдики тeстирoвaния кoмпьютeрныx систeм, a этo знaчит, чтo пришлa пoрa пoдвoдить итoги тeстирoвaния прoцeссoрoв (кoтoрoe являeтся чaстным случaeм тeстирoвaния систeм) в 2015 гoду. Прoшлoгoдниe итoги были дoстaтoчнo крaткими — в ниx вoшли рeзультaты всeгo 36 систeм, рaзличaющиxся тoлькo прoцeссoрaми и пoлучeнныe исключитeльнo при испoльзoвaнии встрoeннoгo в ниx GPU. Тaкoй пoдxoд пo пoнятным причинaм oстaвил «зa бoртoм» нeмaлoe кoличeствo плaтфoрм, лишeнныx интeгрирoвaннoй грaфики, тaк чтo мы рeшили eгo нeмнoгo мoдифицирoвaть, нaчaв инoгдa испoльзoвaть и дискрeтную видeoкaрту — пo крaйнeй мeрe тaм, гдe oнa нeoбxoдимa. Впрoчeм, тeсты 2015 гoдa стaли в кaкoй-тo стeпeни «учeбнo-трeнирoвoчными» — в 2016-м мы плaнируeм eщe нeмнoгo дoрaбoтaть пoдxoд к тeстирoвaнию с цeлью eгo дaльнeйшeгo приближeния к рeaльнoй жизни. Нo кaк бы тo ни былo, сeгoдня у нaс будут прeдстaвлeны рeзультaты ужe 62 прoцeссoрoв (тoчнee, рaзныx тут 61, oднaкo блaгoдaря cTDP oдин из ниx идeт зa двa). И этo eщe нe всe: 14 из ниx были прoтeстирoвaны с двумя «видеокартами» — интегрированным GPU (у всех разным) и дискретным Radeon R7 260X. Также четыре процессора для новейшей платформы LGA1151 были протестированы нами с двумя типами памяти: DDR4–2133 и DDR3–1600. Таким образом, общее число конфигураций составило 80 — это куда меньше, чем 149 в позапрошлых итогах, но для тех мы собирали информацию два с половиной года, а «срок жизни» текущей тестовой методики составил примерно восемь месяцев, т. е. почти в три раза меньше. Кроме того, унификация тестов для разных систем позволяет сравнивать результаты с полученными при тестировании ноутбуков, моноблоков и других законченных систем.

Но в данной конкретной статье мы, как уже было сказано выше, ограничимся процессорами. Точнее, системами, различающимися в основном только процессорами — понятно, что никакого иного смысла «тестирование процессоров» (в особенности для разных платформ) давно уже не имеет, хотя для некоторых это и сейчас является откровением 🙂

Конфигурация тестовых стендов

Поскольку испытуемых много, расписывать подробно их характеристики не представляется возможным. Поразмыслив немного, мы решили и от обычной краткой таблицы отказаться: все равно она становится слишком уж необозримой, а некоторые параметры мы по просьбам трудящихся все равно вынесли прямо на диаграммы. В частности, раз уж просят некоторые указывать прямо там количество ядер/модулей и выполняемых одновременно потоков вычислений, а также диапазоны рабочих тактовых частот — мы попробовали сделать именно так. Если результат читателям понравится, мы его в наступившем году сохраним и для других тестирований. Формат простой: «ядра/потоки; минимальная/максимальная тактовая частота ядер в ГГц».

Ну, а все остальные характеристики придется смотреть в других местах — проще всего у производителей, а цены — в магазинах. Тем более, что для части устройств цены все равно неопределяемые, поскольку в рознице сами по себе эти процессоры отсутствуют (все BGA-модели, например). Впрочем, вся эта информация есть, разумеется, и в обзорных статьях, посвященных этим моделям, а сегодня мы занимаемся несколько иной задачей, нежели собственно изучение процессоров: собираем все полученные данные вместе и смотрим на получившиеся закономерности. В том числе, обращая внимание и на относительное положение не процессоров, а целых платформ, их включающих. Из-за этого и группировка данных на диаграммах — именно по платформам.

Поэтому осталось только сказать пару слов об окружении. Что касается памяти, то практически всегда использовалась максимально быстрая, поддерживаемая по спецификации. Исключений два: то, что мы назвали «Intel LGA1151 (DDR3)» и Core i5–3427U. Для второго просто не нашлось подходящих модулей DDR3–1600, поэтому его пришлось тестировать с DDR3–1333, а первое — процессоры под LGA1151, но в паре с DDR3–1600, а не более быстрой (и «основной» по спецификациям) DDR4–2133. Объем же памяти в большинстве случаев одинаковый — 8 ГБ, за исключением двух версий LGA2011 — здесь было 16 ГБ DDR3 или DDR4 соответственно, благо четырехканальный контроллер прямо провоцирует использовать больший объем ОЗУ. Системный накопитель (Toshiba THNSNH256GMCT емкостью 256 ГБ) — одинаковый для всех испытуемых. Насчет видеочасти все уже было сказано выше: дискретный Radeon R7 260X и встроенное видеоядро. Видеоядро использовалось всегда, когда оно было у процессора (исключение — Core i5–655K, поскольку первая версия Intel HD Graphics уже не поддерживается современными ОС), дискретная же видеокарта применялась там, где встроенного видео нет. И еще в некоторых случаях — там, где встроенное видео есть: для сравнения результатов.

Методика тестирования

Для оценки производительности мы использовали нашу методику измерения производительности с применением бенчмарка iXBT Application Benchmark 2015. Все результаты тестирования мы нормировали относительно результатов референсной системы, которая в прошедшем году была одинаковой и для ноутбуков, и для всех остальных компьютеров, чтобы облегчить читателям нелегкий труд сравнения и выбора.

Таким образом, эти нормированные результаты можно сравнивать с полученными в той же версии бенчмарка для других систем (например, берем статью про любой ноутбук и сравниваем его с настольными платформами). Тем же, кого интересуют абсолютные результаты, мы предлагаем их в виде файла в формате Microsoft Excel.

Видеоконвертирование и видеообработка

Как мы уже не раз отмечали, в этой группе дискретная видеокарта позволяет увеличить производительность, но хорошо заметен этот эффект только на старых платформах (типа LGA1155), где мощность интегрированных GPU была сама по себе невелика. Собственно, вот он и ответ — зачем в новых поколениях ее увеличивали:, а чтоб не было стимула покупать еще и видеокарту 🙂

Также здесь хорошо заметна зависимость производительности от количества потоков выполняемого кода. В итоге приходим к очень широкому диапазону результатов — они отличаются более чем на порядок, поскольку младшие двух- и четырехъядерные CULV-решения (типа старого Celeron 1037U или чуть более нового, но уже тоже устаревшего Pentium J2900) выдают лишь ≈55 баллов, а топовый восьмиядерный Core i7–5960X — все 577. Но основная «давка» разворачивается в массовом сегменте (до $200): современные Core i5 позволяют увеличить производительность (относительно «уровня пола») в пять раз, а вот дальнейшие вложения поднимают ее лишь еще вдвое. Собственно, ничего удивительного в этом нет: чем выше — тем дороже.

Что же касается сравнения платформ, то… их можно и не сравнивать. Действительно: настольная AMD FM2+ примерно соответствует лишь ультрабучным процессорам Intel, а формально топовая АМ3+ — лишь давно устаревшей LGA1155. Впрочем, у Intel прирост от поколения к поколению невелик — даже в таких хорошо оптимизированных задачах можно говорить лишь о 15–20% на каждом шаге. (Это, впрочем, иногда приводит к качественным изменениям — к примеру, Core i7–6700K фактически догнал некогда топовый шестиядерник i7–4960X, несмотря на существенно более низкую цену и более простое устройство.) В общем, видно, что производители занимаются совсем другими вопросами, а вовсе не попытками сильно увеличить производительность настольных систем.

Создание видеоконтента

Как мы уже не раз писали, в этой группе порядочную свинью нам подложил многопоточный тест в Adobe After Effects CC 2014.1.1. Для его нормальной работы рекомендуется иметь как минимум 2 ГБ на каждый поток вычисления — в противном случае тест может «выпасть» в однопоточный режим и начать работать еще медленнее, чем без задействования технологии Multiprocessing (как ее называет Adobe). В общем, для полноценной работы в восемь потоков желательно наличие 16 ГБ оперативной памяти, а восьмиядерному процессору с НТ потребуется минимум 32 ГБ памяти. Мы же на большинстве систем используем 8 ГБ памяти, чего «восьмипоточникам» хватает при использовании интегрированного видео (если оно у них есть: для настольных Core i7 это выполняется, а вот FX-8000, например, приходится хуже), но не дискретного. Очередной камешек в огород тех, кто до сих пор верует в «тестирование процессоров» как чего-то самостоятельного — в отрыве от платформы и иного окружения: как видим, иногда попытки сделать его равным приводят к крайне любопытным эффектам. «Чистое» сравнение возможно, пожалуй, только в рамках одной платформы, да и то не всегда: необходимый некоторым программам объем памяти может зависеть от, собственно, процессора и не только его. Что как раз сильно бьет по топовым моделям, поскольку им нужно больше, а «больше» в данном случае значит дороже.

Впрочем, в любом случае, в данной группе приложений «процессорозависимость» выражена слабее, чем в предыдущей — там старшие Core i5 обгоняли низковольтных суррогатов в пять раз, а здесь лишь чуть больше, чем в четыре. Кроме того, и более мощная видеокарта способна увеличить результаты заметно слабее, хотя ей пренебрегать (по возможности) тоже не стоит.

Обработка цифровых фотографий

Данная группа интересна тем, что абсолютно не похожа на предыдущие — в частности, здесь намного ниже степень «утилизации многопоточности», что заметно сокращает диапазон полученных результатов, но вот различия между Core i5 (мы и дальше будем привязываться к этому семейству, как к верхнему уровню массового сегмента — продажи систем на базе более дорогих процессоров несравнимо меньше) и устройствами начального уровня превышает шесть раз. С чем это связано? Во-первых, заметна зависимость производительности от GPU. В первую очередь — интегрированного: дискретный не может развернуться в полную силу из-за необходимости частой пересылки данных. Но как раз мощность интегрированной графики в младших и старших процессорах различается в разы! А еще не стоит забывать о том, что до сих пор сохраняются не только количественные, но и качественные различия между младшими и старшими процессорами — например, по поддерживаемым наборам инструкций. Это сильно «бьет» как по младшим семействам Intel (напомним, что Pentium, к примеру, до сих пор не поддерживают AVX), так и по устаревшим процессорам обоих компаний.

Векторная графика

Но вот показательный пример того, что современное программное обеспечение бывает разным. Даже если речь идет о мягко говоря не самых дешевых программах, причем не «домашнего назначения». По сути, как мы уже не раз отмечали, какие-либо серьезные оптимизации Illustrator последний раз производились лет 10 назад, так что программе для быстрой работы нужны процессоры, максимально похожие на Core 2 Duo: максимум пара ядер с максимальной однопоточной производительностью и без поддержки новых наборов команд. В итоге наиболее выигрышно (с учетом цены) выглядят современные Pentium, а процессоры более высокого класса могут оказаться быстрее их лишь из-за более высокой тактовой частоты. Процессорам же других архитектур в таких условиях становится совсем плохо. Собственно, даже в линейке Intel такие интенсивные методы увеличения производительности, как добавление кэш-памяти четвертого уровня, в данном случае только мешают, а не помогают. Впрочем, в любом случае, пытаться сильно ускорить работу в этой программе (и подобных ей) — занятие не слишком многообещающее: всего четырехкратная разница между лучшими Core i5 и суррогатными платформами говорит сама за себя.

Аудиообработка

Перед нами пример ситуации, когда, вроде бы, и вычислительные ядра не лишние, и даже GPU имеет значение, и т. п., но разница между Celeron N3150 (самым медленным в этом тесте) и Core i7 для массовых платформ лишь порядка пяти раз. Причем немалая ее часть может быть списана на суррогатность младших архитектур — уже очень старый Celeron 1037U (пусть сильно ограниченный, но полноценный Core) быстрее, чем N3150 почти в полтора раза, а младшие настольные Pentium — в три. А вот дальше… чем дороже, тем менее эффективен размер «доплаты за процессор». Даже в рамках одной архитектуры — «строительная техника» AMD со своей «бюджетной многопоточностью» в данном случае способна конкурировать лишь с теми же Pentium: шесть потоков быстрее четырех того же производителя, но не убедительно выглядят на фоне всего-то двух ядер конкурирующей разработки.

Распознавание текста

Совсем не так, как в предыдущем случае — вот здесь FX-8000 до сих пор с легкостью обгоняют любые Core i5. Заметим, что компания AMD так их и позиционировала на момент выпуска: между i5 и i7. В том числе, и по цене. Которую потом, к сожалению, пришлось радикально снижать, поскольку количество таких вот «удобных» задач оказалось не слишком велико. Однако если пользователя интересуют именно они — это дает возможность неплохо сэкономить. Учитывая, конечно, что это семейство не обновлялось уже больше трех лет (серьезным образом, во всяком случае), а процессоры Intel медленно, но растут.

А еще хорошо заметна проблема масштабируемости — сколь бы хороши не были дополнительные ядра и потоки, но чем их больше, тем меньший эффект дает увеличение количества. Собственно, в итоге не стоит удивляться тому, что в массовых процессорах этот процесс давно прекратился — нужны еще более убедительные аргументы за многоядерность, чем до сих пор удается найти. Вот четыре современных ядра — хорошо. Четыре двухпоточных ядра — еще лучше. А дальше — все.

Архивирование и разархивирование данных

Если при архивации задействуются все ядра (и дополнительные вычислительные потоки) процессоров, то обратный процесс — однопоточный. С учетом того, что им приходится пользоваться чаще, это могло бы считаться неприятностью, не будь сам процесс существенно более быстрым. Да, собственно, и упаковка стала достаточно простой операцией, чтобы обращать на нее пристальное внимание при выборе процессора. Во всяком случае, это верно для массовых настольных моделей — низкопотребляющие специализированные платформы до сих пор могут с такими задачами «возиться» долго.

Скорость инсталляции и деинсталляции приложений

В принципе, и эта задача была введена нами в тестовую методику в основном из-за необходимости тестировать готовые системы: и на одном и том же процессоре в разном окружении, как мы уже знаем, производительность может отличаться в полтора-два раза. А вот когда в системе используется быстрый накопитель и памяти достаточно, собственно процессоры отличаются друг от друга не принципиально. Впрочем, суррогатные платформы вполне могут оказаться как раз в те же два-три раза медленнее «нормальных» настольных. Но вот последние уже друг от друга отличаются слабо — будь там Pentium или Core i7. По сути все, что может понадобиться от процессора — один поток вычислений с максимальной производительностью. Но если отбросить мобильные системы, это практически всегда выполняется в примерно равной степени.

Файловые операции

А это тем более «платформенно-накопительные» тесты, нежели процессорные. Мы же в рамках этой линейки тестов используем одинаковый накопитель — со всеми вытекающими. А вот «платформа» может иметь значение — некоторым сюрпризом, например, оказались результаты LGA1156: вроде бы не худшее настольное решение, которое до последнего времени можно было считать даже быстрым (до сих пор встречающаяся у пользователей LGA775 еще хуже), но вот оказалось, что сравнивать ее при таких нагрузках можно разве что с Bay Trail или Braswell. Да и то — сравнение будет не в пользу некогда близкой к топовому уровню «старушки». А вот современные бюджетные системы уже практически не отличаются от небюджетных — просто потому, что и первых уже достаточно, чтобы производительность начала определяться другими компонентами системы, не «упираясь» в процессор или даже в чипсет.

Итого

В принципе, основные выводы по семействам процессоров нами делались непосредственно в обзорах, так что в данной статье они не требуются — это в первую очередь обобщение всей полученной ранее информации, не более того. А обобщения, как видим, иногда могут оказаться интересными. Во-первых, несложно заметить, что влияние дискретных видеокарт на производительность в программах массового назначения в общем и целом можно считать отсутствующим. Точнее, в отдельных приложениях оно есть, но будучи «размазанным» по всем тестам — тихо-мирно испаряется. Во всяком случае, это справедливо для более-менее современных платформ — несложно заметить, что слабая интегрированная графика времен LGA1155 даже в общем зачете может снизить результаты процентов на пять, что уже более-менее заметно, хоть и не критично. То же самое должно касаться и старых дискретных видеокарт, которые также будут проигрывать чуть более новым, но в этом случае граница между «хорошими» и «плохими» решениями отодвигается уже не на три, а на пять и более лет от текущего момента. Словом, современные платформы таких проблем лишены. Так что для качественного сравнения вовсе не обязательно требовать одинаковой видеочасти, а значит, если нужно, например, сравнить ноутбук с настольной системой, находим подходящую статью о ноутбуке (не обязательно даже о том самом — подойдет и другой на аналогичной платформе) и сравниваем. Система хранения данных и то имеет большее значение, так что если по ней паритета в статьях нет, придется ограничиться результатами групп тестов, от накопителя не зависящих. Что же касается видео… Повторимся: среди массовых приложений так уж сильно привязанных к нему нет, а игровое применение — совсем отдельная история.

А теперь попробуем (как обычно) посмотреть на диапазон производительности, который удалось охватить за этот год. Минимальный результат в общем зачете — у Celeron N3150: 54,6 балла. Максимальный — у Core i7–6700K: 258,4 балла. «Профессиональным» платформам типа LGA2011/2011–3 не удалось выбраться на первое место, хотя в части тестов ее «многоядерные» представители уверенно лидировали. Причины этого были озвучены не раз: производители массового ПО в основном ориентируются на имеющийся у пользователей парк техники, а вовсе не на какие-то «сверкающие вершины». Есть (причем всегда были и всегда будут) такие задачи, для решения которых вычислительных ресурсов «всегда мало», и именно для них требуются топовые системы (иногда выходящие далеко за рамки наших тестирований), но основная масса задач легко решается на массовом компьютере. Зачастую даже на устаревшем.

В этой связи интересно сравнить текущие «Итоги» не с прошлыми, а с позапрошлыми. Тогда тестирования делались совсем по другой схеме — всегда с использованием мощной дискретной видеокарты. И приложений профессионального назначения было больше, так что топовые шестиядерные процессоры в общем итоге все-таки оказывались быстрее, чем лучшие решения для массовых платформ. Однако при этом Core i7–4770K набрал 242 балла — что как раз сравнимо с 258,4 у Core i7–6700K (с точки зрения позиционирования с поправкой на время эти процессоры одинаковы: один был самым быстрым решением для массовой LGA1150 2013 года, а второй — то же самое в 2016-м для LGA1151). При этом и тогда, и сейчас разнообразные Pentium/Core i3/Core i5 толкались в диапазоне 100–200 баллов — ничего не изменилось. Разве что баллы стали другими: про программное обеспечение выше было сказано, но ведь и эталон сменился тоже. Ранее таковым был AMD Athlon II X4 620 (бюджетный, но настольный и четырехъядерный процессор) с дискретной видеокартой на базе Nvidia GeForce GTX 570. А теперь это (ультрабучный) Intel Core i5–3317U без какой-либо дискретки. Вроде бы, все другое. А на практике — то же самое: бюджетный десктоп дает сотню баллов, любые вложения в него в лучшем случае могут увеличить производительность (в среднем по классам задач) в два с половиной раза, а компактный неттоп на суррогатной платформе будет работать в два-три раза медленнее. Такое положение дел в сегменте настольных компьютеров устоялось и сохраняется уже давно, что хорошо показывают наши сводные итоги. В общем, собираясь в магазин за новым компьютером, вам не нужно читать никакие статьи — достаточно проанализировать количество денег в кошельке:)

А когда все-таки нужны тесты? В основном — когда возникает задача сменить старый компьютер на новый. В особенности — когда при этом планируется «перейти в другой класс»: поменяв десктоп на неттоп или ноутбук, например. Приобретая же новое решение прежнего класса, можно и не дергаться: новый Core i5, к примеру, всегда будет быстрее старого того же класса, поэтому большой необходимости в точных оценках «на сколько» нет. А вот то, что медленно, но верно растет производительность процессоров разного предназначения, может привести к приятным сюрпризам — когда, например, окажется, что старый десктоп легко заменит ультрабук, причем без каких-либо негативных последствий. Что ж, как видим, и такое вполне возможно, поскольку «растут» все.