Расширенное тестирование процессора Intel Core i7-920 с архитектурой Nehalem
06-03-2009
При тестировании использовался Стенд для тестирования Процессоров №1
Материнские платы (AMD) | ASUS M3A32-MVP DELUXE (AMD 790FX, sAM2+, DDR2, ATX)GIGABYTE GA-MA790XT-UD4P (AMD 790X, sAM3, DDR3, ATX) |
Материнские платы (AMD) | ASUS F1A75-V PRO (AMD A75, sFM1, DDR3, ATX)ASUS SABERTOOTH 990FX (AMD 990FX, sAM3+, DDR3, ATX) |
Материнские платы (Intel) | GIGABYTE GA-EP45-UD3P (Intel P45, LGA 775, DDR2, ATX)GIGABYTE GA-EX58-DS4 (Intel X58, LGA 1366, DDR3, ATX) |
Материнские платы (Intel) | ASUS Maximus III Formula (Intel P55, LGA 1156, DDR3, ATX)MSI H57M-ED65 (Intel H57, LGA 1156, DDR3, mATX) |
Материнские платы (Intel) | ASUS P8Z68-V PRO (Intel Z68, sLGA1155, DDR3, ATX)ASUS P9X79 PRO (Intel X79, sLGA2011, DDR3, ATX) |
Кулеры | Noctua NH-U12P + LGA1366 KitScythe Kama Angle rev.B (LGA 1156/1366)ZALMAN CNPS12X (LGA 2011) |
Оперативная память | 2х DDR2-1200 1024 МБ Kingston HyperX KHX9600D2K2/2G2/3x DDR3-2000 1024 МБ Kingston HyperX KHX16000D3T1K3/3GX |
Видеокарты | EVGA e-GeForce 8600 GTS 256 МБ GDDR3 PCI-EASUS EN9800GX2/G/2DI/1G GeForce 9800 GX2 1ГБ GDDR3 PCI-E 2.0 |
Жесткий диск | Seagate Barracuda 7200.12 ST3500418AS, 500 ГБ, SATA-300, NCQ |
Блок питания | Seasonic SS-650JT, 650 Вт, Active PFC, 80 PLUS, 120 мм вентилятор |
Новая архитектура Nehalem довольно неплохо показывает себя в тестовых программах. Отсутствие оптимизации под многоядерные системы не мешает процессору Intel Core i7-920 догонять Intel Core 2 Quad Q9550, имеющий на 4 МБ больше кэш-памяти, а в оптимизированных приложениях значительно его опережать.
Разгон
Для формирования различных частот основных составляющих новой платформы используется системная шина BCLK (базовая частота). Частоты задаются при помощи различных множителей для каждого из узлов: частота процессора, частота встроенного контроллера памяти, частота работы памяти стандарта DDR3 и частота интерфейса QPI. Значение опорной частоты BCLK по умолчанию равно 133 МГц. Таким образом, для разгона системы необходимо просто поднять частоту BCLK, но заблаговременно немного замедлить связанные через множители компоненты.
Наш процессор смог стабильно функционировать на частоте 3990 МГц при напряжении 1,36 В. Итоговое увеличение частоты составило внушительные 1330 МГц или 50%.
Как видим, разгонный потенциал нового поколения процессоров компании Intel практически полностью повторяет потенциал Core 2.
Тестовый пакет |
Результат |
Прирост производительности, % | ||
Номинальная частота |
Разогнанный процессор | |||
Futuremark PCMark'05 |
CPU |
8817 |
12980 |
47,22 |
Memory |
9069 |
11873 |
30,92 | |
Graphics |
9434 |
10387 |
10,10 | |
CrystalMark |
ALU |
47951 |
70304 |
46,62 |
FPU |
45965 |
69990 |
52,27 | |
Memory |
43389 |
46531 |
7,24 | |
WinRar, Kb/s |
3181 |
3454 |
8,58 | |
Futuremark 3DMark'05 |
Mark Score |
12467 |
12711 |
1,96 |
CPU Score |
21614 |
25764 |
19,20 | |
Futuremark 3DMark'06 |
Mark Score |
6512 |
6681 |
2,60 |
CPU Score |
4784 |
6760 |
41,30 | |
SmartFPS.com v1.5, Max Quality, 800x600, fps |
Battlefield 2 |
215,4 |
220,3 |
2,27 |
Serious Sam 2 |
164,4 |
181,4 |
10,34 | |
Quake 4 |
138,7 |
139,9 |
0,87 | |
Prey |
173,0 |
174,0 |
0,58 |
Несмотря на значительное увеличение частоты, прирост производительности от разгона в среднем составил 18,8 %. Синтетические тесты при повышении частоты процессора показали пропорциональные результаты, а в графических пакетах узким местом оказалась видеоподсистема.
Расширенное тестирование возможностей новой архитектуры Core i7
Процессоры Core i7 имеют целый ряд нововведений, призванных увеличить производительность. Проверим на практике и оценим производительность основных преимуществ процессоров нового поколения.
Работа Intel Turbo Boost
Данная технология позволяет увеличить штатную тактовую частоту процессора на определенное значение, если тепловыделение процессора при этом не будет превышать допустимые 130 Вт. Текущая ревизия процессоров позволяет увеличивать частоту на 133 МГц (множитель процессора увеличивается на 1) при загрузке четырех ядер и на два шага (на 266 МГц), если загружено только одно ядро, а остальные простаивают.
При активации режима Turbo Boost рабочая частота нашего тестового процессора повысилась на один шаг, т.е. на 133 МГц или 5% (в нашем случае плата немного завышает опорную частоту до 134,9 МГц и соответственно остальные частоты были тоже немного завышены). Что же даст такой официальный разгон?
Тестовый пакет |
Результат |
Прирост производительности, % | ||
Номинальная частота |
Intel Turbo Boost Tech. | |||
Futuremark PCMark'05 |
CPU |
8817 |
9231 |
4,70 |
Memory |
9069 |
9345 |
3,04 | |
Graphics |
9434 |
9582 |
1,57 | |
CrystalMark |
ALU |
47951 |
50363 |
5,03 |
FPU |
45965 |
48917 |
6,42 | |
Memory |
43389 |
44431 |
2,40 | |
WinRar, Kb/s |
3181 |
3186 |
0,16 | |
Futuremark 3DMark'05 |
Mark Score |
12467 |
12502 |
0,28 |
CPU Score |
21614 |
22077 |
2,14 | |
Futuremark 3DMark'06 |
Mark Score |
6512 |
6540 |
0,43 |
CPU Score |
4784 |
4988 |
4,26 | |
SmartFPS.com v1.5, Max Quality, 800x600, fps |
Battlefield 2 |
215,4 |
215,7 |
0,14 |
Serious Sam 2 |
164,4 |
167,1 |
1,64 | |
Quake 4 |
138,7 |
138,8 |
0,07 | |
Prey |
173,0 |
173,3 |
0,17 |
Активация режима Turbo Boost позволила увеличить производительность в среднем на 2,16%. Такой небольшой прирост связан с зависимостью тестовых программ от быстродействия остальных составляющих, в частности графической подсистемы.
Влияние Hyper-Threading на производительность
Как известно, для того, чтобы какие-то процессорные технологии и новые инструкции правильно работали и приносили ощутимую пользу, нужна их программная поддержка. Сейчас не так много приложений, которые умеют эффективно использовать 4-ядерные процессоры. А что если новый процессор може обеспечить одновременное выполнение до 8 потоков?
Поскольку процессор Intel Core i7-920 изначально предлагается использовать с включенной технологией Hyper-Threading, то все тесты были проведены именно в таком «штатном» режиме. Будет ли заметное падение производительности при отключении этой технологии?
Тестовый пакет |
Результат |
Разность производительности, % | ||
Hyper-Threading ON |
Hyper-Threading OFF | |||
Futuremark PCMark'05 |
CPU |
8817 |
8781 |
-0,41 |
Memory |
9069 |
9062 |
-0,08 | |
Graphics |
9434 |
9477 |
0,46 | |
CrystalMark |
ALU |
47951 |
65893 |
37,42 |
FPU |
45965 |
48840 |
6,25 | |
Memory |
43389 |
46364 |
6,86 | |
WinRar, Kb/s |
3181 |
2389 |
-24,90 | |
Futuremark 3DMark'05 |
Mark Score |
12467 |
12482 |
0,12 |
CPU Score |
21614 |
21483 |
-0,61 | |
Futuremark 3DMark'06 |
Mark Score |
6512 |
6467 |
-0,69 |
CPU Score |
4784 |
4336 |
-9,36 | |
SmartFPS.com v1.5, Max Quality, 800x600, fps |
Battlefield 2 |
215,4 |
219,7 |
2,00 |
Serious Sam 2 |
164,4 |
165,8 |
0,85 | |
Quake 4 |
138,7 |
138,7 |
0,00 | |
Prey |
173,0 |
172,8 |
-0,12 |
Несмотря на уверения компании Intel о пользе технологии Hyper-Threading, быстродействие тестовой системы увеличилось при отключении данной технологии в среднем на 1,19%, а в некоторых тестах на впечатляющие 37,42%. И только хорошо оптимизированный под многопоточные приложения архиватор WinRAR показал заметное падение производительности, почти на четверть. Но на самом деле это не единственная задача где уже сегодня есть польза от Hyper-Threading - кодек DivX в дополнительном тесте за счет данной технологии увеличил производительность на 15,5% перекодировав MPEG-видео за 45 секунд, вместо 52.
Влияние на производительность пропускной способности и скорости памяти
Как было отмечено выше, значительным шагом вперед архитектуры новых процессоров Intel Core i7 стал встроенный в них трехканальный контроллер памяти. Это должно обеспечить заметное ускорение доступа четырех ядер, умеющих оперировать 8-ю потоками одновременно, к оперативной памяти и очень положительно повлиять на производительность. Давайте проверим это, оставив в системе вместо трех гигабайт памяти в трехканальном режиме только два гигабайта в одноканальном.
Тестовый пакет |
Результат |
Разность производительности, % | ||
Memory |
Memory | |||
Futuremark PCMark'05 |
CPU |
8817 |
8757 |
-0,68 |
Memory |
9069 |
8684 |
-4,25 | |
Graphics |
9434 |
9432 |
-0,02 | |
CrystalMark |
ALU |
47951 |
47912 |
-0,08 |
FPU |
45965 |
45980 |
0,03 | |
Memory |
43389 |
25391 |
-41,48 | |
WinRar, Kb/s |
3181 |
2847 |
-10,50 | |
Futuremark 3DMark'05 |
Mark Score |
12467 |
12459 |
-0,06 |
CPU Score |
21614 |
20136 |
-6,84 | |
Futuremark 3DMark'06 |
Mark Score |
6512 |
6515 |
0,05 |
CPU Score |
4784 |
4751 |
-0,69 | |
SmartFPS.com v1.5, Max Quality, 800x600, fps |
Battlefield 2 |
215,4 |
215,1 |
-0,14 |
Serious Sam 2 |
164,4 |
164,4 |
0,00 | |
Quake 4 |
138,7 |
137,3 |
-1,01 | |
Prey |
173,0 |
172,8 |
-0,12 |
Переход на одноканальный режим (да еще и при уменьшении объема памяти) снизил среднее быстродействие системы всего на 4,39%. Если внимательно посмотреть на результаты каждого из тестовых пакетов, очевидно, что усредненное значение не отображает реальной картины. Падение пропускной способности памяти существенно сказывается только на синтетических тестах именно оперативной памяти, а остальные приложения почти не ощутили изменений в подсистеме ОЗУ.
Хорошо, если количество и расположение модулей памяти мало влияет на производительность системы на Intel Core i7, то что случится при замедлении оперативной памяти, скажем до DDR3-800 (предположим вы купили дорогие материнскую плату и процессор, но решили сэкономить на оперативной памяти).
Тестовый пакет |
Результат |
Разность производительности, % | ||
DDR3-1333 |
DDR3-800 | |||
Futuremark PCMark'05 |
CPU |
8817 |
8774 |
-0,49 |
Memory |
9069 |
8350 |
-7,93 | |
Graphics |
9434 |
9363 |
-0,75 | |
CrystalMark |
ALU |
47951 |
47736 |
-0,45 |
FPU |
45965 |
42190 |
-8,21 | |
Memory |
43389 |
33921 |
-21,82 | |
WinRar, Kb/s |
3181 |
2707 |
-14,90 | |
Futuremark 3DMark'05 |
Mark Score |
12467 |
12456 |
-0,09 |
CPU Score |
21614 |
20656 |
-4,43 | |
Futuremark 3DMark'06 |
Mark Score |
6512 |
6503 |
-0,14 |
CPU Score |
4784 |
4706 |
-1,63 | |
SmartFPS.com v1.5, Max Quality, 800x600, fps |
Battlefield 2 |
215,4 |
214,5 |
-0,42 |
Итоговое падение производительности составило 4,2%, но в реальных приложениях разность производительности практически незаметна, таким образом, смеем предположить, что и от покупки очень дорогой быстрой памяти прирост производительности будет не очень большой.
Зависимость производительности от количества ядер процессора
Еще раз вернемся к многозадачности и проверим масштабируемость архитектуры Nehalem процессоров Intel Core i7, оставляя «рабочими» от 1-го до 4-х ядер.
Маркетологи как всегда внесли свой вклад в продвижение «виртуальной» многоядерности. Увеличение количества рабочих ядер процессора положительно отражается на оптимизированных приложениях, а вот для остальных тестовых задач достаточно и двух-трехъядерного процессора. Поэтому можно будет вполне понять шаг Intel, если из не совсем рабочих кристаллов будут выпущены недорогие двух- и трехъядерные процессоры в основе которых будет лежать архитектура Nehalem.
Зависимость производительности от частоты процессора
В следующем исследовании мы решили проверить масштабируемость по тактовой частоте, т.е. предсказать чего стоит ожидать от более быстрых версий Intel Core i7 или, вполне вероятно, более медленных. Для этого мы изменяли частоту процессора от 1620 МГц – множитель 12х, до номинальной при множителе 20х.
Вполне логично, что увеличение частоты процессора увеличивает в свою очередь и производительность в тестовых приложениях. Но в некоторых задачах, например 3DMark06, суммарное быстродействие системы зависит от скоростных характеристик других подсистем и поэтому практически не изменяется с повышением частоты процессора. С другой стороны, несмотря на то, что оптимизированность игровых приложений под многоядерные процессоры еще далека от идеала, даже штатной частоты процессора Intel Core i7-920 вполне достаточно для загрузки современных видеоускорителей.
Теперь соберем вместе полученные результаты.
Результаты тестов ожидаемы, хотя и немного не такие, какими их хотелось бы видеть. Пропускная способность памяти DDR3 в трехканальном режиме избыточна для применения в настольных ПК. Технология Hyper-Threading может негативно сказываться на быстродействии не оптимизированных приложений, подобное мы уже наблюдали на примере процессоров Pentium 4. Но, в то же время, при определенных условиях Hyper-Threading позволит увеличить производительность. Зато технология автоматического разгона Turbo Boost всегда позволяет немного увеличить эффективность центрального процессора.
Что касается разгона процессора, то он по-прежнему остается одним из самых эффективных способов получить много «бесплатной производительности».
Выводы
Инженерами Intel была успешно проведена работа по модернизации существующей процессорной платформы, были учтены известные недостатки и добавлены передовые технологии. Процессоры Core i7, основанные на архитектуре Nehalem, являются очередным эволюционным семейством процессоров Intel. Благодаря встроенному контроллеру памяти и поддержке Hyper-Threading, новое ядро Bloomfield позволяет процессору Intel Core i7-920 практически во всех тестах уверенно противостоять «топовым» представителям семейства Core 2 и тем более решениям конкурента в лице AMD. Да и частотный потенциал новых процессоров очень порадовал, хотя вот для его полноценного использования имеющихся мощностей еще необходима оптимизация приложений.
Но не все так радужно, как могло показаться на первый взгляд. Для работы новых процессоров необходима материнская плата с чипсетом Intel X58, стоимость которых зачастую значительно выше стоимости самого процессора. Надеемся, в ближайшем будущем будут выпущены и менее дорогие наборы системной логики, но конкретных данных пока нет. Потенциальным покупателям также необходимо будет приобрести и память стандарта DDR3, цены на которую все еще заметно выше, а скоростные характеристики не сильно превосходят таковые у более дешевой DDR2.
В данный момент переходить на новую платформу имеет смысл, если используемое ПО оптимизировано под многопоточность и наборы новых инструкций вплоть до SSE 4.2 или вам необходима максимальная производительность и ваши финансовые возможности не ограничены. Подавляющему большинству пользователей можно порекомендовать подождать анонса новых чипсетов для Core i7 и снижения стоимости самих процессоров.
Авторы: Сергей Филинский, Александр Черноиван
Выражаем благодарность фирме ООО ПФ Сервис (г. Днепропетровск) за предоставленное для тестирования оборудование.
-->Также предлагаем почитать:
Исследование эффективности «боксовых» кулеров Intel
Обзор видеокарты GIGABYTE на NVIDIA GeForce 9800GTX 512 МБ
Опубликовано : 06-03-2009
Подписаться на наши каналы | |||||
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |