Двуядерный процессор против двух одноядерных: что выгоднее? — THG.RU

Двуядерный путь в будущее

Выпуск двуядерных процессоров AMD Athlon 64 X2 и Intel Pentium D войдёт в историю как революция процессорной архитектуры. Классический критерий производительности в виде мегагерцев внезапно был заменён параллелизмом, когда два ядра в одном чипе позволяют увеличить производительность, поделив между собой нагрузку.

Но путь к параллелизму весьма длинный, поскольку программное обеспечение пока что отстаёт. Многие приложения не оптимизированы и не могут получить преимущество от дву- или многоядерных окружений (конечно, мы не имеем в виду многопроцессорные платформы). Чтобы использовать несколько процессоров, программное обеспечение должно разбиваться на несколько параллельных потоков. Такой подход позволяет распределить нагрузки по всем доступным вычислительным ядрам, снижая время вычислений сильнее, чем это можно было сделать с помощью одной тактовой частоты. Впрочем, большинство программ сегодня не умеют использовать возможности двуядерных или многоядерных чипов.

Так какой нужно покупать процессор, чтобы обеспечить максимально эффективное вложение на будущее? На самом деле ответ на этот вопрос не такой простой, особенно в сфере высокопроизводительных систем, поскольку сравнение однопроцессорной двуядерной машины с двухпроцессорной системой, оснащённой одноядерными чипами, не так тривиально.

Внимательно присмотримся к двуядерным чипам

Двуядерные процессоры, как нам кажется, являются лучшим выбором для тех пользователей, кто желает собрать систему, максимально защищённую по инвестициям на будущее. Но эра одноядерных процессоров в многопроцессорных конфигурациях ещё не закончилась. В качестве примера: сравните цену разумного двухпроцессорного компьютера с одноядерными процессорами с системой, оснащённой передовым двуядерным процессором.

Топовые двуядерные процессоры AMD и Intel стоят около $1000 — примерно столько стоит целый готовый компьютер. В то же время, одноядерные процессоры, работающие на такой же тактовой частоте, обойдутся всего в $300-$350. Собственно, именно поэтому нам в голову пришла идея сравнить однопроцессорную двуядерную машину с двухпроцессорной одноядерной системой.

Для нашего сравнения мы взяли процессоры профессионального уровня, а именно: AMD Opteron и Intel Xeon. Здесь ситуация очень любопытна: AMD просит около $1100 за двуядерный Opteron 275 (2,2 ГГц), в то время как пара одноядерных Opteron 248 обойдётся всего в $700.

Если посмотреть на лагерь Intel, то здесь ситуация аналогична. Двуядерный Xeon на 2,8 ГГц стоит около $1100, а два сравнимых 2,8-ГГц одноядерных Xeon обойдутся примерно в $550. Два 3,2-ГГц Xeon стоят около $700.

Гонка за двумя процессорами

Затем мы решили взять для сравнения типичные системы на архитектурах AMD и Intel. Мы решили собрать обе платформы с примерно одинаковой вычислительной мощностью, то есть на основе либо 2,2-ГГц двуядерного процессора или двух 2,2-ГГц одноядерных чипов от AMD, либо Pentium Extreme Edition 840 на 3,2 ГГц, двух 3,2-ГГц одноядерных процессоров Xeon или последнего 2,8-ГГц двуядерного процессора Xeon. Поскольку более скоростные версии на рынок так и не вышли, для двуядерного Xeon пришлось довольствоваться сниженной частотой.

В нашем распоряжении были только 2,8-ГГц процессоры Intel, что привело к существенному отставанию Intel от платформ AMD (что видно по тестам ниже).

Платформы AMD

Примечание: ниже даны рекомендованные цены. Уточняйте по price.ru.

Мы решили не искать самые дешёвые комплектующие, придерживаясь среднего класса, где это возможно. Кроме того, мы ориентировались на чипсет nVidia nForce4 Professional. Цена двухпроцессорных материнских плат для Socket 940 подразумевает, что каждый процессор оснащается выделенной памятью. Мы выбирали самые доступные модули памяти от топовых производителей, которые можно было установить в наши материнские платы (4x 512 Мбайт для двухпроцессорной конфигурации против 2x 1 Гбайт для двуядерных конфигураций с одним CPU).

Платформа Intel

Как обычно бывает в случае с процессорами Intel, топовые двуядерные чипы приводят к суммарной цене, существенно превышающей одноядерные двухпроцессорные машины.

Впрочем, сэкономить всё же можно. Поскольку Intel прекрасно знает о превосходстве архитектуры AMD, цена была соответствующим образом изменена. Если вам не очень нужна технология Hyper-Threading, то вы можете забыть о Extreme Edition и купить обычный Pentium D 840. При этом цена процессора будет уменьшена примерно на 50%, а производительность упадёт на несколько процентов (если вообще упадёт).

Какую систему выбрать для тестирования?

У нас была возможность выбрать платформу Intel Xeon или AMD Opteron. Для тестов мы выбрали AMD. Первая причина заключается в том, что процессоры AMD обеспечивают больше производительности за уплаченные деньги (как с точки зрения суммарной производительности, так и производительности на ватт).

Кроме того, у Xeon есть два архитектурных недостатка. Во-первых, у современной платформы оба процессора совместно используют общую системную шину. В результате пропускная способность ограничена (в определённой степени) 6,4 Гбайт/с при FSB800. Во-вторых, контроллер памяти входит в северный мост чипсета, в результате чего и пропускная способность памяти (6,4 Гбайт/с) разделяется между двумя процессорами.

Архитектура AMD HyperTransport, с другой стороны, обеспечивает более высокую пропускную способность (6,4 Гбайт/с на канал HyperTransport, что особенно полезно при передаче от процессора к процессору). Каждый процессор использует собственный контроллер памяти, что уменьшает задержки и повышает доступную пропускную способность памяти (опять же, 6,4 Гбайт/с на процессор).

Одноядерный Opteron 248 по-прежнему базируется на 130-нм ядре Sledgehammer, тактовая частота ядра составляет 2,2 ГГц, а скорость каналов HyperTransport — 800 МГц. Двуядерный Opteron 275, напротив, базируется на 90-нм ядре Italy и работает на тех же 2,2 ГГц. Но у двуядерного процессора есть определённые преимущества: процессор построен на ядрах версии «E», содержащих улучшенный контроллер памяти и поддерживающих SSE3, чего нет у одноядерного Opteron 248.

Сравнение между одноядерными и двуядерными рабочими станциями или системами корпоративного класса не должно базироваться только на тактовой частоте. Большинство ИТ-администраторов и профессиональных пользователей выбирают два ядра, чтобы повысить плотность вычислений, но вряд ли кто-либо из них предполагает удвоить производительность. Но мы сравнивали чипы на равных тактовых частотах, чтобы получить наиболее доступную двухпроцессорную систему при определённых скоростных критериях.

Два одноядерных Opteron 248

На данный момент процессор Opteron 248 можно купить где-то за $350. Весьма хорошая цена с учётом обеспечиваемой производительности. Существует возможность перейти с Socket 939 на Socket 940, в результате чего отпадает потребность в регистровой памяти, но при этом платформа ограничивается только одним процессором. Opteron на 2,2 ГГц под Socket 939 можно купить где-то за $300. Все эти процессоры поставляются с 1 Мбайт кэша L2.

Особых отличий между Athlon 64, Athlon 64 X2 или линейкой Opteron нет. Многопроцессорные версии Opteron поставляются с четырьмя каналами HyperTransport, в то время как однопроцессорная линейка Opteron 100 и Athlon 64 поддерживают только два канала.

Один двуядерный Opteron 275/875

Opteron 275 и 875 похожи на линейку 800 для четырёх- и восьмипроцессорных конфигураций, точно так же они работают и в двухпроцессорных системах, которые мы и собрали.

Двуядерные Opteron на ядре Italy технически очень близки к Athlon 64 X2 на ядре Manchester, поскольку оба ядра используют 512 кбайт кэша L2. Пока на рынке не появилась версия Opteron на ядре Toledo (с 1 Мбайт кэша L2).

Линейка AMD Opteron

Источник: AMD.

Тестовая платформа: Asus K8N-DL

Версия платы:

Версия BIOS: 1006 (09/07/2005)

Мы использовали материнскую плату Asus K8N-DL для рабочих станций. Плата оснащена выделенными слотами памяти для каждого процессора. Первый процессор может использовать четыре DIMM, а второй — только два.

Чип Broadcom отвечает за сеть. Чипсет обеспечивает четыре порта SATA II и два канала UltraATA/133. Asus решила добавить на плату контроллер Silicon Image, в результате чего доступно в сумме восемь портов SATA.

Поскольку плата предназначена для стандартных корпусов ATX, слотов расширения немного. Вы получите один слот x16 PCI Express для графики, а также один слот PCIe x1 и два 32-битных слота PCI. Приятно видеть, что на плату был установлен чип FireWire, а также приличная звуковая система AC97 2.1 с поддержкой 7.1 и цифровыми звуковыми выходами.

Память: регистровая DDR400 с ECC

DIMM для профессиональных систем выглядят иначе, поскольку они используют физический регистровый чип, а также дополнительный чип DRAM для поддержки ECC (72 бита на DIMM).

Тестовая конфигурация

Тесты и настройки

Результаты тестирования

Видео

Аудио

Приложения

Синтетические тесты

Анализ

1. Как показывают результаты нашего тестирования, последние 90-нм ядра AMD версии «E» определённо являются самыми быстрыми при прямом сравнении со 130-нм аналогами. Улучшения контроллера памяти и поддержка SSE3 проявляют себя с лучшей стороны.
2. Сегодня двуядерные чипы можно считать разумным выбором для систем начального уровня или массового сегмента, или если вам нужно обеспечить максимальную плотность вычислений в серверной стойке.
3. Два ядра в профессиональной сфере по-прежнему слишком дороги, а их соотношение цена/производительность не выдерживает конкуренции по сравнению с двухпроцессорными одноядерными машинами (если не принимать во внимание плотность вычислений).
4. Сегодня двухпроцессорная машина с одноядерными CPU даст наилучшее соотношение цена/производительность.

Заключение

Если вам нужна высокая производительность, то вложение в скоростную двуядерную систему сегодня себя не оправдывает. Любой двуядерный чип профессионального уровня вроде AMD Opteron или Intel Xeon (2,8 ГГц) стоит дороже, чем два эквивалентных одноядерных процессора на той же тактовой частоте. При этом разница в цене достаточно велика, чтобы оправдать покупку профессиональной двухпроцессорной материнской платы и более дорогой регистровой памяти, но даже тогда остаются сэкономленные средства. Более того, вы получите два процессорных сокета, что позволяет в будущем модернизировать систему до двух двуядерных процессоров.

Особенно ситуация интересна с топовыми двуядерными процессорами AMD и Intel вроде Athlon 64 X2 4800+ или Pentium Extreme Edition 840. Их цены с лихвой хватит, чтобы вместо этих процессоров купить материнскую плату класса рабочей станции, регистровую память и два одноядерных процессора, которые обеспечат такую же производительность.

Хотя большинство пользователей не желают выбирать материнскую плату под Xeon Socket 604 из-за ограниченной популярности этих процессоров, на рынке есть несколько материнских плат под Opteron, базирующихся на профессиональной версии платформы nVidia nForce4. Платформа поддерживает кулеры 939/940, а также использует стандартный драйвер платформы nVidia. Кроме того, платформа предлагает два слота x16 PCI Express, а также все современные функции.

Пока это было не так заметно, но цена на топовые двуядерные процессоры AMD и Intel слишком завышена. Будущее сегодня определённо за многоядерными чипами, как пытаются объяснить нам два процессорных гиганта. Но чтобы наступили светлые времена, программное обеспечение должно научиться в полной мере использовать все преимущества многоядерной технологии. Но чтобы разработчики программного обеспечения создали необходимые программы, на рынке должен присутствовать определённый объём установленной техники. А для этого необходимо снизить цены на двуядерные процессоры.