Core 2 Duo E4300 - Extreme dla niezamożnych

...poznajmy procesor

Do jego testów wykorzystamy płytę główną ASUS P5N32-E SLI, „uboższą krewną” prezentowanej niedawno płyty Striker Extreme. Pewne zdziwienie może wzbudzić zastosowanie bardzo słabej karty graficznej, ATI Radeon X1300 HyperMemory. Chodziło o to, by ograniczyć do niezbędnego minimum pobór mocy przez inne niż procesor elementy zestawu testowego.

Core 2 Duo E4300 jest układem o kodowej nazwie Allendale, różniącym się od Conroe mniejszą, bo liczącą dwa megabajty pamięcią cache L2. W odróżnieniu od sprzedawanych od pewnego czasu modeli E6300 i E6400, które były układami Conroe z zablokowaną połową pamięci cache L2, w Allendale pamięć ta jest fizycznie mniejsza i jej rzeczywista pojemność wynosi właśnie 2 MB. Mniejsza pamięć cache to w rezultacie mniejszy chip, a co za tym idzie, niższy koszt produkcji. Poza wielkością cache układ „oficjalnie” nie różni się od Conroe niczym, prócz braku wsparcia dla techniki wirtualizacji – pracuje w tym samym zakresie napięć zasilających i z tą samą mocą TDP, wynoszącą 65 W. Dlaczego „oficjalnie”? Na wyjaśnienie trzeba będzie chwilę poczekać. Wróćmy do procesora.

Ku naszemu zaskoczeniu, CPU-Z w wersji 1.38 rozpoznaje E4300 jako Conroe. Ale nie będziemy się tym szczególnie przejmować, bo...

... pozostałe dane podaje prawidłowo. Ciekawe jest natomiast to, że starsza wersja CPU-Z, 1.35, nie ma takiego problemu, poprawnie rozpoznając układ Allendale.

Układ pracuje, jak już wspomnieliśmy, z 800-megahercową szyną FSB i zegarem jądra o częstotliwości 1800 MHz, odrobinę tylko wolniejszym od zegara E6300 (1866 MHz), więc i wydajność w testach jest nieco niższa. Nieznacznie, ale... przecież nie musi!

Bezpieczne 1066

Wolniejsza szyna FSB ma teoretycznie ograniczyć wydajność i w ten sposób zdywersyfikować modele E4300 i E6300. Czy aby na pewno nie możemy jej przyspieszyć, zwłaszcza że wszystkie płyty główne zgodne z Core 2 Duo mają możliwość pracy z 1066-megahercową szyną? Mnożnik częstotliwości o wartości 9 sprawi, że w takich warunkach procesor będzie pracował z częstotliwością zegara 2,4 GHz, odpowiadającą taktowaniu modelu E6600.

I rzeczywiście, grzecznie pracuje, bez podnoszenia napięcia zasilającego, ze standardowym intelowskim coolerem z wersji box.

Temperatura procesora już po dwóch minutach działania programu Orthos stabilizuje się na poziomie 52 stopni Celsjusza i dalej nie rośnie. Tylko wentylator nieco hałasuje... Za to osiągi jedynie nieznacznie odbiegają od wyników uzyskiwanych przez E6600, wyposażonego w 4 MB cache L2, który kosztuje jednak sporo drożej.

Zauważmy, że taka „metamorfoza” naszego procesora jest całkowicie bezpieczna, o ile tylko zastosujemy w nim cooler o wydajności co najmniej takiej, jaką ma intelowski zestaw "box" – odbywa się bez podnoszenia napięcia, więc pobór mocy wzrasta jedynie wskutek wzrostu częstotliwości.

Extremalne 1333

Zdecydowana większość płyt głównych przeznaczonych do Core 2 Duo ma możliwość ustawienia taktowania szyny FSB na 1333 MHz bez równoczesnego przetaktowywania innych podzespołów. Co się stanie, jeśli uruchomimy nasz E4300 w takich warunkach? I czy aby na pewno da się uruchomić?

Ku naszemu zaskoczeniu procesor działa z częstotliwością zegara 3,0 GHz, wciąż bez podnoszenia napięcia zasilającego. Niestety, dalsze testy pokazują, że do uzyskania pełnej, gwarantowanej stabilności konieczne jest podniesienie napięcia zasilającego.

Niewielkie, bo o 0,1 V, do wartości 1,35 V. Jego kosztem uzyskujemy procesor taktowany nieco szybciej od Core 2 Extreme X6800, który pracuje z zegarem 2,93 GHz.

Co najważniejsze, wszystko to wciąż ze standardowym coolerem, który podczas działania programu Orthos utrzymuje temperaturę procesora na poziomie nieco ponad 60 stopni Celsjusza, a więc jeszcze akceptowalnym. Tyle, że bardzo już hałasuje... Jeśli zechcemy praktycznie wykorzystywać uzyskany w ten sposób procesor „Extreme” (a któżby tego nie zechciał? ;-), potrzebny jest zdecydowanie lepszy zestaw chłodzący. Nam do dalszych prób zresztą również, bo hałas boksowej turbiny odbiera nam zdolność logicznego myślenia...

Poza 3 GHz

Zmieniamy cooler na dobrze znany Czytelnikom Scythe Infinity i, zanim cokolwiek uda nam się zrobić, stajemy wobec „poważnego” problemu. Otóż konstruktorzy płyty ASUS P5N32-E SLI, projektując jej system chłodzenia bardzo wzorowali się na wzorcach Intela, według których układy płyty chłodzone są strumieniem powietrza wypływającym z wentylatora procesora. Tymczasem Scythe dmucha tak, że do radiatorów chipsetu nie dociera żaden powiew, a chipset nForce 680i SLI nie należy do chłodnych.

Rozwiązanie okazało się proste i skuteczne, choć można mu zarzucić pewien niedostatek elegancji... Wróćmy jednak do gigaherców naszego E4300.

Uzyskanie 3,150 GHz nie stanowiło żadnego problemu, do stabilnej pracy procesor wymagał jednak zwiększenia napięcia zasilającego o kolejne 0,1 V.

Odwdzięczył się za to także stabilnym działaniem z zegarem 3,375 GHz.

Może jeszcze trochę? Z tego co wiemy, inni, którym E4300 wpadł w ręce, uzyskiwali wyniki pomiędzy 3,4 a 3,5 GHz.

Działa!

3,450 GHz, system startuje poprawnie, niestety, testy po pewnym czasie działania załamują się, bądź zawieszając komputer, bądź nawet go resetując. Dalsze, już drastyczne zwiększanie napiecia zasilającego procesor, do 1,60 V, nie przynosi niestety poprawy sytuacji. Można nawet stwierdzić, że nastąpiło pogorszenie – przy wyższym napięciu testy „wysypują się” wcześniej.

Podobne rezultaty uzyskaliśmy przy nieco niższej częstotliwości. Za to w pełni wyjaśniła się przyczyna załamywania pracy programów – monitorując temperaturę procesora podczas krótkotrwałej pracy programu Orthos, udało nam się zarejestrować takie oto wskazanie:

No i wszystko jasne – zawiódł nas Scythe! Niestety, nie zdołaliśmy w pełni ustalić, czy dlatego, że był za słaby, czy też popełniliśmy jakiś błąd przy jego montażu na procesorze (to nie jest prosty zabieg! ;-). Na przeszkodzie w wyjaśnieniu problemu stanął nam kurier, zgłaszający się po procesor... Jedno jest pewne – przy wydajniejszym chłodzeniu dałoby się uzyskać około 3,5 GHz i raczej nie więcej.

Co to daje, czyli osiągi

Popatrzmy, jakie efekty przynosi podkręcanie Core 2 Duo E4300. Są one szczególnie interesujące w zakresie „podkręcenia użytkowego”, czyli ustawień niewymagających szczególnych starań – z szynami 1066 i 1333 MHz.

PCMark05 CPU daje przetaktowanemu do 3 GHz E4300 pierwszeństwo przed X6800 Extreme, zaś pracując z zegarem 2,4 GHz procesor ten ustępuje modelowi E6600 w pomijalnym stopniu.

Podobnie przedstawia się sytuacja w drugim benchmarku pochodzącym z Futuremark, 3DMark06 (CPU Score). Można się nie dziwić – w obydwu główną rolę odgrywa częstotliwość taktowania.

Inaczej sytuacja przedstawia się w benchmarku WinRAR. Tutaj pojemność cache okazuje się mieć duże znaczenie i zarówno „Extreme dla niezamożnych”, jak i działający z zegarem 2,4 GHz E4300 wyraźnie ustępują swoim „markowym” rywalom.

Cinebench, zarówno w wersji jedno- jak i wieloprocesorowej, również faworyzuje częstotliwość, nie zwracając większej uwagi na pojemność cache.

Pobór mocy i... tajemnica Allendale

Podczas wszystkich testów rejestrowaliśmy pobór mocy przez zestaw testowy w dwóch jego stanach – w stanie spoczynku, z uruchomionym systemem Windows i pod obciążeniem działającego „pełnym gazem” programu Orthos.

Rzuca się w oczy, że pobór mocy przez procesor E4300, nawet pracujący z podwyższoną częstotliwością, jest znacznie niższy, niż przez uczestniczące w teście układy Conroe, a różnica jest niebagatelna.

Pod obciążeniem przez Orthosa sytuacja zmienia się tylko nieznacznie – przetaktowany na 2,4 GHz E4300 pobiera o 16 W mniejszą moc niż pracujący z takim samym zegarem E6600. Natomiast przy 3 GHz E4300 dorównuje poborem mocy X6800 Extreme – to rezultat podniesienia napięcia zasilającego. Taki sam jest powód drastycznego wzrostu poboru energii przy taktowaniu zegarem 3,375 GHz.

Okazuje się, że pobór mocy przez Allendale w stanie małego obciążenia jest o około 20% niższy niż przez Conroe. Przy dużym obciążeniu różnica maleje, ale wciąż sięga dziesięciu procent. Czy różnicę tę można uzasadnić mniejszą pojemnością pamięci cache L2? Nie wydaje się to szczególnie prawdopodobne, bo chociaż 2 MB statycznej pamięci cache zawiera ponad 120 milionów tranzystorów, czyli około czterdziestu procent ich całkowitej liczby w Conroe, to pamięć SRAM nie jest szczególnie energożernym układem, szczególnie wtedy, gdy jest prawie nieużywana (małe obciążenie procesora). Wyjaśnienie mogłyby stanowić co najwyżej skrajnie wysokie wartości prądów upływu, ale to wydaje się prawie niemożliwe.

Mniejszy pobór mocy to jeden z elementów zagadki Allendale. Drugim jest fakt, że pierwsze próby podkręcania tego układu wypadają znacznie gorzej niż miało to miejsce w przypadku Conroe. A stąd wniosek, że Allendale nie jest dokładnie układem Conroe ze zmniejszoną pamięcią cache. Testy ewidentnie pokazują, że w układzie dokonano zmian, podnoszących energooszczędność i równocześnie ograniczających zakres przetaktowywania. Trudno zgadnąć, czy są to zmiany na poziomie mikroarchitektury, czy też, co bardziej prawdopodobne, modyfikacja procesu technologicznego. Poprosiliśmy o wyjaśnienia, ale wątpię, byśmy je szybko uzyskali, szczególnie w przypadku modyfikacji procesu. Tym niemniej poczekamy...

Komu to służy i kto za tym stoi?

Wielu Czytelnikom zapewne nasunie się pytanie – gdzie jest dla Intela sens wprowadzania na rynek takiego procesora? Przecież nikt przy zdrowych zmysłach nie kupi Extreme, ani nawet E6600, skoro za dużo mniejsze pieniądze może uzyskać procesor równorzędny, no, niech będzie, „prawie” równorzędny. „Prawie” robi wielką różnicę, ale jak pokazują testy, akurat nie w tym przypadku. O cóż więc chodzi?

Co starsi spośród Czytelników pamiętają zapewne procesor Celeron 300A – najtańszy z ówczesnej linii Celeronów, 300-megahercowy nominalnie układ, który bez żadnych overclockerskich zabiegów dawał się nakłonić do stabilnej i długotrwałej pracy z zegarem 450 MHz. Wokół tego procesora powstała wręcz legenda, a jego cena rynkowa przewyższała cenę kolejnego modelu z serii, Celerona 366. Wiele osób miało wówczas podobne wątpliwości co do sensu przedsięwzięcia, z jakim możemy zetknąć się obecnie.

Tymczasem odpowiedź jest prosta – Intel zaplanował „powtórkę z legendy”. Zauważmy, że straty (czy raczej spadek zysków) spowodowany przez E4300 będzie w rzeczywistości znikomy. Entuzjaści i ogólnie rynek DIY, który będzie wykorzystywał E4300 we właściwy sposób (czytaj @2400 i @3000) to niewielki procent całkowitej liczby klientów, a w dodatku zwykle niezbyt zamożnych, więc i tak nie kupujących wyższych modeli. Podstawę sprzedaży procesorów stanowi jednak rynek OEM – producentów sprzętu komputerowego. A tu nikt nie sprzeda „podkręconego E4300” (choć za czasów „legendy Celerona” można było kupić gotowe komputery z 300A@450).

Segment rynku DIY i entuzjastów ma więc niewielkie znaczenie handlowe, za to ogromną rolę marketingową, bedąc czynnikiem opiniotwórczym. Sprawienie mu radości tanim procesorem o ogromnych możliwościach musi więc zaowocować poprawą notowań marki Intel. Zaś dodatkową korzyścią, jaką odniesie Intel z wprowadzenia na rynek E4300, będzie wyrwanie AMD sporej liczby klientów na rynkach najbardziej czułych na ceny, gdzie procesor ten ma szanse zrobić wręcz furorę.