artykuły

Test procesorów – AMD kontra Intel. 200 jednostek w 52 testach. Który CPU jest najszybszy?

Test na koniec świata

528
19 sierpnia 2013, 18:18 Radosław Stanisławski i Tomasz Niechaj

Taktowanie, turbo, stany energetyczne

Jak powiedzieliśmy na poprzedniej stronie, bazowe taktowanie podane na pudełku nie jest miarą wydajności procesora. Każda architektura przynosi inne proporcje między parametrami zegara a skomplikowaniem rdzenia, więc częstotliwość jest tylko jednym (i to nie najważniejszym) z wielu czynników wpływających na osiągi. Ale to nie wszystko: nowoczesny procesor w poprawnie działającym komputerze prawie nigdy nie osiąga podanego na pudełku taktowania. Kiedy nie jest mocno obciążony, przełącza się w któryś z niższych stanów energetycznych: można je potraktować jako stan niższej gotowości. Na przykład Core i7-3770K w stanie spoczynku ma taktowanie 1600 MHz. Z kolei kiedy wymagana jest duża moc obliczeniowa (np. użytkownik właśnie uruchamia aplikację), wzrasta ono powyżej domyślnego, do któregoś ze stanów „turbo”. Na czym to polega?

Procesory (i wiele innych podzespołów) pracują w ramach standardu ACPI, który ułatwia oszczędzanie energii. W każdej chwili układ znajduje się na którymś ze zdefiniowanych poziomów wydajności i zużycia energii. Te poziomy to P-stany: P0 jest stanem najwyższej wydajności, P1 jest nieco bardziej oszczędny i tak dalej. P-stanami zarządza w pewnym zakresie system operacyjny. To on „prosi” procesor o przejście w stan P0, kiedy jest potrzebna wydajność, i w któryś z niższych P-stanów, gdy obciążenie nie jest duże. Za to w ramach stanu P0 procesory mają często dostępnych kilka dodatkowych poziomów wydajności, między którymi przełączają się w sposób niezależny i niewidzialny dla systemu operacyjnego. Specjalny mikrokontroler wbudowany w układ sprawdza na bieżąco warunki pracy i decyduje, o ile jeszcze można przyspieszyć powyżej zażądanego przez system operacyjny stanu wydajności.

P-stany procesora AMD A10-5600K

Turbo działa inaczej w każdej generacji procesorów. W najnowszych układach Intela kontroler energetyczny mierzy na bieżąco natężenie prądu płynącego z układu zasilania, temperaturę w różnych punktach krzemowego jądra i częstość przerwań. Z natężenia i napięcia jest wyliczana szacunkowa moc wydzielana przez układ. Jeśli ta moc oraz temperatura są poniżej niebezpiecznych wartości, to procesor można przyspieszyć. Zwiększany jest mnożnik rdzeni i taktowanie wzrasta o jakąś wielokrotność zegara bazowego. Działanie turbo opiera się na pomiarach wielkości, które zawsze są inne: jeśli układ chłodzenia jest mniej sprawny lub procesor był w minionych sekundach mocno obciążony, turbo może się włączać rzadziej. Teoretycznie, jeśli wewnątrz obudowy jest bardzo gorąco albo nawet jeśli konkretny egzemplarz procesora ma słabszej jakości jądro krzemowe, średnia wydajność może być niższa. W praktyce nie ma się czym przejmować: taktowanie bazowe i stany energetyczne są projektowane tak, żeby działały sprawnie, jeżeli użyty zostanie nie najwyższych lotów „boksowy” schładzacz.

W produktach AMD kontroler energetyczny nie bierze pod uwagę aktualnej temperatury (oczywiście, o ile nie przekracza limitu zabezpieczenia termicznego) i natężenia prądu, a tylko częstość przerwań i obciążenie poszczególnych bloków logicznych w jądrze procesora. To oznacza, że teoretycznie jest to system deterministyczny: każdy procesor niezależnie od układu chłodzenia przy uruchamianiu danego programu będzie tak samo sterował stanami energetycznymi. Znów w praktyce nie ma się czym przejmować, bo w środowisku systemu operacyjnego z setkami procesów obciążenie nigdy nie jest identyczne, a same stany energetyczne są określone ze sporym zapasem.

Warto wiedzieć, że popularne narzędzia diagnostyczne (CPU-Z, AMD Overdrive, Intel XTU) w większości nie nadają się zupełnie do monitorowania działania technik turbo. Po pierwsze, sam pomiar wpływa na mierzoną wielkość: działanie dodatkowego programu może zakłócać działanie turbo. Po drugie, większość zmian taktowania zachodzi zbyt szybko, żeby zostały zarejestrowane i wyświetlone w programie diagnostycznym. Można zatem sprawdzić w ten sposób, czy turbo w ogóle działa, ale nie można łatwo sprawdzić jak dobrze.

Zegar bazowy – FSB, BCLK, HTT

System komputerowy najczęściej zawiera centralny generator sygnału zegarowego. Ten podstawowy sygnał jest w różnych podzespołach mnożony przez mnożniki, co daje sygnał taktujący dany element. Jeszcze kilka lat temu stosowano magistralę FSB, która łączyła procesor z kontrolerem pamięci i pełniła funkcję takiego zegara bazowego. Z niej otrzymywano taktowanie procesora, pamięci i łączy PCI Express. W procesorach do podstawki LGA775 domyślne taktowanie FSB miało znaczenie dla wydajności, bo im było wyższe, tym większa była przepustowość komunikacji między procesorem a kontrolerem pamięci. Nowoczesne platformy nie mają już równoległych magistral takich jak FSB, ale są zbudowane z szeregowych łączy punkt-punkt. Ich taktowanie też się otrzymuje, mnożąc taktowanie zegara bazowego przez odpowiednie mnożniki. Przepustowość takich łączy nie zależy od domyślnego taktowania zegara bazowego. Procesory do podstawek: Socket 754, Socket 939, AM2, AM2, AM3, AM3+, FM1, FM2, LGA1366, LGA1156, LGA1155, LGA2011, nie mają magistrali FSB, a zegar bazowy (w przypadku platform Intela często nazywany BCLK, w przypadku platform AMD czasem spotyka się skrót HTT) nie ma wpływu na wydajność. Jego jedynym zastosowaniem istotnym dla użytkownika jest możliwość podkręcania. Ponieważ zegar bazowy jest podstawą do uzyskania częstotliwości taktowania innych podzespołów, przyspieszenie go powoduje przyspieszenie procesora, pamięci oraz łączy PCI Express.

 

Następna strona: Rozszerzenia instrukcji (SSE oraz AVX)

 

Strona:
  1. Test procesorów - AMD kontra Intel
  2. Ważne informacje na temat procesorów
  3.     Taktowanie, turbo, stany energetyczne i FSB, BCLK, HTT
  4.     Rozszerzenia instrukcji: SSE, AVX
  5.     Rdzenie, moduły wątki. Kontroler pamięci
  6. AMD - opis procesorów
  7. Intel - opis procesorów
  8. Procedura testowa - lista aplikacji i gier
  9.     Platforma testowa i ustawienia
  10.     Testy procesorów w grach - metody, miejsca testowe
  11. Testy - podsumowanie testów wydajności w grach
  12. Testy - podsumowanie testów wydajności w multimediach i aplikacjach biurowych
  13. Testy - podsumowanie testów wydajności w aplikacjach dla profesjonalistów
  14.     Testy - Assassin's Creed: Revelations
  15.     Testy - ARMA 2
  16.     Testy - Battlefield 3
  17.     Testy - Crysis 2
  18.     Testy - Cywilizacja V
  19.     Testy - DiRT Showdown
  20.     Testy - Flight Simulator X
  21.     Testy - GTA IV
  22.     Testy - Max Payne 3
  23.     Testy - Metro 2033
  24.     Testy - Shogun 2 Total War
  25.     Testy - Skyrim
  26.     Testy - StarCraft 2
  27.     Testy - Wiedźmin 2
  28.     Testy - World of Tanks
  29.     Testy - 3ds Max 2013
  30.     Testy - 7-Zip 4.65
  31.     Testy - Adobe After Effects
  32.     Testy - Adobe Photoshop CS6
  33.     Testy - Adobe Premiere Pro
  34.     Testy - AutoCAD 2013
  35.     Testy - Blender 2.6
  36.     Testy - Catia
  37.     Testy - Cinebench R11.5
  38.     Testy - Flash
  39.     Testy - HTML5
  40.     Testy - internet (Google Chrome)
  41.     Testy - kompresja wideo x264 (2.5)
  42.     Testy - kompresja wideo do *.mp4
  43.     Testy - MS Word 2010
  44.     Testy - obróbka zdjęć (masowa zmiana rozmiarów)
  45.     Testy - PDF
  46.     Testy - TrueCrypt 7.1a
  47. Pobór energii - spoczynek (bez obciążenia)
  48. Pobór energii - obciążenie typowe i maksymalne
  49. Pobór energii - gry
  50. Podsumowanie testów wydajności w kontekście poboru energii - gry
  51. Podsumowanie testów wydajności w kontekście poboru energii - internet, biuro, multimedia
  52. Podsumowanie testów wydajności w kontekście poboru energii - zaawansowane zastosowania
  53. Podkręcanie procesorów
  54.     Podkręcanie - podsumowanie testów wydajności w grach
  55.     Podkręcanie - podsumowanie testów wydajności w multimediach i aplikacjach biurowych
  56.     Podkręcanie - podsumowanie testów wydajności w aplikacjach dla profesjonalistów
  57.     Podkręcanie - Assassin's Creed: Revelations
  58.     Podkręcanie - ARMA 2
  59.     Podkręcanie - Battlefield 3
  60.     Podkręcanie - Crysis 2
  61.     Podkręcanie - Cywilizacja V
  62.     Podkręcanie - DiRT Showdown
  63.     Podkręcanie - Flight Simulator X
  64.     Podkręcanie - GTA IV
  65.     Podkręcanie - Max Payne 3
  66.     Podkręcanie - Metro 2033
  67.     Podkręcanie - Shogun 2 Total War
  68.     Podkręcanie - Skyrim
  69.     Podkręcanie - StarCraft 2
  70.     Podkręcanie - Wiedźmin 2
  71.     Podkręcanie - World of Tanks
  72.     Podkręcanie - 3ds Max 2013
  73.     Podkręcanie - 7-Zip 4.65
  74.     Podkręcanie - Adobe After Effects
  75.     Podkręcanie - Adobe Photoshop CS6
  76.     Podkręcanie - Adobe Premiere Pro
  77.     Podkręcanie - AutoCAD
  78.     Podkręcanie - Blender
  79.     Podkręcanie - Catia
  80.     Podkręcanie - Cinebench R11.5
  81.     Podkręcanie - Flash
  82.     Podkręcanie - HTML5
  83.     Podkręcanie - internet (Google Chrome)
  84.     Podkręcanie - kompresja wideo x264
  85.     Podkręcanie - kompresja wideo do *.mp4
  86.     Podkręcanie - MS Word 2010
  87.     Podkręcanie - obróbka zdjęć (masowa zmiana rozmiarów)
  88.     Podkręcanie - PDF
  89.     Podkręcanie - TrueCrypt 7.1a
  90. Podkręcanie - pobór energii - spoczynek (bez obciążenia)
  91. Podkręcanie - pobór energii - obciążenie typowe i maksymalne
  92. Podkręcanie - pobór energii - gry
  93. Podkręcanie - podsumowanie testów wydajności w kontekście poboru energii - gry
  94. Podkręcanie - podsumowanie testów wydajności w kontekście poboru energii - internet, biuro, mult.
  95. Podkręcanie - podsumowanie testów wydajności w kontekście poboru energii - zaawans. zast.
  96.     Podsumowanie testów wydajności w kontekście ceny - gry
  97.     Podsumowanie testów wydajności w kontekście ceny - internet, biuro, multimedia
  98.     Podsumowanie testów wydajności w kontekście ceny - zaawansowane zastosowania
  99.     Podkręcanie - podsumowanie testów wydajności w kontekście ceny - gry
  100.     Podkręcanie - podsumowanie testów wydajności w kontekście ceny - internet, biuro, multimedia
  101.     Podkręcanie - podsumowanie testów wydajności w kontekście ceny - zaawansowane zastosowania
  102. Podsumowanie - jaki procesor za mniej więcej 200 zł?
  103. Podsumowanie - jaki procesor za mniej więcej 350 zł?
  104. Podsumowanie - jaki procesor za mniej więcej 500 zł?
  105. Podsumowanie - jaki procesor za mniej więcej 700 zł?
  106. Podsumowanie - jaki procesor za mniej więcej 900 zł?
  107. Podsumowanie - jaki procesor za 1 tys. zł i więcej?
  108. Każdy z każdym - porównaj procesory (ustawienia domyślne)
  109.     Każdy z każdym - wyniki cząstkowe (ustawienia domyślne)
  110. Każdy z każdym - porównaj procesory (podkręcanie)
  111.     Każdy z każdym - wyniki cząstkowe (podkręcanie)
  112. Najlepsze procesory do gier - domyślne ustawienia (1 lutego 2013 r.)
  113. [OC] Najlepsze podkręcone procesory do gier (1 lutego 2013 r.)
  114. Każdy z każdym - porównaj procesory
  115.     Każdy z każdym - wyniki cząstkowe
3