Jak na przestrzeni lat wzrastała wydajność procesorów? Część 1.

Zacznijmy od wątku politycznego. Niestety, w naszym kraju elektronika jest droga, oczywiście względem przeciętnych zarobków. Dlatego większość wymienia komputer dość rzadko, zwykle nie częściej niż co dwa–trzy lata, a wielu wciąż pracuje na komputerach kupionych pięć–sześć lat temu. Jak duża różnica w wydajności dzieli sprzęt z 2007 roku od obecnie dostępnego w sklepach?

Pytanie to dość często pojawia się na forach dyskusyjnych, gdyż wielu z Was nie wie, czy opłaca się wymienić taki a taki procesor, czy różnica w wydajności jest warta często dość dużego wydatku. Niestety, takich testów jest jak na lekarstwo, gdyż w większości przypadków testuje się nowości, ewentualnie dołącza dla porównania poprzednią generację. Jednak gdy na rynek trafia następna generacja, stosuje się tę samą zasadę, a procedura siłą rzeczy jest nowa – w końcu oprogramowanie się zmienia, często inne są także oczekiwania czytelników. Tym samym nie da się praktycznie nigdzie znaleźć porównania, które by pokazywało, jak duża różnica w wydajności jest między procesorami z rodziny Core 2 Quad a obecnymi Core i5 i Core i7 w architekturze Ivy Bridge. Dziś rozwiewamy wątpliwości. Wreszcie!

Core 2 Quad QX6700 – Kentsfield to pierwszy czterordzeniowy procesor Intela

Dobór procesorów Zaczniemy od tego, że artykuł ten składa się niejako z dwóch części (właśnie czytacie pierwszą): jedna dotyczy procesorów Intela, druga – AMD. Powód? Wybrane przez nas układy są z różnych przedziałów cenowych, a umieszczenie na tych samych wykresach Core i7 i Phenoma II przez wielu zostałoby odczytane jako chęć porównania modeli za ponad 1 tys. zł z produktami za nieco ponad 300 zł, co oczywiście byłoby bezcelowe. Nie chcemy też bezpośrednio porównywać zupełnie różnych architektur przy tej samej częstotliwości. Procesory są projektowane pod kątem określonej wydajności (chodzi o relację między długością potoku wykonawczego, taktowaniem rdzeni i liczbą tranzystorów), jaką uda się uzyskać przy zachowaniu pewnego budżetu energetycznego, nie zaś po to, by osiągnąć na przykład 5 GHz (choć i tu zdarzały się wyjątki). Ponadto często jest tak, że jakiś układ trafia do testu ze względu na swoją popularność, a czołowy model, który zawsze kosztował minimum 3–4 tys. zł – już nie.

Intel Nehalem, czyli pierwszy czterordzeniowy procesor Intela, który nie był „sklejką”

Co obejmujemy szerokim pojęciem „architektura procesora”?

Jest to dość ważne pytanie, gdyż odpowiedź wyjaśnia, skąd wzięły się niektóre produkty w tym teście. Architektura to nie tylko sucha wydajność jednego rdzenia w przeliczeniu na 1 MHz. To także zdolność – lub niezdolność – do działania z konkretną częstotliwością oraz określony stosunek wydajności do poboru energii. Przykładowo architektura Core 2 (Conroe) była taktowana niemal o połowę wolniej niż ostatnie Pentium 4 i Pentium D, a mimo to nie pobierała dwa razy mniej energii (choć trzeba zaznaczyć, że były to procesory bardziej energooszczędne), ponadto była wydajniejsza. Tak zwany zysk architektury to również dodatkowe funkcje, jak i inne rozwiązania zwiększające wydajność. Do takich cech możemy zaliczyć choćby Hyper-Threading, który jest główną różnicą między Core i5 a Core i7 (desktopowymi, rzecz jasna). Do architektury wlicza się również wymiar technologiczny, który jest coraz mniejszy, dzięki czemu można na przykład zmieścić coraz więcej pamięci podręcznej drugiego, lub nawet trzeciego poziomu. Właśnie dlatego do porównania dołączyły Core i7: zyskiem architektury Nehalem było również to, że w procesorach tych można było wykorzystać Hyper-Threading bez spadku wydajności w wielu zastosowaniach, co według przedstawicieli Intela mogło występować w przypadku architektury Core 2.

Z przynajmniej trzech powodów w naszym zestawieniu nie znalazły się procesory sześciordzeniowe. Po pierwsze, były to – i w przypadku Intela wciąż są – układy bardzo drogie, kosztują co najmniej 2 tys. zł. Po drugie, zarówno w przypadku Gulftowna, jak i Sandy Bridge-E trudno mówić o jakichś konkretnych zmianach w architekturze. Po trzecie, nie ma co zaciemniać wykresów wydajności analizami, czy w danym zastosowaniu sześć rdzeni się przydaje czy nie. To nie jest celem tego porównania.

	Kentsfield	Yorkfield	Lynnfield	Sandy Bridge	Ivy Bridge
Testowane procesory:	Core 2 Quad Q6600	Core 2 Quad Q9550	Core i5-750 Core i7-860	Core i5-2500K Core i7-2600K	Core i5-3570K Core i7-3770K
Data wprowadzenia na rynek	Q1 2007	Q1 2008	Q3 2009	Q1 2011	Q2 2012
Rdzenie/wątki	4/4	4/4	4/4 4/8	4/4 4/8	4/4 4/8
Proces technologiczny	65 nm	45 nm	45 nm	32 nm	22 nm
Domyślne częstotliwości	2400 MHz	2833 MHz	2666-3066 MHz 2800-3200 MHz	3300-3700 MHz 3400-3800 MHz	3400-3800 MHz 3500-3900 MHz
Maksymalne OC	3500 MHz	4000 MHz	4000 MHz	4500 MHz	4500 MHz
Gniazdo:	LGA775	LGA775	LGA1156	LGA1155	LGA1155

Przetestowane procesory

Poniżej zamieszczamy krótki opis każdego z użytych procesorów wraz z wyjaśnieniem, dlaczego akurat jego wybraliśmy. Zaczynamy od końca, czyli od najnowszych. Zdecydowaliśmy się na porównanie architektur na podstawie układów czterordzeniowych, gdyż te są najpopularniejsze, wszystkie pozwalają na podkręcanie (dwurdzeniowe Pentium do gniazda LGA1155 mają tę możliwość zablokowaną), jak również nie są okrojone z żadnych funkcji, w przeciwieństwie do najtańszych jednostek. Podajemy ceny obowiązujące w dniu, w którym dany produkt trafił do sprzedaży. Trzeba pamiętać, że na przestrzeni lat kurs złotówki względem dolara był różny, więc nawet jeśli producent nowość wycenił tak samo jak starszy model, w Polsce mogła ona kosztować więcej lub mniej. Ale ponieważ za wszystko płacimy złotówkami, tej waluty będziemy się trzymać.

Core i7-3770K oraz Core i5-3570K (Ivy Bridge – drugi kwartał 2012 roku) – obecni przedstawiciele najnowszej rodziny procesorów Intela. Pierwszy z nich w dniu, w którym trafił na półki sklepowe, kosztował około 1300 zł, drugi – około 900 zł.
Core i7-2600K oraz Core i5-2500K (Sandy Bridge – pierwszy kwartał 2011 roku) – to pierwsze procesory do gniazda LGA1155, wciąż niezwykle popularne. Różnica w wydajności względem Ivy Bridge jest raczej symboliczna. Pierwszy z nich, wchodząc na rynek, kosztował 1100 zł, a drugi – około 800 zł.
Core i7-860 oraz Core i5-750 (Lynnfield – trzeci kwartał 2009 roku) – pierwszy Core i5 oraz pierwszy Core i7, w którego przypadku koszt platformy nie przekraczał ceny samego procesora. Core i7-860 w dniu, w którym został skierowany do sprzedaży, kosztował około 1100 zł, a Core i5-750 został wówczas wyceniony na 720 zł.
Core 2 Quad Q9550 (Yorkfield – czwarty kwartał 2007 roku) – ostatni procesor do – wydawałoby się – nieśmiertelnej podstawki LGA775. Yorkfield jako taki, Core 2 Quad QX9650, został zaprezentowany pod koniec 2007 roku. Jednakże zawsze był on bardzo drogi – w końcu należał do serii Extreme. Dużo popularniejszy i dostępny w znośnej cenie był Core 2 Quad Q9550, który pojawił się w pierwszym kwartale 2008 roku. Początkowo kosztował niemal 2 tys. zł, ale mniej więcej w połowie roku staniał do około tysiąca.
Core 2 Quad Q6600 (Kentsfield – czwarty kwartał 2006 roku) – tu sytuacja była analogiczna jak w przypadku Q9550. W 2006 roku na rynek trafił QX6700, który straszył ceną. Jednak już na początku następnego można było kupić Q6600, trochę wolniej taktowany, ale też zasadniczo tańszy. Dopiero w lipcu jego cena spadła do około 900 zł (z niemal 2 tys. zł na początku). Był to niewątpliwie pierwszy czterordzeniowy procesor Intela, który zadomowił się w naprawdę wielu komputerach, i do dziś wielu naszych Czytelników wciąż go używa! Nie mogliśmy go zatem nie umieścić w tym porównaniu.

Intel Sandy Bridge

Założenia testu, metodyka Procedura testowa jest identyczna z tą, którą zastosowaliśmy w kilku ostatnich artykułach. We wszystkich przypadkach użyliśmy tej samej karty graficznej oraz takiej samej ilości pamięci operacyjnej. Jak dobraliśmy ustawienia? Testy podzieliliśmy na trzy etapy:

Testy w ustawieniach domyślnych – większość z Was nie podkręca swoich procesorów, więc taki test jest obowiązkową pozycją. Uwzględnia on postęp w dziedzinie wydajności, a ta wynika przecież nie tylko z lepszej architektury, ale również z szybszego taktowania bazowego.
Testy w ustawieniach podkręconych – ustaliliśmy dla wszystkich procesorów wartości, do których użytkownicy je podkręcają. Przykładowo: Sandy Bridge – 4,5 GHz, Core 2 Quad Q6600 – 3,5 GHz. Oczywiście, każdy egzemplarz ma inne możliwości, ale GENERALNIE przyspiesza się je do takich właśnie parametrów (plus minus 5%).
Testy „zegar w zegar” – przeprowadziliśmy je przy taktowaniu na poziomie 4 GHz. Tę wartość dobraliśmy ze względu na czas konieczny na przygotowanie testu. To maksimum tego, co w normalnych warunkach mogą osiągnąć układy Lynnfield i Yorkfield. Z tego też względu w tym porównaniu zabrakło Core 2 Quad Q6600, który do 4 GHz nie rozpędzi się nawet po użyciu chłodzenia wodnego.

Zestaw testowy i procedura

We wszystkich próbach taktowanie pamięci ustawiliśmy na DDR3-1600, a opóźnienia – na 8-8-8-24 1N, z wyjątkiem platformy Virgo (Trinity), w której pamięć została ustawiona na DDR3-1866. Stosowaliśmy system operacyjny Windows 7 Ultimate w wersji 64-bitowej. Zaktualizowaliśmy większość aplikacji testowych, więc wyniki nie są porównywalne z tymi z poprzednich artykułów!

Płyta główna LGA1155	Gigabyte Z77X-UD3H	www.gigabyte.pl
Płyta główna LGA1156	Intel DP55KG	www.intel.pl
Płyta główna LGA775	Asus P5Q3 Deluxe	pl.asus.com
RAM	G.Skill Ripjaws Z 8 GB F3-17000CL9Q-16GBZH	www.gskill.com
Nośniki SSD	2 × Kingston SSD HyperX 480 GB	www.kingston.com
Karta graficzna	Sapphire HD 7970 Vapor-X 6 GB
Zasilacz	Corsair TX 850 W	www.corsair.com
Obudowa	Corsair Graphite 600T	www.corsair.com
Układ chłodzenia procesora (podkręcanie)	Prolimatech SuperMega + wentylator Noctua NF-P12	www.prolimatech.com
Monitor	EIZO FlexScan SX2462W (24 cale)	www.alstor.pl

Domyślne taktowanie – analiza wydajności

Swoją analizę rozpoczynamy od ustawień domyślnych, z którymi procesory zostały wprowadzone na rynek. Na wszystkich wykresach procentowych za 100% przyjęliśmy wyniki osiągnięte przez Core 2 Quad Q6600. Jeśli inna jednostka uzyskała 145%, to oznacza, że była lepsza dokładnie o 45% (145% wyniku Q6600). Wykorzystaliśmy głównie wykresy liniowe, dzięki którym zawsze zachowujemy kolejność chronologiczną – wszystkie procesory będą zawsze w tym samym miejscu na wykresie.

Krok 1. – Super Pi

Choć jest to benchmark, to do naszej analizy nadaje się idealnie, ponieważ używa tylko jednego rdzenia, nie wykorzystuje też żadnych nietypowych funkcji procesorów czy rozszerzeń multimedialnych, takich jak AVX. Można więc przyjąć, że zawsze różnica w wydajności będzie większa od tej w Super Pi.

Wnioski: wydajność jednego rdzenia na przestrzeni sześciu lat wzrosła ponad dwukrotnie. Niektórzy spodziewali się zapewne więcej.

Krok 2. – kompresja wideo (MediaCoder)

A teraz aplikacja, która intensywnie wykorzystuje wielordzeniowość, jak również potrafi użyć nowych instrukcji i funkcji.

Tym razem wyraźnie zaznacza się zysk z zastosowania funkcji Hyper-Threading. Choć najszybszy procesor Core i5 jest lepszy od Core 2 Quad Q6600 dwa–trzy razy (czyli podobnie jak w Super Pi), to już Core i7-3770K osiąga rezultat niemal 2,9 razy lepszy.

Warto przy tym zaznaczyć, że w typowo syntetycznym teście wbudowany benchmark w TrueCrypt Core i7-3770K osiągnął rezultat przeszło dziewięciokrotnie lepszy od Core 2 Quad Q6600, ale takie przyspieszenie pojawia się jedynie podczas szyfrowania AES, dodatkowo w realnym teście różnica jest znacznie mniejsza, o czym możecie się przekonać na stronie z wykresami cząstkowymi.

Wniosek z tego jest następujący: większy postęp nastąpił w dziedzinie wydajności wielowątkowej niż jednowątkowej, choć różnica nie jest znacząca.

Krok 3. – gry

Na początek wykres z jednej gry: StarCraft 2. Wybraliśmy ją, gdyż jest najmniej zależna od karty graficznej (ta ma najmniejszy wpływ na wynik). Niestety, gra wykorzystuje tylko dwa rdzenie procesora.

Obserwujemy wzrost wydajności rzędu 2,7 razy. Patrząc na wartości (18,2 kl./s kontra 49,2 kl./s), łatwo zrozumieć, dlaczego być może niewielka różnica procentowa przekłada się na znacznie lepszą jakość rozgrywki.

A inne gry? Poniżej zamieszczamy wykres uśredniony ze wszystkich gier. Wyniki cząstkowe znajdziecie na dalszych stronach.

Trzeba pamiętać, że wszystkie procesory i wszystkie gry testowaliśmy z użyciem tej samej karty graficznej, więc im szybszy procesor, tym ryzyko, że karta nie będzie za nim nadążała, jest większe. Mimo wszystko wzrost wydajności rzędu 2,2 razy to dość dobry wynik, choć zapewne wielu spodziewało się większego.

Krok 4. – typowe zastosowania: internet, biuro, multimedia Poniżej zamieszczamy wykres uśredniony z typowych zastosowań, do których zaliczyliśmy następujące aplikacje: Adobe Photoshop CS6 (eksportowanie zdjęcia), Irfan View (masowa zmiana rozmiaru zdjęć), Word, Flash, HTML5, Google Chrome, 7-Zip, PDF, Super Pi.

Core i7-3770K osiąga wyniki przeciętnie dwukrotnie lepsze niż Core 2 Quad Q6600. Na ile w tym zasługa zwiększonej częstotliwości, a na ile zmian w architekturze – to ocenimy w dalszej części, przedstawiając rezultaty w ustawieniach „zegar w zegar”.

Krok 5. – zastosowania profesjonalne

Do tego typu zastosowań zaliczyliśmy następujące aplikacje testowe: Adobe Photoshop CS6 (zarówno obróbka zdjęcia, jak i jego eksportowanie), Blender, Cinebench, IrfanView (masowa zmiana rozmiarów zdjęć), 3ds Max, MediaCoder, 7-Zip, TrueCrypt (test w realnym zastosowaniu), Catia, Adobe After Effects, Adobe Premiere Pro, kompresja do x264, AutoCAD.

Tutaj obserwujemy największy przyrost wydajności, ale tak naprawdę tylko w przypadku Core i7. Procesory Core i5 osiągają mniejszy przyrost wydajności względem Core 2 Quad Q6600 niż na przykład w grach.

Domyślne ustawienia – analiza wydajności i poboru energii

Wydajność wydajnością, ale przecież ważna jest również energooszczędność, szczególnie że ma ona wpływ na koszt zasilacza, systemu chłodzenia, jak też odpowiednio dobrej, a więc i drogiej płyty głównej. Czy także na tym polu jest postęp?

Uwaga! W przypadku poboru energii w grze należy pamiętać, że im szybszy procesor, tym więcej klatek na sekundę umie wygenerować, a tym samym karta graficzna ma coraz więcej do liczenia, a to oznacza, że pobiera ona coraz więcej energii. Stąd pobór energii w grze po użyciu szybszego, ale bardziej energooszczędnego procesora wcale nie musi być niższy.

Krok 6. – pobór energii

Najpierw same pomiary poboru energii:

W ujęciu procentowym wygląda to tak:

Pobór energii przez kilka ostatnich lat utrzymuje się, jak widać, na w miarę stałym poziomie. Daje się jednak zauważyć, szczególnie na wykresie z wynikami pomiarów poboru energii w spoczynku, jak też podczas typowego użytkowania, że począwszy od Sandy Bridge Intel przykłada do tego parametru większą wagę niż wcześniej, co należy pochwalić.

Krok 7. – stosunek wydajności do ilości pobieranej energii

Zasada jest prosta: średnią wydajność w danym zastosowaniu dzielimy przez uśredniony pobór energii. W zastosowaniach typu biuro, multimedia i internet oraz w profesjonalnych braliśmy pod uwagę pobór energii w spoczynku, podczas typowego obciążenia oraz przy pełnym obciążeniu (Cinebench). W przypadku gier braliśmy pod uwagę pobór energii w spoczynku oraz dwa pomiary wykonane podczas rozgrywki.

Wygląda to dość interesująco. Okazuje się, że najnowsze procesory Intela są po uwzględnieniu wydajności przeszło dwukrotnie bardziej energooszczędne od Core 2 Quad Q6600.

Domyślne ustawienia – wyniki cząstkowe – gry

Wszystkie testy wykonaliśmy w maksymalnych ustawieniach dostępnych w każdej z gier.

Domyślne ustawienia – wyniki cząstkowe – biuro, multimedia, internet

Domyślne ustawienia – wyniki cząstkowe – profesjonalne zastosowania

Domyślne ustawienia – pobór energii

Procedura pomiaru zużycia energii również została zmodyfikowana. Skupiamy się na scenariuszach, w których komputer faktycznie może być użytkowany. Przykładowo test maksymalnego obciążenia nie odzwierciedla typowej sytuacji, obciąża bowiem wszystkie dostępne jednostki procesora, a tym samym ilość energii zużywana przez szybki wielordzeniowy układ jest dużo większa od potrzeb na przykład dwurdzeniowego. Zwykle jest inaczej, co pokazuje test typowego obciążenia (gra Flash). Sprawdzamy również pobór energii w dwóch grach, z czego jedna (Max Payne 3) przedstawia raczej obciążenie karty graficznej, a druga (Cywilizacja V) – procesora.

Maksymalne podkręcenie – analiza wydajności

Drugie porównanie dotyczy ustawień podkręconych. Wszystkie przetestowane tutaj procesory zostały przyspieszone do wartości odpowiadających średniej osiąganej przez większość osób raportujących swoje osiągnięcia na forach dyskusyjnych, przykładowo jest to: Core 2 Quad Q6600 – 3,5 GHz, Core i5-2500K – 4,5 GHz. Na wszystkich wykresach procentowych za 100% przyjęliśmy wyniki uzyskane przez Core 2 Quad Q6600. Jeśli inna jednostka osiągnęła wynik 145%, to oznacza, że była lepsza dokładnie o 45% (145% wyniku Q6600). Wykorzystaliśmy głównie wykresy liniowe, dzięki którym zawsze zachowujemy kolejność chronologiczną – każdy układ zawsze będzie w tym samym miejscu na wykresie.

Krok 1. – Super Pi Choć jest to benchmark, to do naszej analizy nadaje się idealnie, ponieważ używa tylko jednego rdzenia, nie wykorzystuje też żadnych nietypowych funkcji procesorów czy rozszerzeń multimedialnych, takich jak AVX. Można więc przyjąć, że zawsze różnica w wydajności będzie większa od tej w Super Pi.

Wnioski: przyrost wydajności jest znacząco mniejszy niż w porównaniu tych samych procesorów, ale w ustawieniach domyślnych. Bardzo duża w tym zasługa trybów Turbo w najnowszych układach. To właśnie dzięki nim Core i7-3770K podczas obciążenia jednego rdzenia osiąga taktowanie 3,9 GHz, a więc do 4,5 GHz brakuje zaledwie kilkunastu procent. Core 2 Quad Q6600, standardowo taktowany z częstotliwością 2,4 GHz, przyspieszał aż o 46% (3,5 GHz).

Krok 2. – kompresja wideo (MediaCoder) A teraz aplikacja, która intensywnie wykorzystuje wielordzeniowość, jak również potrafi skorzystać z nowych instrukcji i funkcji.

Również i tym razem przyrost wydajności jest mniejszy, ale bliski osiągniętemu w domyślnych ustawieniach. Podobnie jak w przypadku testów przy standardowych parametrach, tak i tutaj nastąpił większy niż wcześniej przyrost wydajności, co jest zasługą głównie techniki Hyper-Threading.

Krok 3. – gry Na początek wykres z jednej gry: StarCraft 2. Wybraliśmy ją, gdyż jest najmniej zależna od karty graficznej (ta ma najmniejszy wpływ na wynik). Niestety, gra wykorzystuje tylko dwa rdzenie procesora.

Niestety, obserwujemy tylko nieco ponad dwukrotny wzrost wydajności. Z drugiej strony po uwzględnieniu, że różnica między 3,5 GHz a 4,5 GHz to zaledwie 28,6%, okazuje się, że procentowy wzrost wydajności jest zadowalający.

A inne gry? Poniżej zamieszczamy wykres uśredniony ze wszystkich, w których testowaliśmy. Wyniki cząstkowe znajdziecie na dalszych stronach.

Trzeba pamiętać, że wszystkie procesory we wszystkich grach testowaliśmy z użyciem tej samej karty graficznej, więc im szybszy procesor, tym większe prawdopodobieństwo, że karta nie będzie za nim nadążała. W przypadku podkręconych układów ryzyko to jest jeszcze większe; wystarczy przypomnieć, że na przykład w Battlefieldzie 3 4-gigahercowy Core i7-860 osiąga tylko o 5 kl./s mniej niż 4,5-gigahercowy Core i7-3770K, co wyjaśnia, dlaczego różnica w wydajności jest mniejsza.

Krok 4. – typowe zastosowania: internet, biuro, multimedia

Poniżej zamieszczamy wykres uśredniony z typowych zastosowań, do których zaliczyliśmy następujące aplikacje: Adobe Photoshop CS6 (eksportowanie zdjęcia), Irfan View (masowa zmiana rozmiaru zdjęć), Word, Flash, HTML5, Google Chrome, 7-Zip, PDF, Super Pi.

Zgodnie z „tradycją” różnice są mniejsze niż w przypadku testów w domyślnych ustawieniach.

Krok 5. – zastosowania profesjonalne

Również tutaj daje się zauważyć większy wzrost wydajności w aplikacjach wielowątkowych.

Maksymalne podkręcenie – analiza wydajności i poboru energii

Podobnie jak w testach w ustawieniach domyślnych zbadaliśmy stosunek wydajności do ilości pobieranej energii. Szczególnie w przypadku podkręcania jest to ważne, gdyż duża prądożerność sprawia, że potrzeba wydajnego, kosztownego zasilacza, lepszego systemu chłodzenia, jak też odpowiednio dobrej, a więc i drogiej płyty głównej. Należy pamiętać, że w tym przypadku zmierzony przez nas pobór energii w dużej mierze zależy od sztuki procesora, w końcu jeden podkręci się do 4,5 GHz przy niższym napięciu niż inny. Z tego też powodu należy te wyniki traktować jako raczej poglądowe.

Uwaga! W przypadku poboru energii w grze trzeba pamiętać, że im szybszy procesor, tym więcej klatek na sekundę umie wygenerować, a tym samym karta graficzna ma coraz więcej do liczenia, a to oznacza, że pobiera ona coraz więcej energii. Stąd pobór energii w grze po użyciu szybszego, ale bardziej energooszczędnego procesora wcale nie musi być niższy.

Krok 6. – pobór energii

Najpierw same pomiary poboru energii:

W ujęciu procentowym wygląda to tak:

Tutaj miłe zaskoczenie: ilość pobieranej energii jest zauważalnie mniejsza od potrzeb podkręconego do maksimum Core 2 Quad Q6600. Zobaczmy, jak się kształtuje w stosunku do wydajności.

Krok 7. – stosunek wydajności do ilości pobieranej energii

Rezultaty są bardzo zbliżone do osiągniętych w ustawieniach domyślnych. To znak, że producent na energooszczędność położył większy nacisk niż na wzrost wydajności.

Maksymalne podkręcenie – wyniki cząstkowe – gry

Wszystkie testy wykonaliśmy w maksymalnych ustawieniach dostępnych w każdej z gier.

Maksymalne podkręcenie – wyniki cząstkowe – biuro, multimedia, internet

Maksymalne podkręcenie – wyniki cząstkowe – profesjonalne zastosowania

Maksymalne podkręcenie – pobór energii

Zegar w zegar @ 4 GHz – analiza wydajności

Na koniec zostawiliśmy najciekawsze porównanie, czyli „zegar w zegar”. Wszystkie procesory ustawiliśmy na tę samą częstotliwość: 4 GHz. Rzecz jasna, zastosowane napięcie było adekwatne do potrzeb określonej architektury procesora przy tej częstotliwości. Niestety, z powodów wskazanych we wstępie nie będzie w tym porównaniu Core 2 Quad Q6600 – dla niego 4 GHz to zdecydowanie za dużo, nawet po użyciu bardzo wydajnego układu chłodzenia. Możemy tylko zdradzić, że Core 2 Quad Q9550 identycznie taktowany jak Q6600 jest szybszy o mniej więcej 5–7%. Na wszystkich wykresach procentowych za 100% przyjęliśmy wyniki osiągnięte przez Core 2 Quad Q9550 @ 4 GHz. Jeśli inna jednostka uzyskała 145%, to oznacza, że była lepsza dokładnie o 45% (145% wyniku Q9550). Wykorzystaliśmy głównie wykresy liniowe, dzięki którym zawsze zachowujemy kolejność chronologiczną – każdy procesor zawsze będzie w tym samym miejscu na wykresie.

Krok 1. – Super Pi

Wnioski? Teraz mamy już jasność: największy przyrost wydajności nastąpił wraz z wprowadzeniem architektury Nehalem (w tym przypadku reprezentują ją procesory Core i5-750 oraz Core i7-860 Lynnfield). Późniejsze układy nie wniosły już tak dużo w dziedzinie wydajności.

Krok 2. – kompresja wideo (MediaCoder)

A teraz aplikacja, która intensywnie wykorzystuje wielordzeniowość, jak również potrafi skorzystać z nowych instrukcji i funkcji.

Wzrost wydajności należy rozpatrywać na przykładzie zarówno procesorów Core i5, jak i Core i7, które zostały wyposażone w funkcję Hyper-Threading. Jeśli chodzi o te pierwsze, możemy liczyć na przeszło 50-procentowy wzrost wydajności (między Ivy Bridge a Yorkfieldem). Core i7 osiągają w sumie przeszło 80-procentową przewagę, a to sporo, jeśli różnica wynika jedynie z architektury.

W grach zanotowaliśmy przeszło 50-procentową poprawę osiągów. Ponownie najwięcej pod tym względem zapewniła architektura Nehalem.

A inne gry? Poniżej zamieszczamy wykres uśredniony ze wszystkich gier. Wyniki cząstkowe znajdziecie na dalszych stronach.

Trzeba pamiętać, że wszystkie procesory we wszystkich grach testowaliśmy z użyciem tej samej karty graficznej, więc im szybszy procesor, tym większe prawdopodobieństwo, że karta nie będzie za nim nadążała. W przypadku podkręconych układów ryzyko to jest jeszcze większe. W całościowym ujęciu gry przyspieszają o mniej więcej 40–50% względem ostatnich Core 2 Quad.

Krok 4. – typowe zastosowania: internet, biuro, multimedia

Architektura Sandy Bridge, jak i Ivy Bridge zrobiły zaledwie małe kroczki w porównaniu ze skokiem, jaki wykonał Nehalem.

Krok 5. – zastosowania profesjonalne

W tych zastosowaniach, o dziwo, wyniki są nieco inne. Wydajność wzrasta dość systematycznie o kilka procent.

Zegar w zegar @ 4 GHz – analiza wydajności i poboru energii

Podobnie jak w testach w ustawieniach domyślnych oraz podkręconych zbadaliśmy stosunek wydajności do ilości pobieranej energii. W tym przypadku będzie dobrze widać, jaki był postęp w dziedzinie nie tylko wydajności, ale i energooszczędności. Jak dużo dała zmiana architektury wraz ze zmniejszeniem rozmiaru tranzystora? Trzeba pamiętać, że duża prądożerność oznacza konieczność kupienia wydajnego i drogiego zasilacza, lepszego systemu chłodzenia, jak też odpowiednio dobrej, a więc i drogiej płyty głównej.

Krok 6. – pobór energii

Najpierw same pomiary poboru energii:

W ujęciu procentowym wygląda to tak:

Architektura Nehalem (w tym procesory Lynnfield), jak widać, nie była znaczącym krokiem w dziedzinie poboru energii w porównaniu z procesorami Core 2 Quad. Prawdziwa rewolucja nadeszła wraz z układami Sandy Bridge. Ivy Bridge tylko trochę poprawiły ten parametr.

Krok 7. – stosunek wydajności do ilości pobieranej energii

Około dwukrotnie lepszy stosunek wydajności do ilości pobieranej energii zasługuje na pochwałę! Właśnie tego oczekuje się po nowoczesnych procesorach.

Zegar w zegar @ 4 GHz – wyniki cząstkowe - gry

Wszystkie testy wykonaliśmy w maksymalnych ustawieniach dostępnych w każdej z gier.

Zegar w zegar @ 4 GHz – wyniki cząstkowe – biuro, multimedia, internet

Zegar w zegar @ 4 GHz – wyniki cząstkowe – profesjonalne zastosowania

Zegar w zegar @ 4 GHz – pobór energii

Podsumowanie

Wydajność dzisiejszych procesorów jest na tyle wysoka, że w typowych zastosowaniach wielu osobom wystarczy układ z niskiej półki, za mniej więcej 200–300 zł. Mamy na myśli takie zastosowania, jak: biuro (praca w edytorze tekstu, arkuszu kalkulacyjnym), multimedia (słuchanie muzyki, oglądanie filmów w jakości HD), przeglądanie internetu oraz granie w proste gry. Dopiero najnowsze, wymagające gry 3D czy bardziej profesjonalne dziedziny, takie jak rendering i konwersja wideo, sprawiają, że sięga się po droższe jednostki. Jeszcze kilka lat temu nie było to takie oczywiste. Czy to oznacza, że „szybkie procesory są tylko dla wąskiej garstki wymagających użytkowników”? Zdecydowanie nie! Po pierwsze, gracze to zdecydowanie nie jest wąska grupa, a intensywna praca przy otwartych wielu programach jednocześnie wymaga jednak szybszego sprzętu. A ci, którzy nie odczują różnicy między układem za 200 zł a tym za trzy razy tyle, najpewniej i tak tego nie czytają ;)

Wnioski z przeprowadzonych testów

Core i5-3570K, czyli procesor zbudowany w najnowszej architekturze w wersji czterowątkowej, przy tej samej częstotliwości co Core 2 Quad Q6600 jest szybszy o mniej więcej 35–45%, a od Core 2 Quad Q9550 – o jakieś 30–40%. Czy to dużo? Trudno to jednoznacznie ocenić, ale chyba nie możemy zaprzeczyć, że spodziewaliśmy się więcej. Oczywiście, na porównaniu „zegar w zegar” świat się nie kończy i nowa architektura to również szybsze zegary bazowe, jak i większe możliwości podkręcania. To również niższy pobór energii, a także znacznie korzystniejszy stosunek wydajności do energochłonności – przeszło dwukrotnie lepszy od tego, którym odznaczał się Core 2 Quad Q9550, już nie mówiąc o Q6600.

Szczególnie ten ostatni parametr jest wart zaznaczenia, bo zdaje się, że stał się on ważniejszy dla Intela niż sam wzrost wydajności. Nasza analiza wyraźnie na to wskazuje. Nowe procesory może nie są znacząco szybsze od swoich poprzedników, ale pobierają coraz mniej energii, co przekłada się na niższe koszty użytkowania. W rezultacie wyższa wydajność kosztuje coraz mniej.

Czy warto wymienić Core 2 Quada na jednostkę z rodziny Core i5 lub Core i7?

Choć Haswell zbliża się dużymi krokami, to taka wymiana w najbliższych miesiącach może być zasadna choćby ze względu na naprawdę ważne nowości na rynku gier oraz to, że każdy kolejny dzień użytkowania wysłużonych już platform zaznacza się bardzo wyraźnie na comiesięcznym rachunku za prąd. Głównie dlatego, że szybszy procesor wykona to samo zadanie szybciej, a więc wcześniej przejdzie w tryb spoczynku, co korzystnie odbija się na ilości pobieranej energii.

Czy warto wymienić Core i5-750 lub Core i7-870 na jednostki z rodziny Ivy Bridge?

Tutaj mamy zdecydowanie więcej wątpliwości, szczególnie jeśli użytkowane procesory zostały podkręcone do około 4 GHz. Większość gier powinna wciąż sprawnie działać, a w aplikacjach większa wydajność nie będzie tak bardzo odczuwalna. Pobór energii w procesorach do podstawki LGA1155 jest zauważalnie niższy, ale przechodzenie w tym momencie na platformę, która w przyszłym roku stanie się przestarzała, chyba nie ma w tej sytuacji większego sensu.

Końcowe wnioski

Intel bardzo mocno zadbał przede wszystkim o energooszczędność swoich procesorów. Dokładna analiza tego, o ile nowe jednostki są lepsze od poprzedników, pokazuje, że właśnie w tej dziedzinie nastąpił największy postęp. Jeśli zaś chodzi o samą wydajność, to największego zysku mogą się spodziewać ci, którzy nie podkręcają swoich procesorów. Na co więc poszły te miliony tranzystorów? Głównie na nowe funkcje. Trzeba pamiętać, że począwszy od architektury Nehalem wszystkie modele Intela mają zintegrowany rdzeń graficzny. Wraz z wprowadzeniem gniazda LGA1156 wydzielony z chipsetu został również kontroler PCI Express. Jakby tego było mało, w każdym procesorze (z wyjątkiem czterordzeniowych LGA1156, czołowych LGA1366 oraz LGA2011) zintegrowany jest rdzeń graficzny, który rozwija się najszybciej: przyspiesza w każdej kolejnej generacji niemal dwukrotnie.

Z lewej strony widoczny jest rdzeń graficzny w procesorze Ivy Bridge. Doskonale widać, jak dużo powierzchni on zajmuje!

Intel, wprowadzając kolejne architektury, obiecywał wzrost wydajności rzędu 10–15% i generalnie wywiązał się z każdej obietnicy. Czy tempo rozwoju procesorów spada? W ujęciu całościowym (gdy uwzględni się rdzeń graficzny i dodatkowe funkcje) – zdecydowanie nie. Wyraźnie widać za to, że oprogramowanie nie nadąża za wielowątkowością dzisiejszych jednostek i tylko w pewnej grupie zastosowań radzi sobie z wieloma rdzeniami dobrze lub bardzo dobrze. Mimo wszystko większość z nas czeka na powtórkę z historii, coś pokroju niezwykle udanego procesora Core 2 Duo z 2006 roku. Przyspieszenie po przesiadce z ówczesnych Pentium 4/D, czy nawet Athlonów 64 X2 na większości zrobiło ogromne wrażenie.

Sprzęt do testów dostarczył: