Moč jeder

Objavljeno: 29.4.2008 10:22 | Avtor: Mladen Tomaško | Kategorija: Veliki preizkusi | Revija: April 2008

V svetu procesorjev se ne dogaja nič pretresljivega, bi lahko rekli. Modelov za namizne računalnike z osmimi jedri kljub vsemu še ni ... Pa vendar lahko novosti med procesorji merimo tudi drugače in ne samo z več jedri. Tudi tako smo se jih lotili na tokratnem preizkusu.

Eno leto je v življenju procesorja dolga doba. Kljub temu v zadnjem letu pri razvoju procesorjev ni bilo nobenih večjih presenečenj. Še enkrat se je izkazalo, da napovedi o začetku prodaje novih modelov rabijo le za povzročanje sivih las konkurenci. Napovedovani začetki prodaje novih štirijedrnih procesorjev so se tako prestavljali iz meseca v mesec. Prehod na novo 45 nm tehnologijo je zaenkrat osvojil le Intel, AMD pa caplja za njim z več kot polletno zamudo. So pa novi procesorji zmogljivejši, bolj varčni in vedno bolj zeleni.

Da, verjetno ne preseneča (več), da je vedno več izdelovalcev (skorajda česarkoli), ki svoje izdelke prikazujejo v zelenih odtenkih. In zavedanje, da bo energija vsak dan dražja, pomembno vpliva tudi na računalniško industrijo. Izdelovalci procesorjev zato tekmujejo tudi pri energijski učinkovitosti njihovih izdelkov. Za nas uporabnike to pomeni manj hrupa in manjši račun za električno energijo.

V prizadevanjih, da bi pritegnili pozornost in povečali prodajo, nekateri izdelovalci (med njimi ni vodilnih dveh) obljubljajo, da bodo zasadili toliko dreves, da bo izničen negativen vpliv na okolje, ki ga bo povzročil vaš novi procesor. Nasploh se tudi v računalniški industriji, ki ni tako energijsko požrešna, vedno bolj kaže vpliv zavedanja, kako pomembna je skrb za okolje.

Je pa na strani nas uporabnikov tega zavedanja veliko manj. Povečini nam za vsakdanje delo zadostujejo procesorji s srednjega dela zmogljivostne lestvice, pa vendar se ob nakupu novega računalnika velikokrat raje odločimo za veliko močnejši procesor, ki poleg tega da porabi veliko energije, ne more pokazati, kaj vse zmore. Zato tehten premislek pri nakupu računalnika ne bo odveč. Prihranki, ki se nam zdijo majhni, na daljši čas prinesejo precejšnje vsote.

Kdo bo koga

Trg procesorjev je lani na svetovni ravni dosegel nekaj več kot 14 % povečanje. Najvišja rast je na področju procesorjev za prenosnike, ki je lani presegla 26 %, rast prodaje procesorjev za namizne računalnike in strežnike pa je bila 7,7 % oziroma 4,6 %.

Večino trga procesorjev obvladujeta dva izdelovalca: Intel in AMD. Intel je lani svoj tržni delež rahlo povečal - zdaj je 76,7 %, AMD pa je pripadlo 23,1 %. Tudi letos se pričakuje nadaljnja rast prodaje procesorjev, posebej tistih za prenosne računalnike. V naslednjem letu naj bi se število izdelanih procesorjev za prenosnike izenačilo s številom procesorjev za namizne računalnike.

Intel s pridom izkorišča trenutno prednost in to, da je že prešel na 45 nm tehnologijo, ki mu omogoča izdelavo manjših, hitrejših in bolj varčnih procesorjev. Nasploh mu je v zadnjih dveh letih uspelo zelo zmanjšati porabo električne energije ob hkratnem povečanju zmogljivosti.

AMD, ki se danes lahko pohvali s "pravim" štirijedrnikom (Intelovi so sestavljeni iz dveh dvojedrnih silicijevih ploščic), je v zadnjem četrtletju ugotovil, da vsebujejo napako, ki lahko pod določenimi pogoji povzroči nestabilnost sistema. Zasilna odprava napake (v obliki mikrokodnega popravka v BIOSih izdelovalcev matičnih plošč) je imela za posledico zmanjšanje zmogljivosti. Procesorji s popravljeno napako in polno zmogljivostjo bodo na trgu šele v drugem trimesečju letošnjega leta. Še malce soli na že tako odprte AMDjeve rane, torej.

Drugi izdelovalci procesorjev so samo opazovalci v igri velikih dveh. Odkrili so tržne niše, ki niso dovolj zanimive za AMD in Intel, in bolj ali manj uspešno pokrivajo specializirani del trga.

Sistemski nabori

Na hitrost računalnika vpliva tudi sistemski nabor; ta skrbi, da vsi sestavni deli računalnika delujejo kot celota. Gre za dve vezji, od katerih prvo (imenovano severni most) skrbi za usklajeno delovanje procesorja, pomnilnika in grafičnega vodila (AGP ali PCI Express) ter za povezavo z drugim vezjem (južni most). Včasih je v severnem mostu integriran tudi grafični vmesnik. Poleg tega severni most določa hitrost pomnilniškega vodila, količino pomnilnika, ki ga je mogoče nasloviti, hitrost procesorja (delovno frekvenco) in še marsikaj. Zaradi vseh teh zahtev so ta vezja prilagojena procesorjem enega izdelovalca. Pri AMD je pomnilniško vodilo vgrajeno neposredno v procesor in ne v severni most. Komunikacija s pomnilnikom je tako hitrejša, osnovna vezja so zato lahko (vsaj teoretično) cenejša, pomanjkljivost pa je, da je treba pri prehodu na novo vrsto pomnilnika (npr. DDR 3) spremeniti procesorsko podnožje.

Za razliko od severnega mostu južni most vsebuje diskovne krmilnike, krmilnik USB, omrežni vmesnik, zvočni vmesnik in krmilnike za druge vhodno-izhodne enote.

Največji ponudniki sistemskih naborov so Intel, AMD (prej tudi ATI) in nVidia. Intel in AMD izdelujeta sistemske nabore le za lastne procesorje. AMD je v ta namen pred časom kupil kanadsko podjetje ATI, ki je znano po svojih grafičnih karticah in zadnje čase tudi po sistemskih naborih. nVidia ponuja sistemske nabore tako za Intel kot za AMD. Poleg teh treh je na trgu še nekaj izdelovalcev sistemskih naborov, kot npr. VIA in SIS, vendar je njihov skupni tržni delež v zadnjem času manjši od 10 %.

Pri Intelovih procesorjih je med trenutno najzmogljivejšimi sistemski nabor z oznako X48. Podpira hitrosti sistemskega vodila do 1600 MHz, pomnilnik DDR 3 ter vodilo PCI Express 2.0. Ker je to zelo nov nabor, je izbira osnovnih plošč še zelo omejena. Je pa ta nabor namenjen predvsem najnovejšim procesorjem, ki potrebujejo zelo hitro sistemsko vodilo.

AMD za svoje procesorje ponuja sistemski nabor 790FX, ki prinaša podporo tehnologiji HyperTransport 3.0, PCI Express 2.0 in je varčen z energijo. Sistemski nabori AMD še ne podpirajo pomnilnika DDR3, ker bo za to treba spremeniti podnožje procesorja. Razlog je v že prej omenjenem pomnilniškem vodilu, ki je pri AMD vgrajeno v procesor. Novost, ki smo jo prvič ugledali na Cebitu, pa je vezje 780G, ki vsebuje tudi dokaj močno grafično kartico s podporo DirectX 10.

Pri nVidii je za Intelove procesorje na voljo njihov najnovejši nabor 780i SLI. Podpira pomnilnik DDR2, hitrost sistemskega vodila do 1333 MHz (pomnilniškega do 800 MHz) in PCI Express 2.0. Za procesorje AMD ponuja najnovejše sistemske nabore iz serije 680. Sistemski nabori nVidia so posebej prilagojeni uporabi grafičnih kartic nVidia.

Napajalniki

Današnje osnovne plošče, procesorji, grafične kartice in različni dodatki potrebujejo za svoje delovanje veliko električne moči. Izbira napajalnika zato ni samoumevna, vsaj če se ne odločamo o nakupu res najmanj zmogljivega računalnika. Le ustrezen napajalnik bo namreč poskrbel za normalno delovanje računalnika. Pred nakupom preverimo, ali je napajalnik združljiv z našo osnovno ploščo (predvsem najnovejše Intelove matične plošče so glede tega zelo natančne) in grafično kartico. Pomembni sta nazivna moč napajalnika in ustrezni priključki. Dražji napajalniki imajo poleg višjega izkoristka (tudi več kot 85 %) in bolj stabilne napetosti tudi možnost priklopa le tistih kablov, ki jih potrebujemo. Druge enostavno odklopimo in s tem zmanjšamo "štreno" v notranjosti računalnika. Smiselno je preveriti, kako glasen je napajalnik. Dražji in seveda bolje načrtovani napajalniki zaradi višjega izkoristka proizvajajo manj "odpadne" toplote. To pomeni tišje delovanje, še posebej, če ima napajalnik velik ventilator, ki že pri nižjih obratih omogoči zadosten pretok hladilnega zraka. Danes so sicer na voljo napajalniki, ki ponujajo tudi več kot kilovat moči (običajni zmorejo le 400 W). Namenjeni so računalniškim sistemom z več grafičnimi karticami in najnovejšimi procesorji. Podatki o nazivni moči, ki jih navajajo izdelovalci, so posebej pri cenejših izdelkih lahko zavajajoči. Če se le da, preverimo, ali se podatek nanaša na stalno moč, s katero lahko napajalnik deluje, ali pa na najvišjo moč, ki jo napajalnik lahko zagotavlja le kratek čas. Razlika med obema podatkoma je lahko več kot 50 %.

Kako kaže

Letos lahko pričakujemo še pestrejšo ponudbo štirijedrnih procesorjev in njihovo nadaljnjo optimizacijo. Večina najzmogljivejših procesorjev bo izdelana v 45 nm tehnologiji; zaradi tega manjši procesorji in bolj zgoščena jedra zagotavljajo manjšo porabo energije in višje delovne frekvence. Prve 45 nm procesorje je na CeBITu prikazal tudi AMD. Razvojno ime novega procesorja Phenom 9800 je Deneb, tisti, ki bodo namenjeni strežniškim sistemom, pa se imenujejo Shanghai. Oba procesorja izdelujejo v Dresdnu v Nemčiji, kjer AMD sicer izdela večino mikroprocesorjev.

No, Intel je že kar pošteno v 45 nm proizvodnji in njegovi tovrstni izdelki so na trgu že nekaj časa.

Hitrejšim procesorjem bodo morali slediti hitrejši pomnilniki in hitrejši sistemski nabori. Najnovejši Intelov nabor X48 podpira hitrosti sistemskega vodila do 1600 MHz, omogoča pa priklop do štirih grafičnih kartic ATI CrossFire X. Tudi pomnilnik DDR3 je na trgu že nekaj časa. Letos naj bi tudi AMD predstavil procesorje s podporo pomnilniku DDR3, in to z novim podnožjem AM3. Intel prav tako načrtuje nove procesorje (Nehalem), ki bodo uporabljali novi podnožji LGA 715 in LGA 1336. In zakaj dve podnožji? Zato, ker bodo imeli nekateri novi procesorji vgrajen pomnilniški krmilnik (podobno kot AMD), drugi pa ne. Vsekakor lahko tudi letos od obeh glavnih izdelovalcev procesorjev pričakujemo kopico novosti.

Opremo za preizkus (grafična kartica XFX, napajalnik Trust in pomnilnik A-Data) je posodilo podjetje Elkotex, matični plošči pa je v preizkušanje odstopilo podjetje Avtera.

Zlati monitor

Izbira najboljšega procesorja je nehvaležno opravilo, saj je, kot že rečeno, zmogljivost računalnika odvisna od vseh komponent, ne le od procesorja. Pa vendar, če bi si danes želeli sestaviti kar najmočnejši računalnik, bi bilo najbolj smiselno poseči po procesorju Intel Core 2 Extreme QX6700. Resda stane toliko, kot bi marsikdo največ dal za cel računalnik, pa vendar.

Za uporabnike, ki potrebujejo povprečen računalnik, priporočamo procesorje serije Core 2 Duo. Če niste zahtevni, bo popolnoma zadostoval tudi najšibkejši tovrstni model, ki smo ga preizkusili - Core 2 Duo E4500, za 125 EUR.

Kaj velja za nakup računalnika, ki bo služil res zgolj za deskanje po internetu in morda pisanje besedil, pa smo se pred časom tako ali tako že razpisali v rubriki "PC za..." - kupite računalnik z najcenejšim procesorjem. Če bi ga radi uporabljali še nekaj let, pa se vseeno držite modelov z dvema jedroma.

Kako smo preizkušali

Preizkusili smo 19 procesorjev, deset Intelovih in devet AMDjevih. V vsakem zmogljivostnem razredu sta bila tako Intel kot AMD zastopana z vsaj enim procesorjem. Uporabljali smo originalne hladilnike, ki so bili priloženi procesorjem. Uporabili smo dve Asusovi matični plošči - s sistemskim naborom Intel P35 (P5K) in z naborom AMD 790FX (M3A32-MVP Deluxe). Pred začetkom preizkusa smo na obe naložili najnovejši BIOS, da smo zagotovili podporo najnovejšim procesorjem obeh izdelovalcev.

Preizkušanja procesorjev smo se lotili brez posebnih nastavitev in optimizacij. Procesor je moral pokazati, kaj lahko od njega pričakuje nekdo, ki uporablja pisarniške programe, internet in kdaj pa kdaj preizkusi kakšno računalniško igrico. Dejstvo je, da noben preizkus ne more zagotoviti enakih pogojev, kot jih vsak posamezni uporabnik na svojem računalniku. Rezultati so namreč odsev delovanja vseh sestavnih delov računalnika in procesor v celotnem mozaiku prispeva le en del. Poskusili smo posnemati navadnega uporabnika, ki se ne spušča v podrobne nastavitve BIOS ali v navijanje procesorja.

Preizkuse smo izvajali v operacijskem okolju Windows XP, da smo se izognili težavam z gonilniki in morebitnim težavam pri izvajanju preizkusnih programov. V računalnikih so bili poleg najnovejših gonilnikov za grafično kartico (nVidia 8600GT) in sistemski nabor nameščeni le programi, s katerimi smo opravljali meritve. Preizkuse smo za vsak procesor izvajali v enakem vrstnem redu. Pred preizkusom smo vedno izvedli optimizacijo (defragmentacijo) diska.

Rezultati preizkusa so predstavljeni v grafikonih in v tabeli. Upoštevati je treba, da izvajanje programa Winstone Business 2004 na večjedrnih procesorjih ni skoraj nič hitrejše kot na enojedrnih procesorjih, saj ta paket poganja le po en poslovni program (Word, Excel, Powerpoint ...) naenkrat. Na preizkus smo ga kljub temu vključili zato, ker je stanje dandanes tudi v resnici še vedno takšno - le redkokateri uporabnik resno in venomer dela hkrati z več programi. Drugi trije programi (3DMark 2006, Winrar in Divx Converter) procesorje z več jedri podpirajo; to se je pokazalo predvsem pri procesorsko zelo intenzivnih operacijah.

Izkazalo se je, da za normalno pisarniško delo v okolju Windows XP zadoščajo že najšibkejši procesorji, ki smo jih imeli na preizkusu. Zadeva se spremeni, če želimo poganjati zahtevnejše igre ali pa predvajati video v visoki ločljivosti. Takrat se pokaže vsa šibkost procesorja, tekočega predvajanja pa tudi zmogljiva grafična kartica ne more zagotoviti. Najšibkejši procesorji bodo imeli težave tudi v okolju Windows Vista, ki nekoliko bolj obremeni procesor kakor Windows XP (čeprav ključna "obremenitev" temelji na večji porabi pomnilnika). V tem primeru je najprimernejša izbira katerega izmed procesorjev, ki so se po zmogljivostih uvrstili nekam na sredino lestvice. Če pa boste igrali igre, gledali video visoke ločljivosti ali uporabljali zahtevnejšo programsko opremo za obdelavo slik ali videa, je priporočljivo, da posežete po najzmogljivejših dvo- ali štrijedrnih procesorjih.

Pri najzahtevnejših opravilih so v določeni prednosti Intelovi procesorji, vendar tudi AMD ponuja izdelke z ugodnim razmerjem med zmogljivostmi in ceno.

Vendar pozor: za zmogljiv računalnik vendarle potrebujemo več kot le hiter procesor. Pomembna je uravnotežena izbira vseh sestavnih delov, to pa seveda pomeni, da drag in zmogljiv procesor zahteva drage in zmogljive komponente. Zavedati se moramo, da je cenovno ugoden računalnik z zelo zmogljivim procesorjem mogoč le, če nekje sklenemo kompromise. S tem pa postane vprašljiva tudi izbira dragega procesorja.

Intelov Atom

Intel je na CeBITu predstavil povsem novo družino procesorjev, imenovano Atom, prvi član družine pa ima razvojno ime Silverthorne. Delovna frekvenca novih procesorjev je do 1,8 GHz, namenjeni pa so manj zmogljivim računalnikom, ki so jih poimenovali kar "nettops", kar bi lahko prevedli kot nekakšen namizni spletni računalnik, in "netbooks" za majhne in nekaj manj zmogljive prenosne računalnike, računalnike UMPC in druge podobne naprave. Manjša zmogljivost se pozna predvsem v manjši porabi energije. Klasični mobilni procesorji iz sklopa Centrino imajo namreč deklarirano porabo (TDP) okrog 35 W, medtem ko novi mobilni procesor Atom porabi vsega 2,5 W električne energije. Intel pričakuje, da bodo novi Atomi poganjali majhne in lahke naprave UMPC in prenosnike, kot je npr. Eee PC.

Prenovljena je bila tudi platforma Centrino, ki se je prelevila v Centrino 2 v dveh različicah: tisti s tehnologijo vPro in brez nje. V navezi z novimi mobilnimi procesorji v 45-nm tehnologiji (Core 2 Duo družine T9x00) predstavlja trenutno najzmogljivejšo kombinacijo za uporabnike, ki zahtevajo brezkompromisno hitrost tudi na poti.

Posebneži

Velika izdelovalca procesorjev, Intel in AMD, s svojo ponudbo ne moreta pokriti vseh posebnosti računalniškega trga. Tu je našla svojo priložnost VIA Technologies, ki se je usmerila v izdelavo energijsko varčnih, čeprav nekoliko manj zmogljivih procesorjev. VIA ponuja seriji procesorjev C3 in C7 (različici M in D). Poraba teh procesorjev je v razponu od 7 do 20 W. Mimogrede, procesorji moči do 8 vatov so še primerni za pasivno hlajenje, vse, kar je nad to vrednostjo, pa že zahteva aktivno hlajenje. Ti procesorji so namenjeni prenosnim računalnikom in tihim namiznim računalnikom, ki pri svojem delu ne potrebujejo aktivnega hlajenja. Njihova uporaba sega od večpredstavnih računalnikov, ki jih lahko uporabljamo v dnevni sobi, do računalnikov v zdravstvu, kjer je tiho delovanje ključnega pomena.

Energijska učinkovitost

Med preizkusom smo se vprašali tudi, koliko električne energije porabi naš računalnik? Uporabili smo ustrezen merilnik in odgovori so bili skladni s pričakovanji - močnejši (hitrejši) procesorji zahtevajo tudi več električne energije. So pa seveda tudi izjeme. Novejši Intelovi procesorji, ki so proizvedeni v 45 nm tehnologiji, porabijo pri enaki procesorski moči občutno manj energije od starejših 65 nm procesorjev.

Procesor sodi po porabi med bolj požrešne sestavne dele računalnika. Z meritvami smo ugotovili, da lahko najmočnejši procesorji porabijo še enkrat toliko električne energije kot najšibkejši. Ne glede na to, da smo merili porabo celotnega sistema in ne samo procesorjev, smo lahko na hitro primerjali, koliko poraba procesorja vpliva na porabo celotnega računalnika. Rezultati so prikazani v grafikonu.

Zavedati se moramo, da je, ko računalnik ugasnemo, del sestavnih delov še pod napetostjo. Poraba je bila takrat pri naših dveh preizkusnih sistemih med 5 in 7 W. Če računalnika ne ugasnemo, temveč ga le spravimo v mirovanje, je poraba še precej večja. Če želimo računalnik dejansko izklopiti (in mu porabo "spraviti" na 0 W), bo treba električni kabel fizično izklopiti iz električnega omrežja.

Večina današnjih procesorjev pozna eno od oblik varčevanja z energijo, ki pride v poštev, ko procesor ni polno obremenjen. Pri nekaterih procesorjih se spreminjanja (niža) takt delovanja, nekateri po potrebi odklapljajo katero izmed nedelujočih jeder in podobno. Vse te tehnologije pomagajo, da je poraba računalnika kot celote v trenutkih, ko sistem ne deluje s polno močjo, precej manjša kot sicer. Izdelovalci procesorjev se danes zavedajo, da je energijska učinkovitost procesorjev za namizne računalnike prav tako pomembna kot pri prenosnih računalnikih. Če nič drugega, osebni računalniki danes velikokrat delujejo 24 ur na dan, in to tako doma kot v podjetjih.

Energija je iz dneva v dan dražja in učinkovit procesor lahko pomembno vpliva na porabo. Poleg tega je z energijsko učinkovitostjo povezano tudi hlajenje, ki ima največji delež pri hrupu, ki ga proizvaja računalnik. Na porabo računalnika vplivajo tudi drugi sestavni deli in danes vsi, od izdelovalcev diskov do izdelovalcev pomnilnikov in sistemskih naborov tekmujejo, kdo bo izdelal energijsko bolj učinkovite komponente. To je bilo očitno tudi na letošnjem CeBITu.

Prehod na novo 45 nm tehnologijo je zaenkrat osvojil le Intel, AMD pa caplja za njim z več kot polletno zamudo.

AMD se lahko danes pohvali s "pravim" štirijedrnikom. Intelovi so namreč sestavljeni iz dveh dvojedrnih silicijevih ploščic.

Največji ponudniki sistemskih naborov so Intel, AMD in nVidia. Poleg teh treh je na trgu še nekaj izdelovalcev sistemskih naborov, npr. VIA in SIS, vendar je njihov skupni tržni delež v zadnjem času manjši od 10 %.

Naroči se na redna tedenska ali mesečna obvestila o novih prispevkih na naši spletni strani!
Prijava

ph

Komentirajo lahko le prijavljeni uporabniki