Huipputehoa työasemaan
Tapio Berchewsky • Mittaukset: Toni Kilpeläinen • Kuvat: Timo Simpanen
Huipputehoa työasemaan
Tietotekniikka kehittyy, mutta suorittimen rooli ei järky. Se on kaiken keskellä ja määrittelee marssin tahdin. Testasimme AMD:n ja Intelin uusimmat, tehokkaimmat moniydinprosessorit.
Testissä:
• AMD Phenom 8650
• AMD Phenom 9850
• Intel E8500
• Intel QX9650
Niin AMD kuin Intelkin ovat siirtyneet viime vuosien aikana yksiytimisistä suorittimista moniydinsuorittimiin. Perinteiset suoritinarkkitehtuurit eivät skaalaudu tehokkaasti paremmiksi vain suorittimen sykkimisnopeutta kasvattamalla, kun taas moniytimisillä suorittimilla saadaan suorituskykyä nostettua virrankulutuksen ja lämmöntuotannon kannalta järkevämmällä tavalla.
Useampi ydin tarkoittaa myös, että yksittäistä ohjelmasäiettä varten ei saada samanlaista hyötyä kuin yksittäisen suoritinytimen nopeutta kasvattamalla. Mikäli ohjelma kuitenkin osaa hyödyntää useamman ytimen tehot, ero häviää. Lähivuosina julkaistavia ohjelmia ja pelejä koodataan tukemaan useampaa ydintä kerralla, eikä enää tarvitse jossitella usean ytimen hyödyistä.
Yksittäisen raskaan sovelluksen ajaminen ei enää tämän päivän suorituskyvyllä ole se tyypillisin tietotekninen ongelma. Moniytimisen suorittimen käyttäjälle eniten tuntuva puoli on järjestelmän lyhyt vasteaika. Vaikka samalla ajaisi useaakin raskasta ohjelmaa, on järjestelmä nopea reagoimaan käyttäjän tarpeisiin, kunhan edes yksi ydin on vielä kohtuullisen kevyellä kuormalla. Tämä kepeyden tunne käyttäessä on suurin etu, mitä moniytiminen suoritin antaa.
Intel: Core 2
Intelin modernit moniydinsuorittimet kuuluvat Core 2 -sarjaan. Core 2 -suorittimet ovat 64-bittisiä, ja ne jaetaan kaksiytimisiin Core 2 Duoihin, neliytimisiin Core 2 Quadeihin sekä kaksi- tai neliytimisiin Core 2 Extremeihin. Neliytimiset Core 2 -suorittimet sisältävät todellisuudessa kaksi kaksiytimistä sirua yhden neliytimisen sijasta.
Intelin kaksiytimistä Core 2 Duo -sarjaa edustamaan valitsimme E8500 -suorittimen. Se on Intelin kaksiytimisten prosessoreiden huippumalli, mutta siitä huolimatta kohtuullisen edullinen.
Neliytimistä Core 2 Extreme -mallistoa edustava QX9650 puolestaan on yksi valmistajan tehokkaimmista suorittimista koskaan jääden jälkeen vain QX97xx -sarjan malleista. QX9650:n nopeus näkyy myös hinnassa. Yli kahdeksansadan euron hinta ei suhteessa testin muihin malleihin vastaa lähellekään sen tarjoamaa suorituskykyä.
AMD: Phenom
AMD:lta testiin valittiin uusia Phenom-suorittimia. Phenom on AMD:n moniydinsuorittimien yleisnimi, ja siihen kuuluu niin kolmi- kuin neliytimisiä suorittimia. AMD retostelee Phenomien olevan ensimmäisiä aitoja yli kaksiytimisiä suorittimia, sillä toisin kuin Intelin neliytimisissä suorittimissa, AMD:n arkkitehtuurissa kaikki ytimet ovat samalla piilastulla.
Kolmiytimistä Phenomia edustaa 8650 -malli, joka on oman sarjansa paremmasta päästä. Suoritin on varsin riittävä moderniin peruskäyttöön, ja muutaman kympin halvempi kuin testin edullisempi Intel.
Neliydinsuorittimissa hintaero on huomattavasti suurempi. AMD:n Phenom 9850 on valmistajan toiseksi tehokkain työasemasuoritin, mutta sen saa kannettua kaupasta ulos alle kahdella sadalla eurolla. Suorituskyky ei vastaa Intelin neliytimistä, mutta montaa ydintä tukevissa ohjelmistoissa se pieksee Intelin kaksiytimisen selvästi. Hinnan ja laadun yhdistelmänä Phenom 9850 on testin paras.
Phenom vastaan Core
AMD:n ja Intelin suorittimet eroavat toteutuksiltaan toisistaan, vaikka lopputarkoitus on sama. AMD:n Phenom -sarjan kolmiytimisiset suorittimet ovat samoja piirejä kuin neliytimiset, mutta näistä on yksi piiri poistettu käytöstä. AMD on siirtynyt kolmitasoiseen välimuistiin, kun taas Intelin suorittimet käyttävät yhä perinteisiä L1- ja L2-välimuisteja.
Intel valmistaa piirinsä 45 nanometrin tekniikalla, AMD taas 65 nanometrin. Tarkempi tekniikka mahdollistaa pienemmän virrankulutuksen ja vähentää lämmöntuotantoa.
Fyysisistä eroista selkein on se, että AMD käyttää suorittimissaan yhä perinteistä nastakiinnitystä. Intel on siirtynyt käyttämään tasaisia kontaktipintoja ja suoritinkantaa, jonka lukko painaa suorittimen kontaktipinnat tiiviisti kiinni kannan vastaaviin.
Intel: Nehalem mullistaa arkkitehtuurin
Intelin Core 2 -suorittimet syrjäyttivät yhtiön pitkäaikaisen vetohevosen Pentiumin paikan, mutta Core 2:n syrjäyttäjä on jo pian valmis. Ensimmäiset uuteen Nehalem -arkkitehtuuriin perustuvat suorittimet tulevat myyntiin jo kuluvan vuoden lopulla. Nehalem on tarkoitettu aikanaan korvaamaan Core 2 -arkkitehtuuri, ja se merkitsee suurimpia muutoksia, mitä koko x86 -jatkumolle on tehty sitten vuoden 1995 Pentium Pron.
Nehalemista tulee markkinoille kahdella, neljällä ja kahdeksalla ytimellä varustetut versiot, jotka valmistetaan 45 nanometrin tekniikalla. Nehalemissa kaikki ytimet myös neljä- ja kahdeksanytimisissä malleissa ovat yhdelle piilastulle rakennettuja. Nehalemin myötä Intel luopuu myös pitkään mukana roikkuneesta väylätoteutuksestaan (fsb, front side bus), ja siirtyy nykyaikaisiin väyläratkaisuihin nimellä Intel Quickpath Interconnect.
Ensimmäiset Nehalem -suorittimet ovat kalliita ja tämän hetken suorituskyvyn huippua. Vuoden 2009 aikana markkinoille saadaan myös keskitason suorittimia.
AMD: Suorittimen avuksi näytönohjainydin
AMD aikoo tuoda markkinoille ensi vuoden aikana uuteen Fusion -arkkitehtuuriin perustuvia suorittimia. Näissä on nähtävissä AMD:n ja näytönohjaimia valmistaneen Atin yhteistyön hedelmät, sillä suorittimeen on pakattu perinteisten cpu-ytimien lisäksi myös näytönohjainsuoritin. Tällä pyritään parempaan suorituskykyyn tietynlaisten matemaattisten tehtävien edessä, jotka ovat perinteisille yleissuorittimille olleet hankalia näytönohjaimen kaltaiseen erikoissuorittimeen verrattuna.
Arkkitehtuurin erikoisesta luonteesta johtuen AMD ei ole julkistanut siitä toistaiseksi kovinkaan paljon tietoa. Ensimmäiset Fusioniin pohjautuvat suorittimet nähdään markkinoilla vuoden 2009 aikana.
Pulssit puntarissa
Mittasimme Intelin ja AMD:n prosessoriytimien nopeuksia sekä varsinaisilla testisovelluksilla että mittaamalla äänitiedostojen pakkausaikaa. AMD:n suorittimet testattiin Asusin M3A32-MVP Deluxe -emolevyä käyttäen, Intelin puolestaan Asusin Formula Rampage -emolevyllä. Muistit, näytönohjain ja kiintolevyt olivat testikokoonpanoissa yhtä vauhdikkaita.
Sovellustesteissä käytettiin Futuremarkin 3dmark Vantagea sekä Pcmark Vantagea, ja näissä testeissä paljastuivat suoritinten erot. Varsinainen Pcmark -pistemäärä tosin vähättelee laitteiden välisiä eroja, sillä sen on tarkoitus mitata koko pc:n suorituskykyä, jolloin myös muut komponentit vaikuttavat suoraan pistemäärään. Pcmark -testeissä hitaampikin Core 2 -suoritin oli parempi kuin kumpikaan Phenomeista.
Yleensä näytönohjainten mittaamiseen käytetty 3dmark Vantage paljasti suorittimien todelliset kynnet. Itse 3dmark -pisteiden sijasta testin tärkeimmäksi tulokseksi nousi pelkän suoritintestin pistemäärä. Tässä erot olivat selkeät ja vastasivat sitä, mitä ennalta oli oletettavissa. Intelin lippulaivaryhmään kuuluva neliytiminen pieksi selvästi kaikki muut, ottaen melkein 50 prosentin kaulan neliytimiseen Phenomiin. Vaikka kaksiytiminen Core jäi selvästi neliytimisen Phenomin taakse, voitti se kolmiytimisen kilpakumppaninsa.
Mp3-pakkaamista sarjassa vai rinnakkain
Paljastavimmat tulokset saatiin mp3-pakkaustestistä, joka tehtiin muuntamalla wav-tiedostoja lame-pakkaimen avulla mp3-tiedostoiksi ja mittaamalla kulunut aika. Testi tehtiin sekä usean tiedoston sarjassa että useampi tiedosto kerrallaan rinnakkain.
Sarjassa eli yksi tiedosto kerrallaan pakattaessa ainoastaan yksittäisen ytimen kellotaajuudella oli merkitystä. Tästä johtuen nopeimmin testistä suoriutui halvempi Intel, jonka kellotaajuus on aavistuksen kalliimpaa mallia korkeampi. AMD:n suorittimien kellotaajuudet ovat selvästi Inteliä alemmat, eli sarjassa pakaten Intel on selvästi suorituskykyisempi.
Rinnakkain monta tiedostoa kerralla pakkaamalla tulos muuttuu selvästi, yhteistehon ja ydinten määrän noustessa määräävään asemaan. Tämän testin ylivoimainen voittaja on Intelin QX9650, Phenom 9850:n jäädessä toiseksi. Kaksiytiminen E8500 pisti aavistuksen verran kampoihin kolmiytimiselle Phenom 8650:lle johtuen jälleen selvästi nopeammasta yksittäisestä ytimestä.
Testitulokset näyttävät selvästi sen, että moniytimisten suorittimien merkitys riippuu työaseman käyttötarkoituksesta.
Yksittäisiä ohjelmia ajavalle on lähes täysin sama, onko suorittimessa kaksi, kolme vai neljä ydintä, ja merkittävämpää on yhä perinteinen kellotaajuuslukema. Toisaalta paljon erityisesti raskaita sovelluksia kerralla ajava käyttäjä huomaa selkeän eron useampiytimisten suorittimien eduksi.
Intel
2006
Huhtikuu – 65 nm ”Conroe”-ytimiset Core 2 Duot markkinoilla. Kesäkuu – 65nm ”Conroe XE”-ytiminen Core 2 Extreme X6800 -suoritin markkinoilla. Marraskuu – 65 nm ”Kentsfield”-ytimiset Core 2 Quadit ja 65 nm ”Kentsfield XE”-ytimiset Core 2 Extremet markkinoilla.
2007
Tammikuu – 65 nm ”Allandale”-ytimeen perustuvat halvemmat ja hitaammat Core 2 Duot markkinoilla.
Marraskuu – 45 nm ”Yorkfield XE”-ytimeen perustuvat Core 2 Extremet markkinoilla.
2008
Tammikuu – 65 nm ”Conroe”-ytimen korvaavan 45nm ”Wolfdale”-ytimeen perustuvat Core 2 Duot markkinoilla Maaliskuu – 65 nm ”Kentsfield”-ytimen korvaavan 45 nm ”Yorkfield”-ytimeen perustuvat Core 2 Quadit markkinoilla. Lokakuu – Core 2 -arkkitehtuurin korvaavaan Nehalem–arkkitehtuuriin perustuvat 45m ”Bloomsfield”-ytimiset neljän ytimen Nehalem -suorittimet markkinoilla.
2009
Q3 – 45 nm ”Lynnfield”-ytimeen pohjautuvat neljän ytimen Nehalem -suorittimet markkinoilla. Q3 - 45 nm ”Havendale”-ytimeen pohjautuvat kahden ytimen Nehalem -suorittimet markkinoilla.
2010
Q1-Q2 32 nm ”Westmere”-ytimeen pohjautuvat kuuden ytimen Nehalem -suorittimet markkinoilla. Q1-Q2 32 nm ”Clarksdale”-ytimeen pohjautuvat kahden tai neljän ytimen Nehalem -suorittimet markkinoilla. Ensimmäiset Nehalem -arkkitehtuurin korvaavaan Sandy Bridge -arkkitehtuuriin perustuvat neli- ja kahdeksanytimiset 32 nm suorittimet markkinoilla 2010 aikana.
2011
Sandy -arkkitehtuuriin perustuvat neli- ja kahdeksanytimiset 22 nm Bridge-suorittimet markkinoilla 2011 aikana.
AMD
2006
Joulukuu – 65 nm ”Brisbane”-ytimeen perustuvat kaksiytimiset Athlon 64 X2 -suorittimet markkinoilla. Tämän jälkeen 64 tiputettiin nimestä, sillä käytännössä kaikki työasemasuorittimet ovat nykyään 64-bittisiä.
2007
Kesäkuu – 65 nm ”Brisbane”-ytimeen perustuvat kaksiytimiset Athlon X2 -suorittimet markkinoilla. Marraskuu – 65 nm ”Agena”-ytimeen perustuvat neliytimiset Phenomit markkinoilla.
2008
Maaliskuu – 65 nm ”Toliman”-ytimeen perustuvat kolmeytimiset Phenomit markkinoilla. Q2-Q3 – 65 nm ”Kuma”-ytimeen perustuvat kaksiytimiset Athlon X2-suorittimet markkinoilla. ”Kuma” perustuu samaan arkkitehtuuriin kuin Phenomit, toisin kuin sitä edeltävät Athlon (64) X2 -tyypin suorittimet.
2009
65 nm ”Agena FX”-ytimeen perustuvat Phenom FX –suorittimet markkinoilla 2009 aikana.
2010
45mm ”Bulldozer” -ytimeen perustuvat Fusion –suorittimet markkinoilla 2010 aikana.
Tehokkaita työasemasuorittimia
Valmistaja: AMD | AMD | Intel | Intel
Sarja: Phenom X3 | Phenom X4 | Core 2 Duo |Core 2 Extreme
Malli: 8650 | 9850 | E8500 | QX9650
Hinta: 130 € | 180 € | 170 € | 850 €
Ytimet: 3 |4 |2 | 4
Kellotaajuus: 3 x 2300 MHz | 4 x 2500 MHz | 2 x 3116 MHz | 4 x 3000 MHz
Bittisyys: 64 | 64 | 64 | 64
L1-välimuisti: 3 x 128 Kt | 4 x 128 Kt | 2 x 64 Kt | 4 x 64 Kt
L2-välimuisti: 3 x 512 Kt | 4 x 512 Kt | 6144 Kt | 2 x 6144 Kt
L3-välimuisti: 2 Mt | 2 Mt - -
Kanta: AM2+ | AM2+ | LGA 775 |LGA 775
Valmistustekniikka: 65 nm |65 nm |45 nm |45 nm
