Je libo čtyřjádrové CPU?

Archiv | 01.12.06

První stolní procesor se čtyřmi jádry Intel Core 2 Extreme QX6700 cd/dvd Před necelými dvěma lety jsme poprvé ...







První stolní procesor se čtyřmi jádry Intel Core 2 Extreme QX6700 cd/dvd


Před necelými dvěma lety jsme poprvé měli pocit, že máme v jediném procesoru dvě jádra. Jenalo se ale vlastně o podvod. Hyperthreading byl coby "soft-warová" funkce lépe třídící jednotlivá vlákna kódu spíše marketingovým trikem v procesorech, jejichž výkon byl určen hlavně mikroarchitekturou
a frekvencí. Zároveň se ale jednalo o včasnou přípravu na skutečný multithreading tedy na nové verze procesorů, obsahující dvě fyzická jádra.
A dvě jádra byla pouhý začátek.
Výkon optimalizovaných aplikací se tehdy zvýšil až o 80 procent, i když samotná jádra pracovala s mnohdy daleko nižšími kmitočty než jejich jednojádroví kolegové. Ano, pro nárůst výkonu bylo, je a bude nutné vždy použít aplikaci, která zvládne více úloh (vláken programu) najednou. Pokud totiž nebudou programy dostatečně optimalizované, výkon takovýchto CPU bude na úrovni jednojádrového modelu se stejnou pracovní frekvencí a stejnou mikroarchitekturou. Napadlo vás tehdy před necelými dvěma roky, že koncem roku 2006 bude možné mít ve stolním počítači čtyřjádrový procesor? Většina z vás zřejmě odpoví, že nikoliv, nicméně vždy se najde několik jedinců, kteří hledí dopředu (bez nich by přece nenastal žádný vývoj), a tuto možnost předpokládali. Pokud se tak stalo, museli se jistojistě zamyslet i nad tím, jakým způsobem pomůže výkonu integrace čtyř jader do jednoho fyzického procesoru, nebo zda bude dvojnásobný nárůst počtu jader mít stejný nebo alespoň podobný poměr efektivity na jedno jádro jako u dvoujádrového CPU. Právě na tyto otázky se pokusíme odpovědět při recenzi prvního čtyřjádrového procesoru pro osobní počítače.

Intel Core 2 Extreme QX6700

Prvním čtyřjádrovým procesorem pro stolní počítače je model společnosti Intel. Tento procesor je založen na mikroarchitektuře Intel Core, nese tedy v sobě všechny přednosti dnešních moderních procesorů Intel Core 2. Mezi ně patří pokročilý 65nm výrobní proces, efektivní mikroarchitektura zvládající zpracovat více instrukcí za sekundu než předchozí NetBurst, systémová sběrnice pracující na frekvenci 1 066 MHz a v neposlední řadě také spořící technologie, snižující spotřebu energie procesorem EIST.
Základem čtyřjádrového procesoru nejsou čtyři jádra u sebe (jak by se dalo předpokládat s přihlédnutím k mikroarchitektuře Core 2), ale tvoří ho dva procesory Intel Core 2, spojené systémovou sběrnicí dohromady. Že vám to připomíná obdobnou situaci před několika měsíci, kdy takto Intel "slepil" dva jednojádrové procesory dohromady a vzniklo tím Pentium D? Ano, princip je naprosto stejný. QX6700 je složen ze dvou dvoujádrových procesorů Intel Core 2 Duo E6700, pracujících na frekvenci 2,66 MHz a navzájem propojených systémovou sběrnicí Front Side Bus. V popisu jsme se zatím nezmínili o vyrovnávací paměti takovéhoto procesoru, a to proto, že výčet jeho paměti je o něco složitější, než jsme byli zvyklí.

L2 cache sdílená a přece nesdílená

Samotný procesor obsahuje celkem 8 MB vyrovnávací paměti L2 cache, nicméně nelze říct, že celých 8 MB L2 cache je pro všechna jádra. Je tomu tak, že procesor obsahuje dvě vyrovnávací paměti po 4 MB, které patří vždy dvojici jader. Když si označíme jádra písmeny A, B, C a D a řekneme, že A a B tvoří jeden celek, C a D pak tvoří druhý celek, pak A a B má mezi sebou sdílenou L2 cache o velikosti 4 MB, stejně tak celek C a D má taktéž mezi sebou k dispozici sdílenou L2 cache 4 MB. Pokud však jádro C nebo D požaduje data z L2 cache, náležící jádrům A a B, musí k transportu dat využít sběrnici Front Side Bus, tedy stejný způsob, který byl použit u Pentia D. Procesor Intel Core 2 Extreme QX6700 tedy má 8 MB vyrovnávací paměti L2 cache, ta však není sdílená pro všechny jádra, a proto by mělo být označení takovéto L2 cache jako 4 MB + 4 MB.

Zmatek v označení? Nikoliv

Protože se s novým označením procesorů Intel Core 2 setkáváme teprve několik měsíců, připomeňme si zásady označování procesorů, z něhož pak na konci tohoto odstavce můžete bezvadně odvodit označení právě popisovaného modelu. Stolní procesory Core 2 Duo mají před čtyřmístným číselným označením písmeno E. Extremní varianty nenesou označení E, nýbrž X, a nejmenují se Core 2 Duo, nýbrž Core 2 Extreme. Čtyři čísla označují model procesoru a naznačují jeho frekvenci a vyrovnávací paměť L2 cache 6300 1,86 GHz a 2 MB L2, 6400 2,13 GHz a 2 MB L2 cahce, 6600 2,4 MHz a 4 MB L2 chache, 6700 2,67 GHz a 4 MB L2, 6800 2,96 GHz
a 4 MB L2 cahce. To vše platí pro dvoujádrové CPU. Pro čtyřjádrové procesory bude platit název Intel Core 2 Quad, doplněný písmenem Q (Core 2 je označení generace vícejádrových procesorů a Quad označuje počet jader v CPU), pro "extrémní" verzi tohoto procesoru opět bude platit označení Extreme tedy Core 2 Extreme. Aby bylo poznat, že se jedná o čtyřjádrový model, plné označení varianty Extreme je Intel Core 2 Extreme QX6700, kde písmenko Q označuje právě použití čtyř jader. Označení v současné době druhého Quadcore procesoru společnosti Intel je již "normální" a nese název... (zde si zkuste doplnit název procesoru, pracujícího se čtyřmi jádry Core 2 a frekvencí 2,4 GHz). Máte to? Ano, je to Intel Core 2 Quad Q6600. Tento procesor se od námi testované verze Extreme liší pouze nižší frekvencí a uzamčeným násobitelem.

Kam vysázet čtyři jádra?

S uvedením nových procesorů se na náš trh dostala i inovovaná základní deska Intel 975XBX2, jež se liší od předchozího modelu pouze v novém napájecím modulu, který reguluje napěti CPU. Tím chceme říci, že nové procesory nebudou fungovat na každé základní desce, osazené čipsetem i975X. Stejné to je i s motherboardy s čipsety P, G965 mnoho výrobců vydá aktualizované verze, lišící se pouze oním zmíněným napájecím modulem. Někteří výrobci se chlubili tím, že na jejich deskách vydaných před uvedením Core 2 Quad budou fungovat i tyto procesory, a proto jsme si toto tvrzení ověřili u modelu Gigabyte P965-DQ6, na němž fungoval testovací kus bez jediného problému (nutná byla pouze aktualizace BIOSu).
Z dosud nezmíněných funkcí a technologií nového CPU bychom neradi zapomněli na údaj o počtu tranzistorů, který nám vyjde prostým sečtením 2 x 291 milionů = 582 milionů tranzistorů, dále pak na údaj o maximální spotřebě, která je deklarovaná jako 130 W, a na celkovou maximální provozní teplotu, jež byla oproti klasickému dvoujádrovému CPU Core 2 vyšší zhruba o 10 stupňů Celsia.
Čtyřjádrové CPU = 4x jednojádrové CPU?
V závěrečné části článku se budeme věnovat teoretickému a praktickému výkonu procesoru. Toto ovšem, podobně jako problém s L2 cache, nelze popsat jedinou větou, podíváme se proto na výkon z několika pohledů.
Pokud používáte pouze jedno vlákno procesoru (aplikace například není optimalizována pro běh na více jádrech), nezískáte nákupem tohoto procesoru žádnou výhodu. Bude totiž stejně rychlý (předpokládáme-li, že pouštíte najednou pouze onu jednu aplikaci) jako Core 2 Duo E6700.
Pokud použijete QX6700 pro aplikace plně využívající dvě softwarová vlákna, procesor bude vytížen maximálně na 50 procent a jeho výkon bude shodný s dvoujádrovým Core 2 Duo E6700.
Abyste využili výkon čtyř jader v procesoru, musíte si opatřit aplikaci, schopnou zpracovat najednou více softwarových vláken. Mezi takové aplikace patří například rendering v programech 3DMAX, Maya nebo podobné, pro domácí použití jsme objevili freewarovou utilitku DR. DivX 2.00 OSS, která při druhém průchodu komprimace videa dokázala využít všechna čtyři jádra procesoru. Zde jsme zaznamenali výrazný nárůst výkonu, řádově o desítky procent, u několika aplikací i extrémní 80procentní nárůst výkonu. Výkon tohoto CPU je však třeba náležitě podpořit o minimálně 2 x 1 024 MB operační paměti DDR2 800 MHz snad není ani třeba mluvit, zde se nám velmi líbily moduly společnosti Kingston, na nichž jsme testy prováděli. Dále pak bylo nutné instalovat dva nejrychlejší stolní disky Western Digital Raptor SATA 3 Gb/s, 10 000 ot./min, 16 MB cache do RAID 0, aby zvládly dostatečně rychle zásobovat procesor daty. Bez této nebo velmi podobné konfigurace nebudete mít šanci takto výkonný procesor upotřebit.
Posledním hlediskem je cena: samotný procesor jako nejlepší od společnosti Intel vyjde na 999 dolarů. Když k tomu připočteme paměť, základní desku, disky a grafickou kartu, dostaneme se s cenou počítače snadno na 80 000 Kč.
Závěrem tedy zopakujme, že Core 2 Extreme QX6700 se stává nejvýkonnějším modelem stolního CPU, ovšem uplatnění v současné době nalezne pouze u hrstky aplikací. Čas čtyřjádrových CPU teprve přijde. Intel je však na tuto dobu připraven již nyní.6 0519/VAC o

ProcesorEverest Super PI -PCMark05DVDDVDShrinkLame 3.97WinAce 3DMarkHalf-Life2PCMark 2005SYSmark
čtení/zápis 1M/4MCPUShrink+ Lame (v sec)komp. 2005 /2006E.O. /Quake IVSystém2004 SE
paměť (MB/s) (v sec)(body) (min:sec) (min:sec) (min:sec) (body) (fps) (body) (body)
AMD Athlon 64 FX-627 751/7 25731/1605 7268:2812:236:422:3911 351/5 896165,7/112,56 243293/348/238
Intel Core 2 Extreme X68009 859/4 84017/1047 3506:269:004:492:3112 145/6 150177,5/146,97 512373/450/296
Intel Core 2 Extreme QX67006 639/5 33717/1018 4025:257:395:022:4311 922/6 426192,9/139,17 384393/460/306
Intel Core 2 Extreme QX6700
čtyři fyzická jádra v jednom CPU
výkon
je třeba optimalizovaný software
Cena vč. DPH: 28 000 Kč
K testu zapůjčila firma: Intel, www.intel.com













Komentáře

K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.