Intel Core i7 - Nehalem v testu

Jak se testovalo aneb Intel Nehalem v praxi

Všechny procesory jsou podrobeny standardním zátěžovým testům a mají výchozí frekvenci HT sběrnice, respektive takt FSB/QPI. Nastavení pamětí se liší podle použité platformy a možností použitého řadiče paměti, stejně tak konfigurace pamětí (dvoukanálový vs. trojkanálový řadič paměti a DDR2 vs. DDR3 u AMD a Intelu).

Testy výkonu jsou změřeny s následujícím nastavením: AMD Phenom používal dvojkanálový řadič paměti s 1066MHz DDR2 moduly s časováním 5-5-5-15, Intel Core 2 Quad/Extreme používal Intel P48 čipset a dvojkanálový řadič paměti s 1333MHz DDR3 moduly a časováním 9-9-9-24.

U Nehalemu je situace komplikovanější, protože možnosti pamětí určuje samotný procesor a integrovaný řadič paměti. Děličky pro RAM jsou u standardních procesorů řady Intel Core i7 omezeny na frekvence do 1066 MHz včetně a podpora rychlejších pamětí je tedy výsadou modelů Intel Core i7 Extreme (v testu jmenovitě Intel Core i7 965). Intel Core i7 920 používá trojkanálový řadič pamětí DDR3 s frekvencí 1066 MHz a časováním 8-8-8-19, Intel Core i7 965 Extreme používá moduly s frekvencí 1333 MHz a časováním 9-9-9-24. Přetaktovaný Intel Core i7 965 Extreme má zvýšený násobič na 28, nastavení pamětí je totožné (frekvence 1333 MHz a časování 9-9-9-24), napětí procesoru bylo třeba pro výslednou frekvenci 3,73 GHz zvýšit na 1,3 V.

Výkonnostní testy

Pojďme se nejdříve podívat na několik standardních testů výkonu. Již tradičně se zaměříme na "klasiku" žánru FPS, Quake 4, navíc s podporou SMP (maximálně 2 thready). Dobře se proto hodí i pro testy výkonu vícejádrových procesorů. Výkon zde navíc ovlivňují všechny parametry systému (od IPC výkonu procesoru, velikost L2/L3 cache, až po propustnost pamětí a použité časování).
Testy výkonu ukazují Intel Core i7 v tom nejlepším světle. S extrémní propustností trojkanálového řadiče paměti spolu s nízkými latencemi hra doslova "letí" a předcházející generace procesorů zůstává poměrně výrazně pozadu.

Další na řadě je benchmark ze hry F.E.A.R., která ovšem nepodporuje multithreading. Výhodu zde získávají procesory s nejvyšším taktem, velkou cache a rychlou pamětí. Díky minimálním detailům a nízkému rozlišení se dostáváme u maximálních snímků běžně nad 999 FPS, nicméně při praktickém rozlišení a na vyšší detaily se rozdíly samozřejmě snižují. Za zmínku zde stojí minimální FPS, které jsou u stříleček asi nejpodstatnější parametr pro dobrou hratelnost. Procesory jsou ovšem ve všech případech dostatečně výkonné, a tak minimální FPS nejsou problém na žádné z testovaných platforem.
Do testu jsem dále zařadil benchmark ze hry Crysis. Engine této hry s doslova fantastickou grafikou také spolkne nějaký kus výkonu. I běžné rozlišení je bez nejvýkonnejších grafických karet stěží použitelné. ATI Radeon HD 4870 dokáže hru rozhýbat na slušné detaily, v každém případě jsem hru pro test procesorů otestoval v rozlišení 800x600 na nízké detaily a při rozlišení 1024x768 při nastavení vysokých detailů.
Mezi další oblíbené testy lze jistě zařadit benchmarky 3DMark 2001 SE a 3DMark06. 3DMark 2001 SE zastupuje starší hry a ačkoliv nepodporuje více jader, je silně závislý na celkovém výkonu systému - jak na hrubém výkonu procesoru, velikosti a propustnosti cache a samozřejmě na výkonu paměťového subsystému.
3DMark06 více či méně úspěšně simuluje zatížení v novějších hrách a obsahuje již velice slušnou podporu pro vícejádové procesory. V dobrém světle se zde ukazují všechny čtyřjádrové procesory. Ani zde se pořadí procesoru nemění a testu opět dominují procesory Intel Core i7 v závěsu s Yorkfieldy.
Dále se pojďme podívat na test CPU v PCMarku 2005, který integruje řadu subtestů od šifrování přes kompresi souborů, media encoding nebo multithreaded testy a běžné práce. PCMark05 je silně optimalizován pro vícejádrové procesory. Jak vyplývá z testů, více jader přináší vyšší výkon, včetně MultiThreadingu u Nehalemu.
Pro zajímavost uvádním i čistě syntetické testy Everestu 4.6 a to latence, čtení a zápis pamětí. Latence jsou nižší o desítky procent a stejně výrazně se zvýšila propusnost pamětí - výkon paměťového subsystému je doslova gigantický.
Mezi další testy patří šifrování v Everestu šifrování s AES, PhotoWorxx pro test zpracování fotografií (vyplnění, rotace snímků a tak dále) a test Mandel (výpočet několika snímků fraktálu Mandelbrot). CPU AES benchmark těží z MultiThreadingu a vícejádrových/víceprocesorových systémů, stejně jako testy PhotoWorxx a Mandel.
PhotoWorxx výrazně zatěžuje paměťový subsystém a těží i z větší cache. Intel Core i7 zde podává vynikající výkon. Intel Core 2 Quad se mírně propadá, podle mého odhadu zřejmě kvůli menší L2 cache.
Podpora vícejádrových procesorů je samozřejmostí i v testech renderingu. Mezi další testy byl zařazen Cinebench R10 založený na programu Cinema 4D od Maxonu. I zde přináší Bloomfield slušný růst výkonu a Intel Core i7 920 překonává i dosud nejrychlejší Intel Core 2 Extreme QX9770.
Dalším multithreaded testem je POV-Ray ve verzi 3.7. Stejně jako v případě Cinebench R10 je zde poněkud sporný přínos MultiThreadingu. Intel Core i7 965 s vypnutou podporou MT přináší podstatně vyšší výkon (zvýšení výkonu díky MultiThreadingu je závislé na konkrétním testu a použitém software).
Dalším benchmarkem je encoding médií. Encoding videa byl otestován pomocí benchmarku x264 a převod wavu do MP3 pomocí oblíbené utilitky pro encoding wavu do mp3 Lame 3.97.
Fritz Chess je benchmark na otestování výkonu v šachu s podporou vícejádrových procesorů. Škálování je zde díky povaze úlohy na špičkové úrovni - rozdíly jsou zde ještě větší než u encodingu nebo softwaru pro rendering. Slušný nárůst výkonu přináší i aktivní MultiThreading u procesorů Intel Core i7.
Poslední praktický benchmark je WinRAR ve verzi 3.80. Pěkně se zde ukazuje síla vícejádrových procesorů, velká L2/L3 cache a zejména gigantická propustnost a nízké latence u architektury Nehalem. Slušně se zde daří i AMD Phenomům X4, ačkoliv je opět na chvostu testovaných procesorů (výkon zde oproti testu ve Windows XP sráží zřejmě operační systém).
Testy ukazují, že nárůst výkonu v případě architektury Intel Nehalem nejsou samozřejmostí a v řadě testů a benchmarků doprovází aktivní MultiThreading propad výkonu. Čtyřjádrové procesory se obecně vyplatí pouze u aplikací, které dokáží využít všechna jádra nebo při použití několika náročnějších aplikací najednou (výrazný multitasking). Rozdíly výkonu a komfortu práce jsou poměrně zřejmé, ale nárůst spotřeby, jak ukáží testy spotřeby, jsou také poměrně výrazné.

Nejmarkantnější je situace u procesorů Intel Core i7, kde růst výkonu a složitost čipu (a aktivní logiky i přes značné zlepšení na úrovni návrhu čipu) přináší značný růst spotřeby. Pojďme se tedy podívat na spotřebu testovaných platforem.