Голем, или Кого перехитрила Intel

Сказ о том, как Celeron показал процессорам Pentium 4 и Athlon XP, где раки зимуют.

Жили-были Дед Мороз с Дедморозихой. И случилась у них под самый Новый год нужда большая — приспичило им, понимаешь, современный компьютер купить, дабы навести порядок в копившейся годами базе данных о подарках, раздаваемых по случаю сами догадываетесь какого праздника, и вытравить зловредный басурманский вирус. А выбор нынче в компьютерах зело большой, глазенки разбегаются… Вот сели они в своем огороде и стали чесать репу. Чешут-почешут, вычесать не могут. И даже Жучка с кошкой не в помощь. Наконец, прибежала мышка-норушка, хвостиком махнула, яичко упало, разбилось, а оттуда золотой цыпленок соловья-разбойника выпрыгнул и молвит человечьим голосом: «Надобно вам, старче, купить компьютер не простой, а такой, чтобы в нем Голем каменный обитал. Через него смерть свою вирус и найдет». Сказал и умер от запаха русского духа. А что за Голем такой и где его искать — сказать забыл.

Погоревали Дед Мороз с Дедморозихой над птичьим трупиком, да время не ждет — за оградой уж толпа собралась, всё подарки требуют, а база данных-то повисла наглухо. Видать, не жить Форткам на вконец истрепавшейся оперативке. И случилась тут радость большая — мимо на своем сивом мерине проезжал сисадмин Илья Муромский. Дедморозиха не растерялась, выбежала за калитку да рухнула в ноги Илье с мерином. «Пожалей, — говорит, — просвети темных, что за Голем такой каменный и где его искать?» Глянул Илья добрым взглядом на бабушку Снегуркину и молвит: «Ладно, коли выдашь за меня внучку свою красно-голубу девицу Снегурицу, выручу я вас, так и быть, хотя без меня век не видать вам сетевой безопасности». И вот какую историю поведал им Илья Муромский не в меру техническим языком, вырванным по случаю у отца золотого цыпленка соловья-разбойника.

Жила-была, рассказал Илья, в Тридевятом царстве компания Intel и выпускала любимые всеми каменные сердца, то есть по-ихнему — процессоры Пентиум. Жила себе, не тужила, добра наживала. Как однажды появился у нее конкурент — компания AMD со своими не в меру резвыми и еще более горячими, чем у Intel, сердцами. Стали в Intel задумываться, как бы им вернуть себе былую монополию на каменные сердечки, и придумали грамотный маркетинговый ход — дескать «покупать надо мегагерцы», а не что-то там еще. А мегагерцев этих у Intel было предостаточно, поскольку их новые Pentium 4 благодаря своей длинноконвейерной (прости, бабка) архитектуре позволяли (пусть даже в ущерб сиюминутной, на удельный герц производительности) повышать тактовую частоту сердец вдвое по сравнению с тогдашним любимцем публики — Pentium III (при одинаковых технологических нормах процессов изготовления).

Но поначалу погоня за «длинным мегагерцем» Pentium 4 шла не очень успешно, поскольку высокая цена на эти камни не совсем соответствовала той сиюминутной производительности, которую они давали (по соотношению «цена/скорость» выгоднее были третьи пеньки и «сердца» от AMD), а убедить платить за гипотетические «на шаг впереди отраслевых стандартов» оказалось не так просто — обычно всем достаточно было просто соответствовать «отраслевым стандартам». И вот в конце лета 2001 года Intel решила наступить своей массивной ножищей на горло своим же собственным третьим пенькам, резко снизив цены на четвертые, благодаря чему последние с вдвое большей частотой стали стоить столько же, сколько третьи с вдвое меньшей. И, вдобавок, решила в ближайшем будущем вообще свернуть выпуск «народных любимцев». А чтобы совсем не разочаровывать покупателей, решено было перевести третьи пни в линейку младших «сердец», то есть процессоров Celeron, оснастив их таким же большим кэшем второго уровня, как ранее у третьих пеньков (256 Кбайт). В результате, сейчас новые Celeron с сердцем (ядром) Tualatin и частотой от 1,2 ГГц (а скоро появятся также 1 и 1,1 ГГц) уверенно завоевывают своей низкой ценой сердца покупателей, а выпуск процессоров на ядре Coppermine быстрыми темпами сворачивается.

Но это лишь присказка, а сказка впереди. Чтобы младшие братья не стояли на пути у старших при выборе невесты (то есть покупателей), надо было первых немного урезонить. И вот заокеанские «гуманисты» решили подкастрировать (ой, прости, бабка) младшеньких, не только не давая им полновесного кэша в 512 Кбайт (который позволяет делать новый 0,13-микронный техпроцесс), но и обрезать быструю системную шину до 100 МГц взамен уже давно ставшей стандартом де-факто 133-мегагерцовой (поступили, как и ранее с шиной 66 МГц вместо 100, а ведь хорошо известно, как сильно частота системной шины влияет на производительность системы). Более того, нынешняя технология позволяет, в принципе, уже сейчас выпускать процессоры на ядре Tualatin с тактовыми частотами до 1,5–1,6 ГГц, однако Intel насильственно ограничивает спектр частот нынешних Celeron, и камешки на 1,5 ГГц должны появиться в продаже лишь ближе к концу 2002 года (см., например, ориентировочные планы Intel по выпуску процессоров на img.terralab.ru/pubimages/23639.gif). Согласно этим же планам, Intel будет продолжать «жадничать» до самого конца и никогда не выпустит процессоров Celeron на шине 133 МГц, несмотря на полное исчезновение к середине года процессоров Pentium III (на шине 133 МГц).

Столь сильное упорство ведущего производителя не может не иметь под собой веских оснований, и мы попробуем их выяснить. Забегая вперед, скажу, что этими основаниями с большой долей вероятности можно считать боязнь, что высокая производительность, которую могут демонстрировать «некастрированные» Celeron (то есть на шине 133 МГц и с тактовой частотой до 1,6 ГГц даже с кэшем 256 Кбайт, уже не говоря о 512), способна отвратить взор огромного числа покупателей от Pentium 4 (даже несмотря на его «двухгигагерцовость») в пользу дешевого Celeron.

Чтобы проверить эту догадку и сравнить производительность «одинаковогерцовых» процессоров с разными ядрами, мы решили повести эксперимент — посмотреть, что было бы если бы... и использовать тот самый «Голем», о котором говорил золотой цыпленок соловья-разбойника — некастрированный Celeron с частотой 1600 МГц (нынешний предел технологии 0,13 мкм для ядра Tualatin) на системной шине 133 МГц. Его кэш L2 был стандартным — 256 Кбайт с латентностью, характерной именно для Celeron (то есть хуже, чем у Pentium III). Для базового сравнения взяты стандартный Intel Celeron 1200 МГц (шина 100 МГц, кэш 256 Кбайт, ядро Tualatin), процессоры Intel Pentium 4 1,6 ГГц и AMD Athlon XP 1600+ (реальная тактовая частота 1400 МГц). Для полноты картины в тестах приняли участие прежний Athlon 1400 МГц (ядро Thunderbird) и Pentium 4 с частотой 2 ГГц (ядро Willamette).

Поскольку Celeron тестировался нами на системной плате ASUS TUSL2-C на чипсете i815EP с 512 Мбайт памяти SDRAM PC133/PC100, то справедливости ради его надо было бы сравнивать только с другими платформами для SDRAM — например, на чипсетах VIA KT133A (плата SL-75KAV) и Intel i845 (плата ASUS P4B). Однако для полноты картины мы включили и наиболее производительные платформы для каждого из этих процессоров — на чипсете VIA KT266A c памятью DDR PC2100 (одна из самых быстрых плат на этом чипсете — SL-75DRV2) для AMD Athlon и на чипсетах Intel i850 c RDRAM PC800 (плата ASUS P4T-E) и i845D с DDR PC2100 (плата ASUS P4B266) для Pentium 4. Везде использовались видеоускоритель ASUS 8200 Deluxe, винчестер Seagate Barracuda ATA IV и 512 Мбайт системной памяти (двумя банками по 256 Мбайт). Процессоры и платы были предоставлены компаниями «Никс» и «Пирит», а отличная память производства Kingston и Transcend — компанией «АК-Цент Микросистемс».

Результаты сравнительных испытаний процессоров показаны на диаграммах. По скорости работы с памятью (см. первую диаграмму) оба варианта Celeron сильно отстают от всех остальных платформ — собственно, сложно было ожидать иного, когда и системная шина (процессора), и шина памяти не имеют хотя бы удвоенной скорости передачи данных. Тем интереснее будет посмотреть, как (вопреки такому отставанию памяти) наш «Голем» демонстрирует чудеса каменной мощи.

Сначала — о математических вычислениях. Они представлены на четырех следующих диаграммах. Простейшая математика в тестах TestCPU, ProcessorMark 3.0 и рейтинг процессора в SiSoft Sandra 001 Pro сразу же выявляет каменные мускулы нашего героя — с заметным отрывом победив в TestCPU (Calculations) и обогнав при этом даже Pentium 4 2 ГГц и Athlon XP 1800+ (!!!), «Голем» не уходит из тройки лидеров в двух остальных категориях (если TestCPU еще можно «обвинить» в некоторой древности, то два других теста вполне свежие). Напротив, Celeron 1200 на шине 100 МГц аутсайдер по всем позициям. В более сложных тестах научных расчетов из пакета Science Mark V1.0 поведение Celeron 1600/133 скромнее — он отстал ото всех на первой из задач, зато уступил только «Атлонам» на второй, заметно обогнав все платформы с Pentium 4 2 ГГц! На третьей диаграмме показана скорость архивирования в популярных архиваторах, где Celeron, как оказалось, даст фору любому из конкурентов, включая самые быстрые на данный момент варианты Athlon XP и Pentium 4! Как мы помним, WinRAR 2.90 крайне чувствителен к скорости работы системной памяти и шины процессора. Тем не менее, самый медленный в этом отношении «камень» лидирует. Воистину — торжество «зрелости». Celeron же на шине 100 МГц ведет себя куда скромнее. Наконец, в тестах CPUmark 99 и AMD N-bench наш Голем еще раз демонстрирует свою мощь — уступив в первом из них только 1800 «Атлону», он фактически обогнал всех в тесте AMD. Дело в том, что этот специфический тест (бенчмарк на фрагментах трехмерных игр) создан AMD специально для демонстрации возможностей своего набора инструкций 3DNow!, а интеловские наборы SSE и SSE2 в нем не работают (точнее — формально «галка» для SSE есть, но что с ней, что без нее процессоры Intel работают практически одинаково). То есть для процессоров Intel этот тест выявляет именно их математические способности, где Celeron 1600/133 лидирует. А поскольку прирост от применения 3DNow! составляет, как правило, 50–70 процентов (особенно для теста от AMD), то фактически по чистой математике в этом тесте наш герой никак не слабее самого шустрого из камешков AMD.

При работе с мультимедиа-задачами (с видео и аудио, следующие две диаграммы) Celeron 1600 наглядно показывает, что есть еще порох в пороховницах и ягоды в… Несколько отстав при кодировании потока MPEG4 и в многогранном тесте Video2000, он берет свое в Windows Media Encoder 7.1 и Lame 3.89, расположившись в теплой компании Pentium 4 2 ГГц и даже обонгав всех при кодировании MP3! Celeron же 1200 на шине 100 МГц и тут безвозвратно отстал. Здесь надо сделать одну существенную оговорку. Дело в том, что нынешняя версия Windows Media Encoder не распознает наличие инструкций SSE в процессорах AMD Athlon XP. Как следствие — его отставание в этом тесте. Известно, что манипуляциями (модификацией) одной из системных библиотек эту ошибку можно исправить и обучить WME понимать SSE для Athlon XP. Однако официального патча, исправляющего этот недостаток, до сих пор не выпущено. Соответственно, у подавляющей массы пользователей нет возможности «включить» поддержку SSE для Athlon XP в этом тесте (а также в тесте Internet Content Creation из Sysmark 2001). И хотя активизация этих инструкций приводит к существенному ускорению работы AMD Athlon XP, «насладиться» этим могут лишь избранные (кто самостоятельно «поправил» код библиотеки). Для остальных же полезнее знать нынешнюю реальную (а не гипотетическую) производительность камней в этом тесте, поэтому здесь (а также в SysMark 2001) использовался тест «без включения» SSE. С появлением официальной исправленной версии WME мы рассмотрим изменение диспозиции.

Перейдем к тесту SysMark 2001. Здесь Celeron 1600 почти догнал самую быструю платформу на Pentium 4 1,6 ГГц с RDRAM в тесте ICC и основательно перегнал ее в офисных задачах, а Pentium 4 с той же частотой и памятью PC133 может просто отдохнуть. Лидерство Athlon XP 1600+ в этих тестах особо не подвергалось сомнению, но здесь надо помнить, что для ICC «активация» SSE для Athlon XP приводит к его безоговорочному лидерству по всем позициям. Однако, если присмотреться, отставание Celeron 1600 от лидеров не столь фатально (менее 10 %), и вряд ли будет ощущаться пользователем в реальной работе.

В трехмерных игровых тестах Голем тоже не думает уступать более именитым и дорогим конкурентам. Так, в DirectX 7 и 8, уступая «Атлонам» (тесты 3Dmark 2000 и 2001), он обгоняет «равночастотный» Pentium 4. В «Quake III Arena» — обходит все остальные системы на SDRAM PC133, включая Pentium 4 на 2 ГГц, да и в других OpenGL-играх («Seriuos Sam», «DroneZ») выше всех систем на PC133. Профессиональные трехмерные расчеты в тестах пакета SPEC viewperf 6.1.2, очень чувствительные к скорости работы памяти, показывают, что эта область деятельности не совсем подходит для Celeron, тем не менее, в половине случаев наш герой смотрится получше других систем на SDRAM, даже с Pentium 4 с частотой 2 ГГц.

Подводя краткий итог нашего исследования, можно сказать, что Голем (другими словами — мифическое кремниевое существо) Celeron 1600 МГц на системной шине 133 МГц оказался явно не хуже своих более именитых и дорогих соперников, тогда как стандартный Celeron на шине 100 МГц можно в противоположность ему обозвать «голимым» (разумеется, при его сравнении с другими процессорами, например, с AMD Duron, наши акценты могут сместиться). Глядя на результаты этих тестов, можно с уверенность сказать, почему Intel искусственно «обрезает» возможности хорошего процессора (Celeron на ядре Tualatin) в угоду более дорогому (и пока менее «понятному» для простых пользователей) Pentium 4, идущему «на шаг впереди стандартов». Возможно, через N лет последний и будет на голову быстрее первого, но нам-то работать сейчас, а не ждать прихода новых «оптимизированных» программ. Впрочем, никто не может воспрепятствовать желанию крупнейшей и любимой многими компании получать больше прибылей и обращать меньше внимания на нужды небогатых пользователей, желающих за разумные деньги иметь современный высокопроизводительный компьютер с процессором любимой марки.

На этом наша новогодняя сказка заканчивается, а Деду Морозу и другим хорошим людям можно рекомендовать последовать мудрому совету безвременно почившего в Бозе цыпленка соловья-разбойника и обзавестись таким вот Големом. К сожалению, 1600-е големы (среди стандартных 1200-х) встречаются не так часто, зато скоро ожидается появление на рынке очень дешевых Celeron 1 и 1,1 ГГц на ядре Tualatin (наряду с существующими уже давно Celeron Coppermine с теми же частотами). Вот их-то уж точно можно будет без проблем ставить на шину 133 МГц. Хотя это всего лишь слова цыпленка, с которого теперь уже не спросишь, так что все «нестандартные манипуляции» вы можете проводить только на свой страх и риск. И не кляните потом нашего бедного цыпу. С Новым годом!