Новый Atom против старых Celeron и Pentium 4

C теоретической точки зрения Intel Atom был у нас на сайте описан очень подробно. Можно даже сказать, что исчерпывающе :) Однако не до конца — вопрос практической производительности систем на его основе серьезным образом не ставился. Впрочем, и сама компания Intel часто обходит этот вопрос стороной, предпочитая либо вообще ничего не говорить о производительности, упирая лишь на возможность запускать любой х86-код, либо приводить сравнения, скажем так, мало что говорящие. Например, на одной из презентаций удалось услышать фразу: «В задачах кодирования видео новый Atom быстрее, нежели Pentium 4 520». С одной стороны, хоть какая-то информация, с другой же — далеко не все уже помнят, с какой скоростью этот самый 520 работал. Тем более, Pentium 4 — процессор одноядерный, Atom — двухъядерный (в старших версиях, но во-первых, именно они и имелись в виду, а во-вторых, покупатели одноядерных моделей производительностью интересуются далеко не в первую очередь), видеокодеры относительно неплохо распараллелены, так что выигрыш можно объяснить этим. В общем, получаем простыми прикидками, что ядро Atom примерно в полтора раза быстрее ядра Pentium 4 при одинаковой тактовой частоте. Где-то так. Или не так. Или не совсем так. Или совсем не так :) Да и Pentium 4 для многих — этап основательно забытый.

В принципе, тестируя некоторые продукты на базе Atom, мы выполнили ряд тестов производительности, позволяющих делать предположения о скорости работы этого процессора. Однако данная работа была проведена недостаточно глубоко, к чему у читателей были справедливые претензии. Идеальным способом решения проблемы было бы полноценное тестирование Atom по нашей полной методике. Однако такой путь, при всей своей привлекательности, не лишен подводных камней. Основным из которых является видеосистема. В первом поколении платформы эта проблема стояла не слишком остро — чипсет отдельный, 16 линий PCIe есть, так что можно поставить любую видеокарту и проводить полноценное сравнение (что уже было сделано, пусть и в ограниченном режиме). В Pine Trail же видеоядро встроенное, причем очень слабое — GMA 3150, на деле недалеко ушедшее от GMA 950 чипсетов пятилетней давности. А использование внешнего затруднительно, поскольку линий PCIe осталось всего четыре. Причем применить их для организации слота х4 — значит полностью отказаться от использования какой-либо иной PCIe-периферии. Поэтому производители такую возможность либо вообще игнорируют, полагаясь на встроенный видеоадаптер Pine Trail, либо интегрируют прямо на плату низкопроизводительный ноутбучный видеочип, подключенный одной линией PCIe — такова новая «платформа» ION2 компании NVIDIA.

В общем, приходится смириться с мыслью, что полноценного тестирования все равно не получится. С другой стороны — а так ли оно нужно? Очевидно, что некоторые приложения работать на интегрированной графике начального уровня просто не будут, однако большинство из них никто и не станет на подобных системах запускать. Причем в нашей тестовой методике практически все таковые сконцентрированы в четырех группах: 3D-визуализация, рендеринг трёхмерных сцен, научные и инженерные расчёты и, разумеется, игры. Но даже если избавиться от этих приложений, в рамках методики останется достаточно много тестов, чтобы на их базе оценить пригодность Atom для практического использования. Чем мы сейчас и займемся.

Конфигурация тестовых стендов

Главным нашим героем будет старший процессор в новой линейке Atom — D525. А сравнивать мы его будем с тремя процессорами, поскольку наш эталонный Athlon II X4 620, все-таки, относится к совсем другому классу. Вот мы и взяли Athlon II X2 260 — очень быстрый двухъядерник, причем протестирован он был на нашей «полноценной» тестовой платформе: с мощной видеокартой, десктопным винчестером и т. п. Аналогичный уровень производительности имеют и старшие модели семейства Pentium, так что к продукции AMD мы обратились лишь потому, что они нами уже протестированы, а вот Pentium пока нет.

Но более интересен другой «конкурент» — Celeron E1400. Чем? А тем, что это один из самых медленных двухъядерных процессоров, построенных на базе относительно современной архитектуры (первого поколения Core). Он уже давно не производится, хотя и до сих пор встречается в компьютерах некоторых пользователей, да и в розничных сетях тоже. Но главное не это, а то, что он медленный :) Соответственно, конкуренция с ним будет иметь решающее значение для вердикта о дальнейшей судьбе Atom. В том смысле, что если окажется, что старшие модели этого семейства быстрее (или хотя бы равны) древнему и медленному Celeron, то есть смысл заниматься их изучением и дальше. А если они даже с ним конкурировать неспособны, то лучше отложить их в сторонку до момента, когда производителю удастся существенно увеличить быстродействие этого семейства. И пока этого не случится, можно будет просто помнить, что это процессоры, способные выполнять х86-код и работать под управлением массовых операционных систем, причем имеющие очень низкое энергопотребление, но если к скорости, с которой они это делают, предъявляются хоть какие-то требования, то лучше, все же, обратить свое внимание на совсем другие линейки.

Впрочем, Е1400 является медленным процессором, но не самым медленным из тех, которые до сих пор встречаются в современной жизни. Даже в домашних компьютерах, не говоря уже об офисах крупных и не очень компаний. Поэтому мы решили сделать тестирование более интересным, взяв еще два процессора. Первый — Celeron 430 — тестировался очень давно. И продемонстрировал тогда чуть более высокую производительность, чем Pentium 4 521 — тот же 520 (с которым новые Atom сравнивает иногда Intel), но с поддержкой набора инструкций EM64T. А вот Pentium 4 631 подробно не изучался, поскольку появился уже позднее того момента, когда архитектура NetBurst начала утрачивать актуальность. От более привычных моделей на ядре Prescott процессоры на  CedarMill отличаются техпроцессом — 65 нм вместо 90 нм. В остальном Pentium 4 631 это просто Pentium 4 :) С частотой в 3 ГГц (что процессорам с более современными архитектурами удалось повторить совсем не так давно), кэш-памятью второго уровня емкостью 2М байт, работающий на FSB 800 МГц и, главное, поддерживающий Hyper-Threading, что позволяет ему на одном ядре выполнять сразу два потока вычислений.

Тестирование на единой платформе, естественно, невозможно, тем более что процессоры Atom, как правило, к платам попросту припаиваются, но мы постарались максимально сократить количество использованных плат. Правда, пришлось взять разную память, так что, возможно, со временем мы еще вернемся к вопросу о производительности Atom совместно с DDR2 — очевидно, что DDR3 в системах на нем полезна лишь с точки зрения энергопотребления, но быстродействие может и уменьшать (из-за низкой частоты и, соответственно, больших задержек). Для процессоров под LGA775 использовалась плата на G41 с DDR2, поскольку нам очень хотелось протестировать Pentium 4, а найти плату одновременно с поддержкой и его, и памяти DDR3 не так уж и просто. Заметим, что и на G41 не все платы поддерживают процессоры с архитектурой NetBurst. Например, таковы платы Intel. Gigabyte, как выяснилось, имеет частичную поддержку, в результате чего нам в последний момент пришлось отказаться от одного потенциального участника забега — Celeron D 347. Причем Celeron на ядре CedarMill платой официально поддерживаются, но лишь начиная с модели 352 и выше, а наш 347, отличающийся от них лишь множителем, запускаться отказался.

Винчестер в этот раз мы взяли мобильный — Seagate Momentus 5400.5 ST9320320AS (2,5″, скорость вращения 5400 об/мин, емкость 320 ГБ, кэш-память 8 МБ, интерфейс SATA300). По двум причинам — во-первых, многие компактные неттопы рассчитаны именно на использование портативных винчестеров, а во-вторых, настольные накопители в старых компьютерах нередко еще медленнее. А вот на объеме памяти не экономили — все-таки мы используем современную 64-разрядную систему, да и 4 ГБ ОЗУ ныне стоит недорого. Разумеется, это сильно улучшает результаты старых процессоров, которым в реальности зачастую приходится трудиться в куда более тесном окружении (с 1-2 ГБ ОЗУ). Впрочем, и операционки на древних компьютерах редко меняют, предпочитая использовать ту, с которой системный блок продавался, так что имеем определенный паритет.

Тестирование

Методика тестирования производительности (список используемого ПО и условия тестирования) подробно описана в отдельной статье. Для удобства восприятия, результаты на диаграммах представлены в процентах (за 100% принят результат AMD Athlon II X4 620 в каждом из тестов). Подробные результаты в абсолютных величинах доступны в виде таблицы в формате Microsoft Excel.

Как уже было сказано выше, мы полностью убрали четыре группы тестов. Однако все баллы на диаграммах, за исключением итоговой, совместимы с «полноформатными» тестированиями, что позволяет провести быстрое самостоятельное сравнение представленных процессоров с любыми из нами протестированных. Для того чтобы это стало возможным, мы и убирали группы целиком, вместо более тонкой работы с конкретными приложениями. Последнее могло бы дать более полезный результат в узком смысле (поскольку некоторые из отброшенных приложений, возможно, и будут работать на Atom, а некоторые из остановленных запускать на таких системах никто не станет), но не позволило бы обеспечить совместимость результатов в широком смысле :)

Графические редакторы

«Белой вороной» здесь выглядит Adobe Photoshop, но лишь на первый взгляд — все-таки в нашей стране эта программа до сих пор является одним из наиболее известных объектов пиратства, что приводит и к тому, что «любительские» программы (существенно более дешевые и несколько более адекватные для персонального применения) пользуются куда меньшей популярностью, чем в других странах. В общем, «наш человек» способен взгромоздить Photoshop и на нетбук, не говоря уже о неттопе.

Другой вопрос, что заниматься этим можно лишь от безысходности — теоретически два ядра и четыре потока вычислений в Photoshop могут дать выигрыш по сравнению с одним-двумя потоками прочих участников тестирования, а практически и это не помогло Атому. Хотя вот Pentium 4 наличие Hyper-Threading позволило «пободаться» с Celeron 430. В общем и целом же, как видим, Atom D525 вдвое отстает в этой группе от младших двухъядерников уровня Celeron E1400 и в четыре раза от старших моделей с двумя вычислительными ядрами. Да и одноядерные Celeron и Pentium 4 справляются с такой работой раза в полтора быстрее, чем D525.

Архиваторы

Два потока вычислений и 2 МБ кэш-памяти помогают Pentium 4 631 неплохо держаться рядом с Celeron 430, но уже Е1400 заметно уходит вперед. Современные двухъядерные бюджетные процессоры обгоняют своих устаревших одноядерных коллег в пару раз. А вот Atom D525 пусть и сократил отставание (благодаря, в основном, 7-Zip, где он обогнал и Pentium 4 631, и Celeron 430), но по-прежнему плетется в хвосте.

Компиляция

Опять же, на первый взгляд это профессиональное использование компьютера, но если немного подумать… Программирование ныне и в школах изучают, не говоря уже об институтах. А в общежитии дешевый нетбук или неттоп куда более уместен, чем топовый компьютер: и доступнее студенту, и не жалко в случае чего. Так что оный студент вполне может попытаться на такой платформе что-то откомпилировать. Мы бы, впрочем, посоветовали ему три раза подумать, прежде чем этим заниматься…

…потому что и здесь четыре потока вычислений помогли Атому лишь немного обойти двухпоточный Pentium 4, но не догнать двухъядерный Celeron E1400. Впрочем, в этой группе тестов разброс между медленными процессорами вообще весьма невелик, так что второе место D525 можно расценивать как успех. Хотя очевидно, что «успех» этот имеет значение лишь при сравнении именно со старыми процессорами: современные двухъядерники — и то демонстрируют совсем иной уровень производительности, а ведь из всех современных процессоров они в этой сфере применения самые медленные :)

Java

Java-приложений вокруг нас в последнее время немало. «Частники», впрочем, обычно сталкиваются с совсем нетребовательными к ресурсам компьютера (например, в интернет-банкинге), однако к Atom давно уже приглядываются и серьезные компании, заменяющие древние и отработавшие свой ресурс системы на том же Pentium 4 или Athlon XP (тем более что электричество во многих странах стоит недешево).

И не зря это делают! Конечно, на рекорд данное второе место не тянет, потому что современные бюджетные процессоры в разы быстрее, но если стоит задача «чтоб не медленнее, но компактнее и экономичнее», то двухъядерные модели Atom ее вполне успешно решают.

Интернет-браузеры

Мы наконец-то добрались до платформы, где результаты этих двух скриптовых бенчмарков могут представлять практический интерес. Правда эта платформа и здесь умудрилась нас несколько разочаровать.

Когда-то все смеялись над рекламой, в которой «Pentium 4 ускорял интернет». А зря ведь смеялись — по сравнению с Atom «старичок» действительно способен что-то ускорять :) И теперь становятся вполне понятными жалобы пользователей нетбуков, которые купили их «чиста побраузить», но выяснили, что и «побраузить» с комфортом не выходит. Пока страницы простые и не перегруженные интерактивом, роль процессора в их отрисовке будет минимальной (канал связи имеет большее значение). Однако стоит добавить сложных скриптов, как сразу оказывается, что не все процессоры одинаково полезны. Причем это тем более печально, что если Flash, видеоролики и подобное мультимедийное наполнение уже научились ускорять аппаратно средствами видеочипа, то ускорить выполнение JavaScript можно только увеличением производительности самого́ центрального процессора.

Впрочем, есть и еще один обходной путь: если посмотреть подробные результаты, то видно, что связка D525+Chrome все же на порядок быстрее, чем Internet Explorer, работающий на Athlon II X2 260, т. е. грамотным подходом к выбору программного обеспечения данную проблему можно ослабить. Но все же тянет такой подход не на победу, а лишь на почетную капитуляцию: одним из ключевых преимуществ Atom перед конкурирующими архитектурами компания Intel справедливо считает совместимость со всеми приложениями, созданными для х86-систем. А тут вдруг выясняется, что не так уж много от этой совместимости пользы: запускать можно всё, но не всё стоит запускать. Чем это лучше ограниченного набора софта для ARM, например, не совсем понятно — все равно от любимых многими IE или Firefox придется отказываться.

Кодирование аудио

Наш тест аудикодирования немного «подыгрывает» многопоточным процессорам специально — запуская одновременное кодирование стольких файлов, сколько потоков будет поддерживаться аппаратно. Для Atom D525 это количество равно четырем — больше, чем для всех остальных процессоров. Однако, как видим, это ему не слишком-то и помогает: от Celeron E1400 он все равно отстал в полтора раза — при близкой тактовой частоте и несмотря на поддержку Hyper-Threading.

Кодирование видео

Очевидно, что никто не будет в здравом уме приобретать компьютер на Atom для работы с видео. Однако если он уже есть, иногда на него может «свалиться» и такая задача. Во всяком случае, люди, перекодирующие видео под мобильные устройства на NAS, лично нам известны. Причина простая — именно там все оно и хранится, причем NAS может оказаться вообще единственным постоянно включенным компьютером в доме, так что пусть уж не простаивает, а и перекодированием потихоньку занимается.

И действительно, если скорость не имеет большого значения (т. е. загрузили компьютер работой, а будет ли он ее ночь выполнять или час — неважно), такой подход вполне оправдан. Вот если производительность важна, то стоит учитывать, что фактически любой двухъядерный процессор (за исключением, может быть, младших Pentium D) быстрее старшего Atom более чем в полтора раза. Современные двухъядерные модели — в 3,5 раза, а бюджетные четырехъядерники — во все четыре раза. В общем, удел Atom — конкурировать со старыми бюджетными одноядерными процессорами или с еще более старыми небюджетными, но тоже одноядерными :)

Итого

Даже существенная оптимизация последней версии методики тестирования (вернее, входящих в нее приложений) под многопоточность не позволила Atom D525 выйти на уровень равночастотных одноядерных процессоров с микроархитектурой Core (Core 2 и более поздних). Вот равночастотные Pentium 4 он, безусловно, обгоняет, только толку с такого выигрыша? Не говоря уже о том, что в условиях использования меньшего количества потоков вычислений выигрыш легко может превратиться и в проигрыш. Таким образом, можно вынести следующий вердикт: производительность процессоров линейки Atom в сегодняшнем исполнении такова, что… ее можно серьезным образом не исследовать :) То есть определять, с какими задачами системы на этом процессоре справятся, а что на них запускать не стоит, можно. Но вот сравнивать это с «полноценными» процессорами не стоит — слишком уж велико отставание. Можно даже сказать, что велико оно принципиально.

С другой стороны, такой проигрыш не стоит считать стратегическим поражением. Да, безусловно, современный (и даже не самый современный) бюджетный двухъядерник, ценой 50—100 долларов (не говоря уже о более мощных процессорах) в разы быстрее Atom, и ничего с этим не сделаешь. Однако есть некоторый набор задач, где дальнейшее увеличение производительности процессора просто ничего не дает — не он является узким местом. К сожалению, такие ситуации сложно моделировать в тестах, но они бывают. И то, что в фирмах до сих пор трудится большое количество компьютеров на базе Pentium 4, а то и Celeron D или Athlon XP, как раз показывает, что встречаются они не так уж и редко: если бы более производительный системный блок мог повысить производительность труда работника, давно бы их уже поменяли. К тому же старые системы обычно комплектуются куда меньшим объемом памяти, нежели в нашем тестировании, да и более медленными винчестерами тоже. И в многозадачном окружении могут чувствовать себя хуже, поскольку фоновые процессы (хотя бы антивирус или сетевой экран) на однопоточных приборах будут «отжирать» ресурсы у приложений переднего плана, в том числе — и пользовательского интерфейса.

Короче говоря, наличие в продаже систем на Atom позволяет при модернизации компьютерного парка выбирать — или тот же уровень энергопотребления, но более высокая производительность, или оставаться на аналогичном уровне быстродействия, зато существенно снизить затраты на электроэнергию. Да, конечно, можно возразить, что современные процессоры при неполной нагрузке потребляют мало энергии (благодаря эффективным технологиям энергосбережения), что делает сравнение менее «лобовым», но… а зачем покупать лишние вычислительные ресурсы? ;) Не будь Атома — не стояло бы и вопроса: только один путь, и с него не свернуть. Но Atom есть! И есть выбор. И каждый может выбрать то, что ему действительно нужно — производительность или энергоэффективность :)