Двухъядерный или четырехъядерный процессор в чем разница

Многие, наверное уже догадались, что рассматривать мы будем всех текущих представителей от Intel семейства Pentium Coffee Lake и народный «гиперпень» G4560 (Kaby Lake). Насколько модели актуальны в текущем году и стоит ли задуматься о покупке более производительных AMD Ryzen или тех же Core i3 с 4-мя ядрами.

Семейство AMD Godavari и Bristol Ridge намеренно не рассматривается по одной простой причине – оно не имеет никакого дальнейшего потенциала, да и сама платформа оказалась не самой удачной, как могло предполагаться.

Зачастую эти решения покупаются либо по незнанию, либо «на сдачу» в качестве какой-нибудь максимально дешевой сборки для интернета и онлайн-фильмов. Но нас такое положение вещей особо не устраивает.

Отличия 2-ядерных чипов от 4-ядерных

Рассмотрим основные моменты, которые отличают первую категорию чипов от второй. На аппаратном уровне можно заметить, что отличается только количество вычислительных блоков. В остальных случаях, ядра объединены высокоскоростной шиной обмена данными, общим контроллером памяти для плодотворной и оперативной работы с ОЗУ.

Зачастую кэш L1 каждого ядра – величина индивидуальная, а вот L2 может быть либо един для всех, либо также индивидуален для каждого блока. Однако в таком случае дополнительно используется уже кэш-память L3.

В теории 4-ядерные решения должны быть быстрее и мощнее в 2 раза, поскольку выполняют на 100% больше операций за такт (возьмем за основу идентичную частоту, кэш, техпроцесс и все прочие параметры). Но на практике ситуация меняется совершенно нелинейно.

Но здесь стоит отдать должное: в многопотоке вся сущность 4 ядер раскрывается в полной мере.

Почему 2-ядерные процессоры все еще популярны?

Если взглянуть на мобильный сегмент электроники, то можно заметить засилье 6-8 ядерных чипов, которые выглядят максимально органично и нагружаются параллельно при выполнении всех задач. Почему так? ОС Android и iOS – довольно молодые системы с высоким уровнем конкуренции, а потому оптимизация каждого приложения – залог успеха продаж девайсов.

С индустрией ПК ситуация иная и вот почему:

Совместимость. При разработке любого ПО разработчики стремятся угодить как новой, так и старой аудитории со слабым железом. На 2-ядерных процессорах делается больший акцент в ущерб поддержки 8-ядерных.

Распараллеливание задач. Несмотря на засилье технологий в 2018 году, заставить программу работать с несколькими ядрами и потоками ЦП параллельно все еще не просто. Если речь заходит за просчет нескольких совершенно разных приложений, то вопросов нет, но когда дело касается вычислений внутри одной программы – тут уже хуже: приходится регулярно просчитывать абсолютно разную информацию, при этом не забывая об успехе задач и отсутствии ошибок при вычислениях.

В играх ситуация еще более интересная, поскольку объемы информации разделить на равные «доли» практически нереально. В итоге получаем следующую картину: один вычислительный блок маслает на 100%, остальные 3 – ждут своей очереди.

Преемственность. Каждое новое решение основывается на предыдущих наработках. Писать код с нуля не только дорого, но и зачастую невыгодно центру разработки, поскольку «людям и этого хватит, а пользователей 2-ядерных чипов все еще львиная доля».

Взять к примеру многие культовые проекты вроде Lineage 2, AION, World of Tanks. Все они создавались на базе древних движков, которые способны адекватно нагрузить лишь одно физическое ядро, а потому здесь основную роль при вычислениях играет только частота чипа.Финансирование. Далеко не все могут позволить себе создать совершенно новый продукт, рассчитанный не 4,8, 16 потоков. Это слишком дорого, да и в большинстве случаев неоправданно. Взять к примеру ту же культовую GTA V, которая без проблем «съест» и 12 и 16 потоков, не говоря уже о ядрах.

Стоимость ее разработки перевалила за добрые 200 млн долларов, что само по себе уже очень дорого. Да, игра оказалась успешной, поскольку кредит доверия Rockstar в среде игроков был огромен. А если бы это был молодой стартап? Тут уже сами все понимаете.

Нужны ли многоядерные процессоры?

Давайте рассмотрим ситуацию с точки зрения простого обывателя. Большинству пользователей хватает 2 ядер по следующим причинам:

Можно ли играть на 2 ядрах? Да без проблем, что с успехом несколько лет доказывала линейка Intel Core i3 вплоть до 7-го поколения. Также огромной популярностью пользовались Pentium Kaby Lake, в которые впервые в истории внедрили поддержку Hyper Threading.Стоит ли сейчас покупать 2 ядра, пусть и с 4-мя потоками? Исключительно для офисных задач. Эпоха данных чипов постепенно уходит, да и производители начали массово переключаться на 4 полноценных физических ядра, а потому не стоит рассматривать те же Pentium и Core i3 Kaby Lake в долгосрочной перспективе. AMD так и вовсе отказалась от 2-ядерников.

Но если хочется сэкономить на игровом или домашнем ПК, не прогадав с производительностью, то сейчас самый мощный 2-ядерный чип от Intel – Pentium G5600. Хотя я все же рекомендую уровень i3 8100 или Ryzen 2200G. Выбор за вами. Не забывайте подписываться на обновления блога, до новых встреч.

Источник

2 ядра vs 4 на примере Core 2 Duo/Quad старого и нового поколения

На этот раз для апробации новой методики тестирования мы нарочно выбрали тему одновременно достаточно интересную и актуальную — но достаточно «академическую» и спокойную. В этой статье будет не так много новых процессоров, все четыре участника принадлежат к одному и тому же семейству Intel Core 2, и основные затронутые в данном тестировании вопросы не напоминают спор «кто сильнее?»

Среди участников всего два относительно новых процессора — Intel Core 2 Duo E7200 на ядре Wolfdale и Intel Core 2 Quad Q9300 на ядре Yorkfield. Интересующимся подробностями данных процессорных ядер мы можем порекомендовать нашу статью про процессор Core 2 Extreme QX9650, в которой описываются отличия ядра Yorkfield от более старого четырёхъядерного ядра Kentsfield. Что касается отличий Wolfdale от Conroe — то они вполне укладываются в приведенное в той же статье описание, за тем единственным исключением, что процессоры эти — двухъядерные.Аппаратное и программное обеспечение

Конфигурация тестовых стендов

* — в многоядерных процессорах — для одного ядра
** — если указано X x Y, подразумевается «X килобайт на каждое из Y ядер»
*** — у процессоров AMD — частота шины контроллера памяти
**** — у процессоров Intel и AMD указывается по-разному, поэтому сравнивать напрямую некорректно

Программное обеспечение

* — имеется в виду не сам факт порождения процессом более одного потока, а наличие двух или более одновременно активных потоков в процессе выполнения тестовТестирование

Необходимое предисловие к диаграммам

Форма представления результатов в используемой нами методике тестирования имеет две особенности: во-первых, все типы данных приведены к одному — целочисленным относительным баллам (производительность рассматриваемого процессора относительно Intel Core 2 Quad Q6600, если скорость последнего принять за 100 баллов), и, во-вторых, подробные результаты приводятся в виде таблицы в формате Microsoft Excel, в статье присутствуют только сводные диаграммы по классам бенчмарков. Тем не менее, иногда мы будем обращать ваше внимание на подробные результаты, если они того заслуживают.

Профессиональная группа тестов

Пакеты трёхмерного моделирования

В этой группе четырёхъядерные процессоры чувствуют себя внешне очень хорошо (преимущество над двухъядерниками впечатляет), но если обратиться к подробным результатам — становится понятнее, откуда оно берётся в среднем балле. Разумеется, за счёт тестов на скорость рендеринга. Ни для кого не секрет, что процесс рендеринга прекрасно распараллеливается на очень большое количество процессоров, и при этом достигаемый прирост близок к идеальному (по 100% на каждое новое ядро). Если обратиться к тестам на скорость интерактивной работы с приложениями для 3D-моделирования — то там, у четырёхъядерников всё не так радужно, и прирост скорости ограничивается цифрами в районе 10%.

CAD/CAM пакеты

Прекрасная иллюстрация абсолютной бесполезности 4-хядерных процессоров применительно к рассматриваемому в данной подгруппе ПО. Эффектней не придумаешь: E6600 имеет столько баллов, сколько Q6600, а E7200 — столько же, сколько Q9300. Выбор пользователя очевиден: «скромные» двухъядерники, желательно на новом ядре Wolfdale.

Компиляция

С одной стороны, нельзя сказать, что разницы между четырёхъядерными и двухъядерными процессорами нет, с другой — она не так велика. Мы отслеживали загрузку процессора во время компиляции данного проекта (а это около 30 минут), и заметили, что моменты, когда задействуются все четыре ядра — достаточно редки и коротки, а паузы между ними, когда реально работает всего одно ядро — наоборот, довольно продолжительны. Однако проект, с точки зрения современного стиля написания программ на C++, довольно типичный — видимо, и особенности его компиляции достаточно типичны.

Профессиональная работа с фотографиями

Второй тест, в котором четырёхъядерные процессоры смогли «разгуляться вволю». В среднем 30% выигрыша дают четыре ядра по сравнению с двумя! Разумеется, кто-то может возразить, что, дескать, в идеале эта цифра должна быть близка к 100%… Однако будем реалистами: на нынешний день, даже 30% — очень хорошая цифра, и очень редкая.

Научно-математические пакеты

Научно-математическое ПО не блещет оптимизированностью под четырёхъядерники: даже если обратиться к подробным результатам, видно, что максимум, который можно получить от дополнительной пары ядер — это прирост производительности порядка 10%.

Веб-сервер

Поскольку мы используем два бенчмарка, один из которых (PHP Calculator) более ориентирован на многопоточность, другой (PHPSpeed) редко задействует даже два ядра — соответственно, средний балл представляет собой нечто среднее между этими двумя крайностями. Действительно — в PHP Calculator 4-хядерные процессоры получают почти 100% прироста быстродействия, а в PHPSpeed в основном «играет» производительность одиночного ядра как такового.

Общий «профессиональный» балл

Любительская/домашняя группа тестов

Архиваторы

Вторая группа тестов, в которой победа нового ядра над старым вызывала у нас сильные сомнения, так как архиваторы, так как и компиляторы, очень любят большой кэш. Однако сомнения оказались напрасными: даже с меньшим объёмом L2, новое ядро Wolfdale/Yorkfield выступило вполне достойно. На диаграмме его представители даже впереди — но не будем забывать, что у них и частота больше. Мы бы сказали, «боевая ничья». Извлечь хотя бы минимальную пользу из четырех ядер способен, похоже, один только WinRAR (см. подробные результаты).

Кодирование медиаданных

Смешной результат: в кодировании медиаданных двухъядерник на новом ядре почти догнал четырёхъядерник на старом! Достаточно красноречивая иллюстрация состояния дел в данном классе ПО. Обращение к таблице с подробными результатами выявляет два кодека, которые с различной степенью успешности, но всё-таки способны задействовать четыре ядра: это DivX (хотя результат мало впечатляет) и x264 (прекрасный результат — почти 2-кратное ускорение при переходе с 2 ядер на 4).

Если посмотреть табличку с подробными результатами, можно достаточно легко выявить основных «чемпионов» истинно многоядерной (не ограничивающейся двумя ядрами) оптимизации. Это две игры: Unreal Tournament 3 (выигрыш четырёхъядерника у аналогичного по характеристикам духъядерника — от 26 до 40 процентов) и World in Conflict (в среднем, у четырёхъядерников 12% выигрыша). Остальные намного скромнее, хотя можно выделить Crysis (в среднем 5% выигрыша у четырёхъядерников) и Call of Duty 4 (почему-то разница между 4- и 2-ядерниками видна только у процессоров со старым ядром). Те 7 баллов преимущества, которые видны на диаграмме со сводным баллом в парах E6600/Q6600 и E7200/Q9300 — заслуга практически исключительно Unreal Tournament 3. Остальные игры загрузить работой процессор с четырьмя ядрами практически не в состоянии.

Любительская работа с фотографиями

Четырёхъядерники впереди, и если подсмотреть в таблицу с подробными результатами, сразу ясно, почему: превосходная многопоточная оптимизация Paint.NET позволяет в данном тесте четырёхъядерным процессорам выигрывать у двухъядерных чуть ли не в два раза. Однако учтите: во всех прочих приложениях существенной пользы от дополнительных двух ядер не наблюдается.

Общий «любительский» балл

В парах «двухъядерник — двухъядерник» и «четырёхъядерник — четырёхъядерник» мы наблюдаем практически идентичную картину, которая наглядно иллюстрирует преимущество новых ядер над старыми: Q6600 проиграл 6 баллов Q9300, E6600 проиграл 6 баллов E7200. В парах «старый двухъядерник — старый четырёхъядерник» и «новый двухъядерник — новый четырёхъядерник» ситуация полностью аналогичная: и там и там превосходство четырёхъядерников в 9 баллов. Много это или мало? Зависит от того, готовы ли вы заплатить за эти 9 баллов как минимум в полтора раза больше… Единственное, что мы можем уверенно констатировать, так это то, что в «профи»-балле преимущество четырёхъядерников над двухъядерниками на один балл больше, чем в «домашнем». Что, впрочем, не удивительно: тяжёлые задачи любят «тяжёлые» процессоры.

Предположительное энергопотребление*

* — на самом деле, замеряется не энергопотребление процессора, а энергопотребление VRM на системной плате, поэтому полученные нами значения могут отличаться в большую сторону, так как КПД VRM не равен 100%.

В состоянии покоя

Результаты E7200 и Q9300 особенного удивления не вызывают — понятно, что процессоры, произведенные по 45-нанометровой технологии, будут потреблять меньше, чем 65-нанометровые. Однако одно особенно эффектное сопоставление впечатляет: больший по частоте 4-ядерный Q9300 потребляет в состоянии покоя меньше, чем меньший по частоте и к тому же 2-ядерный E6600.

В состоянии 100% нагрузки

Ситуация повторяется: четырёхъядерник на новом ядре Yorkfield и под 100% нагрузкой всё равно потребляет меньше, чем двухъядерный Conroe.Заключение

Новое ядро, что очевидно, оказалось существенно шустрее старого. Основными «пострадавшими» в данном случае оказались старые четырёхъядерные процессоры Kentsfield: и так не очень большое количество ПО умеет задействовать все четыре ядра, а тут ещё обновились двухъядерные процессоры, да так, что сравнимый по частоте с четырёхъядерным Kentsfield двухъядерный Wolfdale, оказывается в среднем вполне сравним с ним и по производительности (что такое 3% разницы в производительности при более чем полуторакратной разнице в цене. ) Впрочем, две группы пользователей могут не беспокоиться за свои вложения: те, кто работает с пакетами трёхмерного моделирования и Adobe Photoshop. В этих программах четыре ядра выигрывают у двух практически всегда.

При взгляде на финальную диаграмму, становится очевидно, что радикальным образом ситуация не изменилась: двухъядерные Core 2 (особенно Wolfdale) по-прежнему остаются наиболее разумным выбором в рамках данного семейства, четырёхъядерники имеет смысл брать исключительно под конкретное приложение — при этом будучи на 100% уверенным в том, что данное приложение сможет эффективно задействовать все четыре ядра. И даже привлекательные цены на нижние модели вряд ли могут являться существенным аргументом в пользу выбора четырёхъядерника, если вы не на 100% уверены в том, что его производительность в нужном вам ПО оправдает ваши надежды.

Если вы не тестировали свои конкретные задачи на предмет ускорения от перехода с двух ядер на четыре, и не получили в результате однозначно положительного, весомого ускорения — то, скорее всего, поддавшись на веяния моды, существенного прироста от использования четырёхъядерника вместо двухъядерника, вы сегодня не получите. Общая тенденция на данный момент именно такова. А частности, её опровергающие — именно что частности. Их преимуществами пользуются те, кто вполне определённо знают, что именно они хотят от процессора, и насколько их «любимые» приложения в состоянии его задействовать.

Собственно, если вспомнить недавнее прошлое — такая ситуация была в самом начале триумфального шествия двухъядерных процессоров. Всё повторяется…

Источник

Что лучше двухъядерный или четырехъядерный процессор и чем они отличаются?

Сложно представить, как бы выглядела наша жизнь, не будь у нас компьютеров. А ведь было время, когда они занимали площадь целого дома, а специалисты были уверены, что они будут востребованы лишь парой-тройкой университетов. К счастью, с созданием микропроцессоров, которые позволили значительно уменьшить размеры вычислительных машин, началась подлинная революция во всех сферах жизнедеятельности человека.

Причем рост потребности людей во все более мощных компьютерах шел рука об руку с увеличением тактовой частоты микропроцессора, так как это самый простой способ повысить их общую производительность. Но у этого пути есть один значительный минус: микропроцессор требует для себя все больше и больше энергии, при этом неимоверно разогреваясь и нуждаясь в повышенном охлаждении. В конце концов это завело инженеров и конструкторов в технологический тупик.

Двухъядерный процессор

Выход был найден совершенно нетривиальный: вместо одного ядра вычисления было решено создать несколько. Естественно, что самым первым стал двухъядерный процессор, выпущенный в начале нулевых. Благодаря такой архитектуре появилась возможность разделить задачи на несколько потоков и решать их параллельно, за счет чего и достигалось повышенная эффективность таких компьютеров, а энергетическая нагрузка снималась за счет уменьшения тактовой частоты.

Четырехъядерный процессор

Следующим логическим шагом стало появление процессоров уже с четырьмя ядрами. Интересно, что с ростом количества ядер значение тактовой частоты не имело уже такой большой роли, а количество потребляемой электроэнергии значительно снизилось.

В классическом одноядерном компьютере иллюзия многозадачности достигалась с помощью одного хитрого фокуса: компьютер выполнял несколько задач, постоянно переключаясь с одной на другую. Это весьма похоже на нерадивую хозяйку, которая должна успеть сварить обед, навести порядок в доме и сходить за покупками – и все это за совершенно небольшой промежуток времени. Вот и будет она метаться от одного к другому, при этом ничего не успевая.

Но если ей на помощь придут ее подруги, то дело пойдет значительно лучше. Каждая возьмет на себя одно дело и вместе они закончат все домашние занятия в установленный срок.

Эта аналогия хорошо помогает понять принципиальное отличие одноядерного процессора от многоядерного.

Общие характеристики

Процессор на интегральных микросхемах, или микропроцессор – это сердце и мозг компьютера. Без него любое внешнее устройство лишь груда ненужного железа и ничего более.

Представляет он собой полупроводниковый кристалл, на котором с помощью специального метода планарной технологии напечатана микросхема. Состоит из нескольких компонентов, которые являются обязательными:

Так где же здесь должны быть ядра? Для того чтобы ответить на этот вопрос, воспользуемся аналогией. Представим себе квартиру в жилом доме, которая будет выступать в качестве процессора. В таком случае одна комната будет ядром. Таким образом, квартира-процессор всегда одна, а вот комнат-ядер может быть несколько.

Однако сейчас существуют технологии, позволяющие компьютеру создавать виртуальные ядра, увеличивая тем самым свою производительность. Называется она Hyper-Threading (HT) и позволяет создавать по одному дополнительному виртуальному ядру на каждое физическое. Конечно, в паре они никогда не смогут приблизиться к производительности двух физических, но, тем не менее, ощутимо мощнее, чем одно.

Сравнение и чем отличаются

Конечно, наблюдается прямая зависимость между количеством ядер микропроцессора и ценой на него. Поэтому при выборе типа процессора стоит четко представлять себе те задачи, для решения которых он будет использован: серфинг в интернете и просмотр видео, компьютерные игры, и тому подобное.

Важной характеристикой процессора является энергоэффективность, которая зависит от тактовой частоты, количества ядер и потребляемой мощности электроэнергии. Конечно, это не будет определенное значение, которое можно измерить, но, сравнив несколько процов по этим критериям, можно составить себе мнение о них.

Области применения

В настоящее время одноядерные процессоры уже не выпускаются, давно канув в Лету. Будущее – за многоядерными микропроцессорами, но при этом нужно подходить к их выбору трезво и максимально практично.

Однако хитрые маркетологи не сидят сложа руки и агитируют покупать микропроцессоры с максимальным количеством ядер, обещая просто невероятное повышение производительности. Но какой прок от покупки мощного спотркара, если на машине вы будете ездить максимум до ближайшего супермаркета?

Другое дело, если ваша работа будет связана с весьма специфичным программным обеспечением, которое требует больших вычислительных мощностей. К примеру, это монтаж видео, или безумно требовательные к «железу» компьютерные игры.

Источник