Процессоры Intel Core 2 Duo E8400 и Intel Core i7-3770K. Их характеристики и сравнение

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

 

«НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Р.Е. АЛЕКСЕЕВА»

АРЗАМАССКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)

 

 

 

 

Доклад на тему:

Процессоры Intel Core 2 Duo E8400 и Intel Core i7-3770K.

Их характеристики и сравнение.

 

                                                                                                  

                  

 

Подготовили:

                                                        Студенты группы АСИ 12-1

Слизов Д.В.

Шокуров А.

 

 

 

 

Арзамас 2014

Содержание:

1.Общая информация о  процессорах, их основные характеристики.

2.Описание программ, с  помощью которых производился  тест.

3.Результаты тестов.

4.Вывод

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Общая информация о процессорах, их основные характеристики.

Любые статьи, посвящённые интеловским процессорам, принято начинать с рассказа о принципе «тик-так». У кого-то даже может сложиться впечатление, что Intel действительно неизвестно зачем слепо следует этому эмпирическому правилу. Однако в реальности все шаги по разработке и внедрению новых микроархитектур и новых производственных технологий делаются по другим законам – законам бизнеса.

Intel Core 2 Duo E8400

В данном случае рассматривается процессор Intel на 45 нм ядре Wolfdale. Данный процессор является двухядерником.

Основные улучшения, которые были сделаны по сравнению с 65 нм семейством Conroe:

• производство по 45 нм техпроцессу;

• уменьшение энергопотребления и тепловыделения;

• увеличение объема кэш-памяти L2 до 6 Мб;

• введение поддержки набора инструкций SSE4.1;

• оптимизация и улучшение исполнительных узлов.

Кроме того, процессор поддерживает ряд фирменных технологий:

• Enhanced Halt State (C1E) отключает некоторые блоки процессора во время его бездействия, тем самым уменьшая энергопотребление и тепловыделение;

• Enhanced Intel Speedstep Technology позволяет уменьшать напряжение питания и тактовую частоту во время низкой нагрузки на процессор;

• Execute Disable Bit – поддержка программно-аппаратного механизма защиты от переполнения буфера, механизма используемого многими вредоносными программами для нанесения ущерба или проникновения в систему;

• Intel Thermal Monitor 2 – слежение за температурой процессора и в случае его перегрева введение комплекса мер, таких как пропуск тактовых импульсов, снижение тактовой частоты и рабочего напряжения, предотвращающих выход системы из строя.

• Intel Virtualization Technology дает возможность виртуальным машинам получать доступ к аппаратным ресурсам.

В Core 2 Duo, как и в первом Core Duo, используется общий кэш второго уровня, к которому оба ядра имеют равноправный доступ. Почему же приняли именно такое решение?Если каждое ядро имеет собственный кэш второго уровня, а для связи ядер используется внутренняя шина. Разумеется, решение не самое удобное в том случае, когда одному ядру надо получить данные, содержащиеся в кэше другого ядра – ведь нередко ядра работают над одной и той же задачей, просто выполняя разные её части. Отсюда неминуемые задержки в доступе к информации, а также такие неприятности, как простой одного из ядер по той причине, что его кэш полностью заполнен данными, которые всё ещё нужны второму ядру.

Логичное решение этой проблемы – использование общей кэш-памяти. И именно таким образом работает Core 2 Duo.(Рис. 1)

 

L2  Cashe  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1

Также акцентирую свое внимание на кэш-памяти 2 уровня, обладающей однокристальной реализацией. Однокристальная (On Die) реализация обладает практически неограниченным быстродействием, – поскольку длины проводников, соединяющих кэш второго уровня с Блоком Интерфейсов с Шиной относительно невелики, кэш свободно работает на полной процессорной частоте(full-speed).Также кэш-память второго уровня поддерживает технологию ECC – алгоритм, позволяющий исправлять 1-битные ошибки и определять 2- битные.

       Далее хотелось бы представить основные характеристики процессора, где они наглядно изображены с помощью утилиты “CPU-Z”(Рис.2) и программы “EVEREST Ultimate Edition”(Рис.3)

Рис. 2

Рис. 3

 

Процессор поддерживает следующие инструкции:

x86 — это CISC-архитектура. Доступ к памяти происходит по «словам».  Современные процессоры включают в себя декодеры команд x86 для преобразования их в упрощённый внутренний формат с последующим их выполнением.

MMX - Дополнительный «мультимедийный» набор инструкций, выполняющих по несколько характерных для процессов кодирования/декодирования потоковых аудио/видеоданных действий за одну машинную инструкцию.

SSE—набор инструкций, разработанный Intel и впервые представленный в процессорах серии Pentium III. Поддерживает вычисления с плавающей точкой. 

SSE2 - Производит потоковые вычисления с вещественными числами двойной точности. Кроме того, добавлены инструкции, аналогичные расширению MMX, работающие с регистрами SSE.

SSE3 -  Если говорить более конкретно, добавлены команды сложения и вычитания нескольких значений, хранящихся в одном регистре. Эти команды упростили ряд DSP и 3D-операций. Существует также новая команда для преобразования значений с плавающей точкой в целые без необходимости вносить изменения в глобальном режиме округления.

SSSE3 - Дополнение к SSE3 для работы с упакованными целыми. Новыми в SSSE3, по сравнению с SSE3, являются 16 уникальных команд, работающих с упакованными целыми. Категории новых инструкций: работа со знаком, сдвиги, перемешивание байт, умножения, горизонтальные сложения и вычитания целых.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Intel Core i7-3770K

Intel перенесла большую часть технологий Sandy Bridge в новую архитектуру, что позволило разработчикам уделить больше внимания переходу с технологического процесса 32 нм на 22 нм. Поэтому возможности IA ядра Ivy Bridge очень похожи не ядро предыдущего поколения.

Пониженное энергопотребление, предположительно пониженное выделение тепла, уменьшенный размер кристалла, уменьшенные затраты на производство, всё это характерно для нового 22-нанометровго дизайна Ivy Bridge.

 

Ivy Bridge: 1.4 миллиардов  транзисторов; 160 квадратных миллиметров

 

Обновленная версия транзистора отличается использованием тонкой кремниевой пластины, покрытой High-K диэлектриком и установленной перпендикулярно субстрату. Прохождение тока в этом случае контролируется тремя затворами, расположенными на гранях пластины. Такое усовершенствование при уменьшении геометрических размеров транзисторов обеспечивает максимальную величину тока во включенном состоянии и приближенную к нулю — в выключенном. В результате не только ускоряется переключение, но и уменьшаются паразитные токи утечки.

Практическим результатом усовершенствований в технологическом процессе является возможность беспрепятственного снижения их рабочего напряжения и, как следствие, соответствующее падение тепловыделения. Так, с вводом 22-нм техпроцесса Intel уменьшает напряжение питания своих процессоров примерно на 0.2 В, что на практике выливается примерно в 20-процентное падение энергопотребления и тепловыделения.

В большей степени расширение связано с увеличением исполнительных блоков – программируемых шейдеров, отвечающих за графическую обработку, которые, как утверждает Intel, увеличивают графическую производительность вдвое. Движок HD Graphics 3000 в Sandy Bridge использовал двенадцать таких блоков, а в движке HD Graphics 4000 архитектуры Ivy Bridge их количество увеличено до шестнадцати. HD Graphics 4000 теперь поддерживает DirectX 11, вывод на три дисплея одновременно.

 

 

 

 

Ключевые улучшения:

• Внедрён новый подход к управлению тепловыделением: конфигурируемый TDP;
• Графическое ядро Ivy Bridge получило дополнительные исполнительные устройства и поддержку DirectX 11;
• Технология Quick Sync обновлена до второй версии; (Инновации не обошли стороной и технологию Quick Sync. Её вторая версия обещает не только возросшую производительность, но и дополнительные функции, обеспечивающие улучшение качества кодирования. Параллельно изменения претерпел и аппаратный видеодекодер. Его мощности рассчитаны теперь на одновременное воспроизведение не менее 16 видеопотоков высокого разрешения, и к тому же он сможет работать с пост-Full HD-видеоконтентом в формате 4096x2304.)
• В процессоре добавился встроенный аппаратный генератор случайных чисел и защита ОС от атак типа «повышение привилегий»;
• Контроллер памяти получил поддержку более скоростной и низковольтовой памяти;
• Встроенный в процессор контроллер PCI Express получил поддержку PCI Express 3.0.

 

При этом принципы построения процессоров с микроархитектурой Ivy Bridge остались такими же, как и у Sandy Bridge. Так же как и предшественники, новые процессоры базируются на едином полупроводниковом кристалле, включающем одновременно вычислительные и графическое ядра. Кеш третьего уровня сохранил модульную структуру и доступен для всех процессорных блоков, включая графическое ядро. На своём месте в процессоре остались интегрированные контроллеры памяти и шины PCI Express. А все перечисленные составные компоненты CPU объединены в единое целое хорошо зарекомендовавшей себя кольцевой шиной.

Также, осталась без изменений и шина DMI 2.0, предназначенная для коммуникаций между процессором и чипсетом. Это означает, что Ivy Bridge может работать в тех же LGA 1155 системах, что и Sandy Bridge безо всяких ограничений. Конечно, вместе с новинками Intel предлагает использовать новые наборы логики седьмой серии во главе с Z77, однако острой необходимости в этом нет, а тот же Z77 отличается от предшествующего Z68, главным образом, внедрением шины USB 3.0.

Остальная компоновка выглядит знакомо. Учитывая, что архитектура ориентирована на массовость, в Core i7-3770K используется четыре ядра, технология Hyper-Threading, 8 Мбайт общего кэша L3 поделены на четыре части по 2 Мбайт каждая.

Каждое ядро использует 32 кбайт кэша для данных и инструкций, наряду с 256 кбайт кэша L2. Кроме того, четырёхъядерные модели, такие как Core i7-3770K, используют 8 Мбайт общего кэша последнего уровня. (Кэш третьего уровня используется в многопроцессорных системах как буфер между кэшем 2 уровня (кэш 2 уровня в свою очередь буфер для 1 уровня) и оперативной памятью. Отсутствие или недостаток буферной памяти приводят к задержкам обработки информации, к простоям в работе ЦП и в конце концов - тормозам в системе. Кэш 3 уровня используется всеми ядрами процессора, т. е является общим. Он позволяет производить параллельную обработку данных несколькими ядрами, что является основополагающим в идее многопроцессорности)

Далее хотелось бы представить основные характеристики процессора, где они наглядно изображены с помощью утилиты “CPU-Z” и программы “EVEREST Ultimate Edition”

 

Процессор поддерживает следующие инструкции:

SSE4 - состоит из 54 инструкций, 47 из них относят к SSE4.1 (они есть в процессорах Penryn). Полный набор команд (SSE4.1 и SSE4.2, то есть 47 + оставшиеся 7 команд) доступен в процессорах Intel с микроархитектурой Nehalem, которые были выпущены в середине ноября 2008 года и более поздних редакциях.

AVX - Подходит для интенсивных вычислений с плавающей точкой в мультимедиа программах и научных задачах. Там, где возможна более высокая степень параллелизма, увеличивает производительность с вещественными числами.

AES (Advanced Encryption Standard) — расширение системы команд x86 для микропроцессоров, предложенное компанией Intel в марте 2008. Целью данного расширения является ускорение приложений, использующих шифрование по алгоритму AES.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Описание программ, с помощью которых производился тест.

Программы архивирования

7-Zip это программное обеспечение с открытым кодом. Вы можете использовать 7-Zip на любом компьютере, включая компьютеры коммерческих организаций. 7-Zip использует многопоточность и позволяет задействовать для сжатия, в зависимости от алгоритма или формата, различное количество потоков. При создании архивов, в которых файлы могут сжиматься независимо друг от друга, программа может использовать до 8 потоков одновременно. Для алгоритма сжатия LZMA архиватор одновременно может использовать до 2 потоков. 

Для запуска теста необходимо воспользоваться пунктом меню Сервис - Тестирования производительности. После выбора данного пункта меню появится окно тестирования ПК. По умолчанию программа сама корректно определяет количество ядер и потоков в установленном у вас процессоре. Разработчики 7Zip для Windows 7 рекомендуют запустить тест производительности сразу после установки программы для того, чтобы быть уверенным в её работоспособности на данном компьютере.

Пакеты трёхмерного моделирования

Этот класс программ традиционно относится к ресурсоёмкому программному обеспечению, используемому, как правило, профессионалами. Пакеты трёхмерного моделирования в режиме рендеринга дают высокую нагрузку на процессор, в режиме интерактивной работы — на подсистему процессор-память и 3D-акселератор. Практически все пакеты трёхмерного моделирования требуют достаточно большого (выше, чем на усреднённом десктопе) объёма ОЗУ. К быстродействию дисковой подсистемы, как правило, малокритичны. Умеют задействовать все процессоры, установленные в системе. 

3dmark vantage - Наиболее  известная программа тестирования  производительности, ставшая де-факто  стандартом и точкой отсчета  в измерениях игровых возможностей  видеокарт. Основную популярность  программе обеспечило ведение единой базы данных по результатам бенчмарка на сайте разработчика. Включает в себя тесты производительности, имитирующие реальную игру, синтетические тесты возможностей видеокарты, тесты центрального процессора.

Производительность центрального процессора (CPU): CINEBENCH

При прохождении теста используется вся мощь Вашей системы для просчёта фотореалистичных трёхмерных сцен (сцена взята из анимации «No Keyframes» созданной студией AixSponza). В этой сцене применяются различные алгоритмы, с помощью которых можно подвергнуть все доступные ядра процессора полной нагрузке.  
 
Фактически, CINEBENCH может измерять системы имеющие до 256-ёх потоков. Тестовая сцена содержит в себе приблизительно 2.000 объектов состоящих из более 300.000 полигонов. С цене используются чёткие и размытые отражения, поверхностные источники света и тени, процедурные шейдеры, антиалиазинг и многое другое. Результат выдаётся в очках (pts). Чем больше номер, тем быстрее Ваш процессор.

LinX – это абсолютно бесплатная программа, которая предназначена для тестирования стабильности работы процессоров. Она работает с довольно известным тестовым пакетом Intel Linpack. LinX обладает удобным, понятным и простым интерфейсом. На данный момент присутствует два языка – русский и английский. Обнаружив ошибку, программа даст пользователю возможность исправить её, временно остановив тестирование. Присутствует функция автоматического контроля ошибок. Возможна работа с процессорами от компании Intel и AMD. Во время тестирования, приложение автоматически определяет объем доступной оперативной памяти, используя все доступные ресурсы. Это помогает завершить тестирование настолько быстро, насколько это возможно.  

LinX работает как с 32-х  битными системами, так и с 64-х  битными. Для каждой версии операционной  системы нужна своя версия Intel Linpack. Настройки последнего тестирования  сохраняются, экономя ваше время. Все события (завершение тестирования, обнаружение ошибок и так далее) сопровождаются звуковыми сигналами. Присутствует расчет времени  до окончания тестирования. Значения  температуры, оборота вентиляторов, напряжения возможно импортировать  с программ мониторинга системы  вроде Speedfan и Everest. LinX сам построит  графики. Можно делать скриншоты  графиков, сохраняя их в формате PNG. В новых версиях программы  можно ставить тестирование только  на определенный промежуток времени, по завершении которого оно  будет остановлено.

Программа-кодек

Lame- программа, способная выполнять преобразование данных или сигнала.

Кодеки могут как кодировать поток/сигнал (часто для передачи, хранения или шифрования), так и раскодировать — для просмотра или изменения в формате, более подходящем для этих операций. Кодеки часто используются при цифровой обработке видео и звука.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Результаты тестов.

7-Zip архиватор

Intel Core 2 Duo E8400(Рис.4) и Intel Core i7-3770K(Рис. 5)

 

Рис. 4

Рис. 5

3D-Mark vantage

Intel Core 2 Duo E8400(Рис.6) и Intel Core i7-3770K(Рис. 7)

 

Рис. 6

 

Рис. 7

Cinebench R15(производительность процессора)

Intel Core 2 Duo E8400(Рис.8) и Intel Core i7-3770K(Рис. 9)

 

Рис. 8

 

Рис. 9

 

 

LinX 0.6.5

Intel Core 2 Duo E8400(Рис.9) и Intel Core i7-3770K(Рис. 10)

Рис. 9

Рис. 10

 

 

 

 

Lame mp3

(Рис. 11)

Рис. 11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Вывод:

На основании всех тестов и информации, взятой из сторонних источников мы сделали вывод, что процессор Intel Core i7-3770K несомненно превосходит по производительности Core 2 Duo E8400 пятилетней давности. В программах, на которых мы производили тест данные процессор показал результат на порядок выше.Причиной тому является наличие 4-х ядер на Core-i7 ( против 2 ядер Core 2 Duo),к тому же при большей тактовой частоте. Необходимо добавить также , что Core i7 поддерживает технологию Hyper-threading, и это в свою очередь позволяет обрабатывать каждому из 4 ядер по 2 потока. Поэтому в Core i7 имеется 8 логических ядер.Все программы были оптимизированы на работу с несколькими ядрами, поэтому Core i7 показал такие высокие результаты. Данный процессор хорошо бы подошел для серверных машин из-за его способности обрабатывать большое кол-во потоков одноврменно.Но и в программах, не оптимизированных на несколько ядер Core i7 должен также показать хорошие результаты , вследствие внедрения технологии Turbo-Boost, благодаря которой возможен автоматический разгон одного или нескольких ядер до частоты выше номинальной, если мощность, потребляемый ток и температура не превышают максимальных значений. Но в данных программах Core 2 Duo мог бы побороться за лидерство из-за больших возможностей разгона.(мощность всего 65 Wt против 77 Wt Core i7).