Энергопотребление процессоров. Энергоэффективные процессоры — есть ли от них польза? Тепловыделение процессоров и отвод тепла
Включает в себя основные модели интерьерных элементов. Это и стекло, металл, керамика, шторы, мебель, комнатные растения, домашние животные и, конечно, люди.
Значительная доля двухмерных моделей представляет собой разные стили декорирования внутри помещений. Это обширный список от барочного стиля до раннего модерна. Эта библиотека будет полезна для архитекторов, дизайнеров и всех тех, кто работает в 3ds Max.
Если вас удивляет, что в трехмерной программе представлены двухмерные объекты, не волнуйтесь! Компьютерные объекты могут быть плоскими. Процесс моделирования упрощен до того, что при достаточном овладении программой, вы сможете сделать 3d модель любого объекта. От мебели до растений.
Разумеется, для начинающих пользователей зачастую осложнена работа с 3d объектами, в связи с их "тяжестью". Они настолько "перегружают" проект, что работать становится практически невозможно.
Вот тут и пригодятся 2d-модели. Они одновременно сочетают удобства компьютерной модели с фотографической точностью первоосновы. Форматы 2d моделей: aco, 3ds и max.
Рендер, плагин и модуль из 3Ds Max
Людям, которые мало знакомы с трехмерным моделированием в сфере дизайна, может казаться, что выбор инструментов, а таких графических программах как Softimage|XSI, 3ds Max Design, Maya , Lightwave3d и других так велик, что позволяет быстро проводить самое сложное моделирование, любой формы с любым трехмерным эффектом или анимацией. Но такое никогда не скажет профессиональный 3d дизайнер или аниматор.
Конечно, теоретически средств моделирования в распоряжении дизайнера вполне достаточно, чтобы создать любую трехмерную фантазию. Но путь к достижению такой цели может быть различным. Для каждого случая один и тот же инструмент может быть полезен не в одинаковой степени: в чем-то поможет добиться результата за несколько минут, а в чем-то – займет часы и дни.
Для того, чтобы не "палить из пушки по воробьям", существуют разнообразные скрипты, дополнения, позволяющие расширить возможности стандартного пакета программы. В 3Ds Max таких дополнений великое множество, десятки и сотни плагинов, упрощающих работу с программой.
Начинающему пользователю 3Ds Max будет, разумеется, нелегко разобраться во всем этом море программ и дополнений, определить нужные и оптимальные способы работы. Эта статья написана именно для таких пользователей, она описывает популярные дополнения и их назначение.
Тут мы не будем рассматривать подключаемые визуализаторы. Эти плагины в 3Ds Max позволяют найти альтернативные способы просчета изображений, визуализируют разнообразные эффекты, которые в стандартном редакторе просчитать нельзя. Это сложные модули с огромным количеством вспомогательных инструментов и настроек.
Даже если просто перечислять все возможности разных визуализаторов, типа Maxwell, Render, Vray и Final, одной статьи будет мало. Само собой, мы рассчитываем рассказать и об инструментах визуализации, просто в следующий раз.
Как установить плагины
Создают плагины разные разработчики – как коммерческие фирмы, так и энтузиасты-одиночки. Чаще всего плагин снабжается мастером установки, тогда его запуск является минутным делом, простым для всех. Но если разработчик не вставил в свой плагин мастера, что не редкость в бесплатно распространяемых дополнениях, с установкой могут возникнуть трудности. Хотя на самом деле установить плагин всегда несложно.
Для этого сначала убедитесь, что версия 3ds Max, установленная на вашем компьютере, будет совместима с данным плагином и подходит ли он для работы в 32 или 64-битовой ее версии. Дополнения, созданные для 32-битовой версии 3ds Max, не будут работать в 64-битовой и наоборот. С прошлого года помимо 3ds Max, есть еще специальная программа 3ds Max Design.
Дополнительные модули упакованы в библиотечные файлы dll с разными расширениями, в зависимости от свойств:
Дополнительный объект dlo;
Модификатор dlm;
Визуализатор dlr;
Текстура dlt;
Утилита dlu;
Использование изображения (экспорт или импорт графических форматов) bmi;
Сохранение файлов bms;
Контроллеры управления анимацией объекта dlc;
Экспорт файлов max в другие форматы dle;
Импорт шрифтов dlf;
Импорт других форматов в max формат dli;
Вспомогательный объект dls;
Эффекты постобработки flt;
Сценарии mse.
Итак, если выбранный плагин не оснащен мастером установки, действуйте следующим образом:
- Закройте 3ds Max, если она запущена.
- Распакуйте архив модуля.
- Найдите файл библиотеки с каким-нибудь расширением из вышеперечисленного списка.
- Скопируйте его в папку C:Program FilesAutodesk3ds Max plugins.
Запустите 3ds Max.
Библиотеки 3ds Max
Процесс разработки сцен, создание проекта облегчается наличием библиотеки материалов. В ней вы можете выбрать готовый объект, скорректировать его и вставить в проект. Библиотека содержит большое количество часто используемых объектов, так что шанс найти нужный очень высок. Это значительно упрощает работу, исключая необходимость каждый раз с нуля создавать нужный материал.
Удобная библиотека шаблонов расположена на вашем жестком диске в файле.mat. При первой инсталляции 3ds Max автоматически устанавливается библиотека AecTemplates.mat. Она содержит типовые архитектурные материалы. Также загружается стандартная библиотека 3ds Max, содержащая такие категории файлов:
Фоны Backgrounds;
Кирпичные кладки Bricks;
Поверхность земли Ground;
Металлы Metal;
Космос Space;
Дерево (Wood);
Камни (Stones).
Так же, помимо этого, при установке загружаются библиотеки различных архитектурных материалов, которые хранятся в папке 3ds max, директория materiallibraries (в версии 3ds max 2008) или в matlibs (более ранние версии).
Как пользоваться библиотекой
Чтобы воспользоваться библиотекой материалов, нужно проделать сумму действий:
- Откройте редактор 3ds max (путь Rendering -Material Editor или кликнув М, выберите в поле Browse From вкладку Mlt Library).
- Затем в редакторе кликайте по Get Material, открывая окно навигатора текстур и материалов, Material/Map Browser. Если вы не настраивали другое, откроется файл 3dsmax.mat.
- Если вам нужна другая библиотека, жмите в File вкладку Open.
- В открывшемся окне Open Material Library выбирайте нужную вам библиотеку, и в списке материалов Material/Map Browser выбирайте.
Плагины 3Ds Max
Плагин V-Ray является мощным инструментом для визуализации. Он поддерживает глубину резкости Depth of Field, эффекты размытого изображения в движении Motion Blur, карту смещения с увеличенной трехмерной детализацией объектов Displacement.
Помимо этого, V-Ray располагает своими источниками освещения, системой небосвод/солнце для естественного освещения и камеру с аналогичными реальным видео- и фотокамерам параметрами.
Vray Proxy – система, позволяющая просчитывать огромные массивы однородных объектов, насчитывающих десятки миллиардов полигонов. Шейдеры, встроенные в программу, позволяют имитировать почти любой материал.
V-Ray SDK программирует и собственные шейдеры, и адаптирует программу под особые задачи. Просчитывает отдельные элементы изображения по каналам глубина, преломление, отражение, тени, диффузный цвет, альфа и другие. С ее помощью вы получаете возможность разнообразных постобработок при монтаже и композитинге.
В процессе разработки сцены, создания своего проекта, легче пользоваться библиотекой материалов, чтобы брать готовые и часто используемые материалы, с последующей их корректировкой, чем создавать каждый раз новые. Именно для того разработчики 3ds макса и создали удобную систему библиотек материалов, которые физически расположены на вашем жестком диске в ввиде файла с расширением
.mat
. Когда вы инсталлируете первый раз 3ds Max, вместе с пакетом автоматически устанавливается готовая библиотека шаблонов под именем
AecTemplates.mat
, которая предназначенна для создания типовых материалов для архитектуры и стандартная библиотека материалов 3ds Max, которая содержит следующие необходимые категории:
- Backgrounds (фоновые изображения);
- Bricks (кирпичная кладка);
- Ground (земля);
- Metal (металлы);
- Sky (небо);
- Space (космос);
- Stones (камень);
- Wood (дерево).
Вместе с этими библиотеками при установке 3ds Max устанавливаются еще и библиотеки архитектурных материалов которые вы можете найти в установочной папке макс-а, в директории materiallibraries (в случае с 3ds max 2008) или в папке matlibs (в более ранних версиях макс-а).
Доступ к библиотеке материалов.
Чтобы открыть библиотеку материалов нужно:
1. Открыть редактор материалов в 3ds Max (Rendering
->
Material Editor
, или просто щелкнуть по горячей клавише
M
).
2. В поле
Browse From
выберите кнопку
Mlt Library
.
3. Щелкнуть в редакторе материалов по кнопке
Get Material
, для открытия окна
Material/Map Browser
(навигатора по библиотекам, материалам, текстурам).
4. По умолчанию должна открыться стандартная библиотека макс-а, которая хранится в файле 3dsmax.mat, вы увидите список материалов из этой библиотеки.
5. Для того чтобы открыть другую библиотеку материалов нужно выбрать в поле
File
кнопку
Open
. Откроется окно
Open Material Library
(рис. 1
).
6. В стандартном окне выбора файлов найдите на диске нужную вам библиотеку материалов и нажмите кнопку
Открыть
, далее вы увидите список материалов из выбранной библиотеки в окне
Material/Map Browser
.
рис. 1.
Окно Material Library для открытия библиотек материалов.
Возможности библиотеки материалов
Работая с библиотекой, вы можете добавлять в нее свои материалы, удалять их, объединять с другими библиотеками:
- добавить нужный материал в библиотеку можно просто перетащив его из слота в окошко
Material/Map Browser
. Другой способ - при активированном нужном слоте с материалом нажать на кнопку
Put Material to Library
(Поместить материал в библиотеку);
- загрузить в текущую библиотеку все материалы из другой библиотеки можно нажав кнопку Merge (Объединить) и выбрать нужный файл библиотеки на диске;
- кликнув кнопку
Delete From Library
(Удалить из библиотеки) можно удалить ненужный материал. Все изменения будут сохранены только после нажатия кнопки
Save
(Сохранить);
- если вы хотите полностью освободить библиотеку от помещенных в нее материалов, нужно нажать кнопку
Clear Material Library
(Очистить библиотеку материалов). Этим методом можно создать пустую заготовку "под себя", заполнив ее в дальнейшем необходимыми материалами.
Создание библиотеки материалов
Для управления библиотеками существуют команды в поле
File
окна
Material/Map Browser
:
-
Save
(Сохранить) - сохраняет библиотеку на жесткий диск в виде файла с расширением.mat, с тем-же именем. Текстуры, используемые в материалах библиотеки НЕ сохраняются в этот файл. Будьте внимательны, чтобы не перезаписать стандартную библиотеку материалов 3ds Max.
-
Save As
(Сохранить как) соответственно позволяет указать имя файла, под каким нужно сохранить библиотеку.
Для создания своей библиотеки материалов, добавьте все нужные материалы из слотов в
Material/Map Browser
, затем с помощью кнопки
Save As
сохраните библиотеку на жесткий диск под нужным именем, например
MyLib
. Есть быстрый способ для сохранения всех материалов текущей сцены - выберите пнкт
Scene
в форме
Browse From
а после отображения всех материалов сохраните библиотеку нажатием кнопки
Save As
.
Естественно, для экономии времени, дабы не создавать каждый раз одинаковые материалы, сделайте свою личную библиотеку материалов, которую вы будете постепенно наполнять и использовать в последующих проектах.
В процессе разработки сцены, создания своего проекта, легче пользоваться библиотекой материалов, чтобы брать готовые и часто используемые материалы, с последующей их корректировкой, чем создавать каждый раз новые. Именно для того разработчики 3ds макса и создали удобную систему библиотек материалов, которые физически расположены на вашем жестком диске в ввиде файла с расширением
.mat
. Когда вы инсталлируете первый раз 3ds Max, вместе с пакетом автоматически устанавливается готовая библиотека шаблонов под именем
AecTemplates.mat
, которая предназначенна для создания типовых материалов для архитектуры и стандартная библиотека материалов 3ds Max, которая содержит следующие необходимые категории:
- Backgrounds (фоновые изображения);
- Bricks (кирпичная кладка);
- Ground (земля);
- Metal (металлы);
- Sky (небо);
- Space (космос);
- Stones (камень);
- Wood (дерево).
Вместе с этими библиотеками при установке 3ds Max устанавливаются еще и библиотеки архитектурных материалов которые вы можете найти в установочной папке макс-а, в директории materiallibraries (в случае с 3ds max 2008) или в папке matlibs (в более ранних версиях макс-а).
Доступ к библиотеке материалов.
Чтобы открыть библиотеку материалов нужно:
1. Открыть редактор материалов в 3ds Max (Rendering
->
Material Editor
, или просто щелкнуть по горячей клавише
M
).
2. В поле
Browse From
выберите кнопку
Mlt Library
.
3. Щелкнуть в редакторе материалов по кнопке
Get Material
, для открытия окна
Material/Map Browser
(навигатора по библиотекам, материалам, текстурам).
4. По умолчанию должна открыться стандартная библиотека макс-а, которая хранится в файле 3dsmax.mat, вы увидите список материалов из этой библиотеки.
5. Для того чтобы открыть другую библиотеку материалов нужно выбрать в поле
File
кнопку
Open
. Откроется окно
Open Material Library
(рис. 1
).
6. В стандартном окне выбора файлов найдите на диске нужную вам библиотеку материалов и нажмите кнопку
Открыть
, далее вы увидите список материалов из выбранной библиотеки в окне
Material/Map Browser
.
рис. 1.
Окно Material Library для открытия библиотек материалов.
Возможности библиотеки материалов
Работая с библиотекой, вы можете добавлять в нее свои материалы, удалять их, объединять с другими библиотеками:
- добавить нужный материал в библиотеку можно просто перетащив его из слота в окошко
Material/Map Browser
. Другой способ - при активированном нужном слоте с материалом нажать на кнопку
Put Material to Library
(Поместить материал в библиотеку);
- загрузить в текущую библиотеку все материалы из другой библиотеки можно нажав кнопку Merge (Объединить) и выбрать нужный файл библиотеки на диске;
- кликнув кнопку
Delete From Library
(Удалить из библиотеки) можно удалить ненужный материал. Все изменения будут сохранены только после нажатия кнопки
Save
(Сохранить);
- если вы хотите полностью освободить библиотеку от помещенных в нее материалов, нужно нажать кнопку
Clear Material Library
(Очистить библиотеку материалов). Этим методом можно создать пустую заготовку "под себя", заполнив ее в дальнейшем необходимыми материалами.
Создание библиотеки материалов
Для управления библиотеками существуют команды в поле
File
окна
Material/Map Browser
:
-
Save
(Сохранить) - сохраняет библиотеку на жесткий диск в виде файла с расширением.mat, с тем-же именем. Текстуры, используемые в материалах библиотеки НЕ сохраняются в этот файл. Будьте внимательны, чтобы не перезаписать стандартную библиотеку материалов 3ds Max.
-
Save As
(Сохранить как) соответственно позволяет указать имя файла, под каким нужно сохранить библиотеку.
Для создания своей библиотеки материалов, добавьте все нужные материалы из слотов в
Material/Map Browser
, затем с помощью кнопки
Save As
сохраните библиотеку на жесткий диск под нужным именем, например
MyLib
. Есть быстрый способ для сохранения всех материалов текущей сцены - выберите пнкт
Scene
в форме
Browse From
а после отображения всех материалов сохраните библиотеку нажатием кнопки
Save As
.
Естественно, для экономии времени, дабы не создавать каждый раз одинаковые материалы, сделайте свою личную библиотеку материалов, которую вы будете постепенно наполнять и использовать в последующих проектах.
ВведениеПроцессоры Sandy Bridge завоевали право называться революционным развитием микроархитектуры Core не только своим увеличившимся быстродействием - одновременно они предложили пользователям и большую удельную производительность в пересчёте на каждый ватт затраченной энергии. Это сразу же благотворно сказалось на увеличении времени работы от батареи современных мобильных компьютеров, приблизив к реальности мечту о ноутбуках, не требующих подзарядки в течение всего рабочего дня. Более того, именно микроархитектура Sandy Bridge должна дать жизнь новому классу портативных устройств - ультрабукам, которые будут сочетать в себе основные преимущества планшетов и классических ноутбуков: компактность, лёгкость, универсальность и невысокую стоимость. Иными словами, влияние современной процессорной микроархитектуры на развитие мобильного рынка оказалось более чем заметно.
Но энергетическая эффективность Sandy Bridge находит отражение не только в свойствах нынешних ноутбуков. Свою роль сыграла она и в десктопном сегменте. Так, именно благодаря ей Intel представила целое большое семейство процессоров для настольных систем, обладающих пониженным энергопотреблением. Эти процессоры смогли получить прописку в отдельном классе домашних компьютеров, называемом «Lifestyle PC» и объединяющем HTPC, компактные и тихие домашние системы, моноблоки и так далее. Конечно, мы не можем сказать, что до выхода Sandy Bridge Intel не могла предложить пользователям ничего подобного, но раньше десктопные процессоры с низким тепловыделением были представлены лишь исключительными и редкими моделями. Теперь ситуация серьёзно изменилась: параллельно с обычными десктопными 95- и 65-ваттными CPU ассортимент продукции Intel расширился за счёт двух полноценных линеек процессоров с заниженными тепловыми пакетами 65 и 45/35 Вт. Более того, эти процессоры, как и их «нормальные» собратья, обладают вполне приемлемым по быстродействию встроенным графическим ядром серии Intel HD Graphics, которое во многих экономичных системах позволяет обходиться без дискретной графической карты.
Конечно, экономичные модели несколько уступают по характеристикам обычным процессорам, не ставящим во главу угла низкое энергопотребление и тепловыделение. Но, тем не менее, охарактеризовать их быстродействие каким-нибудь обидным эпитетом невозможно, так как по современным меркам они вполне производительны. Следующая таблица показывает, как распределяются штатные тактовые частоты актуальных процессоров в обычных и экономичных линейках.
Частоты обычных процессоров приводятся на розовом фоне. На салатовом фоне указаны частоты экономичных процессоров S-серии, обладающих сниженным до 65 Вт типичным тепловыделением. Голубой фон выделяет частоты представителей T-серии, относящихся к числу наиболее энергоэффективных моделей - с тепловым пакетом 35 или 45 Вт.
Грубо говоря, S-серия предлагает экономичные версии наиболее производительных процессоров Sandy Bridge и обеспечивает 30-процентное снижение тепловыделения за счёт 20-процентного снижения тактовой частоты. T-серия обеспечивает более радикальную экономию, но при этом снижение тактовой частоты относительно обычных моделей может достигать 25-30 %.
В этом материале мы решили обратить внимание на наиболее интересную линейку экономичных процессоров - серию T. Их расчётное тепловыделение настолько низко, что позволяет без всяких ухищрений использовать такие CPU в самых малогабаритных Mini-ITX корпусах и собирать на их основе тихие безвентиляторные системы. Так как интегрированное в эти процессоры видеоядро серии Intel HD Graphics во многих случаях позволяет обойтись без внешней графической карты, а энергопотребление необходимого для Sandy Bridge чипсета составляет всего 6,1 Вт, то полная система с процессором T-серии легко может ужиться с 60-ваттным блоком питания, по энергетическим параметрам вплотную приближаясь к мобильным платформам. Однако возникает вопрос - не на слишком ли значительные жертвы с точки зрения производительности придётся пойти нацеленным на экономию пользователям? Именно эти сомнения мы и постараемся развеять данным исследованием.
Процессоры Sandy Bridge, T-серия
Любые энергоэффективные процессоры Intel получает очень простым способом. В технологическом процессе между стандартными полупроводниковыми кристаллами Sandy Bridge и кристаллами для процессоров с пониженным энергопотреблением и тепловыделением не делается никаких различий. Лишь на завершающем этапе производства процессорам, которые впоследствии должны отличаться пониженным тепловыделением и энергопотреблением, присваиваются более низкие тактовые частоты и дополнительно для них устанавливается уменьшенное напряжение питания. Этих двух элементарных действий оказывается вполне достаточно для того, чтобы развести процессоры Core второго поколения по разным группам, типичное тепловыделение в которых отличается в разы.
Хотя описанный подход к созданию энергоэффективных CPU и кажется примитивным, с полупроводниковыми кристаллами Sandy Bridge он не только прекрасно работает, но и позволяет сохранить их низкую себестоимость. Именно благодаря этому цены на процессоры T-серии лишь немного выше, чем у обычных моделей. Так что Intel не ставит на пути их распространения никаких препон экономического характера, что дополнительно подстёгивает их широкое распространение.
В настоящее время Intel может предложить четыре процессора серии T с типичным тепловыделением, уменьшенным до 45 или 35 Вт. Все эти процессоры относятся к разным линейкам и отличаются не только по тактовой частоте. Они предлагают различное количество вычислительных ядер и отличающийся набор поддерживаемых технологий. Иными словами, их разнообразия вполне достаточно для того, чтобы можно было подобрать наиболее подходящий вариант, исходя из требуемого уровня производительности и функциональности.
Давайте познакомимся с представителями серии T поближе.
Core i5-2500T
Core i5-2500T - это единственный четырёхъядерный представитель в T-серии. Очевидно, что втискивание этого процессора в столь узкие рамки энергопотребления далось нелегко, типичное тепловыделение для него установлено равным 45 Вт, в то время как у всех остальных представителей T-серии TDP равно 35 Вт. Поэтому то, что номинальная частота этой модели составляет всего 2,3 ГГц, то есть ниже частоты полноценного Core i5-2500 на целый гигагерц, никакого удивления не вызывает.
Впрочем, понятие номинальной тактовой частоты для Core i5-2500T - очень относительное. Этот процессор поддерживает технологию Turbo Boost, которая в данном случае работает весьма агрессивно. Максимальные частоты, до которых может авторазгоняться Core i5-2500T при нагрузке на разное количество ядер, приводятся в таблице. Для сравнения в эту же таблицу мы поместили данные о работе технологии Turbo Boost в обычных процессорах Core i5.
Как видно, сравнительно низкая частота присуща Core i5-2500T только при нагрузке на три или четыре ядра. В состоянии же менее интенсивной нагрузки этот процессор способен на значительный авторазгон, достигающий одного гигагерца. В результате, экономичный процессор догоняет своих полноценных собратьев и при пассивности двух или трёх ядер способен выдавать даже более высокую производительность, чем Core i5-2300 или Core i5-2310.
Величине напряжения, которая отображена на приведённом выше скриншоте CPU-Z, верить нельзя. На самом деле наш экземпляр Core i5-2500T питался от 1,080 В, что примерно на 0,1 В меньше напряжения обычных четырёхъядерных процессоров Core i5. Так что экономичность Core i5-2500T проистекает не только из его урезанных тактовых частот, но и из его работы на пониженном напряжении.
Особенно любопытно в связи с этим выглядят характеристики встроенного в Core i5-2500T графического ядра. В данном случае это - Intel HD Graphics 2000 с шестью исполнительными устройствами, присутствующее в большинстве процессоров Core второго поколения для десктопов. Однако частота этого ядра в Core i5-2500T может варьироваться в гораздо более широких пределах, чем у остальных процессоров. Номинальное значение равно 650 МГц (против обычных 850 МГц), но «графический» Turbo Boost может обеспечивать повышение этой частоты до 1,25 ГГц (против 1,1 ГГц в стандартном варианте). Иными словами, если нагрузка на графику не сопровождается полной занятостью процессорных ядер, то Core i5-2500T будет превосходить по 3D-быстродействию даже и 95-ваттный Core i5-2500.
Core i5-2390T
Хотя Intel и отнесла Core i5-2390T к семейству Core i5, этот процессор отличается от остальных представителей этого семейства кардинально. В то время как все остальные Core i5 - это четырёхъядерные CPU, Core i5-2390T - процессор с двумя вычислительными ядрами. Однако в семейство Core i3 он тоже бы полноценно не вписался, поскольку в нём есть поддержка технологии Turbo Boost, присущая лишь линейкам Core i5 и Core i7. Иными словами, самым правильным было бы выделить рассматриваемый CPU в несуществующую «промежуточную» группу Core i4, но, очевидно, Intel ради одного продукта запутывать и без того непростую номенклатуру не захотела.
Аналогично процессорам Core i3, Core i5-2390T поддерживает технологию Hyper-Threading, то есть, в операционной системе он выглядит четырёхъядерником, как и «настоящие» Core i5. Однако Hyper-Threading не может быть альтернативой физическим процессорным ядрам, так что их отсутствие приходится компенсировать тактовыми частотами. Например, штатная частота Core i5-2390T составляет 2,7 ГГц, в то время как частота Core i5-2500T на 400 МГц ниже.
Достаточно энергично ведёт себя в Core i5-2390T и технология Turbo Boost. Давайте сравним частоты 35-ваттного Core i5-2390T с частотами других двухъядерных Sandy Bridge с технологией Hyper-Threading, не относящихся к экономичной серии и имеющих TDP 65 Вт.
Несмотря на то, что номинальная тактовая частота Core i5-2390T существенно ниже частоты процессоров серии Core i3, при реальной работе он может разгоняться и превосходить их в быстродействии, ведь остальные двухъядерные Sandy Bridge технологию Turbo Boost не поддерживают вовсе. Будучи же реализованной в экономичном двухъядернике, эта технология носит явно не формальный характер, она способна существенно поднимать частоту данного CPU.
Рабочее напряжение Core i5-2390T оказалось равным 1,092 В, и это - выше напряжения Core i5-2500T. Но, тем не менее, за счёт сокращённого количества вычислительных ядер двухъядерный процессор обладает более низким расчётным типичным тепловыделением 35 Вт.
Что же касается ядра графического, то в данном случае в процессор встроено Intel HD Graphics 2000 с более низкой, чем у обычных CPU номинальной частотой 650 МГц. Однако технология Turbo Boost для GPU компенсирует этот недостаток - авторазгон графики предусмотрен до 1,1 ГГц, то есть до того же уровня, до которого может автономно разгоняться графическое ядро в 95-ваттных Core i5. В тоже время это означает, что по скорости графики Core i5-2390T уступает своему четырёхъядерному экономичному собрату, Core i5-2500T.
Core i3-2100T
В процессоре Core i3-2100T не таится никаких особенных секретов. Это - обычный двухъядерный Core i3 с поддержкой технологии Hyper-Threading, но без технологии Turbo Boost, у которого в угоду снижению тепловыделения и энергопотребления уменьшена тактовая частота. Впрочем, величина этого уменьшения не так уж и существенна. Даже обычные процессоры Core i3 достаточно экономичны
, поэтому для того, чтобы Core i3-2100T вписался в 35-ваттный тепловой пакет, Intel потребовалось сбавить его частоту относительно 65-ваттного Core i3-2100 лишь на 600 МГц.
Следует заметить, что в данном случае можно было обойтись и меньшим замедлением. Например, аналогичный по количеству ядер и потоков Core i5-2390T успешно работает на более высокой тактовой частоте, не выходя за 35-ваттные рамки. Так что всего лишь 2,5-гигагерцовая частота Core i3-2100T - это отчасти и маркетинговый шаг, направленный на то, чтобы между Core i5-2390T и Core i3-2100T был заметный разрыв в производительности. Тем более что рабочее напряжение у Core i3-2100T и Core i5-2390T одинаково и составляет 1,092 В.
Графическое ядро в Core i3-2100T не отличается от графики в Core i5-2390T. Используется Intel HD Graphics 2000 с шестью исполнительными устройствами и частотой от 650 МГц до 1.1 ГГц в режиме авторазгона.
Углубляясь в изучение различий между Core i3-2100T и Core i5-2390T, необходимо отметить, что процессор младшей серии лишён поддержки набора инструкций AES. Но это - особенность всех Core i3, которая не имеет никакого отношения к энергосбережению.
Pentium G620T
Замыкает четвёрку процессоров со сниженным тепловыделением процессор серии Pentium. Это - Pentium G620T - бюджетный двухъядерный CPU без Hyper-Threading и без поддержки технологии Turbo Boost. От обычного Pentium G620 его отличает уменьшенная на 400 МГц тактовая частота и сниженное с 65 до 35 Вт расчётное тепловыделение.
Как мы видели в
предыдущих тестах
, даже стандартные процессоры Pentium по своему потреблению не слишком сильно отличаются от Core i3-2100T. Так что создание в рядах этого семейства 35-ваттной модели - не ахти какое усовершенствование. Однако напряжение питания экономичного бюджетного CPU оказалось сбавлено до 1,056 В - это примерно на 0,05 В ниже напряжения, используемого обычными Pentium.
Графическое ядро у Pentium G620T - Intel HD Graphics. По сравнению с графикой, встраиваемой в процессоры Core второго поколения, оно лишено поддержки технологии Quick Sync, и это особенность любых Pentium. Что же отличает именно энергоэффективную модель, так это рабочие частоты этого GPU. Номинальное значение составляет 650 МГц, а не 850 МГц. Впрочем, максимальная частота при авторазгоне доходит до 1,1 ГГц, то есть, по данному параметру отличий от 65-ваттных Pentium нет.
Как и вся остальная линейка Pentium, энергоэффективная модель не имеет поддержки инструкций AES и AVX. Также в спецификациях этого процессора не значится поддержка DDR3-1333 SDRAM, так что на практике данный CPU приходится использовать с более медленной памятью.
Как мы тестировали
В тестировании экономичных процессоров T-серии мы решили сопоставить его производительность со скоростью работы обычных LGA1155 процессоров. Это позволит ответить на поставленный в самом начале вопрос - сильно ли теряют в быстродействии 45- и 35-ваттные CPU в сравнении с типичными Sandy Bridge. Поэтому вместе с четвёркой процессоров с суффиксом T в названии в испытаниях приняли участие Core i5-2310, Core i3-2120, Core i3-2100, Pentium G850 и Pentium G620.
При тестировании энергоэффективных Sandy Bridge мы старались воссоздать типичную для них «среду обитания», а потому отказались от использования внешней производительной видеокарты, предпочтя ей встроенное в процессор графическое ядро. В качестве же основы тестовой платформы нами была выбрана популярная Mini-ITX материнская плата на чипсете Intel H61, ASUS P8H61-I.
В результате, состав тестовых систем включал следующие аппаратные и программные компоненты:
Процессоры:
Inlel Core i5-2500T (Sandy Bridge, 4 ядра, 2,3 ГГц, 6 Мбайт L3, 45 Вт);
Inlel Core i5-2390T (Sandy Bridge, 2 ядра, 2,7 ГГц, 3 Мбайта L3, 35 Вт);
Inlel Core i5-2310 (Sandy Bridge, 4 ядра, 2,9 ГГц, 6 Мбайт L3, 95 Вт);
Intel Core i3-2120 (Sandy Bridge, 2 ядра, 3,3 ГГц, 3 Мбайта L3, 65 Вт);
Intel Core i3-2100 (Sandy Bridge, 2 ядра, 3,1 ГГц, 3 Мбайта L3, 65 Вт);
Intel Core i3-2100T (Sandy Bridge, 2 ядра, 2,5 ГГц, 3 Мбайта L3, 35 Вт);
Intel Pentium G850 (Sandy Bridge, 2 ядра, 2,9 ГГц, 3 Мбайта L3, 65 Вт);
Intel Pentium G620 (Sandy Bridge, 2 ядра, 2,6 ГГц, 3 Мбайта L3, 65 Вт);
Intel Pentium G620T (Sandy Bridge, 2 ядра, 2,2 ГГц, 3 Мбайта L3, 35 Вт).
Процессорный кулер: штатный комплектный кулер Intel.
Материнская плата: ASUS P8H61-I (LGA1155, Intel H61, Mini-ITX).
Память - 2 x 2 GB DDR3 SDRAM (Kingston KHX1600C8D3K2/4GX):
DDR3-1067 7-7-7-21 при использовании процессора Pentium G620 и Pentium G620T;
DDR3-1333 9-9-9-27 при использовании остальных процессоров.
Жёсткий диск: Kingston SNVP325-S2/128GB.
Блок питания: Tagan TG880-U33II (880 Вт).
Операционная система: Microsoft Windows 7 SP1 Ultimate x64.
Драйверы:
Intel Chipset Driver 9.2.0.1030;
Intel HD Graphics Driver 15.22.1.2361;
Intel Management Engine Driver 7.1.10.1065;
Intel Rapid Storage Technology 10.5.0.1027.
Производительность
Общая производительность
Для оценки производительности процессоров в общеупотребительных задачах мы традиционно используем тест Bapco SYSmark 2012, моделирующий работу пользователя в распространённых современных офисных программах и приложениях для создания и обработки цифрового контента. Идея теста очень проста: он выдаёт единственную метрику, характеризующую средневзвешенную скорость компьютера.
Результаты в SYSmark 2012 получаются вполне ожидаемыми. Core i5-2500T проигрывает Core i5-2310 примерно 9%, Core i3-2100T уступает своему 65-ваттному собрату 17 %, а Pentium G620T отстаёт от обычного Pentium G620 на 13 %. Вместе с тем, 45-ваттный четырёхъядерный Core i5-2500T опережает все 65-ваттные двухъядерники, и это же можно сказать о двухъядерном Core i5-2390T, которому хорошо помогает наличествующая в нём технология Turbo Boost. Более же медленный двухъядерный экономичный процессор Core i3-2100T с точки зрения быстродействия выступает наравне с Pentium G850, а вот Pentium 620T оказывается совсем неторопливым продуктом, который, очевидно, сможет соперничать лишь с невышедшими пока что представителями серии Celeron в LGA1155 исполнении.
Более глубокое понимание результатов SYSmark 2012 способно дать знакомство с оценками производительности, получаемое в различных сценариях использования системы. Сценарий Office Productivity моделирует типичную офисную работу: подготовку текстов, обработку электронных таблиц, работу с электронной почтой и посещение Интернет-сайтов. Сценарий задействует следующий набор приложений: ABBYY FineReader Pro 10.0, Adobe Acrobat Pro 9, Adobe Flash Player 10.1, Microsoft Excel 2010, Microsoft Internet Explorer 9, Microsoft Outlook 2010, Microsoft PowerPoint 2010, Microsoft Word 2010 и WinZip Pro 14.5.
В сценарии Media Creation моделируется создание рекламного ролика с использованием предварительно отснятых цифровых изображений и видео. Для этой цели применяются популярные пакеты компании Adobe: Photoshop CS5 Extended, Premiere Pro CS5 и After Effects CS5.
Web Development - сценарий, в рамках которого моделируется создание web-сайта. Используются приложения: Adobe Photoshop CS5 Extended, Adobe Premiere Pro CS5, Adobe Dreamweaver CS5, Mozilla Firefox 3.6.8 и Microsoft Internet Explorer 9.
Сценарий Data/Financial Analysis посвящён статистическому анализу и прогнозированию рыночных тенденций, которые выполняются в Microsoft Excel 2010.
Сценарий 3D Modeling всецело посвящён созданию трёхмерных объектов и рендерингу статичных и динамических сцен с использованием Adobe Photoshop CS5 Extended, Autodesk 3ds Max 2011, Autodesk AutoCAD 2011 и Google SketchUp Pro 8.
В последнем сценарии, System Management, выполняется создание бэкапов и установка программного обеспечения и апдейтов. Здесь задействуются несколько различных версий Mozilla Firefox Installer и WinZip Pro 14.5.
Производительность в приложениях
Для измерения быстродействия процессоров при компрессии информации мы пользуемся архиватором WinRAR
, при помощи которого с максимальной степенью сжатия архивируем папку с различными файлами общим объёмом 1.4 Гбайт.
Измерение производительности в Adobe Photoshop мы проводим с использованием собственного теста, представляющего собой творчески переработанный
Retouch Artists Photoshop Speed Test
, включающий типичную обработку четырёх 10-мегапиксельных изображений, сделанных цифровой камерой.
При тестировании скорости перекодирования аудио используется утилита Apple iTunes
, при помощи которой осуществляется преобразование содержимого CD-диска в AAC-формат. Заметим, что характерной особенностью этой программы является способность использования лишь пары процессорных ядер.
Для измерения скорости перекодирования видео в формат H.264 используется x264 HD тест
, основанный на измерении времени обработки исходного видео в формате MPEG-2, записанного в разрешении 720p с потоком 4 Мбит/сек. Следует отметить, что результаты этого теста имеют огромное практическое значение, так как используемый в нём кодек x264 лежит в основе многочисленных популярных утилит для перекодирования, например, HandBrake, MeGUI, VirtualDub и проч.
Тестирование скорости финального рендеринга в Maxon Cinema 4D выполняется путём использования специализированного теста Cinebench
.
Глядя на приведённые диаграммы, можно ещё раз повторить всё то, что уже было сказано применительно к результатам SYSmark 2011. В целом, Core i5-2500T и Core i5-2390T представляются весьма производительными, но при этом экономичными процессорами. В большинстве случаев их скорость оказывается в промежутке между быстродействием четырёхъядерных 95-ваттных Core i5 и двухъядерных 65-ваттных Core i3. Поэтому именно эти процессоры представляют основной интерес в том случае, если вы хотите собрать мощную и экономичную систему.
Что касается быстродействия Core i3-2100T и Pentium G620T, то их в первую очередь следует рассматривать с позиции выгодной цены. Откровенно говоря, результаты они показывают невысокие, но никто и не обещал, что недорогие решения будут блистать головокружительной производительностью.
В дополнение к проведённым тестам, для проверки работы технологии Intel Quick Sync мы провели измерение скорости перекодирования 3-гигабайтного 1080p-ролика в формате H.264 (который представлял собой 40-минутную серию популярного телесериала) с уменьшением разрешения для просмотра на iPhone 4. Для перекодирования использовалась популярная коммерческая утилита Cyberlink MediaEspresso 6.5, поддерживающая технологию Quick Sync.
Тут результаты разделяются на две большие группы. В первую попадают процессоры Core i5 и Core i3, в которых есть поддержка технологии Quick Sync, во второй оказываются Pentium, этой технологии лишённые. Разница во времени транскодирования у этих групп - примерно четырёхкратная. Второй фактор, который может оказать влияние на скорость работы MediaEspresso - это частота графического ядра. Именно поэтому экономичный Core i5-2500T неожиданно выходит в этом тесте лидером. Его графическое ядро способно динамически разгоняться до 1,25 ГГц, в то время как во всех остальных процессорах максимальная частота графики ограничена величиной 1,1 ГГц.
Игровая производительность
Группа игровых 3D тестов открывается результатами 3DMark Vantage, который использовался с профилем Entry.
На количество очков в популярном тесте 3DMark Vantage в первую очередь оказывает влияние графическая производительность. Поэтому первое место тут занимает Core i5-2500T, у которого ядро Intel HD Graphics 2000 работает на более высокой, чем у остальных участников теста, частоте. Остальные же процессоры расположились относительно плотной группой, в которой различия в показаниях определяются в первую очередь их вычислительными возможностями. При этом заметим, что в отличие от результатов в SYSMark 2012 и в приложениях, в 3DMark Vantage несколько разочаровывающе смотрится Core i5-2390T. Тут его скорость скатывается до уровня Core i3-2100 из-за того, что это - двухъядерный процессор, хотя производитель и относит его к серии Core i5.
Для исследования скорости работы в реальных играх нами были отобраны Far Cry 2, Dirt 3 и Starcraft 2. Эти игры характерны тем, что на встроенном в процессор графическом ядре Intel HD Graphics 2000 они показывают приемлемый уровень производительности. Правда, для его достижения тесты мы проводили в режиме 1280x800, а уровень настроек качества устанавливался в положение Low.
И вновь в лидерах по понятным причинам оказывается Core i5-2500T. Казалось бы, графическое ядро HD Graphics 2000 у этого процессора может разгоняться всего лишь немного сильнее, чем в других CPU, но и даже этого хватает для вполне ощутимого игрового превосходства. Остальные процессоры Core i5 и Core i3 расположились на диаграммах тесной группой. Только лишь Core i3-2100T несколько поотстал в Starcraft 2. Как и младшим CPU семейства Pentium, ему явно не хватает вычислительной производительности для того, чтобы в этой весьма процессорозависимой игре полностью обеспечить работой графику.
Энергопотребление
Как показало тестирование, процессоры серии T существенно уступают «обычным» модификациям по вычислительной производительности. Это - побочный эффект снижения энергопотребления, которое достигается в том числе и уменьшением таковых частот. Однако до сих пор про низкий уровень потребления мы говорили лишь в теоретическом ключе, основываясь на официальных спецификациях. Теперь же настало время оценить практическую энергоэффективность.
На следующих ниже графиках приводится по две величины энергопотребления. Первая - это полное потребление систем (без монитора), представляющее собой сумму энергопотребления всех задействованных в системе компонентов. Вторая - потребление одного только процессора по выделенной для этой цели 12-вольтовой линии питания. В обоих случаях КПД блока питания не учитывается, так как наша измерительная аппаратура устанавливается после блока питания и фиксирует напряжения и токи, поступающие в систему по 12-, 5- и 3.3-вольтовым линиям. Во время измерений нагрузка на процессоры создавалась 64-битной версией утилиты LinX 0.6.4
. Для нагрузки графических ядер использовалась утилита FurMark 1.9.1
. Кроме того, для правильной оценки энергопотребления в простое мы активировали все имеющиеся энергосберегающие технологии, а также технологию Turbo Boost.
Различия в потреблении обычных и экономичных процессоров заметны уже в состоянии простоя. 45- и 35-ваттные модификации процессоров даже при бездействии могут обеспечить общую экономию в размере 1-2 Вт, которая достигается за счёт более низкого процессорного напряжения в состоянии простоя при активации технологии Enhanced Intel Speedstep.
Очень интересная картина наблюдается при нагрузке только на одно вычислительное ядро процессора. Здесь 45- и 35-ваттные процессоры Core i5-2500T и Core i5-2390T никак не обнаруживают свою экономичность. Причина этого кроется в очень агрессивной реализации у них технологии Turbo Boost. При частичной занятости они резво задирают тактовую частоту, выбирая весь ресурс теплового пакета и вплотную приближаясь по быстродействию к 95- и 65-ваттным собратьям, которые на столь же решительный авторазгон не решаются. Что же касается Core i3-2100T и Pentium G620T, то в них технологии Turbo Boost нет, а потому их потребление оказывается на несколько ватт ниже, чем у 65-ваттных Core i3-2100 и Pentium G620.
Любопытные результаты получаются и при максимальной нагрузке на вычислительные мощности процессоров. В целом, системы, построенные с применением представителей T-серии, демонстрируют существенно более низкое потребление, чем платформы, использующие стандартные процессоры того же класса. Но, тем не менее, в практических показателях потребления можно заметить некоторые забавные нестыковки. Например, процессор Core i5-2500T, обладающий максимальным расчётным тепловыделением 45 Вт, оказывается прожорливее, чем Core i3-2120, TDP которого на 20 Вт выше. Понятно, что происходит это из-за разного количества ядер, но факт остаётся фактом. Аналогичным образом Core i5-2390T демонстрирует более высокое потребление, чем Pentium G850.
Всё это говорит о том, что процессоры T-серии в реальной жизни не всегда экономичнее своих «нормальных» собратьев. Они лучше с точки зрения удельной производительности на каждый затраченный ватт энергии, но при сопоставлении абсолютных значений энергопотребления могут проигрывать существенно более медленным CPU с более высоким декларируемым уровнем TDP. И это нужно иметь в виду.
При тестировании потребления с графической нагрузкой результаты не преподносят никаких особенных сюрпризов. Графическое ядро Intel HD Graphics 2000 гораздо менее прожорливо, чем вычислительные ядра, поэтому производитель оптимизацией этой части CPU особо не занимался. Результатом такого подхода является слабое расхождение в реально измеренном потреблении в данном случае. Выделяется только Core i5-2500T, у которого графическое ядро разгоняется до более высокой частоты, чем во всех остальных случаях.
Аналогичная картина наблюдается и при использовании процессоров в роли основы медиацентра. Нагрузка в виде декодирования видеоконтента высокого разрешения приводит к незначительно различающемуся потреблению у систем с процессорами с 95-, 65-, 45- и 35-ваттным тепловым пакетом.
Выводы
Микроархитектура Sandy Bridge поражает своей многогранностью. Мы уже не раз восхищались тем, насколько производительными могут быть построенные на ней процессоры, а сегодня мы убедились, что она с равным успехом подходит и для создания привлекательных предложений для тихих, малогабаритных и экономных систем. Впрочем, основанные на Sandy Bridge экономичные процессоры T-серии обнаружили ряд своеобразных особенностей, которые никак не отражены в спецификациях и способны несколько изменить общее впечатление об этих продуктах.
Посмотрим на энергопотребление. Несмотря на то, что процессоры серии T обладают вдвое меньшим TDP по сравнению с обычными процессорами, это совершенно не означает, что в реальности они потребляют вдвое меньше. Во-первых, экономичные процессоры достаточно близко подбираются к границе своего теплового пакета, в то время как CPU, не отягощенные никакими обязательствами в части максимального тепловыделения, нередко демонстрируют куда меньшее, чем значится в спецификации, энергопотребление и тепловыделение на практике. Поэтому в действительности разница в практическом потреблении между T и не-T процессорами одного класса двукратной не бывает. Во-вторых, серьёзное различие в потреблении у экономичных и обычных процессоров проявляется лишь в небольшом числе сценариев, в то время как в большинстве ситуаций они вообще демонстрируют очень близкие энергетические аппетиты. Фактически, энергоэффективность моделей T-серии обнаруживается только лишь при тяжёлой многопоточной вычислительной нагрузке. В состояниях же простоя, при однопоточной работе или при задействовании графического ядра процессоры T-серии никаких серьёзных преимуществ в части потребления не дают.
Всё это означает, что смысла в использовании специальных энергоэффективных вариантов Sandy Bridge ради одной только экономии электроэнергии практически нет. Учитывая, что в реальной работе максимальная загрузка процессора носит спорадический характер, процессоры T-серии не дадут существенного выигрыша при оплате счетов за электроэнергию.
Реальные и неоспоримые преимущества этих процессоров проявляются в другом - когда по каким-то причинам необходимо гарантированно ограничить сверху максимальные величины потребления или тепловыделения. Например, если система собрана в корпусе, дающем возможность разместить лишь систему охлаждения небольшой эффективности или в том случае, когда вынужденно используется маломощный блок питания, процессоры Intel T-серии могут оказаться действительно незаменимыми.
Однако ограничения в энергопотреблении и тепловыделении существенно сказываются на скорости. С точки зрения пиковой вычислительной производительности, процессоры со сниженным до 45 и 35 Вт тепловым пакетом работают в среднем на 15-20 % медленнее обычных CPU того же класса и аналогичной стоимости. Впрочем, в случае с Core i5-2500T и Core i5-2390T столь существенное отставание проявляется лишь при тяжёлой многопоточной нагрузке, в остальных же ситуациях данным экономичным процессорам серьёзно помогает агрессивно настроенная технология Turbo Boost. Другая же пара процессоров T-серии, Core i3-2100T и Pentium G620T, поддержки Turbo Boost не имеет и сильно отстаёт от полноценных аналогов при любом раскладе.
Но не всё так плохо. Core i5-2500T и Core i5-2390T - это уникальные с точки зрения быстродействия продукты, которые в ряде аспектов способны превзойти обычные 95- и 65-ваттные процессоры. В частности, Core i5-2500T обладает самой быстрой модификацией графического ядра Intel HD Graphics 2000, обеспечивающей более высокую по сравнению с большинством LGA1155-собратьев производительность этого процессора в 3D и при использовании технологии Quick Sync. Core i5-2390T же вообще можно назвать самым быстродействующим двухъядерным десктопным процессором на базе микроархитектуры Sandy Bridge.
В итоге, мы приходим к выводу, что процессоры серии T, и в особенности те из них, которые относятся к семейству Core i5, - это очень любопытные продукты, обладающие порой даже совершенно неожиданными преимуществами. Однако в целом говорить о Core i5-2500T, Core i5-2390T, Core i3-2100T и Pentium G620T можно только как о нишевых продуктах, действительно интересных лишь в ограниченном числе ситуаций. При этом не следует забывать и о том, что во многих случаях вместо процессоров T-серии можно вообще обойтись 65-ваттными Pentium
, которые в реальности нередко демонстрируют сравнимое или даже более низкое энергопотребление, чем 45- и 35-ваттные процессоры семейств Core i5 и Core i3.
Иными словами, выбор подходящего CPU для энергоэффективной системы - вопрос очень непростой, и единого рецепта для ответа на него не существует. Предложенный Intel вариант со специальными модификациями с низкими тепловыми пакетами отметать, конечно, не следует, но мы не можем сказать, что он будет единственно верным в любом случае.
Другие материалы по данной теме
Настоящий Fusion. Обзор APU AMD Llano A8-3800
Обзор процессоров Pentium G850, Pentium G840 и Pentium G620
Обзор процессоров Core i3-2120 и Core i3-2100
Часть 2: новые процессоры, новые технологии
Не прошло недели с момента публикации предыдущего материала на тему технологий управления энергопотреблением современных процессоров, как в распоряжении нашей тестовой лаборатории оказался процессор Intel Pentium 4, а неделей позже Intel Xeon с новой ревизией ядер Prescott и Nocona, соответственно (степпинг E0, сигнатура CPUID = 0F41h). Первый демонстрировал, на первый взгляд, весьма интересное поведение при нахождении в режиме простоя (о котором пойдет речь ниже). Причина этого явления была выяснена довольно скоро оказалось, что новая ревизия ядра Prescott наряду с технологиями Execute Disable (XD bit) и Thermal Monitor 2 (TM2) поддерживает новую технологию «улучшенного режима простоя» (Enhanced Halt State, известную также как C1E). Аналогичный режим работы, наряду с серверной технологией Enhanced SpeedStep (DBS), реализован и в новой ревизии ядра Nocona. Настоящая статья посвящена изучению технологии C1E, а также механизма термального мониторинга №2, реализованного в процессорах Pentium 4/Xeon с выходом новой ревизии ядер Prescott/Nocona.
Конфигурация тестовых стендов
Стенд №1
- Процессор: Intel Pentium 4 3,6 ГГц (ядро Prescott, CPUID 0F41h)
- Чипсет: Intel 925XE
- Материнская плата: Intel D925XECV2, версия BIOS 1817 от 10/12/2004
- Память: 2x256 МБ Samsung DDR2-533
- Видео: Leadtek PX350 TDH, NVIDIA PCX5900
Стенд №2
- Процессоры: 2x Intel Xeon 3,6 ГГц (ядро Nocona, CPUID 0F41h)
- Чипсет: Intel E7520
- Материнская плата: Intel Server Board SE7250AF2, версия BIOS 2023 от 08/05/2004
- Память: 4x1024 МБ Patriot Registered DDR2-533
- Видео: ATI RAGE XL PCI (интегрированное)
- HDD: WD Raptor WD360, SATA, 10000 rpm, 36GB
Программное обеспечение
- версии 1.3beta2
- версии 2.0.11.46
- версии 1.01
Технология «улучшенного режима простоя» (Enhanced Halt State)
Какова же возможная альтернатива? Можно предположить, что, поскольку некоторые блоки процессора (например, арбитры шины, асинхронные префетчеры и пр.), скорее всего, не могут легко осуществлять переход между различными скоростями функционирования, инженеры Intel, скорее всего, «разделили» процессорное ядро на несколько независимо тактируемых составляющих (либо за счет нескольких PLL, либо за счет делителей частоты, преобразующих опорную тактовую частоту). Часть из этих составляющих всегда
функционирует на полной частоте (в эту часть попадает и Time Stamp Counter, на показаниях которого основан общепринятый метод измерения тактовой частоты процессора), тогда как остальные части (исполнительные модули) могут
тактироваться меньшей частотой. При этом, правда, не совсем понятно, зачем инженеры Intel решили тактировать TSC полной частотой, тогда как счетчики производительности процессора (Performance Monitoring Counters, PMC) работают на «уменьшенной» частоте?
Возможные объяснения этого факта, равно как и выбор между представленными точками зрения оставим на откуп читателю. Со своей стороны отметим, что в ходе нашего исследования нам не удалось обнаружить каких-либо экспериментальных свидетельств в пользу второй, более «официальной» гипотезы. Разумеется, у нас нет явных
свидетельств и в пользу нашей точки зрения, за исключением того, что она не противоречит экспериментальным фактам. Поэтому займемся «доказательством от противного». Среди основных возражений против нашей точки зрения можно наметить, во-первых, некорректность методики определения частоты процессора, а во-вторых, фактически, наше заявление о том, что процессоры Pentium 4 и Xeon могут работать на полной частоте при пониженном напряжении питания (в режимах TM2, DBS и C1E).
Начнем с первого утверждения. Корректность определения фактической частоты процессора не вызывает сомнений этим методом пользуются все
без исключения системные утилиты (CPU-Z, WCPUID), наконец, сама операционная система, а также… Intel Processor Identification Utility! Приведенный ниже скриншот получен на процессоре Intel Xeon 3.6 ГГц при включении технологии Enhanced SpeedStep.
Мы полагаем, картина не требует пояснений: частота процессора измерена утилитой по TSC (3.6 ГГц), а частота системной шины простым делением ее на текущий «коэффициент умножения» 14x, что приводит к неправильному конечному значению 1028 МГц и красноречивой надписи «Overclocked!»
. Итак, если «неправильным» методом пользуются и утилиты Intel, что же тогда следует считать «правильным» методом? Применение формул вида
FSB_freq = TSC_freq / Startup_FID
CPU_freq = FSB_freq * Current_FID,
т.е. банальное умножение частоты системной шины процессора на текущий «коэффициент умножения»? (именно этот метод, по всей видимости, использовался при демонстрации технологии DBS на IDF 2004 Russia) Извините, но это уже не подлинное измерение
, а натуральный подгон
, выдача желаемого за действительное. К тому же, этот метод будет явно не универсальным, т.е. непригодным для любого x86-совместимого процессора.
Смотрите, что происходит: процессор «уверен», что он по-прежнему работает в штатных условиях, в связи с чем динамически управляет своим питающим напряжением в режиме простоя благодаря технологии C1E. Тогда как его реальная частота как подлинная, так и эффективная равны 3.74 ГГц. Получается, что процессоры Pentium 4 и Xeon действительно могут работать на полной частоте при пониженном напряжении питания, если они находятся в режиме простоя (C1/C1E).
Таким образом, приведенные выше факты, хотя и явно не подтверждают, но дополнительно подкрепляют наш вывод о единой основе реализации функций управления производительностью и энергопотреблением процессоров Intel Pentium 4 и Xeon.
