Test czterordzeniowych procesorów Intel Sandy Bridge

Intel rozpoczął rok 2011 od odświeżenia oferty procesorów do laptopów, wprowadzając jednostki oparte na nowej mikroarchitekturze. Dzisiaj (3 stycznia) miała swoją oficjalną premierę nowa rodzina procesorów Sandy Bridge. W niniejszym artykule omówiono cechy nowych jednostek czterordzeniowych i przybliżono ich wydajność.

Do przeprowadzenia testów posłużył laptop Clevo P150HM. Jest to notebook formatu 15”, który może otrzymać jeden z licznych procesorów Sandy Bridge (najwydajniejszy z nich to i7-2920XM) i  jest wyposażony w najszybszą dostępną obecnie kartę grafiki do laptopów, Nvidia GeForce GTX 485M.

Co siedzi w środku nowych układów? Mamy tam mianowicie cztery osobne rdzenie, procesor graficzny (Intel HD Graphics 3000) pamięć podręczną trzeciego poziomu (obecnie pod nazwą Last Level Cache, w skrócie LLC) kontrolery pamięci, PCI Express i obrazu. Nowe procesory czterordzeniowe są wykonane w technologii 32 nm. Dotyczy to również rdzenia graficznego.

Podobnie jak procesory Clarksfield i Arrandale, nowe jednostki mają do dyspozycji technologię Intel Turbo Boost. Umożliwia ona dynamiczne zmiany taktowania procesora w zależności od obciążenia.  

Procesory Sandy Bridge otrzymały drugą generację tej technologii (Turbo Boost 2.0). Nowością jest w niej dynamiczny zasięg częstotliwości maksymalnej. Taktowanie może być mianowicie zwiększone ponad standard dla trybu Turbo, kiedy pozwala na to układ chłodzenia (np. rdzenie dopiero zaczynają się nagrzewać). Po pewnym czasie pracy w spoczynku możliwe jest więc krótkotrwałe bardzo wysokie podkręcenie procesora. Poza tym poprawiono kontrolę nad trybem Turbo, dzięki czemu wysokie taktowanie procesora może być utrzymywane przez dłuższy czas.
 

Do chipsetu o nazwie roboczej Cougar Point może być podłączone do gniazd PCI Express 2.0, 14 portów USB 2.0, DisplayPort 1.1, SATA3 (6 Gb/s) i karta Ethernet. Najnowszy standard USB 3.0 nie jest wspierany (pojawi się ponoć dopiero wraz z procesorami Ivy Bridge); do uzyskania portów tego typu potrzebny jest osobny kontroler. Dla potencjalnego użytkownika interesujące będą też pewne rozwiązania zastosowane w nowej platformie. Należą do nich: Intel Quick Sync Video, które ma w założeniu przyspieszać obróbkę filmów, Intel InTru 3D umożliwiające połączenie z wyświetlaczem obsługującym obraz 3D (efekt stereoskopowy) przez HDMI 1.4 do odtwarzania Blu-ray 3D, Intel Clear Video HD, Intel Wireless Display, które umożliwia bezprzewodowe przesyłanie materiału 1080p na ekran zewnętrzny, oraz zintegrowany układ graficzny Intel HD Graphics 3000 lub HD 2000, który zapewnia odpowiednią wydajność w grach, a w przyszłości może także wsparcie przy profesjonalnej obróbce zdjęć i filmów.

W niektórych (najszybszych) czterordzeniowych procesorach Sandy Bridge układ graficzny jest taktowany z częstotliwością od 650 do 1300MHz. Wspiera on DirectX 10.1, OpenGL 3.0 i Shader Model 3.0. Maksymalną obsługiwaną rozdzielczością jest 2560x1600 pikseli. Recenzję układu Intel HD Graphics 3000 znajdzie Czytelnik w osobnym artykule.

Cinebench R10

Testy renderowania aplikacji Cinebench R10 są nadal na czasie, gdyż pozwalają ocenić pracę procesora w trybie jednowątkowym i przy wykorzystaniu wszystkich dostępnych rdzeni. Im więcej procesor uzyska punktów, tym lepsza jego wydajność. Do testu wykorzystano 64-bitową wersję programu, wyniki której są zazwyczaj wyższe niż w 32-bitowej.  

W zestawieniu porównano wyniki procesorów Sandy Bridge z laptopów Clevo P150HM i Asus N53SV oraz najlepsze wyniki procesorów Clarksfield z naszej bazy danych. Wnioski nasuwają się same: nawet Core i7-2630QM, najsłabszy z nowych procesorów czterordzeniowych, wypada lepiej od topowego Core i7-940XM z poprzedniej generacji, i to w ubu testach (Single CPU i Multi CPU). 

Porównując bezpośrednio i7-740QM oraz i7-2720QM (takie średnie procesory z obu generacji), przekonamy się, że procesor Sandy Bridge jest o około 1/3 szybszy w teście renderowania jednowątkowego. W przypadku renderowania wielowątkowego różnica na jego korzyść wynosi  72%. Porównując dwa modele „ekstremalne”, i7-940XM oraz i7-2920XM, dostrzeżemy, że w teście renderowania jednowątkowego nowy procesor (który uzyskał 5343 pkt.) jest lepszy od starego o 19%, a w teście wielowątkowym jego przewaga wynosi 36% (19727 pkt.).

Cinebench R11.5

W teście aplikacji Cinebench R11.5 (CPU Test) nawet Core i7-2630QM wykazał się lepszym wynikiem niż maksymalne zarejestrowane w bazie osiągnięcie Core i7-940XM. Ekstremalny i7-2920XM okazał się o 39% szybszy od swojego poprzednika. Porównując osiągi i7-740QM oraz i7-2720QM, stwierdzimy, że procesor oparty na mikroarchitekturze Sandy Bridge jest lepszy aż o 76%.

Przy okazji porównano potencjał Asusa N53SV (GF GT 540M) i Clevo P150HM (GF GTX 485) w teście OpenGL (zależnym w dużej mierze od wydajności karty graficznej). Sednem niniejszego artykułu jest jednak porównanie mocy CPU i z tego względu bardziej interesujące są różnice pomiędzy procesorami z nowej rodziny, jakie wystąpiły w tym sprawdzianie. I tak kiedy notebook, jaki wykorzystano do testów, był wyposażony w procesor i7-2630QM, uzyskano 40,88 kl/s. Ten sam sprzęt z najszybszym i7-2920XM na pokładzie generował 49,35 kl/s (o 21% więcej).

Super Pi

W teście SuperPi (obliczania liczby pi do określonego miejsca po przecinku) im niższy wynik, tym lepszy procesor. Aplikacja ta wykorzystuje tylko jeden rdzeń, więc kluczowa jest w nim częstotliwość taktowania procesora.

Obliczenia do 32 mln miejsc po przecinku (próbka 32M) potwierdzają obserwacje z wcześniej omówionych testów. Już procesor Core i7-2630QM okazał się szybszy od najmocniejszego czterordzeniowca poprzedniej generacji (Core i7-940XM). Core i7-2920XM był zaś o około 16% lepszy od swojego poprzednika.

3DMark 2006 / Vantage

Testy 3DMark oceniają między innymi możliwości procesora. I tu historia się powtarza, tzn. podstawowy Core i7-2630QM wypada lepiej od niedoścignionego dotychczas i7-940XM. W teście 3DMark 2006 CPU Score (1280x1024) i7-2720QM okazał się o około 69% szybszy niż jego poprzednik, i7-740QM. Najmocniejszy z procesorów Sandy Bridge, i7-2920XM, uzyskał wynik o około 38% lepszy od najwydajniejszego przedstawiciela generacji Clarksfield, i7-940XM.  
 
Podobnie wygląda to w teście 3DMark Vantage CPU Score. Nowy Core i7-2720QM legitymuje się osiągnięciem wyższym o około 2/3 od swojego poprzednika, i7-740QM. Ekstremalny i7-2920XM uzyskał wynik o 44% lepszy od i7-940XM.

Przeprowadzając testy, notowaliśmy pobór mocy notebooka Clevo P150HM. Miarodajne porównanie mogliśmy przeprowadzić tylko dla procesorów i7-2630QM oraz i7-2920XM, gdyż i7-2720QM znajdował się na wyposażeniu innego laptopa (Asus N53SV).

W stanie spoczynku, bez jakiegokolwiek obciążenia, nie ma praktycznie różnicy pomiędzy najsłabszym czterordzeniowym Sandy Bridge (i7-2630QM) a najmocniejszym z nich (i7-2920XM).
 
Inaczej wygląda to pod obciążeniem. W teście Prime95, który w 100% wykorzystuje wszystkie wątki, laptop z i7-2920XM wykazywał pobór mocy o 27 W większy, niż w sytuacji, kiedy był w nim zamontowany procesor i7-2630QM. Oznacza to o około 29% większe zużycie energii elektrycznej. Jeśli zaś wziąć przewagę mocniejszego procesora w teście renderowania wielowątkowego Cinebench R10 (22%), różnica nie jest więc do końca uzasadniona. Kiedy obciążony jest tylko jeden rdzeń (test SuperPi) różnica w poborze mocy między tymi procesorami wynosi tylko około 10% (a różnica w czasie wykonywania testu – 15% na korzyść i7-2920XM).

Zmierzono również pobór mocy w trakcie przeprowadzania testu syntetycznego wPrime 1.55. Aplikacja ta pozwala na wybór predefiniowanej liczby wątków do obciążenia.

Na podstawie uzyskanych danych można wysnuć następujący wniosek: im więcej wątków jest wykorzystanych, tym większa staje się różnica między poborem mocy i7-2630QM a i7-2920XM. Przy wykorzystaniu jednego wątku ten drugi wykazuje o 10% większe zapotrzebowanie na energię, niż ten drugi. Kiedy wykorzystane zostanie wszystkie osiem wątków, różnica wynosi już 30%.
 
Krzywa poboru mocy (jaką można pociągnąć po wierzchołkach słupków w poniższym diagramie) i7-2630QM jest wyraźnie bardziej płaska i praktycznie nie podnosi się od pięciu wątków. Z kolei pobór mocy i7-2920XM rośnie zauważalnie cały czas, choć od 4-5 wątków wyraźnie mniej dynamicznie, niż wcześniej.
 
Daje tu o sobie znać założony parametr TDP (Thermal Design Power) obu procesorów. Najwidoczniej  i7-2630QM osiąga swój limit (45 W) szybciej, niż i7-2920XM swój nieco wyższy poziom (55 W).