AES-NI: быстрое шифрование и более высокая производительность Bitlocker
Westmere (и, соответственно, Clarkdale) добавляет некоторые новые инструкции к стандартному набору x86, хотя еще большее расширение ожидается с внедрением AVX в Sandy Bridge. На данный момент речь идет о шести инструкциях для ускорения шифрации/дешифрации данных по алгоритму AES (Advanced Encryption Standard), и потому названных AES-NI.
Корпоративная политика безопасности многих компаний предполагает обязательное шифрование файловой системы ПК, и как раз для таких целей служат утилиты вроде Bitlocker, поставляемой с Microsoft Windows 7. Именно такие приложения и получат прибавку к производительности благодаря AES-NI, что и продемонстрировано в нижеследующих тестах.
При включении Bitlocker в Windows 7 наблюдается мгновенная и заметная невооруженным глазом потеря общей скорости работы. Речь идет о быстродействии как дисковой подсистемы, так и приложений. Это вполне объяснимо, ведь при каждой операции записи/чтения CPU приходится проделывать дополнительные операции по шифрованию/дешифрованию. Clarkdale должен заметно уменьшить потери от этих сервисных операций благодаря новым инструкциям, разработанным с учетом наиболее часто проводимых действий при шифровании.
Чтобы измерить величину прироста скорости от AES-NI, мы использовали три теста. Для начала был пройден HDD бенчмарк в PCMark Vantage на тестовом стенде с Core i5 661, Windows 7 и SSD OCZ Summit. Затем твердотельный накопитель был зашифрован, а тест — повторен. Наконец, на той же системе процессор был заменен на Core i5 750, не поддерживающий AES-NI, и тест HDD был запущен еще раз. Зафиксированные результаты оказались обещающими:
|
Процессор
|
PCMark Vantage HDD
|
% от производительности без шифрования
|
|
Clarkdale - Без шифрования
|
16713
|
|
|
Clarkdale - Bitlocker включен
|
13785
|
82.5%
|
|
Lynnfield - Bitlocker включен
|
11744
|
70.3%
|
Хорошо видно, что польза от AES-NI в Clarkdale есть. Потеря производительности при включении Bitlocker все также присутствует, но она не столь значительна, как в случае с Lynnfield и прочими архитектурами без поддержки AES-NI. Благодаря меньшему воздействию на скорость I/O подсистемы, уменьшается и снижение скорости реальных приложений. Это довольно значимо при реальной работе за ПК; отзывчивость, которую сложно измерить числами, не страдает так сильно.
К тому же мы сравнивали двуядерный процессор с четырехъядерным, а вряд ли пользователи ПК, которым необходим Bitlocker в работе, используют таких вычислительных монстров. Относительно Core 2 Duo выигрыш в скорости с AES-NI будет даже более заметен. Так что, модернизация платформы, в принципе, оправдана.
[N6-Тестовая конфигурация и программы]
[N7-Тестирование — SYSMark 2007]
Производительность в синтетическом SYSMark — сильная сторона процессоров Clarkdale. По мнению этого тестового пакета, Core i5 661 способен в целом обеспечить скорость на уровне Core i7 860. В общем, это говорит только о том, что SYSMark пришла пора обновиться, так как тесты пакета не слишком хорошо распараллелены. Но если вы действительно не будете использовать современное ПО, написанное с учетом ресурсов многоядерных процессоров, i5 661 будет сравним со старшими Lynnfield и Phenom II.
Однако настоящими победителями становятся Core i3 540 и 530. Хотя они были лишены Turbo Boost для поднятия частот, Hyper Threading остался в активе этих CPU, что фактически означает достижение производительности Phenom II X4 965 по более низкой цене. Конечно, AMD будет опережать Core i3 в тех задачах, где потребуются тяжелые параллельные вычисления, но для большинства среднестатистических пользователей эта разница не будет заметна.
Ощутимо и значимое превосходство новых процессоров над системами Core 2. Процессор i3 530 оказывается на 17% быстрее Core 2 Duo E6750 на ядре Conroe. Даже обладающие отличным соотношением цены и качества недорогие многоядерные CPU AMD здесь не могут конкурировать с Clarkdale (тем не менее, стоит понимать, что это происходит из-за неполного использования мощности ЦП SYSMark).
[N8-Тестирование — Adobe Photoshop CS4]
А вот в первом реальном тесте картина уже меняется не в пользу Clarkdale. Бенчмарк Photoshop CS4 не способен загружать четырехъядерные процессоры работой постоянно, и имеющегося объема достаточно для их победы. Хотя Core i5 661 и конкурирует с Q9400, он даже близко не сравним с продающимся за схожие деньги Lynnfield Core i5 750.
Пара Core i3 540/530 напротив, лишь подтверждает свою привлекательность, опережая AMD Athlon II X4 630. Так что, хотя 661 модель новой линейки Intel и не хватает звезд с неба, i3 530 и 540 полностью отрабатывают свой ценник.
[N9-Тестирование — кодирование HD видео с DivX 8.5.3 и Xmpeg 5.0.3]
Кодирование видео относится к тем задачам, которым действительно требуется как можно большее количество ядер, и здесь хорошо видно несоответствие стоимости Core i5 661 реальным возможностям. При той же цене, что у Core i5 750, последний ощутимо быстрее, и Turbo не может спасти 661 i5.
Core i3 530 и 540, напротив, выглядят конкурентоспособными. Их уровень производительности сопоставим с Athlon II X4 630 при меньшем энергопотреблении.
[N10-Тестирование — кодирование HD видео с x264]
Очевидно, что при частой работе с высококачественным видео (речь идет именно о монтаже и кодировании, а не простом воспроизведении), двуядерные процессоры массово проигрывают даже самым простым четырехъядерным.
[N11-Тестирование — кодирование HD видео с Windows Media Encoder 9 x64 Advanced Profile]
Завершающий этап тестов, связанных с кодированием видео (Windows Media Encoder 9), не демонстрирует чего-то нового. Core i5 661 оказывается медленнее, чем ему следовало бы быть с учетом цены, и даже i3 здесь проигрывают своим соперником. Вывод очевиден — кодирование видео предполагает наличие четырехъядерного CPU.
[N12-Тестирование — процессорный рендеринг 3dsmax 9 SPECapc CPU]
Как и обработка видео, трехмерный рендеринг силами CPU получает преимущество от большого количества обрабатываемых потоков, поэтому 661 Clarkdale в лучшем случае догоняет Q9400, тогда как i3 находятся на уровне или даже ниже старого 65 нм Q6600. Радует хотя бы то, что все новинки опережают семейство Core 2 Duo.
[N13-Тестирование — Cinebench R10]
Спасение для Clarkdale — в его высокой удельной эффективности ядер, и, как следствие, хорошей производительности в однопоточных приложениях. Так, Core i5 661 может достигать частоты 3.6 ГГц при работе в таком режиме (с учетом Turbo), что и обеспечивает лучшую производительность среди всех испытуемых сегодня процессоров. Стоит отметить, что нельзя признать этот тест устаревшим и бесполезным, так как до сих пор существует множество программ, принципиально не поддающихся оптимизации для многоядерных CPU (или же просто плохо оптимизированных).
Даже не имеющие Turbo-режима i3 показывают себя с лучшей стороны, несмотря на сравнительно низкие тактовые частоты. i3 530 почти столь же быстр, как 3.33 ГГц Wolfdale, и даже опережает Phenom II 965. Очевидно, малые задержки L2 играют не последнюю роль в таком выступлении Clarkdale.
Как только требуется производительность нескольких ядер, новые Core i5/i3 теряют позиции.
[N14-Тестирование — POV-Ray 3.73 beta 23 Ray Tracing]
Пожалуй, POV-Ray является одним из худших тестов для Clarkdale. Даже Athlon II X4 630 здесь превосходит i5 661. Интересно, что по производительности i3 близки к 661, что только увеличивает их ценность.
[N15-Тестирование — Blender 2.48a]
А вот в Blender картина совершенно противоположна POV-Ray. Clarkdale демонстрирует свой лучший результат среди всех программ трехмерного моделирования. Старший 661 не слишком конкурентоспособен с оглядкой на свою стоимость, а вот i3 обходят все CPU своего класса, кроме Q9400.
[N16-Тестирование — многопоточное восстановление данных PAR2]
Новых выводов по многопоточному PAR2 делать не приходится — i5 661 вновь не способен оправдать свою цену, а линейка i3 обходит как трехъядерный Athlon II 435, так и Athlon II X4 630.
[N17-Тестирование — Microsoft Excel 2007]
Intel считает, что одним из главных рынков сбыта для Clarkdale являются корпоративные ПК, а для такого рода компьютеров производительность в MS Office особенно важна. Картина для новых Core i5/i3 не меняется. 661 модель все так же показывает недостаточную для своей цены производительность, а i3 540 и 530, потребляющие меньше энергии, чем Athlon II X4 630, опережают его.
[N18-Тестирование — Sony Vegas Pro 8: создание Blu-ray]
В нашем тесте на создание Blu-ray младшие Clarkdale хорошо себя показали, оказавшись полноценной альтернативой Athlon II X4 630. Впрочем, помимо завышенной цены, к i5 661 также нет особых претензий.
[N19-Тестирование — Sorenson Squeeze: создание FLV]
Sorenson Squeeze не слишком благосклонен к процессорам Intel. 661 способен сравниться лишь с Athlon II X4 630, тогда как i3 превосходят трехъядерные CPU AMD, но уступают четырехъядерным.
[N20-Тестирование — создание архивов WinRAR]
Чем с менее тяжелой нагрузкой приходится иметь дело (работает меньше вычислительных потоков), тем лучше с ней справляется Clarkdale. Core i3 выглядят в этом тесте особенно интересными; ответ Intel на Athlon II X4 оказался очень удачным.
[N21-Тестирование в среде Windows 7]
Кодирование HD видео с x264
Смена операционной системы на более современную не меняет относительное положение процессоров в рейтинге. При кодировании видео двуядерные CPU просто не могут соревноваться на равных с четырехъядерными.
Бенчмарк 7-zip и скорость сжатия архивов
Хотя WinRAR остается наиболее популярным архиватором, все больше пользователей предпочитают его бесплатный аналог 7-zip, обладающий помимо прочих достоинств особенно эффективным алгоритмом компрессии. 7-zip зависим от CPU и имеет встроенный тест, результаты которого вы можете видеть на следующей диаграмме:
Использование SSD накопителей обеспечивает отсутствие реально достижимого ограничения по I/O операциям, так что разница в производительности CPU с учетом тактовых частот и количества ядер особенно хорошо видна. В результате Clarkdale выступают не слишком уверенно по сравнению со старшими ЦП. В реальности же их производительность вполне соответствует классу (во всяком случае, если говорить об i3).
Мы сжали 300 Мб папку с изображениями, используемую для WinRAR теста, в 7-zip, чтобы измерить скорость сжатия в Кб/с:
Экспорт аудио-дорожек в Sonar 8
В данном случае следует признать, что i5 661 соответствует позиционированию Intel. К сожалению, это лишь один из немногих подобных моментов, да и Core i3 530/540 все равно смотрятся более выгодной покупкой среди CPU среднего ценового диапазона.
[N22-Игровая производительность — Fallout 3]
Для своей цены игровая производительность Clarkdale находится на хорошем уровне. Линейка Core i3 на равных борется с CPU AMD Athlon той же стоимости.
[N23-Игровая производительность — Left 4 Dead]
В Left 4 Dead новые процессоры Intel вновь отрабатывают "на отлично". Конечно, в большей степени речь идет о младших Core i3, которые являются отличным примером сбалансированных CPU.
[N24-Игровая производительность — FarCry 2]
В играх, движки которых хорошо распараллелены, четырехъядерные ЦП вновь одерживают победу. Особенно убедительно смотрятся Bloomfield LGA1366. И, хотя Q9400 несколько опережает семейство Clarkdale, i3 540/530 выигрывают у Athlon II X4, снова подтверждая нашу симпатию к ним.
[N25-Игровая производительность — Crysis Warhead]
В случае, когда производительность игры ограничена скорее возможностями GPU, нежели CPU, Core i5/i3 неплохо справляются со своей работой, побеждая ближайших соперников.
[N26-Игровая производительность в среде Windows 7]
Batman: Arkham Asylum
Практически все процессоры в этой игре обеспечивают равный уровень производительности. В качестве приятного исключения можно выделить скорость i5 661, которая в Batman соответствует стоимости испытуемого CPU. i3 продолжают хорошо смотреться при сравнении со схожими процессорами AMD.
Dragon Age
Сегодня многие игры в состоянии использовать больше двух ядер CPU, поэтому отрыв Lynnfield/Bloomfield столь значителен. Вследствие этого i5 661 теряет свою привлекательность, так как при равной с Core i5 750 цене его показатели заметно хуже.
i3, напротив, оказываются на высоте. Им не только удается опередить всех конкурентов, но и финишировать с небольшим отставанием от Phenom II X4 925. К тому же, несмотря на частоты, новинки определенно быстрее старого Core 2 Duo E8600.
Dawn of War II
И снова от i5 661 можно было бы ожидать лучшей производительности, тогда как i3 являются отличным выбором за свои деньги.
World of Warcraft
|
Максимальный разгон при номинальном VID @ 3884 МГц
|
Увеличение VCore всего лишь на 0.1В дарит дополнительные 400 МГц. Обратите внимание, что речь идет о штатном кулере и полностью стабильном разгоне!
|
Максимальный разгон при повышенном на 0.1В VID @ 4279 МГц
|
Хотя при прямом сравнении эффективности Clarkdale с другими архитектурами Core i5/i3 могут уступить, благодаря отличной масштабируемости по частотам новинки способны достичь впечатляющих результатов.
Оверклокинг с использованием системы жидкостного охлаждения увеличивает и без того высокий потолок разгона:
|
Жидкостная СО, увеличенный на 0.2В VID @ 4852 МГц
|
Интересно, что скорость работы памяти напрямую зависит от режима работы шины QPI. Для обеспечения лучшей производительности следует частоту QPI устанавливать максимально близкой к частоте ядер. Это позволит минимизировать задержки доступа и увеличить пропускную способность.
|
12x множитель QPI против 24x
|
Было установлено, что повышать напряжение IMC (VTT) для достижения 210 МГц базовой частоты BCLK нет необходимости.
Как и в случае с Lynnfield/Bloomfield, стабильной работы было проще достичь с нечетными множителями, нежели с четными, хотя разница между ними в Clarkdale и не так ощутима. Из наших экспериментов следовало, что для стабильности на одной и той же частоте в случае с четным множителем требуется более высокое напряжение VCore, чем с нечетным.
Еще одной особенностью разгона Clarkdale следует считать ограниченные возможности по частоте памяти. При серьезном увеличении BCLK добиться стабильной работы RAM на частотах свыше 1600 МГц не представляется возможным (хотя при штатной базовой частоте таких проблем не наблюдается). Скорее всего, дело здесь в заложенных в контроллер памяти соотношениях частот с учетом оптимизаций для связи с CPU по FSB, а не QPI. Сегодняшний частотный предел DDR3 для разогнанного Clarkdale лежит в рамках 1300-1600 МГц при CAS 5/6 в случае с 4 Гб комплектами RAM. Установка 8 Гб требует увеличения второстепенных таймингов и перехода с 1N на 2N Command Rate для достижения тех же 1600 МГц. Во всяком случае, таким было поведение нашего тестового процессора.
Что касается работы при отрицательных температурах, максимальный потенциал Clarkdale еще предстоит выяснить профессиональным оверклокерам со всего мира.
Нам же удалось добиться стабильного прохождения SupePi на частоте 6.2 ГГц при -115 градусах по Цельсию на испарителе криогенной СО. Тогда как большинство CPU с архитектурой Nehalem теряли стабильность в таком режиме и постоянно испытывали cold bug при загрузке, наш 32 нм Westmere не оказался подвержен данному явлению.
[N28-Энергопотребление: не столь впечатляющее, как у Lynnfield]
Одним из значимых преимуществ платформы LGA1156 над LGA1366 стала улучшившаяся энергетическая эффективность Lynnfield, особенно это было заметно в состоянии покоя. Похоже, что с переносом 45 нм IMC/GPU на одну подложку с CPU эта идиллия нарушилась. Энергопотребление без нагрузки нельзя назвать неудовлетворительным, но оно выше, чем у четырехъядерного Lynnfield. Возможно, дело здесь в несовершенном BIOS материнской платы ASUS, но более новых прошивок или других плат на момент тестирования доступно не было.
А вот аппетит новых процессоров под нагрузкой — один из самых скромных. Тестирование показало, что i3 в состоянии на равных конкурировать и даже превосходить дешевые трех- и четырехъядерные CPU AMD, при этом энергии Clarkdale потребляют меньше.
[N29-Заключение]
Когда появилась первая информация о рекомендуемых ценах на новые процессоры с ядром Clarkdale, мы были несколько обескуражены. Даже до проведения масштабного тестирования было понятно, что, например, Core i5 661 явно не соответствует своему ценовому позиционированию; теперь, имея на руках все тесты, мы лишь получили подтверждение своему предположению. Более того, 661 модель не является самым дорогим Clarkdale, который продает Intel! Ведь есть еще Core i5 670, оцениваемый примерно в $300, который также не будет способен превзойти на треть более дешевый Lynnfield i5 750.
Оказывается, производитель установил такие цены с учетом потенциальной производительности своих фабрик, грядущей модернизации производства и ожидаемых объемов продаж. Процессоры, подобные Core i5 661 и 670, не должны стать массовыми, Intel предполагает выбор пользователями Core i5 750 вместо топовых Clarkdale за исключением тех особых случаев, когда требуется HD Graphics. Самыми распространенными же должны стать отлично показавшие себя Core i3, на которые придется основной спрос. Эти модификации Clarkdale под номерами 530 и 540 оказались сбалансированными, быстрыми и эффективными процессорами, приобретая которые, покупатель лишится лишь не слишком важного для двуядерных CPU Turbo-режима.
Эти чипы представляют серьезную конкуренцию для AMD Athlon II X4 даже в приложениях, хорошо оптимизированных для многопоточных вычислений. Видна разница в подходах, которая на данный момент обеспечивает преимущество Intel. AMD пришлось отказаться от кэша L3, чтобы максимально снизить стоимость своих четырехъядерных CPU. Intel же потребовалось время для перехода на 32 нм техпроцесс, но при этом производителю удалось сохранить полную иерархию кэш-памяти для двуядерных ЦП, которая в сочетании с Hyper-Threading дала отличную скорость работы в разнообразных приложениях. Конечно, если за ПК вы преимущественно обрабатываете видео или занимаетесь 3D-рендерингом, то процессоры AMD с четырьмя полноценными ядрами станут лучшим выбором. Для прочих задач (включая игры) именно новые Core i3 видятся нам оптимальным решением.
Радует и то, что Intel смогла серьезно улучшить производительность встроенного графического ядра. В будущем мы обязательно проверим, насколько хороши IGP i3, работающие на несколько пониженных частотах.
Благодаря 32 нм технологическому процессу производства, новинки отлично разгоняются. Нам удалось достичь 3.8 ГГц на i5 661 без повышения напряжения с не слишком мощным штатным воздушным охлаждением. От Core i3 стоит ожидать схожих результатов, ведь физически продающиеся под разными брендами процессоры не различаются. Как мы уже отмечали, Turbo становится необходимым, начиная с четырехъядерных ЦП, а недорогие хорошо разгоняющиеся i3 будут обеспечивать высокую производительность и без дополнительного поднятия частот.
Если говорить о HTPC применении новых CPU, то вряд ли можно представить лучшего кандидата на роль процессора мультимедийного ПК в 2010 году, чем Clarkdale. Интегрированное графическое ядро потребляет немного энергии, обладая при этом всеми возможностями по обработке аудио (передача сжатых Dolby TrueHD и DTS HD-MA на ресивер по HDMI) и видео (аппаратная декомпрессия всех современных кодеков). Если ранее мы однозначно рекомендовали приобретение плат AMD Radeon HD 5000 серии, то теперь Core i3/i5 в паре с чипсетами H55/H57 являются отличной альтернативой внешним GPU.
Для корпоративных клиентов новые процессоры также станут удачным приобретением. Поддержка специальных инструкций AES-NI для аппаратного ускорения шифрования данных значительно уменьшает потери производительности от подобных действий. Активация Bitlocker в Windows 7 в случае с Clarkdale снизила скорость I/O дисковых операций лишь на 15%, тогда как с Lynnfield потери составили более 30%. Так что Clarkdale (и мобильный Arrandale для ноутбуков) окажутся хорошим подспорьем для ускорения работы на ПК, данные которых требуется шифровать.
Единственным реальным недостатком новых процессоров можно считать перемещение контроллера памяти из вычислительного ядра во вспомогательный чип. Это увеличило задержки и снизило пропускную способность шины данных между RAM и CPU. Понятно, что такого решения требовала компоновка Clarkdale, но в Sandy Bridge хочется увидеть возвращение к архитектурным принципам Nehalem.
Хорошим шагом было бы снижение цен на процессоры Core i5 в будущем. Ведь если i3 обладают превосходным соотношением цены и качества, над i5 Intel еще следует поработать. Возможно, маркетологи компании специально хотели сохранить конкуренцию (ведь более агрессивная ценовая политика в отношении i5 потребовала бы активных действий от AMD), но на данный момент покупка старших Clarkdale не выглядит выгодным и оправданным вложением.
Источник: www.anandtech.com/
подписаться | обсудить в ВК |
|
Подождите...
