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Autore Topic: Analisi multithreaded: 51 CPU Intel e AMD a confronto  (Letto 6897 volte)

Grean

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Analisi multithreaded: 51 CPU Intel e AMD a confronto
« il: 04 Settembre 2009, 22:27:02 »

Sono ormai svariati anni che i processori Intel e AMD sono disponibili in versioni dotate di architettura dual core; ritorniamo alla memoria alla primavera dell'anno 2005 per incontrare le prime soluzioni dual core di Intel e AMD, nella forma rispettivamente dei processori Pentium D e Athlon X2. Le prime cpu erano state ottenute da Intel affiancando sullo stesso package due processori single core, collegati tra di loro attraverso front side bus. L'approccio di AMD prevedeva invece un design nativo, nel quale quindi i due core erano integrati all'interno dello stesso die pur mantenendo ciascuno cache L1 e L2 indipendenti.

pentium_d.jpg (38003 bytes)
Intel Pentium D: due die Prescott affiancati sullo stesso package
per la prima cpu Intel Dual Core per sistemi desktop

Se nel 2005 era particolarmente difficile riuscire a trovare ambiti applicativi nei quali poter trarre un diretto vantaggio dall'avere a disposizione un processore con architettura dual core, complice il software ottimizzato per architetture single threaded, nel corso degli anni la specializzazione dell'hardware ha di fatto trascinato lo sviluppo software. Al momento attuale la maggior parte delle applicazioni desktop di un certo peso, utilizzate dagli utenti appassionati ma per loro natura non categorizzabili quali specialistiche, permette di sfruttare al meglio la presenza di due o più core, quantomeno sino a 4. Con il debutto delle cpu Intel Core i7, dotate di architettura quad core ma capaci di processare sino a 8 threads in parallelo grazie alla tecnologia HyperThreading, si è raggiunto con alcuni ambiti applicativi un limite, quantomeno in ambiti desktop: è difficile riuscire a trovare ambiti applicativi nei quali poter sfruttare realmente sempre al meglio la potenza di elaborazione di questi processori.

Sul mercato sia Intel che AMD propongono di fatto solo soluzioni che siano almeno dotate di 2 core al proprio interno, fatta eccezione per alcuni modelli che sono specificamente destinati a sistemi desktop particolarmente economici che utilizzano rispettivamente cpu Celeron e Sempron. Considerando la disponibilità sul mercato di processori dual e quad core da vari anni abbiamo voluto porre a confronto un totale di 51 processori Intel e AMD, spaziando dalle attuali proposte delle due aziende sino a precedenti generazioni di processore. Per poter completare questo tipo di analisi abbiamo dovuto fissare alcuni vincoli legati alle piattaforme: Socket 775 LGA per Intel e Socket AM2+ per AMD, affiancando a queste quella Socket 1366 LGA per i processori Intel Core i7. Mancano quindi in questa analisi i processori AMD Athlon 64 X2 di prima generazione, sviluppati per memoria DDR e da collegare a schede madri Socket 939, ma tale limitazione non è nel complesso grave in quanto le prestazioni di questi processori sono pressoché equivalenti alle corrispondenti cpu Athlon X2 per piattaforme Socket AM2 e memoria DDR2, ovviamente a parità di frequenza di clock.

Vediamo in dettaglio quali siano i processori inseriti in questa analisi:

Intel

    * Core i7 9xx: tecnologia produttiva a 45 nanometri
    * Core 2 Quad Q9xxx: tecnologia produttiva a 45 nanometri
    * Core 2 Quad Q8xxx: tecnologia produttiva a 45 nanometri
    * Core 2 Quad Q6xxx: tecnologia produttiva a 65 nanometri
    * Core 2 Duo E8xxx: tecnologia produttiva a 45 nanometri
    * Core 2 Duo E7xxx: tecnologia produttiva a 45 nanometri
    * Core 2 Duo E6xxx: tecnologia produttiva a 65 nanometri
    * Core 2 Duo E4xxx: tecnologia produttiva a 65 nanometri
    * Pentium E6xxx: tecnologia produttiva a 45 nanometri
    * Pentium E5xxx: tecnologia produttiva a 45 nanometri
    * Pentium Extreme Edition: tecnologia produttiva a 90 nanometri
    * Pentium D: tecnologia produttiva a 65 nanometri

AMD

    * Phenom II X4: tecnologia produttiva a 45 nanometri
    * Phenom II X3: tecnologia produttiva a 45 nanometri
    * Phenom II X2: tecnologia produttiva a 45 nanometri
    * Phenom X4: tecnologia produttiva a 65 nanometri
    * Phenom X3: tecnologia produttiva a 65 nanometri
    * Athlon II X2: tecnologia produttiva a 45 nanometri
    * Athlon 64 X2: tecnologia produttiva a 90 nanometri

Si tratta di processori con architettura dual e quad core, fatta eccezione per il modello Pentium Extreme Edition 3,73 GHz. Abbiamo inserito anche questo processore in questo confronto tra 51 cpu volendo prenderne i risultati come punto di riferimento: si tratta infatti dell'ultima cpu Intel Pentium della famiglia Extreme Edition, con una tra le più elevate frequenze di clock mai prodotte da Intel e in grado di rappresentare correttamente il massimo livello prestazionale ottenibile in un'epoca, quella dell'architettura Netburst, nella quale la frequenza di clock rappresentava pressoché tutto il livello prestazionale ottenibile con una cpu. Questo processore è single core, ma integrando la tecnologia HyperThreading permette di gestire 2 threads in parallelo contemporaneamente.






Considerazioni

L'evoluzione tecnologica nel mercato dei processori intercorsa negli ultimi 5 anni ha portato ad una radicale evoluzione delle cpu a livello architetturale, seguendo alcuni trend molto ben definiti:

    * abbandono della frequenza di clock come massimo responsabile dell'incremento prestazionale delle cpu: si era giunti a limiti in termini di massime frequenze raggiungibili, superabili solo raggiungendo livelli di consumo non più accettabili;
    * ricerca del miglior bilanciamento possibile tra prestazioni velocistiche e un predefinito livello di consumo massimo del processore a pieno carico, sintetizzato dagli stessi produttori dal livello di TDP dichiarato per una specifica cpu;
    * integrazione di più core all'interno del processore e di tecniche che permettano di aumentare il numero di threads processabili in parallelo: se la massima frequenza di clock è un limite legato alla potenza massima, la maggiore capacità elaborativa viene raggiunta incrementando il numero di processi che possono venir elaborati contemporaneamente.

Non ci troviamo tuttavia davanti al tasso di innovazione che possiamo riscontrare, nello stesso periodo di tempo, nel settore delle GPU. Per le più recenti architetture video gli incrementi prestazionali vanno, su questo arco temporale, ben oltre quanto misurabile nel confronto tra la proposta top di gamma attuale, Core i7 975, e il canto del cigno dell'architettura Netburst di Intel, la cpu Pentium 4 Extreme Edition 3,73 GHz.

Lo scopo di questo articolo è quello di fornire, ai possessori di sistemi già da tempo sul mercato, una panoramica di cosa possa essere acquistato attualmente e quali margini d'incremento medi ci si possa attendere nell'aggiornamento del processore a parità di altri componenti. Bisogna riconoscere come i Socket 775 LGA di Intel e AM2+ di AMD siano rimasti disponibili sul mercato per molto tempo; con la scheda madre adeguata è quindi possibile aggiornare il processore realmente senza dover sostituire altri componenti, con un esborso economico contenuto e buoni margini d'incremento prestazionale. AMD si è spinta ancora oltre in questa direzione, immettendo sul mercato processori Socket AM3 che sono compatibili anche con le soluzioni Socket AM2+, e quindi anche con memoria DDR2.

chiusura.jpg (84530 bytes)
parte dei 51 processori in prova, assieme ad altre cpu della "storia" di Hardware Upgrade

I livelli prestazionali medi evidenziano chiaramente come i processori della serie Core i7, per schede madri Socket 1366 LGA, siano posizionati sempre come le proposte più veloci, in alcuni ambiti distanziando nettamente le altre cpu sia Intel che AMD. Molto più bilanciato il confronto tra processori Phenom II e Core 2, sia in versioni quad core che dual core, con i modelli Phenom II X3 con architettura triple core a rappresentare in moldi casi un bilanciamento ideale tra prestazioni single threaded e flessibilità multi threaded rispetto a processori dual core tradizionali.

Da Settembre alla prima metà del 2010 ci attendono alcune interessanti novità che saranno destinate a cambiare in parte lo scenario del mercato dei processori:

    * debutto delle cpu Intel Lynnfield, soluzioni basate su architettura Nehalem da abbinare a schede madri Socket 1156 LGA. A seconda delle caratteristiche tecniche implementate in ogni processore avremo soluzioni delle serie Core i7, Core i5 e Core i3;
    * lancio delle prime cpu Intel costruite con tecnologia produttiva a 32 nanometri, rivolte al segmento di fascia medio bassa del mercato. Queste cpu integreranno al proprio interno anche il sottosistema video, con un approccio a die separati tra CPU e GPU e controller memoria condiviso;
    * possibile debutto di processori AMD Phenom II dotati di architettura a 6 core, derivati dalle cpu Opteron della famiglia Istanbul; queste cpu verranno proposte da AMD come soluzioni top di gamma a diretta concorrenza con le cpu Core i7 di Intel, puntando sul maggior numero di core integrati e quindi sulle previste superiori prestazioni con applicazioni fortemente multithreaded;
    * per la prima metà del 2010 lancio di processori Intel dal previsto nome commerciale Core i9, soluzioni per schede madri Socket 1366 LGA dotate di architettura a 6 core e costruite con tecnologia produttiva a 32 nanometri.

AMD non avrà a disposizione processori desktop basati sulla futura architettura Bulldozer prima del 2011; per il produttore americano continuerà quindi la strategia attuale, che vede il rilascio di processori dalle ottime caratteristiche complessive nei segmenti entry level e di fascia media del mercato lasciando quella top di gamma alle soluzioni Intel della famiglia Core ix. La prima novità in arrivo è quindi rappresentata dalle cpu Lynnfield, attualmente in test in redazione ma delle quali non possiamo ancora fornirvi anteprime prestazionali; all'interno della recensione di quei processori riproporremo il grafico delle prestazioni relative, in questo caso con 54 processori a confronto prendendo la storica cpu Pentium 4 Extreme Edition 3,73 GHz come riferimento.

tratto da: http://www.hwupgrade.it
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Massimiliano

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Re:Analisi multithreaded: 51 CPU Intel e AMD a confronto
« Risposta #1 il: 06 Settembre 2009, 11:34:05 »

Cazzarola... vabbè stanno raggiungendo il limite ormai.
Fanno componenti spaziali... ma il software non li sfrutta.
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Grean

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Re:Analisi multithreaded: 51 CPU Intel e AMD a confronto
« Risposta #2 il: 08 Settembre 2009, 09:30:36 »

nel test considera manca la line per server cioè gli Xeon ad 8 core  ;D
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