Test procesorów - moc drzemiąca w krzemie

W artykule:

• Jakie procesory proponują AMD i Intel
• Które procesory mają zintegrowane układy graficzne
• Wydajność poszczególnych procesorów i kart grafiki
• Ciekawe rozwiązania w konstrukcji procesorów
• Wydajność i energooszczędność współczesnych procesorów

Najpopularniejsze produkty w niemal każdej kategorii pochodzą ze średniego przedziału cenowego – mają niezłe parametry w niewygórowanej cenie. Nie inaczej jest z procesorami. Dlatego porównaliśmy możliwości kilkunastu modeli w cenie 250–800 zł, przeznaczonych zarówno do podstawowych zastosowań, jak i do gier.

Firma AMD proponuje dwie linie procesorów: do codziennego użytku (układy z serii A), a także do gier i zastosowań profesjonalnych (FX). Te pierwsze mają zintegrowane układy graficzne Radeon HD. Są montowane w płytach głównych z podstawkami FM2 (starsze modele w FM1) oraz chipsetami A55 (najsłabszy), A75 oraz A85X (najnowszy i najlepszy).

Największym atutem układów z serii A jest całkiem dobra wydajność grafiki, pozwalająca na granie w większość gier w rozdzielczości HD. Ponadto w wielu aplikacjach zintegrowana grafika wspomaga pracę procesora (przejmuje część obliczeń), dlatego AMD określa te układy mianem APU . Niestety, większość programów nie potrafi tej akceleracji wykorzystać. Wadą jest też krótki „czas życia” podstawki montażowej – poprzednie procesory z serii A pasowały do podstawki FM1 (tylko w latach 2011–2012), nowsza wersja FM2 jest z nią zupełnie niezgodna.

Druga grupa procesorów, oznaczona jako FX, nie ma zintegrowanej grafiki – ich użytkownicy z założenia kupują dobre karty graficzne. Za to zamiast grafiki procesor ma pojemną pamięć cache L3, która ma poprawiać wydajność. Choć najnowsze układy FX pasują do płyt głównych z podstawkami AM3+, to brak zintegrowanej grafiki pozwolił firmie AMD zachować częściową zgodność z poprzednimi podstawkami AM3 oraz AM2+. Zatem w najnowszej płycie głównej z reguły można montować starsze procesory, a niekiedy nawet odwrotnie – w kilkuletniej płycie da się zamontować procesor FX. Niestety, nie ma na to reguły – zawsze trzeba sprawdzać zgodność na stronie producenta płyty głównej.

Zgodność procesorów FX z różnymi podstawkami powoduje, że mogą one współpracować również z różnymi chipsetami – od najtańszych 760G (płyty z nimi są do kupienia nawet za 130 zł), przez serię 800, aż po rozbudowane 990FX (płyty nawet po 1000 zł). Niestety, wybór płyt głównych wcale nie jest duży.

Mimo wielu różnic współczesne procesory AMD, a więc te pasujące do podstawki FM2 (ich kodowa nazwa to Trinity), jak również nowe modele FX (tzw. Vishera, czyli modele 4300, 6300, 8320, 8350) to niemal te same układy, ponieważ korzystają z tych samych rdzeni Piledriver. Wspólną cechą tych rdzeni jest to, że występują w parach (modułach). Zatem procesor z dwoma modułami jest czterordzeniowy, procesor z czterema modułami – ośmiordzeniowy itd. (przynajmniej w ten sposób „widzi” to system i aplikacje).

Intel od lat oferuje procesory z serii Celeron (najsłabsze), Pentium oraz Core (najszybsze). W ramach Core są to układy i3, i5 oraz i7. My pod uwagę bierzemy jedynie te z rdzeniami Ivy Bridge, czyli Pentium z serii G2000 (np. G2120), a także Core z serii 3000 (np. Core i3–3210). Większość tych układów pasuje do tej samej podstawki LGA1155, co dla użytkownika jest niewątpliwą zaletą – można kupić procesor tani, a w razie potrzeby wymienić na droższy. Problem w tym, że z czasem podstawki się zmieniają, np. wcześniej było to LGA1156, a na horyzoncie jest już LGA1150. Oczywiście są one zupełnie ze sobą niezgodne. Ponadto najwydajniejsze modele Core i7 pasują do podstawek LGA2011 (a wcześniej LGA1136), więc nie są zgodne z niczym.

Zamieszanie jest więc spore, ale przeciętny użytkownik powinien interesować się jedynie układami pasującymi do LGA1155. Wybór takich płyt głównych jest bez porównania większy niż dla AMD, a ich ceny zaczynają się już od 140 zł. Warto jednak decydować się na te bardziej nowoczesne, z chipsetami B75 czy Z77, choćby ze względu na obecność w nich portów USB 3.0.

Poszczególne serie procesorów Intela, a nawet poszczególne modele w obrębie jednej serii, różnią się wieloma szczegółami. Jednak generalnie podstawowa seria Pentium ma dwa rdzenie o stałej częstotliwości (choć z obsługą SpeedStep), zintegrowaną grafikę bez zaawansowanych funkcji.

Intel Core i3 też mają dwa rdzenie, ale dodatkowo wielowątkowość (po 4 wątki) oraz wsparcie dla zaawansowanych technologii (Quick Sync Video, WiDi, wirtualizacji). Core i5 mają z reguły 4 fizyczne rdzenie, a także wsparcie dla technologii Turbo Boost. Są przy tym liczne wyjątki, np. litera T oraz S oznacza obniżony pobór energii, litera K – odblokowany mnożnik. Cechy konkretnego układu można sprawdzić na stronie producenta, pod adresem http://ark.intel.com.

• Wielowątkowość Możliwość przetwarzania dwóch wątków programu na jednym rdzeniu. Efekt jest gorszy niż w przypadku dodatkowego, fizycznego rdzenia, ale w układach Intela (z funkcją Hyper-Threading) daje dodatkowe 10–20 proc. wydajności.
• Wielordzeniowość Obecnie większość aplikacji potrafi korzystać z 2, 4, 6, a nawet 8 rdzeni. Im więcej ma ich procesor, tym będzie szybszy, choć wydajność wcale nie rośnie proporcjonalnie do liczby rdzeni.
• Tryb turbo Umożliwia automatyczne zwiększanie częstotliwości procesora ponad wartość nominalną. W wybranych układach AMD służy do tego funkcja Turbo Core, w układach Intela – Turbo Boost.
• Zintegrowana grafika Niekoniecznie trzeba jej używać do gier. Dla większości użytkowników ważniejsze jest to, że zwalnia z konieczności zakupu karty graficznej, a dzięki temu komputer jest tańszy, pobiera mniej energii i ciszej pracuje.
• Współpraca cpu i gpu Zintegrowana grafika ma na tyle dobrą wydajność, że może wspierać procesor w najbardziej skomplikowanych obliczeniach. Świetnym przykładem w układach AMD jest Video Compression Engine, u Intela – Quick Sync.

W teście skupiliśmy się na najnowszych procesorach AMD oraz Intela. W przypadku AMD były to układy oznaczane kodową nazwą Trinity (A6, A8, A10), a także wydajne Vishera (FX). W przypadku Intela wzięliśmy pod uwagę kilka procesorów z rodziny Ivy Bridge: Pentium, Core i3 oraz Core i5. Pominęliśmy najtańsze procesory (Intel Celeron, AMD A4), bo do wielu zadań okazałyby się za słabe. Zrezygnowaliśmy również z testowania droższych układów Intela, które są przeznaczone dla bardziej zamożnych entuzjastów zaawansowanych zadań.

Do oceny wydajności użyliśmy kilku grup programów: aplikacji użytkowych, typowych benchmarków i gier. Najlepsze wyniki uzyskały oczywiście najdroższe procesory AMD FX-8350 oraz Intel Core i5–3470. Środek stawki to układy AMD FX-6300 i FX-4300, Intel Core i3, a także AMD A10 i A8. Procesory Intel Pentium są tylko nieznacznie wolniejsze. Natomiast bardzo słaby okazał się układ AMD A6–5400K – w zasadzie nie kwalifikuje się do domowych pecetów.

Wyniki oczywiście zależą od tego, jak konkretne aplikacje potrafią wykorzystać możliwości procesorów. Na przykład konwersja wideo za pomocą znanego programu VirtualDub i kodeka x264vfw najszybciej odbywa się na procesorach Intela, ale w pakiecie DVDVideoSoft Free Studio zdecydowanie lepsze są układy AMD FX. Procesory Intela wypadają dobrze w programach, takich jak Photoshop (edycja grafiki) czy Blender (renderowanie grafiki 3D), a układy AMD – znacznie lepiej w zadaniach takich jak kompresja RAR i 7zip, szyfrowanie AES czy obliczenia w środowisku Javy.

W zastosowaniach domowych największa wydajność jest potrzebna oczywiście w grach, dlatego oceniliśmy ją w pięciu nowych tytułach. Testy przeprowadziliśmy w rzeczywistych ustawieniach, tzn. w rozdzielczości Full HD, na dobrej grafice Radeon HD 7870, z domyślnymi (najczęściej dość wysokimi) ustawieniami gier. Możliwości testowanych procesorów świetnie widać w dwóch nowych grach: Tomb Raider oraz Far Cry 3. W tej pierwszej szybkość wyświetlania grafiki to 112–116 klatek na sekundę, a na procesorze AMD A6–5400K – jedynie 77 kl./s. W drugiej osiągnęliśmy wyniki 68–97 kl./s, a na procesorze A6–5400K – tylko 44 kl./s. W nieco starszej grze Sleeping Dogs benchmark na tym procesorze w ogóle nie chciał się uruchomić. Dlatego jeszcze raz podkreślamy, że osiągi tego układu bardzo odstają od reszty i nie warto go kupować, mimo atrakcyjnej ceny.

Jak wspomnieliśmy, na zintegrowanych grafikach można pograć w niektóre gry przy niskich ustawieniach obrazu. Zatem ten element należy uznać za atrakcyjny dodatek.

W naszym teście oceny i wagi zostały dobrane w taki sposób, by dobry układ graficzny podnosił ogólną ocenę produktu, a brak grafiki ją obniżał. Aby to osiągnąć, układy potraktowaliśmy bardzo ulgowo. Ocenę bardzo dobrą lub celującą zapewniała płynność grafiki na poziomie 20–30 kl./s, a także wynik w 3DMarku (Cloud Gate) na poziomie ok. 4000 punktów.

Należy również pamiętać, że grafika nigdy nie pracuje sama – zawsze w połączeniu z procesorem. Dlatego wyniki osiągane w tej kategorii zależą od obu elementów. Jest to szczególnie ważne w testach oceniających wydajność HTML5 czy Flasha, a także kodowania wideo przy użyciu GPU. Tu grafika jest równie ważna co sam procesor – może go jedynie nieco odciążyć.

Jak można się spodziewać, świetne wyniki osiągnął Radeon HD 7660D zintegrowany z układem AMD A10–5800K, a także Radeon HD 7560D w układzie A8–5600K. Obie grafiki mocno podniosły końcowe oceny tych procesorów. Bardzo wysoką ocenę uzyskał też Intel HD Graphics 4000 w Core i3–3225. Ma on niezłe wyniki w grach, a także skutecznie odciąża procesor w niektórych aplikacjach, np. podczas konwersji wideo w programie CyberLink MediaEspresso.

Te dwa detale również wpływają na końcową ocenę procesora. Im mniejszy pobór energii, tym mniejsze płacimy rachunki za prąd. Przekłada się to również na temperaturę, a więc konieczność chłodzenia i hałas wytwarzany przez wentylatory. Na energooszczędność ma wpływ również grafika zintegrowana – dzięki niej nie trzeba instalować karty graficznej, która zawsze pobiera dodatkową energię.

Pobór prądu i temperatura pracy zależą m.in. od technologii wytwarzania procesora. Wszystkie współczesne procesory Intela są produkowane w technologii 22 nm, natomiast AMD – 32 nm. Większy tranzystor potrzebuje do pracy większej ilości energii, dlatego układy AMD są generalnie bardziej prądożerne niż Intela. Na przykład komputer z tanim procesorem Pentium G2120 osiąga maksymalną moc 79 W, a ze znacznie wolniejszym AMD A6–5400K – aż 100 W. Na szczęście, gdy komputer nie pracuje, moc jest zbliżona i wynosi 58 W. Po wyjęciu karty graficznej i wykorzystaniu grafiki zintegrowanej spada ona nawet do 38–40 W (zarówno w układach AMD, jak i Intela).

Drugi czynnik, który wpływa na moc i temperaturę procesora, to jego architektura. W układach AMD FX daje się ona mocno we znaki. Na przykład maksymalna moc komputera z procesorem FX-8350 sięga niemal 240 W, dla porównywalnego procesora Intel Core i5–3470 jest to tylko 112 W, a w przypadku znacznie słabszego A10–5800K to około 150 W. Co to oznacza?

Po pierwsze, rdzenie AMD Piledriver są generalnie bardziej prądożerne od Intela Ivy Bridge. Po drugie, fatalny wpływ ma obecna w procesorach AMD FX ogromna pamięć cache L3, która ma pojemność do 8 MB i zajmuje 1/3 powierzchni procesora. W układach z serii A tej pamięci nie ma, więc pobór prądu jest niższy. Jednak zdecydowanie najlepiej pod tym względem spisują się produkty Intela.

Opisy wybranych modeli procesorów

Procesor uzyskał najwyższą ocenę ogólną dzięki bardzo dobrej wydajności, zintegrowanej grafice, a przy tym niewielkiemu poborowi energii. Układ ma 4 rdzenie pracujące z nominalną częstotliwością 3,2 GHz, a w trybie turbo jest to 3,6 GHz. Jego ogólna wydajność nie jest największa (minimalnie wyprzedziły go dwa układy AMD FX), ale okazał się on najlepszy w tak popularnych programach, jak Photoshop, Blender czy VirtualDub. Core i5–3470 ma zintegrowany układ graficzny HD Graphics 2500, jednak jego znaczenie nie jest zbyt duże. Pozwala zbudować energooszczędny komputer albo wspomóc procesor przy kodowaniu wideo (funkcja Quick Sync), ale do gier jest za słaby. W ramach serii Core i5 dostępne są także wersje bez grafiki (jak i5–3350P), z lepszą grafiką HD Graphics 4000, z odblokowanym mnożnikiem (z literą K w oznaczeniu) lub obniżonym poborem energii (z literą S oraz T). Jednak nawet „podstawowa” wersja ma niezłe parametry energetyczne – maksymalna moc (TDP) modelu i5–3470 wynosi tylko 77 W. Cały komputer z grafiką zintegrowaną ma moc poniżej 100 W, a w stanie spoczynku zaledwie 40 W.

Układ z serii FX dla użytkowników wymagających dużej wydajności. Jest określany kodową nazwą Vishera, a model FX-8350 ma aż 8 rdzeni. Pasuje do podstawki AM3+, ale można go montować również w niektórych starszych płytach AM3. W naszym teście uzyskał najwyższą ocenę za wydajność, choć przyczyniły się do niej syntetyczne benchmarki, a nie wykorzystywane na co dzień aplikacje. Należy pamiętać, że układy FX mają odblokowany mnożnik i można je bez problemu podkręcać – światowy rekord to 8,37 GHz. FX-8350 to procesor drogi, dlatego ciekawszą propozycją jest FX-8320 – ma identyczną konstrukcję i tylko nieznacznie obniżoną częstotliwość (z 4,2 do 4,0 GHz), a kosztuje ok. 100 zł mniej. Niezły stosunek wydajności do ceny ma również 6-rdzeniowy FX-6300, natomiast FX-4300 jest układem wyraźnie słabszym. Wszystkie procesory należące do serii FX trafiłyby na wyższe miejsca tabeli, ale na przeszkodzie stanęła ich prądożerność (choć i tak jest lepsza niż w starszych modelach FX z serii Bulldozer). Brakuje również zintegrowanej grafiki, która też była dodatkowo punktowana – obecnie znajduje się w większości procesorów, pozwalając na obniżenie kosztów i poboru energii.

Najlepszy procesor z serii Core i3, należący do rodziny Ivy Bridge. Pod względem wydajności wypadł niemal tak samo jak model i3–3240 (bo ma częstotliwość mniejszą tylko o 100 MHz). Za to jego atutem jest dwukrotnie lepsza grafika Intel HD Graphics 4000 (to jedyny Core i3 z tym układem graficznym). Mimo tego nie zapewnia aż takiej wydajności, która pozwoliłaby grać bez dodatkowej karty graficznej – znacznie ustępuje układom Radeon HD 7000 zintegrowanym z procesorami AMD z serii A. Jednak seria procesorów Core i3 jest pod wieloma względami optymalna do codziennego użytku, a przy tym niedroga. Najtańsze modele można kupić już za ok. 430 zł, dlatego mają one bardzo dobry stosunek jakości do ceny. Oczywiście osiągi są wyraźnie niższe niż w przypadku Core i5, bo procesory te mają tylko po dwa rdzenie i nie obsługują technologii Turbo Boost. Za to rozwiązanie Hyper-Threading udostępnia dwa dodatkowe wątki, co zwiększa wydajność o kilkanaście procent. Ponadto procesory te wyróżniają się bardzo wysoką energoooszczędnością – moc peceta z maksymalnie obciążonym procesorem (i grafiką zintegrowaną) to zaledwie 63–67 W, co również pozytywnie wpływa na ocenę końcową.

Najszybszy, czterordzeniowy układ AMD ze zintegrowaną grafiką Radeon HD, a więc zaliczany przez producenta do układów APU. Grafika jest na tyle wydajna, że użytkownicy o małych wymaganiach mogą używać jej do gier, bez konieczności kupowania karty graficznej. Niestety, pod względem wydajności sam procesor okazał się wolniejszy niż wszystkie testowane modele Intel Core i3 (choć ustępuje im tylko nieznacznie). Nie pomaga rozwiązane Turbo Core, które zwiększa zegar z nominalnej wartości 3,8 GHz do 4,2 GHz. Fani podkręcania mogą próbować wycisnąć z tego układu znacznie więcej, bo pozwala on manipulować częstotliwością magistrali i ma odblokowany mnożnik (rekord to 8,7 GHz). Niestety, wytężona praca procesora odbywa się kosztem dużego poboru energii – ze zintegrowaną grafiką jest to 133 W, a z grafiką zewnętrzną aż 151 W. Poza tym układ nie pasuje do wprowadzonej w 2011 roku (właśnie na potrzeby APU) podstawki FM1, lecz do nowszej FM2. Zachętą może być jego cena, która zaczyna się od 460 zł (dla A10–5800K), a w przypadku dwurdzeniowych układów A6–5400K oraz A4–5300 jest to tylko 240 i 170 zł. Tyle że wydajność tanich procesorów AMD jest poniżej akceptowalnej granicy.

Sześciordzeniowy procesor o bardzo dobrej wydajności, ale prądożerny i bez zintegrowanej grafiki. Dla niektórych użytkowników może być jednak znacznie ciekawszą propozycją niż wyższe modele z serii FX, serii A, jak również procesory Intela. Uwagę na niego powinni zwrócić posiadacze starszych komputerów z procesorami AMD (i płytami z podstawkami AM3) – być może producent płyty udostępnił BIOS, który pozwala zainstalować ten najnowszy układ. Poza tym wydajność FX-6300 jest wyraźnie lepsza niż układów Core i3, a cena (od 500 zł) wcale nie jest wyższa. Do tego należy dodać duże możliwości podkręcania. Niewielkim nakładem pracy można zwiększyć częstotliwość tego procesora z nominalnej wartości 3,5 GHz do 5 GHz (choć nawet bez tego oferuje on tryb turbo 4,1 GHz). Oczywiście, układ nie jest tak energooszczędny, jak konstrukcje Intela, ale pod tym względem jest znacznie lepszy niż choćby FX-8350 (maks. 171 W wobec 239 W – to aż 68 watów różnicy). Niestety, każda próba podkręcenia zwiększy zapotrzebowanie na prąd. Dlatego też osoby, które kupują nowy komputer i planują go jedynie używać, a nie bawić się w overclocking, wybiorą raczej konkurencyjne rozwiązania.

Cenowy hit naszego testu. Co prawda, nie jest to najtańszy procesor, ale dzięki dobrej wydajności, zintegrowanej grafice i świetnym parametrom energetycznym cechuje się najlepszą relacją jakości do ceny. Oczywiście brakuje mu rozwiązań znanych z wyższych serii Core i3 oraz Core i5, na przykład nie ma technologii Turbo Boost i Hyper-Threading, nie wspiera sprzętowo szyfrowania AES czy wirtualizacji. Jednak ma dwa rdzenie pracujące z wysoką częstotliwością 3,1 GHz (inne modele z serii Pentium G2000 mają od 2,5 do 3,2 GHz), co wystarcza do sprawnej obsługi gier i aplikacji. Co więcej, niektóre gry nawet „nie zauważają” różnicy między tanim Pentium a droższymi seriami procesorów Intela. W tym zakresie bije na głowę np. taki układ jak AMD A6–5400K, na którym większość gier wyraźnie zwalnia. Oczywiście w wymagających, wielowątkowych programach Pentium jest znacznie gorszy od najszybszego Intela Core i5–3470 (nawet o 60 proc.). Zarazem Pentium G2120 to najbardziej energooszczędny układ w naszym teście. Maksymalna moc komputera z grafiką zintegrowaną to tylko 59 W, a moc spoczynkowa – tylko 38 W.