Raskaan kuorman alla raatavat

Transkriptio

1 Intel ja AMD käyvät suoritinsotaa kahden ytimen voimin Intel kiilasi TEKSTI: OSSI JÄÄSKELÄINEN KUVAT: JARI TOMMINEN kärkeen Syksy on uuden pc:n ostajalle herkullista aikaa. Intelin uudet Dual Core 2 -suorittimet tarjoavat hurjan tehon kohtuuhinnalla. Raskaan kuorman alla raatavat palvelimet ovat jo vuosia jakaneet taakkaansa useammalle suorittimelle. Sen sijaan koti- ja toimistokäyttöön yhden suorittimen on katsottu riittävän. Pelaaminen sekä kuvan ja videon käsittely vaativat rutkasti laskentatehoa, joten useamman suorittimen väännölle on nyt käyttöä myös kodeissa. Tai niin ainakin markkinamiehet uskovat. AMD:n ja Intelin tuotua markkinoille kahden ytimen prosessorinsa huipputa- son suorituskyky saavutetaan nyt edullisissa työasemissakin. Kahdella ytimellä varustetun prosessorin käyttäminen nopeuttaa sovelluksia ja helpottaa käyttäjän työskentelyä. Aiemmin ainokaisen suorittimen teho jaettiin kaikkien sovellusten kesken, joten jo kahden raskaan sovelluksen yht aikainen ajaminen jumiutti koneen. Uusien tuplaydinsuorittimien myötä nopeus riittää helposti kahteen suoritintehoa ahmivaan sovellukseen. Esimerkiksi virustarkistuksen ajaminen ei hidasta kuvankäsittelyä. AMD ehti kuluttajien tuplaydinmarkkinoille ensimmäisenä Athlon 64 X2-28 MikroPC 10 / 2006

2 suorittimellaan, mutta Intel seurasi pian perässä. Mobiilipuolelta alkunsa saanut Core 2 Duo on teknisiltä ominaisuuksiltaan ja käytännön suorituskyvyltään Athlonia väkevämpi, eikä hintakaan päätä huimaa. 64-bittinen käskykanta ja kaksi suoritinydintä ovat olleet AMD:n valttikortteja. Core 2 Duon myötä Intelillä on samat valtit käytössään. Lähde: PcWorld WorldBench-testiohjelma mittaa suorittimen laskentatehoa tositilanteessa. Testi simuloi muun muassa Adobe Photoshopin ja Microsoft Wordin käyttöä. Suoritin kantansa valitsee Tuplaydinsuorittimet eivät käy mihin tahansa emolevyyn, prosessoriliittimen on oltava kullekin mallille juuri oikea. Fyysinen yhteensopivuus ei riitä, vaan myös emolevyn piirisarjan sekä bios-version on tuettava tuplaydintä. Core 2 Duon julkaisun aikaan emolevyn piirisarjaksi ainoat vaihtoehdot olivat Intelin 965 ja 975X. Sittemmin myös Nvidia on julkaissut Core 2 Duo -yhteensopivat vaihtoehdot. AMD:n tuplaydinsuorittimet ovat hieman iäkkäämpiä, joten niitä tukevia emolevyjä löytyy helpommin. Suurin huomio täytyy kiinnittää suorittimen liittimeen, sillä samalla mallinumerolla myydään kahta erilaista ja keskenään yhteensopimatonta Athlon 64 X2 -suoritinta. Esimerkiksi vanhempi versio Athlon mallista istuu perinteiseen Socket 939 -kantaan, mutta uudemmat sopivatkin vain vielä harvinaiseen Socket AM2 - paikkaan. Molemmat prosessorikannat ovat ulkoisesti liki identtisiä, mikä sekoittaa tilannetta. Intelin Core 2 Duolla vastaavaa ongelmaa ei ole, sillä kaikki suoritinmallit käyttävät samaa LGA 775 -liitäntää. Virtaa säästämällä, laadusta tinkimättä Tavanomaisessa koti- ja toimistokäytössä yksikin suoritin tai suoritinydin on valtaosan ajastaan täysin toimettomana. Liian innokas prosessori voi olla haitaksikin, sillä tehokas suoritin kuluttaa paljon virtaa ja tuottaa vastaavasti reilusti lämpöä. Ylikuumenemisvaaran takia suorittimen ja koko laitteiston tuottama lämpö on pakko siirtää kotelosta huoneilmaan, pahimmillaan jopa puolen tusinan puhaltimen avulla. Teho-pc onkin perinteisesti tarkoittanut hiustenkuivaajan tai pölynimurin veroista mölykeskusta. Onneksi uusien tuplaydinsuorittimien myötä tilanne on parantunut. Intel Core 2 Duo on syntyjään mobiilisuoritin, joten se osaa tarvittaessa sammuttaa osia itsestään. Myös kellotaajuuden pienentäminen sekä käyttöjännitteen alentaminen kuuluvat Intelin mobiiliteknologian vakio-ominaisuuksiin. Kilpailu kiihdyttää kehitystä PC-AJANLASKUN kivikaudella Intelin x86- prosessori oli käytännössä ainoa vaihtoehto IBM-yhteensopivan pc:n suorittimeksi. Pc-myynnin paisuttua 386-aikakaudella myös kilpailijat heräsivät markkinoiden kutsuun ja kehitys kiihtyi. 90-luvun alussa AMD:n am386-prosessori aloitti kloonisuorittimien maihinnousun. Koko 90-luvun AMD:n oli kuitenkin tyytyminen vaihtoehtovalmistajan rooliin. Vuosituhannen vaihteessa AMD:n K6 sekä sitä seurannut K6-2 panivat vahvasti kampoihin Intelin Pentium MMX -suorittimille sekä hintansa että nopeutensa puolesta. Seuraavan sukupolven Athlonit nostivat AMD:n jo tasavertaiseksi kilpailijaksi Intelin rinnalle. AMD kiri teknisesti Intelin edelle kolme vuotta sitten. Tuolloin julkistettiin Athlon 64 -suoritin, joka oli ensimmäinen 32-bittistä koodia ymmärtävä 64-bittinen suoritin. Aiemmin vastaavaa oli tarjolla vain emulaation kautta. AMD:n tuplaydinsuorittimet käyttävät samankaltaista Cool n Quiet-tekniikkaa lämpö- ja meluhaittojen vähentämiseksi. Virransäästö ei kuitenkaan tapahdu aivan itsestään, vaan sekä emolevyn, sen bios-version että käyttöjärjestelmän on ymmärrettävä suorittimen virransäästöominaisuuksia. Windows 2000 ja vanhemmat vaativat myös erillisen laiteajurin, Windows XP:ssä ja linuxissa on vakiona tuki suorittimien virransäästötiloille. Varsinaisen suorittimen päällä on lämpöä siirtävä ja kolhuilta suojaava metallikuori. Itse piisiru vie tilaa vain hieman reilun neliösentin. Tänä kesänä Intel nousi kuitenkin Core 2 Duon myötä takaisin suoritinkilpailun kärkeen. Ironista AMD:n kannalta on se, että Intel on käyttänyt AMD:n omia aseita markkinoiden valtaamiseksi. Aseet ovat kilpailijalta kopioidut ominaisuudet, parempi tehosuhde ja edullisempi hinta. Vaikka työasemakäytössä Intel on vasta valtaamassa tehovaltikkaansa takaisin, mobiilipuolella se on pysynyt koko ajan kukkulan kuninkaana. Kannettavien tietokoneiden suorittimista valtaosa on peräisin Intelin pajasta. Tästä on suurelta osin kiittäminen Centrino-alustamääritelmää, mikä vaatii sylimikrovalmistajia käyttämään Intelin piirisarjaa, verkkokorttia ja suoritinta. Pöytäkonepuolella Intel ei ole vielä onnistunut pakkosyöttämään kolmea piisirua yhden sijasta. Tosin suoritinjätillä on vireillä Vpro-alustamääritelmä yritysmikroille ja Viiv-määritelmä media-pc:lle. > MikroPC 10/

3 Älä osta megahertsi-ilmaa INTELIN JA AMD:N TAISTELLESSA markkinoiden herruudesta megahertsikilpa on käynyt kuumana. Mitä suurempi lukema suorittimen päällä, sitä nopeammalta eli paremmalta prosessori kuluttajan silmissä näyttää. Kilpailu jatkui liiankin pitkälle valmistajien lyödessä kilpaa rikki edellisiä ennätyksiä. Ylikuumeneminen muodostui ongelmaksi kun suorittimien tekninen toteutus jäi kellotaajuuden rinnalla toisarvoiseksi. Intel ylitti puoli vuosikymmentä sitten kolmen gigahertsin rajapyykin. Kuitenkin kaikki modernit suorittimet tikittävät alle kolmen gigahertsin kellotaajuudella silti perus-pc:n suorituskyky on kasvanut jatkuvasti. Ytimen kellotaajuus ei kerrokaan koko totuutta. Se antaa jopa täysin valheellisen kuvan todellisesta suorituskyvystä. Suorituskykyyn vaikuttavat kellotaajuuden lisäksi suorittimen fyysinen rakenne kuten välimuistin koko ja ytimien määrä. Oma merkityksensä on myös väylätaajuudella eli suorittimen ja muun laitteiston välisellä kommunikointinopeudella. AMD kompensoi omalta kannaltaan epäreilua megahertsikilpaa mallinumeroinnilla. Nykyään myös Intelin suorittimia myydään ensisijaisesti mallinumeroiden eikä kellotaajuuden avulla. Valmistajien omien, etenkin Intelin osalta mielivaltaiselta tuntuvien mallinumerointien takia prosessorin todellista suorituskykyä onkin hankala verrata. Intelin tuplaydinsuorittimet (vas.) vaativat LGA 775 -liitännän, AMD:n kilpailijat puolestaan istuvat Socket AM2 -kantaan. Sopivien liitäntöjen lisäksi uutuussuorittimet vaativat, että emolevyn bios-ohjelmisto ymmärtää kahta ydintä. Tuplaydinsuorittimien tekniset ominaisuudet Ytimen koodinimi Kellotaajuus, GHz L2-välimuisti Viivanleveys, nm Transistoreja, miljoonaa Ytimen pintaala, mm² Lämmöntuotto watteina Prosessorikanta AMD Athlon 64 FX-62 Windsor 2,8 2 x 1Mt Socket AM2 850 Athlon 64 X Windsor 2,6 2 x 512 kt Socket AM2 300 Athlon 64 X Windsor 2,4 2 x 512 kt Socket AM2 250 * Athlon San Diego 2,4 1 Mt Socket Intel Core 2 Extreme X6800 Conroe 2,93 4 Mt LGA Core 2 Duo E6700 Conroe 2,67 4 Mt LGA Core 2 Duo E6400 Conroe 2,13 2 Mt LGA * Pentium D 960 Presler 3,6 2 x 2 Mt LGA * = Valmistajan nopein yhden ytimen suoritin Hinta, euroa 30 MikroPC 10 / 2006

4 Ylikellottaja säästää satasia Suorittimen nopeutta voi kasvattaa pienten säätöjen avulla. Riskeinä ovat epävakaus, kuumeneminen ja pahimmassa tapauksessa ytimen sulaminen. Intelin E6400-suoritin ylikellotettiin 2128 megahertsista 2560 megahertsiin. 3dMark06-testistä käy ilmi, ettei suorittimen kellottaminen nosta tietokoneen suorituskykyä, jos esimerkiksi näytönohjain on pullonkaulana. Intelin Core 2 Duo -suorittimen ylikellottaminen on tietokoneharrastajien kuuma peruna juuri nyt. Huimimmat nettiotsikot ovat väittäneet suorittimien kiihtyvän pienillä säädöillä jopa viisi kertaa kalliimpien kilpakumppanien tasolle. Ylikellottaminen eli suorittimen kellotaajuuden nostaminen valmistajan ilmoittamaa nopeutta suuremmaksi on suosittua etenkin nuorempien tietokoneharrastajien piireissä. Kellotus voi nopeuttaa järjestelmän toimintaa useita kymmeniä prosentteja. Sivuoireina saattaa esiintyä epävakaata toimintaa ja pahimmassa tapauksessa kuumeneminen voi rikkoa suorittimen kokonaan. Ylikellottaminen vie suorittimelta luonnollisesti takuun. Nykyisten pc-emolevyjen helppokäyttöisten bios-valikkojen myötä ylikellotus onnistuu ilman propellihattututkintoakin. Bios-ruutuun pääsemiseksi on näpäytettävä del-painiketta tietokoneen käynnistysvaiheessa ennen windowsin latausruutua. Joissakin kokoonpanoissa näppäin voi olla myös jokin muu, kuten F1 tai F10. Yleensä bios-järjestelmään tarvittava näppäin tai näppäinyhdistelmä näkyy ruudulla käynnistysvaiheessa. Yleisin tapa ylikellottaa suoritinta on prosessorin väylätaajuuden kasvattaminen. Core 2 Duon käyttämä 266 MHz:n väylätaajuus on nostettavissa parhaim- > MikroPC 10/

5 millaan jopa sadalla megahertsillä. Tuolloin itse suorittimen kellotaajuus kasvaa useilla sadoilla megahertseillä. Fysiikka rajoittaa kellotaajuutta Suorittimen valmistustekniikka määrittää maksimaalisen kellotaajuuden, sillä ennemmin tai myöhemmin fysiikan lait tulevat vastaan. Valon nopeus on vakio, eikä elektronejakaan saa juoksemaan käskystä yhtään nopeammin. Uudempi valmistustekniikka takaa enemmän pelivaraa, sillä välimatka transistorien ja muiden komponenttien välillä on sitä lyhyempi, mitä pienemmistä osista suoritin on tehty. Pienemmällä viivanleveydellä valmistettu suoritin voi toimia helpommin suuremmalla kellotaajuudella. Käytännössä tämä näkyy siinä, että vanhemmalla 90 nanometrin suorittimet kohtaavat kellotaajuuskaton nopeammin kuin uudemmat 65 nanometrin suorittimet. Kaikkein nopeimmatkin AMD:n suorittimet valmistetaan edelleen 90 nanometrin tekniikalla, joskin siirtyminen Intelinkin käyttämään 65 nm:n teknologiaan on luvassa vielä tämän vuoden aikana. Valmistustekniikka ei vaikuta ainoastaan maksiminopeuteen, vaan myös suorittimen hintaan. Mitä pienempi viivanleveys, sitä enemmän suorittimia yhdelle piikiekolle mahtuu, ja sitä vähemmän hukkatilaa piikiekolle jää. Tosinörttien kiihdytysajot YKSI MAAILMAN TUNNETUIMMISTA propellihatuista, Anand Lal Shimpi, raportoi vastikään 2,13 gigahertsin Core 2 Duo E6400 -suorittimen porhaltavan rajusti viritellen jopa 2,88 GHz:n kellotaajuudella. MikroPC:n testeissä samainen suoritin ylsi vaikeuksitta 2,6 GHz:n kellotaajuuteen, siis vakiojäähdytyksellä ja ilman käyttöjännitteen nostamista. Prosessorin suorituskyky nousi 20 prosenttia ilman äärimmäisyyksiin vietyjä viritys- tai jäähdytysratkaisuja. Kuka tahansa voi yltää samaan, sillä komponentit olivat mistä tahansa pc-liikkeestä saatavia vakiolaitteita, mitään erikoisia tai kyseenalaisia viritelmiä ei käytetty. Suorittimen tehokas jäähdytys sekä käyttöjännitteen hienovarainen nostaminen parantavat ylikellotusmahdollisuuksia. Perinteisen ilmajäähdytyksen lisäksi harrastelijat ovat käyttäneet niin kuivajäätä Muistipiirit pullonkaulana Muistipiirien rajallinen nopeus muodostuu useimmiten ylikellotuksen pullonkaulaksi. Markkinoilla onkin erityisesti vaativaan käyttöön suunniteltuja muistipiirejä, jotka toimivat vakaasti myös tavanomaista suuremmilla kellotaajuuksilla. AMD:n suorittimien ylikellottaminen ei suju yhtä helpolla, sillä prosessoreihin sisäänrakennettu muistiohjain rajoittaa muistien nopeuden 400 megahertsiin. Muistit ja itse suoritin kestäisivät nopeampaakin menoa, mutta suoritin estää suurempien väylätaajuuksien käytön. Core 2 Duo -suorittimissa vastaavaa rajoitusta ei ole, sillä prosessoreissa ei ole sisäänrakennettua muistiohjainta, vaan ne käyttävät emolevyllä olevaa piiriä. Toisaalta taas emolevyn muistiohjain on tällöin rajoittava tekijä. Markkinoilla onkin erityisesti ylikellottajilla suunniteltuja emolevyjä. Väylätaajuuden ohella kellotaajuuden määrittävä kerroin on Core 2 Duo -suorittimissa vapaasti pienennettävissä. Sen sijaan AMD:n suorittimissa kerrointa ei voi lainkaan muuttaa. Suoritinmallista riippuen nopeutta voi saada helposti lisää 20 prosenttia, jopa enemmänkin. Prosessorin ylikellotus ei kuitenkaan nopeuta koko järjestelmää samassa suhteessa kellotaajuuden kasvamisen kanssa, sillä myös muut komponentit vaikuttavat kokonaissuorituskykyyn. Pelikäytössä etenkin näytönohjain voi muodostua pullonkaulaksi. Suorittimen kellotaajuuden nostaminen ei vaadi vakaata kolvikättä. Kaikki käy kätevästi emolevyn bios-valikosta. kuin nestetyppeäkin. Yleensä valmistajat tuomitsevat ylikellottamisen. Intelillä asenteet ovat kuitenkin löystyneet, sillä yhtiö on retostellut, että uusi Core 2 Duo -suoritin on kellottunut jopa kuuteen gigahertsiin nestetypen avulla. Asenteiden pehmenemisestä kertoo myös se, että uudessa X6800-huippusuorittimessa voi muuttaa väylätaajuuden kerrointa ylöspäin. Tähän saakka Intel on aina lukinnut kertoimet estääkseen ylikellotuksen. Käyttöjännitteen kasvattaminen auttaa saamaan epästabiilin ylikellotetun järjestelmän vakaammaksi, mutta suurina ongelmina ovat entisestään kasvava lämmöntuotto sekä suorittimen hajoamisvaara kuten ylikellotuksessa yleensäkin. Tarjolla on hurjia tehoja pikkurahalla, riskinä pienimuotoinen kiinailmiö. 32 MikroPC 10 / 2006