Průvodce procesory v noteboocích: velké srovnání, testy a tipy

Vyplatí se koupit Core i7 místo Core i5? Kam výkonově spadají procesory Core M? Jaký je rozdíl mezi virtuálním a skutečným čtyřjádrem, a které procesory jsou které? A co jsou zač čipy od AMD? V mobilních procesorech je občas pořádný zmatek.

Za léta testování notebooků máme poměrně širokou řadu výsledků, kterou občas vidíte v našich individuálních testech. Dnes vám ukážeme všechny doposud naměřené hodnoty zanesené do našich interaktivních grafů v nejnovější verzi a uděláme si drobný přehled v tom, co na trhu vlastně je.

Napřed drobný úvod – které procesory se budou dnes objevovat v grafech? Máme naměřené Core i3, i5 a i7, Celerony a Pentia i Core M za poslední čtyři generace od Intelu – Broadwell, Haswell, Ivy Bridge a Sandy Bridge. Vzhledem k minimálnímu podílu procesorů AMD v noteboocích máme čipů zeleného výrobce otestováno mnohem méně. Přibližného srovnání se ovšem také dočkáte.

V noteboocích drží lví podíl procesory od Intelu. Například CZC.cz má v nabídce 1 174 různých modelů s Intelem a pouze 72 s AMD, 4 s Nvidií a 1 se Samsungem – to odpovídá 93,8% podílu.

Intel

Většina čipů Intelu (cca 80 % nabídky na CZC) je rozdělena mezi Core i3, i5 a i7. Dá rozum, že Core i7 bude výkonnější než Core i3, neplatí to ale vždy. Důvodů je více, ale v zásadě jde o různé třídy a různé generace procesorů. První číslice čtyřmístného značení čipu určuje generaci – například Haswell je 4. generace Core, Broadwell je 5. generace Core a starší Ivy Bridge je 3. generace Core. Pokud máte stejné dva procesory, které se liší pouze onou první číslicí, platí zpravidla, že novější CPU bude o pár jednotek procent rychlejší a úspornější.

Ještě důležitějším faktorem je třída procesoru:

• U v názvu, např. Core i5-4200U, značí nízkonapěťové procesory se sníženým výkonem a spotřebou. Poslední roky jde o nejosazovanější procesory nejen v ultraboocích, odkud pochází.
• M v názvu, např. Core i5-4200M, značí standardní čipy s plnou spotřebou a výkonem. Výdrž na baterku nemusí být tak skvostná, ale výkon bude třeba o 20–30 %  vyšší. Dříve šlo o klasické mobilní procesory, dnes je vídáte spíše méně.
• Q v názvu, např. Core i7-4700MQ, značí čtyřjádrové procesory. Jsou to výhradně Core i7 s ještě vyšší spotřebou než třída M. Všechny procesory bez Q v názvu jsou dvoujádra (virtuální čtyřjádra), Q-čkové modely jsou fyzická čtyřjádra (virtuální osmijádra). Hrubý teoretický výkon je přibližně dvojnásobný, ačkoli výkon v běžných aplikacích může být podobný.
• Y v názvu, např. Core i5-4200Y, značí ultra-nízkonapěťové procesory se spotřebou sraženou na minimum. Výkon je ještě pár desítek procent pod U-čky, ale ypsilonkové modely můžete potkat i ve větších tabletech. V aktuální generaci byla řada Y zrušena a nahradila ji Core M.

Pozor, všechna čtyřjádra jsou Core i7, ale ne všechna Core i7 jsou čtyřjádrová! S tím souvisí také fakt, že na trhu můžete najít i starší pomalá dvoujádrová Core i7 a rychlejší zbrusu nová špičková Core i3. Rozdělení čipů platí obecně, ale najdou se výjimky – vždy je třeba koukat na počet jader a takt.

Většinu plochy čipu dnešních procesorů zabírá integrovaná grafika

Intel dále prodává širokou řadu procesorů jiných než Core iX:

• Core M, např. Core M-5Y70, je náhrada za řadu Y. Se spotřebou pouhých 4,5 W tyto čipy nevyžadují chlazení ventilátorem a lze je osazovat i do tabletů. Výkon v jednovláknových úlohách, ve systému a běžné odezvě je vysoký, při těžších úlohách, hrách apod. ale frekvence prudce klesne.
• Atom, např Atom Z3770, je podobně úsporný či ještě o něco úspornější než Core M, mnohem pomalejší a také mnohem levnější. Najdete je téměř výhradně v tabletech. Obzvláště starší Atomy s třímístnou číslovkou nebo řada 2000 byly opravdu extrémně pomalé. Řada 3000 už je na kancelařinu použitelná, ale nenechte se zmást – čtyři jádra v případě Atomu neznamenají vysoký výkon!
• Pentium, Celeron, např. Pentium N3825U, jsou velmi různorodá rodina levných čipů. Najdete mezi nimi posílené Atomy (dvoujádrové i čtyřjádrové) různých generací, ořezaná Core i3 různých generací i vlastní řadu Pentií a Celeronů Braswell – vše s TDP od 2 W do 35 W.
  Pentia jsou vyšší třída než Celerony. Zpravidla chybí HyperThreading (žádná virtuální čtyřjádra), je zmenšená cache, jsou odstraněny některé virtualizační a šetřící technologie apod. . Pro odhad výkonu je vždy potřeba zjistit, od jakého procesoru je daný Pentium/Celeron odvozen, potažmo zkrátka koukat na počet jader, frekvenci a architekturu. Velké architektury jako Haswell nebo Broadwell mají na stejném taktu drtivě vyšší výkon než Braswell nebo Silvermont z Atomů.

 

AMD

I přes jisté povedené produkty hraje AMD v mobilních procesorech druhé housle. Špičku ve výkonu i spotřebě má Intel, AMD ale dovede leckdy zaujmout nižší cenou. V prodeji najdete zhruba 5–6 % notebooků s procesorem AMD.

Důležitým plusem u AMD je vyšší výkon integrovaných grafik v procesoru a lepší ovladače pro ně.

Podobně jako má Intel svá Core i3, i5 a i7, AMD má A4, A6, A8 a A10. Speciální řadou jsou pak procesory řady FX, které ovšem necílí na výkonovou špičku jako v desktopu, spíše jde o takový průnik výkon/spotřeba.

Nejrychlejší AMD A10 je sice na úrovni Core i3, stojí ale zlomek ceny konkurenčních čtyřjader

Na trhu také můžete najít starší procesory řady E, E1, E2 apod. – tato třída byla konkurencí Atomu, kdy za podobnou cenu nabízela vyšší výkon a vyšší spotřebu. To se změnilo s příchodem Atomů řady Z3000 a zejména nyní s Pentii a Celerony řady Braswell, kdy Intel podstatně navýšil výkon svých nejlevnějších a nejúspornějších CPU.

Výkon na takt je u AMD výrazně nižší než u Intelu, nenechte se tak zmást mnoha jádry a gigahertzy.

Pokud nemůžete svůj procesor najít v našich grafech, nezoufejte. Výkon téměř libovolného CPU lze odvodit. Nejsnazší to je, pokud srovnáváte dva stejné procesory. Čím více proměnných se liší, tím složitější vše je, obzvláště těžké pak je odhadnout výsledky čipů od AMD či nových/exotických architektur jako je třeba nastupující Braswell.

Frekvence, jádra, spotřeba – na co hledět

Frekvence

Výkon je přímo úměrný frekvenci (alespoň v běžných rozmezích). To znamená, že pokud srovnáváte dvoujádrové Core i5 Haswell na 2,5 GHz a 3,0 GHz, výše taktovaný model bude o 20 % rychlejší.

Nelze ale srovnávat frekvenci mezi různými čipy nebo nedejbože architekturami. Typicky Core M, i3, i5 a i7 mají všechna velmi podobný výkon na stejné frekvenci. Takový Atom se stejným taktem bude ale dosahovat ani ne polovičních výsledků. Podobně na tom bude i AMD.

Záleží také na generaci procesoru – ve sledu Westmere-Sandy Bridge-Ivy Bridge-Haswell-Broadwell vždy stoupal výkon zhruba o 5–10 % na stejném taktu, takže Core i7-5500U (Broadwell) je i na nižším taktu o něco výkonnější než Core i5-2520M (Sandy Bridge).

Během posledních let Intel každý rok buď uvede novou architekturu, nebo tu stávající vylepší a zmenší

Vše trochu komplikuje Turbo Boost, či v případě AMD Turbo Core. Procesor má základní takt třeba 1,7 GHz, ale pomocí Turba může v zátěži zrychlit až na 2,6 GHz.  Někde je vliv Turba malý, někde větší, záleží na rozmezí oněch taktů (například Core M umí svůj takt více než zdvojnásobit). Reálný výkon odpovídá hodnotě někde na půl cesty mezi oběma hodnotami a je rozdílný pro jednovláknovou a vícevláknovou zátěž a často velmi rozdílný pro jednotlivé notebooky.

Tak či tak – Turbo je příjemný bonus. Core i3-3110M běhá na 2,4 GHz, zatímco Core i5-3437U jen na 1,9 GHz, ale umí zrychlit až na 2,9 GHz – což mu propůjčuje vyšší typický výkon.

Počet jader

Počet jader je pro výkon zcela zásadní. Opět platí do jisté míry přímá úměra. Více jader je výrazně obtížnější současně využít, na druhou stranu běžná systémová činnost tvoří určitou základní linii zátěže, od které se odpichujete. To znamená, že v případě, kdy spustíte dvouvláknovou zátěž na čtyřjádře, vám na ni zbydou dvě celá jádra, na rozdíl od situace na dvoujádře.

Celkově je ale jednovláknový výkon zpravidla důležitější, protože na něm závisí všechny minioperace na pozadí, systémové procesy apod. . Jak jsem tedy říkal už výše – čtyři jádra jsou lepší než dvě, ale dvě jádra na 3 GHz jsou lepší než čtyři jádra na 1,5 GHz. Čtyři jádra využijete ve hrách, v převodech hudby, v renderingu apod., zatímco při kancelařině, Facebooku a pouštění filmů bude výsledek stejný se čtyřmi i se dvěma.

Dvoujádra díky HyperThreadingu umí zpracovávat až čtyři vlákna. Výkonový nárůst je ovšem do 30 %.

Další drobnou komplikací je Hyper-Threading, který z dvoujader dělá virtuální čtyřjádra a z čtyřjádrových Core i7 virtuální osmijádra. Znamená to, že jádro může někdy provést dvě instrukce současně. Virtuální jádra nejsou vždy využitelná a nejsou tak výkonná, jako fyzická. Celkově se Hyper-Threading projeví například u renderingu asi 20% nárůstem výkonu, naopak třeba ve hrách ho nepoznáte vůbec.

V grafech hovoříme o fyzických jádrech jako o jádrech a o celkovém počtu jader (fyzických i virtuálních) jako o vláknech. V noteboocích nám jde zejména o rozdíl mezi Celerony/Pentii (nemají) a Core (mají).

Spotřeba

Maximální spotřeba se vyjadřuje hodnotou TDP = Thermal Design Power. U většiny dnešních dvoujader řady U je to 15 W, u řady M 35 W, u čtyřjader 47 W, zatímco Core M spolknou jen 4,5 W a Atomy ještě méně. Pentia, Celerony a různé čipy od AMD pokrývají celou tuto škálu.

Spotřeba vám ne zcela spolehlivě ukazuje na výdrž notebooku na baterku. Jde ale pouze o jistý ukazatel, protože výdrž závisí na mnoha dalších faktorech, a nezřídka může třeba ultrabook s Core M vydržet méně než dělo se čtyřjádrovým Core i7.

S TDP pod 5 W je možné nasadit pasivní chlazení (= bez ventilátoru) – to se vztahuje na Core M, Atomy, a některé Celerony a Pentia.

Spotřebu ovlivňuje výrobní proces – čím menší jsou tranzistory, tím menší čip s nižší spotřebou na stejném taktu lze vyrobit. Opět to platí pouze do jisté míry.

 

Upozorňuji, že procesory nemohou být a nejsou měřeny na stejných sestavách. Do většiny výsledků by se ale ostatní komponenty měly promítat pouze minimálně. Pojďme se podívat na pár testů:

Testy CPU: video a hudba

Poznámka: Procesory a grafické karty nebyly měřeny na přesně srovnatelných konfiguracích.

x264 benchmark HD 3.0

x264 benchmark testuje výkon procesoru při převodu videa v rozlišení 720p s použitím kodeku x264.

x264 FHD benchmark v1.0.1 64-bit

FHD benchmark také používá bezplatný x264, počítá už s 64bitovými systémy a má příjemnější rozhraní. Benchmark si můžete v připraveném vlákně v našem diskuzním fóru.

 

Převod WAV do MP3: LameEnc 3.99

Dva rozměrné stereo WAV (jeden 201MB, 16-bit/44 kHz, druhý 327MB 24-bit/96 kHz (L. v. Beethoven, Sonate 32 z 2L) jsou převáděny do formátu MP3. Použita je poslední stabilní verze LameEnc, VBR a kvalita extreme. LameEnc využívá instrukční sady MMX, SSE a SSE2.

Testy CPU: fotografie a rendering

Poznámka: Procesory a grafické karty nebyly měřeny na přesně srovnatelných konfiguracích.

Zoner Photo Studio 15 64-bit

V populárním editoru fotografií, Zoner Photo Studiu ve verzi 15, jsem dávkou upravoval padesát 8Mpx fotografií s kompresí JPEG 99. Použil jsem čtyři filtry:

• Upravit barvy (automatický kontrast)
• Automaticky vylepšit
• Odstranit šum
• Pokročilá změna rozlišení (1024 × 768 px)

Automatické zálohování obrázků jsem vypnul.

Cinebench R11.5 64-bit

Starší verze benchmarku výkonu v Cinema 4D. Výsledek při renderingu na jediném jádru uvádíme spíše jako teoretickou zajímavost.

Nově měříme vše i v Cinebenchi R15 (níže).

 

Cinebench R15 64-bit

Testy CPU: šifrování a komprese

Poznámka: Procesory a grafické karty nebyly měřeny na přesně srovnatelných konfiguracích.

TrueCrypt 7.1a

Testy pochází z integrovaného benchmarku (Tools, Benchmark), velikost bufferu nastavena na 500 MB. Výsledek je průměr šifrování a dešifrování, započítáváme průměrnou rychlost všech osmi dílčích testů.

 

WinRAR 4.20 64-bit

Používám zabudovaný benchmark (ALT + B) se zapnutou volbou multithreading.

Průměr, závěr

Průměr

Na závěr přikládám graf průměrného výkonu. V něm najdete procesory, které jsme podrobili kompletní sadě testů. Upozorňuji, že jde spíše o koeficient než o reálné číslo – výsledek se skládá částečně z vícevláknového a částečně z jednovláknového výkonu, a to přibližně v poměru 2:1.

Průměrný výkon je počítán z výsledků benchmarků Cinebench R11.5 64-bit (xCPU), x264 BenchMark HD v3.0, WinRAR 4.20 64-bit, Truecrypt 7.1a, Lame Encoder a Zoner Photo Studio 15 64-bit.

 

Závěr

Doufám, že jste si z dnešní rekapitulace odnesli nějaké nové poznatky.

Pokud máte připomínky k testovací metodice, ozvěte se v komentářích, budeme jen rádi. Technických chyb v interaktivních grafech jsme si vědomi a pracujeme na jejich opravě. V blízké budoucnosti plánujeme testy Pentia řady Braswell a čtyřjádrového procesoru Broadwell.