In occasione del Developer Forum Fall 2005 di San Francisco, svoltosi alla fine del mese di Agosto, Intel ha mostrato per la prima volta in pubblico la propria nuova architettura di processore, destinata a sostituire quella Netburst utilizzata da tutte le versioni di processore Pentium 4 e Pentium D. Parliamo di Core, nome che è diventato ben noto nei mesi seguenti e che identifica il nuovo approccio Intel per i processori desktop, notebook e server.

la prima dimostrazione pubblica di un processore Conroe; IDF Fall 2005

Sino a non molti anni fa Intel ha condotto una campagna marketing e commerciale incentrata sui MHz, unità di misura della frequenza di funzionamento di un processore, utilizzati quale discriminante di scelta di un processore al posto di un altro. Alla base di questo, due semplici considerazioni

• l'architettura Netburst, alla base dei processori Pentium 4 e Pentium D, era stata sviluppata da Intel mirando alla più elevata frequenza di clock possibile. L'obiettivo iniziale era quello di raggiungere i 10 GHz, ma nel corso dell'evoluzione dell'architettura Intel si è dovuta scontrare con problemi di current leakage (eccessivo consumo del processore, con conseguenze in termini di dissipazione e temperature di funzionamento) che hanno di fatto limitato a 3,8 GHz la più veloce cpu Netburst mai introdotta sul mercato;
• la scelta della rivale AMD di sviluppare, con il progetto K7 prima e con quello K8 in seguito, delle architetture che operassero a frequenze di funzionamento non eccessivamente elevate ma che riuscissero in ogni caso a garantire elevata efficienza; nonostante l'inferiore frequenza di clock le soluzioni K8, meglio note come Athlon 64, sono infatti state in grado di sopravanzare quelle Pentium 4 e Pentium D sino ad ora.

Quest'oggi Intel presenta ufficialmente le cpu Core 2 Duo, meglio note con il nome in codice di Conroe. Il paradosso è che per la prima volta, nel panorama dei processori desktop di Intel, abbiamo il debutto di cpu che sono sensibilmente superiori alle precedenti top di gamma del produttore americano in pressoché ogni ambito di utilizzo, benché operino con frequenze di funzionamento inferiori.

Molto spesso la frequenza di clock di un processore viene equiparata ai cavalli di un'automobile: più è elevata, più potente sarà il sistema. L'evoluzione delle cpu AMD, e le novità introdotte quest'oggi da Intel, testimoniano come questa comune opinione sia sbagliata: sono le caratteristiche di un'architettura, delle quali la frequenza di funzionamento è solo uno degli elementi, a determinare le potenzialità di un processore.

Alcuni anni or sono Intel ha capito che l'evoluzione dell'architettura Netburst era destinata a scontrarsi con un limite, quello del current leakage citato in precedenza. L'utilizzo di processi produttivi sempre più sofisticati, con transistor divisi da distanze in nanometri sempre più ridotte, ha amplificato gli effetti della dispersione di corrente che si verificano all'interno di un processore, effetti che vengono ulteriormente ingranditi all'aumentare della frequenza di funzionamento. Per mantenere la propria roadmap fatta di processori con frequenza di clock sempre più elevata, Intel è stata costretta a scendere a grossi compromessi in termini di dissipazione termica. Il Core Prescott, introdotto con le cpu Pentium 4, ha permesso di incrementare ulteriormente le frequenze di clock sino a 3,8 GHz ma ha richiesto un allungamento del numero di stadi delle pipeline del processore, con un conseguente peggioramento delle prestazioni a parità di frequenza di clock rispetto al Core Northwood utilizzato in precedenza.

La situazione si è spinta sino ad un punto per il quale l'architettura Netburst doveva necessariamente essere abbandonata. Non solo è diventato impossibile per Intel riuscire a produrre processori dal clock più elevato senza scendere a pesanti compromessi in termini di sistemi di raffreddamento; la rivale AMD ha continuato a sviluppare la propria architettura K8, introducendo soluzioni Dual Core e guadagnando importanti quote di mercato nel segmento desktop, grazie ad un generale margine di vantaggio in termini prestazionali rispetto alle soluzioni Intel.

Se una svolta radicale era quello di cui Intel aveva bisogno, è questo quello che ha ottenuto: l'architettura Core ricorda per molti versi quella delle soluzioni K8, in quanto opera ad una frequenza di clock complessivamente ridotta rispetto alle soluzioni Pentium 4 e Pentium D. A bilanciare abbiamo prestazioni velocistiche incredibilmente elevate, non solo se confrontate con quelle delle precedenti soluzioni Intel ma anche con quelle della rivale AMD.

La famiglia Core 2 Duo comprende al momento attuale 5 processori, con costi che vanno dai 183 dollari ai 999 dollari della soluzione top di gamma. Nelle pagine seguenti analizzeremo le caratteristiche tecniche ed architetturali di questi processori, oltre a confrontare le prestazioni delle 3 cpu Core 2 Duo top di gamma a confronto sia con quelle Athlon 64 X2 di AMD, che con quelle Pentium D che andranno a sostituire.

Come abbiamo anticipato nella pagina precedente, la famiglia di processori Core 2 Duo si compone al momento attuale di 5 modelli, con fasce di costo ben differenti tra di loro. La tabella seguente ne riassume le caratteristiche tecniche:

Le cpu hanno differenze di clock pari ad un incremento del moltiplicatore di frequenza di 1 unità tra di loro; la frequenza di bus è di 266 MHz, equivalente a 1.066 MHz considerando che il bus è di tipo Quad Pumped. Tale frequenza di bus era già stata utilizzata da Intel per alcune versioni di processore Pentium della serie Extreme Edition, ma per la maggior parte delle cpu Pentium 4 e Pentium D era stata mantenuta quella di 800 MHz. Le frequenze di clock variano da un minimo di 1,86 GHz ad un massimo di 2,93 GHz per la cpu Extreme Edition, modello X6800; quest'ultima si distingue dalle altre cpu solo per la frequenza di clock e per avere un moltiplicatore di frequenza sbloccato sia verso l'altro che verso il basso.

Le due versioni di processore Core 2 Duo di clock più basso, modello E6400 e E6300, integrano cache L2 in quantitativo di 2 Mbytes contro i 4 Mbytes delle altre versioni. La cache L2 è di tipo unificato, quindi non è divisa in unità distinte per ciascun core di processore; si tratta di un approccio identico a quello utilizzato da Intel con i processori Core Duo per sistemi notebook Centrino Duo, meglio conosciuti con il nome in codice di Yonah.

Intel non ha implementato la tecnologia HyperThreading in nessuna delle cpu Core Duo; per questo motivo il sistema operativo riconosce i due core fisici presenti in ogni processore e solo questi.

I processori Core 2 Duo possono essere utilizzati in abbinamento ai chipset Intel serie 975X e 965; NVIDIA ha una famiglia di chipset compatibile con queste nuove cpu, i modelli nForce 500 per processori Intel, mentre da ATI si attende l'annuncio della nuova soluzione chipset nota con il nome in codice di RD600.

Segnaliamo come il fatto di utilizzare il Socket 775 LGA non rende le cpu Core 2 Duo pienamente compatibili con tutte le schede madri basate su questo Socket; è indispensabile verificare che la propria scheda madre sia certificata per l'utilizzo con le cpu basate su core Conroe, in quanto sono cambiate le specifiche di alimentazione del processore. Qualora la propria scheda madre non indichi piena compatibilità con i processori Core 2 Duo non  sarà possibile utilizzarli all'interno del proprio sistema.

Sulla sinistra, un processore Intel Pentium Extreme Edition 955; sulla destra, una cpu Intel Core 2 Duo E6600.

Le cpu Core 2 Duo utilizzano lo stesso Socket 775 LGA adottato da Intel per i processori Pentium 4 e Pentium D; confrontando il processore Core 2 Duo E6600 con una cpu Pentium Extreme Edition 955 è ben difficile evidenziare differenze, a parte la disposizione e il numero dei condensatori nella parte inferiore. Essendo il package lo stesso, non cambiano i sistemi di raffreddamento: i dissipatori forniti in bundle con le soluzioni Pentium D serie 800 e 900 sono più che sufficienti per dissipare il calore generato dai nuovi processori Core 2 Duo.

Il tool Cpu-Z conferma le informazioni che abbiamo evidenziato poco sopra: la cpu Core 2 Duo utilizza frequenza di bus Quad Pumped di 1.066 MHz, con cache L2 in quantitativo di 4 Mbyte per la versione E6600. Il controller memoria è integrato nel north bridge del chipset, seguendo in questo la stessa architettura già vista nelle cpu Pentium 4 e Pentium D; in questo caso è abbinato a memoria DDR2-800 (PC2 6400), con latenze di accesso particolarmente spinte considerando la tecnologia utilizzata.

Il debutto sul mercato dei processori Core 2 Duo ha seguito una genesi decisamente atipica per Intel. In genere il produttore americano ha sempre praticato una riduzione dei prezzi dei propri processori nel momento in cui è stata introdotta una nuova architettura, o semplicemente una nuova versione di processore dalla frequenza di clock più elevata; nella stessa data è stata concessa autorizzazione alla stampa di pubblicare le recensioni e le analisi prestazionali sui nuovi prodotti.

Per le cpu Conroe, Intel ha scelto un debutto con tempistiche molto particolari:

• in occasione dell'Intel Developer Forum Spring 2006 Intel ha messo a disposizione di alcuni giornalisti un sistema Conroe, posizionato a confronto con uno identico basato su processore AMD Athlon 64 FX60, permettendo di eseguire alcuni benchmark prestazionali e di pubblicarli;
• il 4 Giugno 2006 Intel ha autorizzato la pubblicazione di una prima serie di analisi prestazionali sul processore Core 2 Duo E6700 (quella di Hardware Upgrade è disponibile on line a questo indirizzo); i test sono stati condotti da vari giornalisti nel mese di Maggio in un ambiente controllato, nel quale quindi non è stato possibile installare alcun tipo di applicazione ma solo di utilizzare quelle già presenti;
• oggi, 14 Luglio, Intel ha autorizzato la pubblicazione delle recensioni delle cpu Core 2 Duo ai giornalisti che hanno firmato il Non Discosure Agreement, entrando in possesso di un sistema di test Intel in modo identico a quanto avvenuto in tutti i precedenti lanci di processore
• il prossimo 27 Luglio Intel presenterà ufficialmente i processori ai propri clienti e partner, e contestualmente immetterà in commercio i processori nel canale commerciale; sarà pertanto possibile acquistare sistemi Core 2 Duo oltre che processori nel canale retail.

In concomitanza con la disponibilità sul mercato delle nuove cpu Core 2 Duo, Intel ha effettuato una riduzione di prezzo delle proprie cpu Pentium D così da riallinearle in funzione delle prestazioni delle nuove arrivate. In modo identico, AMD si appresta ad effettuare una consistente riduzione di prezzo delle proprie cpu Athlon 64 X2 nel corso delle prossime settimane, così da meglio posizionarsi nei confronti delle soluzioni Core 2 Duo. Il grafico seguente riassume i nuovi prezzi delle cpu Intel e AMD con architettura Dual Core, così come saranno effettivamente praticati alla fine di Luglio nel momento in cui i nuovi valori verranno effettivamente annunciati dai due produttori.

i prezzi sono stati riadattati alle informazioni rilasciate nella giornata del 18 Luglio, come da questa notizia

Ricordiamo che quelli indicati sono prezzi in dollari USA, praticati dai produttori ai propri distributori per lotti di 1.000 processori. Sia Intel che AMD non hanno ancora comunicato ufficialmente questi nuovi livelli di prezzo, ma varie indiscrezioni emerse nelle ultime settimane ci fanno ritenere come quelli qui indicati saranno i valori che verranno effettivamente praticati dai due produttori entro la fine del mese.

Il grafico lascia chiaramente intendere come le versioni di processore Pentium D serie 900 e serie 800 siano state tutte posizionate nella fascia medio bassa del mercato; significativo ad esempio notare come la cpu Pentium D 805, soluzione dual core con frequenza di clock di 2,67 GHz, venga proposta sul mercato a soli 93 dollari. Per le cpu Athlon 64 X2 il ribasso di prezzo, come già documentato in precedenza con varie notizie pubblicate nelle scorse settimane, è altrettanto consistente, con valori che scendono sino a 169 dollari per la cpu X2 3.800+. Segnaliamo inoltre che AMD ha introdotto nuove versioni di processore Athlon 64 X2 Socket AM2: Energy Efficient, e EE SFF, Energy Efficient Small Form Factor, sono particolari versioni caratterizzate da TDP pari rispettivamente a 65 Watt e 35 Watt, inferiori rispetto a quelli delle versioni standard e quindi da consumi di funzionamento più ridotti.

Core 2 Duo, come abbiamo già segnalato, è una famiglia di processori che nonostante esteriormente siano identici, quanto a package, alle cpu Pentium D e Pentium 4 vantano caratteristiche architetturali diametralmente opposte rispetto alle soluzioni che vanno a sostituire. Core è il nome scelto da Intel per indicare la nuova architettura, condivisa dal processore Core 2 Duo con le soluzioni Xeon DP basate su core Woodcrest e dalle future cpu notebook Core 2 Duo basate su core Merom, il cui debutto sul mercato è previsto per i prossimi mesi.

5 sono le caratteristiche base della nuova architettura Core di Intel:

Intel Wide Dynamic Execution: tale tecnologia, integrata nell'architettura Core, permette di eseguire più istruzioni per ciclo di clock rispetto al passato. Ogni core può ora completare 4 istruzioni contemporaneamente, contro le 3 delle CPU di generazione precedente. La pipeline ha ora una struttura a 14 stadi, contro i 31 delle cpu Pentium 4 basate su Core Prescott; una pipeline più breve permette di aumentare il numero di operazioni svolte per ciclo di clock, anche se rende più difficile raggiungere frequenze di clock elevate. Del resto, un'architettura simile è stata scelta anche da AMD per le proprie cpu Athlon 64, mentre al contrario l'architettura Netburst di Intel puntava proprio su una pipeline con molti stadi per riuscire ad operare a frequenze di clock molto alte.

La tecnica delle Macro-Fusion permette di unire, all'interno del processore, tipiche istruzioni x86 come se fossero un'unica; secondo le stime di Intel, in media ogni 10 istruzioni x86 due possono essere fuse assieme tra di loro, con la risultante per il processore che al posto di 10 istruzioni ne devono essere processate solo 9, delle quali 8 standard e una Macro-op. La risultante è una diminuzione del tempo di processamento delle istruzioni, che se le stime medie di Intel sono corrette possiamo approssimare in circa il 10%.

Intel Advanced Digital Media Boost: E' ora possibile eseguire le istruzioni 128–bit SSE, SSE2 e SSE3 in un solo ciclo di clock. Questo velocizza tutte le applicazioni di tipo multimediale in modo molto elevato, contribuendo a fare delle cpu Core 2 Duo il nuovo riferimento in questo ambito di applicazioni.

Intel Advanced Smart Cache: con questa tecnologia si rende disponibile l'intera cache L2 a ciascun core, unificandola. Questa caratteristica garantisce un duplice vantaggio: da una parte minimizza il traffico di dati rispetto ad una soluzione basata su due core e due cache separate, nel momento in cui un'informazione contenuta nella cache di uno dei due processori debba essere utilizzata anche dall'altro core. Dall'altra permette ad un core di utilizzare l'intera cache nel caso in cui l'altro core sia inattivo.

Intel Smart Memory Access: questa caratteristica permette di migliorare le prestazioni generali del sistema minimizzando le latenze della memoria; vedremo in dettaglio come questa caratteristica influenza la latenza della memoria nella pagina seguente.

Intel Intelligent Power Capability: con questo particolare nome si fa riferimento ad una ottimizzazione ulteriore del processo che regola la distribuzione del lavoro sui due core e dell'utilizzo di tutta la potenza di calcolo solo se richiesta effettivamente dal sistema. La finalità è ovviamente quella di ottimizzare la gestione del consumo di funzionamento, portando a valori di TDP estremamente contenuti come quelli dichiarati da Intel. Approfondiremo ulteriormente questo aspetto nelle pagine seguenti, misurando il consumo dei processori Core 2 Duo a confronto con le altre cpu Intel e AMD.

In varie occasione è stato chiesto ai tecnici Intel se l'approccio AMD con memory controller integrato fosse preferibile a quello con memory controller esterno al processore, integrato nel north bridge del chipset. La risposta è sempre stata che per Intel risulta complessivamente preferibile un approccio con memory controller esterno, così da permettere il passaggio da una tecnologia di memoria all'altra senza dover per questo modificare l'architettura del processore. Oltre a questo, Intel ha valutato la possibilità di utilizzare un memory controller integrato nelle proprie architetture di processore, giungendo alla conclusione che al momento attuale l'approccio più completo e quindi preferibile sia quello con memory controller esterno.

Per migliorare il comportamento del sottosistema memoria, e ridurre al minimo il vantaggio competitivo di AMD che può beneficiare della ridotta latenza di accesso del proprio memory controller integrato, Intel ha implementato nell'architetura Core dei prefetcher migliorati, oltre a gestire una tecnica di memory disambiguation.

I nuovi prefetcher operano con una migliore gestione in previsione di quelli che saranno i dati maggiormente richiesti dalla memoria, a seconda del tipo di operazioni che sono richieste al sistema; così facendo, i dati vengono memorizzati all'interno delle cache L1 ed L2, in modo da essere resi immediatamente disponibili al processore senza dover eseguire un più lungo accesso alla memoria di sistema per ricuperare tali informazioni.

La tecnica di memory disambiguation opera in modo tale che comandi di load che sono stati previsti dal processore come in esecuzione non troppo lontano dal comando di store che dev'essere eseguito in precedenza, vengono schedulati dal processore per essere eseguiti il più in fretta possibile. Questo permette di evitare che alcuni dati risiedano nella memoria in attesa di poter essere utilizzati dal processore per le proprie elaborazioni.

Analizziamo la bandwidth delle cache L1 e L2 delle due cpu top di gamma Intel e AMD, rispettivamente Core 2 Extreme X6800 e Athlon 64 FX62:

Si nota immediatamente come Intel sia stata in grado di utilizzare memoria cache sia L1 che L2 estremamente veloce; entrambe sono mediamente con bandwidth 3 volte superiore alla corrispondente della cpu Athlon 64 FX62, che ricupera parte del divario con la bandwidth della memoria di sistema che fa segnare un valore più elevato.

Di seguito i valori di bandwidth della memoria riportati da Everest 2.81 e da Sandra 2007:

Si nota come per entrambi i tool la bandwidth della memoria con i processori Core 2 Duo non sia mai tanto elevata quanto lo è con le soluzioni Pentium D serie 900, abbinate alla stessa tecnologia di memoria e alla frequenza di bus Quad Pumped di 1.066 MHz.

Passando alla latenza di accesso, misurata da Everest 2,81, si nota come il quadro cambia a vantaggio delle soluzioni Core 2 Duo: in questo caso la latenza è ben vicina a quella delle soluzioni Athlon 64 X2 e nettamente inferiore a quella delle cpu Core Duo, che però sono abbinate a memoria DDR2-667. Parte di questo risultato è spiegato dalla frequenza di clock delle cpu Core 2 Duo che è inferiore a quella delle soluzioni Pentium D, oltre che dall'elevata frequenza di bus di 1.066 MHz: entrambe queste caratteristiche concorrono a ridurre la latenza di accesso.

Vedremo nelle pagine seguenti, utilizzando varie applicazioni, come la pura bandwidth della memoria di sistema come misurata da Sandra e Everest abbia una correlazione solo marginale con quelle che sono le effettive capacitò prestazionale dei processori Core 2 Duo.

Nel corso della recensione delle cpu AMD Athlon 64 X2, dotate di memory controller DDR2 integrato nel Core, abbiamo segnalato come in alcuni casi questi processori non possano utilizzare la memoria DDR2-800 al pieno della frequenza di clock, per via del modo con il quale la frequenza di funzionamento della memoria DDR2 viene ricavata.

processore Athlon 64 FX 62

processore Athlon 64 X2 5.000+

processore Athlon 64 X2 4.600+

Utilizzando il processore  Athlon 64 X2 4.600+ la frequenza di funzionamento della memoria è pari a 800 MHz; viene infatti selezionato un rapporto pari a 6 come divisore della frequenza di clock del processore per ottenere la frequenza di lavoro della memoria corretta. Per il processore  Athlon 64 X2 5.000+ il divisore utilizzato è quello 7; questo implica che la frequenza di funzionamento della memoria DDR2 sia pari a circa 744 MHz, cioè 56 MHz inferiore rispetto a quello che dovrebbe essere il corretto valore.

La tabella seguente riassume le frequenze effettive della memoria con le varie versioni di processore Athlon 64 Socket AM2, nel momento in cui viene utilizzata memoria DDR2-800:

Dalla tabella risulta quindi evidente che le cpu Athlon 64 X2 5.000+ e Athlon 64 X2 4.200+ non abbiano uno sfruttamento ottimale della memoria DDR2-800, in quanto il particolare divisore selezionato non permette di ottenere un funzionamento con frequenza effettiva di 800 MHz ma sempre inferiore. E' necessario tenere in considerazione questo elemento nel commento alle prestazioni velocistiche, soprattutto con quelle applicazioni che più di altre possono dipendere dalla bandwidth della memoria di sistema.

Nell'analisi dei processori Intel Core 2 Duo sono state utilizzate varie cpu sia Intel che AMD, cercando di avere un quadro il più completo possibile di quello che è l'attuale panorama delle cpu dual core per sistemi desktop disponibili sul mercato. Sono state valutate anche due cpu Intel Core Duo, modelli T2600 (2,13 GHz) e T2500 (2 GHz) abbinati ad una scheda madre per sistemi desktop, così da individuare eventuali similitudini prestazionali tra le architetture Core Duo e Core 2 Duo.

Di seguito sono riportati i vari processori utilizzati nei test:

• AMD Athlon 64 FX62 Socket AM2 (clock 2.800 MHz - cache L2 2x1 Mbytes) - memoria Dual DDR2-800
• AMD Athlon 64 X2 5.000+AM2 (clock 2.600 MHz - cache L2 2x512 Kbytes) - memoria Dual DDR2-800
• AMD Athlon 64 X2 4.600+AM2 (clock 2.400 MHz - cache L2 2x512 Kbytes) - memoria Dual DDR2-800
• AMD Athlon 64 X2 4.200+AM2 (clock 2.200 MHz - cache L2 2x512 Kbytes) - memoria Dual DDR2-800
• AMD Athlon 64 X2 3.800+AM2 (clock 2.000 MHz - cache L2 2x512 Kbytes) - memoria Dual DDR2-800

• Intel Pentium Extreme Edition 965 (bus 1066 MHz, frequenza di clock di 3,73 GHz - cache L2 2x2 Mbytes) - memoria Dual DDR2-800
• Intel Pentium Extreme Edition 955 (bus 1066 MHz, frequenza di clock di 3,46 GHz - cache L2 2x2 Mbytes) - memoria Dual DDR2-800
• Intel Pentium D 960 (bus 800 MHz, frequenza di clock di 3,6 GHz - cache L2 2x2 Mbytes) - memoria Dual DDR2-800
• Intel Pentium D 950 (bus 800 MHz, frequenza di clock di 3,4 GHz - cache L2 2x2 Mbytes) - memoria Dual DDR2-800
• Intel Pentium D 940 (bus 800 MHz, frequenza di clock di 3,2 GHz - cache L2 2x2 Mbytes) - memoria Dual DDR2-800

• Intel Core Duo T2600 (bus 667 MHz, frequenza di clock di 2,16 GHz - cache L2 2 Mbytes) - memoria Dual DDR2-667
• Intel Core Duo T2500 (bus 667 MHz, frequenza di clock di 2 GHz - cache L2 2 Mbytes) - memoria Dual DDR2-667

• Intel Core 2 Extreme X6800 (bus 1066 MHz, frequenza di clock di 2,93 GHz - cache L2 4 Mbytes) - memoria Dual DDR2-800
• Intel Core 2 Duo E6700 (bus 1066 MHz, frequenza di clock di 2,6 GHz - cache L2 4 Mbytes) - memoria Dual DDR2-800
• Intel Core 2 Duo E6600 (bus 1066 MHz, frequenza di clock di 2,4 GHz - cache L2 4 Mbytes) - memoria Dual DDR2-800

I componenti adottati:

Piattaforma Intel 975X - processori Intel Core 2 Duo, Pentium D e Pentium Extreme Edition

• scheda madre: Asus P5W DH Deluxe (chipset Intel 975X)
• memoria: Corsair CM2X512 8500 (4-4-4-12) @ 800 MHz; 2x512 Mbytes
• hard disk: Western Digital Raptor 36 Gbytes - Serial ATA
• scheda video: ATI Radeon X1900XTX (gpu 650 MHz; memoria video 1.550 MHz)
• sistema operativo: Windows XP Professional, Service Pack 2
• driver video: ATI Catalyst 6.5

Piattaforma per processori Intel Core Duo

• scheda madre: Asus N4L-VM DH (chipset Intel 945GM)
• memoria: Corsair CM2X512 8500 (4-4-4-12) @ 667 MHz; 2x512 Mbytes
• hard disk: Western Digital Raptor 36 Gbytes - Serial ATA
• scheda video: ATI Radeon X1900XTX (gpu 650 MHz; memoria video 1.550 MHz)
• sistema operativo: Windows XP Professional, Service Pack 2
• driver video: ATI Catalyst 6.5

Piattaforma per processori Athlon 64 e Athlon 64 X2  Socket AM2

• scheda madre: Asus M2N32-SLI Deluxe (chipset NVIDIA nForce 590 SLI)
• memoria: Corsair CM2X512 8500 (4-4-4-12 1T) @ 800 MHz; 2x512 Mbytes
• hard disk: Western Digital Raptor 36 Gbytes - Serial ATA
• scheda video: ATI Radeon X1900XTX (gpu 650 MHz; memoria video 1.550 MHz)
• sistema operativo: Windows XP Professional, Service Pack 2
• driver video: ATI Catalyst 6.5

Questi i test eseguiti con le piattaforme di test:

Benchmark applicativi

Sysmark 2004 SE

Business Winstone 2004

Sintetici

Sandra 2007

Everest 2.81 Ultimate Edition

Giochi

3D Mark 2006
CPU Test
1280x1024
1600x1200

Splinter Cell Chaos Theory - standard - mappa default
1024x768
1280x1024
1600x1200

Splinter Cell Chaos Theory - mappa default - aa4x anis 8x
1024x768
1280x1024
1600x1200

Fear - stamdard
1280x960

Fear - 1280x1024 aa4x anis 8x
1280x960

Far Cry - Volcano - standard
1024x768
1280x1024
1600x1200

Far Cry - Volcano - aa4x anis 8x
1024x768
1280x1024
1600x1200

Multimedia

Auto GK 2.27 - Divx - Scena 6 "Star Wars L'attacco Dei Cloni"; 75% qualità; audio inglese 6ch
    Divx 6.1
    scena 6
    Qualità 75% - no audio

Lame MT
    Traccia audio da 613 Mbytes
    Constant Bit Rate - Intel Compiler
    Constant Bit Rate - Microsoft Compiler

Mainconcept MPEG Encoder
    Conversione da DV a MPEG2 bitrate variabile
    Video ECS factory tour - DV 16.836 frames
    720x576

Mainconcept H.264 Encoder
    Conversione da HD 1080i a H.264 High
    Video HD 1080i da 24 secondi
    hdwatermellon

Divx converter
    profilo high definition
    profilo home theater
    traccia hdwatermellon

Windows Media Encoder 9
    Conversione di HD 1080i in WM
    Video:
    320x240 - 1128 Kbps

7-Zip 4.42
    benchmark integrato, 32 Mbytes

Winrar 3.60 beta 5
    Compressione video MPEG 2
    formato rar - normal

DVD Shrink 3.2
    Fahrenheit 9/11
    compresso a 2000 Mbytes

Rendering

Cinebench 9.5
    CPU Benchmark (CB-SEC)
    CPU Benchmark Multiple (CB-SEC)Cinebench 2003

Lightwave 7.5
    Radiosity_ReflectiveThings 640x480
    Raytrace 640x480

Povray 3.7
    benchmark

Open GL professionale

Viewperf 8.1

Test applicativi: Sysmark e Winstone

Se le cpu AMD Athlon 64 X2 erano riuscite, negli ultimi 12 mesi, a posizionarsi in testa alle classifiche del benchmark Sysmark 2004 SE, l'arrivo delle soluzioni Core 2 Duo cambia radicalmente lo scenario. Il vantaggio delle 3 soluzioni provate in tutti i set di test è estremamente elevato, a prescindere da quale altro processore venga preso quale parametro di riferimento. Di seguito le applicazioni utilizzate nella serie di test inseriti in questo benchmark:

• Adobe Acrobat 5.0.5
• Microsoft Access 2002
• Microsoft Excel 2002
• Microsoft Outlook 2002
• Microsoft PowerPoint 2002
• Microsoft Word 2002
• Microsoft Internet Explorer 6.0 SP1
• ScanSoft Dragon NaturallySpeaking 6
• Network Associates McAfee VirusScan 7.0
• WinZip Computing WinZip 8.1
• Adobe After Effects 5.5
• Adobe Photoshop 7.01
• Adobe Premiere 6.5
• Discreet 3ds max 5.1
• Macromedia Dreamweaver MX
• Macromedia Flash MX
• Microsoft Windows Media Encoder 9

Quadro molto simile anche con il benchmark Business Winstone 2004, tipicamente non favorevole alle architetture Intel Pentium 4 e Pentium D: le soluzioni Core 2 Duo riescono a distanziare in modo netto anche la cpu Athlon 64 FX62, come si nota chiaramente dal grafico.

Se le cpu AMD Athlon 64 X2 erano riuscite, negli ultimi 12 mesi, a posizionarsi in testa alle classifiche del benchmark Sysmark 2004 SE, l'arrivo delle soluzioni Core 2 Duo cambia radicalmente lo scenario. Il vantaggio delle 3 soluzioni provate in tutti i set di test è estremamente elevato, a prescindere da quale altro processore venga preso quale parametro di riferimento. Di seguito le applicazioni utilizzate nella serie di test inseriti in questo benchmark:

• Adobe Acrobat 5.0.5
• Microsoft Access 2002
• Microsoft Excel 2002
• Microsoft Outlook 2002
• Microsoft PowerPoint 2002
• Microsoft Word 2002
• Microsoft Internet Explorer 6.0 SP1
• ScanSoft Dragon NaturallySpeaking 6
• Network Associates McAfee VirusScan 7.0
• WinZip Computing WinZip 8.1
• Adobe After Effects 5.5
• Adobe Photoshop 7.01
• Adobe Premiere 6.5
• Discreet 3ds max 5.1
• Macromedia Dreamweaver MX
• Macromedia Flash MX
• Microsoft Windows Media Encoder 9

Quadro molto simile anche con il benchmark Business Winstone 2004, tipicamente non favorevole alle architetture Intel Pentium 4 e Pentium D: le soluzioni Core 2 Duo riescono a distanziare in modo netto anche la cpu Athlon 64 FX62, come si nota chiaramente dal grafico.

I test con giochi 3D sono stati eseguiti utilizzando una scheda video ATI Radeon X1900XTX, così da meglio evidenziare l'influenza dei processori nel corso dell'esecuzione dei test prestazionali.

Il benchmark 3D Mark 2006 integra anche una serie di test specifici per il processore, che concorrono ad influenzare direttamente il risultato finale del test. Come si nota dall'andamento del task manager questo test è multitasking e permette di sfruttare al meglio la presenza delle 4 cpu logiche delle soluzioni Pentium Extreme Edition di Intel; ciò nonostante, i processori che fanno registrare le migliori prestazioni complessive sono quelli Core 2 Duo, seguiti dalla precedente soluzione di riferimento per il mercato dei videogiocatori cioè la cpu AMD Athlon 64 FX62.

Lo scenario non cambia passando ad altri giochi 3D; le cpu Core 2 Duo fanno segnare le migliori prestazioni assolute in ogni condizione di utilizzo. A risoluzioni basse e senza utilizzare i filtri, scenari di utilizzo tipicamente limitati dalla potenza di elaborazione del processore, si nota chiaramente come le nuove architetture di Intel riescano a distanziare nettamente le altre cpu sia Intel che AMD. Ovviamente aumentando la risoluzione e passando all'utilizzo dei filtri, mantenendo frames al secondo in ogni caso tali da garantire elevata giocabilità, i risultati si livellano, con margini di differenza molto ridotti tra tutti i processori alla risoluzione di 1600x1200; in questo caso, infatti, il principale collo di bottiglia all'ottenimento di frames al secondo elevati non è il processore ma la potenza di elaborazione della scheda video.

La conversione di un filmato in formato Divx è il tipico ambito multimediale nel quale è possibile apprezzare le novità architetturali introdotte da Intel, con particolare riferimento al supporto SSE a 128bit; le cpu Core 2 Duo distanziano nettamente tutte le altre, giungendo nel caso della versione X6800 a maturare un vantaggio superiore al 60% rispetto al processore Athlon 64 FX62 utilizzando AutoGK.

Anche nella compressione di files, test per i quali sono stati utlizzati il tool 7-Zip e quello Winrar, si evidenzia un netto margine di vantaggio per i processori Core 2 Duo rispetto sia alle soluzioni Pentium D che a quelle Athlon 64 X2.

Lame MT è un tool di conversione da Wav a MP3 che, con un'interfaccia da riga di comando, permette di eseguire tali operazioni sfruttando la presenza di un secondo Core; i test sono stati eseguiti impostando il bit rate costante, utilizzando sia compilatore Intel che quello Microsoft. In entrambi i casi lo scenario non cambia: le cpu Core 2 Duo fanno segnare i tempi più bassi tra tutti i processori in prova, distanziando in modo netto le soluzioni concorrenti.

Nella conversione con i tool Mainconcept, prima di un flusso video DV in MPEG2 e poi di uno HD 1080i in H.264, solo il processore Athlon 64 FX62 è stato in grado di superare la cpu Core 2 Duo E6600, anche se solo di pochi secondi; in cima alle due classifiche troviamo nuovamente le due cpu top di gamma Core 2 Duo, con tempi nettamente migliori delle soluzioni concorrenti anche Intel.

Lo scenario non cambia anche con la conversione in formato Windows Media Video: le 3 cpu Core 2 Duo si avantaggiano rispetto a quelle AMD Athlon 64 con un margine complessivamente molto elevato.

A chiudere l'analisi delle applicazioni multimediali troviamo il backup di un film DVD su hard disk e la sua compressione, così da occupare 2000 Mbytes di spazio, con il tool DVD Shrink 3.2. Cambia lo strumento ma il quadro è invariato: le cpu Core 2 Duo rimangono in testa a questa classifica, facendo segnare i tempi di elaborazione più ridotti seguite dalle soluzioni Pentium D.

Solo con una scena, quella Radiosity_ReflectiveThings con Lightwave, le cpu Core 2 Duo non riescono a far segnare i migliori tempi di elaborazione nel rendering; viceversa, in ogni ambito che abbiamo utilizzato nei test le nuove cpu Intel riescono sempre a guadagnare i primi posti della classifica, con un margine ben evidente dai risultati di PovRay 3.7.

Viewper 8.1 è un benchmark sviluppato da Spec.org, che mira a fornire un'indicazione completa circa le prestazioni di un sistema nell'esecuzione di applicazioni di grafica professionale in ambito Open GL. Comprende 8 scene o viewsets, uno per ciascuna delle principali applicazioni di grafica professionale, di seguito elencate:

• 3dsmax-03, based on SPECapc for 3ds max 3.1 configured with the Open GL driver; includes three models containing an average of 1.5 million vertices each, and tests performance of scenes with different levels of lighting.
• catia-01, based on Dassault's CATIA, with models containing up to two million vertices.
• ensight-01, based on CEI's EnSight engineering and scientific visualization application, covers both display-list and immediate-mode workloads.
• light-07, based on traces of Discreet's Lightscape radiosity application.
• maya-01, based on traces of Alias' Maya 5.
• proe-03, based on SPECapc for Pro/ENGINEER 2001, measures two models in three modes -- shaded, wireframe and hidden-line removal (HLR).
• sw-01, based traces of the Solidworks 2004 application from Dassault Systemes.
• ugs-04, based on SPECapc for Unigraphics V17, tests performance based on an engine model containing 4.1 million vertices.

In genere i risultati ottenuti nei test con Viewperf 8.1, nell'analisi di differenti processori, risentono del tipo di architettura: in alcuni viewsets se ne avantaggia una, mentre l'altra ricupera in altri test. In questo caso il quadro è molto chiaro: le cpu Core 2 Duo riescono sempre a posizionarsi nella parte superiore degli 8 grafici, distanziando mediamente in modo netto sia le cpu Athlon 64 X2 che le soluzioni Pentium D serie 900.

Uno degli elementi di un processore che sta diventando sempre più importante ai fini del giudizio è il suo consumo; a questo non solo è legato il costo necessario per farlo funzionare, in termini di bolletta della linea elettrica, ma anche cosa sia necessario utilizzare in termini di sistemi di raffreddamento per dissiparne il calore di funzionamento al meglio. Un processore che consuma di più richiederà l'utilizzo di un sistema di raffreddamento più complesso, potenzialmente quindi più rumoroso durante il funzionamento.

La tabella seguente riporta i valori di TDP, Thermal Design Power, che Intel dichiara per le cpu Core 2 Duo confrontati con quelli di altre soluzioni Intel e AMD:

*per le cpu Pentium D 950 e 940 sono disponibili due distinte versioni; la più recente ha TDP massimo pari a 95 Watt, per via di uno stepping di processore più aggiornato. Nel corso dei test è stata utilizzata una versione con TDP di 130 Watt

Ricordiamo che Intel indica, con il valore di TDP, quellè che è il consumo massimo del processore quando portato a pieno carico in uno scenario replicabile, non il massimo consumo al quale può giungere il processore nella peggior situazione possibile. La misurazione fornita da AMD, invece, è quella del massimo consumo che possa essere raggiunto dal processore nel peggior scenario configurabile, al quale in linea teorica un utente non può giungere con le applicazioni disponibili in commercio. Inoltre, il valore di TDP fornito da AMD per le proprie cpu comprende anche il memory controller in queste integrato; per le soluzioni Intel il consumo del memory controller è esterno, essendo questo componente integrato nel north bridge del chipset.

Per valutare il livello di consumo dei singoli processori è stato misurato il consumo dell'intero sistema, cercando di utilizzare gli stessi componenti per le parti condivise; questa la configurazione di test adottata:

• scheda madre: Asus P5W DH Deluxe (chipset Intel 975X)
• scheda madre: Asus N4L-VM DH (chipset Intel 945GM)
• scheda madre: Asus M2N32-SLI Deluxe (chipset NVIDIA nForce 590 SLI)
• memoria: Corsair CM2X512 8500 (4-4-4-12 1T) @ 800 MHz; 2x512 Mbytes; voltaggio di alimentazione 2.0V
• hard disk: Western Digital Raptor 36 Gbytes - Serial ATA
• scheda video: ATI Radeon X1900XT (gpu 625 MHz; memoria video 1.500 MHz)
• sistema operativo: Windows XP Professional, Service Pack 2
• lettore DVD Sony
• alimentatore Enermax EG701AX-VE(W) 600 Watt

Le misurazioni sono state effettuate in idle, quindi con sistema operativo attivato e processore non utilizzato, forzando l'occupazione del solo processore al 100% (attraverso un rendering con PovRay 3.7) e utilizzando contemporaneamente sia processore al 100% che scheda video (grazie all'esecuzione in loop di un rendering con Povray 3.7 e delle schene HDR del benchmark 3D Mark 2006). I valori ottenuti, lo ricordiamo, segnalano il consumo in VA (Volt per Ampere), che nei casi in cui il fattore di potenza possa essere approssimato all'unità indica anche la potenza assorbita dall'alimentatore in Watt. Le rilevazioni in Idle sono state effettuate disattivando tutti i sistemi di risparmio energetico.

I processori Core 2 Duo fanno segnare livelli di consumo sostanzialmente allineati, a pieno carico, con quelli delle soluzioni concorrenti Athlon 64 X2 Socket AM2; fa eccezione solo il modello FX 62, per il quale del resto AMD dichiara un TDP pari a 125 Watt contro gli 89 Watt delle altre cpu Socket AM2 con 512 Kbytes di cache L2 per Core. Sempre superiori alle altre cpu i valori delle soluzioni Pentium D serie 900: si nota immediatamente quanto Intel abbia ridotto i consumi dei propri processori con la nuova architettura Core, bilanciando questo con un netto incremento delle prestazioni velocistiche in tutti gli ambiti d'utilizzo.

I primi engineering sample di processore Intel Core 2 Duo sono stati utilizzati, negli scorsi mesi, in vari esperimenti di overclock da parte di appassionati, che hanno registrato risultati molto elevati con sistemi di raffreddamento estremamente sofisticati.

Utilizzando un processore Core 2 Duo E6600, con frequenza di clock di default di 2,4 GHz e moltiplicatore di frequenza pari a 9x, abbiamo aumentato la frequenza di bus sino a 350 MHz, partendo dagli originari 266 MHz, così da ottenere una frequenza di clock finale di 3.150 MHz. Per raffreddare il processore è stato utilizzato un dissipatore di calore Zalman CNPS7700, soluzione ad aria dalle valide prestazioni complessive.

Utilizzando un sistema di raffreddamento a liquido Gigabyte 3D Galaxy, soluzione complessivamente più efficace di un dissipatore ad aria ma non tra le più sofisticate disponibili in commercio, abbiamo superato la soglia di 3,6 GHz utilizzando il processore Core 2 Extreme X6800; in questo caso siamo intervenuti aumentando il moltiplicatore di frequenza sino a 12x e agendo sulla frequenza di bus sino alla soglia di 300 MHz.

Nel complesso, i margini di overcloccabilità evidenziati con i processori Core 2 Duo sono molto elevati; pur avendo a disposizione solo degli engineering sample di processore, infatti, i margini di incremento con raffreddamenti non estremi sono di tutto rispetto.

Entro la fine del 2006 Intel prevede di immettere sul mercato una versione di processore Core 2 Extreme con clock di 3,2 GHz:; questo non fa altro che confermare come Intel abbia sin d'ora elevati margini di crescita, in termini di frequenza di clock, con questa architettura.

Il quadro delle prestazioni velocistiche che emerge dall'analisi dei nostri test è per certi versi impietoso: le cpu Core 2 Duo si sono sempre dimostrate le più veloci in tutti i benchmark che abbiamo eseguito. Se questo poteva essere prevedibile per la soluzione Core 2 Extreme X6800, la cpu top di gamma proposta da Intel a 999 dollari di costo, lo stesso non vale per le due altre cpu analizzate in queste pagine, modelli Core 2 Duo E6700 e Core 2 Duo E6600.

In buona parte dei test le 3 soluzioni Core 2 Duo hanno conquistato i primi 3 posti, distanziando tutte le altre cpu concorrenti sia Intel che AMD; considerando che il modello Core 2 Duo E6600, con frequenza di clock di 2,4 GHz, viene proposto al prezzo ufficiale di 316 dollari USA, i risultati qui esposti fanno pensare che Intel abbia di fatto costruito con questa cpu la soluzione di riferimento per la gran maggioranza degli ambiti di utilizzo in un sistema desktop.

Non ci è stato possibile valutare le prestazioni delle due versioni di cpu Core 2 Duo dotate di cache L2 da 2 Mbytes, contro i 4 Mbytes delle 3 soluzioni top di gamma. In considerazione del loro costo di acquisto riteniamo che queste due saranno le cpu maggiormente richieste sul mercato, e proprio per questo motivo cercheremo di capire quale ne sia il comportamento complessivo con la stessa suite di test eseguita in queste pagine non appena riusciremo ad averne un sample a disposizione. C'è il sospetto che queste due cpu abbiano prestazioni velocistiche che siano in qualche misura influenzate dal dimezzamento della cache L2 più di quanto si possa pensare, aggiungendo a questo le frequenze di funzionamento che sono inferiori fino a scendere agli 1,86 GHz della versione E6300.

Osservando i dati di consumo rimaniamo nuovamente sorpresi: le cpu Core 2 Duo non raggiungono i valori record delle soluzioni Core Duo, ma del resto questo era prevedibile trattandosi queste ultime di soluzioni per sistemi notebook e non per piattaforme desktop. I consumi complessivi sono mediamente allineati a quelli delle soluzioni AMD Athlon 64 X2, con un lieve margine di vantaggio, mentre il confronto con le soluzioni Pentium D serie 900 è impietoso nei confronti di queste ultime. Quello che stupisce ancor di più, tuttavia, è analizzare i consumi alla luce della potenza di elaborazione evidenziata nei test prestazionali: Intel è riuscita ad ottenere un mix tra potenza di calcolo e consumo energetico che non ha paragoni, almeno al momento attuale, con quanto disponibile in commercio.

Con il lancio odierno Intel riconquista lo scettro della migliore cpu per piattaforme desktop, distanziando notevolmente le soluzioni Athlon 64 X2 Socket AM2. Attendiamo quindi la reazione di AMD, cercando di capire se questa sarà limitata al solo ribasso dei prezzi o se il produttore americano abbia in serbo qualche altra novità, in attesa che l'architettura K8L debutti nel corso del 2007.