TurboBoost v procesorech Intel Haswell a rozdílné výkony

Výběr dobrého notebooku z hlediska výkonu nám dělá Intel stále těžší, a tak se po pár týdnech raději znovu vracím k aktuální generaci Intelovských procesorů. Potvrzuje se totiž, že pouze výchozí takt je garantovaný a výkon v režimu TurboBoost se může mezi notebooky lišit až o 50 %.

V osmdesátých letech a v první polovině devadesátých byly velké rozdíly ve výkonu jednotlivých notebooků navzdory tomu, že byly osazeny stejnými procesory. Bylo to tím, že notebooky měly čipové sady a další podpůrné obvody často v režii jejich výrobců (každý si vyráběl vlastní čipy, aby získal konkurenční výhodu). Postupně se rozdíly smazaly, když Intel začal dominovat a rozšířil své čipy v podstatě na kompletní řešení, ke kterému přidáte akorát napájecí obvody, síťové řadiče, zvukový kodek, paměť, baterii a disk a máte plnohodnotný základ pro notebook. To hlavní, co ovlivňuje výpočetní výkon, je v režii čipů od Intelu, a tak není divu, že byl dlouho výkon plus mínus stejný.

S generací procesorů Intel Haswell se to mění, a to zejména v případě, že jde o úsporné varianty procesorů (tj. ty s TDP 15 wattů a méně). Vedle logického faktu, že úsporné procesory mají nižší výpočetní výkon, se dostáváme také k tomu, že různé notebooky s jedním úsporným procesorem mohou mít velmi odlišný výsledný výkon. Závisí to na nastavení firmware a konstrukci chlazení.

Záleží na konkrétním notebooku

K napsání článku mě vedlo zjištění, že v poslední době snad všechny testované notebooky mají problém s udržením maximálního výkonu. Začíná se to stávat nemilým pravidlem a tuším, že těch notebooků, které podobnými problémy trpí, už bude nadpoloviční většina. Je to daň za neustálé ztenčování, kdy se snižuje akumulační schopnost chladičů a osazují se menší ventilátorky, u kterých se pro změnu řeší, kdy jsou ještě jejich vysoké otáčky přijatelné pro ucho a kdy je lepší raději omezit výkon.

Zde můžete vidět rozdíly výkonu u několika nedávno testovaných notebooků. Všechny jsou vybaveny dvoujádrovým úsporným procesorem Intel Core i7-4500U s výchozím (garantovaným) taktem 1,8 GHz a režimem TurboBoost do 3,0 GHz. Tento procesor bývá používán v dražších modelech, jejichž cena začíná někde na 25 tisících korun (a pokračuje klidně o dalších dvacet tisíc nahoru). V tabulce je demonstrován výkon při použití všech jader (tj. zpracování videa, úpravy a exporty fotek z RAWu, matematické analýzy v optimalizovaných programech,…) a ve sloupci srovnání je v procentech vyjádřen poměr výkonu procesoru vztažený k nejpomalejšímu zástupci vybavenému tímto procesorem. Pro lepší představu jsem nakonec vložil několik standardních procesorů minulých generací, jednoho aktuálního dvoujádra a čtyřjádra a nejnovějšího Atomu.

 

Nejvýkonnější notebooky s předmětným úsporným Core i7 mají jen o čtvrtinu nižší výkon než standardní dvoujádro Core i7 (4600M), což může být pro někoho přijatelný kompromis (pokud je to vyváženo dostatečným rozdílem v hmotnosti a výdrži). Na druhou stranu proti nejslabšímu notebooku s tímtéž procesorem je Core i7-4600M už dvojnásobně výkonné. Tedy na každou optimalizovanou výpočetně náročnou činnost budete potřebovat dvojnásobek času.

Ironií je, že nejslabším notebookem s úsporným i7 byl 15,6“ DELL Inspiron 7537, což má být jakási hi-end řada Inspironů, tedy notebooků, kde uživatelé odjakživa mnohem více hleděli na výkon (v minulých generacích byla dostupná různá čtyřjádra). Notebook není příliš lehký, ani tenký a ani tichý (pokud jde o zátěž). Přitom můj pět let starý (lehčí) ThinkPad T400 s Core2 Duo má výkon v podobných situacích jen o 8 % nižší. V notebooku podobných rozměrů se ještě před dvěma roky dávaly klasická čtyřjádra, kde se bavíme o výkonu 3-4x vyšším.

Doba zátěže rozhoduje

Intel udělal s režimem TurboBoost skvělý krok. Do jeho příchodu měl procesor nějaký konkrétní takt a výrobce v podstatě garantoval, že jej lze využívat neomezenou dobu. Pokud se někde výkon nedokázal udržet na svém maximu, řešili to lidé reklamací, případně vrácením peněz.

S TurboBoostem je však garance vztažena pouze k výchozímu taktu, který bývá u úsporných procesorů obvykle 1,6-1,8 GHz – tedy ne zrovna moc. Cokoli nad to vám už nikdo negarantuje. Procesor o intenzitě turba se rozhoduje na základě teploty a nastavení firmware. Nikde není řečeno, jak dlouho musí fungovat a v jaké intenzitě. Právě toho se začalo rychle využívat a v generaci procesorů Haswell jsou implementovány mechanismy, jak lze výkon výrobcem výrazně ovlivňovat.

Pokud se budeme bavit o zátěži třeba po dobu 10 sekund, vyjdou všechny testované notebooky stejně. Zapnou TurboBoost na maximum a do konce zátěže se nestihnou dostatečně ohřát. Scéna v testu Cinebench R11.5 se ovšem renderuje několik minut a v mnoha případech to stačí k odhalení limitů notebooků.

Nastavení výrobců bývá různé. Někdo začne TurboBoost omezovat postupně s každými dalšími pěti stupni teploty. Někdo zas jede naplno třeba do 80°C, aby následně snížil takt na základní a nezvýšil ho, dokud teplota neklesne, dejme tomu, na 55°C (což se nestane do ukončení zátěže). Druhou variantu má třeba notebook HP Spectre 13 Pro (jen příklad, nejde o ojedinělou záležitost). Sice zvládne nechat dojet celý test s plným výkonem, ale jakmile jej pustíte znovu bez ochlazení, dojde záhy ke snížení výkonu. Výsledek je vidět v dalším grafu. Během druhého testu procesor nezvýšil takt nad výchozích 1,6 GHz.

Závěrem

Jak se k situaci postavit? Rozhodně to chce být obezřetnější při výběru nového notebooku, pokud v něm má být úsporný procesor a současně je pro vás výkon důležitý. Rozdíly nejsou zrovna malé. Informace lze získat jedině z dobře zpracovaných recenzí (řada redaktorů tohle příliš neřeší, udělá pár testů a hotovo) a chce to hledět zejména na ty testy, které generují zátěž po delší dobu. Rozhodně se už nestačí řídit pouze typem osazeného procesoru. Zároveň Core i7 už není nutně zárukou výkonu, když nejslabší notebooky s jeho úspornou variantou nabídnou klidně nižší výkon všech jader než standardní dvoujádrová Pentia v noteboocích za deset tisíc korun.

Aktuální generace procesorů (nejen Intelu) jsou poměrně vděčné téma, pokud jde o různé mlžení a skryté rozdíly. Připravuju ještě třetí článek, který se bude věnovat naopak situaci v noteboocích do deseti tisíc.

Komentáře k článku

  1. 1. Jakub  12.3.2014  10:02:53

    Koho by napadlo, že po tolika letech vývoje bude problém chlazení? Čekal bych na špici matadory v oboru Lenovo, HP, Dell ale z recenzí mám pocit, že se tahle trojka přestala v tomto směru jakkoliv zlepšovat a spíše se zhoršují.

    Vypadá to, že budeme muset počkat do doby, než Intel vymyslí čip s malým zahříváním :))

  2. 2. Ladis  12.3.2014  10:19:14

    [1] S malým zahříváním máš už teď. Ale hodilo by se, kdyby se notebook dokázal uchladit, když potřebuješ výkon.

  3. 3. bouda05  12.3.2014  12:35:20

    Ono je to v dnesni dobe dano i zpusbem pozivani notebooku. I premiove notebooky se vyuzivaji hlavne ke konzumaci obsahu na internetu. Na to stai nizky vykon, popripade kratky narazovy vykon, ktery turboboost pokryje. Malokdo pak vyuziva maximalni vykon po delsi dobu, kdy se ukazuji limity chlazeni. Pro ty, co vykon potrebuji je vsak hodne mala skupna notebooku, ktera tuto zatez zvladne

  4. 4. Zax  12.3.2014  14:19:41

    Na papíře se mi tyhle úsporné i5 a i7 rozhodně líbí, ale je pravda, že v praxi nemusí být schopné turboboost udržet. Třeba u Dellu bych to viděl na špatně nastavení bios/firmware, po vlastních zkušenostech bych už Dell nechtěl, protože nastavení ventilátoru je dost pitomé a firmware grafiky je dost zprasený…

  5. 5. David  12.3.2014  19:58:20

    Jen pro srovnání – jak jsou na tom 15″ MBP retina?

  6. 6. Don  13.3.2014  19:57:43

    Doporučuji číst recenze na notebookcheck.net, tam o těchto vlastnostech napíšou, zda dochází k omezení výkonu nebo ne po delší době zátěže.
    Jinak to se už ukazuje, že technologie je už na konci. Zrychlování frekvence se nekoná. Ještě trochu se daří miniaturizace tranzistorů a klesá tedy i spotřeba ( což je dáno ale i vylepšováním šetřících funkcí při nečinnosti). Výkon se dá navyšovat větším počtem jader. V podstatě měl swarm pravdu, že Haswell není pro ty, kteří hledají vyšší výkon, ale při běžném pooužití, kdy je cpu je skoro pořád nečinný, nabízí snížení spotřeby.

    Tohle vypadá zajímavě http://www.hotchips.org/wp-content/uploads/hc_archives/hc23/HC23.19.9-Desktop-CPUs/HC23.19.921.SandyBridge_Power_10-Rotem-Intel.pdf

  7. 7. Don  13.3.2014  20:14:52

    Jo, mě by konkrétně zajímalo, jak si třeba vede Zenbook ux51vz s čtyřjádrem 3612QM…
    http://asus.katalognotebooku.cz/notebook/asus-zenbook-ultrabook-ux51vz-xh71

    Třeba to je ukázkový příklad throttlingu v recenzi (Sekce Temperatures): http://www.notebookcheck.net/Review-Asus-Zenbook-UX51VZ-U500VZ-Notebook.84246.0.html

    Taky mám pocit, že najít notebook (nebo ultrabook), který by jel s vypnutým chladičem (při nízké zátěž: idle/internet/možná přehrávání videa). Je vůbec nějaký takový?

  8. 8. swarm  13.3.2014  20:39:23

    Jo, notebookcheck je v tomhle zlatá studna. Když si potřebuju něco zjistit o notebooku, který jsem ještě neměl na test sám, tak chodim jedině tam.

    Koukám, že přímo v té recenzi je odpověď na throttle u MacBooku Retina: „Just like the XPS 15 or the MacBook Pro 15 Retina, the UX51VZ is no stranger to CPU throttling. When we subjected the notebook to a stress test with Prime95 and FurMark, the four processor cores throttled back to 1.2 GHz, but immediately recovered and resumed their work at the core frequency of 2.1 GHz.“

    Ale jinak je lepší to vyzkoušet raději přes ten Cinebench. On Furmark v kombinaci s Prime95 je docela nereálná zátěž. Pokud to ustojí třeba třikrát za sebou test všech jader v Cinebench, je obvykle jistota, že to vydrží libovolnou běžnou zátěž. Málokdy to bývá, že by byla vytížená grafika i procesor na 100%, obvykle jedno čeká na druhé.

    Dneska najít notebook, který se dobře uchladí po celou dobu, je dost problém, ale stále jsou. Jen to chce hledat a občas buď snížit nároky, nebo připlatit. Problém s omezením výkonu mají v poslední generaci i některé workstation notebooky, což už je fakt tragédie (bohužel třeba konkrétně ThinkPady W…).

  9. 9. Michal  13.3.2014  22:04:03

    [5] MBP 15 Retina 2012 v top konfiguraci ( 2,6GHz, 16GB RAM, 512 SSD) jsem po úspěšné reklamaci displeje Samsung ( 15 vadných pixelů) před měsícem prodal a musím říct, že mě nejvíc překvapil hlasitý a nepříjemný svist ventilátoru i na nejnižší otáčky ( například u MBP 15 2012 klasický, procesor 2,7GHz, 1680×1050 pix je ventilátor při 2000 ot/m téměž neslyšitelný, jen po přiložení ucha k zadnímu výdechu), takže pro mě velké zklamání a i v idle a se SSD notebook nebyl tichý a to se nemusela ani naklánět hlava k notebooku. Pokud máš možnost, vyzkoušej si sám, já už bych něco takového nechtěl.

  10. 10. Nox  14.3.2014  13:44:42

    [6] Don: Treba by ta frekvenca sla dat vys, ovsem pri zachovani puvodni spotreby. Ale neni konkurence, tak neni duvod.

  11. 11. jd  17.3.2014  15:03:10

    Nenarazili jste někdo na podobný problém se špatně nastaveným TDP jako recenzent v této recenzi (sekce Processor)?

    href=“http://www.notebookcheck.net/Review-Dell-Inspiron-15-7537-Notebook.104976.0.html“

    Sice se nejedná o throttling, ale výsledný efekt je podobný.


Napsat komentář