Нужно ли бояться процессора MMX Pentium?

ТЕСТЫ ЛАБОРАТОРИИ MACWORLD ПОКАЗЫВАЮТ: ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ MMX PENTIUM ВЫШЕ, ЧЕМ У ПРЕДЫДУЩИХ МОДЕЛЕЙ.

PowerPC встретил двойного противника в сфере мультимедиа?

Новый процессор MMX Pentium компании Intel (кодовое обозначение P55C) может оказаться настоящим "монстром" на рынке центральных процессоров. MMX-процессор, официально представленный 8 января, еще до этого был показан на нескольких выставках и продемонстрировал впечатляющую производительность при работе с графическими программами, а также с видео- и аудиоданными в формате MPEG. Когда на семинаре для пользователей систем старшего класса сотрудникам Macworld продемонстрировали машину на основе 200-МГц MMX-процессора, всех поразило быстродействие процессора в тех областях, которые традиционно считались бастионом Apple, - задачи обработки графики и мультимедиа-данных.

При выводе сложной трехмерной анимации в режиме реального времени MMX-система с легкостью оставила позади ПК на основе Pentium Pro с тактовой частотой 200 МГц. Но как проявит себя эта технология на реальных задачах и каков ее рейтинг в сравнении с процессором PowerPC, который уже зарекомендовал себя как мощный "двигатель" мультимедиа-приложений? Неужели PowerPC наконец-то встретил достойного противника? Лаборатория Macworld постаралась найти ответы на эти вопросы.

Хотя эти тесты можно рассматривать только как предварительные (позже мы обязательно проведем более тщательный сравнительный анализ производительности двух платформ), они дают общее представление об относительной производительности систем (см. результаты тестов в таблице "Power PC встретил достойного противника в сфере мультимедиа?"). Хотя технология MMX значительно усиливает Pentium, результаты тестов показывают, что позиции PowerPC пока достаточно прочны.

Что такое MMX?

Первоначально это была аббревиатура от "расширения для умножения матриц" (matrix-multiplication extensions), но позже компания Intel изменила этимологию, и теперь MMX трактуется как "расширения для мультимедиа" (multimedia extensions). MMX - это новая разновидность процессора Pentium, который оптимизирован для выполнения приложений, интенсивно использующих команды умножения и накопления. Кроме того, новая технология повышает производительность при выполнении задач с высокой степенью параллельности и интенсивной вычислительной обработкой. MMX использует расширенный набор команд 80Ё86, который называют "одна команда - множество данных" (single-instruction multiple-data, SIMD). Этот набор команд позволяет упаковывать несколько байтов данных в один регистр процессора и обрабатывать их параллельно. Компания Intel считает, что при использовании такого подхода наибольший прирост производительности будет получен для программ обработки изображений, трехмерного видео, графики и аудиоданных.

Чтобы сохранить совместимость с существующими операционными системами, Intel отказалась от добавления в MMX Pentium новых регистров. Для команд MMX используются те же регистры, которые предназначены для выполнения операций над числами с плавающей запятой. В результате при выполнении операций MMX процессор не может обрабатывать числа с плавающей запятой. Поэтому новый процессор лучше использовать для работы с приложениями, оперирующими целыми числами и не требующими математического сопроцессора, а также с программами, которые редко переключаются между функциями для работы с целыми числами и числами с плавающей запятой.

Большинство современных приложений основаны на обработке целых чисел, поэтому отключение операций над числами с плавающей запятой при выполнении операций MMX не приведет к снижению производительности. Однако независимо от того, используют ли программы операции с плавающей запятой, для "подключения" технологии MMX они должны быть переписаны либо непосредственно с использованием команд MMX, либо через программные интерфейсы, оптимизированные для MMX. Примером такого интерфейса является Direct 3D компании Microsoft.

Intel позиционирует MMX на рынке как инструмент скорее для пользователей, чем для разработчиков и создателей данных мультимедиа. Но наиболее крупные игроки на рынке разработки приложений для создания мультимедиа-данных - такие, как Adobe Systems и Macromedia, - уже оптимизируют свои пакеты для MMX. И если системы MMX станут популярны среди пользователей, разработчики и создатели мультимедиа-данных, работающие на других платформах, могут серьезно пострадать.

Практика - критерий истины

Учитывая рыночную позицию пакета Photoshop как основного приложения для создания изображений на компьютерах Macintosh, лаборатория Macworld выбрала Adobe Photoshop 4.0 в качестве главного инструмента для тестирования. Кроме того, мы сравнивали скорость, с которой выводилась на экран анимация, созданная с помощью последней бета-версии пакета Macromedia Extreme 3D 2.0. Пакет Photoshop уже оптимизирован для MMX, а Extreme 3D 2.0 поддерживает новейшую версию Direct 3D, которая также оптимизирована для MMX. И наконец, в субъективном тесте мы попросили сотрудников журнала Macworld оценить по пятибалльной системе качество воспроизведения MPEG-видео.

Поскольку здравый смысл подсказывает, что нельзя ставить знак равенства между ПК на базе Pentium с частотой 200 МГц и компьютером Macintosh с процессором, работающим на той же тактовой частоте, тесты выполнялись на нескольких системах различных производителей. Было опробовано два быстрых компьютера Macintosh - Power Macintosh 9500/200 и Power Mac 8500/180 производства Apple. В обоих системах используется процессор PowerPC 604e, более быстрый, чем обычный 604-й процессор, который устанавливался в предыдущих моделях серии Power Mac. Кроме того, мы тестировали два ПК на базе MMX Pentium. Один ПК на базе процессора с тактовой частотой 200 МГц был изготовлен известной компьютерной компанией, пожелавшей сохранить инкогнито, другой - система с тактовой частотой 166 МГц компании CompuLink Research. За эталон был взят ПК с процессором Pentium 166 МГц, собранный в лаборатории Macworld на базе стандартной системной платы компании Intel.

Результаты тестов лаборатории Macworld показали, что MMX Pentium представляет собой действительно очень мощный процессор, использование которого существенно повышает скорость обработки мультимедиа-данных. Но не торопитесь продавать ваши Power Mac. В тестах с пакетом Photoshop ПК с процессором MMX на 200 МГц обогнал Power Mac с той же тактовой частотой менее чем на 10%. Кроме того, системы на базе PowerPC пока опережают MMX-компьютеры в нескольких ключевых областях - еще одно доказательство того, что 604e - действительно великолепный процессор, значительно опережавший предыдущие версии Pentium.

Следует учитывать, что все тесты проводились для операций, оптимизированных для MMX, - тесты без оптимизации показали бы значительное преимущество PowerPC.

При работе с Photoshop ПК на базе процессора MMX Pentium 166 МГц оказался на 120% (более чем в два раза!) быстрее, чем аналогичный ПК на базе Pentium без MMX. Компьютер Power Mac 8500 с тактовой частотой 180 МГц разделил третье место с ПК на базе процессора MMX Pentium с тактовой частотой 166 МГц. Первое место занял ПК на базе процессора MMX Pentium с тактовой частотой 200 МГц, который оказался почти в три раза быстрее ПК на базе Pentium без MMX с тактовой частотой 166 МГц.

Однако компьютер Power Mac 9500 отстал незначительно. Он занял второе место, сразу вслед за ПК на базе процессора MMX Pentium с тактовой частотой 200 МГц, показав результат лишь на 8% хуже.

После более тщательного изучения оказалось, что Power Mac 9500 лучше справляется с задачами, связанными с рисованием, - он быстрее выполнил команды "поиск границы" (Find Edge) и "среднее значение" (Median), а MMX Pentium с тактовой частотой 200 МГц скорее справился с некоторыми фильтрами, в том числе "размытием" (Blur) и двумя из трех фильтров "размытие по Гауссу" (Gaussian Blur). Когда результаты всех тестов были усреднены, оказалось, что рейтинг ПК на MMX Pentium с тактовой частотой 200 МГц лишь на несколько процентов превосходит оценку системы 9500. Столь небольшое расхождение в производительности для большинства пользователей, скорее всего, пройдет незамеченным.

После этого мы измерили скорость рендеринга трехмерной модели, созданной в пакете Extreme 3D. В этом тесте обе системы Power Mac с небольшим отрывом одна от другой заняли первое и второе места. В победители вышел Power Mac 9500/200, который почти в два раза опередил ПК на базе Pentium без MMX с тактовой частотой 166 МГц и на 20% - ПК с MMX Pentium с тактовой частотой 200 МГц. Второе место занял Power Mac 8500/180, производительность которого оказалась на 60% выше, чем у самой медленной системы и на 7% выше, чем у ПК с MMX Pentium с тактовой частотой 200 МГц, который занял третье место. Как и следовало ожидать, и в этих тестах технология MMX оказала значительное влияние на производительность ПК: компьютер на базе процессора Pentium с тактовой частотой 166 МГц оказался на 30% быстрее ПК, который был оснащен процессором Pentium без MMX.

По результатам субъективных тестов качества воспроизведения видео в формате MPEG компьютер Power Mac 9500 обошел ПК с процессором MMX Pentium с тактовой частотой 200 МГц. Сотрудников журнала Macworld попросили проанализировать три видеоклипа, обращая внимание на плавность смены кадров, передачу деталей изображения, количество выпавших кадров и синхронность звукового сопровождения. Большинство участников тестирования присвоили почти одинаковые оценки системам Power Mac 9500 и 8500, соответственно 3,8 и 3,6. ПК с процессором MMX Pentium с тактовой частотой 200 МГц также получил оценку, близкую к максимальной, - 3,6. Следует учитывать, что тесты были субъективными, поэтому изображение, на котором один человек отмечает "пикселизацию", может показаться вполне приемлемым другому (если только недостатки воспроизведения не являются настолько значительными, что очевидны всем).

Необходимо заметить также, что для плавного воспроизведения MPEG-видео на ПК, даже с использованием процессора MMX Pentium, необходим современный видеоадаптер. При тестировании в лаборатории Macworld воспроизведения MPEG-видео на видеоадаптере эпохи "до Windows 95", была получена крайне низкая производительность. По заявлению Intel, технология MMX для повышения качества воспроизведения видео очень тесно взаимодействует со схемами ускорения видеоадаптера, поэтому от последнего очень сильно зависит качество воспроизведения.

MMX: революция или прогресс?

Итак, действительно ли технология MMX настолько революционна, как это утверждает компания Intel? Да, это большой шаг вперед. Как показывают результаты тестирования лаборатории Macworld, технология MMX значительно повышает производительность платформы Pentium, хотя и не дает ей пока явного преимущества перед PowerPC. Кроме того, технология создания процессоров для компьютеров Macintosh также не стоит на месте. Вот несколько примеров.

У решения компании Intel есть одно явное преимущество: цена. Процессоры MMX Pentium будут стоить примерно столько же, сколько Pentium Pro. Итак, хотя в области обработки мультимедиа Macintosh пока не отстает от Intel, может настать день, когда изготовителям компьютеров Macintosh придется всерьез вдуматься в слова, которые президент Intel Энди Гроув вынес на обложку своей новой книги "Выживет только параноик".

PowerPC встретил двойного противника в сфере мультимедиа?

Процессор Intel MMX Pentium создавался для того, чтобы значительно ускорить обработку мультимедиа-данных, а также двухмерной и трехмерной графики. Наши тесты показали, что благодаря использованию технологии MMX производительность PC существенно возросла. Однако процессор PowerPC продемонстрировал не менее достойную скорость. К тому же в компьютеры Macintosh было установлено меньше видеопамяти, чем в PC на базе MMX Pentium. Все тесты проводились с операциями, оптимизированными для MMX, и не могут служить для оценки общей производительности Macintosh и PC.

Методика тестирования

Лаборатория Macworld тестировала компьютеры на 25 задачах в пакете Adobe Photoshop (использовалось 32 Мбайт оперативной памяти) и на выполнение рендеринга анимации в пакете Macromedia Extreme 3D 2.0 (использовались 64 Мбайт оперативной памяти). На Macintosh и ПК с процессорами без поддержки MMX было установлено 2 Мбайт видеопамяти. На ПК с процессорам MMX Pentium - 4 Мбайт. Все ПК работали под управлением Windows 95, Macintosh - под управлением System 7.5.3. Со всеми компьютерами использовался 17-дюймовый монитор, поддерживающий 24-разядный цвет. Тестированием в лаборатории Macworld руководил Крис Эйтервейк.