Комп для ученого за 220$: обзор и выбор платформы (обновлено)

для раздела Блоги
В статье рассказывается про выбор платформы для математических программ и про её примерную конфигурацию. Материал участвует во втором конкурсе от MSI.

Часть 1. Обзор...
Среди посетителей сайта www.overclockers.ru наверняка есть не только заядлые геймеры, но и те, чьи компьютеры выполняют другую, не менее легкую задачу. Это ученые, исследователи, математики.

То, что научные институты находятся не в самом лучшем материальном положении, это факт. Но тем не менее, мало еще какое заведение может вам свободно предоставить, например, жидкий азот, деда-фреонщика или казенный Интернет. За это оверклокерам часто и приходится отвечать взаимностью.

На днях моему отцу (работнику отдела теоретической физики) достался долгожданный апгрейд. Конфигурацию нужно было выбрать самому. И передо мной встала задача-минимум: получить не менее 3ГГц за... 200$! Правда, на эти деньги предстояло купить только основное: процессор, мат. плату, память и корпус. Все остальное у нас было.

Сначала мной была создана отдельная тема в форуме, где очень большое количество поклонников фирмы AMD склонило меня на свою сторону. Морально я уже был готов принять их позицию (хоть и с самого начала являлся поклонником именно Intel, но не фанатом!), строгий отцовский взгляд заставил переменить позицию. Известная многим ситуация: ну не уважают в нашей науке новоявленные AMD, слишком уж подмоченной оказалась их репутация с самого начала! Впрочем, оставим эти спорные разговоры, и начнем. Скажу одно: с выбором процессора не пожалел.

Опишу выбранную конфигурацию. Еще раз напомню про 200-долларовое ограничение.

Материнская плата.
Как ни странно, чтобы исключить преждевременные вопросы, расскажу сначала именно про нее.

Главным условием при выборе платы была интегрированная видеокарта, т.к. игры (к моему великому сожалению ) исключались изначально, а покупать жалкий обрубок вроде Radeon 9250SE мне бы не позволила совесть, да и свои 30$ он стоит. Правда говорят, что интегрированная карта ухудшает разгон. В-общем, это условие с видеокартой очень сильно ограничило выбор. Из всех имевшихся в наличии в магазине в такой комплектации была только плата Microstar MS-7037 на чипсете i865GV. Буковка V означает присутствие встроенного в плату видеоадаптера. Он построен на чипе Intel Extreme Graphics 2 и, по информации с форумов, обладает производительностью примерно уровня GeForce 2MX.



Плата поставлялась в комплектации "простой OEM". Из аксессуаров были только заглушка задней панели, диск с драйверами, шлейфы IDE и FDD и огромный антистатический пакет. Ну и сама плата, понятно.



Плата имеет на задней панели 4 порта USB 2.0, сетевой разъем на 100 Мбит/сек, управляемые выходы звуковой платы (2-х, 4-х или 6-канальный звук), видеопорт и остальной набор стандартных портов. Нет только IEEE 1394.
Сама она имеет для подключения 2 разъема для вентиляторов. И, что очень хорошо, процессорный управляется платой. Присутствуют разъемы для подключения Serial-ATA и лицевых USB 2.0 и звука. Поддерживаются процессоры Intel 478 сокета, включая 3.4-гигагерцовые Prescott, так что запас на апгрейд есть.

Сама плата скомпонована достаточно грамотно. Форм-фактор - mATX. На силовых транзисторах присутствуют радиаторы, особых препятствий для прохода воздуха нет. Но тем не менее были замечены и недостатки по компоновке:
На шлейфе IDE с синим разъемом написано slave device, по логике синий разъем на плате тоже должен значиться как 2-й канал, поэтому я и подключил туда CD-ROM. Ан нет! HDD оказался Secondary Master, а CD-ROM - Primary Slave! Переделывать работу не стал.
Радиатор северного моста, объединенный с видеочипом, сильно греется, но вентилятора не имеет. Впрочем, может это и к лучшему. Лучше самому приобрести вентилятор, чем "наслаждаться" визгом штатного. Микросхема Award BIOS распаяна без "кроватки", как на платах низшей ценовой категории.
Разъем доп. питания процессора приходится тянуть прямо через кулер.
Да и разъемов для памяти всего два. При нынешних темпах "сегодня 256Мб много, завтра - 2Гб мало" их все-таки кажется маловато. Маловато и разъемов для вентиляторов - тоже два.

Award BIOS устроен как все, поэтому сразу перейдем в пункт Frequency/Voltage Settings.

Кликните по картинке для увеличения

Здесь поджидало много разочарований. Самое большое из них: частота FSB для достаточно разгоняемого процессора Celeron D 330 2.66ГГц (о нем дальше) изменяется со 133 до... 165 МГЦ! Притом, что в инструкции был обозначен предел от 100 до 250 МГц! Не знаю, даст ли мне чего-нибудь перепрошивка БИОСа на другой (стоял самый свежий версии 1.3), но зато я был избавлен от участи искать стабильный предел разгона, тем более что результирующие 3.3 ГГц получены, а значит и задача выполнена. Похоже, правду мне говорили в форуме про отвратительную разгоняемость таких плат. Список же изменяемых напряжений вообще является насмешкой над оверклокерами: поменять можно только напряжение моста AGP, который в данной версии платы не распаян вообще!

Более того, при разгоне до 165 МГц пропал звук. Решив, что с разгоном покончено, я по интуиции поднял частоту PCI (которая изменяется отдельно) на 1 МГц. И надо же, заработало!

Изменяются следующие тайминги памяти:
ТаймингЗначения
tCAS2, 2.5, 3
Active to Precharge (tRAS)5, 6, 7, 8
RAS# to CAS#2, 3, 4
RAS#2, 3, 4



Подробно про обозначение таймингов можно почитать на моей ПС.

Также можно менять частоту памяти: DDR266 и DDR333 при 533МГц BUS и DDR400 при 800МГц BUS. При этом меняется и делитель. Он был оставлен 4:5 FSB : DRAM, т.к. память при разгоне работала на своей почти номинальной частоте 406 МГц.



Поставляемый с платой диск содержал, наверное, все разработанные MSI утилиты, в том числе для разгона: CoreCenter, PCAlert 4 и FuzzyLogic. И ни одна из них толком не работала! CoreCenter что-то там пытался выставить на 195 МГц, но реальная частота в это время не ставилась выше 133, а через несколько секунд система вываливалась в BSOD или зависала так, что даже не реагировала на кнопку Reset. Вскоре он вообще перестал запускаться, говоря что-то про "Failed over-clock driver".


PCAlert 4 мониторит вроде неплохо, но мне не очень нравится.

Кликните по картинке для увеличения

FuzzyLogic также не реагирует ни на что. Да что там, даже последний SpeedFan 4.27 толком не хочет работать с платой.



Процессор.
Основной компонент будущего компьютера для расчетов должен быть максимально производителен при минимальной цене. Поначалу было желание выбрать P4 2.4C с Hyper Threating. Но он, во-первых, уже давно пропал с прилавков, да и на корпус тогда бы не хватило. Был выбран Celeron D 330 2.66 ГГц специально под разгон, т.к. нужные 3 ГГц никуда не делись Процессор основан на ядре Prescott, имеет 256кб кэш 2-го уровня, хороший множитель x20, отличную разгоняемость и подкупившие меня инструкции SSE2, SSE3. Маркировка: ZL7NV, производство Коста-Рика.




Процессор поставлялся с фирменным кулером. Находящуюся на подложке толстым слоем серую субстанцию я тут же заменил на КПТ-8 фирмы Connector. При замене пасты заметил некоторую недоработанность шлифовки основания, своего отражения я там не увидел, а надеялся.

По уже описанной причине процессор был разогнан только до частоты 3.3 ГГц. Температура достигает 50 градусов в работе и 56 - в интенсивной работе.


Судя по расчетам CpuPower 0.21, процессор в таком состоянии выделяет 90 ватт тепла, и штатный кулер прекрасно справляется с обязанностями. Можно привести для сравнения мой Celeron Tualatin с 50 ваттами и кулером Titan TTC-D5TB и тем же температурным режимом.



Память.
Тут все оказалось просто: была выбрана самая простая память Kingston ValueRam 256Мб DDR400 CL3.


Производитель чипов - Nanya.


Поставлялась в красивой упаковке для 512 Мб (2x256), правда без второго модуля, который нужен для двухканальности.

Кликните по картинке для увеличения


Корпус был выбран Microlab S4318 с блоком питания в 350 ватт. Интересно, что по данным БИОСа блок "заваливает" напряжение 12В до 11.6, но Windows так не считает и показывает уже 12.6. Сам корпус, как всегда, достаточно симпатичен и имеет штатное место для выходного и бокового вентиляторов.
ПроцессорIntel Celeron D 330 2.66GHz90$
Мат. платаMSI MS-703764,5$
ПамятьKingston ValueRam PC3200 CL3 256Мб27$
КорпусMicrolab S4318 350W41$
Итого222,5$



Первые тесты, первые грабли.
Сначала был прогнан "тест всех времен и народов": 3DMark 2001. Получив ровно 2000 очков в номинале, я нисколько не разочаровался. Ну, вернее почти нисколько. Проц-то ведь не для игрушек!

Основным тестом была реальная исследовательская программа Talys, она измеряет сечение ядерной реакции, проще говоря, ее вероятность. Для этого используется множество операций сложения, умножения и, главное, деления, а также работа с элементарными математическими функциями, массивами данных. Первоначально программа была написана на языке Fortran в среде Compaq Visual Fortran и скомпилирована компилятором версии 6.1.

Первый прогон программы неприятно удивил, можно сказать огорошил. Она выполнилась за 3 минуты 6 секунд, притом, что мой разогнанный Celeron Tualatin 1100@1550 выполняет эту работу за 3 минуты 20 секунд. При двукратной разнице частоты различие между результатами было всего около 10%! Прогон же программы у друга на AthlonXP 2500+ @3200+ показал и вовсе неприличный результат в 1 минуту 48 секунд! Разгон процессора до 3.3 ГГц приблизил к "недостижимым" цифрам: 2 минуты 30 секунд.

Но все стало ясно, когда я взглянул на арифметический тест в SiSoft Sandra 2004 SP2.



Все упирается в инструкции SSE2, которых в старом компиляторе не было и в помине! Новый же процессор приобрел еще и функции SSE3. Поэтому раздобыть Intel Fortran Compiler версии 9.0 стало делом чести. Как я за ним гонялся - отдельная история, стоит посмотреть только на рекродные для любого диалапщика цифры. Но вот эта несчастная среда поставлена, и запуск вновь откомпилированной программы провожу с огромным волнением.


Второе дыхание.
Итак, программа откомпилирована с параметром /fast и уже запущена. А вот и результат: 1 минута 43 секунды!



Для других процессоров программа компилировалась без параметров для совместимости. Мой процессор сосчитал новую программу за 2 минуты 40 секунд - ускорение 30%. Но то же самое случилось и с Barton: 1 минута 26 секунд. Казалось бы, не сбылись мои надежды. Но все решилось... приведением участников тестов в равные условия, для чего из компьютера конкурента... нет, в компьютер исследователя была вставлена еще одна планка в 256Мб. Память перешла в двухканальный режим. Результат: 1 минута 24 секунды... Вот так, "совершенно бесплатно" можно увеличить скорость выполнения задачи в два раза. Программисты из ID, вслушайтесь в мои слова!

Теперь предлагаю взглянуть на финальную таблицу тестов:



Так какую платформу стоит брать?
Глядя на недавние разоблачающие графики и подавляющее преимущество процессоров AMD в играх, мне хотелось им хоть что-то противопоставить. И повод для этого появился. Ведь дешевые бюджетные процессоры Intel могут реально конкурировать с более "совершенными" процессорами AMD с бОльшим кэшем и "попугаями". Но не стоит забывать, что если те берут свое "грубой силой" в виде более мощного блока FPU, то оптимизации и двухканальность Intel часто оказываются быстрее. Правда, хозяин главного конкурента обещает разонать его посильнее , но и у нас есть еще много пороха в пороховницах. Развить этот потенциал не дает материнская плата.

Как узнать, будет ли работать ваша программа быстрее на AMD или Intel? Запустите тест SiSoft Sandra. Он хоть и относительно, но все же показывает разницу в производительности. Влияют ли на программу оптимизации? Обязательно выясните версию компилятора и его возможности на официальном сайте (даже не знаю, кому я это говорю ;)). Да, и не забывайте, у Intel есть HT, что позволяет еще более эффективно использовать работу процессора. А заточки компиляторов под определенные процессоры чаще всего оказываются правдой.

Так что процессоры Intel не такие уж и "тормознутые" и выступают примерно на одном уровне с конкурирующими решениями. Для более смелого вывода, что лучше для таких задач, нужно проводить более глубокое исследование.

Конечно, приведенное исследование справедливо только для бюджетных платформ. Все-таки математические задачи очень любят кэш. То есть для таких задач более предпочтительны процессоры P4 вместо Celeron и A64 вместо Sempron. Но это уже другая ценовая группа.

Часть 2 ...и выбор платформы

Прошло полгода. Практически ничего не изменилось. Остался только все тот же вопрос: что брать? Хоть и с некоторым опозданием, но все же хочу выполнить обещание: участники форума помогли мне получить результаты прогона исследовательской программы на конкурирующих платформах.

Деградация?
Но сначала расскажу, что за этот полугодовой отрезок поведение компьютера изменилось. К сожалению, не в лучшую сторону. С самого момента покупки он был разогнан и стабильно работал на частоте 3.3 ГГц, но совсем недавно основная программа для расчетов Talys стала запускаться через раз. Появлялось сообщение, что программе не хватает памяти, а в Windows из трея всплывало окошко, что не хватает виртуальной памяти.

Кликните по картинке для увеличения

И самое главное, что снятие разгона решило эту проблему! Но ненадолго. И теперь даже на номинальной частоте программа также стала жаловаться на нехватку памяти! И дело конечно же не в ее недостатке, а увеличение файла подкачки на 200 Мб (с 900Мб) не помогло. Это уже серьезная проблема. Ведь компьютер покупался исключительно для расчетов этой программой. Начались поиски проблемы.

Первым делом был запущен CPU-Z.

Мда. Такое увидишь нечасто. Следующий запуск утилиты прошел нормально. Поехали дальше.
Симтомы были следующими: проблемы начинались только после запуска этой программы, сетевые же баталии в Unreal Tournament проходили бесследно, а 10-минутный прогон S&M ошибок не выдал, разве что на 58 градусах вентилятор продолзжал крутиться на пониженных оборотах (налицо глюк SmartFan), но троттлинг не срабатывал.

Сброс биоса на заводские настройки (а стояли Optimized Defaults) снова решил проблему... на полчаса. Иногда помогало отключение NOD32, еще чего-нибудь, но даже если программа и запускалась, то это еще не значило решения проблемы, ведь начались её вылеты!

Нарисовалось два возможных кандидата: материнская плата и программа. Внешний осмотр материнки открытий не дал, на ней даже пыль не осела! Да и другие компоненты выдержали с честью все испытания.

Оказалось, что собака была зарыта в... антивирусе NOD32! После его удаления все снова встало на свои места. Мой упрек разработчикам! Но почему же тогда происходила именно деградация?

Совместимость?
Так вот ты какой, Intel Fortran Compiler! Владельцы платформ AMD, помните окошко при запуске, что программа не совместима с вашим процессором? Вы, наверное, догадывались, что это сделано умышленно. Так оно и есть! Я не знаю, из каких понятий сделано ограничение - маркетинга или все же стабильности - но участнику нашего форума Alexsandr удалось снять это ограничение, скачав специальную программу, и тем самым запустив ее на своем Athlon 64. Результат не заставил себя ждать: его результат оказался первым!

Ну что же, вот и долгожданная таблица с результатами! Результаты отсортированы по времени выполнения.


Мда... Истина восстановлена. Celeron D (по крайней мере с моим разгоном) в обоих случаях оказался на последнем месте! Немного дальше вырвались Sempron'ы. Что ж, давайте прикинем: результат растет приблизительно пропорционально частоте, это я заметил еще при разгоне своего Celeron Tualatin. Если взять средний разгон на 180МГц FSB, то результат получается не такой уж плохой, а если прибавить к нему еще и двухканальность, которой традиционно силен Intel... Впрочем, мой реальный результат пока что все равно стоит последним, и от этого не легче.

Сразу бросается в глаза разделение по ценовым категориям, их две: процессоры "до 100$" и "после 100$". Велик ли разрыв между результатами? На небольшой программе он не так заметен, хотя разница в результатах получилась почти двукратная, то же касается и цены. Поэтому для такой программы выбор даже Celeron D будет оправдан. Другой разговор будет о программах, время выполнения которых исчисляется часами или даже днями. Там нужен процессор помощнее, желательно "полноценный".

Итак, ситуация с выбором платформы складывается следующая (использовался питерский журнал Computer Price от 6-12 марта 2006г.):
  • Для низкой ценовой категории (70-100$) лучше всего годятся "двухканальные" процессоры Sempron. Celeron D 330 может показать отличный результат лишь на хорошей материнской плате и в двухканальном режиме памяти, тогда он, как говорится, "рвет всех".

  • Для средней ценовой категории (100-160$) отлично подойдет процессор P4 2.4C с Hyper Threading, который, к сожалению, больше не выпускается, или Athlon 64 3000+.

  • Для высокой ценовой категории (160$>) я бы посоветовал все же P4 3GHz, он берет свое бОльшим кэшем и наличем Hyper Threading при равной с A64 цене.


Желаю удачи при выборе научного компьютера! Надеюсь, что эта заметка воспримется читателями как более обоснованная.

P.S. Огромное спасибо всем участникам ветки Комп для ученого: обзор и выбор платформы за прогон программы на своих машинах и за помощь в оценке статьи.

Отзывы о статье оставляйте по адресу:
http://forums.overclockers.ru/viewtopic.php?t=133437

Dron`t
Telegram-канал @overclockers_news - это удобный способ следить за новыми материалами на сайте. С картинками, расширенными описаниями и без рекламы.
Оценитe материал

Возможно вас заинтересует

Популярные новости

Сейчас обсуждают