Test comparativi dei notebook quad-core: Calpella Core i7 820QM vs Core 2 Quad Q9000

Quali sono i vantaggi in termini di prestazioni dei nuovi processori quad-core Intel Core i7 820QM Clarksfield sui precedenti Core 2 Quad Q9000 Penryn? Scopriamolo con una serie di test comparativi condotti sui notebook Santech N48 e N56, entrambi derivati da barebone Clevo.

Ad ottobre 2009 ha visto la luce la versione high-end della nuova piattaforma per notebook Calpella, con processori Intel Core i7 Mobile quad-core. Le promesse della nuova soluzione mobile di Intel sono allettanti, ma quali benefici tangibili apporta? Che vantaggi in termini di prestazioni garantisce Intel Calpella rispetto alla precedente piattaforma Intel Montevina? A questi interrogativi cercheremo di rispondere in questo articolo comparativo.

Abbiamo già dedicato diversi approfondimenti alla nuova piattaforma mobile Calpella, in particolare in occasione della presentazione all'IDF 2009. Come tutte le nuove tecnologie, l'effettivo insediamento su larga scala richiede tuttavia un certo lasso di tempo, tempo necessario ai produttori OEM per adattare i precedenti design alla nuova piattaforma o per progettare qualcosa di completamente nuovo e per avviarne la produzione su larga scala. Ora che l'offerta di notebook basati su Calpella sta cominciando a diversificarsi anche in Italia, è certamente il momento di chiedersi quali vantaggi reali porta con sé la nuova piattaforma Intel rispetto alla precedente.

Per minimizzare l'intralcio di variabili esterne dovute a piccole differenze nelle configurazioni hardware, abbiamo scelto di effettuare i nostri test utilizzando due notebook Santech basati su barebone Clevo con configurazioni pressoché identiche, salvo ovviamente per la piattaforma. Vi riportiamo di seguito un estratto dalle schede tecniche dei notebook oggetto della nostra sessione di benchmark.

La nostra indagine verterà principalmente su quello che attualmente rappresenta il più importante discriminante tra le due piattaforme, ovvero le prestazioni delle nuove CPU Clarksfield rispetto alla precedente generazione Penryn Quad Core.

Come abbiamo avuto modo di vedere in un articolo di approfondimento dedicato, le novità introdotte da Intel con i nuovi Core i7 Mobile si muovono in diverse direzioni con un focus specifico sulle nuove tecnologie per l'ottimizzazione delle risorse in relazione agli ambiti di utilizzo. Le più pubblicizzate sono senza dubbio il ritorno dell'HyperThreading e la new-entry Turbo Boost; la prima mira a massimizzare le prestazioni in ambienti multi-tasking e applicazioni multi-threaded permettendo l'esecuzione di due processi per core fisico, mentre la seconda punta ad incrementare le performance dei software che non si avvantaggiano di calcoli parallelizzati disattivando 2 o 3 core fisici e overclockando quelli attivi fino ad oltre il 175% della frequenza di base (per quanto riguarda i Core i7 720QM e 820QM).

I processori Quad Core Intel di generazione Penryn sono sprovvisti di entrambe queste tecnologie, ma quanto questa differenza può comportare uno svantaggio rispetto ai nuovi Core i7 Mobile?

Cominciamo osservando come si comportano i due notebook di prova con un test single-threaded come Super PI (calcolo delle prime X cifre decimali della costante pi greco).

Analizzando i risultati non si può che riscontrare l'ottimo lavoro svolto dalla tecnologia Turbo Boost: il Core i7 820QM riesce sempre a concludere i test con ampio margine risultando mediamente circa 1.7 volte più veloce del Core 2 Quad Q9000 (che ricordiamo avere una frequenza di clock di base superiore a quella di base del 820QM). Evidentemente però il merito non è solo del Turbo Boost: se infatti assumiamo "ottimisticamente" che le prestazioni del Core i7 scalino linearmente con l'incremento della frequenza tramite overclock e che durante tutti i test il Turbo Boost porti la frequenza al valore massimo, ad un'analisi più attenta le prestazioni dell'820QM risultano superiori a quelle del Q9000 anche per singolo ciclo di clock.

Come controprova dell'effettiva evoluzione tecnologica realizzata con le nuove CPU Clarksfield osserviamo che il comportamento dell'algoritmo dinamico di gestione del clock alla base di Turbo Boost si adatta perfettamente ad ogni minima variazione di CPU load. La variazione di frequenza risulta molto più frammentata: nell'eseguire il test con Super PI abbiamo infatti riscontrato che il moltiplicatore oscillava tra 21 e 23, lavorando quindi ad una frequenza compresa tra 2.80GHz e 3.06GHz. E' la necessaria conseguenza dell'adattamento dinamico del clock in relazione al carico istantaneo controllato dalla tecnologia Intel SpeedStep.

Per valutare le prestazioni complessive dei due processori in un ambito "reale" che si avvantaggi di due core abbiamo utilizzato il benchmark integrato per la CPU di Crysis.

Se consideriamo che la maggior parte delle applicazioni d'uso quotidiano non sfrutta più di due core/thread, risulta evidente come anche un test specifico come quello di un gioco 3D abbia una certa rilevanza nella misurazione delle prestazioni tipiche di un processore per attività lightly threaded più o meno intensive.

I risultati del test non fanno che confermare l'efficacia dell'implementazione della tecnologia Turbo Boost: notiamo infatti che a risoluzioni più basse (leggi "minor carico") la differenza prestazionale tra le due CPU è minima (a 800x600 e qualità alta/molto alta abbiamo perfino un vantaggio del Q9000), mentre aumentando la risoluzione il divario tra le CPU cresce quasi linearmente. Guardando più attentamente i risultati assoluti di ciascuna CPU, ci rendiamo subito conto che all'aumentare della complessità del test il divario tra i due processori aumenta solo in funzione del peggioramento delle prestazioni di Penryn: nel benchmark con AA=4x e qualità molto alta, il Core i7 infatti sembra del tutto indifferente a variazioni anche sensibili di risoluzione. In altre parole vediamo ancora una volta che le prestazioni dell'820QM rimangono stabili anche all'aumentare del carico perché la tecnologia Turbo Boost permette al processore di adattare la propria frequenza in relazione al carico con una fluidità assente in precedenza.

Per confrontare Core i7 e Core 2 Quad nel multithreading ci siamo serviti, invece, del benchmark integrato nel software di compressione e file management 7Zip, che rappresenta uno standard al pari di SuperPi per i test della velocità del processore in single-threading. Le misurazioni eseguite con 7Zip sono estrememente significative perché ci consentono di osservare con precisione le sinergie che scaturiscono dalla combinazione dei 4 core presenti su queste CPU, e soprattutto ci permettono di identificare se la tecnologia HyperThreading apporta un vantaggio e di quale entità.

Per completezza, abbiamo integrato il grafico di 7Zip con i punteggi ottenuti dalla CPU Clarksfield entry-level, Intel Core i7 720QM: interessante notare come la tecnologia HyperThreading sia fondamentale alle nuove CPU Clarksfield per guadagnare un vantaggio significiativo sui precedenti processori Penryn in ambito multi-threaded.

Benché le loro possibilità di interpretazione siano più limitate rispetto ad altri test, vale la pena menzionare anche i risultati ottenuti con i test sintetici orientati ai giochi 3D di FutureMark.

I risultati di questi due test sono apparentemente in forte disaccordo tra loro. Mentre i risultati ottenuti con 3DMark06 suggerirebbero un divario prestazionale di circa il 25% tra i due processori, in 3DMark Vantage il Core i7 820QM ottiene un punteggio ben 3.5 volte superiore a quello del C2Q Q9000.

La notevole discrepanza tra i due risultati è in realtà una necessaria conseguenza della profonda diversità dei test eseguiti sulle CPU dai due software. 3DMark06 utilizza infatti un classico test di rendering 3D misurando il numero di frame al secondo ottenuti senza l'ausilio dell'accelerazione della GPU, mentre i due benchmark eseguiti da 3DMark Vantage coinvolgono calcoli complessi per il tracciamento di cammini efficienti (test AI) e per la modellazione della fisica nei giochi.

Vediamo infatti che i risultati ottenuti con 3DMark06, a parità di risoluzione, sono del tutto confrontabili con quelli ottenuti nel CPU Benchmark di Crysis. Spiegare compiutamente l'enorme vantaggio dell'820QM nei test di 3DMark Vantage non è altrettanto facile, ma possiamo immaginare che un ruolo chiave lo abbia giocato questa volta la tecnologia HyperThreading di cui i processori Clarksfield sono dotati. Possiamo far notare a margine che sul sito Intel c'è un riferimento proprio al notevole guadagno prestazionale riscontrato nella IA e nelle simulazioni fisiche risultato dai benchmark di 3DMark Vantage confrontando il più lento Core i7 720QM con il C2Q Q9000 (anche se in quel caso si tratta di un miglioramento percepito "solo" del 31%).

Concludiamo la valutazione specifica delle due CPU con i risultati di Cinebench, un test che fornisce un quadro globale delle prestazioni dei due processori sia per quanto concerne le attività single-threading che multi-threading in applicazioni di modellazione tridimensionale professionali basate su OpenGL.

Si riconfermano gli ottimi risultati di Clarksfield riscontrati in precedenza con un netto vantaggio del Core i7 820QM sul Core 2 Quad Q9000, sia per quanto concerne il test single-core (4014 CB contro 2189 CB) che con tutti e quattro i core attivi (11814 CB contro 7401 CB). Il minor incremento prestazionale nel passaggio al rendering multi-core del Core i7 rispetto al C2Q non deve trarre in inganno: si tratta infatti ancora una volta della prova del buon funzionamento della tecnologia Turbo Boost che incrementa le prestazioni nei task single-threaded (normalizzando questi punteggi in relazione alla frequenza di clock effettiva i risultati mostrano al contrario una perfetta scalabilità delle prestazioni in relazione alla frequenza operativa e al numero di core attivi). Il benchmark OpenGL ci suggerisce invece che c'è un'inaspettata discrepanza prestazionale tra le GPU di cui sono dotati i notebook testati, differenza che solo in piccola parte può essere ricondotta alle migliori prestazioni del bus PCI-Express 2.0 presente sul notebook Calpella.

Chiudiamo la nostra carrellata di benchmark prestazionali con una valutazione della piattaforma nel suo insieme grazie a PCMark Vantage.

Da questo test emerge un'ulteriore differenza tra le due configurazioni in prova, ovvero le diverse prestazioni dei dischi rigidi con cui i due notebook Santech sono equipaggiati. Tralasciando questo aspetto, complessivamente il notebook con architettura Calpella ottiene punteggi superiori in quasi tutti i test (ad esclusione di "TV and Movies", nel quale viene riportato un punteggio insolitamente basso) nonostante molti di essi siano in parte dipendenti dalle prestazioni del disco rigido. Questo conferma non solo le doti velocistiche delle CPU Clarksfield, ma anche l'efficacia della nuova architettura con controller di memoria integrato e dell'Intel Smart Cache da 8MB.

Se sul fronte delle prestazioni non possiamo che confermare che quanto promesso da Intel per la sua nuova generazione di processori mobile è ampiamente mantenuto, resta da verificare se e come questo incremento prestazionale impatti sul comfort d'uso. A questo scopo abbiamo ritenuto significativo analizzare l'andamento della temperatura dei due processori quando sottoposti ad un carico intenso tramite il test di stabilità di Everest.

Confrontando i risultati di quest'ultimo test è evidente che le performance superiori del Core i7 820QM comportano un incremento medio delle temperature di lavoro di circa 10°C rispetto al Core 2 Quad Q9000. Non va dimenticato tuttavia che durante lo stress test la CPU Clarksfield è sottoposta all'overclock operato dalla tecnologia Turbo Boost che porta ogni core ad una frequenza di 2GHz, dunque si tratta comunque di un risultato più che accettabile.

In conclusione non possiamo che ribadire gli ottimi risultati ottenuti dalla nuova piattaforma Calpella con i suoi processori Core i7 Mobile quad-core Clarksfield, risultati ottenuti peraltro senza eccessivi compromessi dal punto di vista della gestione termica. Oltre alle notevoli prestazioni nel multitasking e nell'utilizzo di applicazioni highly-threaded grazie anche all'HyperThreading Tecnology, i nuovi processori a quattro core di Intel brillano per la scalabilità che riescono a dimostrare negli ambiti più disparati grazie all'efficace power manager Turbo Boost e alla migliorata gestione energetica SpeedStep.

Il miglioramento di prestazioni sarà ancor più marcato quando i notebook riusciranno a trarre pienamente vantaggio dalle novità già introdotte nel Chipset Intel PM55 Express, come il controller PCI Express 2.0 x16, la tecnologia Matrix Storage per la gestione avanzata di sistemi RAID, e la predisposizione per la futura re-incarnazione di Intel Turbo Memory nota con il nome in codice "Braidwood", che permetteranno alle nuove architetture di superare ulteriormente i limiti imposti da Montevina. In quest'ottica non possiamo quindi che giudicare Calpella un buon investimento per il domani oltre che una scelta vincente oggi.