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Configurazioni dual processor
di Paolo Corsini

Introduzione: i sistemi biprocessore

Le configurazioni dual processor hanno da sempre rappresentato un settore affascinante per gli appassionati di hardware ma la loro diffusione non può di certo essere considerata capillare, in quanto da una parte i costi elevati dall'altra la difficoltà di sfruttare appieno i due processori contemporaneamente hanno scoraggiato molti dall'acquisto di tali piattaforme. Il segmento di mercato nel quale i sistemi biprocessore hanno avuto un certo successo è quello delle workstation, nonchè dei piccoli server (dipartimentali, web-server), nei quali la presenza del secondo processore, abbinato a sistemi operativi e software capaci di sfruttarne appieno la presenza, permette di ottenere un evidente guadagno di prestazioni, ad un costo proporzionato.

Tale ragionamento è valso sino a pochi mesi fa, in quanto a seguito delle analisi e dei test sviluppati da un sito giapponese (a questo indirizzo è possibile vederne la versione in lingua inglese) si è scoperta una particolare modifica da effettuare ai processori Intel Celeron, sia in formato SEPP che PPGA, tale da renderne possibile l'impiego in configurazioni dual processor, quando di default Intel vende tali processori sprovvisti di tale capacità. L'abbinamento di due processori Celeron, opportunamente modificati, con una motherboard Slot 1 dual processor permette di assemblare sistemi biprocessori ad un costo decisamente ridotto, con una spesa di poco superiore a quella necessaria per l'acquisto di un sistema single processor.

Uno dei punti più dibattuti quando si discute di sistemi biprocessore è quello del sistema operativo da utilizzare; è fatto arcinoto, ma è buona cosa ripetere nuovamente, che i sistemi operativi Windows 95 e Windows 98 non supportano la modalità biprocessore, nel senso che possono essere installati su sistemi dual processor senza alcun tipo di problema ma non si avantaggeranno in nessun modo della presenza della seconda cpu, anche se si utilizza del software scritto in modo tale da avantaggiarsi dei due processori. Per poter sfruttare entrambi i processori è necessario utilizzare altri sistemi operativi, come ad esempio Windows NT (sia Workstation che Server), Linux, Unix, BeOS e altri. Chiarita la compatibilità con il sistema operativo, è necessario specificare che utilizzare un sistema operativo compatibile con la modalità dual processor non significa avantaggiarsi automaticamente della presenza di due processori: è necessario che il software utilizzato sfrutti i due processori. A titolo di esempio, il rendering di una scena con 3D Studio Max è una tipica operazione che sfrutta la seconda cpu, mentre l'utilizzo della maggioranza dei filtri di Photoshop no. Passare ad un sistema biprocessore ha pertanto senso nel momento in cui il software che si utilizza per la maggiore sfrutta entrambi i processori contemporaneamente.

Introduciamo della terminologia che meglio permette di analizzare le caratteristiche e le performances dei sistemi biprocessori:

Se si utilizzano due processori, è possibile fare in modo tale che uno dei due sia impegnato nell'esecuzione di alcuni calcoli (ad esempio, elaborazioni di dati di un foglio elettronico) mentre l'altro in altre operazioni (ad esempio, compressione di alcuni files) contemporaneamente: questo è un tipico esempio di multitasking, cioè di due o più applicazioni eseguite contemporaneamente in modo indipendente tra di loro. Viceversa, se un particolare software è di tipo multithreading è possibile, utilizzando un secondo processore, fare in modo che alcuni thread vengano processati da una cpu, mentre altri thread dall'altro processore; così facendo, si ottiene una diminuzione dei tempi necessari per eseguire tutti i thread dell'applicazione, pertanto si hanno prestazioni velocistiche superiori. In che misura le prestazioni aumenteranno? In base alla scalabilità del processo.

Ultimo aspetto da analizzare prima di poter passare al confronto tra le differenti cpu per sistemi biprocessori è quello inerente la memoria di sistema. Quando la cpu esegue calcoli si serve della memoria di sistema, la quale lavora alla frequenza di bus; utilizzando configurazioni biprocessore si utilizza in modo ancor più pressante la memoria di sistema, motivo per il quale è buona cosa cercare di utizzare la frequenza di bus più elevata possibile in configurazioni biprocessore. Attualmente le cpu Intel Pentium II e Pentium III utilizzano la frequenza di bus di 100 Mhz in piattaforme biprocessore.

Configurazione di prova

Per valutare le prestazioni di sistemi biprocessore è necessario partire dal sistema operativo utilizzato; in questo caso è stato scelto Windows NT 4, a motivo della diffusione e della relativa semplicità di utilizzo (l'interfaccia è pressoché identica a quella di Windows 9x). Come già spiegato in precedenza, l'utilizzo del secondo processore non porta ad un raddoppio delle prestazioni, ma ad un aumento quantificabile, mediamente, tra il 10% ed il 40% a seconda del tipo di applicazione (ciò non toglie che con alcuni compiti particolari, ad esempio il rendering con 3D Studio Max, sia possibile ottenere aumenti delle prestazioni anche dell'80% e oltre); per questo motivo è stato scelto di utilizzare il Dual Processor Inspection test, contenuto nella suite di benchmark Winstone 99 di Ziff Davis; questo benchmark misura il tempo di esecuzione di tre software high-end, che sfruttano la presenza del secondo processore nell'esecuzione dei calcoli. Si tratta di:

Oltre a questo benchmark, è stato misurato il tempo necessario per eseguire il rendering di una scena con 3D Studio Max; si tratta, come già ricordato, di una delle applicazioni che hanno un impatto maggiore sulle prestazioni a seguito dell'adozione del secondo processore.

La configurazione di prova utilizzata è la seguente:

Motherboard Abit BP6 (dual Socket 370); Abit BX6 rev2 (Slot 1)
Cpu 2 x Intel Celeron 400 Mhz; 2 x Intel Celeron 366 Mhz; Intel Pentium II 500 Mhz; Intel Pentium III 550 Mhz
Memoria 128 Mbytes SDRAM PC100
Hard Disk Quantum Fireball EX 6.4 Gbyte
Scheda video Diamond Fire GL1000 Pro
Risoluzione 1024x768 @ 65K

Analisi prestazioni

I risultati ottenuti con il dual processor inspection test, contenuto nella suite Winstone 99 di Ziff-Davis, sono molto chiari da analizzare:
Le configurazioni biprocessore riescono a mantenere un certo vantaggio prestazionale rispetto a quelle single processor; ad esempio, due Celeron 400 Mhz a 450 Mhz di clock (ottenuto utilizzando il bus a 75 Mhz, un overclock con percentuale di successo prossima al 100%) permettono di ottenere la stessa performance di un Pentium III a 550 Mhz, con una spesa decisamente più ridotta (pur considerando il costo di una motherboard dual processor).
a_bench1.gif (5793 byte)

Passando all'analisi in dettaglio dei  tre software utilizzati nel test dual processor inspection test è possibile capire con quali applicazioni l'utilizzo di una configurazione dual processor porti ai migliori risultati:

Con Microstation le performances sono mediamente allineate con quelle dell'indice generale riportato qui sopra: la configurazione dual Celeron permette di ottenere un guadagno prestazionale evidente rispetto all'impiego di una cpu Pentium III di pari frequenza di clock, con un costo decisamente inferiore. a_bench2.gif (6255 byte)
Con Photoshop il guadagno di prestazioni è meno netto che con Microstation; il Pentium III patisce un distacco più limitato a parità di frequenza di clock con il Celeron dual processor, anche se quest'ultima soluzione rimane in assoluto la più performante. a_bench3.gif (6282 byte)
Con Visual C++ le performances sono molto simili a quelle ottenute con Photoshop 4.0. a_bench4.gif (6043 byte)
Renderizzando un'immagine con 3D Studio Max 2 si possono apprezzare appieno i benefici dell'adozione del secondo processore; i tempi di rendering sono ridotti a quasi la metà rispetto all'adozione di un solo processore. Si noti la differenza tra Pentium III 500 Mhz e Celeron a 500 Mhz; il tipo di rendering utilizzato è tale da permettere al primo processore da primeggiare per via dei 512 Kbytes di cache L2, contro i 128 Kbytes full speed del Celeron. a_bench5.gif (6451 byte)

Conclusione

Utilizzando software appositamente scritto per l'impiego in sistemi dual processor si può ottenere un evidente aumento delle prestazioni, utile soprattutto in quei casi dove il tempo è una variabile prioritaria; la possibilità di poter completare in minor tempo un progetto grafico può essere una discriminante essenziale per i professionisti della grafica, ad esempio. L'impiego di sistemi basati su due cpu Celeron può rappresentare una valida alternativa a piattaforme monoprocessore basate su cpu Intel Pentium III, sia in termini di costo complessivo più ridotto che di prestazioni, superiori anche con frequenza di clock inferiore; se il software impiegato sfrutta in modo ottimale la presenza della seconda cpu, come ad esempio nel rendering con 3D Studio Max 2, si ottengono aumenti prestazionali nell'ordine anche del 90%, mentre il guadagno medio si attesta tra il 15 ed il 35% a seconda del tipo di applicazioni utilizzate.

Da ultimi, è sempre bene valutare il tipo di impiego che si fa del proprio PC; è vero che i sistemi dual Celeron hanno un costo d'acquisto ridotto (rispetto a soluzioni basate su cpu Pentium III), ma acquistare due processori per poi ridursi a non utilizzare applicazioni appositamente scritte o, peggio ancora, ad usare un sistema operativo non capace di supportarli (Windows 9x) è un vero spreco.

© Paolo Corsini
paolo.corsini@hwupgrade.com
Articolo tratto da Hardware Upgrade

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