UBASIC on P3 〜 Core2Duo

2010/1/18 Core2DuoE8400 を追加
2006/8/6 Core2DuoE6400 を追加、全体を整理

環境

• P3-500 は Intel Pentium-III(Katmai) 500MHz
• P3-1G は Intel Pentium-III(Coppermine) 1GHz(FSB266MHz)
• MP-1G は AMD AthlonMP(Palomino) 1GHz(FSB266MHz,256KB)
• P4-2.0A は Pentium4(Northwood) 2.0GHz(FSB400MHz,512KB) である。
• P4-3.0N は Pentium4(Northwood) 3.0GHz(FSB800MHz,512KB) である。
• P4-3.0P は Pentium4(Prescott) 3.0GHz(FSB800MHz,1MB) である。メモリは DDR400 であって、DDR2 ではない。
• A6-3.0S は Athlon64-3000+(socket-754,2.0GHz,512KB)
• A6-3.2N は Athlon64-3200+(socket-939,2.0GHz,512KB)
• PM-1.6D は PentiumM-1.6GHz(Dothan,FSB400MHz,2MB)
• P4-3.4F は Pentium4(Prescott) 3.4GHz(FSB800MHz)/L2cahce=1MB の EM64T 対応版である。メモリは DDR400 であって、DDR2 ではない。
• P4-640 は Pentium4(Prescott) 3.2GHz(FSB800MHz)/L2cache=2MB である。メモリは DDR400 であって、DDR2 ではない。
• C2-64 は Core2Duo-E6400(2.13GHz)/L2cache=2MB である。メモリは DDR2-533 であって、DDR2-800 ではない。
• C2-84 は Core2Duo-E8400(3.00GHz)/L2cache=6MB である。メモリは DDR2-800
• Software UBIBM32.EXE(8.8a) on DOS窓 of Windows2000
• Motherboards: DellDimension4100(for Pen3), ASUS-A7V133(for AthlonMP),
  Epox8KHA+(for Athlon XP),
  GigaByteGA-8IK1100(for P4-3.0G),
  GigaByteGA-K8VT800M(for A6-3.0K7), GigaByteK8NS Ultra-939(for A6-3.2K9)
  Aopen i855GMEm-LFS(for PM-1.6D) GigaByteGA-8I915GPro(for P4-3.4F, P4-640)
  Intel-DP965LT(for C2-6400)
  
• かかった時間を秒単位で表示している。( )内に P3-500 を 1 とするときの速度比を掲げる。

Bench mark 結果

各プログラムの特徴

• ECM200 は楕円曲線法で 200桁の数を素因数分解するものの一部。メモリアクセスはほとんどない。
• MPQS70 は二次ふるい法で 70桁の数を素因数分解するものの一部。64KB のメモリ領域を頻繁にアクセスする。プログラムも含めて完全に二次キャッシュに収まる。
• PPMP101 は 101桁の数を ppmpqs 法により分解するものの一部。メモリアクセスが広範に行われる。
• SNFS200 は数体ふるい法による200桁の数の素因数分解のごくごく一部の計算。メモリアクセスのかたまりである。

考察

• ECM200では メモリアクセスが少ないためにAthlonではクロック比以上の値を出している。Pentium4 は乗算が極端に遅いのでこのような冴えない結果となった。Core2Duo はほとんど追いついた。乗算が速くなったのだろうか（要検証）。
• MPQS70 において Athlonでは一次キャッシュが128K もあるので異常に速い。逆に言うとこれがCPUの実力なのであってメモリシステムが遅いために足を引っ張られているということでもある。Core2Duo は一次キャッシュが 32K+32K になった Athlon に追いついた。
• 一般にAthlonはチップセットを含めたメモリ回りが弱いとされている。SNFS200が振るわないこともそれで説明がつく。
• Pentium4 のメモリアクセスの速さが SNFS200 で遺憾なく発揮されている。
• Pentium4-3.0(FSB800) ではメモリが 2*400MHz のデュアル・チャネル・メモリアクセスになってアクセスの速さが一段階上のレベルに達した。
• AthlonXP は AthlonMP とまったく同じである。性能が実クロックの伸びに比例しているのは素晴らしい。前回のAthlonMPのときはSDR-SDRAMであったが今回はメモリがDDR-SDRAM(CL2)になった。効果は？である。
• AthlonMP はAthlon無印 に比べてメモリアクセスが大幅に改善された。クロックを上げればそれだけ性能が上がるのも驚異である。
• Pentium4 は評判通り、個性の強いCPUである。メモリアクセスが頻繁にあるプログラムを主に使う人にとっては最強のCPUである。
• Pentium4-3.0(FSB800,Northwood) はメモリアクセスの速さがすばらしくなった。 SNFS200 では Pentium3-3.5G 相当の速さである。しかし乗除算の遅さは相変わらずであって ECM200 では Pentium3-1.5G 相当でしかない。
• Pentium4-3.0(FSB800,Prescott) は L1, L2cache の量が2倍になったが速度が遅くなったのですべてのテストで Northwood に負けている。cache が遅くなっていることは MPQS70 で Prescott 3G が Northwood 2.53G に負けていることでよくわかる。
• Athlon64-3000+(socket754) と Athlon64-3200+(socket939) は共に実クロックが 2.0GHz であるので外部メモリアクセスがほとんどない ECM と MPQS では同じ結果となる。 PPMP, NFS ではデュアル・チャネル・メモリアクセスの効果で Athlon64-3200+(socket939) がかなり速くなる。しかしまだ Pentium4 にはかなわない。実クロックが低いのでこれは仕方のないところであろうか。
• PentiumM は ECM200 についてはほぼ Pentium3-1.6GHz の性能を出している。これは PentiumM が Pentium3 をベースにしているという噂を裏付けるものといえる。
• PentiumM は SNFS200 以外ではクロックが倍も違う Pentium4 に匹敵する性能を出している。ECM については前述の通り Pentium3 譲りの乗除算の速さが効いているのであろう。 MPQS70, PPMP101 では 2MB の 2nd cache のお陰であろうか。SNFS200 は P4-2.0A 並みの性能である。これは 2*200MHzのシングル・チャネル・メモリアクセスという点が共通なので納得できるところである。
• PentiumM は速度的には見るべきところはない。同じ値段なら Pentium4 でも Athlon64 でもすべてのテストで PentiumM を上回る。最初からわかっていたことであるが静音性や低発熱性を評価するべきものである。
• (2004/9/27)Pentium4 にしろ Athlon にしろ CPU の進歩は 2003-2004 で頭打ちになったようだ。今までのような急速な計算能力アップはもう望めないであろう。CPUベンチマーク冬の時代の到来である。
• Pentium4-640 は L2cache が 2MB になってメモリアクセスが多い SNFS200 でその効果が出ている。
• Core2Duo はどのテストでもクロックが倍以上もあるPentium4 の 1.5 倍の速度を出している。Pentium-M のメモリアクセスを Pentium4 並に強化したのだから弱点なしの最強CPUである。

補足

• このテストはまったく個人的で特殊なものであって一般的な使用での速度比を表しているわけではないし、それを目指してもいない。たとえば浮動小数点演算の速度はまったく反映されていない。
• Pentium4-Prescott では SNFS200 以外は2次キャッシュにすべてが収まり、2次キャッシュが増量された効果を測定できなくなっている。
• いくつか 64-bit 対応の CPU があるがもちろん 32bit で動かしている。
• Dual core であっても UBasic はその一方しか使っていない。

値段の変化

2006/8/6

Core2DuoE6400 \30,000, Athlon64X2-4600+ \30,000, PentiumD-950 \30,000

2005/2/21

Pentium-M-1.6G \21,000, Athlon64-3200+(socket939) \20,000, Pentium4-640 \31,000

2004/10/25

Athlon64-3200+(socket939) \25,000, PemtiumM-1.6G \25,000, CeleronD-2.8G \12,000

2004/9/27

AthlonXP2500(1.83G) \9,000, P4-3.0G \21,000, Athlon64-3000+(socket754) \19,000

2003/5/4

AthlonXP2500(1.83G) \24,000, P4-2.53 \22,000, P4-3.0G \53,000

2003/3/6

AthlonXP1700(1.47G) \7,300, AthlonXP2500(1.83G) \24,000, P4-2.0G \20,000, P4-2.53G \24,000

2001/10/31

AthlonXP1700(1.43G) \23,000, P4-1.7G(with DRDmemory64M*2) \26,000, P4-2.0G(without memory) \50,000

2001/7/11

AthlonMP-1.2G \28,800, P4-1.7G(with DRDmemory64M*2) \50,000, Athlon-1.33G \22,000, Coppermine1G \23,000

2000/11/27

P4-1.5G(with DRDmemory64M*2) \129,800

2000/11/4

PIII-800E \22,000 PIII-1000EB \54,000 Athlon(Thunderbird)-700 \13,000 Athlon(Thunderbird)-1000 \34,000

2000/6/18

PIII-600E \22,000 Athlon(Thunderbird)-700 \20,000

1999/5/18

K6III-450 \30,000　PII-400 \28,000　PIII-450 \35,000　PIII-550 \90,000　Celeron-300A \8,000　Celeron-466 \22,000

1999/10/31

K6III-450 \16,000　Celeron-500 \15,000　PIII-500 \25,000　Athlon-500 \22,000　PIII-600E \50,000　Athlon-600 \50,000

1998/11/22

K6/2-300 \10,000　PII-333 \24,000　PII-400 \45,000　PII-450 \70,000　Celeron-266 \9,000　Celeron-300A \15,000

1998/8/28

K6/2-300 \19,000　PII-333 \46,000　PII-400 \85,000　PII-450 \103,000　Celeron-266 \14,000　Celeron-300A \31,000

1998/5/18

K6-200 \11,000　PII-266 \34,000　PII-333 \70,000　PII-400 \110,000　Celeron-266 \25,000

1998/3/14

P6-200 \57,000　K6-200 \16,000　PII-266 \50,000　PII-300 \70,000　PII-333 \80,000

1998/2/1

P6-200 \50,000　K6-200 \21,000　PII-266 \56,000　PII-300 \80,000　PII-333 \110,000

1997/10/28

P6-200 \58,000　K6-200 \25,000　PII-266 \74,000　PII-300 \100,000

1997/8/5

P6-200 \57,000　K6-200 \26,000　PII-266 \88,000