Hledání výkonnostního dna, aneb jak se žije s 11 let starým PC z výprodeje

Před pár měsíci jsem tu psal o novém, 8 let starém PC a jeho použitelnosti s dnešním Linuxem, potažmo webem. Zčásti jste se v diskusi shodovali, že se na takovém stroji dá poměrně bez potíží fungovat a dokud náročnost webu nepřekročí možnosti nízko taktovaného čtyřjádra AMD, tak proč ne.

Zčásti jste se ale shodli, že to je prostě zoufalé a pár korun navíc na vylepšení parametrů by věci prospělo. Já mohu pouze nyní o čtvrt roku později říci, že onen 8 let starý stroj stále plně vyhovuje a uvidíme zase za rok či dva – tři – čtyři – pět. Přitopme pod kotlem!

Most porostlý břečťanem

Dospěl jsem k přesvědčení, že 8 let staré PC je málo a jal se pořídit PC staré rovnou 11 let. Jde o repasovaný stroj bratru za 3 500 Kč, stvořený samotným mistrem Dellem, kterému jsem oproti výchozí konfiguraci osadil ze šuplíkových zásob jiné paměťové moduly, další superlevně dokoupil z druhé ruky a stroj tak dostal 4×4GB DDR3–1600 a dále také samostatné GPU AMD, stejně prehistorické jako stroj samotný, pocházející též ze stroje Dell.

Výsledkem je PC nesoucí Intelovo čtyřjádro / osmivlákno generace Ivy Bridge, tedy Core i7–3770 (uveden v dubnu 2012) doprovázené 16 GB DDR3, 960GB TLC SATA SSD (jehož nákupní cenu pokryl prodej ležákového kinofilmového dálkoměru ze „Sajuzu“) a Radeon HD 7570 s 1GB GDDR5 (uveden v lednu 2012). Stroj tedy starý o fousek víc než 11 let, pochopitelně až na úložiště, protože jakás-takás datová jistota je přeci jen důležitější než sadomasochistická nostalgie s plotnovým diskem (jediné, co bych sám sobě v tomto ohledu obhájil, by byl WD Raptor, resp. WD VelociRaptor).

Moje premisa byla jednoduchá: stroj bude stačit na všechny běžné uživatelské činnosti včetně přehrávání 1080p60 videí na YouTube a bude stačit ještě alespoň po dobu 4 let (aby završil 15 let od uvedení na trh). Cokoli nad to je příjemný bonus, který věřím bude k dispozici. Jde o experiment, jehož přirozenou součástí je i to, zdali stroj vydrží po fyzické stránce, neodejde základní deska či zdroj, obě komponenty víceméně nevyměnitelné.

• 
• 
• 

Další 3 fotografie

Existující limity

Stroj je limitován po CPU stránce tím, že se v něm již nachází nejvyšší možný procesor a neexistuje způsob, jak tuto stránku vylepšit (a jde o 11 let starý kus). Procesor, který neumí AVX2 ani cokoli lepšího, jeho špičkový Turbo takt je pouze 3,9 GHz, disponuje paměťovým rozhraním DDR3–1333/1600 s maximálně možnými 32 GB RAM a neumí rychlejší PCI Express než 3.0 (limitující pro současné i budoucí grafiky využívající třeba jen čtyři PCIe linky).

Z hlediska GPU je limitem za prvé nízkoprofilové provedení skříně, které neumožňuje ani hypoteticky osadit plnohodnotně velkou grafickou kartu. Výběr nízkých karet zabírajících pouze jeden slot je v posledních letech dosti omezený. Bylo by možné volit například Radeon RX 6400 (ale to by prostě nebylo ono), já osadil v šuplíku se nudící Radeon HD 7570, u kterého je limit plynoucí z roku 2012: omezení podporovaných rozlišení na výstupech – maximálně 2560×1600. Opět v mém reálném užití jen teoretické omezení.

Výkonnost diskového subsystému omezuje jen nutnost vystačit si s běžným SATA SSD (do druhého PCIe slotu by teoreticky bylo možné osadit M.2/NVMe-PCIe redukci, ale výkonnostní rozdíl by zde reálně téměř nebyl). Stroj prostě dostal nový SSD SATA disk s kapacitou 960 GB.

Mimochodem pozitivní vlastností toho 11 let starého stroje Dell je přítomnost 80Plus Gold zdroje Delta s výkonem 240W – jde tak vlastně o ideální poměr účinnosti a výkonu, který by bez potíží mohl i dnes živit libovolné PC s 65W procesorem a bez nenažrané hi-end grafiky. Pro potřeby 22nm břečťanového mostu v kombinaci s 40nm low-end Radeonem je výkonnostní rezerva taková, že stroj i v plné zátěži je v optimálním pásmu účinnosti zdroje.

Jelikož obskurní volba super staré sestavy si zaslouží sobě rovný systém, vyhodil jsem z PC dodaný 500GB pevný disk s předinstalovanými Windows 10 (kolikátá je tohle licence na desítky, kterou „házím do kanálu“? Aha, už třetí :-)). Chvíli jsem zvažoval pohrát si s nějakou sebemrskačskou volbou OS jako třeba OpenIndiana Hipster, ale zas tolik ve svém věku hipster nejsem, takže jsem opět skončil u Mageiy, jak je u mě poslední měsíce zvykem u vývojové verze, ze které brzy vzejde Mageia 9. Systém se s UEFI nastavením nainstaloval jedna báseň, rEFInd stále funguje, Linux 6.3.x s LXDE také, takže vše ok a ve chvíli psaní těchto řádků se zrovna dosynchronizoval Firefox.

Ale dost sluníčkového rozjímání, jelikož mám možnost porovnat Ivy / 2012 s Alder / 2022, pojďme se na srovnání dvou 4×CPU/8×HT podívat. Procesory se liší následovně:

• Intel Core i7–3770 – 8×3,4/3,9GHz, 22nm „Ivy Bridge“, TDP 77W
• Intel Core i3–12100 – 8×3,3/4,3GHz 7nm „Alder Lake“, TDP 60/89W

Nyní naměřené výsledky.

Testováno bylo video pod tímto odstavcem stažené pomocí yt-dlp.

Dávka pro ffmpeg (statický build z domovského webu) probíhala následovně:

./fffmpeg -i ~/NORWAY\ 8K\ II\ \[_nE8AhurAs0].webm -map 0:v -map 0:a -c:v libx265 -crf 28 -vf scale=1920x1080:flags=lanczos -c:a copy ~/NORWAY\ 8K\ II_nE8AhurAs0_x265opus.mkv

Mezním CPU testem je pro mne aktuálně přehrávání AV1 videa přes softwarový dekodér dav1d v MPV. Čtyřjádrový Alder Lake Core i3–12100 to dává celkem bez potíží i ve zbytečných 8k, top indikuje vytížení do zhruba 650% CPU jader (při přehrávání tohoto 7680×4320 videa na monitoru s 1920×1080). Core i7–3770 hlásí 800% vytížení a trhající se video. 4k je samozřejmě v pohodě i na Ivy Bridge. Takže jestli vás trápí plynulost 8k AV1 videí, není 12 let starý stroj dobrou volbou – ač řešení by tu bylo: osadit do stroje Intel Arc s hardwarovým dekodérem AV1 :-).

Anyway, číselně to dopadlo jak nastiňuje tabulka. Dovolím si říci, že s ohledem na rozdíl v účinnosti a výkonu použitých zdrojů je spotřeba obou genreací (2012 i 2022) víceméně srovnatelná v idle i loadu. Výkonu má o 10 let novější procesor takřka přesně trojnásobek (ve FFmpegu 2,5×). Spočítejme generace mezi oběma stroji: 3. Ivy Bridge → 4. Haswell (+ Haswell Refresh) → 5. Broadwell → 6. Skylake → 7. Kaby Lake → 8. Coffee Lake → 9. Cofee Lake „Refresh“ → 10. Comet Lake → 11. Rocket Lake → 12. Alder Lake. To máme celkem 9 číselných generací za 10 let. Pomiňme, kolik to bylo CPU mikroarchitektur a řekněme si, kolik oněch zhruba +200% výkonu dává v průměru na generaci. Je to zhruba +13 % na každou generaci, což z nemalé části bude tvořeno nárůstem frekvence, z menší části pak nárůstem IPC. Jelikož se 3770 a 12100 liší svými maximálními takty výrazně (3,4 vs 5,5 GHz ), člověk by skoro řekl, že na IPC toho zas tolik nezbývá, z nemalé části to stojí a padá s AVX2 a vyššími takty. No, vlastně nevím, co z toho vyvodit. Pokrok Intel předvedl, ale mohl být větší, že.

Subjektivně je ale stroj slušně svižný, nepozoruji významných rozdílů oproti Alderu. S iGPU Ivy Bridge je vidět, že animace rozhraní GNOME 44.1 není plně plynulá, s HD 7570 no problemo (u LXDE je to tak jako tak fuk). Chladiče na CPU i GPU už samozřejmě leccos zažily, takže jsou trošku slyšet, nicméně hlučnost pocitově spadá do standardního neotravujícího pásma. To vše konstatuji po úvodních týdnech používání tohoto stroje.

Proč to celé

Proč to celé absolvovat? Inu, měl jsem chuť si zase pohrát, do toho potřeboval druhé PC pro určité účely, které tu nebudu rozmazávat. Nemuselo přitom být zásadně výkonné a pokud prodejce repasů dá 25 měsíců záruky, tak proč ne. Zabaleno to mimochodem přišlo tak luxusně, že nic takového jsem od velkých prodejců komponent snad nikdy nezažil.

Také jsem rád, že jsem mohl dát další život stroji, který už má své odslouženo. Pocit je to asi o dost slabší, než když necháte na své zahradě dožít vynesenou slepičku z velkochovu, ale proč plýtvat, když se nabízejí levné použité stroje se zárukou a dostatečným výkonem i pro dnešek.

Pointa je celkem jasná, i když jsem ji ještě nikdy nenapsal napřímo. Je jasná z každého testu CPU a GPU, kde nový nejvyšší procesor toho či onoho výrobce vždy dosáhne nejlepšího výsledku, ale v realitě běžného užívání PC se toto nemá šanci projevit.

Revolučním skokům ve výkonu odzvonilo

Kdo doma nahrával a editoval videa v roce 1992, slintal nad samou možností něco si nahrát v kvalitě srovnatelné s tím, jak se vysílalo. Kdo o 5 let později koupil první DVD přehrávač a film, slintal nad možnostmi a kvalitou tohoto formátu. Kdo o 8 let později koupil třeba tentýž film na Blu-rayi, slintal potřetí. Kdo o dalších 8 let později koupil tentýž film na UHD Blu-rayi, slintal u své 4k televize opět. Jasně že vždy „větší“ věc vypadá lépe.

Ale zatímco rozdíl mezi černobílou a barevnou televizí byla obrovský, rozdíl mezi VHS a DVD už byl „jen“ velký a mezi DVD a BD vlastně natolik malý, že filmová studia musela sáhnout po remasterování z původních negativů. Rozdíl mezi 1080 a 4k už zas tolik lidí nevidí jako významný a rozdíl mezi 4k a 8k je vyloženě tak nepodstatný a ne-viditelný (viz třeba někdejší testy Warner Bros), že to prostě nestojí za to.

Stejně tak příchod dvoujádrových procesorů byl úžasným momentem – najednou jsme měli 200 % výkonu. Čtyřjádra se též měla možnost podobně projevit. Osm jader je ještě fajn, ale spíš už jen v benchmarcích než reálném životě – chápu, pokud mi nevěříte, ale měl jsem možnost osobně toto testovat v roce 2014, kdy jsem si po dobu více než týdne srovnával 8vláknový Intel Sandy Bridge se 16vláknovým Haswellem-E, tehdejší super-novinkou.

V benchmarcích naprostý trhač asfaltu, v realitě nijak zásadně svižnější než Sandy. A dnešních 16 ryzenových jader, resp. 32 vláken v desktopu? Na Blender skvělé, na video už méně (vytížit 100% něco takového je šichta) a na hry vlastně zbytečné. Zas tolik 3D animátorů mezi námi není, o to více je „honičů benchmarkových srovnání“.

Prostě to nemá reálný význam, a proto jsem si chtěl potvrdit, že optima či vrcholu v poměru užitnosti vůči parametrům jsme prostě dosáhli před více než 10 lety. Čtyři jádra / 8 vláken je i dnes zcela dostatečné, na náročnější věci stačí mít přídavné kusy čipů (například video enginy, které si poradí i s AV1) a o hlavní CPU zas tolik nejde. Proto nyní už pár týdnů jedu na čtyřech pomalých jádrech z roku 2012 s pomalými DDR3 pamětmi, s pomalým SATA SSD a pomalým GPU s malinkou grafickou RAM. Protože ačkoli je to vše prehistorie, Mageia 9 s jádrem 6.3.x a GNOME 44.1 na tom funguje pěkně a totéž platí i pro libovolné webové stránky.

Ano, Ivy Bridge (3. gen.) má na 8 vláknech často jen zhruba tolik výkonu, co dnešní Raptor Lake (13. gen.) na jednom jádru. Ano, je výrazně méně efektivní. Ale ono to stačí.

Je to vlastně legrační, tehdy před 11 lety jsme Core i7–3770K a celý Ivy Bridge s WIFTem dosti zkritizovali za v podstatě pokrok-nepokrok oproti rok starému Sandy Bridge. Dokonce padla tehdy prorocká hláška: „Skoro se nemůžeme zbavit dojmu, že Intel ztrácí šmrnc.“. Ta je samozřejmě pravdivá, i za vyzněním recenze si lze nadále stát, nicméně já to osobně dnes vidím trochu jinak. Ano, v benchmarcích to nevycházelo mezigeneračně dobře, ale těmto procesorům prostě ne a ne dojít dech a oproti Sandy Bridge přinesly právě ono klíčové zlepšení energetické efektivity díky přechodu na FinFET proces výroby.

Lze klesnout hlouběji?

Je ještě jeden hypotetický stupeň, který mě napadá, na který by šlo dále klesnout, a sice platforma Lynnfield. Desky s Intel P55 a LGA1156 podporující až 4jádrové / 8vláknové 45nm procesory jako Core i7–870 uvedl Intel na jaře 2009, tedy před 14 lety. Nemají ani AVX první generace, nicméně červíček mi v hlavě hlodá, že i s tím by se i dnes dalo žít, zejména proto, že u této generace se dá s klidovou spotřebou dostat pod ještě snesitelných 50W, dnes možná díky efektivnějším zdrojům dokonce pod 40W.

Hlouběji do minulosti bych už nešel, předchozí Nehalem / LGA1366 byla přeci jen ještě hodně papavá platforma (měl jsem tu čest s Core i7–920 + 3×2GB DDR3 a naměřili jsme tehdy kolem 90W v klidu, což je spotřeba dnešního PC ve 100% zátěži). Naznačuje to i skutečnost, že v době psaní těchto řádků se základ platformy Nehalem (Asus P55 deska + Core i7–920 + 6GB DDR3) vydražil na Aukru za směšnou pětistovku.

Pod Nehalemem už leží v podstatě jen svět Core2 Quad, o kterém víme, že už mu dech opravdu došel (snad jedině přetaktované Core 2 Quad Q9450 / Q9550 / Q9650 s 4×2GB DDR2 ještě jakž-takž se skřípěním zubů stačí, za cenu vysoké spotřeby za běhu). Ale to jsou nyní jen takové závěrečné úvahy člověka, který rád jezdí 22 let starým autem, rád fotí 93 let starým foťákem a poslední počítačová hra, kterou kdy trochu víc hrál a dohrál, vyšla v roce 2011.

Přiznám se, že Lynnfield mě láká. Když jsem se kdysi živil mimo jiné testováním GPU, což si žádalo pokud možno co nejlepší PC platformu, měl jsem v určitou dobu nafasován právě předchozí Nehalem, kde 2,66GHz model Core i7–920 běhal s masivním chladičem na 4,0 GHz. S tímto strojem jsem po jistou dobu testoval a po něm už logicky přišel rovnou přechod na Sandy Bridge, konkrétně Core i7–2600K přetaktované z 3,4 na 4,7 GHz. Lynnfield mě nějak záhadně naprosto minul, a to dokonce tak, že po řadu let jsem si ani nepamatoval, že Intel měl něco takového na trhu, přitom šlo o poměrně zajímavý posuv oproti Nehalemu, jakousi předzvěst budoucího Sandy Bridge, obohaceného o lepší variantu 32nm procesu a AVX. Jestli je mezi vámi někdo, kdo stále Lynnfield provozuje, budu rád o osobní zkušenosti v diskusi.

Jinak možností udržet v chodu staré stroje je samozřejmě více, různé distribuce jako LXLE či antiX / MX Linux či třeba prostá instalace IceWM nebo OpenBoxu na mé oblíbené Mageie povedou ke snížení potřeby RAM i výkonu CPU a GPU na animace GUI. Limitem, na který ale přirozeně uživatel narazí, je rostoucí náročnost webových služeb a stránek. Přes tento limit v současnosti používaných megabalíků JavaScriptového a CSS kódu prostě nejede vlak a staré stroje tak kvůli webu míří do pozice spíše nostalgické či pro hraní starých her.

Ale 8vláknový Ivy Bridge je fajn i dnes!