[記錄] 低功耗的 Haswell Pentium G3220 要注意補丁的效能衝擊

在研究節能低耗電的影音電腦時，測量許多 CPU 在不同的作業系統 (ubuntu, windows 10/11, chromeOS Flex) 與主機（包含 CPU 風扇、機殼風扇、SATA SSD、RAM 數量、主機板，採用 DC-ATX 供電外接變壓器或 PSU）搭配情況下的效能與耗電量。近期專案告一段落，逐漸將手邊的電腦轉讓出售，特別在此留下使用記錄，分享給對對低耗電系統有興趣的網友們。

Pentium G3220
第四代 Haswell 22nm 雙核心雙執行緒 CPU
頻率 3.0GHz，有 3MB Smart Cache 快取，53W 低功耗
支援 DDR3/3L-1333 @ 1.5v，最大 32GB 記憶體容量
內建 第四代 Intel HD，可以硬體解碼 avc, h.264 格式

* AnnadTech 的 "Intel's Haswell Architecture Analyzed: Building a New PC and a New Intel" 有很詳細的說明。





支援 YouTube avc 格式影片硬體解壓縮，可以順利播放 avc 格式的 720p, 1080p @ 30fps, 與 1080p @ 60fps。

播放 YouTube avc 格式 1080p 60fps，HP EliteDesk 800 G2 USDT 主機（包含 CPU 風扇、8cm 機殼風扇、SATA SSD、8GB DDR3 x 2、主機板，採用 DC-ATX 供電外接 19V/135W HP 變壓器）執行 chromeOS 耗電約 29 ~ 36W；，Ubuntu Wayland + Firefox 約 24 ~ 36W，chrome 沒有硬解約 35 ~ 38W，影片播放與 YouTube，會因為是否設定啟用 QuickSync 協助硬體影片解碼，耗電量有很大的差別；Windows 10 Pro Edge 約 24 ~ 31W。三者 Idle 約 17W，十分省電。

因為 HP EliteDesk 800 G2 USDT 內建 Windows 授權 ，我選擇安裝 Windows 10，專門用來執行 Windows 應用程式。但如果沒有關閉預設開啟的服務，例如 Windows Search，背景作業很多，系統經常處於高負載，影響前景作業。

G3220 跑分成績與 G3900 相似，如果打算架設 DIY NAS 或安裝 chromeOS Flex，Samba 效能可以跑滿 GBE，NextCloud + Only Office，與一般網頁瀏覽都沒有問題。



在資安方面，可以根據 CPUID 與 MicroCode 可以在微軟文件中確認是否已經修補 Spectre Variant 3a, Spectre Variant 4, 與 L1TF 漏洞。。

要注意：針對 Meltdown 與 Spectre CPU 更新微碼後，效能都要重新計算了。如果你不更新 CPU 微碼，作業系統會套用補丁，對效能影響更大。所以我看到 userbenchmark 的分數從雙核 154 一路降到 2023/4/16 的 138。排名也從領先到落後，因為補丁後的新測試成績會不斷拉下補丁前累積較優秀的分數。



根據 PCWorld 的測試，Intel 第五代 Broadwell Patch 後部分跑分只有先前的一半：

"...the performance hit running Crystal Disk Mark 6 using a queue depth of 32 and a single thread on the 5th-gen Core i5...206:106...Most of the performance hits from the Meltdown and Spectre patch show up in disk I/O on small file sizes."

但是從 Skylake 加入 PCID 後，影響幅度有縮減：

"More recent Intel processors from the Skylake (6th-gen Core 6xxx series) era onward have a technology called PCID (Process-Context Identifiers) enabled and suffer less of a performance impact, according to Microsoft."

不過 Skylake 本身也有設計問題，在大幅修改 PAUSE 指令後，雖然省電，但是導致執行時間拉長。如果執行的程式沒有針對 Skylake 之後的新指令最佳化，不妨保留一套 Haswell 或 Broadwell 電腦專門執行或作為比較基礎：

"The latency for the spinlock PAUSE instruction has been increased dramatically (from the usual 10 cycles to 141 cycles in Skylake), which can cause performance issues with older programs or libraries using pause instructions.[70] Intel documents the increased latency as a feature that improves power efficiency"

所以，建議 Skylake Lake 之前的 CPU 要看實體核心數量，至少要第十代的 i3 才有內建硬體 Patch。第九代的 i3 沒有，部分 i5 開始有硬體 Patch。

Intel CPU 雖然壽命長，但是搭配的第四代主機板逐漸開始老化，如果遇到接觸不良的問題，橡皮擦又幫不上忙，不妨用 3M 電子接點清潔復活劑解決氧化導致的問題！

我曾經遇到過兩次主機板問題，都依靠 3M 電子接點清潔復活劑順利解決。

第一次是 USB 裝置插入 USB2 插座就導致系統當機無回應。推測可能是多次插拔導致焊點脫落的接觸不良。沒想到在主機板正面 USB 插座與背面焊點週遭噴灑 3M 電子接點清潔復活劑後就恢復正常，原來是接點氧化。

第二次是開機失敗，突然讀取不到任何記憶體。這次我先用橡皮擦擦拭記憶體金手指部分，再用 3M 電子接點清潔復活劑噴灑在記憶體插槽，結果無效。在搜尋 YouTube 後，參考網友建議，在 CPU Socket 插槽上噴灑，一次就順利開機並且抓到記憶體。