Чуть более года назад компания Intel запустила свои первые процессоры Pentium 4, работающие на частоте 1.4 и 1.5 GHz. В то время процессоры AMD "Thunderbird" работали на частоте всего 1.1 GHz, что позволило Pentium 4 получить невероятное маркетинговое преимущество над AMD.
В течение прошлого года с процессором Pentium 4 произошли некоторые существенные изменения. Тактовая частота увеличивалась до 2.0 GHz. Форм-фактор процессора был изменен на более компактный Socket-478. При этом, несмотря на огромное количество используемых Socket-423 плат, переход на Socket-478 оказался удивительно быстрым.
В свою очередь, AMD постоянно «наступала на пятки», выпуская все более быстрые Thunderbird, и позднее, Athlon XP. В то время как Pentium 4 показывал невероятные уровни производительности в некоторых приложения, запуск Athlon XP позволил достичь более высоких уровней производительности за меньшие деньги. Кроме этого, большую роль в популяризации этого процессора стало большое число чипсетов для процессоров AMD.
И вот недавно, история с Pentium 4 получила новое развитие. Intel выпустила то, что многие называют "настоящим" Pentium 4. Новый процессор, известный под кодовым название "Northwood", имеет ряд серьезных отличий от своего старшего брата Pentium 4 "Willamette".
Краткая спецификация тестового процессора:
Как отличить Northwood от Willamette
Первые процессоры Northwood работают на частоте 2.0 и 2.2 GHz, что соответствует максимальной частоте процессоров Pentium 4 "Willamette" - 2.0GHz. Для того, что бы отличить «новый» процессор, Intel вводит в название символ «A».
Но это не единственное отличие «нового» процессора. Наш тестовый Northwood Pentium 4 ничем не отличается от тех, которые можно купить в магазинах. Как уже было сказано выше, процессор использует стандартный форм-фактор Socket-478 и очень похож на стандартный Socket-478 Willamette. Однако если расположить «Northwood» и «Willamette», можно обратить внимание, что процессор Northwood имеют более мелкий текст и логотип Pentium 4.
(Слева на право) Socket-423 "Willamette", Socket-478 "Willamette", Socket-478 "Northwood"
Текст на лицевой стороне процессора говорит о том, что процессор работает при напряжении ядра 1.5V (ранее использовалось 1.75V), и использует 512k кэш памяти второго уровня. Эти усовершенствования стали возможны благодаря переходу на 0.13-мкм производственный процесс. Уменьшение производственного процесса позволило разместить на кристалле 55 миллионов транзисторов, 40% из которых отведены под кэш память. При этом в процессоре Willamette использовалось 42 миллиона транзисторов.
Пониженное напряжение ядра позволяет уменьшить потребление энергии и тепловыделение. Однако это же может вызвать проблемы установки нового процессора в старые Socket-478 платы, где скорее всего достаточно будет обновить BIOS.
Несмотря на слухи, относительно увеличения частоты FSB до 533MHz, в новом процессоре используются прежние 400 MHz. Большинство современных плат, уже имею поддержку 533MHz шины, что гарантирует простой переход на новые, более быстрые процессоры Northwood (или может быть, в будущем они будут называться иначе) будет максимально упрощен.
Увеличенный размер кэш памяти
Добавление 256k кэш памяти второго уровня в процессоре Northwood является одним из главных расширений нового процессора. Последние несколько месяцев мы наблюдали за семейством процессоров Pentium III-S, которые так же имели дополнительные 256k кэш памяти, позволяющие существенно увеличить производительность. Это позволяет надеяться, что расширение кэш-памяти так же сыграет положительную роль и для Northwood.
Кроме увеличения объема кэш памяти второго уровня до 512k все остальное (12k кэш micro-op и 8k кэш данных первого уровня) осталось неизменным.
Испытания
Итак, теперь, когда мы знакомы с основными отличиями процессора Northwood, пришло время посмотреть, насколько все эти изменения позволяют увеличить производительность Pentium 4.
Тестовые конфигурации
Для полной оценки возможностей процессора Northwood, было использовано несколько конфигураций для процессоров Pentium 4 и AMD с использованием различных типов памяти и чипсетов.
Athlon XP / nForce
|
Процессор |
|
|
Кулер |
AMD Retail Cooler |
|
Память |
|
|
Системная плата |
Asus A7N266 (nVidia nForce 420 Chipset) |
|
Видео карта |
|
|
Жесткий диск |
|
|
Программное обеспечение |
Windows XP с DirectX 8.1, nVidia 2.03 nForce драйверы |
Athlon XP / KT-266A
|
Процессор |
AMD Athlon 1.67 GHz (2000+) (128k L1, 256k L2) |
|
Кулер |
AMD Retail Cooler |
|
Память |
512MB Crucial PC-2100 DDR SDRAM (2 x 256M) |
|
Системная плата |
Asus A7V266-E (VIA KT-266A Chipset) |
|
Видео карта |
Visiontek GeForce3 Titanium 64MB (240/500) |
|
Жесткий диск |
IBM Deskstar 60GXP 60GB, ATA/100, 7200 RPM, 2MB Cache |
|
Программное обеспечение |
Windows XP с DirectX 8.1, VIA 4-In-1 4.37 драйвера |
Pentium 4 / Intel 850
|
Процессоры |
|
|
Кулер |
|
|
Память |
512MB Samsung PC-800 RDRAM (4 x 128M) |
|
Сисемная плата |
Asus P4T-E (Intel 850) |
|
Видео карта |
Visiontek GeForce3 Titanium 64MB (240/500) |
|
Жесткий диск |
IBM Deskstar 60GXP 60GB, ATA/100, 7200 RPM, 2MB Cache |
|
Программное обеспечение |
Pentium 4 / Intel 845-D
|
Процессоры |
Intel Pentium 4 2.0 GHz "Willamette" (8k L1, 256k L2) Intel Pentium 4 2.0A GHz "Northwood" (8k L1, 512k L2) |
|
Кулер |
Intel Socket-478 Retail Cooler |
|
Память |
512MB Crucial PC-2100 DDR SDRAM (2 x 256M) |
|
Системная плата |
Asus P4B266 (Intel 845-D) |
|
Видео карта |
Visiontek GeForce3 Titanium 64MB (240/500) |
|
Жесткий диск |
IBM Deskstar 60GXP 60GB, ATA/100, 7200 RPM, 2MB Cache |
|
Программное обеспечение |
Windows XP с DirectX 8.1, Intel 3.2 Chipset драйверы |
Тестовое программное обеспечение
Замечания
Синтетический тест SiSoft Sandra показывает отсутствие разницы производительности между процессорами Northwood и Willamette. Причиной является то, что оба чипа работают на частоте 2.0 GHz, и SiSoft Sandra не использует преимущество дополнительного кэш второго уровня процессора Northwood. Благодаря мощному FPU, Athlon XP показывает увеличение производительности по сравнению с Pentium 4 - 18%.
В тесте пропускной способности шины памяти, безраздельным лидером стал процессор Pentium 4. Комбинация 400 MHz FSB с PC-800 RDRAM на двух канальном интерфейсе позволяет достичь высочайшей пропускной способности шины памяти, необходимой для получения максимальной производительности процессора Pentium 4. Даже при использовании более медленно DDR памяти, Pentium 4 значительно обгоняет лучшие платформы Athlon XP.
В тесте 3DMark 2001 при установленном разрешении 1024x768x32, процессор Northwood опережает процессор Willamette примерно на 6% (i850), и примерно на 7% (i845-D). Дополнительная производительность Northwood помогает Intel вернуть лидирующую позицию, которую ранее занимал процессор Athlon XP на платформе KT-266A.
В высоком разрешении мы видим туже картину производительности: Northwood показывает лучший результат. В этих двух тестах, Northwood опережает Athlon XP примерно на 2%.
В тесте Quake III Arena, процессор Pentium 4 всегда показывал лучшие результаты. Новый процессор не нарушает традиции. Northwood оказался быстрее Willamette на 7%, и на 11% быстрее Athlon XP / KT-266A.
В разрешении 1024х768 начинает сказываться влияние GeForce3 Ti500. Но и в этом случае Northwood оказывается лидером. А вот в разрешении 1600x1200x32, где уровень производительности зависит непосредственно от графической карты, мы наблюдаем очень интересную ситуацию: платформа Athlon XP / nForce показывает значительное увеличение производительности.
Это новый OpenGL игровой тест, который подчеркивает мощность графической подсистемы и пропускной способности памяти, а так же особенности процессора.
В основе этого теста лежит движок Quake III, однако картина производительности выглядит иначе. Здесь мы видим, что Northwood опережает Willamette на 9%, и отстает от Athlon XP на 5%.
В этом тесте мы накладываем различные фильтры на тестовое изображение, измеряя время выполнения операции. Мы использовали специальный патч Abobe SSE-2 Pentium 4.
Здесь Northwood на 10% быстрее Willamette, и на 5% медленнее Athlon XP 1.67 GHz / KT-266A.
3D Studio один из популярнейших продуктов создания и редактирования 3D сцен. В качестве тестовой задачи мы использовали рендеринг 100-кадровой сцены с более чем 40,000 фэйсами и 20,000 вершинами. Тестовая версия 3D Studio MAX не включает SSE-2 оптимизацию.
Результаты 3D Studio MAX практически на 100% зависят от процессора. Здесь мы видим преимущество дополнительных 256k кэш памяти второго уровня, позволяющее Northwood выполнить задачу на минуту быстрее Willamette, что составляет примерно 5% увеличение производительности.
Однако, мы так же видим что Athlon XP закончил выполнение задачи на три с половиной минуты быстрее Northwood, что составляет 25 %!!! Учитывая реальное преимущество тактовой частоты этот результат несколько обескураживает.
Операции MP3 кодирования позволяют реально оценить мощность CPU, (в частности производительность FPU). Для этого теста мы использовали LAME 3.89, который имеет оптимизацию для MMX, 3DNow, и SSE. В качестве тестового файла использовался 200MB .wav файл, который кодировался в формат MP3 с битрэйтом 160 kbps.
В этом тесте мы видим, что процессор Northwood кодирует наш тестовый.wav файл на 4-5 секунд быстрее (5-6%) чем процессор Willamette. В свою очередь Athlon XP демонстрирует мощный FPU, что позволяет ему быть на 13 секунд быстрее Northwood, что составляет 23%.
Разгоняем Northwood
Одной из наиболее интересных особенностей процессора Northwood является возможность разгона. Благодаря применению более тонкого технологического процесса разумно предположить, что новый процессор должен иметь очень хороший разгоночный потенциал.
Испытание частотного потенциала Northwood мы провели на двух системных платах. На плате P4T-E (i850 / RDRAM) разгон, можно сказать, не удался. Максимальная частота, даже при установке самого высокого уровня напряжений, составила 2.20 GHz. На плате Asus P4B266 (i845-D / DDR SDRAM), результаты разгона оказался значительно лучше. Частота 2.3 GHz была достигнута при поднятии напряжения всего на 0.05V. Еще небольшое поднятие напряжения позволило достичь уровня 2.5 GHz, при частоте FSB 500 MHz (125 MHz x 4). При этом система оставалась полностью стабильной неограниченно долго.
Для того, что бы понять насколько разогнанный процессор производительней «стандартного» Northwood мы провели повторные испытания. Ниже в таблице указаны результаты для различной рабочей частоты Northwood.
|
Тест |
2.0 GHz |
2.4 GHz |
2.45 GHz |
2.5 GHz |
|
Sandra CPU Benchmark |
||||
|
Quake III: Fastest |
||||
Выделение тепла
Отличительной особенностью всех процессоров Pentium 4 является не высокая температура нагрева. Это подтверждают испытания проведенные Toms Hardware (см. здесь). Как уже было сказано выше, новый 0.13-мкм технология и уменьшенное напряжение ядра, позволяют еще больше уменьшить нагрев процессора. Так, при использовании обычного кулера, температура Northwood 2.0GHz составляет 89.5°F (температура окружающего воздуха составляет 77°F). Для сравнения температура Willamette составляет 100°F.
При работе в разогнанном режиме температура несколько увеличилась. Для получения уровней температуры при работе в разогнанном режиме, мы запустили программу Prime95, которая работала в течение 15 минут. Значения считывались Asus PC Probe, который снимает показания с внутреннего термодиода Pentium 4.
Посмотрите, что мы получили: 100°F для 2.5 GHz процессора. Неплохо!!!
Вступление
Не секрет, что фирменная архитектура Intel NetBurst, используемая в процессорах Pentium 4 и предусматривающая прохождение данных по супер-длинному конвейеру, способна по-настоящему раскрыть свой потенциал лишь в том случае, если чип функционирует на высоких частотах. Начав выпуск Pentium 4, Intel за год успел добраться до частотного барьера на отметке 2 ГГц, который, определялся используемым техпроцессом - 0.18 мкм. К радости поклонников продукции Intel, новый более тонкий 0.13 мкм техпроцесс подоспел очень вовремя, позволив компании практически без задержек продолжать наращивание частоты процессоров семейства Pentium 4. И вот сегодня в нашей тестовой лаборатории проходит испытание Pentium 4 2.4 ГГц, который Intel именует гордо именует "самым быстродействующим в мире процессором для настольных систем". Так это или нет, мы вскоре узнаем.
Но для начала нужно сказать пару слов о самом процессоре. Pentium 4 2.4 ГГц основан на 0.13 мкм ядре Northwood, которое содержит 512 Кб кэш-памяти второго уровня. Собственно, в этом-то и состоит единственное формальное отличие 0.13 мкм ядра Northwood от предыдущего 0.18 мкм ядра Willamette. В свое время в статье, посвященной появлению первого представителя линейки Northwood с частотой 2.2 ГГц, мы попытались максимально подробно проанализировать технические параметры и рыночные перспективы нового процессора. Повторяться нет никакого смысла.
Поэтому, отложив в сторону рассуждения на отвлеченные темы, перейдем непосредственно к тестированию, а потом обсудим результаты.
Тестовая конфигурация
Для сравнения уровня производительности процессора Intel Pentium 4 "Northwood" 2.4 ГГц, все тесты были проведены также на процессоре Pentium 4 "Northwood" 2.2 ГГц и AMD Athlon XP 1900+, реальная частота которого составляет 1.6 ГГц. К сожалению, несмотря на то, что на момент проведения тестов AMD официально представила процессоры Athlon XP 2000+ и 2100+, нам их раздобыть не удалось. Именно поэтому оппонентом Pentium 4 выступил Athlon XP 1900+,а не, как логично было бы предположить, XP 2000+ или 2100+. Впрочем, 100 МГц на фоне 2 ГГц вряд ли способны кардинально изменить картину, так что использование AMD Athlon XP 1900+ считаем вполне допустимым.
Тестовая платформы имела следующую конфигурацию:
Тесты, которые были использованы для проведения испытаний, можно условно разделить на несколько групп:
Материнские платы
Материнские платы, на которых проводилось тестирование - EPOX 4BDA и EPOX 8KHA+ - заслуживают лестных отзывов. Обе платы обладают предоставляют широчайший набор настроек параметров северного и южного мостов, памяти, позволяя использовать нестандартные возможности чипсетов i845D и KT266A. Большое внимание разработчики уделили и оверклокерской функциональности, которая реализована в EPOX 4BDA и EPOX 8KHA+ в полной мере. Пытливые пользователи могут изменять частоту системной шины с шагом 1 МГц, варьировать напряжение питания процессора, памяти, AGP. EPOX 8KHA+ позволяет также изменять коэффициент умножения процессора, если, конечно, он разблокирован на самом процессоре.
Дизайн плат выполнен на высоком уровне, элементы распложены компактно и удобно. Единственное нарекание может вызывать, разве что, положение разъемов питания, которые помещены не совсем удобно. Впрочем, на этот недостаток можно смело закрыть глаза.
EPOX 8KHA+ оборудована фирменным
встроенным индикатором POST-кодов, который призван облегчить жизнь инженерам и
оверклокерам. На EPOX 4BDA такой индикатор отсутствует.
EPOX 4BDA имеет место для установки интегрированного IDE RAID контроллера HPT-372, обеспечивающего работу дисков в режиме ATA/133. Этот контроллер установлен на модификации EPOX 4BDA2+.
Обе платы поставляются в коробке, причем EPOX 8KHA+ - в подарочном варианте с красивой ручкой. В комплекте с EPOX 8KHA+ идет дополнительная USB-панель на 2 устройства.
Результаты
Синтетические тесты SiSoft Sandra 2002 наглядно демонстрируют
отличия во внутренней архитектуре как процессоров, так и чипсетов. Взгляните:
производительность целочисленных модулей находится примерно на одном уровне,
однако при этом в операциях с плавающей точкой Athlon, обладающий тремя
независимыми модулями FPU, не оставляет Pentium 4 ни единого шанса. Зато при
использовании мультимедийных инструкций SSE ситуация вновь выравнивается.
В новом тесте PCMark 2002, выпущенном совсем недавно MadOnion
(для справки - автор 3DMark), небольшим преимуществом на всех операциях обладает
Pentium 4. Впрочем, не следует забывать, что при этом разница в частоте Pentium
4 и Athlon XP составляет 800 МГц!
Офисные приложения не дают возможности выявить лидера. В
пакете ZD, эмулирующем работу с Microsoft Word, Excel, почтовым клиентом и т.п.
с небольшим отрывом от Athlon XP 1900+ лидирует Pentium 4 2.4 ГГц.
В то же время, в архиваторах на первое место выходит Athlon
XP. Его преимущество особенно бросается в глаза в WinRAR. Что же касается
медиа-компрессии, то здесь в полной красе проявляют себе инструкции SSE2,
благодаря использованию которых Pentium 4 получает неплохой бонус.
Рендеринг трехмерных сцен традиционно является сильной
стороной Athlon XP. И полученные результаты лишний раз подтверждают это. Если в
3DStudio MAX 4 процессор Pentium 4 2.4 ГГц еще и способен составить конкуренцию
Athlon XP 1900+ (1.6 ГГц), то в Bryce 5 шансов у Pentium 4 нет.
А вот в играх безоговорочным лидером является Pentium 4.
Разработчики игр, судя по всему, с пониманием отнеслись к рекомендациям Intel и
оптимизировали код под инструкции SSE2. Аналогичным образом поступили и авторы
драйверов nVidia Detonator. Результат не замедлил сказаться: и в Quake III, и в
Max Payne, и в 3DMark 2001 процессор Pentium 4 демонстрирует просто отличные
результаты.
Наконец, научные тесты. Здесь, судя по всему, повторяется
история с рендерингом и архивированием: Pentium 4 не может предъявить
контраргументы FPU-модулям Athlon.
Серия процессоров Intel Pentium 4 является наиболее удачной, если сравнивать с другими модификациями разработчика, так как на протяжении многих лет работы было доказано право на ее существование. В представленной статье можно узнать о том, чем отличаются данные процессоры, ознакомиться с их техническими характеристиками.
Поколения процессоров постоянно сменяются одно за другим за счет гонке разработчиков за частотами. Конечно, появились и новые технологии, однако были не на первом плане. Таким образом, не только пользователи, но и производители прекрасно понимали, что в один прекрасный день будет достигнута эффективная частота процессора. Это произошло после выхода в свет четвёртого поколения Intel Pentium.
Частота функционирования одного ядра в 4 GHz стала пределом. Это произошло по той причине, что кристаллу для работы необходимо было много электроэнергии. Таким образом, рассеиваемая мощность в форме колоссального тепловыделения поставила под сомнение функционирование всей системы. Дальнейшие модификации процессоров Intel и аналоги соперников стали производиться в районе 4 ГГц. Следует также упомянуть про технологии, в которых использовалось нескольких ядер, а также о внедрении специальных инструкций, способных оптимизировать работу по обработке данных.
Первый блин комом
В области высоких технологий монополия на рынке не привела ни к чему хорошему. Это подтверждают многочисленные производители электроники, которые смогли убедиться в этом на собственном опыте. Но компании Intel и Rambus приняли решение хорошо заработать. В результате был выпущен совместный продукт, подающий большие надежды. Таким образом, свет увидел первый процессор Intel Pentium 4, работающий на Socket 423 и на достаточно высокой скорости общался с оперативной памятью Rambus. В результате многие пользователи захотели стать обладателями этого быстрого компьютера. Правда, эти две компании так и не стали монополистами на рынке.
Этому стало помехой открытие двухканального режима памяти. Результаты проведенного тестирования показали высокий прирост производительности. Таким образом, новой технологией сразу заинтересовались все разработчики компьютерных комплектующих. А Что касается первого процессора Pentium 4, он и сокет 423 стали историей, так как производителем не была обеспечена платформа возможностью модернизации. На сегодняшний день комплектующие под данную платформу являются востребованными. Оказывается, несколько государственных предприятий закупили сверхбыстрые компьютеры. Таким образом, замена комплектующих несколько дешевле полного апгрейда.
Шаг в правильном направлении
Большинство обладателей персональных компьютеров, играющих в игры и предпочитающих работать с документацией и смотреть мультимедиа контент, имеют установленный Intel Pentium 4 (Socket 478). Многие тесты, которые были проведены профессионалами и энтузиастами, свидетельствуют о том, что мощности этой платформы вполне хватает для выполнения всех задач, поставленных перед рядовым пользователем. Такая платформа задействует две модификации ядер:
Willamette;
Prescott.
Их характеристики свидетельствуют о том, что отличия между двумя процессорами небольшие. Последняя модификация предусматривает поддержку 13 новых инструкций, предназначенных для оптимизации данных, которые получили краткое название SSE3. Частотный диапазон функционирования кристаллов пребывает в промежутке 1,4-3,4 ГГц, что вполне удовлетворяет требования рынка. Разработчик пошел на риск и ввел дополнительную ветку процессоров под сокет 478. Данные устройства должны были привлечь внимание ценителей игр и оверлокеров. Новая серия стала называться Intel Pentium 4 CPU Extreme Edition.
Плюсы и минусы 478 сокета
Отзывы ИТ-специалистов свидетельствуют о том, что процессор Intel Pentium 4, который функционирует на платформе 478 сокета, до сих пор считается востребованным. Далеко не каждый пользователь может позволить себе модернизацию, требующую покупки трёх базовых комплектующих. Стоит отметить, что для решения многих задач, предназначенных для улучшения производительности всей системы, стоит просто установить более мощный кристалл. Хорошо, что вторичный рынок ими переполнен, так как процессор долговечнее даже материнской платы.
Если разрабатывать апгрейд, первостепенное внимание следует уделить наиболее мощным представителям этой категории Extreme Edition, которые сегодня показывают высокие результаты при проведении проверки на производительность. В качестве минусов процессоров под Socket 478 стоит выделить рассеиваемую мощность, требующую достойного охлаждения. Таким образом, к расходам пользователя добавляется и потребность покупки достойного кулера.
Процессоры по низкой стоимости
Наверняка, многие пользователи сталкивались с моделями процессоров Intel Pentium 4, представленными на рынке. Они имеют в маркировке надпись Celeron. Данные устройства являются младшей линейкой агрегатов, которые обладают меньшей мощностью благодаря уменьшению инструкций, а также отключения блоков внутренней памяти микропроцессора (кэш). Intel Celeron предусмотрен для пользователей, которым важна в первую очередь стоимость компьютера, а не его производительность. Многие владельцы подобных устройств высказывают мнение, что младшая линейка процессоров считается отбраковкой в ходе производства кристаллов Intel Pentium 4.
Это предположение возникло на рынке в 1999 году, когда некоторые энтузиасты доказали, что Pentium 2 и его младшая модель Celeron представляют собой один и тот же процессор. Правда, за прошлые годы ситуация сильно изменилась. Теперь разработчик обладает отдельной линией по выпуску сравнительно дешевого устройства, предназначенного для нетребовательных покупателей. Кроме того, стоит помнить о том, что существует еще конкурент AMD, претендующий на вытеснение компании Intel с рынка. Таким образом, все ценовые ниши должны быть заняты высококачественной продукцией.
Новый виток эволюции
Большинство специалистов, работающих в области компьютерных технологий, имеют мнение, что именно возникновение на рынке процессора Intel Pentium 4 Prescott ознаменовало начало эпохи устройств с несколькими ядрами, а также завершило гонку за гигагерцами. С внедрением новых технологий разработчику потребовалось перейти на сокет 775, который и позволил раскрыть потенциал персональных компьютеров в работе с программами и динамическими играми, нуждающимися в больших объемах ресурсов.
Данные статистики свидетельствуют о том, что более 50% всех устройств, существующих на планете, способны работать на легендарном разъёме Socket 775, представленном компанией Intel. Выход процессора Intel Pentium D вызвал ажиотаж на рынке, так как у разработчика на одном ядре получалось запустить два потока инструкций, создавая тем самым прообраз двухъядерного устройства.
Данная технологи стала называться Hyper-threading. На сегодняшний день она является передовым решением в процессе производства кристаллов, обладающих высокой мощностью. Не стала останавливаться на достигнутом компания Intel и презентовала технологии Dual Core, Core 2 Duo и Core 2 Quad, имеющие на аппаратном уровне по несколько микропроцессоров на одном кристалле.
Двуликие процессоры
Если взять ориентир на критерий «цена-качество», то в преимуществе оказываются процессоры, имеющие два ядра. Они отличаются такими важными характеристиками, как низкая себестоимость и высокая производительность. Микропроцессоры Intel Pentium Dual Core и Core 2 Duo считаются наиболее продаваемыми в мире. Основное отличие заключается в том, что последний обладает двумя физическими ядрами, работающими независимо друг от друга. Что касается процессора Dual Core, он выполнен в виде двух контроллеров, установленных на одном кристалле, совместная работа которых неразрывно связана между собой.
Правда, частотный диапазон устройств, обладающих двумя ядрами, слегка занижен и находится в промежутке 2-2,66 ГГц. Основная проблема заключается в рассеиваемой мощности кристалла. Он довольно сильно нагревается на повышенных частотах. В качестве примера можно привести восьмую линейку Intel Pentium D (D820-D840). Они первыми получили два раздельных ядра, а также рабочие частоты, превышающие 3 ГГц. Потребляемая мощность данных процессоров достигает около 130 Вт.
Перебор с четырьмя ядрами
Усовершенствованные устройства, имеющие четыре ядра ядрами Intel(R) Pentium(R) 4 были рассчитаны на потребителей, которые стремятся приобрести комплектующие с запасом на будущее. Но рынок программного обеспечения вдруг остановился. Таким образом, разработка, тестирование, а также внедрение приложений осуществляется для оборудования, которые имеют одно или два ядра максимум. Что же делать с системами, которые обладают 6, 8 и более микропроцессорами?
Это обыкновенный маркетинговый ход, который ориентирован на потенциальных покупателей, желающих приобрести компьютер или ноутбук самой высокой мощности, существующей в мире. Можно провести аналогию с мегапикселями на фотоаппарате – лучшим оказывается не тот, на котором написано 20 Мп, а устройство с большей матрицей и фокусным расстоянием. В процессорах значение имеет набор инструкций, обрабатывающиеся программным кодом приложения. Они и выдают результат пользователю.
Таким образом, программисты должны оптимизировать этот ход, чтобы микропроцессор его без проблем и с высокой скоростью мог обработать. Стоит отметить, что слабых компьютеров на рынке много, поэтому производителям становится выгодно разрабатывать нересурсоёмкие программы. Из этого можно сделать вывод, что большая мощность компьютера на этом этапе эволюции не требуется.
Советы по модернизации
Обладателям процессора Intel Pentium 4 (775 сокет), которые хотят провести модернизацию с минимальными затратами, рекомендуется посмотреть в сторону вторичного рынка. Сначала необходимо ознакомиться с техническими характеристиками материнской платы, установленной в системе. Совершить это легко на официальном сайте разработчика. Там следует найти раздел «поддержка процессоров». Затем в средствах массовой информации нужно отыскать таблицу производительности процессоров, а после этого сравнить ее с характеристиками материнской платы, отобрав несколько оптимальных вариантов. Также необходимо изучить отзывы по выбранным устройствам.
Затем предлагается приступить к поиску требуемого процессора, который уже был в употреблении. Для большинства платформ, где осуществляется поддержка работы микропроцессоров с четырьмя ядрами, желательно устанавливать Intel Core Quad 6600. Когда система способна работать лишь с двухъядерными кристаллами, следует найти серверный вариант Intel Xeon или инструмент, предназначенный для оверлокера Intel Extreme Edition. Их цена на рынке пребывает в промежутке 800-1000 рублей, что значительно дешевле любого апгрейда.
Рынок мобильных устройств
Кроме стационарных компьютеров, процессоры Intel Pentium 4 могут быть установлены на ноутбуки. Для этого разработчики предусмотрели отдельную линейку, которая в собственной маркировке содержала букву «М». Что касается характеристик мобильных процессоров, они были аналогичны стационарным компьютерам. Правда, наблюдался заниженный частотный диапазон. Таким образом, наибольшей мощностью среди процессоров для ноутбуков обладает Pentium 4M 2,66 ГГц. Хотя, с развитием платформ в мобильных версиях настолько все напутано, что даже сам разработчик Intel до сегодняшнего дня не предоставил дерево развития процессоров на собственном официальном сайте.
С применением 478-контактной платформы в ноутбуках компания изменяла только технологию обработки процессорного кода. Как результат, на одном сокете получается развести множество процессоров. Наибольшей популярностью, о чем свидетельствуют данные статистики, пользуется кристалл Intel Pentium Dual Core. Стоит отметить, что он является самым дешёвым устройством в производстве, а его рассеиваемая мощность достаточно мала, если сравнивать с аналогами.
Гонка за энергосбережением
Следует заметить, что для компьютеров потребляемая процессором мощность не считается критичной для системы. В ситуации с ноутбуком дело обстоит несколько иначе. В данном случае устройства Intel Pentium 4 вытеснены менее энергозависимыми микропроцессорами. Если пользователь ознакомится с тестами мобильных процессоров, он сможет убедиться, что по производительности старый Core 2 Quad, входящий в линейку Pentium 4, не особо отстаёт от современного кристалла Core i5. Что касается энергопотребления последнего, оно в 3,5 раза меньше. Таким образом, различие отражается на автономности работы устройства. Если проследить за рынком мобильных процессоров, легко определить, что разработчик снова вернулся к технологиям, которые были популярны в прошлом десятилетии.
«топовых» на тот момент настольных процессоров, перешагнувших 2-гигагерцовый рубеж. К сегодняшнему дню в линейках у обеих компаний появилось по новой модели, а значит, есть повод провести очередное сравнение или исправить недочеты старого. Исследование новых моделей всегда интересно, если те различаются архитектурно, но сегодня не тот случай. Старые ядра, следующая ступень коэффициентов умножения вот и «новые процессоры». Заслуживает внимания «обратный» факт: Athlon XP 2100+ это последняя модель на ядре Palomino, даже не значившаяся ранее в плане выпуска и прикрывающая место до выхода нового ядра Thoroughbred.
У процессоров Intel тоже грядут изменения. Совсем скоро состоится переход на шину 533 МГц, так что имеющийся у нас экземпляр тоже в некотором роде «прощальный».
Что ж, постараемся извлечь максимальную пользу из этого тестирования. Во-первых, можно сравнить новую модель с предшествующей, и по разнице показателей в тестах оценивать масштабируемость. Во-вторых, можно ввести в строй свежие версии используемых тестов и добавить новые благо, такие статьи обычно для промежуточного сравнения не используют. Наконец, в-третьих, всегда остаются актуальными совершенно бесполезные и совершенно беспроигрышные попытки выявить абсолютного лидера по скорости.
Для решения первой задачи добавим в пару к Intel Pentium 4 2,4 ГГц 2,2-гигагерцовую модель, а к AMD Athlon XP 2100+ Athlon XP 2000+, и протестируем каждую пару на одном и том же своем чипсете. Опираясь на опыт уже упомянутого большого сравнения, для решения третьей задачи выберем для процессора Intel три наиболее интересные платформы, а для процессора AMD ограничимся одной самой быстрой практически везде VIA KT333 + DDR333. Что же до обновления тестового набора пожалуйте в главу с результатами.
Тестовый стенд:
Программное обеспечение:
| Плата | EPoX 4BDA2+ | ASUS P4T-E | Abit SD7-533 | Soltek 75DRV5 |
|---|---|---|---|---|
| Чипсет | i845D (RG82845 + FW82801BA) | i850 (KC82850 + FW82801BA) | SiS 645 (SiS 645 + SiS 961) | VIA KT333 (KT333 + VT8233A) |
| Поддержка процессоров | Socket 478, Intel Pentium 4 | Socket 462, AMD Duron, AMD Athlon, AMD Athlon XP | ||
| Память | 2 DDR | 4 RDRAM | 3 DDR | 3 DDR |
| Слоты расширения | AGP/ 6 PCI/ CNR | AGP/ 5 PCI/ CNR | AGP/ 5 PCI | AGP/ 5 PCI/ CNR |
| Порты ввода/ вывода | 1 FDD, 2 COM, 1 LPT, 2 PS/2 | |||
| USB | 2 USB 1.1 + 1 разъем на 2 USB 1.1 | 2 USB 1.1 + 2 разъема по 2 USB 1.1 | 2 USB 1.1 + 1 разъем на 2 USB 1.1 | |
| Интегрированный IDE-контроллер | ATA100 | ATA100 | ATA100 | ATA133 |
| Внешний IDE-контроллер | HighPoint HPT372 | - | - | - |
| Звук | AC"97 codec, Avance Logic ALC201A | PCI Audio, C-Media CMI8738/PCI-6ch-MX | AC"97 codec, VIA VT1611A | |
| Встроенный сетевой контроллер | - | - | - | - |
| I/O-контроллер | Winbond W83627HF-AW | Winbond W83627GF-AW | Winbond W83697HF | ITE IT8705F |
| BIOS | 2 Мбит Award Medallion BIOS v.6.00 | 2 Мбит Award Modular BIOS v.6.00PG | 2 Мбит Award Modular BIOS v. 6.00PG | |
| Форм-фактор, размеры | ATX, 30,5x24,5 см | ATX, 30,5x24,5 см | ATX, 30,5x23 см | ATX, 30,5x22,5 см |
Мы уже не раз пытались сформулировать критерии оптимального процессорного теста. Конечно, идеал недостижим, но сегодня мы делаем свой первый шаг в его направлении запускаем проект CPU RightMark (). За подробностями и новостями проекта отсылаем вас на его сайт, здесь же приведем краткие разъяснения, которые должны помочь вам понять суть тестового эксперимента и его инструментарий.
Итак, CPU RightMark это тест процессора и подсистемы памяти, осуществляющий численное моделирование физических процессов и решение задач из области трехмерной графики. Говоря очень кратко, один блок программы численно решает систему дифференциальных уравнений, соответствующую моделированию в реальном времени поведения системы многих тел, другой же блок визуализирует найденные решения также в режиме реального времени. Каждый блок реализован в нескольких вариантах, оптимизированных под различные системы процессорных команд. Важно отметить, что тест не является чисто синтетическим, а написан с использованием приемов и средств программирования, типичных для задач своей области (трехмерных графических приложений).
Блок решения системы дифференциальных уравнений написан с использованием набора команд сопроцессора x87, а также имеет вариант, оптимизированный для набора SSE2 (c векторизацией цикла: две итерации цикла заменяются одной, но все операции производятся с двухэлементными векторами). Скорость работы этого блока свидетельствует о производительности связки процессор+память при выполнении математических расчетов с использованием действительных чисел двойной точности (характерно для современных научных задач: геометрических, статистических, задач моделирования).
Результаты данного подтеста показывают, что скорость работы с инструкциями x87 FPU у Athlon XP выше, однако за счет поддержки набора SSE2 (естественно, отсутствующей у Athlon XP) Pentium 4 оказывается гораздо быстрее. Подчеркнем, что в данном блоке не используются SSE-команды, поэтому результаты прогона теста в режимах с задействованием SSE опущены (они просто совпадают с соответствующими MMX/FPU и MMX/SSE2). Отметим почти идеальную масштабируемость теста по частоте CPU здесь влияние памяти почти сведено к нулю за счет эффективного кэширования и характера работы блока с интенсивными вычислениями при сравнительно малом объеме обмена данными.
Блок визуализации в свою очередь состоит из двух частей: блока предварительной обработки сцены и блока трассировки лучей и отрисовки. Первый написан на С++ и откомпилирован с использованием набора команд сопроцессора x87. Второй написан на ассемблере и имеет несколько вариантов, оптимизированных под различные наборы инструкций: FPU+GeneralMMX, FPU+EnhancedMMX и SSE+EnhancedMMX (подобное разделение на блоки является типичным для имеющихся реализаций задач визуализации в реальном времени). Суммарная скорость работы блока визуализации свидетельствует о производительности связки процессор+память при выполнении геометрических расчетов с использованием действительных чисел одинарной точности (типично для трехмерных графических программ, оптимизированных под SSE и Enhanced MMX).
Опять же, скорость работы с инструкциями x87 FPU у Athlon XP оказывается значительно выше, однако использование при вычислениях SSE вновь выводит вперед Pentium 4, несмотря на поддержку этого набора процессорами Athlon XP. При этом по производительности на мегагерц оба процессора идут практически вровень, по суммарной же Pentium 4 получает отрыв, соответствующий его более высокой частоте. Подчеркнем, что в данном блоке не используются SSE2-команды, поэтому результаты прогона теста в режимах с задействованием SSE2 опущены (они просто совпадают с соответствующими MMX/FPU и SSE/FPU). Отметим отличную производительность связки Pentium 4 + SiS 645, вызванную, очевидно, наибольшей скоростью доступа к памяти при малой латентности. Вообще, процесс рендеринга сопровождается довольно активной пересылкой данных, что делает вклад чипсета и типа используемой памяти в суммарную производительность системы значительным.
Суммарная производительность системы рассчитывается по формуле: Overall = 1/(1/MathSolving + 1/Rendering), так что очень значительный выигрыш Pentium 4 при использовании SSE2 в блоке расчета физической модели почти не дает прироста производительности без задействования SSE в блоке визуализатора. Зато при выполнении вычислений с помощью SSE добавка от включения SSE2 составляет вполне внушительную величину. (Отметим, что данная характеристика справедлива для конкретных выбранных условий тестирования, возможности же настройки теста позволяют задать практически любое соотношение времени просчета физической модели и визуализации (путем смены экранного разрешения или точности расчетов).) Так как Athlon XP не поддерживает набор SSE2, его производительность достаточно очевидно зависит от скорости отрисовки сцен, где он уступает Pentium 4 при использовании набора SSE, хотя и остается абсолютным чемпионом по «чистой» скорости выполнения операций при помощи только MMX и FPU. Отметим, что из протестированных чипсетов под Pentium 4 i845D смотрится чуть получше i850 (вероятно, из-за большей латентности у последнего), а чемпионом является SiS 645 по причине, указанной выше.
Довольно давно уже доступна новая версия популярного кодировщика Lame, но у нас все не было случая ее применить. В рамках подготовки данной статьи было проведено тестирование и старой, использовавшейся нами до сих пор версии 3.89, и последней официально доступной версии 3.91. Результаты совпали полностью (в пределах погрешности), что вполне согласуется с отсутствием упоминания о скоростной оптимизации кода в списке нововведений программы. (Кстати, кодировщик уже больше полугода корректно поддерживает работу со всеми доступными расширенными мультимедийными наборами команд и регистров.) Тест, как видите, превосходно масштабируется по частоте процессора, так как и здесь осуществляется эффективное предварительное кэширование данных, но остается ряд вопросов по довольно низкой производительности Pentium 4 на i850 и SiS 645. Самым разумным нам кажется предположение, что такое влияние на производительность оказывает BIOS плат: продукт от Abit мы еще не видели в деле, а вот плата от ASUS на i850 нам хорошо знакома, причем при использовании предыдущей версии прошивки (еще раз отсылаем вас к прошлому ) подобного спада не наблюдалось. Athlon XP в этом тесте по-прежнему лидер, причем для победы вполне хватает и версии 2000+.
Новая версия 5.0 кодека DivX вышла совсем недавно, но учитывая огромную популярность этого продукта, нетрудно предсказать его активное использование уже в ближайшее время, без ожидания выпуска новых релизов с исправлениями ошибок. Что ж, мы следуем в русле народных пожеланий и переходим к применению версии DivX 5.0 Pro. Мы также провели аналогичное тестирование c версией DivX 4.12, и результаты сравнения кодеков таковы: операция кодирования ускоряется весьма ощутимо более чем на минуту, причем вне зависимости от процессора, чипсета и типа памяти. Также отметим, что DivX 5.0 Pro формирует чуть больший выходной видеофайл. К сравнению же собственно процессоров в этом тесте нам добавить нечего все уже было сказано в прошлой статье, а вот на неплохую масштабируемость кодирования стоит обратить внимание.
В архивировании WinAce, как и при кодировании MPEG4, влияние подсистемы памяти (вследствие большого объема пересылаемых данных) примерно в два раза скрадывает эффект от увеличения частоты процессора. Athlon XP в этом тесте все еще лучше своего визави.
В архивировании WinZip отметим разве что некоторое отставание Pentium 4 на SiS 645 и полное равенство в остальных случаях.
Результаты Winstones выглядят на редкость логично и понятно, но памятуя о частых необъяснимых провалах и всплесках в этих тестах в прошлом, мы, пожалуй, воздержимся от комментариев.
Напомню, что до сих пор нам приходилось говорить решительное «не верим!» результатам Athlon XP в тесте SYSmark, так как в силу криворукости отдельных программистов версия WME 7.0, входящая в состав приложений группы Internet Content Creation этого теста, не умела определять поддержку набора инструкций SSE у Athlon XP. К счастью, мы наконец начинаем тестирование в обновленной версии бенчмарка SYSmark 2002, в которой эта проблема решена.
Вкратце об отличиях в составе приложений тестов:
| SYSmark 2001 | SYSmark 2002 |
|---|---|
| Office Productivity | |
| Dragon NaturallySpeaking Preferred 5 | |
| McAfee VirusScan 5.13 | |
| Microsoft Access 2000 | Microsoft Access 2002 |
| Microsoft Excel 2000 | Microsoft Excel 2002 |
| Microsoft Outlook 2000 | Microsoft Outlook 2002 |
| Microsoft PowerPoint 2000 | Microsoft PowerPoint 2002 |
| Microsoft Word 2000 | Microsoft Word 2002 |
| Netscape Communicator 6.0 | |
| WinZip 8.0 | |
| Internet Content Creation | |
| Adobe Photoshop 6.0 | Adobe Photoshop 6.0.1 |
| Adobe Premiere 6.0 | |
| Macromedia Dreamweaver 4 | |
| Macromedia Flash 5 | |
| Microsoft Windows Media Encoder 7.0 | Microsoft Windows Media Encoder 7.1 |
Как видите, никаких замен нет, только обновления версий. Алгоритм подсчета итоговых баллов официально известных изменений не претерпел, хотя мы бы предположили пересчет некоторых коэффициентов пропорциональности.
Интересно сравнение результатов старого и нового пакетов в офисном подтесте: во-первых, был, вероятно, введен некий корректирующий коэффициент, что привело к уменьшению показателей обеих сторон. Во-вторых, очевидно, в силу переделанного пакета Microsoft Office, Pentium 4 начал выигрывать в этом подтесте, хотя в SYSmark 2001 обе процессорные платформы шли вровень.
В создающем контент подтесте ситуация еще интереснее: за счет нормального распознавания SSE у Athlon XP в MS WME 7.1 процессор AMD прибавил, но зато в состав подтеста нового пакета входит переписанная для поддержки SSE2 версия Adobe Photoshop 6.0.1, так что Pentium 4 получает даже больший прирост.
В итоге, от сомнительного лидерства в SYSmark Pentium 4 переходит к лидерству очевидному. Обратите также внимание на то, как здорово растет производительность Pentium-систем в этом тесте с ростом частоты процессора, и на почти отсутствующий аналогичный эффект для Athlon-системы.
Рендеринг в 3DStudio MAX отлично масштабируется и обычно не демонстрирует признаков зависимости от скорости работы с памятью, так что нам остается только гадать, что же такое наворотили в последней прошивке BIOS для ASUS P4T-E инженеры компании. На диаграмме хорошо видно, что рендеринг на Athlon XP ускоряется пропорционально увеличению частоты процессора, но как раз за счет гораздо более высокой частоты Pentium 4 2,4 ГГц уходит в этом тесте в отрыв, хотя скорость еще 2,2-гигагерцовой модели была примерно равна Athlon XP 2000+.
В SPECviewperf, в общем, ничего интересного: результаты почти везде равные, с легким перевесом Pentium 4, и лишь в DX-06 заметно впереди Athlon XP. Обратите внимание на то, что скорость тестов практически не зависит от скорости процессоров.
При переходе на новый процессор Intel игровой бенчмарк делает небольшой рывок, но это не помогает ему дотянуть даже до результатов Athlon XP 2000+.
Добавление к тестовым играм Return to Castle Wolfenstein, основанной на движке Quake III, ситуацию, естественно, никак не изменило. Более того, относительные показатели в этих двух играх похожи практически один в один. Приплюсуем сюда же DroneZ, отличающуюся движком, но не характером результатов, и остается только древняя Expendable негусто для Athlon XP… Отметим, что все игры примерно одинаково неплохо масштабируются по частоте процессора, что тоже играет на руку Intel.
Прощание ядру Palomino не слишком удалось: нельзя сказать, что Athlon XP так уж сильно отстает от своего соперника, да и далеко не везде это отставание вообще имеет место, но тенденции налицо. С реальной ли частотой, с PR-рейтингом ли AMD отстает от Intel по волшебным цифрам в названии процессоров, а прирост производительности на увеличение частоты (какой бы «дутой» ее ни считали у Pentium 4) в большинстве наших тестов дает преимущество в абсолютных показателях именно линейке Pentium 4. Многие приложения «узнали», наконец, про поддержку SSE в Athlon XP, что дало некоторый всплеск, но это тупик, а вот оптимизация под SSE2 еще далеко не завершена, и чем дальше тем больше приложений будет переходить из «лагеря AMD» в «лагерь Intel».
Впрочем, пост свой Palomino оставляет все же в приличном состоянии. Отставание последней модели от имеющихся конкурентов отнюдь не катастрофическое, цена привлекательная, а мы с больши м интересом будет наблюдать за попытками AMD вернуть лидерство с новым ядром.
Intel ships these processors to Original Equipment Manufacturers (OEMs), and the OEMs typically pre-install the processor. Intel refers to these processors as tray or OEM processors. Intel doesn"t provide direct warranty support. Contact your OEM or reseller for warranty support.
Intel ships these processors to Original Equipment Manufacturers (OEMs), and the OEMs typically pre-install the processor. Intel refers to these processors as tray or OEM processors. Intel doesn"t provide direct warranty support. Contact your OEM or reseller for warranty support.
Intel Authorized Distributors sell Intel processors in clearly marked boxes from Intel. We refer to these processors as boxed processors. They typically carry a three-year warranty.
Intel Authorized Distributors sell Intel processors in clearly marked boxes from Intel. We refer to these processors as boxed processors. They typically carry a three-year warranty.
Intel ships these processors to Original Equipment Manufacturers (OEMs), and the OEMs typically pre-install the processor. Intel refers to these processors as tray or OEM processors. Intel doesn"t provide direct warranty support. Contact your OEM or reseller for warranty support.
Intel Authorized Distributors sell Intel processors in clearly marked boxes from Intel. We refer to these processors as boxed processors. They typically carry a three-year warranty.
Intel ships these processors to Original Equipment Manufacturers (OEMs), and the OEMs typically pre-install the processor. Intel refers to these processors as tray or OEM processors. Intel doesn"t provide direct warranty support. Contact your OEM or reseller for warranty support.
Intel ships these processors to Original Equipment Manufacturers (OEMs), and the OEMs typically pre-install the processor. Intel refers to these processors as tray or OEM processors. Intel doesn"t provide direct warranty support. Contact your OEM or reseller for warranty support.
Intel Authorized Distributors sell Intel processors in clearly marked boxes from Intel. We refer to these processors as boxed processors. They typically carry a three-year warranty.
Intel ships these processors to Original Equipment Manufacturers (OEMs), and the OEMs typically pre-install the processor. Intel refers to these processors as tray or OEM processors. Intel doesn"t provide direct warranty support. Contact your OEM or reseller for warranty support.
Intel ships these processors to Original Equipment Manufacturers (OEMs), and the OEMs typically pre-install the processor. Intel refers to these processors as tray or OEM processors. Intel doesn"t provide direct warranty support. Contact your OEM or reseller for warranty support.
Intel ships these processors to Original Equipment Manufacturers (OEMs), and the OEMs typically pre-install the processor. Intel refers to these processors as tray or OEM processors. Intel doesn"t provide direct warranty support. Contact your OEM or reseller for warranty support.
Intel Authorized Distributors sell Intel processors in clearly marked boxes from Intel. We refer to these processors as boxed processors. They typically carry a three-year warranty.
Intel Authorized Distributors sell Intel processors in clearly marked boxes from Intel. We refer to these processors as boxed processors. They typically carry a three-year warranty.
Intel Authorized Distributors sell Intel processors in clearly marked boxes from Intel. We refer to these processors as boxed processors. They typically carry a three-year warranty.
Intel ships these processors to Original Equipment Manufacturers (OEMs), and the OEMs typically pre-install the processor. Intel refers to these processors as tray or OEM processors. Intel doesn"t provide direct warranty support. Contact your OEM or reseller for warranty support.
