Интел пентиум 4 2 ядра. Шаг в правильном направлении

25.05.2019

Май текущего года станет еще одной важной вехой в жизни семейства процессоров Pentium 4, да и Netburst архитектуры вообще. В течение мая компания Intel должна будет выпустить четыре принципиально новых продукта. Это:

Процессоры Pentium 4 с частотой используемой Quad Pumped Bus 533 Мгц;
Набор логики i850E, поддерживающий PC1066 RDRAM;
Наборы логики i845E и i845G, имеющие поддержку DDR333 памяти;
Процессоры Celeron, основанные на Pentium 4 архитектуре.

Сегодня, 6 мая, официально объявлены первые две новинки – два процессора Pentium 4 с частотами 2.26 ГГц и 2.4 ГГц, работающие на частоте шине 533 МГц и один набор логики, их поддерживающий - i850E. Естественно, мы не можем обойти вниманием это событие, и посвящаем ему наш новый обзор. Тем более что анонс очередных интеловских процессоров означает начало очередного раунда споров на тему «Intel vs. AMD».
По случаю выхода новых процессоров мы также решили несколько дополнить (в очередной раз:) набор используемых нами тестов (теперь их стало 35) с целью его «профессионализации». Теперь мы будем смотреть на скорость работы высокопроизводительных CPU в популярном CAD-пакете AutoCAD 2002 и сразу в нескольких программах рендеринга – 3ds max 4.26, Maya 4.0.1 и Lightwave 7.0b. Нельзя обойти стороной и переход нашей тестовой лаборатории на новую версию теста SYSmark 2002, использующего для измерения производительности системы более новый набор приложений. Но, обо всем по порядку.

Новые Pentium 4

Заметим сразу, что свежеанонсированые CPU семейства Pentium 4 не представляют собой ничего особенного. Это уже хорошо знакомые нам процессоры, использующие 0.13-микронное ядро Northwood, подобные уже выпускающимся. Отличие новинок от предшественников – только лишь в официальной поддержке шины 533 МГц, что означает лишь следующее:

Новые CPU, рассчитанные на использование 533 МГц Quad Pumped Bus, устойчиво работают при частоте FSB 133 МГц.
Процессоры имеют иной коэффициент умножения, позволяющий им работать при частоте FSB 133 МГц.

Итак, конкретнее. Intel объявил два новых CPU с частотами 2.26 и 2.4 ГГц, работающие с частотой FSB 133 МГц. Эти два процессора дополняют линейку имеющихся Pentium 4, рассчитанных на частоту FSB 100 МГц, уже содержащую две верхние модели с частотами 2.2 и 2.4 ГГц. Для того чтобы различать CPU с частотой шины 400 и 533 МГц, новые процессоры с частотой 2.4 ГГц и 533-мегагерцовой шиной будут маркироваться как Intel Pentium 4 2.4B ГГц. Поскольку разночтений в частоте шины 2.2 ГГц и 2.26 ГГц процессоров быть не может, суффикс «B» в этом случае использоваться не будет.
Как и у предшественников, множители у Pentium 4 2.26 ГГц и 2.4B ГГц будут зафиксированы и составят 17x и 18x соответственно. То есть, процессоры, предназначенные для частоты FSB 133 МГц, в системах с частотой FSB 100 МГц использовать не получится.
Собственно, на этом рассказ о новых Pentium 4 можно было бы закончить, поскольку никаких архитектурных отличий эти CPU от предшественников не имеют. Соответственно, читатели, желающие ознакомиться со строением ядра Northwood, могут быть переадресованы к нашей более ранней статье , посвященной этому ядру.
Однако существует еще один немаловажный факт, который также нельзя упускать из вида. С конца апреля Intel начал серийное производство процессоров, используя более новые 300-миллиметровые пластины вместо старых 200-миллеметровых. Это означает, что новые процессорные ядра, производимые с использованием 300 мм пластин, обладают более низкой себестоимостью. Однако, это далеко не все. Для перевода производства на обновленную технологию инженерам Intel пришлось слегка изменить дизайн ядра Northwood, в результате чего его площадь уменьшилась примерно на 10%. Именно такие «более прогрессивные» ядра и будут преимущественно использоваться, по всей видимости, в процессорах Pentium 4 с 533-мегагерцовой шиной. Отличить их можно будет по новому степпингу ядра C0. Практический эффект от изменения дизайна ядра также немаловажен. Процессоры, использующие ядро с новым степпингом обладают более высоким верхним пределом частот. Intel ожидает, что новые ядра смогут устойчиво работать на частотах вплоть до 3 ГГц. Соответственно процессоры с меньшими частотами, но новой версией ядра будут иметь лучшую, чем у предшественников, разгоняемость. Впрочем, как дело будет выглядеть на практике, мы сможем проверить только тогда, когда Pentium 4 с ядром степпинга C0 появятся в продаже, а ждать этого, скорее всего, придется недолго.
Если же говорить о том, каковы дальнейшие планы Intel по выпуску последующих моделей своих процессоров Pentium 4, то в третьем квартале планируется анонс CPU с частотами 2.53 и 2.66 ГГц для 533-мегагерцовой шины и с частотами 2.5 и 2.6 ГГц для 400-мегагерцовой шины. В четвертом квартале будет выпущена модель Pentium 4 с частотой 2.8 ГГц для шины 533 МГц. Аналогичного же процессора для более медленной 400-мегагерцовой шины не планируется. В дальнейшем все новые модели Pentium 4 будут выпускаться исключительно для частоты шины 533 МГц. Ну а начало 2003 года будет ознаменовано покорением отметки 3 ГГц: на первый квартал будущего года Intel запланировал выпуск Pentium 4 3.06 ГГц.
Таким образом, Intel планирует перейти на новую 533 МГц Quad Pumped Bus достаточно быстрыми темпами. Приведенная ниже таблица со сроками выхода моделей Pentium 4 еще раз иллюстрирует этот факт:

	400 МГц Quad Pumped Bus	533 МГц Quad Pumped Bus
Q2 2002	2.2, 2.4 ГГц	2.26, 2.4B ГГц
Q3 2002	2.5, 2.6 ГГц	2.53, 2.66 ГГц
Q4 2002	-	2.8 ГГц
Q1 2003	-	3.06 ГГц

Увеличивать частоты шины процессоров Pentium 4 Intel планирует и в дальнейшем. Выходящие ориентировочно во второй половине следующего года процессоры Pentium 4, имеющие ядро Prescott производимое с использованием 0.09-микронного технологического процесса, как ожидается будут ориентированы на работу с еще более скоростной 667-мегагерцовой Quad Pumped Bus. Так что сегодняшние 533 МГц – далеко не предел.

Чипсеты для новых Pentium 4. Пока только i850E

Естественно, выпуск процессоров, использующих 533 МГц Quad Pumped Bus потребовал и новых чипсетов, поддерживающих указанную шину. С одним таким набором логики мы уже знакомы – это SiS645DX, уже рассмотренный нами ранее . Однако представить наборы логики для новой шины должен был и Intel. К выходу новых CPU компания подготовила RDRAM-набор логики i850E, DDR-чипсет i845E и чипсет с интегрированной графикой i845G. i845E и i845G будут объявлены позднее в этом месяце, а одновременно с анонсом Pentium 4 2.26 и 2.4B ГГц официально выпускается i850E, о котором мы и поговорим подробнее.
Хотя, конечно, слово «подробнее» можно применить здесь только условно, поскольку говорить-то на самом деле особо не о чем. Новый i850E представляет собой тот же самый i850 полуторагодичной давности, но с одним дополнением - официальной поддержкой 533-мегагерцовой Quad Pumped Bus (133 МГц FSB). Причем, поскольку фактически частоту FSB 133 МГц позволяла использовать и старая версия i850 (частоты шин PCI и AGP при этом оставались штатными – 33 и 66 МГц соответственно), дело свелось лишь к обновлению референс-дизайна материнской платы, с целью улучшения его устойчивости при работе с частотой FSB 133 МГц, и к разработке новой ревизии северного моста.
Таким образом, основные характеристики i850E описываются следующим образом:

Поддержка процессоров Pentium 4 c частотой шины 400 или 533 МГц;
Поддержка двухканальной PC800 RDRAM памяти (до 2 Гбайт, возможна поддержка ECC-модулей);
Графический порт AGP 4x;
Южный мост ICH2, связанный с MCH посредством Hub-link 1.0 с пропускной способностью 266 Мбайт в секунду;
Поддержка ATA-100, USB 1.1 и AC’97 звука.

Здесь хочется прокомментировать два факта. Во-первых, официально i850E поддерживает только лишь PC800 RDRAM и не поддерживает PC1066 RDRAM. Однако, очевидно, что при использовании частоты шины 533 МГц применение двухканальной PC1066 RDRAM было бы более логичным, поскольку эта память работает синхронно с FSB и имеет ту же пропускную способность, что и 533 МГц Quad Pumped Bus – 4.2 Гбайта в секунду. Поэтому, совершенно неудивительно, что в действительности поддержка PC1066 RDRAM в i850E имеется, только Intel не говорит о ней открыто. Объяснение этого факта достаточно просто. В свете того, что Intel отказался от дальнейшего сотрудничества с Rambus, компания не посчитала необходимым проводить тесты для проверки стабильности работы систем с новым типом RDRAM, предпочтя просто не включать его в спецификации. Однако Intel при этом не отрицает того факта, что тесты стабильности могут быть проведены и производителями материнских плат, которые небезосновательно смогут анонсировать поддержку PC1066 RDRAM своими продуктами на базе i850E.
Во-вторых, несмотря на то, что у Intel уже готов новый южный мост ICH4, поддерживающий шесть портов USB 2.0, этот мост c i850E использован быть не может. ICH4 будет соединяться с северным мостом чипсетов посредством Hub-link версии 1.1 не поддерживаемой в i850E. То есть, Intel поленился вносить в новую версию i850E и эту переделку, ожидая что этот продукт не сможет долго просуществовать на рынке. Таким образом, ICH4 мы увидим несколько позже – только лишь в составе i845E и i845G, а в комплекте с i850E будет продолжать поставляться «древний» ICH2.
Следует отметить, что в силу всего вышесказанного использовать i850E в своих материнских платах будут лишь немногие производители плат. Массовое же распространение плат для 533 МГц Quad Pumped Bus начнется лишь после выхода i845E и i845G. Продуты же на базе i850E собираются поставлять, по предварительным данным, только лишь сам Intel, а также ASUS, Gigabyte, QDI и, возможно, MSI. К слову, ASUS на своей плате на базе i850E, P4T533, собирается реализовать и еще одну интересную возможность – поддержку 32-битных модулей RDRAM. По сути, 32-битные модули представляют собой пару обычных 16-битных модулей, соединенных в одной упаковке. Таким образом, пропадает необходимость использования модулей Rambus парами – поскольку в одном 32-битном модуле реализуется сразу два 16-битных канала. Такие модули PC1066 RDRAM уже начал поставлять, например Kingston.

А что же AMD?

Надо сказать, что многие ожидали ответ от AMD на выход процессоров Pentium 4 с 533-мегагерцовой шиной. Однако, как мы видим, этот ответ пока не последовал. Старшей моделью в семействе Athlon XP продолжает оставаться процессор с рейтингом 2100+ и 0.18-микронным ядром Palomino, который и должен будет попытаться составить конкуренцию теперь и Pentium 4 2.4B ГГц.
Данное положение дел продолжит оставаться без изменений до начала июня, когда, по всей видимости, AMD наконец-то выпустит свой первый десктопный процессор, основанный на 0.13 микронном ядре Thoroughbred. Впрочем, многого от него ждать не приходится – архитектурно этот CPU не будет отличаться от предшественников, а его рейтинг составит всего лишь 2200+.
Впрочем, и сама AMD признает тот факт, что на данный момент она технологически отстает от Intel. Однако AMD надеется, что предстоящий в конце года выход процессоров ClawHammer сможет в корне изменить соотношение сил на рынке процессоров для настольных PC. Ожидается, что выходящий в четвертом квартале ClawHammer будет иметь рейтинг 3400+, в то время как частоты Pentium 4 к этому моменту дорастут только лишь до 2.8 ГГц. Также, на более ранний период у AMD запланирован и выход Athlon XP с увеличенным до 512 Кбайт кешем второго уровня, что, возможно, также сможет помочь AMD бороться с Pentium 4 до выхода ClawHammer.
На данный же момент старшие модели Pentium 4 и Athlon XP имеют следующие характеристики:

	Intel Pentium 4 2.4B ГГц	AMD Athlon XP 2100+
Реальная частота, МГц	2400	1733
Кодовое название ядра	Northwood	Palomino
Технология производства, мкм	0.13	0.18
Площадь ядра, кв. мм	146 (~130 со степпинга C0)	128
Число транзисторов, млн.	55	37,5
Процессорный разъем	Socket 478	Socket 462
Частота шины, МГц	533 (133 МГц Quad Pumped)	266 (133 МГц DDR)
Пиковая пропускная способность шины, Гбайт/с	4.2	2.1
L1 кеш команд, Кбайт	12	64
L1 кеш данных, Кбайт	8	64
L2 кеш, Кбайт	512	256
Ширина шины L2 кеша, бит	256	64
Наборы SIMD-инструкций	MMX, SSE, SSE2	MMX, 3DNow!, SSE
Чипсеты	i850E, i845E, i845G, SiS645DX	VIA KT133A, VIA KT266A, VIA KT333, SiS735, SiS745, NVIDIA nForce
Поддерживаемые типы памяти	Двухканальная PC1066/PC800 RDRAM DDR333/DDR266 SDRAM	Двухканальная DDR266 SDRAM DDR333/DDR266 SDRAM PC133 SDRAM
Официальная цена, $	$562	$330

Как мы тестировали

Итак, целью данного тестирования явилось как выявление прироста производительности, который может обеспечить использование в Pentium 4 системах новой 533 МГц Quad Pumped Bus и PC1066 RDRAM. Также, параллельно мы провели сравнение старших моделей процессоров в линейках Pentium 4 и Athlon XP. Процессоры эксплуатировались в системах, основанных на самых быстрых на данный момент наборах логики. Pentium 4 работал на плате с чипсетом i850E, а Athlon XP – на плате с чипсетом VIA KT333. Также, с этого момента мы перешли на использование в наших тестовых платформах более производительной видеоподсистемы, основанной на новом графическом чипе NVIDIA GeForce4 Ti 4400 и увеличили до 512 Мбайт объем системной памяти. В итоге, состав тестовых систем можно описать следующей табличкой:

	Intel Pentium 4	AMD Athlon XP
Процессор	Intel Pentium 4 2.4B Intel Pentium 4 2.4 Intel Pentium 4 2.2 Intel Pentium 4 2.0	AMD Athlon XP 2100+ AMD Athlon XP 2000+
Системная плата	Intel D850EMV (i850E)	MSI KT3 Ultra-ARU (VIA KT333)
Память	PC1066 RDRAM, 512 Мбайт PC800 RDRAM, 512 Мбайт	PC2700 CL2 DDR SDRAM, 512 Мбайт
Видеокарта	VisionTek Xtasy GeForce4 Ti 4400
Жесткий диск	IBM DTLA 307015

Все тесты выполнялись в операционной системе MS Windows XP Professional.
Поскольку количество тестов, проведенных нами в рамках исследования новых процессоров значительно превосходит обычное, мы разбили результаты на несколько групп по характеру тестовых задач.

Производительность: Синтетические тесты подсистемы памяти

Поскольку в тестировании приняли участие системы с различными пиковыми пропускными способностями памяти и процессорной шины, в первую очередь уделим внимание результатам синтетических тестов, измеряющих пропускную способность подсистемы памяти и ее латентность.

Как видим, ускорение процессорной шины в Pentium 4 системе само по себе не дает практически никакого результата. Зато, когда одновременно с увеличением пропускной способности процессорной шины возрастает и пропускная способность памяти, мы наблюдаем ускорение подсистемы памяти как при операциях чтения, так и при записи или копировании данных.

Результаты, полученные при измерении латентности также легко объяснимы. Ускорение FSB Pentium 4 до 133 МГц приводит к вполне естественному снижению латентности «с точки зрения процессора», объясняемому уменьшением коэффициента умножения. Также, использование PC1066 позволяет еще сильнее снизить латентность памяти, однако даже в этом случае результат Pentium 4 платформы не дотягивает до показателей Athlon XP, работающего с DDR333 памятью, что вполне логично – множитель у Athlon XP много ниже.
Если же абстрагироваться от латентности «со стороны процессора», поделив полученные цифры на коэффициенты умножения, то будет получено для Athlon XP 2100+ - 17, для Pentium 4 2.4B с PC1066 – 19, для Pentium 4 2.4B с PC800 – 20.5, а для Pentium 4 2.4 c PC800 – 17. То есть, подсистема памяти, построенная на двухканальной PC800 RDRAM имеет такую же латентность, как и DDR333, PC800 RDRAM в асинхронном режиме при использовании 533-мегагерцовой шины обладает несколько худшей латентностью, а латентность PC1066 RDRAМ больше латентности PC800 RDRAM, но в то же время лучше латентности PC800 работающей в асинхронном режиме.

SiSoft Sandra как бы суммирует все вышесказанное. Практическая пиковая пропускная способность Pentium 4 2.4B c PC800 RDRAM памятью на 11% больше пропускной способности памяти Pentium 4 2.4 c PC800 RDRAM, а использование PC1066 RDRAM с Pentium 4 позволяет улучшить этот результат еще на 19%.
Если же говорить об “утилизации” теоретической пропускной способности памяти, то, как оказывается, скорость PC800 RDRAM в обычных Pentium 4 системах задействуется на 78%, а увеличение частоты шины процессора да 533 МГц позволяет улучшить этот показатель до 87%. При этом пропускная способность PC1066 RDRAM в Pentium 4 системах с 533-мегагерцовой шиной используется на те же 78%, что говорит о целесообразности увеличения скорости процессорной шины процессоров Pentium 4. К слову, в Athlon XP системах с DDR333 пропускная способность памяти может быть задействована только на 76%, однако, не стоит забывать что в системах с DDR266 этот показатель переваливал за 90%.

Производительность: Офисные приложения и кодирование данных

В рамках данного тестирования мы впервые для тестирования процессоров использовали новый тестовый пакет SYSmark 2002 от BAPCo. Этот бенчмарк унаследовал многие свои свойства от предшественника, SYSmark 2001. В частности, он состоит из тех же двух частей Internet Content Creation, измеряющей скорость работы в приложениях типа Photoshop и Dreamweaver, и Office Productivity, включающей обычные приложения типа Word, Excel, WinZIP, антивируса и т.п. Тем не менее, в SYSmark 2002 внесены достаточно существенные изменения. Во-первых, в состав теста включены более новые версии приложений. Во-вторых, изменен алгоритм подсчета итогового результата, с целью его более равномерной зависимости от скорости работы всех приложений, входящих в пакет.
Также, стоит отметить и то, что SYSmark 2002 стал более чутко реагировать на производительность подсистемы памяти. Интенсивность операций с подсистемой памяти, проводимых в SYSmark 2002 возросла по сравнению с предшественником примерно вдвое.
Взглянем же на результаты:

Как видим, и в новой версии бенчмарка процессоры семейства Pentium 4 продолжают удерживать лидерство. На этот раз данный результат нельзя объяснить использованием устаревшей версии Windows Media Encoder, поскольку новая версия этой программы, входящая в SYSmark 2002, SSE-инструкции процессора Athlon XP понимает.

Тем не менее, основной отрыв Pentium 4 от Athlon XP снова образуется именно из-за Internet Content Creation части теста. Отчасти это можно объяснить тем, что новые версии популярных программ входящих в этот тест, таких как Adobe Photoshop 6.0.1 или Adobe Premiere 6.0 стали задействовать набор инструкций SSE2 процессора Pentium 4.

Подытоживая результаты SYSmark 2002, хотелось бы обратить внимание читателя на тот факт, что перевод Pentium 4 на 533-мегагерцовую шину дает в типовых приложениях гораздо больший эффект, нежели использование PC1066 памяти. Это – еще один аргумент в пользу того, что 533 МГц Quad Pumped Bus будет иметь смысл и в DDR266 и DDR333 системах, основанных на наборах логики i845E и i845G.

Скорость кодирования wav-файлов в формат mp3 от скорости памяти и скорости процессорной шины мало. Посмотрим, как обстоит дело с кодированием видео.

В данном случае если ускорение процессорной шины Pentium 4 само по себе не дает практически никакого эффекта, то повышение общей пропускной способности магистрали память-процессор до 4.2 Гбайт в секунду дает весьма ощутимый результат. Скорость кодирования MPEG-4 возрастает на 11%.

Скорость сжатия данных алгоритмом RAR проявляет еще большую зависимость и от пропускной способности процессорной шины и от пропускной способности шины памяти. В общей сложности ускорение ключевых шин системы без поднятия частоты процессора Pentium 4 позволяет нарастить производительность более чем на 13%.

Производительность: 3D-игры

Для начала посмотрим на результаты, полученные в «полусинтетическом» 3Dmark2001 SE.

Процессоры линейки Athlon XP традиционно имеют неплохие результаты в 3Dmark. Тем не менее, процессор Athlon XP 2100+ не может составить конкуренцию Pentium 4 2.4 ГГц, производительность которого после перевода на частоту шины 533 МГц ощутимо возрастает.

Тестирование процессоров в 3Dmark2001 SE с отключенным аппаратным ускорением T&L имеет для нас большое значение, поскольку в данном случае все операции по расчету геометрии и освещения ложатся на центральный процессор. При этом активно задействуются наборы SIMD-инструкций. И именно поэтому семейство Pentium 4, поддерживающее более прогрессивные SSE2 команды, опережает своих соперников производства AMD.

Как было показано нами в предыдущем тестировании , производительность в Quake3 зависит во многом от пропускной способности магистрали процессор-память. Вновь мы видим подтверждение этого факта. Pentium 4 2.4B опережает Pentium 4 2.4 на 5% даже при использовании одинаковой PC800 RDRAM. А увеличение пропускной способности памяти с 3.2 Гбайт в секунду до 4.2 Гбайт в секунду позволяет получить еще 7-процентный прирост быстродействия.

Игра Return to Castle Wolfenstein основывается на том же самом движке, что и Quake3. Оттого результаты, полученные нами в этом случае, качественно напоминают предыдущий случай.

Увеличение разрешения и качества изображения приводит к тому, что часть вычислительной нагрузки с процессора снимается и переносится на видеоподсистему. Именно это и вызывает некоторое уравнивание полученных результатов. Кроме того, Athlon XP при этом уже не выглядит столь же безнадежно отстающим, как при установке небольших экранных разрешений.

В Serious Sam на высоте оказывается Athlon XP. Только лишь использование PС1066 RDRAM позволяет Pentium 4 2.4B обогнать Athlon XP 2100+, работающий, к слову, на гораздо меньшей тактовой частоте – 1.73 ГГц.

Однако в разрешении 1280x1024 не помогает Pentium 4 и это.

В недавно вышедшей очередной версии популярного симулятора вертолета, которую мы решили использовать для целей тестирования, число fps оказывается сильно зависимым от пропускной способности как процессорной шины, так и шины памяти. Как можно предположить, интерполировав в уме результаты, Pentium 4 2.4В c PC800 RDRAM работает примерно со скоростью Pentium 4 2.6 с 400-мегагерцовой шиной, а установка в систему с Pentium 4 2.4В PC1066 RDRAM увеличивает его производительность приблизительно до скорости гипотетического Pentium 4 2.8 ГГц.

После установки большего разрешения оказывается, что наращивать скорость процессорной шины без симметричного увеличения пропускной способности памяти – достаточно бессмысленная затея.

Производительность: 3D рендеринг

Скорость 3D рендеринга мы исследовали в трех популярных пакетах – 3ds max 4.26, Maya 4.0.1 и Lightwave 7.0b. Во всех тестах мы хронометрировали скорость рендеринга сцен, поэтому на диаграммах меньшее значение соответствует лучшему результату. Для тестирования в 3ds max была использована сцена islands, измерение скорости в Maya 4.0.1 проводилось по методике Maya-Testcenter rendertest, а в Lightwave нами была использована сцена sunset.

Как мы помним, раньше при измерении скорости финального рендеринга на высоте оказывались процессоры семейства Athlon XP. Однако не так давно был выпущен update к этому пакету, позволяющий активно задействовать SSE2 инструкции. Результат мы видим на диаграмме – процессоры Pentium 4 начали демонстрировать гораздо более высокую скорость рендеринга. Что же касается эффекта, получаемого от ускорения шин в Pentium 4 системе, то он незначителен. Рендеринг – сугубо вычислительный процесс, не нуждающийся в интенсивном обмене данными между памятью и процессором.

Аналогичная картина наблюдается и в Maya. Однако Athlon XP 2100+ в данном случае показывает результат, сравнимый с показателями Pentium 4 2.4 ГГц.

В Lightwave же расклад сил и вовсе выводит Athlon XP 2100+ на первое место. При этом ускорение шин в Pentium 4 системе не дает совершенно никакого эффекта.
Подытоживая уведенное в этом разделе, в очередной раз хочется отметить, что Athlon XP обладает гораздо лучшими вычислительными возможностями. Именно поэтому, результаты этого процессора при рендеринге так хороши. Если специфика приложений такова, что они не нуждаются в высокой скорости магистрали процессор-память, то многие сильные стороны процессора Pentium 4 оказываются в тени.

Производительность: CAD

Для тестирования производительности процессоров в AutoCAD 2002 мы использовали популярный бенчмарк C2001 от Cadalyst Labs.

Увеличение скорости процессорной шины Pentium 4, также как и использование более скоростной памяти, увеличивает производительность в AutoCAD не сильно. Тем не менее, прирост все же есть, и его величина составляет примерно 3%.

При тестировании скорости работы в каркасном 3D режиме, Pentium 4 намного опережает Athlon XP. Судя по тому, что прирост производительности при увеличении пропускной способности шины памяти и процессора в этом тесте оказывается достаточно велик, объяснение этого состоит именно в том, что Pentium 4 обеспечивает более высокую скорость взаимодействия с подсистемой памяти.

При использовании 2D в AutoCAD ситуация примерно такая же как и в 3D-режимах. Pentium 4 показывает высокие результаты, а ускорение его шины и шины памяти позволяет получить дополнительный прирост быстродействия.

Производительность: Научные и профессиональные OpenGL приложения

Вполне естественно, что семейство Athlon XP при решении задач математического моделирования показывает себя с лучшей стороны. В приложениях такого типа основное значение имеет скорость работы блока операций с плавающей точкой, а это – сильная сторона архитектуры Athlon. Трехконвейерный блок FPU этого процессора позволяет ему легко обгонять Pentium 4, работающий на гораздо более высокой тактовой частоте. В то же время увеличение пропускной способности шин памяти и процессора мало помогает Pentium 4.

При тестировании скорости работы во viewports в 3ds max в каркасном режиме системы на базе Pentium 4 демонстрируют лучшую производительность. Увеличение частоты Quad Pumped Bus также позволяет несколько ускорить работу 3ds max. В общем, ситуация сродни тому, что мы видели в AutoCAD.

Переключение на режим с затенением и освещением увеличивает нагрузку на вычислительные ресурсы процессора. Что получается в результате – хорошо видно на диаграмме.

Выводы

Выпустив за достаточно небольшой промежуток времени несколько новых моделей Pentium 4, а также осуществив перевод этой линейки на использование более скоростной шины, Intel удалось добиться некоторого преимущества в быстродействии верхних моделей процессоров над CPU от AMD. Впрочем, это утверждение справедливо до тех пор, пока дело не касается вычислительных задач, в которых Athlon XP продолжает удерживать лидерство. Тем не менее, если в ближайшее время AMD не предпримет никаких решительных действий по ускорению Athlon XP, рынок высокопроизводительных CPU для этой компании может быть потерян.
Что же касается собственно перевода Pentium 4 на частоту шины 533 МГц, то, как оказалось, NetBurst архитектура способна переварить и такое. Получаемый от этого рост производительности достаточно существенен и достигает порой 15%, лишь бы только нашлась подсистема памяти с соответствующей пропускной способностью. В случае же, если подсистема памяти ниже пропускной способности процессорной шины, прирост в скорости будет не столь велик. Однако об этом мы поговорим в наших следующих материалах, когда будем говорить о DDR SDRAM наборах логики для 533-мегагерцовой шины.
В результате того, что Intel отказался от дальнейшей поддержки Rambus, i850E, хотя наверняка и будет являться чемпионом в скорости среди Pentium 4 чипсетов, вряд ли найдет широкое распространение. А жаль. Поэтому, похоже, что в реальных массовых системах, в которых совместно с новыми Pentium 4 будет использоваться DDR SDRAM, прирост от использования ускоренной шины будет не так ощутим. Впрочем, Intel планирует поправить это положение к концу года, когда компания планирует представить двухканальный DDR SDRAM набор логики для Pentium 4.

На момент начала продаж процессорные решения серии Intel Pentium 4 позволяли создавать наиболее производительные настольные вычислительные системы. Спустя 8 лет это семейство чипов устарело и было снято с производства. Именно об этом легендарном модельном ряде ЦПУ и пойдет в этом материале речь.

Позиционирование процессора

На самом старте продаж данные процессоры принадлежали к наиболее быстродействующим решениям. На подобную их принадлежность указывали передовая на тот момент архитектура полупроводникового кристалла NetBurst, существенно возросшие тактовые частоты и прочие значительно улучшенные технические характеристики. Как результат, владельцы персональных компьютеров на их базе могли решать любые по уровню сложности задачи. Единственная сфера, в которой эти чипы не применялись - это серверы. В таких высокопроизводительных вычислительных машинах использовались процессорные решения серии XEON. Также не совсем оправданно применение в составе офисных ПК Intel Pentium 4. Ядра такого чипа в этом случае не до конца нагружались и с экономической точки зрения такой подход был целиком и полностью не оправдан. Для ниши “Интел” выпускала менее производительные и более доступные ЦПУ серии Celeron.

Комплектация

В двух типичных вариантах поставки можно было встретить процессор Intel Pentium 4. Один из них был нацелен на небольшие компании, которые специализировались на сборке системных блоков. Также такой вариант поставки подходил для домашних сборщиков персональных компьютеров. В прайс-листах он обозначался ВОХ, а в него производитель включал следующее:

Чип в защитной упаковке из прозрачного пластика.

Фирменную систему теплоотвода, которая состояла из специальной термопасты и кулера.

Талон с гарантийными обязательствами.

Краткое руководство по назначению и использованию процессорного решения.

Наклейка с логотипом модели чипа для передней панели системного блока.

Второй вариант поставки в каталогах компьютерных комплектующих обозначался TRAIL. В этом случае из списка поставки исключалась система охлаждения и ее необходимо было дополнительно приобретать. Подобный вид комплектации наиболее оптимально подходил для крупных сборщиков персональных компьютеров. За счет большого объема продаваемой продукции они могли позволить покупать системы охлаждения по более низким оптовым ценам и такой подход был оправдан с экономической точки зрения. Также такой вариант поставки пользовался повышенным спросом среди компьютерных энтузиастов, которые приобретали улучшенные модификации кулеров и это позволяло еще лучше разогнать такой процессор.

Процессорные разъемы

Процессор Intel Pentium 4 мог устанавливаться в один из 3-х видов процессорных разъемов:

Первый разъем появился в 2000 году и был актуальным до конца 2001 года. Затем ему на смену пришел PGA478, который вплоть до 2004 года занимал ведущие позиции в перечне продукции компании “Интел”. Последний сокет LGA775 появился на прилавках магазинов в 2004 году. В 2008 году его сменил LGA1156, который был нацелен на применение чипов с более передовой архитектурой.

Сокет 423. Семейства поддерживаемых чипов

Производители процессоров в лице компаний “Интел” и АМД в конце 1999 года - начале 2000 года постоянно расширяли перечень предлагаемых чипов. Только у второй компании была вычислительная платформа с запасом, которая базировалась на сокете PGA462. А вот “Интел” все возможное на тот момент из процессорного разъема PGA370 “выжала” и ее нужно было предлагать рынку компьютерных технологий что-то новое. Этим новым и стал рассматриваемый чип с обновленным процессорным разъемом в 2000 году. Intel Pentium 4 дебютировал одновременно с анонсом платформы PGA423. Стартовая частота процессоров в этом случае была установлена на отметке 1,3 ГГц, а наибольшее ее значение достигало 2,0 ГГц. Все ЦПУ в этом случае принадлежали к семейству Willamette, изготавливались по технологии 190 нм. Частота системной шины была равна реальным 100 МГц, а ее эффективное значение составляло 400 МГц.

Процессорный разъем PGA478. Модели ЦПУ

Через год в 2001 году вышли обновленные процессоры Intel Pentium 4. Socket 478 - это разъем для их установки. Как было уже отмечено ранее, этот сокет был актуальным вплоть до 2004 года. Первым семейством процессоров, которые в него могли быть установлены, стал Willamette. Наивысшее значение частоты для них было установлено на 2,0 ГГц, а начальное - 1,3 ГГц. Техпроцесс у них соответствовал 190 нм. Затем появилось в продаже семейство ЦПУ Northwood. Эффективное значение частоты в некоторых моделях в этом случае было увеличено с 400 МГц до 533 МГц. Частота чипов могла находиться в пределах от 2,6 ГГц до 3,4 ГГц. Ключевое же нововведение чипов этого модельного ряда - это появление поддержки технологии виртуальной многозадачности HyperTraiding. Именно с ее помощью на одном физическом ядре обрабатывалось сразу два потока программного кода. По результатам тестов получался 15-процентный прирост быстродействия. Следующее поколение чипов “Пентиум 4” получило кодовое название Prescott. Ключевые от предшественников в этом случае заключались в улучшенном технологическом процессе, увеличении кеш-памяти второго уровня и повышение тактовой частоты до 800 МГц. При этом сохранилась поддержка HyperTraiding и не увеличилось максимальное значение тактовой частоты - 3,4 ГГц. Напоследок необходимо отметить то, что платформа PGA478 была последней вычислительной платформой, которая не поддерживала 64-битные решения и могла выполнять лишь только 32-разрядный программный код. Причем это касается и системных плат, и процессорных решений Intel Pentium 4. Характеристики компьютеров на базе таких комплектующих являются целиком и полностью устаревшими.

Завершающий этап платформы Pentium 4. Сокет для установки чипов LGA775

В 2006 году производители процессоров начали активно переходить на 64-разрядные вычисления. Именно по этой причине Intel Pentium 4 перешел на новую платформу на основе разъема LGA775. Первым поколением процессорных устройств для нее называлось точно также, как и для PGA478 - Prescott. Технические спецификации у них были идентичны предыдущим моделям чипов. Ключевое отличие - это повышение максимальной тактовой частоты, которая в этом случае могла уже достигать 3,8 ГГц. Завершающим же поколением ЦПУ стало Cedar Mill. В этом случае максимальная частота понизилась до 3,6 ГГц, но при этом техпроцесс улучшился и энергоэффективность улучшилась. В отличие от предшествующих платформ, в рамках LGA775 “Пентиум 4” плавно перешел из сегмента решений среднего и премиального уровня в нишу процессорных устройств бюджетного класса. На его место пришли чипы серии Pentium 2, которые уже могли похвастаться двумя физическими ядрами.

Тесты. Сравнение с конкурентами

В некоторых случаях достаточно неплохие результаты может показать Intel Pentium 4. Processor этот отлично подходит для выполнения программного кода, который оптимизирован под один поток. В этом случае результаты будут сопоставимы даже с нынешними ЦПУ среднего уровня. Конечно, сейчас таких программ не так уж и много, но они все еще встречаются. Также этот процессор способен составить конкуренцию нынешним флагманам в офисных приложениях. В остальных случаях этот чип не может показать приемлемый уровень производительности. Результаты тестов будут приведены для одного из последних представителей данного семейства “Пентиум 4 631”. Конкурентами для него будут процессоры Pentium D 805, Celeron Е1400, Е3200 и G460 от “Интел”. Продукция же АМД будет представлена Е-350. Количество ОЗУ стандарта DDR3 равно 8 Гб. Также данная вычислительная система доукомплектована адаптером GeForce GTX 570 с 1 Гб видеопамяти. В трехмерных пакетах Maya, Creo Elements и Solid Works в актуальных версиях 2011 года рассматриваемая модель “Пентиум 4” показывает достаточно неплохие результаты. По результатам тестов в этих 3-х программных пакетах была выведена средняя оценка по сто балльной шкале и силы распределились следующим образом:

“Пентиум 4 631” проигрывает процессорам с более продвинутой архитектурой и более высокими тактовыми частотами G460 и Е3200, у которых 2 физических ядра. Но при этом обходит полноценную двухъядерную модель D 805 на аналогичной архитектуре. Результаты же Е-350 и Е1400 были предсказуемые. Первый чип ориентирован на сборку ПК, в которых на первый план выходит энергопотребление, а удел второго - это офисные системы. Совершенно по-другому распределяются силы при кодировании медиафайлов в программах Lame, Apple Lossless, Nero AAC и Ogg Vorbis. В этом случае на первый план уже выходит количество ядер. Чем их больше, тем лучше выполняется задача. Опять-таки, по усредненной сто балльной шкале силы распределились следующим образом:

Даже Е-350 с приоритетом на энергоэффективность обходит “Пентиум 4” модели 631. Продвинутая архитектура полупроводникового кристалла и наличие 2-х ядер все-таки дают о себе знать. Изменяется картина при тестировании процессоров в архиваторах WinRAR и 7-Zip. Результаты чипов по той же самой шкале распределились так:

В этом тесте множество факторов оказывает влияние на конечный результат. Это и архитектура, это и размер кеша, это и тактовая частота, это и количеств ядер. Как результат, типичным середнячком получился тестируемый “Пентиум 4” в исполнении 631. Эталонная же система, производительность которой соответствовала 100 баллам, базировалась на ЦПУ Athlon II Х4 модели 620 от АМД.

Разгон

Внушительным увеличением уровня производительности мог похвастаться Intel Pentium 4. Разгон этих процессорных устройств позволял достичь значений тактовой частоты в 3,9-4,0 ГГц при улучшенной воздушной системе охлаждения. Если же заменить воздушное охлаждение на жидкостное на базе азота, то вполне можно рассчитывать на покорение значения в 4,1-4,2 ГГц. Перед разгоном компьютерная система должна быть укомплектована следующим образом:

Мощность блока питания должна быть минимум 600 Вт.

В компьютере должна быть установлена продвинутая модель системной платы, на которой можно осуществлять плавное регулирование различных параметров.

Кроме основного кулера, на процессоре в системном блоке должны находиться дополнительные 2-3 вентилятора для осуществления улучшенного теплоотвода.

Мультипликатор частоты в этих чипах был заблокирован. Поэтому простым поднятием его значения разогнать ПК невозможно. Поэтому единственный способ увеличения производительности - это увеличение реального значения тактовой частоты системной шины. Порядок же разгона в этом случае следующий:

Уменьшаются значения частот всех компонентов ПК. В этот список лишь только не попадает лишь только системной шины.

На следующем этапе увеличиваем рабочее значение частоты последней.

После каждого такого шага необходимо проверить стабильность работы компьютера с помощью прикладного специализированного софта.

Когда простого повышения частоты уже недостаточно начинаем повышать напряжение на ЦПУ. Его максимальное значение равно 1,35-1,38 В.

После достижения наибольшего значения напряжения частоту чипа повышать нельзя. Это и есть режим максимального быстродействия компьютерной системы.

В качестве примера можно привести модель 630 процессора “Пентиум 4”. Ее стартовая частота равна 3 ГГц. Номинальная же тактовая частота системной шины составляет в этом случае 200 МГц. Значение последней можно на воздушном охлаждении повысить вплоть до 280-290 МГц. В результате ЦПУ будет работать уже на 4,0 ГГц. То есть прирост производительности составляет 25 процентов.

Актуальность на сегодняшний день

На сегодняшний день целиком и полностью устарели все процессоры Intel Pentium 4. Температура их функционирования, энергопотребление, технологический процесс, тактовые частоты, размер кеш-памяти и ее организация, количество адресуемой ОЗУ - это далеко не полный перечень тех характеристик, которые указывают на то, что это полупроводниковое решение устарело. Возможностей такого чипа лишь достаточно для решения наиболее простых задач. Поэтому владельцам таких компьютерных систем необходимо их обновлять в срочном порядке.

Стоимость

Несмотря на то что в 2008 году выпуск рассматриваемых ЦПУ был прекращен, их все еще можно купить в новом состоянии со складских запасов. При этом необходимо отметить то, что в исполнении LGA775 и с поддержкой технологии НТ можно приобрести чипы Intel Pentium 4. Цена на них находится в пределах 1300-1500 рублей. Для офисных систем это вполне адекватный уровень стоимости. Процессорные решения, которые находились в использовании, можно найти на различных торговых площадках в интернете. Цена в этом случае начинается с отметки в 150-200 рублей. Полностью же собранный персональный компьютер бывший в употреблении можно купить по цене от 1500 рублей.

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:

Материнские платы EPOX 4BDA (i845D) и EPOX 8KHA+ (VIA KT266A)
256 Мб оперативной памяти DDR Kingston с латентностью CAS2
Графическая карта Leadtek GeForce2 Ti
Жесткий диск Maxtor 20 Гб (ATA/100, 5400 RPM)
Операционная система Windows Me
Драйверы nVidia Detonator 23.11

Тесты, которые были использованы для проведения испытаний, можно условно разделить на несколько групп:

Синтетические тесты из пакетов SiSoft Sandra 2002 и PCMark 2002, демонстрирующие теоретический уровень производительности процессора и чипсета.
Офисные приложения: ZD Business Winstone 2001, архиваторы WinZIP, WinRAR, медиа-компрессор Lame
Игровые приложения: Quake III, Max Payne, 3DMark 2001
Приложения для 3D-рендеринга: 3DStudio MAX 4, Bryce 5
Программы, выполняющие сложные научные рассчеты: ScienceMark test, Super PI. Первый выполняет расчет орбиталей электронов в некоторых газах. Второй же способен посчитать число PI с точностью до 32 миллионов знаков после запятой.

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.

Сергей Пахомов

Только в прошлом номере КомпьютерПресс мы познакомили наших читателей с новым процессором Intel Pentium 4 2,4 ГГц, и вот новое событие, которое мы не могли обойти стороной, - компания Intel объявила о выпуске процессора Intel Pentium 4 2,4 B ГГц.

ля того чтобы дать возможность отличить по названию новый процессор с тактовой частотой 2,4 ГГц от его предшественника с той же тактовой частотой, к названию добавлена буква «B». Напомним, что приблизительно аналогичная ситуация имела место и при появлении процессора Intel Pentium 4 2 B ГГц с ядром Northwood. Чтобы его можно было отличить от процессора с той же тактовой частотой, но с ядром Willamette, в название включили букву «A».

Подобно предшественникам Pentium 4 2 A ГГц, Pentium 4 2,2 ГГц и Pentium 4 2,4 ГГц, новый процессор построен на ядре Northwood (0,13-микронная технология) и имеет кэш второго уровня размером 512 Кбайт. Внешне этот процессор ничем не отличается от предыдущих - все тот же корпус FC-PGA2 (Flip-Chip Pin Grid Array) и формфактор mPGA-478. А вот внутренних различий куда больше. Новый процессор рассчитан на частоту системной шины 533 МГц. Эта шина, называемая также Quad Pumped Bus, связывает процессор с северным мостом чипсета (контроллером памяти) и позволяет благодаря особой организации на физическом уровне передавать четыре пакета данных за один такт FSB-шины с частотой 133 МГц. Таким образом, эта 64-битная шина имеет пиковую пропускную способность 4,26 Гбайт/с, а не 3,2 Гбайт/с, как в предыдущих моделях.

Итак, основное отличие нового процессора - это изменение интерфейса согласования с системной шиной. Естественно, что для реализации поддержки системной шины с частотой 533 МГц потребовалась и новая модификация чипсета. В случае использования памяти RDRAM - это i850E. Как и все последние чипсеты от компании Intel, i850 построен на основе хаб-архитектуры и включает контроллер-концентратор памяти (Memory Controller Hub, MCH) и контроллер-концентратор ввода-вывода (I/O Controller Hub) ICH2.

«Общение» контроллера-концентратора памяти с процессором осуществляется по 533-мегагерцевой 64-битной шине, c пропускной способностью 4,26 Гбайт/с. А вот общение контроллера с двухканальной памятью RDRAM PC800 пока не претерпело изменений. Шина памяти, как и прежде, работает на частоте 400 МГц и имеет пропускную способность 3,2 Гбайт/с.

Конечно, при этом наблюдается некий дисбаланс между пропускной способностью памяти и процессора, но даже в этом случае, как будет показано ниже, системе обеспечивается довольно неплохой прирост производительности по сравнению с 400-мегагерцевой системной шиной при той же частоте процессора.

Кроме того, следует иметь в виду, что в скором времени на рынке появится новый тип двухканальной RDRAM-памяти PC1066, поддерживающей частоту шины 533 МГц и имеющей пропускную способность 4,26 Гбайт/с.

Скорее всего, сам чипсет i850E будет поддерживать и шину памяти с частотой 533 МГц (во всяком случае, никаких технических препятствий к этому нет, хотя сама компания Intel не объявляла о поддержке новой памяти). В этом случае появляется потенциальная возможность создавать сбалансированные высокопроизводительные решения. Однако на момент тестирования в нашем распоряжении отсутствовала память RDRAM, поддерживающая частоту 533 МГц, поэтому мы не имели возможности проверить поддержку частоты памяти в 533 МГц чипсетом i850E.

Для работы с графической подсистемой Memory Controller Hub поддерживает шину с интерфейсом AGP 4x, обеспечивающую пропускную способность чуть более 1 Гбайт/с.

Контроллер-концентратор ввода-вывода (ICH2) знаком нашим читателям еще со времен чипсета i815, поэтому мы ограничимся лишь кратким перечислением его функциональных возможностей: два USB-контроллера (четыре канала с пропускной способностью до 24 Мбит/с), двухканальный ATA/100-контроллер, шестиканальный звуковой контроллер AC’97, поддержка CNR/AMR-слота. Взаимодействие между контроллерами осуществляется по специальной шине, имеющей пропускную способность 266 Мбайт/с.

Для того чтобы на практике оценить все преимущества нового процессора в случае использования более высокочастотной системной шины, мы протестировали его, задействовав следующую конфигурацию тестового стенда:

материнская плата Intel D850MV;
жесткий диск IBM IC35L080AVVA07-0 с файловой системой NTFS;
512 Мбайт оперативной памяти RDRAM PC800-45 (Samsung);
видеокарта Gigabyte GF3200TF (GeForce 3 Ti 200, 64 Мбайт).

Кроме того, использовалось следующее программное обеспечение:

операционная система Windows XP Professional (English);
видеодрайвер nVIDIA detonator v. 28.32 (разрешение 1024Ѕ768, глубина цвета 32 bit,Vsync - откл.);
Intel Application Accelerator v 2.2;
Intel® Chipset Software Installation Utility, v 3.20.1008.

Для тестирования мы отобрали следующие программы:

SYSmark 2002 Internet Contenet Creation;
SYSmark 2002 Office Productivity;
Ziff Davis Business Winstone 2001;
Ziff Davis Content Creation 2002;
RazorLame 1.1.5+Lame 3.92;
VirtualDub 1.4.10+DIVx 5.0.1 Pro;
WinAce v2.11;
WinZip 8.1;
CPU RightMark;
MadOnion 3DMark 2001SE;
MadOnion PCMark 2002;
SPECviewPerf;
SiSoft Sandra Pro v 2002.1.8.59.

Конечно, интерес представляют не столько абсолютные результаты тестирования (глядя на голые цифры, делать выводы довольно трудно), сколько результаты сравнения тестов для данного процессора с аналогичными результатами его предшественников. Именно поэтому мы попытались провести сравнительное тестирование сразу нескольких процессоров: Intel Pentium 4 2,4 B ГГц, Intel Pentium 4 2,4 ГГц, Intel Pentium 4 2,2 ГГц и Intel Pentium 4 2 ГГц. Особый интерес, на наш взгляд, представляют результаты сравнения процессоров Intel Pentium 4 2,4 B ГГц, Intel Pentium 4 2,4 ГГц, то есть с одной и той же частотой, но с разными частотами системной шины.

Учитывая возможность материнской платы Intel D850MV поддерживать частоту системной шины как 533, так и 400 МГц, мы использовали один и тот же стенд для тестирования всех четырех процессоров, что позволило более корректно сравнивать между собой тестируемые процессоры. Если бы, к примеру, для тестирования разных процессоров использовались различные материнские платы, то результаты тестирования, естественно, зависели бы не только от процессоров, но и от самих плат, то есть сравнение процессоров было бы не вполне корректным. Впрочем, достичь «идеальной» стендовой конфигурации нам также не удалось. Дело в том, что использовавшаяся нами плата при работе с процессором Intel Pentium 4 2,4 B ГГц имела частоту FSB 132,6 МГц, то есть чуть ниже, чем требуется. При коэффициенте умножения, равном 18, это приводило к частоте процессора 2386,6 Гц, то есть до обещанных 2,4 ГГц не хватало 13,4 МГц. При работе с процессором Intel Pentium 4 2,4 ГГц частота FSB составляла 99,7 МГц, соответственно при коэффициенте умножения 24 внутренняя частота процессора составляла уже 2392,7 МГц, то есть несколько выше, чем в предыдущем случае. Таким образом, процессор Intel Pentium 4 2,4 ГГц оказывался в несколько более выгодных условиях, чем процессор Intel Pentium 4 2,4 B.

Результаты тестирования всех четырех процессоров представлены в таблице .

Рассмотрим результаты тестирования более подробно. Начнем с традиционных тестов SYSmark 2002 Internet Contenet Creation и SYSmark 2002 Office Productivity. Прежде всего отметим, что эти тесты, эмулирующие работу пользователя с реальными приложениями, не являются «процессорными», а в большей степени позволяют определить производительность системы в целом. Однако если учесть, что изменялся не сам стенд, а только процессор, то данные результаты, точнее их изменение, можно напрямую связать с влиянием процессора на производительность системы.

При переходе от процессора Intel Pentium 4 2,4 ГГц к процессору Intel Pentium 4 2,4 B ГГц прирост производительности в тесте SYSmark 2002 Internet Contenet Creation составляет 5,8%, а в тесте SYSmark 2002 Office Productivity - 2,8%. При этом рост производительности при переходе от процессора Intel Pentium 4 2,2 ГГц к процессору Intel Pentium 4 2,4 ГГц составляет в тесте SYSmark 2002 Internet Contenet Creation всего 3,7%, а в тесте SYSmark 2002 Office Productivity - 4,1 %.

Другими традиционно используемыми тестами на определение общей производительности системы являются тесты Ziff Davis Business Winstone 2001 и Ziff Davis Content Creation 2002. К сожалению, высокая погрешность результатов не позволяет достаточно корректно оценить прирост производительности не только при переходе от 400-мегагерцевой шины на 533-мегагерцевую, но и при повышении тактовой частоты от 2,2 до 2,4 ГГц.

Кроме традиционных тестов на измерение общей производительности системы, для сравнения прироста производительности мы использовали отдельные программы, позволяющие оценить эффективность работы с аудио- и видеоданными.

Для оценки скорости конвертации wav-файла в mp3-формат использовался wav-файл с исходным размером 48,8 Мбайт и новый кодировщик Lame 3.92 с программной оболочкой RazorLame. Выяснилось, что переход от 400-мегагерцевой шины на 500-мегагерцевую обеспечивает выигрыш в скорости конвертации на 2,1%, в то время как увеличение тактовой частоты процессора с 2,2 до 2,4 ГГц приводит к росту производительности в 9,8%.

При конвертации avi-файла в формат MPEG-4 использовались видеофайл с исходным размером 1,31 Гбайт и новый кодировщик DIVx 5.0.1 Pro с программной оболочкой VirtualDub 1.4.10. Прирост по скорости конвертации для нового процессора по сравнению с Intel Pentium 4 2,4 ГГц составил 4,8%, а прирост при переходе с частоты 2,2 ГГц на частоту 2,4 ГГц при неизменной частоте системной шины - 6,1%.

Другим набором тестов, позволяющих оценить прирост производительности системы, являются популярные архиваторы. Мы использовали архиваторы WinAce v2.11 и WinZip 8.1. В качестве архивируемой директории была взята директория с общим размером 2,1 Гбайт, насчитывающая 12 109 различных по формату файлов. Оба архиватора были настроены на максимальную степень сжатия с размерами словарей по умолчанию (1024 K). Прирост в скорости архивирования для процессора Intel Pentium 4 2,4 B ГГц составил 4,75% по сравнению с процессором Intel Pentium 4 2,4 ГГц при использовании архиватора WinAce v2.11 и 1,3% - при использовании архиватора WinZip 8.1. При увеличении тактовой частоты от 2,2 до 2,4 ГГц с частотой системной шины 400 МГц прирост производительности составляет 2,9% для архиватора WinAce v2.11 и 9,2% для архиватора WinZip 8.1.

Прекрасная масштабируемость нового процессора проявилась и в тесте MadOnion 3DMark 2001SE. Прирост производительности при переходе на 533-мегагерцевую шину (при неизменной частоте процессора) составил 1,36%, что приблизительно соответствует приросту производительности при увеличении частоты процессора с 2,2 до 2,4 ГГц (при неизменной частоте системной шины), который составил 1,43%.

Графический тест SPECviewPerf не выявил однозначного преимущества нового процессора. Впрочем, результаты этого теста слабо зависят не только от частоты системной шины, но и от частоты процессора. Практически разброс результатов для всех типов процессоров определяется погрешностью измерений, поэтому можно говорить, что сам по себе процессор уже не является в данном тесте слабым местом. Результаты же теста в значительно большей степени зависят от типа используемой видеокарты.

Следующий тест, использовавшийся нами для тестирования процессоров, - это новый пакет MadOnion PCMark 2002. Данный тест хотя и не является полностью синтетическим, позволяет сконцентрироваться на тестировании именно процессора и оперативной памяти. При тестировании процессора выполняются такие типичные операции, как декодирование в Jpeg-формат, компрессия и декомпрессия файлов, поиск по тексту, конвертация аудиофайлов, а также расчет 3D-векторов. Как и следовало ожидать, в процессорных тестах никакого преимущества нового процессора выявлено не было, что и неудивительно. Эти результаты определяются тактовой частотой процессора (при той же архитектуре процессора) и не должны зависеть от частоты системной шины, связывающей процессор с контроллером CMH. Набор тестов на производительность памяти (всего таких тестов 25) в этом смысле более показателен. При чтении блоков памяти размером 6, 48 и 384 Кбайт роста производительности не наблюдается, поскольку в этом случае процессор общается с кэшем данных, а не с памятью. Однако при чтении больших по размеру блоков (1536 и 3072 K) наблюдается прирост производительности при переходе на 533-мегагерцевую шину. Аналогичный прирост производительности наблюдается и при произвольном доступе к памяти.

И наконец, последний тест, о котором хотелось бы рассказать, - новый тестовый пакет CPU RightMark. Особенно отрадно, что на этот раз речь идет не о тесте иностранного производства, а о качественном тестовом пакете, разработанном нашими соотечественниками.

Тест CPU RightMark предназначен для измерения производительности процессоров в таких вычислительных задачах, как решение системы дифференциальных уравнений, соответствующих моделируемым физическим процессам взаимодействия системы многих тел, и решение задач из области трехмерной графики.

Отличительной особенностью теста CPU RightMark является то, что результаты напрямую зависят от самого процессора, памяти и шины «память-процессор», тогда как влияние остальных компонентов системы сведено к минимуму. Это достигается за счет учета только времени работы процессора, а время работы выполнения «внешних» задач, таких как обращение к жесткому диску, переключение видеостраниц и др., не учитывается.

CPU RightMark содержит два программных блока, один из которых предназначен для расчета физической модели (то есть для решения системы дифференциальных уравнений), а другой отвечает за визуализацию (рендеринг) полученного решения, то есть за прорисовку сцены. У каждого блока есть разные варианты, оптимизированные под различные системы процессорных команд. Расчет физической модели возможен при помощи как набора команд SSE2 (процессор Intel Pentium 4), так и набора команд для FPU, поскольку при расчете используются числа типа double. Скорость работы этого блока отражает производительность процессора в связке с памятью при выполнении математических расчетов с использованием действительных чисел двойной точности.

Блок визуализации состоит из двух частей: блока предварительной обработки и блока отрисовки (рендеринга). Первый блок откомпилирован с использованием набора команд сопроцессора x87, а второй имеет несколько вариантов, оптимизированных под различные наборы инструкций: FPU+GeneralMMX, FPU+EnhancedMMX и SSE+EnhancedMMX. Скорость работы блока визуализации отражает производительность процессора и памяти при выполнении геометрических расчетов с использованием действительных чисел одинарной точности.

Отметим, что в тестовом приложении преимущественно выполняется эффективное предварительное кэширование данных, поэтому производительность памяти не оказывает существенного влияния на результаты. Это позволяет сконцентрироваться на определении непосредственно производительности процессоров без учета пропускной способности самой памяти.

Собственно, наше тестирование еще раз подтвердило, что результаты теста прежде всего определяются производительностью процессора и мало зависят от памяти. Выигрыш при переходе на 533-мегагерцевую шину, как и следовало ожидать, практически отсутствует. А вот при прорисовке сцены, что также понятно, наблюдается прирост производительности в 6,7%.

Итак, даже с учетом того, что при тестировании нового процессора мы использовали несколько несбалансированную систему - в том смысле, что пропускная способность памяти RDRAM PC800 была ниже пропускной способности самого процессора (процессор работал на частоте системной шины 533 МГц, а память имела частоту 400 МГц), - налицо явный прирост производительности. По сравнению с процессором Intel Pentium 4 2,4 МГц, имеющим такую же тактовую частоту, но поддерживающим системную шину 400 МГц, средний прирост производительности составляет порядка 4-5%; прирост производительности при решении задач конвертирования аудио- или видеофайлов - в среднем 3-4%.

Также наблюдается прирост производительности и в других приложениях, таких как архивирование данных, работа с 3D-графикой и пр. Путем простой экстраполяции нетрудно предположить, что при использовании нового типа RDRAM-памяти PC1066, поддерживающей частоту 533 МГц, прирост производительности системы в целом будет еще более значительным, особенно в приложениях, использующих эффективный обмен процессора с памятью. В следующем номере мы планируем ознакомить наших читателей с результатами тестирования этого процессора уже с новой RDRAM-памятью - PC1066.

КомпьютерПресс 6"2002

Tray Processor

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.