Рейтинг@Mail.ru

Испытание процессора Intel Pentium 4 2.0GHz

11 октября 2001 в 00:00 | Всего прочтений: 20423
... ...

За десять месяцев с момента объявления первого Pentium 4, его частота была увеличена на 40%.  И вот, 27 августа, компания Intel сделала, очередной большой шаг вперед, выпустив первый x86 процессор, работающий на частоте 2.0GHz.  Вероятнее всего Вы уже знаете, что выпуск этого процессора не связан не с какими архитектурными усовершенствованиями ядра Pentium 4, и скорее является очередным маркетинговым шагом компании. 

Еще недавно компании Intel и AMD буквально наступали друг другу на пятки, выпуская процессоры с идентичной тактовой частотой, однако сегодня различие тактовой частоты увеличилось. Так, частота процессоров Intel увеличилась на 40%, в то время как AMD увеличила частоту своего Athlon с 1.2GHz до 1.4GHz, что составляет всего 16%.  Это заставляет задуматься: действительно ли AMD Athlon хуже Pentium 4?

Абсолютно нет. Вышеупомянутое сравнение должно показать тщетность сравнение производительности на основе тактовой частоты. При сравнении производительности среди процессоров одного семейства, таких как Pentium 4 или Athlon, сравнение тактовой частоты может дать Вам представление о производительности; без сомнения Pentium 4 работающий на частоте 1.8GHz быстрее Pentium 4 работающего на частоте 1.6GHz.  При сравнении процессоров различных семейств, актовая частота не является единственным способом оценки производительности.

Известно, что существует мера оценки производительности измеряемая в инструкциях за такт (IPC). Многие подумали, что этот параметр напрямую зависит от частоты. Ничего подобного. Возможно, иметь процессор, выполняющий 5 инструкций за такт и работающий на частоте 50MHz, и процессор выполняющий 1.5 инструкции за такт, работающий на 1GHz. Комбинация IPC и тактовой частоты позволяет определить истинную производительность процессора.

Из наших предыдущих статей рассматривающих архитектуру Pentium 4, мы смогли выяснить, что Pentium 4 не способен выполнять так много инструкций как Athlon.  Для достижения пиковых уровней производительности Pentium 4 полагается на правильное использование своих особенностей типа Trace Cache и SSE2.  Различие в IPC процессоров Pentium 4 и Athlon делает частотное сравнение бесполезным. Вот как раз здесь возникает сложный вопрос. С одной стороны это позволяет AMD говорить, что их процессор быстрее Pentium 4. С другой стороны, это порождает вопрос, позволят ли более высокие тактовые частоты для архитектуры Pentium 4, опередить ему по быстродействию Athlon.  Помните, Вы не можете рассматривать только IPC или тактовую частоту; их комбинация позволяет Вам оценить реальную производительность процессора. 

Если бы большинство пользователей понимало это, тогда увеличение тактовой частоты не имела столь большого веса. К сожалению, читатели нашего сайта, и многих других железных сайтов, которые реально могут оценить производительность процессора, составляют лишь незначительную долю от всей армии пользователей PC. Для большинства, тактовая частота до сих пор остается важнейшим фактором при выборе процессора.

Теперь, когда Pentium 4 работает на частоте 2.0GHz, AMD оказывается в явном отставании. В этой статье мы попробуем выяснить, ощущает ли AMD недостаток частоты, или нет.

Что принесло увеличение частоты до 2.0ГГц?

Несмотря на увеличение тактовой частоты, и преодоления 2ГГц барьера, основная архитектура процессора Pentium 4 осталась неизменной. Для того, что бы ответить на поставленный вопрос необходимо разобраться в архитектуре процессора. Для этого мы предлагаем Вам воспользоваться нашими предыдущими материалами.

Главной особенностью архитектуры Pentium 4 является Гипер-конвейерная технология. По большому счету, это очередное маркетинговое объяснение очень длинного конвейера Pentium 4.  Длинный конвейер не имеет особого положительного эффекта на производительность, как Вы могли бы подумать из названия. Однако, он имеет явное отрицательное влияние на производительность.  Неправильное предсказание перехода, приводит к возвращению в начало конвейера. Хотя возможные «штрафы» уменьшаются за счет улучшенного модуля предсказания и trace cache, однако не оптимизированная программа, может работать весьма медленно, так как средний IPC в случае с более длинным конвейером – значительно ниже. Положительной стороной более длинного конвейера является возможность работы на более высоких тактовых частотах.

С технической точки зрения переход к 2ГГц барьеру, оказался не сложным. Так, во время наших испытаний 1.8GHz Pentium 4 нам удалось легко запустить его на 2.0GHz. При этом не использовалось никакого дополнительного охлаждения. Для работы на такой высокой частоте процессор использует множитель 20.0x; помните Pentium 4 использует учетверенную FSB. Это означает, что несмотря на то, что данные передаются четыре раза за такт, реальная частота остается равной 100MHz. 

Хотя Pentium 4 существенно не изменился, Intel воспользовалась моментом преодоления 2ГГц, и представила публике новый разъем для Pentium 4 2.0.  Обычный Pentium 4 использует 423-pin PGA сокет;  в то время как модели работающие на частоте 1.9GHz и 2.0GHz будут доступны не только в этом форм-факторе, но и новом Socket-478.

Основным отличием между Socket-478 и Socket-423 является более плотное расположение контактов известное как micro Pin Grid Array (µPGA).  Это позволяет значительно уменьшить размеры процессора, что позволит уменьшить размеры самой платы. Сегодня полная линейка процессоров Pentium 4 представлена и в Socket-423 и в Socket-478 версии, хотя, в конце концов, все процессоры будут выполнены в форм-факторе Socket-478. 

Производители системных плат утверждают, что будут выпущены конверторы «Socket-478 to Socket-423» для  владельцев старых Pentium 4 плат. Новые Socket-478 платы будут в первую очередь основаны на чипсетах Intel 850 и 845.

Слева на право: Socket-423 Pentium 4, Socket-603 Xeon, Socket-478 Pentium 4

Intel не в первый раз представляет microPGA интерфейс. Если Вы помните, Intel Xeon запущенный в мае месяце, использовал 603-pin интерфейс не больше обычного Pentium 4 Socket-423. 

Очень агрессивная ценовая политика

С большим ценовым давлением со стороны AMD, Intel наконец-то опустила цены на процессоры Pentium 4 до более реального уровня. В июле, цены на процессоры Pentium 4 выглядели следующим образом:

  • Pentium 4 1.3GHz - $162
  • Pentium 4 1.4GHz - $169
  • Pentium 4 1.5GHz - $233
  • Pentium 4 1.6GHz - $294
  • Pentium 4 1.7GHz - $335
  • Pentium 4 1.8GHz - $562

Сегодня цены выглядят так:

  • Pentium 4 1.3GHz - $133
  • Pentium 4 1.4GHz - $133
  • Pentium 4 1.5GHz - $133
  • Pentium 4 1.6GHz - $163
  • Pentium 4 1.7GHz - $193
  • Pentium 4 1.8GHz - $256
  • Pentium 4 1.9GHz - $375
  • Pentium 4 2.0GHz - $562

Боле новые процессоры приходят на смену старшим моделям, что соответственно приводит к снижению цен. Однако, обратите внимание, что процессоры Pentium 4 1.3 – 1.5GHz стоят столько же, сколько самый дорогой Athlon (Athlon 1.4GHz). 

Intel заявляет, что если это снижение цен не будет иметь желательного эффекта, компания инициализирует очередную компанию по снижению цен к концу этого года. Цена 2.0GHz процессора пока еще находится на очень высоком уровне и соответствует стилю Intel. В прошлом AMD использовала примерно ту же политику, однако, недавно их ценовая политика стала очень агрессивной. Так, большинство их процессоров стоят до $100. 

Комбинация более агрессивной ценовой политики и более дешевых 4-х уровневых системных плат уменьшает стоимость Pentium 4 систем. Этому способствует значительное снижение цен на RDRAM память, а так же появление SDR и DDR Pentium 4 чипсетов.

Для проведения реального ценового сравнения м попросили одну из Московских компьютерных компаний подготовить несколько рекомендуемых конфигураций на базе процессоров, которые будут учувствовать в сравнении. Это позволит нам реально оценить не только разницу цен, но и ориентировочную цену готового компьютера. Цены даны на 10 октября 2001 г.

Конфигурация цена
CPU Socket 423 P4 1.7Ghz w COOLER
DIMM 256 MB PC-133 MAJOR BRAND Hyundai
М/b Socket423 EPoX (i845) w DIMM
Корпус MIDI TOWER ATX EUROCASE MD 606 PIII/PIV 300W
CD-ROM DRIVE 52-скор LG
Creative Sound Blaster 128PCI
Дисковод 3.5" 1.44MB Samsung
HDD IDE 20.4 GB Fujitsu MPG 3204AH (7200)
В/к AGP 64MB GeForce 2 MX (400)
712$
CPU Socket 478 P4 1.7Ghz
М/b Socket478 Asust. P4B (i845)
RIMM 128MB MAJOR BRAND Samsung x 2 = 256Mb
CD-ROM DRIVE 52-скор LG
Creative Sound Blaster 128PCI
Дисковод 3.5" 1.44MB Samsung
Корпус MIDI TOWER ATX EUROCASE MD 606 PIII/PIV 300W
HDD IDE 40 GB Quantum Q40000 AS (7200)
В/к AGP 64MB GeForce 2 MX (400) TV-OUT
858$
CPU Socket A AMD-K7-1400-256k-266BUS Athlon
М/b SocketA Asust. A7V266 (VIA KT-266)
DIMM 256 MB DDR PC-2100 MAJOR BRAND Samsung
Корпус FULL TOWER INWIN Q500A (300W) ATX
CD-ROM DRIVE 52-скор LG
Creative Sound Blaster 128PCI
Дисковод 3.5" 1.44MB Samsung
HDD IDE 40 GB Quantum Q40000 AS (7200)
В/к AGP 64MB GeForce 2 MX (400) TV-OUT
695$

Посмотреть сегодняшние цены

Ядро Northwood

2.0GHz Pentium 4 будет последним Intel’овским процессором, основанным на ядре Willamette.  Примерно в ноябре компания собирается представить первый 0.13-мкм Pentium 4, основанный она ядре Northwood, работающий на частоте 2.2GHz. 

2.2GHz Northwood будет иметь 512KB кэш второго уровня.  Благодаря которому будет иметься некоторое увеличение производительности, особенно в больших приложениях, новых 3D играх, и «тяжелых» офисных/IT приложений.  Northwood будет выпускаться в новом формате Socket-478 и будет работать на текущих системных платах с модифицированным BIOS.

0.13-мкм производственный процесс позволит несколько уменьшить производственную стоимость Pentium 4 (хотя удвоенный кэш несколько сократит полученное сбережение), а так же уменьшить потребление энергии и выделение тепла. Что касается второго улучшения, то здесь все понятно, однако все что касается уменьшения стоимости, то вероятнее всего это ни как не коснется нас, обычных пользователей. Так, 2.2GHz Northwood будет стоить около $600 за процессор при партии в  1,000 шт. 

Платы и охлаждение

На сегодняшний большинство производителей системных плат представили свои i850 и i845 решения выполненные в двух вариантах – с новым и старым разъемом процессора. Причем многие из этих плат уже несколько недель назад появились в Москве. Внешне, плата с Socket-478 немного отличается от Socket-423 (см. ниже).

Кстати, многих сегодняшних владельцев P4 систем волнует один вопрос  возможности использования своих старых дорогущих i850 плат с не менее дорогой RDRAM памятью. Мы задали этот вопрос некоторым производителям, и получили обнадеживающий ответ. Они говорят, что нет ни каких трудностей в производстве конвертера. Таким образом, мы можем ожидать появление в ближайшее время множества различных конвертеров для установки новых процессоров на Ваши старые платы.

Что касается производительности плат, то здесь в первую очередь решающим фактором является чипсет, точнее сказать используемый контроллер памяти. Мы испытывали плату ABIT TH7-II RAID, имеющую Socket-478 и основанную на проверенном чипсете i850.  Эта плата имеет очень гибкую настройку параметров процессора, память и частоты FSB. К сожалению, все retail/OEM Pentium 4 поставляются с заблокированным множителем, что сильно ограничивает возможности разгона. В течении наших испытаниях плата вела себя очень устойчиво, и нам не удалось пока выявить какие-либо недостатки.

Для охлаждения процессора использовался кулер GlacialTech Igloo 4300. В отличие от интеловского кулера, 4300 имел более высокий уровень шума, однако нам он нравится больше.

Испытания

Тестовая система Windows 2000

Аппаратное обеспечение

Процессоры

Intel Pentium 4 2.0GHz Intel Pentium 4 1.5GHz

AMD Athlon-C "Thunderbird" 1.4GHz AMD Athlon MP "Palomino" 1.2GHz

Системные плат

ABIT TH7-II RAID (i850)

ECS K7S5A

Память

256MB DDR266 Crucial SDRAM (Micron CAS2) 256MB PC800 Samsung RDRAM

Жесткий диск

IBM Deskstar 30GB 75GXP 7200 RPM Ultra ATA/100

CDROM

Phillips 48X

Видео карта

NVIDIA GeForce3 64MB DDR (200/230 DDR)

Сеть

Linksys LNE100TX 100Mbit PCI Ethernet Adapter

Программное обеспечение

Операционная система

Windows 2000 Professional Service Pack 2

Видео драйвера

NVIDIA Detonator3 v12.41 @ 1024 x 768 x 16 @ 85Hz VIA 4-in-1 4.32V

Производительность в Business и Content Creation приложениях

Наши испытания мы начнем с Winstone 2001 который демонстрирует уровень производительность в рабочей и игровой среде. Сначала воспользуемся тестом Business Winstone 2001:

Результаты этого теста сильно зависят от возможностей дисковой подсистемы, что позволяет нам хорошо видеть производительность в реальных business приложениях, т.к. они не очень активно пользуются дисками.  В этом случае Pentium 4 2.0GHz показал результаты эквивалентные Athlon 1.4GHz. 

Несмотря на то, что мы с Вами привыкли к мысли, что все современные процессоры с легкостью «перемалывают» офисные приложения, мы хотим напомнить Вам, что Office XP и Windows XP требуют на 30 – 50% больше вычислительной мощности систем.

Результаты в Content Creation Winstone 2001 показывают идентичную картину производительности.  1% разница между Pentium 4 2.0GHz и Athlon 1.4GHz – незначительна.

SYSMark 2001 – набор офисных тестов является более интенсивным по отношению к процессору и все системе, чем Business Winstone 2001.  Это позволяет нам увидеть что Athlon 1.4GHz на  8.6% опережает Pentium 4 2.0GHz.  Это подтверждает, что Athlon остается лучшим процессором для Business/Office приложений, однако ядро Northwood с 512KB L2 кэш возможно позволит «склонить чашу весов» в сторону Pentium 4. Помните, все эти типы приложений сильно зависят от кэш памяти.

Тест Internet Content Creation под SYSMark 2001 показывает несколько другую картину. Здесь Pentium 4 явно доминирует. Мы можем объяснить это лучшей производительностью в части Windows Media Encoder.

Суммируя результаты этих двух тестов, мы видим 12% превосходство Pentium 4 2.0GHz над Athlon 1.4. 

Enterprise/IT производительность

Как базовые офисные машины, все тестовые компьютеры показали примерно равные результаты в тесте Office Bench. 

При увеличении уровня загрузки мы начинаем наблюдать некоторое расхождение результатов.

При переходу ко второму уровню загрузки Pentium 4 2.0GHz имеет преимущество перед Athlon MP 1.2GHz, при этом дистанция с Athlon 1.4 сохраняется.

3D рендеринг, Raytracing и видео кодирование

Не секрет, что 3D Studio MAX очень активно пользуется возможностями вычислений с плавающей точкой x87, что дает значительное преимущество Athlon по сравнению с Pentium 4 2.0GHz. 

Новый тест Raytracing CINEMA 4D скрывает промежуток между Pentium 4 2.0GHz и Athlon 1.4GHz. 

В качестве теста MPEG-4 кодирования мы использовали программу Flask.  Для всех платформ использовался алгоритм MMX iDCT (на Pentium 4  SSE2 iDCT алгоритм не дает никакого преимущество).  Используя патч 1.1 v0.060 и DivX 4.0 кодек мы запустили кодирование 352 x 288 MPEG-1 с де-интерлейсингом. 

Здесь мы видим преимущество архитектуры ядра Palomino, которое применяется в Athlon MP 1.2. Этот процессор опередил всех участников тестирования, включая Athlon 1.4GHz. 

Производительность в 3D играх

В Quake III Arena процессор Pentium 4 остается бесспорным лидером благодаря аппаратному модулю выбора с упреждением.

Подобную картину производительности мы наблюдаем в тесте DroneZ, который показывает характер производительности будущих игровых приложений. Обратите внимание, Intel всегда говорила, что максимальную отдачу от P4 можно будет получить в недалеком будущем, когда выйдут новые продукты.

…Несмотря на вышеупомянутые заключения, тест AquaMark кардинально изменяет картину производительности. При этом Athlon MP опережает Pentium 4 2.0.

Будущее: 133MHz FSB?

В последнее время компания Rambus говорила о значительном увеличении качества PC800 RDRAM чипов, что позволяет ее запустить выпуск модулей, работающих на частоте 533MHz или т.н. PC1066.  Для получения частоты шины 533MHz, Intel необходимо увеличить частоту FSB Pentium 4 от 100MHz до 133MHz.  Для удовлетворения нашего собственного любопытства мы использовали разблокированный Pentium 4, работающий в режимах 20 x 100MHz (2.0GHz) и 15 x 133MHz (2.0GHz). Это позволит нам увидеть влияние 133MHz шины на производительность процессора. Множитель RDRAM был уменьшен до 3x, что позволило нам сохранить рабочую частоту RDRAM – 400MHz (100MHz x 4 против 133MHz x 3) или PC800. 

Полученные результаты тестов были нормированы к результатам обычного Pentium 4 2.0GHz работающего в режиме 20 x 100MHz. 

Полученные результаты весьма внушительны. В среднем, производительность увеличилась на 6%. В некоторых случаях, например, под Office Bench и SYSMark 2001 увеличение производительности было заметно выше, чем среднее число (12 – 14%), в то время как в других ситуациях, например, под 3D Studio MAX и CINEMA 4D мы не обнаружили значительного увеличения производительности. Что касается стабильности, то мы должны отметить, что при работе на 133MHz FSB мы не обнаружили ни каких проблем, что свидетельствует о реальной возможности перехода на поддержку 133MHz FSB.  Однако Intel не будет применять новую частоту FSB в Northwood. Это произойдет только в 2002.

Заключение

Итак, какие выводы мы можем сделать из вышесказанного?2GHz Pentium 4 максимально близко приблизился к Athlon. Если бы не такая большая разница цен,  наша рекомендация была бы однозначной – Pentium 4. Однако, если разница цен не существенна для Вас, мы хотим отметить, что имеются ситуации, в которых Pentium 4 выглядит боле выгодным приобретением, чем флагман AMD – Athlon 1.4ГГц. 

Главное, что Вы должны выяснить для себя из этой стать, это то, что потенциал Pentium 4 становится более видимым.

Выход ядра Northwood позволит еще несколько увеличить производительность Pentium 4, особенно это будет заметно в приложениях, где сегодня Pentium 4 отстает от Athlon.

Кроме этого, мы хотим еще раз обратить Ваше внимание на новые системные платы. Как мы сказали выше, сегодня в продаже появилось множество решений. Однако, для получения высокопроизводительной системы подходят не все. В ближайшее время мы опубликуем статью, в которой рассматриваются платы на основе чипсета i845. Многие могут подумать, что этот чипсет был специально подготовлен для нового процессора, однако это ошибочно. Просто вышли они примерно в одно время. Предварительно можем сказать, что производительность i845 плат с SDRAM несколько ниже плат с чипсетом i850 с RDRAM, и позиционируется Inel как Lo-End решение, т.е. недорогие компьютеры для дома и офиса.

Если Вам не терпится узнать какую плату необходимо выбрать, для своего будущего компьютера, мы рекомендуем Вам обратиться в компанию «КН-Сервис». Специалисты компании имеют достаточно большой опыт по сборке компьютеров на базе различных чипсетов, платформ и процессоров. Это позволит Вам получить максимально полную информацию о реальных возможностях и возможных проблемах.

По вопросам консультаций обращайтесь по телефонам в Москве: (095) 946-2100, 946-4637, 946-3793 и 946-3231.

Подробности на www.kns.ru