Intel pentium 4 northwood socket 478

Задача оптимального выбора компьютерных комплектующих не имеет, к сожалению, четкого математического решения: слишком много факторов. Обычно используют такой метод: берется прайс-лист, из него выбрасываются крайние позиции (полный отстой и слишком крутые), а из оставшихся выбирается товар с наибольшим приростом узвончения торговых марок и количественного распухания псевдотехнических характеристик на прирост цены. Решение не самое плохое, не будем даже обращать внимание на то, что 256 МБ памяти на борту у GeForce2 MX — это чуть многовато. Подумаем лучше вот о чем: а зачем вообще нужен новый процессор?

Действительно, а зачем? Нет, есть, конечно, задачи, которые и N-гигагерцовый Pentium M загрузят по самые верхние регистры, вот только страшно далеки они от народа, и не на их решателей рассчитаны пляски сине-оранжевых человечков в ваших устройствах отображения информации. Нет, разница все еще есть даже при работе в Word, вот только замерять ее все трудней и трудней — не зря же каждое новое поколение бенчмарков выдает итоговый результат в баллах на порядок ниже, чтобы, значит, было куда расти, да и пользователя 10,5 балла напрягают куда сильней, чем 1050.

Игры Да, остаются, как всегда, игры, но тут все слишком запущено. Intel тщетно демонстрирует на презентациях трехмерные демки, рассчитанные и показанные силами одного только центрального процессора. Гораздо вероятнее, что какой-нибудь очередной GeForce, уже практически интегрировавший звук, будет заодно и считать физику в игре, а уж с винчестером они договорятся: организуют новый протокол прямого доступа к графической памяти, и зачем им тогда нужны будут процессор с системной памятью — эти пережитки прошлого, ошибочно считавшиеся двигателем прогресса?

А бедные, никому не нужные процессоры будут все уменьшаться и ускоряться — пока в один (прекрасный?) день не разлетятся горсткой фотонов. Ну, до этого дня, впрочем, еще далеко. Пока посмотрим, чем нас порадует новый Pentium 4 — глядишь, и блеснет просвет

Новое ядро Pentium 4 «Northwood»

Для начала, сам герой и его предшественник:


Intel Pentium 4 «Northwood», 2,2 ГГц, Socket 478


Intel Pentium 4 «Willamette», 2 ГГц, Socket 478

Обратите внимание на нижнюю строчку маркировки: цифры «512» в конце как раз указывают на единственное архитектурное отличие нового процессора от старого — 512 КБ кэша L2 вместо 256 КБ. Впрочем, реализация этого отличия стала возможной лишь вследствие перехода фабрик Intel на 0,13-микронную технологию производства с использованием медных соединений. В результате, на 200-миллиметровой пластине умещается вдвое больше кристаллов, чем при производстве по 0,18-микронной технологии. (В дальнейшем же, с переходом на 300-миллиметровые пластины, это количество увеличится еще в 2,5 раза.) Ну а следствием нового техпроцесса станут, совершенно очевидно, более высокая допустимая частота процессоров и пониженное тепловыделение (49,8 Вт TDP у 2,2-гигагерцовой версии Northwood против 75 Вт у Willamette 2 ГГц). Любопытно отметить, что процессор на новом ядре содержит 55 миллионов транзисторов (площадь — 146 мм 2 ), из которых около 40% (у Willamette 42 миллиона транзисторов, а изменился только объем L2) приходится на кэш — неплохо?!


Northwood 2,2 ГГц, работающий на 2 ГГц


Willamette 2 ГГц

Естественно, новое ядро требует новой нагрузочной прямой питания процессора, но здесь никаких проблем для пользователей возникнуть не должно: все материнские платы под Socket 478 проектировались уже в расчете на новые процессоры, их нынешний VRM такую прямую поддерживает, так что в худшем случае вам придется перепрошить БИОС платы. Остается еще упомянуть о том, что процессор с частотой 2 ГГц будет последним в линейке Willamette, линейка же Northwood начнется с 2-гигагерцового, так что для различения крайних экземпляров Intel вновь вынужден прибегнуть к индексу «A»: младший Northwood будет официально называться Intel Pentium 4 2A ГГц.

Исследование производительности

Тестовый стенд:

  • Процессор Intel Pentium 4 «Willamette», 2 ГГц, Socket 478
  • Процессор Intel Pentium 4 «Northwood», 2,2 ГГц, Socket 478
  • Материнская плата ASUS P4T-E (Intel 850)
  • 2×128 МБ PC800 RDRAM RIMM Samsung
  • ASUS 8200 GeForce3
  • IBM IC35L040AVER07-0, 7200 об/мин, 2 МБ cache, 40 ГБ
  • CD-ROM ASUS 50x

Программное обеспечение:

  • Windows 2000 Professional SP2
  • NV > Отметим, что в тестировании были использованы показания еще двух «участников».

Во-первых, Northwood был протестирован на частоте 2 ГГц, для чего мы понизили коэффициент умножения имевшегося у нас разлоченного сэмпла. Таким образом мы получили возможность выяснить чистый эффект от увеличения кэша L2 у процессора на новом ядре.

Во-вторых, имевшийся Willamette 2 ГГц был разогнан до 2,2 ГГц шиной (110 МГц x 20). Это позволяет прояснить «академический» вопрос, что лучше: больше кэша или более быстрая шина, а также сделать некоторые прикидки на будущее, ведь не секрет, что вскоре частота шины Pentium 4 (правда, уже Northwood) вырастет до 133 МГц (533 МГц Quad-Pumped).

Также отметим, что желающие сравнить производительность нового флагмана процессорного рынка от Intel с самой быстрой на текущий момент моделью от AMD могут сопоставить результаты сегодняшнего тестирования с результатами сравнения Willamette 2 ГГц и Athlon XP 1900+. Как только AMD анонсирует свою модель 2000+, мы обязательно сведем ее с Northwood в честном поединке.

Результаты тестирования:

Кодирование в MP3 с помощью Lame, как мы уже не раз видели, не слишком чувствительно к пропускной способности памяти. В этом тесте мы можем наблюдать некоторый (3-4%) прирост от увеличившегося у Northwood объема кэша и хорошую (

10%) масштабируемость теста по частоте процессора. Эффект от ускорения шины вроде бы есть, но абсолютная разница в показаниях слишком мала, подождем делать выводы.

Здесь еще до собственно результатов тестирования процессора обращает на себя внимание выигрыш от использования новой версии кодека DivX, оптимизированной под SSE2. 30-40%! Тут даже комментарии излишни!

Что же до сравнения процессоров на старом и новом ядре, то можно отметить несколько интересных моментов. 7-9% преимущества получает Northwood за счет «чистого» увеличения частоты на 10%, а вот преимущество ускоряемого шиной Willamette более существенное: 10-15%. Некоторый, не слишком значительный эффект имеется от увеличенного кэша у Northwood, причем эффект этот перекрывается повышением частоты шины (разгоняющей, в том числе, и кэш L2). Кстати, обратите внимание на то, что при включении SSE2 разница проявляется более ярко во всех случаях: и при увеличении частоты процессора, и при ускорении шины, и при удвоении объема кэша.

Результаты WinZip напоминают результаты кодирования MP3 и по абсолютным цифрам, и по характеру зависимости. Опять же отметим, что разница в пару секунд не дает возможности делать далеко идущие выводы.

А результаты WinAce, как и следовало ожидать, напоминают результаты кодирования MPEG4 — оба теста агрессивно работают с памятью, но при архивировании WinAce происходит частое обращение к словарю, что и обеспечивает больший (до 8%) выигрыш при прочих равных процессору на ядре Northwood. Очевидно, что если бы в кэш удалось запихнуть весь 4-мегабайтный словарь, ускорение было бы весьма значительным. По частоте же процессора тест масштабируется не очень хорошо, здесь большее влияние оказывает скорость работы с памятью.

Картина в обоих «полусинтетических» тестах в общем похожа, из странностей можно отметить только то, что на частоте 2,2 ГГц «честный» Northwood выигрывает у ускоренного шиной Willamette больше, чем на частоте 2 ГГц в равных условиях.

Описание использованных сцен для 3DStudio MAX можно найти в нашем введении к тестированию профессиональных видеокарт, а интересующий нас сейчас результат сравнения процессоров таков: вне зависимости от сложности расчета сцены процессором и сложности прорисовки сцены графическим ускорителем, характер вычислений один и тот же, и ускоряется расчет всех сцен одинаково. В цифрах это выглядит так: на

9% при увеличении частоты процессора, на

3% за счет большего кэша, ускорение шины почти никак не сказывается на результате. Как видите, тест этот, что неоднократно нами подчеркивалось, чисто вычислительный, и масштабируется он именно по частоте процессора, слабо завися от скорости памяти и прочих факторов.

Со SPECviewperf дело обстоит более интересно, в первую очередь, за счет разнообразия проявленных зависимостей подтестов. AWadvs-04 никаких неожиданностей не приносит, стабильно упирая скорость отрисовки сцены в скорость работы видеоакселератора. Зато DX-06 Казалось бы, ничего странного: производительность системы слегка растет при переходе от 2 к 2,2 ГГц; если при этом ускоряется шина — она растет сильнее. Только вот незадача: имеется очень заметный отрицательный эффект от «лишнего» кэша. Удивительно, но факт: увеличение размера кэша в этом тесте значительно снижает скорость обмена с памятью. Внятных объяснений у нас на данный момент нет, остается лишь констатировать: если вы посвятили свою жизнь работе с IBM Data Explorer — Northwood не для вас.

Нынешнее тестирование позволяет нам выявить и разницу между этими двумя тестами, которые обычно демонстрируют сходные зависимости результатов. В DRV-07, как хорошо видно, система почти не получает прироста производительности от простого увеличения частоты процессора, частота же шины (скорее всего, связка память-AGP) на результат влияет весьма прилично. Но этот выигрыш в 8% — ничто, в сравнении с 30-процентным выигрышем 512К L2 Northwood у 256К L2 Willamette. Отложим ненадолго рассмотрение этого артефакта, и обратим свой взор на Light-04. Картина действительно похожа на предыдущую, только без загадочного взлета у Northwood, а в его отсутствие разогнанная шина AGP у Willamette 2,2 ГГц выводит того в лидеры в полном соответствии с данными наших прошлых тестирований: производительность видеоускорителя — прежде всего.

Ага, и снова этот взлет! Ну, теперь, опираясь на все тот же опыт, мы с достаточной уверенностью можем сказать: причина — RDRAM. Нами уже неоднократно было отмечено, что Expendable — игра с довольно «хаотичным» алгоритмом, который «сводит с ума» длинный конвейер Pentium 4 и, как видите, сильно напрягает своими «прыжками по памяти» обладающий большой латентностью RDRAM. Увеличенный кэш у Northwood значительно сглаживает этот эффект, и результат налицо. Впрочем, нельзя не учитывать, что в случае использования, например, DDR SDRAM этот артефакт проявился бы менее заметно, так что волшебное ускорение смогут испытать на себе лишь фанаты Expendable (если таковые еще остались — тест-то уже давно просится на свалку) и Rambus одновременно. Еще стоит отметить, что разгон шины в этом тесте, в отличие от SPECviewperf, ускоряет не работу видеоакселератора (нельзя ускорить то, чего нет), а связку процессор-память.

Все более или менее современные игрушки демонстрируют одну и ту же картину: Northwood за счет большего кэша имеет преимущество в 5%, которое сглаживается до 1-2% при разгоне шины у Willamette. Все это, конечно, справедливо только для тех тестов и разрешений, где от процессора зависит суммарная производительность системы.

Выводы

Подводя итоги, первым делом надо определиться с позицией, с которой будет оцениваться Northwood. К счастью, сегодня мы не стоим на пороге какого-нибудь революционного поворота, неминуемо влекущего за собой смену чипсета и типа системной памяти. Налицо плавный эволюционный процесс, в котором нам отведена лишь роль наблюдателя, а все остальное сделает Intel. Так что расслабимся, и будем получать удовольствие.

Благо, причины быть довольными есть. У нового процессора всего одно преимущество перед старым, но оно реально работает и приносит очень неплохие дивиденды. На одной чаше весов, правда, у нас копеечное превосходство в кодировании с помощью DivX v4.02 и отрицательный прирост в DX-06, но на другой, зато, доходящее до 30% улучшение работы с RDRAM. В среднем же весы показывают +5-8%. И это учитывая, что в чисто процессорных задачах может быть и больше (а для чего еще вы берете топ-модель?).

Впрочем, еще раз напомню, что сравнивать напрямую новое и старое ядро не очень интересно и умно: они все равно не пересекутся в линейке Pentium 4 (точнее, пересекутся лишь один раз, и сравнительные показатели у вас перед глазами), так что выбора не будет. Можно лишь поставить зарубку себе в памяти: Intel не подвел, новый процессор не хуже старого.

Ну а что же с перспективами? Они тоже представляются в радужном свете: в тестах на взаимодействие процессора и памяти получается 10-15% выигрыша на 10-процентное ускорение шины. Преимущество в приложениях, ориентированных на графику, мы принимать во внимание не будем, так как частота AGP и PCI у плат с будущим 133-мегагерцовым процессором очевидно будет «в норме», а вот синхронно работающие на 133 МГц Pentium 4 и DDR266 — это очень заманчиво и очень «результативно», как можно предположить, исходя из показателей Willamette 2,2 ГГц.

Осталось только понять: зачем вам новый процессор?

Оглавление

Вступление

Лаборатория продолжает цикл статей о ретроклокинге. В предыдущих материалах было много сказано о процессорах AMD Athlon 64 FX, настало время сравнить их с лучшими представителями Intel Pentium 4 в конструктиве Socket 478.

реклама

Кто же в итоге окажется быстрее? Новая по тем временам, но однопоточная архитектура лучших представителей AMD или два виртуальных потока «Экстремального» Intel? Обо всем этом далее в статье.

реклама

Немного истории

Основное противостояние конкурирующих решений ведущих чипмейкеров накалилось осенью 2003 года, когда AMD первой представила в сентябре революционный 64-х битный процессор для энтузиастов Athlon 64 FX-51, а Intel в начале ноября того же года продемонстрировала миру свой первый «экстремальный» вариант знакомого всем Pentium 4.

Обе новинки заняли новую, до этого момента незанятую нишу процессоров для энтузиастов и экстремалов с входным билетом стоимостью $999, хотя рекомендованная стоимость «экстремального» CPU Intel в партиях от 100 штук равнялась $740.

Правда, сейчас такими ценами уже никого не удивить. Самый первый представитель «экстремальной» серии процессоров Intel был хорошо замаскированным серверным Intel Xeon с ядром Gallatin. Данное ядро в свою очередь было переработанным ядром Northwood степпинга M0 с кэш-памятью третьего уровня объемом 2 Мбайт. Лишние 2 Мбайт кэш-памяти третьего уровня увеличили транзисторный пакет ЦП с 55 миллионов до 178 миллионов штук.

Впрочем, и AMD Athlon 64 FX-51 был по своей сути серверным Opteron, наделенным свободным множителем.

С другой стороны, первый Pentium 4 Extreme Edition (3.2 ГГц) на один гигагерц по частоте обгонял конкурента и не обладал свободным множителем. Многие, возможно, удивятся этому, поскольку уже привыкли к тому, что старшие модели CPU Intel предоставляют эту эксклюзивную фишку, но в данном случае фишками были кэш третьего уровня и жестко зафиксированный множитель 16х. А свободный множитель у экстремальных моделей Pentium появится только через пару поколений.

Если к Northwood пользователи систем на базе Socket 478 привыкли, то от анонса новых Pentium 4, производившихся по более тонкому техпроцессу – 90 нм, и получивших вдвое увеличенный объем кэш-памяти второго уровня, ждали большего. Ходили даже слухи, что новое ядро Prescott изменит модельный индекс Pentium 4 на Pentium 5. Но этого не произошло. Хотя дизайн ядер Northwood и Prescott коренным образом отличался друг от друга, несмотря на то, что принадлежали они к единой микроархитектуре NetBurst.

Основные новшества, реализованные в ядре Prescott, были следующие: перевод производства кристаллов на техпроцесс 90 нм, увеличенная длина конвейера с 20 до 31 стадий, вдвое увеличенные кэши (L1 – с 8 до 16 Кбайт, L2 – с 512 до 1024 Кбайт).

Но это было еще не все. Блок предсказания переходов был модифицирован на увеличение производительности, усовершенствована логика работы кэша L1 по предварительной выборке данных, добавлены новые инструкции SSE3, произведена оптимизация отдельных блоков процессора, улучшена работа технологии Hyper-Threading и включены другие улучшения.

С появлением самых первых Pentium 4 на ядре Prescott (самая младшая модель работала на частоте 2667 МГц) пользователи сразу же назвали данное семейство «печками», ведь, несмотря на одинаковую тактовую частоту по сравнению с Northwood и уменьшенное напряжение на ядре CPU, процессоры на новом ядре нагревались намного сильнее, обгоняя даже Pentium 4 Extreme Edition.

В первых обзорах новых процессоров авторам приходилось с лупой выискивать «возросшую» производительность, которая размазывалась по дополнительным 11-ти стадиям конвейера. Но весомый плюс у Prescott все же был – он лучше разгонялся по частоте на фоне предшествующих коллег по Socket 478.

Выбор компонентов

реклама

Для подобравшейся троицы Northwood, Prescott и Gallatin, а также топового конкурента AMD Athlon 64 FX необходимо выбрать подходящую платформу. Чтобы не падать в грязь лицом и не отставать от «зеленого» лагеря, выбор сводился к материнским платам на основе чипсета Intel 875P (или Canterwood).

Данный чипсет являлся самым передовым и технологичным среди всего, что доступно для Socket 478. В отличие от остальных решений, он обеспечивал поддержку 800-мегагерцовой системной шины и двухканального доступа к памяти стандарта DDR400. А реализованная в чипсете i875P технология Intel PAT (Performance Acceleration Technology) давала выигрыш в производительности 2-5% по сравнению с младшим чипсетом i865P (Springdale).

Естественно, поддерживался стандарт AGP 8X для современных на то время видеокарт, а также новая шина под названием CSA (Communication Streaming Architecture), которая была предназначена для подключения высокоскоростных сетевых микросхем, таких как Gigabit Ethernet. При этом системные платы на чипсете i875P были недешевы, ввиду поддержки вышеуказанных технологий, а также сложной разводки и необходимости шестислойного дизайна PCB.

реклама

А вот и Abit IC7-G собственной персоной:

При взгляде на фото видно, что инженеры Abit знали толк в своем деле, хотя лучшей можно назвать Abit IC7-MAX3 с фирменной системой охлаждения OTES, но ее найти теперь крайне сложно.

реклама

Материнская плата была выбрана, осталось дело за оперативной памятью. Так как BIOS Abit IC7-G дает возможность выставить максимальное напряжение для DDR памяти первого поколения как 1.80 В, то скоростную оперативную память на микросхемах Winbond BH-5 смысла устанавливать нет. Тут надо отметить, что даже у Abit IC7-MAX3 этот параметр равен 3.2 В, что также не дает возможность раскрыть весь потенциал данных планок.

Но поскольку у меня есть замечательный альтернативный комплект памяти на Samsung TCCD стандарта DDR600 (производства A-DATA), то мучиться с выбором не пришлось.

О данной оперативной памяти и наиболее скоростных моделях DDR первого поколения немного подробнее можно прочесть в моей записи на «Персональных страницах».

реклама

В качестве конкурирующей платформы было решено остановиться на материнской плате ASUS SK8V на чипсете VIA K8T800, как более скоростном решении для Socket 940.

Подробнее о ней и экспериментах, которые с ней связаны, можно прочитать здесь.

Тестовый стенд

реклама

Процессоры:

  • Intel Pentium 4, 3.4 ГГц «Northwood», D1;
  • Intel Pentium 4, 3.2 ГГц « Prescott», E0;
  • Intel Pentium 4 Extreme Edition, 3.2 ГГц «Gallatin», M0;
  • AMD Athlon 64 FX-51, 2,2 ГГц, С0;
  • AMD Athlon 64 FX-53, 2,4 ГГц, СG.

Материнская плата:

  • Abit IC7-G, чипсет Intel 875P;
  • ASUS SK8V, чипсет VIA K8T800.

Оперативная память:

  • A-DATA Vitesta DDR600, 512 Мбайт х2 (PC3200) CL=2.5.

Видеокарта:

  • Gainward GeForce 6800 Ultra AGP 256 Мбайт (Forceware 81.85).

реклама

Тестирование проводилось в Windows XP SP3 с помощью следующего ПО:

  • Super Pi mod. 1.5XS (задача 1M);
  • PiFast v.4.1;
  • wPrime v.1.43;
  • HWBOT Prime v.0.8.3;
  • WinRAR x86 v. 5.40;
  • Cinebench 2003;
  • PCMark 2004 v.1.30;
  • PCMark 2005 v.1.20;
  • 3DMark 2001 SE Pro b330;
  • 3DMark 2003 v.3.6.1;
  • 3DMark 2005 v.1.3.1;
  • AIDA64 5.50.3600;
  • Doom III;
  • Far Cry.

Разгоняем Northwood, Prescott и Gallatin

В качестве основной воздушной системы охлаждения использовался классический кулер – Thermaltake Big Typhoon. Разгон производился с помощью утилиты SetFSB.

реклама

Самый быстрый 3.4 ГГц Northwood в многочисленных попытках в итоге покорил частоту 4002 МГц. Это, естественно, скриншотная частота, на большее данный экземпляр при использовании воздушного охлаждения был не способен. Полную стабильность 130 нм ядро Pentium 4 сохраняло на частоте 3.8 ГГц.

Следующий испытуемый, 3.2 ГГц Prescott, продемонстрировал в аналогичных условиях уже 4276 МГц в режиме максимальной валидации. Чувствуется, что более тонкий 90 нм техпроцесс положительным образом сказался на частотном потенциале процессора.

А вот с Intel Pentium 4 Extreme Edition с частотою 3.2 ГГц разгон вышел хуже, чем у Northwood». Видимо, 123 миллиона транзисторов, составляющих кэш-память 3-го уровня, все вместе не очень желали трудиться на повышенных частотах. И сторонняя помощь позволила в итоге получить итоговый скриншот на частоте 3767 МГц.

Не достигнув частоты 3.8 ГГц, Pentium 4 Extreme Edition смог лишь на частоте 3600 МГц при использовании воздушного охлаждения сохранять железобетонную стабильность.

Осталось выяснить, чьи гигагерцы лучше или быстрее. Northwood – 3.8 ГГц, Prescott – 3.9 ГГц, Northwood степпинга M0 с кэш-памятью 2 Мбайт третьего уровня – 3.6 ГГц. Результат сравнения будет ниже, но я не мог не прибегнуть к экстремальному разгону «экстремального» Intel.

Когда испаритель был водружен над процессором, и температура ядра опустилась ниже 20 градусов Цельсия, тестовому экземпляру Gallatin предоставили еще один шанс.

После пары десятков попыток я смог получить результат в 4263 МГц. При этом даже увеличение напряжения до 1.95 В не приносило прироста тактовой частоты ни на один МГц. Предел был достигнут.

Получается, что обычный Prescott при использовании воздушного охлаждения разгоняется лучше своего старшего брата с задранным в потолок Vcore и охлаждением ниже нуля. Вот такая арифметика.

А Pentium 4 Extreme Edition при минусовой температуре сохранял стабильность на частоте 4100 МГц. Это уже более красивая цифра, которая будет противостоять частоте 3000 МГц ровно, принадлежащей разогнанному при температуре ниже нуля AMD Athlon 64 FX-53 на Socket 940.

На стороне процессоров AMD более прогрессивная архитектура с одним мегабайтом кэш- памяти второго уровня, на стороне Intel – более емкий кэш третьего уровня и Hyper Threading. И, конечно же, «лишние» 1.1 ГГц тактовой частоты .

We detected non-standard web traffic coming from your IP address. This type of traffic is usually generated by bot software and automated scripts. Please note that we allow only human access to our site, therefore we temporarily blocked this IP address.


[an error occurred while processing the directive]
Карта сайта