Узнать цену на товар: Пример: GeForce FX 5700, Radeon 9800XT

---

Материал опубликован - 21/02/2001

Обзор процессора Intel Pentium 4 1.4 и 1.5 ГГц

Intel готов отобрать у всех "корону скорости" со своим новым Intel Pentium 4. До выхода AMD'шного чипа Athlon в Августе 1999, вам вряд ли удалось бы найти мощную систему, работающую не на Intel'овском процессоре. Без сомнения, линии Pentium, Pentium II, и Pentium III имели просто сумасшедший успех для Intel, но за последние 6 месяцев Intel позволил себе споткнуться более, чем пару раз, что заставило скептически настроенных личностей поверить в то, что господство Intel подошло к концу.
Первой ошибкой была попытка Intel "заставить" общественность мгновенно перейти к новой Rambus DRAM, к чему мир не был готов. В то же время Intel выпустил i820 и i840 чипсеты, но оба потерпели крах из-за высоких цен на Rambus DRAM. Рядовые пользователи быстро перешили на процессоры Athlon от AMD из-за высокой производительности и небольшой цены.
Intel так же допустил оплошность на рынке процессоров low-end, таких как flip-chip Celeron'ы (так же известные как Celeron II, или Celermine), которые показали невысокий уровень производительности. Intel'овская шина 66 МГц у процессоров Celeron уменьшало производительность процессора во всех аспектах и не оставляла никаких шансов в борьбе с дешевым Duron'ом от AMD's.
И последнее несчастье обрушилось на Intel с выпуском нового процессора 1.13 ГГц Coppermine Pentium III, который в последствии был отозван, из-за его нестабильной работы в ряде интенсивных тестов на производительность, что натолкнуло общественность на мысль о том, что Intel выпустил этот процессор для того, чтобы не проиграть в гонке процессоров с фирмой-производителем AMD и идти в ногу. В следствии чего, многие гурманы Intel'овских процессоров перешли на системы, построенные на процессорах от AMD.
Корпорация Intel осознала, что в прошлом допустила ошибки и публично признала их. Но не смотря на все передряги связанные с процессорами от Intel пользователи по прежнему ждут от "своего" производителя чего-то новенького. И Intel не собирается их огорчать. И выпускает новый процессор Pentium 4.

P4 1.4 и 1.5 ГГц, последнее достижение Intel в скорости заставило многих пользователей обратить на него внимание. Но помните, что МГц у процессора это не все за чем стоит гоняться. Давайте же углубимся в процессор Pentium 4 и посмотрим, что же нам предложил Intel на этот раз.

Intel'овская Микро-Архитектура Netburst
Недавно, Intel представил свою новую x86 архитектуру процессоров серии Pentium 4 под кодовым названием IA-32, официальное название которой Netburst. PIII имеет 10-стадий суперскалярного строения ([суперскалярная архитектура] - имеющая несколько конвейеров и предусматривающая возможность выполнения более одной скалярной команды за такт), в то время как P4 имеет 20-стадий суперскалярной архитектуры с улучшенным конвейером. Что же касается их соперников, то у AMD'шного Athlon'а 10-стадий с 15-уровневым FPU конвейером. Что же касается встроенного SRAM, то Pentium4 оснащен 256 KB L2 кэша и 8 KB высокоскоростного кэша первого уровня.
P4 дебютировал с частотой много больше, чем у своего предшественника PIII, начиная с 1.4 ГГц. Он построен на том же 0.18 микроном процессе с использованием алюминия, что используется в процессорах PIII. Определенно напрашивается вопрос, как же Intel добрался до таких частот на тех же самых процессах? Ответ заложен в строении процессора. Увеличив размер конвейера, Intel создал увеличиваемую последовательную архитектуру. Хотя длинный конвейер нельзя назвать большим плюсом в производительности, но зато он устраняет все нагромождения в строении процессора.
Intel утверждает, что производительность CPU измеряется тактовой частотой процессора просчитываемая количеством инструкций выполненных за один такт. Так вот длинный конвейер уменьшает количество этих операций за такт. Intel заявляет, что это примерно 10-20% потери в производительности, если сравнивать с PIII, но нельзя забывать о том, что у P4 количество этих операций больше в четыре раза.



Intel имеет еще несколько тонкостей в технологическом плане, которые помогут обойти увеличение конвейера. Они добавили новый необычный исполнительный движок. В современных CPU, в которых скорость работы процессора превышает все возможности системы, процессор может обрабатывать результаты быстрее, чем система, проще говоря, система не успевает за процессором. И, так как алгоритм работы CPU не всегда верный, у P4 есть улучшенный механизм обсчета и еще один кэш (Execution Transfer Cache) для обработки неправильно обработанных данных и принятие оптимизированных команд для уменьшения вероятности потери данных.
И как часть суперскалярного строения, Intel так же включил 144 команды обработки потока независимо выполняемых данных (Streaming Single Instruction Multiple Data Execution (SSE2)) особенно это характерно для P4. С увеличенной длинной конвейера, разработчикам программного обеспечения без сомнения придется их использовать для того, чтобы достичь максимальной производительности процессора P4.
Наряду с новым конвейером, Intel сделал улучшенный движок динамической обработки (Advanced Dynamic Execution), который работает с набором арифметико-логических устройств ALU (arithmetic logic units). ALU (которые отвечают за работу с целыми числами) работают на двукратно увеличенной частоте работы CPU. При переходе данных на ALU целочисленные данные обрабатываются за половину такта. Исходя из этого можно сказать, что целочисленно-ориентированные приложения P4 будет обрабатывать без проблем.
P4 работает на 100 МГц fsb, которая использует четырех битовую передачу данных, то есть 4 бита данных за такт (эффективную QDR) для передачи 3.2 GB в секунду на процессор. Схоже с Athlon 100 МГц DDR FSB, которая эквивалентна частоте передачи данных на 200 МГц FSB, P4 передает данные на частоте 400 МГц. И к слову сказать, благодаря этому процессор плохо гонится. Вы, наверное, знаете, как трудно достичь хотя бы 110 МГц на Athlon. Увеличение частот, требуемых для DDR и QDR передачи данных, означает, что разгон может быть ограничен, так как тактовые сигналы становятся более насыщенными и превышают собственные возможности процессора.

Что такое?
В общем, строение P4 очень эффективно. В нем меньше лишних, функциональных блоков. Хотя, упростив дизайн, Intel потеряла в эффективности производительности за такт. С этим дизайном, Intel определенно выиграет войну ГГц. Более эффективное использование кремния позволило Intel легко пролететь предел 1 ГГц, а переход на 0.13 микронные процессы и медные соединения позволят Intel легко перейти за предел 2 ГГц.
Что же касается увеличения производительности в различных приложениях по сравнению с работой этих приложений с процессорами PIII и Athlon, то все будет зависеть от того, на сколько то или иное приложение адаптировано под данную архитектуру. Так как P4 сделан по новой технологии вопреки обычной x86 архитектуре (которую Intel практически не менял с того момента как вышел первый Pentium), мы не думаем, что сравнения производительности в различных приложениях не будут соответствовать всему потенциалу нового процессора фирмы Intel. Когда же выйдет P4-оптимизированное программное обеспечение, и P4-оптимизированные драйвера, сравнения в производительности будут более верными. Пока же нет софта под P4, любое увеличение производительности любого из приложений будет зависеть от увеличения тактовой частоты работы процессора.

Сборка процессора
Intel решила поместить Pentium 4 в свой новый Socket-423 flip-chip форм фактор, который представляет собой совокупность технологических решений, с которыми нам доводилось встречаться раньше. Pentium4 имеет металлическую пластину сверху на процессоре (см. фото), что дает большую поверхность для теплообмена. Говоря простым языком, эта металлическая пластина распространяет тепло обильнее и на большую площадь, это и позволяет, собственно, кулеру на процессоре лучше охлаждать CPU.



Надо сказать, что размер чипа немного больше, чем предыдущие flip-chip Pentium III модели. По этой причине мы не смогли применить прежние радиаторы, адаптированные к сокет-разъемам.

Отверстие
Некоторые, внимательные читатели, наверно заметили, что на этой самой металлической пластине в нижнем правом углу есть небольшое отверстие, которое имеет свое особое предназначение. Мы поинтересовались для чего нужно это самое отверстие и выяснили, что оно выступает в роли закрепительного инструмента между процессором и радиатором. Что же это значит? Когда вы наносите на CPU теплопроводящую пасту (которую Intel сейчас поставляет в комплекте со своими процессорами) и крепите радиатор, немного пасты попадает в отверстие. И когда процессор нагревается, паста раздувается (увеличивается в объеме). Когда же процессор остывает, термопаста внутри и вне отверстия застывает, что и способствует лучшему скреплению процессора с радиатором, а следовательно, улучшается теплообмен CPU-радиатор.

Не бойтесь наносить пасту на металлическую платину CPU, ведь эта паста электрически не проводима. Обычно мы имели дело с электрически проводимыми материалами, и такие материалы, как основанные на серебре термопасты, этот процессор использовать нельзя.

Контакты
Надо отдать должное Intel'у, так как он построил свой P4 так, что установить процессор в разъем неправильно просто невозможно. У Pentium III flip-chip и AMD Thunderbird Socket-A одинаковое количество контактов на всех четырех сторонах CPU, что может доставить неприятности начинающим пользователям, которые не знают, как правильно расположить процессор с сокете. Но с другой стороны не проблема взять и почитать мануал :). В отличии от Pentium III и AMD Thunderbird у Pentium 4 по всем четырем сторонам процессора расположено разное количество контактов, благодаря чему не составляет труда выяснить как правильно установить процессор.

Intel's I850
Базовым чипсетом для Pentium 4 стал Intel'овский i850, близкий родственник high-end чипсета Pentium 3 i840. Первое, что бросается в глаза у i850, это его форма. Северный мост (Northbridge) не похож не на один из ныне существующих.

Вы, наверное, слышали, что выход I850 был отложен примерно на месяц, из-за багов в строении. Собственно говоря, баг заключался в том, что чипсет показывал нестабильную работу при интенсивных нагрузках на графические карты PCI, которые, как раз, контролируются Северным мостом.
У I850 есть много схожего с чипсетом I840, как двойной канал RDRAM, AGP 4x, 3.2 GB/с пропускной способности у процессора и 266 MB/с пропускной способности у контроллера I/O. У I850 нет кэша дополнительной выборки на контроллере памяти, так же как и нет и поддержки 64-битных PCI слотов. И то и другое имело место в чипсете I840.
Материнские платы под Pentium 4 так же идут с ICH2 (I/O контроллер) от Intel, который был в материнских платах на чипсете I840. ICH2 поддерживает 6 PCI слотов, 4 USB порта, интегрированную 10/100 ethernet карту и два канала ATA/100. У предыдущей версии ICH не было интегрированной Ethernet карты, и она была ограничена скоростью передачи данных ATA/66.

Платформа
Первые материнские платы для процессоров Pentium 4 выпустила сама же фирма-производитель P4 Intel. Одна из них плата Intel D850GB, где "GB" сокращение от Garibaldi. Форм фактор у Garibaldi - ATX, но она без труда устанавливается в корпуса WTX.



D850GB в строении ничем не отличается от Intel'овских материнских плат - AGP 4x, 5 PCI слотов и один CNR слот. Так же четыре RIMM слота на 2 GB RDRAM и два ATA/100 IDE порта. Ничего особенного. Но есть кое-что у D850GB, о чем стоит поговорить.
Первое - рядом с процессором, на всех Pentium 4 платах, установлен специальный 4-контактный 12В силовой разъем. Этот 4-контактный разъем дает больше напряжения на CPU, что немаловажно для достижения четвертым камнем отметки 2 ГГц с мощностью больше 70 Ватт (сейчас Pentium 4 использует 55 Ватт). К сожалению, для конечного пользователя, который собирается переходить на Pentium 4, это значит, что им надо будет приобретать источники энергии с этими разъемами, что сделает источник питания ATX, который уже стоит в блоке бесполезным. Обычные ATX'овые источники не могут дать 12В на процессоры линии P4.



Второе - на котроллере памяти чипсета i850 установлен довольно-таки большой радиатор для лучшего охлаждения. Радиатор прикреплен двумя металлическими зажимами, и его можно без труда снять. Во время тестов радиатор нагревался до температуры 95F (40,7C).



И, в-третьих, на плате вокруг процессора есть, так называемые EMI крепления (что-то похожее есть у Slot1), которые делают крепление процессор-радиатор более устойчивым. Они, скорее всего, найдут свое массовое применение, когда компании начнут поставлять свои системы на P4 с массивными радиаторами, так как большие радиаторы могут отойти или вообще оторваться во время доставки системы до рабочего места, а EMI крепления помогут избежать этих неприятностей. Эти держатели для лучшего крепления используют намагниченную основу. Они закрепляются на панели крепления материнской платы, следовательно, старые ATX/AT кейсы не совместимы с P4. Но с другой стороны строение последних кейсов таково, что панель крепления материнской платы снимается, а значит, только эта панель требует замены для P4. Другими словами, Intel просит пользователей поменять или модернизировать свои кейсы для поддержки своего процессора.

Память для P4
Да, ребята, без DRAM здесь не обойтись. Как уже говорилось раньше чипсет i850, использует два канала RDRAM, которые позволяют достичь пропускной способности памяти 3.2 GB/с. С другой стороны чипсет i840 так же имеет два канала, а следовательно, такую же пропускную способность, но здесь камнем преткновения в производительности стала шина 133 МГц процессора PIII, сейчас же, когда частота рабочей шины процессора выросла до 400 МГц, поток обрабатываемой информации так же вырос.
В связи с тем, что каждая плата, построенная на чипсете i850, имеет два канала RDRAM, вам придется приобретать Rumbus парами (два модуля), что-то вроде старых добрых SIMM'ов (если вы помните, конечно :)). Ведь строение Rumbus таково, что два слота должны быть заняты модулями памяти, а остальные два, так как платы на i850 имеют четыре RIMM слота, могут быть свободными.



Что же касается быстродействия, то на каждый компьютер, построенный на P4, будет устанавливаться память типа PC-800 RDRAM. Не скупитесь, ведь, купив память PC-600 RDRAM, вы тем самым урежете пропускную способность вашей памяти на 1/3 до 2.4 GB/с.

DDR
Если же Rambus вам не по душе, то, по всей видимости, вам придется немного подождать. Intel утверждает, что они работают над DDR-чипсетом для Pentium 4, который вот-вот должен выйти. Intel так же сообщила, что они собираются дать лицензии на технологию шины, на которой работает Pentium 4, таким компаниям, как VIA и Ali для того, чтобы они выпускали свои собственные чипсеты, которые без сомнения будут поддерживать DDR-SDRAM, и это будет неплохой альтернативой для конечного пользователя.
К слову о памяти. На сегодняшний день, даже самая быстрая DDR память, PC2100 (PC-133 DDR), может обеспечить пропускную способность по максимуму 2.1 GB/с, что порядком меньше чем у PC-600 RDRAM.

Охлаждение
Несмотря на то, что Pentium 4 построен на 0.18 процессах с кристалл/алюминий соединениями, процессор нагревался не сильно. Intel еще на презентации своего камня демонстрировал работу пня с радиатором без вентилятора. Но все же этому процессору не обойтись на таких частотах без кулера просто Inlel'у надо было выпендриться.



При работе, Pentium 4 1.5 ГГц поглощает примерно 50 Ватт электроэнергии, что не так уж и плохо для процессора такого класса, но это и не 30 Ватт, которые потребляет Pentium III. Для охлаждения Pentium 4 Intel советует использовать большой медный радиатор, который весит 450 грамм, в паре с Intel'овский кулером, который поставляется в retail-версии.
В тестах использовался радиатор Coolermaster. С помощью инфракрасного теплового детектора нам удалось снять тепловые показатели ядра процессора. Результат был потрясающим - 85F (36,4C) градусов в усиленных тестах - совсем неплохо.
Что же касается разгона, то мы не знали чего и ожидать. Наша Intel'овская плата не поддерживает регулировку FSB, но, скорее всего, все приколы с FSB в случае с Pentium 4 придется отложить из-за 400 МГц FSB, так как эти платы много чувствительнее к изменению синхронизации шины, чем платы для Pentium III.

SMP ([Symmetrical Multiprocessing] - симметричная многопроцессорная обработка; симметричная многопроцессорность (способ организации вычислений, при котором и операционная система, и приложения могут использовать любой доступный процессор)
Так же как и первая модель процессора Pentium3, первая версия процессора Pentium4 поддерживает только один процессор в системе. Да, да, да, Intel - король многопроцессорности оглянулся назад и решил, что в будущем будут использоваться однопроцессорные рабочие станции.
Но Intel все-таки планирует добавить поддержку SMP во второй половине 2001 года, как раз тогда когда выйдут системы с двойным Athlon'ом. Мы думаем, что "Foster" - Intel'овский сервер, построенный на Pentium 4, будет поддерживать многопроцессорность. Мы так же знаем, что Foster будет использовать DDR-SDRAM память, так как DDR-SDRAM может держать большие объемы памяти - скажем, на 1 GB больше, чем RDRAM.

Заметки
Мы проводили наши тесты на обычном программном обеспечении, которое мы используем каждый день, это значит, что никакого специально оптимизированного под Pentium-4 софта у нас не было. Из-за различий в строении процессоров, во многие программы надо будет вносить изменения, для получения всех преимуществ процессора Pentium 4. Это значит, что прежние программы, построенные на других принципах работы, будут работать медленнее, чем следовало. Значит, результаты некоторых тестов будут хуже, чем могли быть, скажем, с патчем, который оптимизирует программу для работы с Pentium 4 CPU.
К примеру, установка DirectX 8.0/оптимизированного под P4, вместо DirectX 7.0/не оптимизированного под P4 в некоторых ситуациях в играх увеличила производительность на 40%. На сегодняшний день большинство производителей программного обеспечения уже обновили свои продукты.
К сведению: Плата Intel D850GB не позволяет пользователю выбирать пуловый режим для RDRAM, который в позволяет RDRAM памяти переходить частично в режим сна, когда нет информации для обработки. Когда RDRAM в режиме сна, то есть доступна опция "RDRAM Nap mode" (от англ. Nap - дремать), требуется больше времени для того, чтобы память опять включилась в работу и начала обрабатывать данные. Для достижения наиболее эффективной работы RDRAM, память постоянно должна быть в актином режиме "Active", тогда не будет никаких тормозов. Несмотря на то, что результаты тестов были впечатляющими, мы считаем, что они были бы много лучше, если бы системная плата поддерживала опцию выбора состояния памяти.

3DMark 2000 Default Benchmark - 1024x768x16
(чем выше показатели, тем лучше)

3DMark 2000 Default Benchmark - 1024x768x32
(чем выше показатели, тем лучше)


Pentium 4 себя неплохо показал в тестах 3DMark, но мы ожидали от этого камня большего. Thunderbird 1.2 ГГц набрал примерно столько же очков, как и Pentium 4 1.4 ГГц в обоих тестах, следовательно, в паре с AMD 760 и DDR SDRAM, Thunderbird превзойдет P4, несмотря на преимущество P4 над Thunderbird на 200 МГц.
В тестах на 32-бита разница в очках была на 1-2%. Это означало, что причиной такой несущественной разницы стала видеокарта, так как она взяла весь удар на себя, а процессор остался "не при делах".

Quake III Arena 1.25y - Fastest - 512x384x16
(чем выше показатели, тем лучше)


Quake III Arena 1.25y - Normal - 640x480x16
(чем выше показатели, тем лучше)


Quake III Arena 1.25y - High Quality - 1024x768x32
(чем выше показатели, тем лучше)


Quake III Arena 1.25y - High Quality - 1600x1200x32
(чем выше показатели, тем лучше)


Мы думали, что в Quake III Pentium 4 будет на высоте, так как Quake III использует все преимущества Intel'овской SSE оптимизации. Intel заявлял, что Pentium 4 повысит производительность в Quake III Arena на 44%, но похоже они поторопились. P4 1.5 ГГц дал примерно 36% роста производительности Q3 Normal test.
На разрешениях же выше 1024x768x32, различие в производительности так же было несущественным, где опять же, по-нашему мнению, немаловажную роль сыграла видеокарта.

Winbench 99 - CPUMark 99
(чем выше показатели, тем лучше)



Winbench 99 - Business Graphics
(чем выше показатели, тем лучше)


Winbench 99 - High End Graphics
(чем выше показатели, тем лучше)


Теоретически в тестах Winbench 99's Business и High-End Graphics, Pentium 4 со своим удвоенным ALU должен был превзойти все показатели на порядок. Но скорее всего это произойдет когда Winbench будет оптимизирован под Pentium 4.
Линия Athlon показала себя в тестах ZD лучше, чем когда-либо.

SiSoft Sandra - CPU Benchmark
(чем выше показатели, тем лучше)

SiSoft Sandra - Memory Benchmark
(чем выше показатели, тем лучше)


SiSoft Sandra - Multimedia Benchmark
(чем выше показатели, тем лучше)


Не смотря на то, что тест SiSoft's Sandra на сегодняшний день не самый лучший, но он выдает очень интересные результаты. В тестах на CPU/multimedia производительность, Athlon лидирует. 1.2 ГГц Athlon превосходит 1.5 ГГц Pentium 4 примерно на 25% в обоих тестах.

Хочется сказать пару слов про тест на производительность памяти. Вот это да! Наконец-то тесты показали, насколько эффективно Rambus DRAM может повлиять на производительность. Комбинация 400 МГц FSB и PC-800 RDRAM на двойном канале RDRAM показала потрясающие результаты. Производительность памяти RDRAM была, грубо говоря, в три раза больше, чем производительность любой другой памяти ныне доступной на рынке.

Что же мы обо всем этом думаем
К концу обзора у вас, наверно, возник вопрос - стоит ли Pentium 4 тех денег, которые за него хочет Intel? На сегодняшний день, нет. Несмотря на то, что P4 сейчас лучше всех справляется с 3D играми, но цена на процессор Thunderbird от AMD меньше на $600-$700, а проигрывает-то Thunderbird в производительности четвертому камню немного. Кстати, не забывайте, сколько вам придется потратить на дорогущие модули Rambus DRAM.
Картина с P4 прояснится, когда выйдет программное обеспечение, оптимизированное под P4.
Скорее всего, мы увидим, как Pentium 4 преодолеет барьер 1.7 или 1.8 ГГц без особых усилий, но вот преодолеть предел 2 ГГц, не переходя на 0.13 микронные процессы, вряд ли удастся.
Надо сказать, что Pentium 4 имеет огромный потенциал, и, скорее всего, Intel реализует его в ближайшем будущем.

Главный редактор Крис Коннолли (Chris Connolly)
Перевод, редактирование, дополнение Дмитрий "Digit" Петрусенко
Источники, которые были использованы в статье:
www.gamepc.com