Intel Pentium4 LGA775-Prozessoren. Intel Pentium 4-Prozessoren

Letztes Jahr Intel hat einen neuen Kernel veröffentlicht - Prescott- Für Pentium 4, dessen Merkmal war 90 -nm technischer Prozess, Level-2-Cache erhöht auf 1 MB, außerdem erschien eine Anleitung SSE3. Gleichzeitig wurde es der Öffentlichkeit vorgestellt Pentium 4 Extreme Edition 3,4 GHz s 2 MB Level 3-Cache. Die Plattform wurde im Sommer angekündigt Sockel 775, was uns interessierte, weil die Beine vom Prozessor zum Sockel „umgeschaltet“ wurden. Zusammen mit dem neuen Stecker haben wir auch Chipsätze erhalten i915 Und i925, dessen Funktionsumfang allen angenehm gefiel: DDR2 SDRAM, PCI-Express für Grafik und Peripherie, Sound HDA, WLAN, Matrix-RAID usw. Etwa zur gleichen Zeit führte Intel Modellnummern ein, zuvor hatte man sich nur damit beschäftigt AMD. Und wir mussten uns an die Leitung gewöhnen Celeron 3xx, Pentium 4 5xx.

Allerdings hatte der neue Prescott-Kern Probleme mit der hohen Wärmeableitung, die erreichten 115 W für Topmodelle. Gleichzeitig Leistung im Vergleich zum Kern Northwood hat praktisch nicht zugenommen. Unterdessen schliefen die Konkurrenten nicht, AMD präsentierte den Kern Winchester, das sich durch eine geringe Wärmeentwicklung auszeichnete. Darüber hinaus bestach das Unternehmen Nutzer mit Technologie Cool und ruhig(Reduzierung von Frequenz und Spannung bei geringer Last), NX-Bit(Codeausführung bei Pufferüberlauf verhindern) und x86-64(64-Bit-Erweiterungen).

Infolgedessen wurde Prescott viele Male modifiziert und viele Prozessorschritte wurden geboren. Einige Zeit später präsentierten Intel-Ingenieure ausgewogene Prozessoren mit Stepping E0. Neue Technologie Thermische Überwachung 2 verbesserter Schutz vor Überhitzung – der Prozessor beginnt, Frequenz und Spannung zu reduzieren, wenn die Wärmeentwicklung eine kritische Grenze erreicht. Dieser Ansatz ist besser als eine Drosselung, wenn der Prozessor in der gleichen Situation Taktimpulse verpasst. Es schaltet sich jedoch immer noch ein, allerdings in extremen Fällen. Die Thermal Monitoring 2-Technologie kann auch im Leerlauf betrieben werden, um die Wärmeabgabe zu reduzieren, dies erfordert jedoch eine Installation Servicepaket 2. Im neuen Schritt erschien XD-Bit, das die Funktion hat, die Ausführung von Schadcode zu verhindern, ist hierfür auch SP2 erforderlich. Prozessoren, die diese Funktion unterstützen, erhielten das Suffix J. Aussehen 64 -Bit-Erweiterungen EM64T Wir haben es nie gesehen, als der E0 die 500er-Marke anstrebte.

Erinnern wir uns jedoch an AMD, das zu diesem Zeitpunkt Prozessoren einführte Athlon 64 4000+ Und FX-55. Letzterer erwies sich als der beste Prozessor für Gamer und lieferte extreme Spieleleistung. Intel reagierte auf diesen Angriff mit der Veröffentlichung eines Chipsatzes i925XE Und Pentium 4 Extreme Edition 3.46 GHz mit Systembus 1066 MHz. Andere Eigenschaften des neuen P4 EE haben sich nicht geändert: L2-Cache 512 KB, L3 - 2 MB (Kern Gallatin). Leider zum extremen Preis von $ 999 In den meisten Gaming-Tests verlor der Neueinsteiger gegen den FX-55.

Hier ist in Kürze die Situation zu Beginn des Jahres 2005.

Das Fazit zu SpeedStep lautet: Für Spiele ist es besser, es ganz auszuschalten, und für Büro- und andere Arbeiten ist es besser, es einzuschalten. Dann arbeitet der Prozessor mit niedrigeren Frequenzen und erzeugt weniger Wärme.

Eine neue Seite im Leben des Pentium 4: 600. Modelle

Der wichtigste Unterschied zwischen dem Neuen Pentium 6xx- Erhöhen Sie den L2-Cache auf 2 MB Die gesamte neue Prozessorserie unterstützt XD-Bit. Die Energiemanagement-Technologie wurde weiter verbessert: Wenn das E0-Stepping über Thermal Monitoring 2 verfügen könnte, dann verfügen die neuen Prozessoren über zusätzliche Technologie Verbesserter SpeedStep, das bisher nur in den Mobilprozessoren des Unternehmens zum Einsatz kam. Es ermöglicht Ihnen, Spannung und Frequenz zu reduzieren, wenn die Belastung des Prozessors gering ist. Der Hauptunterschied zwischen den beiden Technologien besteht darin, dass der „Initiator“ der Frequenzreduzierung im letzteren Fall das Betriebssystem und nicht der Prozessor ist.

Alle Pentium 6xx unterstützen 64-Bit-EM64T-Erweiterungen (analog zu x86-64-Erweiterungen von AMD). Diese Funktion kann jedoch nur bei Verwendung nützlich sein Windows XP 64-Bit-Edition. Aber auch nach dem offiziellen Erscheinen dieses Betriebssystems werden die Probleme für AMD- und Intel-Benutzer nicht enden: Fakt ist, dass Sie nur dann einen Leistungsschub erhalten, wenn das Betriebssystem, die Treiber und die Programme 64-Bit sind. Allerdings gibt es dabei große Probleme und es ist sogar schwer zu sagen, wann wir die Vorteile der neuen Technologie nutzen können. Wenn sich Intel hingegen dieser Angelegenheit annehmen würde, würde der Prozess viel schneller vonstattengehen.

Erwähnenswert ist auch, dass die EM64T-Technologie auch in einigen Modellen der 5xx-Serie zu finden sein wird (mit „Einsen“ am Ende der Zahl), Enhanced Speed ​​​​Step jedoch ein exklusives Merkmal der 6xx-Reihe bleiben wird.

Physisch gesehen ist der Chip der Pentium 4 6xx-Reihe deutlich größer als der der 5xx: 169 Millionen von Transistoren und 135 mm 2 vs 125 Millionen und 112 mm 2.

Das neue Modell P4 Extreme Edition ist durchaus interessant. Leider Pentium 4 Extreme Edition 3,46 GHz, das im November 2004 auf den Markt kam, entsprach nicht den Erwartungen und wurde daher verschrottet. Es wurde durch die neue P4 Extreme Edition ersetzt 3,73 GHz, was einem normalen 6xx-Prozessor entspricht, jedoch mit einer Systembusfrequenz 1066 MHz. Der 2nd-Level-Cache ist genauso groß wie 2 MB, wir mussten uns jedoch vom 3rd-Level-Cache verabschieden.

Es ist erwähnenswert, dass die 6xx-Reihe bei gleichen Taktfrequenzen teurer sein wird als die 500-Modelle.

Der Frequenzwettlauf ist vorbei

Im Laufe der Jahre haben wir uns daran gewöhnt, dass uns Prozessorhersteller regelmäßig mit höheren Taktraten erfreuten – dieser Indikator stand im Vordergrund. Bis Ende 2004 plante Intel die Veröffentlichung des Pentium 4 mit einer Frequenz 4 GHz, aber es wurde nie angezeigt. Die Ingenieure und das Management des Unternehmens erkannten, dass das Glück nicht in Gigahertz liegt und es einfach unmöglich ist, die Frequenz ständig zu erhöhen, zumal ihre Erhöhung nicht zu einer proportionalen Steigerung der Systemleistung führt.

Ähnlich verhält es sich mit AMD: Es ist unwahrscheinlich, dass wir in diesem Jahr einen Prozessor sehen werden, der die Schwelle überschreitet 3 GHz. Und warum ist das notwendig, wenn moderne Athlon 64 mit Geschwindigkeiten bis zu 2,6 GHz-Frequenzen konkurrieren erfolgreich mit Intel-Produkten.

Beide Unternehmen arbeiten nun daran, die Effizienz und Leistung ihrer Prozessoren durch den Einsatz neuer Technologien und die Erweiterung ihrer Funktionen zu verbessern. Der Wettlauf um die Taktraten ist vorbei. Tatsächlich ist die 6xx-Serie ein hervorragendes Beispiel dafür geworden.

Abschluss

Vergleicht man die 5xx- und 6xx-Reihen, kommt man zu einem eindeutigen Ergebnis: Neue Prozessorversionen sind besser, obwohl die verdoppelte Cache-Größe die Leistung nicht besonders beeinträchtigt. Doch dank der Funktionen EM64T, XD-Bit, Thermal Monitoring 2, Enhanced SpeedStep sieht der neue Pentium 4 sehr vielversprechend aus. Hohe Leistung, beeindruckende Zusatzfunktionen und ein angemessener Stromverbrauch verändern das Bild deutlich. Darüber hinaus sind die neuen Produkte vollständig kompatibel zu bereits bekannten Mainboards für Sockel 775; ggf. ist lediglich ein BIOS-Update erforderlich.

Bis zu diesem Zeitpunkt konnte man Intel vorwerfen, bei der Einführung neuer Technologien etwas langsam zu sein: AMD hat 64-Bit-Erweiterungen viel früher implementiert, obwohl der wirkliche Vorteil daraus noch nicht offensichtlich ist. AMD-Besitzer haben auch NX-Bit und Cool'n'Quiet schon vor längerer Zeit gesehen.

Allerdings bleibt unklar, warum Intel einen so hohen Preis für die neuen Prozessoren angekündigt hat: Sie sind deutlich teurer als die älteren Versionen.

Auf die eine oder andere Weise sollten wir in den kommenden Monaten mit deutlich radikaleren Updates der Pentium 4-Reihe von Intel rechnen – Dual-Core-Prozessoren, Vanderpool-Virtualisierungstechnologie (VT) und vielem mehr.

Bekanntlich Revolutionen im Computer
passieren weltweit immer seltener. Und sind sie wirklich notwendig, wo im Allgemeinen „jeder
gut", wobei die Leistungsfähigkeit von Systemen und Produkten die Bedürfnisse der Mehrheit mehr als abdeckt
moderne Benutzer. Dies gilt uneingeschränkt auch für die Auftragsverarbeiter des Unternehmens.
Intel, Branchenführer. Das Unternehmen verfügt über ein umfassendes Sortiment an Hochleistungsprodukten
CPUs aller Ebenen (Server, Desktop, Mobil) haben seit langem Taktfrequenzen
die „himmelhohen“ 3 GHz überschritten haben, laufen die Verkäufe „mit Bravour“.
Und wahrscheinlich, wenn es nicht die wiederbelebten Konkurrenten gäbe (genauer gesagt, Wettbewerber), dann ist es das
das wäre wirklich gut.

Doch der „Gigahertz-Wettlauf“ hört nicht auf. Lassen wir die Betrachtung von Fragen wie „ Wer braucht es?" Und " Wie gefragt ist das?„– Akzeptieren wir es einfach als Tatsache: Um über Wasser zu bleiben, sind CPU-Hersteller einfach gezwungen, immer schneller (oder zumindest schneller) zu produzieren. Hochfrequenz) Produkte.

Anfang Februar markierte Intel die Vorstellung einer ganzen Reihe neuer Prozessoren. Unternehmen
veröffentlichte sieben neue CPUs auf einmal, darunter:

• Pentium 4 3,40 GHz („alter“ Northwood-Kern);
• Pentium 4 Extreme Edition 3,40 GHz;
• gleich vier Vertreter der neuen Linie mit dem Prescott-Kern (übrigens Hervorhebung).
  auf der ersten Silbe) - 3.40E, 3.20E, 3.0E und 2.80E GHz, hergestellt auf 90 nm
  Technologien und ausgestattet mit einem 1 MB Second-Level-Cache.

Alle diese CPUs sind für einen 800-MHz-Bus ausgelegt und unterstützen die Hyper-Threading-Technologie. Darüber hinaus veröffentlichte Intel den Pentium 4 auf dem Prescott-Kern mit einer Frequenz von 2,8 A GHz, ebenfalls im 90-nm-Verfahren gefertigt, aber für eine FSB-Frequenz von 533 MHz ausgelegt unterstützt kein Hyper-Threading. Laut Intel wurde dieser Prozessor speziell für PC-OEMs als Reaktion auf deren Anfragen entwickelt. Lassen Sie uns in unserem eigenen Namen hinzufügen – und zur Freude der Übertakter, die seine Übertaktungsfunktionen sicherlich zu schätzen wissen.

Mit der Veröffentlichung neuer CPUs hat sich die Pentium-4-Familie deutlich vergrößert und sieht nun wie in der Tabelle dargestellt aus. 1. Selbstverständlich hat Intel nicht die Absicht, die Produktion des Pentium 4 auf Basis des Northwood-Kerns mit FSB 533 und 800 MHz einzuschränken. Darüber hinaus bleiben mehrere Modelle für einen 400-MHz-Bus (fünf Prozessoren von 2A bis 2,60 GHz) im Sortiment.

Durch die Entwicklung von 90-nm-Technologien, die für Normalität sorgen sollten
Funktionsweise von Prozessoren der Prescott-Klasse, Intel-Ingenieure sind gezwungen
musste schwere Hürden überwinden. Die Natur dieser Hindernisse war
nicht in einer unzureichenden Auflösung der Produktionsanlagen, sondern in Problemen
physikalischer Natur, die mit der Unmöglichkeit verbunden ist, solch kleine Mengen herzustellen
Transistoren mit traditionellen Technologien.

Als erstes trat ein Ladungsverlust vom Gate des Transistors durch die Verdünnung auf
eine dielektrische Schicht zwischen Gate und Kanal. Bei einer Auflösung von 90 nm „entartet“ es
in eine Barriere aus vier 1,2 nm dicken SiO2-Atomen. Es gibt Bedarf
in neuen Isoliermaterialien mit höherer Dielektrizitätskonstante
Permeabilität (High-K-Dielektrikum). Aufgrund ihrer größeren Durchlässigkeit ermöglichen sie
Bauen Sie eine dicke (bis zu 3 nm) Isolierschicht auf, ohne Hindernisse zu schaffen
für das elektrische Torfeld. Dies sind die Oxide von Hafnium und Zirkonium.
Leider stellte sich heraus, dass sie mit den derzeit verwendeten polykristallinen Materialien nicht kompatibel waren
Tore und Phononenschwingungen, die im Dielektrikum entstehen, verursachen
Abnahme der Elektronenmobilität im Kanal.

An der Grenze zum Tor wird ein weiteres Phänomen beobachtet, das sich in einem signifikanten Ausmaß äußert
Erhöhen des Schwellenspannungspegels, der zum Ändern des Zustands erforderlich ist
Leitfähigkeit des Transistorkanals. Die Lösung wurde in Form eines Metalls gefunden
Verschluss Letztes Jahr wählten die Spezialisten des Konzerns schließlich zwei aus
geeignete Metalle, die es ermöglichten, neue Miniaturen zu entwerfen
NMOS- und PMOS-Transistoren. Welche Metalle wurden verwendet?
wird immer noch geheim gehalten.

Um die Geschwindigkeit von Transistoren zu erhöhen (sie wird durch die Geschwindigkeit bestimmt).
(Übergang in den offenen/geschlossenen Zustand) griff Intel auf Umformung zurück
Kanal aus einem Einkristall aus gespanntem Silizium. "Stromspannung"
In diesem Fall bedeutet Verformung des Kristallgitters des Materials.
Es stellte sich heraus, dass durch strukturell beschädigtes Silizium beide Elektronen (+10 %)
für NMOS) und Löcher (+25 % für PMOS) passieren mit geringerem Widerstand.
Durch die Verbesserung der Mobilität erhöht sich der maximale Transistorstrom im eingeschalteten Zustand.
Zustand.

Bei NMOS- und PMOS-Transistoren wird der Spannungszustand auf unterschiedliche Weise erreicht.
Methoden. Im ersten Fall ist alles ganz einfach: Normalerweise liegt der Transistor oben
„bedeckt“ mit einer Schicht aus Siliziumnitrid, die als Schutz dient
Masken und um Spannung im Kanal zu erzeugen, wird die Dicke der Nitridschicht erhöht
verdoppelt. Dies führt zu einer zusätzlichen Belastung der Quellgebiete
und Abfluss und dehnt und verformt dementsprechend den Kanal.

PMOS-Transistoren werden nach einer anderen Schaltung „mit Spannung versorgt“. Zonen zuerst
Source und Drain werden geätzt und anschließend wird eine SiGe-Schicht darin aufgewachsen. Atome
Germanium ist größer als Siliziumatome und daher größer als Germaniumschichten
wurden schon immer verwendet, um Spannung in Silizium zu erzeugen. Allerdings die Besonderheit
Intel-Technologie ist in diesem Fall die Komprimierung von Silizium
Der Kanal verläuft in einem Längsschnitt.

Durch das neue technologische Verfahren konnte auch die Anzahl der Schichten erhöht werden
Metallisierung von sechs auf sieben (Kupferanschlüsse). Es ist merkwürdig, dass bei der Produktion
Linien „Schulter an Schulter“ funktionieren wie Lithografiemaschinen
neue Generation mit einer Wellenlänge von 193 nm und ihre Vorgänger mit einer Wellenlänge
Wellen 248 nm. Im Allgemeinen erreichte der Anteil der wiederverwendeten Ausrüstung 75,
Dadurch konnten die Kosten für die Modernisierung von Fabriken gesenkt werden.

Prescott-Funktionen

In Diskussionen im Vorfeld der Veröffentlichung des Prescott-Core-Prozessors wurde dieser scherzhaft als „Pentium 5“ bezeichnet. Tatsächlich war dies genau die typische Antwort eines Computerprofis auf die Frage „Was ist Prescott?“ Natürlich hat Intel die Marke nicht geändert, und es gab keine ausreichenden Gründe dafür. Erinnern wir uns an die Praxis der Softwareveröffentlichung – bei der die Versionsnummer nur dann geändert wird, wenn das Produkt grundlegend überarbeitet wird, während weniger bedeutende Änderungen durch gebrochene Versionsnummern gekennzeichnet werden. Bruchzahlen werden in der Prozessorindustrie noch nicht akzeptiert, und die Tatsache, dass Prescott die Pentium-4-Reihe fortführte, spiegelt genau die Tatsache wider, dass die Änderungen nicht so radikal sind.

Prozessoren basieren auf dem Prescott-Kern, obwohl sie im Vergleich viele Neuerungen und Modifikationen enthalten
mit Northwood, basieren aber auf der gleichen NetBurst-Architektur, haben das gleiche Paket,
wie der Vorgänger Pentium 4, sind im gleichen Sockel 478-Anschluss verbaut und prinzipiell
sollte auf den meisten Motherboards funktionieren, die 800 MHz FSB unterstützen
Bereitstellung der richtigen Versorgungsspannungen (natürlich ist ein Update erforderlich).
BIOS).

Wir werden eine detaillierte Untersuchung praktischer Fragen im Zusammenhang mit Prescott einem separaten Material überlassen. Versuchen wir in der Zwischenzeit einen Blick auf die Änderungen zu werfen, die bei Prescott aufgetreten sind, und zu verstehen, wie sich dieser Prozessor von seinem Vorgänger unterscheidet und was daraus zu erwarten ist.

Die wichtigsten im Prescott-Kern implementierten Innovationen sind die folgenden:

• Überführung der Kristallproduktion in die 90-nm-Prozesstechnologie.
• Erhöhte Förderlänge (von 20 auf 31 Stufen).
• Verdoppelte L1-Caches (Datencache – von 8 auf 16 KB) und L2 (von 512 KB auf
  1 MB).
• Architekturänderungen:
  -modifizierter Übergangsvorhersageblock;
  -Verbesserte L1-Cache-Logik (verbessertes Prefetching).
  Daten);
  -das Erscheinen neuer Blöcke im Prozessor;
  -Erhöhtes Volumen einiger Puffer.
• Fortschrittliche Hyper-Threading-Technologie.
• Unterstützung für den neuen Satz von SIMD-Befehlen SSE3 (13 neue Befehle) hinzugefügt.

Die wesentlichen Unterschiede zwischen den drei im Pentium 4 verwendeten Prozessorkernen sind in der Tabelle zusammengefasst. 2. Die Anzahl der Transistoren in Prescott hat sich mehr als verdoppelt – um 70 Millionen. Davon sind groben Schätzungen zufolge etwa 30 Millionen auf die Verdoppelung des L2-Cache zurückzuführen (zusätzliche 512 KB, 6 Transistoren pro Zelle). Darüber hinaus ist immer noch eine beträchtliche Anzahl übrig, und allein anhand dieses Wertes kann man indirekt das Ausmaß der Änderungen beurteilen, die im Kernel stattgefunden haben. Beachten Sie, dass trotz einer solchen Erhöhung der Anzahl der Elemente die Kernfläche nicht nur nicht zunahm, sondern sogar verringert im Vergleich zu Northwood.

MIT 90-nm-Prozesstechnologie Alles ist im Allgemeinen verständlich (natürlich auf einer vereinfachten „Benutzer“-Ebene). Die geringere Größe der Transistoren verringert die Versorgungsspannung des Prozessors und verringert die Verlustleistung und damit auch die Erwärmung. Dies wird den Weg für eine weitere Erhöhung der Taktfrequenzen ebnen, die zwar mit einer Erhöhung der Wärmeableitung einhergeht, der „Bezugspunkt“ für diese Erhöhung jedoch anders, etwas niedriger, sein wird. Beachten Sie, dass es angesichts der größeren Anzahl von Transistoren in Prescott im Vergleich zu Northwood richtiger wäre, nicht von einer Reduzierung, sondern von einer Reduzierung zu sprechen Erhaltung oder geringere Vergrößerung Verlustleistung.

Erweiterter Förderer. Wie aus der Tabelle ersichtlich ist. 2: Die Pipelinelänge von Prescott (31 Stufen) ist mehr als halb so groß wie die von Northwood. Was sich dahinter verbirgt, ist ganz klar: Es ist nicht das erste Mal, dass Intel die Pipeline verlängert hat, um die Taktfrequenzen zu erhöhen – bekanntlich wird der Prozessorkern umso besser „übertaktet“, je länger die Pipeline ist. Ob eine solche „Erweiterung“ zum jetzigen Zeitpunkt bei Frequenzen im Bereich von 3,5 GHz wirklich notwendig ist, lässt sich prinzipiell nur schwer eindeutig sagen – begeisterte Übertakter haben den Pentium 4 (Northwood) auf höhere Werte übertaktet. Aber früher oder später wäre eine Erhöhung der Stufenzahl unausweichlich – warum also dieses Ereignis nicht mit der Veröffentlichung eines neuen Kernels verbinden?

Erhöhte Cache- und Puffergrößen. Im Prinzip hängt dieser Punkt direkt mit dem vorherigen zusammen. Um sicherzustellen, dass eine lange Pipeline mit hohen Frequenzen arbeitet, ist es wünschenswert, über ein größeres „handliches Lager“ in Form eines Caches zu verfügen, um die Anzahl der Leerlaufzeiten zu reduzieren, während derer der Prozessor auf das Laden der erforderlichen Daten aus dem Speicher wartet. Darüber hinaus ist bekannt, dass unter sonst gleichen Bedingungen von zwei Prozessoren mit unterschiedlichen Pipelinelängen derjenige mit diesem Parameter produktiver ist. Wenn Verzweigungsvorhersagefehler auftreten, ist der Prozessor gezwungen, seine Pipeline „zurückzusetzen“ und sie auf neue Weise mit Arbeit zu belasten. Und je mehr Stufen darin enthalten sind, desto schmerzhafter sind solche Fehler. Natürlich können sie nicht vollständig ausgeschlossen werden, und bei den gleichen Frequenzen wären Northwood und Prescott weniger produktiv gewesen ... wenn sie nicht über einen größeren L2-Cache verfügt hätten, der die Verzögerung weitgehend kompensierte. Natürlich hängt hier alles von den Besonderheiten konkreter Anwendungen ab, die wir im praktischen Teil zu prüfen versuchen.

Wie oben erwähnt, hat Prescott nicht nur den gesamten L2-Cache erhöht, sondern auch den L1-Datencache, dessen Größe von 8 auf 16 KB angewachsen ist. Auch seine Organisation und ein Teil der Arbeitslogik haben sich verändert – beispielsweise wurde ein Mechanismus eingeführt Zwangsförderung (Weiterleitung erzwingen), wodurch die Latenz in Fällen reduziert wird, in denen ein abhängiger Vorgang zum Laden von Daten aus dem Cache nicht spekulativ abgeschlossen werden kann, bevor der vorherige Vorgang zum Platzieren dieser Daten im Cache abgeschlossen ist.

Zusätzlich zum Volumen der Caches ist die Kapazität von zwei Schedulern, die für die Speicherung von Mikrooperationen verantwortlich sind ( Ups), die in x87/SSE/SSE2/SSE3-Anweisungen verwendet werden. Dies ermöglichte es insbesondere, Parallelität in Multimedia-Algorithmen effektiver zu finden und diese mit besserer Leistung auszuführen.

Tatsächlich haben wir einige der in Prescott implementierten Neuerungen in der Pentium 4-Architektur bereits angesprochen, da sie über den Prozessorkern „verstreut“ sind und viele seiner Blöcke betreffen. Die nächste wichtige Änderung ist...

Modifizierter Verzweigungsvorhersageblock. Bekanntlich Genauigkeit
Der Betrieb dieses Geräts ist für die Gewährleistung einer hohen Leistung von entscheidender Bedeutung
moderner Prozessor. „Durchsehen“ des folgenden Programmcodes
aktuell läuft, kann der Prozessor im Voraus Teile ausführen
Dieser Code ist bekannt spekulative Hinrichtung. Wenn
Das Programm stößt aufgrund eines bedingten Sprungs auf eine Verzweigung ( Wenn-dann-sonst),
dann stellt sich die Frage, welcher der beiden Zweige „besser“ vorab durchzuführen ist.
Northwoods Algorithmen waren relativ einfach: Übergänge zurück sollten
Ereignis, nach vorne- Nein. Dies funktionierte größtenteils für Schleifen,
aber nicht für andere Arten von Übergängen. Prescott verwendet das Konzept Länge
Übergang: Untersuchungen haben gezeigt, dass die Kreuzungsentfernung größer ist
eine bestimmte Grenze, dann wird der Übergang mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht stattfinden
(Dementsprechend besteht keine Notwendigkeit, diesen Teil des Codes spekulativ auszuführen.) Auch in Prescott
Auf dieser Grundlage wurde eine gründlichere Analyse der Übergangsbedingungen selbst eingeführt
Entscheidungen über die Wahrscheinlichkeit eines Übergangs. Zusätzlich zu statischen Vorhersagealgorithmen,
Auch dynamische Algorithmen erfuhren Veränderungen (übrigens teilweise neue Ideen).
entlehnt vom mobilen Pentium M).

Das Erscheinen neuer Blöcke im Prozessor. Zwei neue Blöcke in Prescott sind Block von Bitverschiebungen und zyklischen Verschiebungen(Shifter/Rotator) und dediziert ganzzahliger Multiplikationsblock. Mit der ersten können Sie die typischsten Schiebevorgänge auf einer von zwei schnellen ALUs ausführen, die mit der doppelten CPU-Kernfrequenz arbeiten (in früheren Modifikationen des Pentium 4 wurden diese Vorgänge als ganzzahlige Vorgänge ausgeführt und dauerten mehrere Taktzyklen). Um eine ganzzahlige Multiplikation durchzuführen, wurden bisher FPU-Ressourcen genutzt, was recht lange dauerte – man musste Daten an die FPU übertragen, dort eine relativ langsame Multiplikation durchführen und das Ergebnis zurück übertragen. Um diese Operationen zu beschleunigen, hat Prescott einen neuen Block hinzugefügt, der für solche Multiplikationsoperationen verantwortlich ist.

Verbessertes Hyper-Threading. Natürlich wurden alle oben aufgeführten Innovationen aus einem bestimmten Grund in Prescott eingeführt. Laut Intel-Spezialisten hängen die meisten Änderungen in der Logik von Caches, Befehlswarteschlangen usw. in irgendeiner Weise mit der Leistung des Prozessors bei Verwendung von Hyper-Threading zusammen, wenn also mehrere Programm-Threads gleichzeitig ausgeführt werden. Gleichzeitig haben diese Neuerungen nur geringe Auswirkungen auf die Leistung von Single-Threaded-Anwendungen. Prescott hat auch den Satz von Anweisungen erhöht, die parallel auf dem Prozessor ausgeführt werden dürfen (z. B. eine Seitentabellenoperation und eine Speicheroperation, die eine Cache-Zeile aufteilt). Auch hier hatte die Unfähigkeit, solche Vorgänge zu kombinieren, bei Single-Thread-Anwendungen praktisch keine Auswirkungen auf die Leistung, wohingegen bei der Ausführung von zwei Threads eine solche Einschränkung oft zu einem Engpass wurde. Ein weiteres Beispiel wäre, dass, wenn Northwood einen Cache-Fehler hätte und Daten aus dem RAM lesen müsste, der nächste Cache-Suchvorgang verzögert würde, bis dieser Vorgang abgeschlossen wäre. Infolgedessen könnte eine Anwendung, die häufig den Cache verpasst, die Arbeit anderer Threads erheblich verlangsamen. In Prescott lässt sich dieser Konflikt leicht überwinden; Operationen können parallel durchgeführt werden. Auch in Prescott wurde die Logik der Arbitrierung und Ressourcenfreigabe zwischen Threads neu gestaltet, um die Gesamtleistung zu steigern.

SSE3-Anweisungen. Wie wir uns erinnern, war das letzte Mal die Erweiterung des SIMD-Befehlssatzes
Intel hat dies getan, indem es den ersten Pentium 4 (Willamette) herausgebracht und SSE2 darin implementiert hat.
Die nächste Erweiterung heißt SSE3 und enthält 13 neue Anweisungen.
in Prescott durchgeführt. Mit Ausnahme von drei verwenden alle alle SSE-Register
und sollen die Leistung in den folgenden Bereichen verbessern:

• schnelle Umwandlung einer reellen Zahl in eine ganze Zahl ( Fausttp);
• komplexe arithmetische Berechnungen ( addsubps, addsubpd, movsldup, movshdup,
  movddup);
• Videokodierung ( lddqu);
• Grafikverarbeitung ( haddps, hsubps, haddpd, hsubpd);
• Thread-Synchronisation ( Monitor, mwarte).

Eine ausführliche Diskussion aller neuen Anweisungen geht natürlich über den Rahmen dieses Materials hinaus; diese Informationen finden Sie im entsprechenden Programmierhandbuch. Anweisungen in den ersten vier Kategorien dienen sowohl dazu, die Ausführung der Operationen selbst zu beschleunigen als auch sie im Sinne der Nutzung von Prozessorressourcen „wirtschaftlicher“ zu machen (und damit den Betrieb von Hyper-Threading und den spekulativen Ausführungsmechanismus zu optimieren). . Auch der Programmcode wird deutlich reduziert und vor allem vereinfacht. Zum Beispiel die Anweisung, eine reelle Zahl schnell in eine ganze Zahl umzuwandeln Fausttp ersetzt sieben (!) Befehle des herkömmlichen Codes. Selbst im Vergleich zu SSE2-Anweisungen (die ihrerseits auch die Codeausführung beschleunigen und die Codegröße reduzieren) bieten SSE3-Anweisungen in vielen Fällen erhebliche Einsparungen. Zwei Anweisungen der letzten Gruppe - Monitor Und mwarte— den Antrag zulassen (genauer gesagt). fließen) informieren den Prozessor darüber, dass er derzeit keine nützliche Arbeit verrichtet und sich im Standby-Modus befindet (z. B. Schreiben an einen bestimmten Speicherort, was zu einem Interrupt oder einer Ausnahme führt). In diesem Fall kann der Prozessor in einen Energiesparmodus geschaltet werden oder bei Verwendung von Hyper-Threading alle Ressourcen an einen anderen Thread übergeben werden. Generell eröffnen sich mit SSE3 neue Möglichkeiten zur Codeoptimierung für Programmierer. Das Problem hier ist, wie immer in solchen Fällen, eines: Bis der neue Befehlssatz ein allgemein akzeptierter Standard wird, müssen Softwareentwickler zwei Codezweige (mit und ohne SSE3) pflegen, damit Anwendungen arbeiten können alle Prozessoren...

Wohin kommst du?...

Generell lässt sich das Volumen der im Prescott-Kern umgesetzten Innovationen nennen
bedeutsam. Und obwohl es hinter dem „echten Pentium 5“ zurückbleibt, ist es das doch
„viereinhalb“ könnte durchaus nahe kommen. Übergang vom Northwood Core
nach Prescott - im Prinzip ein evolutionärer Prozess, der sich gut ins Allgemeine einfügt
Intel-Strategie. Allmähliche Veränderungen in der Pentium 4-Architektur sind deutlich sichtbar
Schema: Die Architektur wird modifiziert und mit neuen Funktionen aktualisiert – es entsteht eine Konsistenz
CPU-Optimierung für einen bestimmten Softwaresatz.

Was können Sie von Prescott erwarten? Vielleicht zunächst einmal (obwohl dies etwas seltsam erscheinen mag) - neue Frequenzen. Intel selbst gibt zu, dass sich die Leistung von Prescott und Northwood bei gleichen Frequenzen kaum unterscheiden wird. Die positiven Auswirkungen des großen L2-Cache und anderer Innovationen von Prescott werden größtenteils durch die deutlich längere Pipeline ausgeglichen, die empfindlich auf Verzweigungsvorhersagefehler reagiert. Und selbst unter Berücksichtigung der Tatsache, dass der Block dieses Übergangsprädiktors verbessert wurde, kann er immer noch nicht ideal sein. Der Hauptvorteil von Prescott ist ein anderer: Mit dem neuen Kern können Sie die Frequenz weiter erhöhen – auf Werte, die mit Northwood bisher nicht erreichbar waren. Den Plänen von Intel zufolge soll der Prescott-Kern zwei Jahre halten, bis er durch den nächsten Kern ersetzt wird, der in 65-nm-Technologie (0,065 Mikron) hergestellt wird.

Daher erhebt der aktuell veröffentlichte Prozessor auf dem neuen Prescott-Kern nicht gleich von Anfang an die Lorbeeren eines Performance-Champions und dürfte sich in Zukunft in seiner ganzen Pracht zeigen. Eine weitere Bestätigung dafür ist die Positionierung des Prozessors: Der Pentium 4 auf dem Prescott-Kern ist für Mainstream-Systeme konzipiert, während die Top-CPU der Pentium 4 Extreme Edition war und bleibt. Übrigens: Obwohl die Frequenzgrenze für Intel-Prozessoren mit der Veröffentlichung von Prescott nominell auf 3,4 GHz angehoben wurde, wird das Erscheinen der ersten OEM-Systeme auf Basis des Pentium 4 3,4 GHz auf dem neuen Kern etwas später in diesem Quartal (und kommerziell) erfolgen Die Lieferungen von Prescott haben bereits im vierten Quartal 2003 begonnen.

Ein weiterer Bereich, in dem Prescott glänzen kann (und höchstwahrscheinlich auch wird), ist die Ausführung von für SSE3 optimierter Software. Der Optimierungsprozess hat bereits begonnen und heute gibt es mindestens fünf Anwendungen, die den neuen Befehlssatz unterstützen: MainConcept (MPEG-2/4), xMPEG, Ligos (MPEG-2/4), Real (RV9), On2 (VP5). /VP6) . Im Jahr 2004 sollte die Unterstützung für SSE3 in Paketen wie Adobe Premiere, Pinnacle MPEG Encoder, Sony DVD Source Creator, Ulead MediaStudio und VideoStudio, verschiedenen Audio- und Video-Codecs usw. verfügbar sein. Wenn Sie sich an den Optimierungsprozess für SSE/SSE2 erinnern, können Sie das verstehen Wir werden die Ergebnisse von SSE3 sehen, aber nicht sofort – auch dies ist in gewissem Sinne ein „Startup für die Zukunft“.

Nun, wie wäre es mit „auf der anderen Seite der Frontlinie“? Der Hauptkonkurrent von Intel geht immer noch seinen eigenen Weg und entfernt sich immer weiter von der „Generallinie“. AMD steigert seine „nackte Leistung“ weiter und begnügt sich vorerst mit deutlich niedrigeren Frequenzen. Der Speichercontroller, der beim Athlon 64 von der Northbridge zum Prozessor migriert wurde, heizte das Feuer zusätzlich an und sorgte für eine beispiellose Geschwindigkeit beim Zugriff auf den Arbeitsspeicher. Und kürzlich wurde ein Prozessor mit einer Bewertung von 3400+ veröffentlicht (nein, niemand spricht von einer vollständigen Übereinstimmung mit dem Produkt der Konkurrenz in Bezug auf die Frequenz ...).

Allerdings befinden sich Intel und AMD mittlerweile in einer annähernd gleichen Situation – ihre Top-Prozessoren warten auf die Veröffentlichung entsprechend optimierter Software, um ihr volles Potenzial auszuspielen. Intel „bewegt sich zunehmend in Richtung Multimedia“: Die Leistung des Pentium 4 reicht für Bürosoftware mehr als aus, und damit Prescott sein Potenzial ausschöpfen kann, benötigt es optimierte Multimedia-Anwendungen (und/oder hohe Taktraten, die nicht erreicht werden können). zweifeln). Es ist erwähnenswert, dass die Überarbeitung der Codecs für SSE3 möglicherweise nicht der schwierigste Vorgang ist und die Auswirkung davon sofort bei allen Anwendungen spürbar wird, die solche Codecs verwenden (und eine Überarbeitung der Anwendungen selbst ist überhaupt nicht erforderlich).

Andererseits wird Mitte 2004 eine 64-Bit-Version von Windows für die AMD64-Plattform erscheinen, auf der sich die Fähigkeiten des Athlon 64 manifestieren sollen. Hier stellt sich natürlich die übliche Frage nach der Menge der Anwendungen für das neue Betriebssystem, ohne das das System praktisch nutzlos bleibt. Denken Sie jedoch daran, dass mindestens dieselben Codecs bereits existieren, kompiliert für den 64-Bit-Athlon. Es besteht also die Möglichkeit, dass sich die AMD-Plattform in naher Zukunft zeigen wird. Im Allgemeinen scheint es, dass die Titanen zwar einfach nur ihre Muskeln aufpumpen, Verteidigungsstrukturen aufbauen und ihren Rücken auf die Hauptsache vorbereiten ... nein, eher nächste Schlacht...

Einführung

Vor der Sommerferienzeit haben die beiden führenden Prozessorhersteller AMD und Intel die neuesten Prozessoren ihrer modernen CPU-Linien für Hochleistungs-PCs auf den Markt gebracht. Zunächst machte AMD den letzten Schritt vor dem bevorstehenden Qualitätssprung und stellte vor rund einem Monat den Athlon XP 3200+ vor, der voraussichtlich der schnellste Vertreter der Athlon-XP-Familie werden soll. Weitere Pläne von AMD in diesem Marktsegment sind bereits mit der nächsten Prozessorgeneration mit x86-64-Architektur, dem Athlon 64, verbunden, der im September dieses Jahres erscheinen soll. Intel wartete eine kurze Pause und präsentierte erst heute den letzten Penlium 4 auf dem 0,13-Mikron-Northwood-Kern. Das letzte Modell dieser Familie war daher der Pentium 4 mit einer Frequenz von 3,2 GHz. Die Pause vor der Veröffentlichung des nächsten Desktop-Prozessors auf Basis des neuen Prescott-Kerns wird bis zum vierten Quartal dauern, wenn Intel mit höheren Taktraten und verbesserter Architektur die Messlatte für die Leistung seiner Desktop-Prozessoren noch einmal höher legen wird.

Anzumerken ist, dass sich bei der Konfrontation zwischen den Athlon- und Pentium-4-Architekturen die Architektur von Intel als skalierbarer erwies. Im Laufe der Existenz des Pentium 4, der mit verschiedenen technologischen Verfahren hergestellt wurde, hat sich ihre Frequenz bereits mehr als verdoppelt und erreicht problemlos 3,2 GHz mit einem herkömmlichen 0,13-Mikrometer-Technologieverfahren. AMD, das beim Athlon XP bei 2,2 GHz blieb, kann derzeit nicht mit derart hohen Frequenzen seiner Prozessoren prahlen. Und obwohl der Athlon XP bei gleichen Frequenzen dem Pentium 4 leistungsmäßig deutlich überlegen ist, hat der immer größer werdende Abstand bei den Taktfrequenzen seinen Tribut gefordert: Der Athlon XP 3200+ mit einer Frequenz von 2,2 GHz kann durchaus als Vollwert bezeichnet werden Konkurrent des Penium 4 3,2 GHz nur mit deutlichen Einschränkungen.

In der folgenden Grafik haben wir uns entschieden, zu zeigen, wie die Frequenzen der Prozessoren der Pentium 4- und Athlon-Familien in den letzten drei Jahren gewachsen sind:

Wie Sie sehen, stellt die 2,2-GHz-Frequenz für AMD eine unüberwindbare Hürde dar, die bestenfalls erst in der zweiten Hälfte des nächsten Jahres überwunden werden wird, wenn AMD seine Produktionsanlagen auf den Einsatz der 90-Nanometer-Technologie umstellt. Bis dahin werden auch die Athlon-64-Prozessoren der nächsten Generation weiterhin über solch niedrige Frequenzen verfügen. Es ist schwer zu sagen, ob sie mit Prescott mithalten können. Es sieht jedoch so aus, als stünde AMD vor ernsthaften Problemen. Prescott kann mit seinem größeren L1- und L2-Cache, der verbesserten Hyper-Threading-Technologie und steigenden Frequenzen ein viel attraktiveres Angebot als der Athlon 64 werden.

Was Pentium 4-Prozessoren betrifft, kann man sie nur um ihre Skalierbarkeit beneiden. Die Pentium 4-Frequenzen haben seit der Veröffentlichung dieser Prozessoren schrittweise zugenommen. Die im Sommer-Herbst dieses Jahres beobachtete leichte Pause erklärt sich aus der Notwendigkeit, einen neuen technologischen Prozess einzuführen, dürfte aber das Kräfteverhältnis auf dem Prozessormarkt nicht beeinträchtigen. Durch die Aktivierung der Hyper-Threading-Technologie und die Umstellung seiner Prozessoren auf einen 800-MHz-Bus hat Intel eine spürbare Überlegenheit seiner älteren CPU-Modelle gegenüber Konkurrenzprozessoren erreicht und muss sich nun, zumindest bis zur Massenverbreitung des Athlon 64, um nichts mehr kümmern beginnt.

Außerdem haben wir in der obigen Grafik die unmittelbaren Pläne von AMD und Intel gezeigt, neue CPUs herauszubringen. Es sieht so aus, als ob sich AMD in absehbarer Zeit keine Illusionen über seine Marktposition machen sollte. Der Kampf mit Intel auf Augenhöhe endet für ihn, das Unternehmen kehrt in seine gewohnte Aufholrolle zurück. Für langfristige Prognosen ist es jedoch noch zu früh; mal sehen, was die Veröffentlichung des Athlon 64 für AMD bringen wird. Gemessen an der verhaltenen Reaktion der Softwareentwickler auf die AMD64-Technologie wird es mit der Veröffentlichung des nächsten jedoch keine Revolution geben Generation von Prozessoren von AMD.

Intel Pentium 4 3,2 GHz

Der neue Pentium 4 3,2 GHz-Prozessor, den Intel heute, 23. Juni, angekündigt hat, ist aus technologischer Sicht nichts Besonderes. Dies ist derselbe Northwood, der mit einer Busfrequenz von 800 MHz arbeitet und die Hyper-Threading-Technologie unterstützt. Das heißt, der Prozessor ist (bis auf die Taktfrequenz) völlig identisch mit dem Pentium 4 3.0, der von Intel im April angekündigt wurde.

Der Pentium 4 3,2 GHz Prozessor nutzt wie seine Vorgänger den D1 Stepping Core

Das einzige, was im Zusammenhang mit der Veröffentlichung des nächsten Pentium 4-Prozessors auf Basis des Northwood-Kerns zu beachten ist, ist die neu erhöhte Wärmeentwicklung. Nun beträgt die typische Wärmeableitung des Pentium 4 3,2 GHz etwa 85 W, und das Maximum liegt deutlich über 100 W. Deshalb ist die Verwendung gut gestalteter Gehäuse eine der notwendigen Anforderungen bei Betriebssystemen auf Basis des Pentium 4 3,2 GHz. Ein Lüfter im Gehäuse reicht nun eindeutig nicht mehr aus; außerdem muss auf eine gute Belüftung des Raumes, in dem der Prozessor platziert ist, geachtet werden. Intel gibt außerdem an, dass die Temperatur der Luft, die den Prozessorkühlkörper umgibt, 42 Grad nicht überschreiten sollte.

Nun möchten wir Sie noch einmal daran erinnern, dass es sich bei dem vorgestellten Pentium 4 3,2 GHz um die neueste CPU von Intel für Hochleistungs-Desktop-Systeme handelt, die auf der 0,13-Mikron-Technologie basiert. Der nächste Prozessor für solche Systeme wird den neuen Prescott-Kern verwenden, der in 90-Nanometer-Technologie hergestellt wird. Dementsprechend wird die Wärmeableitung künftiger Desktop-Prozessoren geringer ausfallen. Damit bleibt der Pentium 4 3,2 GHz der Rekordhalter bei der Wärmeableitung.

Der offizielle Preis für den Pentium 4 3,2 GHz beträgt 637 US-Dollar, was bedeutet, dass dieser Prozessor heute die teuerste CPU für Desktop-Computer ist. Darüber hinaus empfiehlt Intel, das neue Produkt mit teuren Motherboards zu verwenden, die auf dem i875P-Chipsatz basieren. Wie wir wissen, kann diese Anforderung jedoch vernachlässigt werden: Viele günstigere Motherboards auf Basis des i865PE bieten dank der Aktivierung der PAT-Technologie durch die Hersteller im i865PE-Logiksatz ein ähnliches Leistungsniveau.

Wie wir getestet haben

Der Zweck dieser Tests bestand darin, das Leistungsniveau zu ermitteln, das der neue Pentium 4 3,2 GHz im Vergleich zu seinen Vorgängern und älteren Modellen der konkurrierenden Athlon XP-Reihe bieten kann. So nahmen neben dem Pentium 4 3,2 GHz auch der Petnium 4 3,0 GHz, der Athlon XP 3200+ und der Athlon XP 3000+ an den Tests teil. Als Plattform für Pentium 4-Tests wählten wir ein Motherboard auf Basis des i875P-Chipsatzes (Canterwood) mit Dual-Channel-DDR400-Speicher und Athlon XP-Tests wurden mit einem Motherboard auf Basis des leistungsstärksten NVIDIA nForce 400 Ultra-Chipsatzes durchgeführt.

Nachfolgend ist die Zusammensetzung der Testsysteme angegeben:

Anmerkungen:

• In allen Fällen wurde der Speicher synchron zum FSB in einer Dual-Channel-Konfiguration betrieben. Die aggressivsten Timings waren 2-2-2-5.
• Die Tests wurden auf dem Betriebssystem Windows XP SP1 mit installiertem DirectX 9.0a durchgeführt.

Produktivität in Büro- und Inhaltserstellungsanwendungen

Zunächst haben wir nach bewährter Tradition die Geschwindigkeit von Prozessoren in Büroanwendungen und Anwendungen gemessen, die mit digitalen Inhalten arbeiten. Dazu haben wir Testpakete der Winstone-Familie verwendet.

Im Business Winstone 2002, das typische Office-Business-Anwendungen umfasst, sind die Prozessoren der Athlon XP-Familie am besten, deren Leistung die Geschwindigkeit der Prozessoren der Konkurrenzfamilie deutlich übertrifft. Diese Situation kommt bei diesem Test recht häufig vor und wird sowohl durch die Merkmale der Athlon XP-Architektur als auch durch den großen Cache-Speicher im Barton-Kern bestimmt, dessen Gesamtkapazität dank der Exklusivität von L2 640 KB erreicht.

Etwas anders sieht das Bild im umfassenden Test Multimedia Content Creation Winstone 2003 aus, der die Geschwindigkeit von Testplattformen in Anwendungen für die Arbeit mit digitalen Inhalten misst. Pentium 4-Prozessoren mit NetBurst-Architektur und einem Hochgeschwindigkeitsbus mit einer Bandbreite von 6,4 GB pro Sekunde lassen ältere Athlon XP-Modelle weit hinter sich.

Leistung bei der Verarbeitung von Streaming-Daten

Die meisten Anwendungen, die mit Datenströmen arbeiten, laufen bekanntermaßen schneller auf Pentium 4-Prozessoren. Hier kommen alle Vorteile der NetBurst-Architektur zum Vorschein. Daher sollte das Ergebnis, das wir in WinRAR 3.2 erzielt haben, niemanden überraschen. Der ältere Pentium 4 übertrifft den Top-End-Athlon XP in Bezug auf die Geschwindigkeit der Informationskomprimierung deutlich.

Eine ähnliche Situation wird beim Kodieren von Sounddateien in das MP3-Format mit dem LAME 3.93-Codec beobachtet. Dieser Codec unterstützt übrigens Multithreading, sodass die hohen Ergebnisse des Pentium 4 hier auch auf die Unterstützung der Hyper-Threading-Technologie durch diese CPUs zurückzuführen sind. Damit übertrifft der Pentium 4 3.2 den älteren Athlon XP mit einer Bewertung von 3200+ um fast 20 %.

In diesen Test haben wir die Ergebnisse einbezogen, die wir durch Messung der Kodierungsgeschwindigkeit eines AVI-Videos in das MPEG-2-Format mit einem der besten Kodierer, Canopus Procoder 1.5, erhalten haben. Überraschenderweise zeigt der Athlon XP in diesem Fall eine etwas höhere Leistung. Dies dürfte jedoch höchstwahrscheinlich auf die leistungsstarke Gleitkommaeinheit des Athlon XP zurückzuführen sein. SSE2-Anweisungen von Pentium 4-Prozessoren können in diesem Fall, wie wir sehen, keine so starke Alternative sein. Allerdings ist zu beachten, dass der Geschwindigkeitsunterschied zwischen den älteren Athlon XP- und Pentium 4-Modellen recht gering ist.

Die MPEG-4-Videokodierung ist ein weiteres Beispiel für eine Aufgabe, bei der Pentium 4-Prozessoren mit Hyper-Threading-Technologie und einem 800-MHz-Bus ihre Stärken ausspielen. Die Überlegenheit des Pentium 4 3.2 gegenüber dem Athlon XP 3200+ beträgt in diesem Test fast 20 %.

Eine ähnliche Situation ist beim Codieren von Videos mit Windows Media Encoder 9 zu beobachten: Diese Anwendung ist für den SSE2-Befehlssatz optimiert und eignet sich perfekt für die NetBurst-Architektur. Daher ist es auch nicht verwunderlich, dass die Spitze der Tabelle erneut von Prozessoren von Intel belegt wird.

Gaming-Leistung

Nach der Veröffentlichung der gepatchten Version 3Dmark03 waren die Ergebnisse des Pentium 4 im Vergleich zum Athlon XP in diesem Test etwas besser. An den Kräfteverhältnissen änderte sich dadurch jedoch nichts: Der Pentium 4 war zuvor in diesem Benchmark führend.

Pentium 4 bestätigt seine Führung in der Gesamtwertung im 3Dmark03. Zwar ist die Lücke hier gering: Dies liegt daran, dass 3Dmark03 in erster Linie ein Test des Video-Subsystems ist.

Nachdem der Pentium 4 auf die Verwendung eines 800-MHz-Busses umgestiegen war, begann der Pentium 4 den Athlon XP in der älteren Version 3Dmark2001 zu übertreffen. Zudem ist der Abstand zwischen dem Pentium 4 3,2 GHz und dem Athlon XP 3200+ bereits recht groß und beträgt 6 %.

In Quake3 übertrifft der Pentium 4 traditionell den Athlon XP, daher ist das Ergebnis nicht überraschend.

Ein ähnliches Bild ist im Spiel Return to Castle Wolfenstein zu beobachten. Das macht durchaus Sinn, da dieses Spiel die gleiche Quake3-Engine verwendet.

Eine der wenigen Anwendungen, bei denen es dem älteren Athlon XP-Modell gelingt, die Führung zu behalten, ist Unreal Tournament 2003. Ich möchte anmerken, dass nicht alle modernen Spiele die Hyper-Threading-Technologie unterstützen, sodass das Potenzial des neuen Pentium 4 noch nicht voll ausgeschöpft ist in Spielen enthüllt.

Doch in Serious Sam 2 ist der Athlon XP 3200+ nicht mehr der Spitzenreiter. Mit der Veröffentlichung des neuen Prozessors von Intel geht die Palme in diesem Spiel an den Pentium 4 3,2 GHz.

Das neue Splinter Cell-Spiel basiert zwar auf der gleichen Engine wie Unreal Tournament 2003, läuft aber auf Intel-Prozessoren schneller.

Generell bleibt festzuhalten, dass der derzeit schnellste Prozessor für moderne 3D-Spiele der Pentium 4 mit 3,2 GHz ist und in den meisten Spieletests den Athlon XP 3200+ übertrifft. Die Situation ändert sich schnell. Erst kürzlich standen die älteren Athlon XPs in Gaming-Tests den Intel-Prozessoren in nichts nach.

3D-Rendering-Leistung

Da 3ds max 5.1, das wir in diesem Test verwendet haben, gut für Multithreading optimiert ist, liegt der Pentium 4, der dank Hyper-Threading-Technologie zwei Threads gleichzeitig ausführen kann, mit großem Abstand an der Spitze. Da kann selbst der ältere Athlon XP 3200+ nicht mithalten.

Absolut das Gleiche lässt sich über die Rendergeschwindigkeit in Lightwave 7.5 sagen. Allerdings sehen ältere Athlon XP-Modelle in manchen Szenen, beispielsweise beim Rendern von Sunset, nicht so schlecht aus, solche Fälle sind jedoch selten.

Es ist schwierig, bei den Rendering-Aufgaben für den Athlon XP mit dem Pentium 4 zu konkurrieren, der zwei Threads gleichzeitig ausführt. Leider hat AMD nicht vor, Technologien wie Hyper-Threading auch in zukünftigen Athlon 64-Prozessoren einzuführen.

Eine absolut ähnliche Situation ist in POV-Ray 3.5 zu beobachten.

Wissenschaftliche Leistung

Um die Geschwindigkeit neuer CPUs von AMD in wissenschaftlichen Berechnungen zu testen, wurde das ScienceMark 2.0-Paket verwendet. Einzelheiten zu diesem Test finden Sie unter http://www.sciencemark.org. Dieser Benchmark unterstützt Multithreading sowie alle SIMD-Befehlssätze, einschließlich MMX, 3DNow!, SSE und SSE2.

Es ist seit langem bekannt, dass Prozessoren der Athlon XP-Familie bei mathematischen Modellierungs- oder Kryptografieaufgaben am besten abschneiden. Hier sehen wir eine weitere Bestätigung dieser Tatsache. Allerdings muss ich sagen, dass der Athlon XP seinen früheren Vorsprung allmählich einbüßt. Im Molecular Dynamics-Test schneidet beispielsweise der neue Pentium 4 3,2 GHz als Sieger ab.

Zusätzlich zum ScienceMark-Test in diesem Abschnitt haben wir beschlossen, die Geschwindigkeit der neuen Prozessoren im Client des russischen Distributed-Computing-Projekts MD@home zu testen, das sich der Berechnung der dynamischen Eigenschaften von Oligopeptiden (Proteinfragmenten) widmet. Die Berechnung der Eigenschaften von Oligopeptiden kann möglicherweise dabei helfen, die grundlegenden Eigenschaften von Proteinen zu untersuchen und so einen Beitrag zur Entwicklung der Wissenschaft zu leisten.

Wie Sie sehen, löst der neue Pentium 4 Probleme der Molekulardynamik schneller als der Athlon XP. Der Pentium 4 erreicht ein solch hohes Ergebnis dank seiner Hyper-Threading-Technologie. Der MD@home-Client selbst unterstützt leider kein Multithreading, aber die parallele Ausführung zweier Client-Programme auf Systemen mit Prozessoren mit Hyper-Threading-Technologie ermöglicht eine Beschleunigung des Berechnungsprozesses um mehr als 40 %.

Schlussfolgerungen

Die Tests zeigen deutlich, dass es Intel in der nächsten Phase des Wettbewerbs gelungen ist, AMD zu besiegen. Der neueste Prozessor auf Basis des Northwood-Kerns übertrifft in den meisten Tests die älteren und neuesten Athlon-XP-Modelle. Kürzlich konnte Intel die Frequenzen seiner CPUs deutlich steigern, die Frequenz ihres Busses erhöhen und zudem die clevere Hyper-Threading-Technologie einführen, die bei einer Reihe von Aufgaben für eine zusätzliche Geschwindigkeitssteigerung sorgt. Da AMD aufgrund technologischer und architektonischer Schwierigkeiten nicht in der Lage war, die Taktraten seiner Prozessoren zu erhöhen, war es nicht möglich, seine CPUs ausreichend zu stärken. Selbst das Erscheinen des neuen Barton-Kerns verbesserte die Situation nicht: Die neuesten Pentium-4-Modelle sind deutlich stärker als die älteren Athlon XP. Damit gilt der Pentium 4 3,2 GHz derzeit als die leistungsstärkste CPU für Desktop-Systeme. Diese Situation wird mindestens bis September anhalten, wenn AMD endlich seine neuen Prozessoren der Athlon 64-Familie vorstellen muss.

Es ist auch zu beachten, dass das Bewertungssystem, das AMD derzeit zur Kennzeichnung seiner Prozessoren verwendet, nicht mehr das Kriterium sein kann, anhand dessen der Athlon XP mit dem Pentium 4 verglichen werden kann. Verbesserungen, die beim Pentium 4 vorgenommen wurden, einschließlich der Übersetzung dieser CPUs auf einem 800-MHz-Bus und die Einführung der Hyper-Threading-Technologie haben dazu geführt, dass der Pentium 4 mit einer Frequenz, die der Bewertung des entsprechenden Athlon XP entspricht, deutlich schneller ist.

Generell blicken wir gespannt auf den Herbst, wenn sowohl AMD als auch Intel ihre Neuentwicklungen Prescott und Athlon 64 vorstellen, die möglicherweise den Wettbewerb zwischen langjährigen Konkurrenten auf dem Prozessormarkt verschärfen können. Jetzt wird AMD von Intel in den Bereich der Low-Cost-Prozessoren verdrängt, wo sich dieses Unternehmen jedoch hervorragend fühlt: Celeron ist im Vergleich zu Athlon XP ein ehrlich gesagt schwacher Konkurrent.

Familie Pentium 4-Prozessoren Der von Intel produzierte Computer ist ohne Übertreibung seit langem der beliebteste Desktop-Computer in der Welt. Sogar das Wort „Pentium“ im Mund von Menschen, die sich nicht besonders mit Computern auskennen, bedeutete die Geschwindigkeit und Leistung ihres Computers. Zu den Vorteilen Pentium 4- niedriger Preis, hohe Leistung und relativ geringer Stromverbrauch (abhängig von der Betriebstaktfrequenz des Prozessors). Pentium 4 im Sockel verbaut Sockel 478 oder LGA755

Pentium 4-Prozessoren basieren auf der Intel NetBurst-Mikroarchitektur, die eine Reihe von Funktionen wie HyperThreading-Technologie (wir werden etwas später darüber sprechen), FSB mit einer Frequenz von 400/533/800 MHz und SSE2-Streaming-Anweisungen unterstützt , erweiterte dynamische Ausführungsfunktionen und optimierte Cache-Datenübertragung. Darüber hinaus unterstützen Pentium 4-Prozessoren, die mit 0,09-Mikron-Technologie gebaut wurden, SSE3-Streaming-Anweisungen.

Die Anweisungen SSE, SSE2 und SSE3 sind eine Erweiterung der MMX-Technologie und enthalten eine Reihe von Befehlen für die Arbeit mit Grafik und Sound, Gleitkomma- und Ganzzahlberechnungen sowie die Cache-Speicherverwaltung. Mit diesen Anweisungen können Sie effizienter mit 3D-Grafiken arbeiten, Audio- und Videodaten streamen (z. B. beim Abspielen von DVDs) und MPEG2- und MPEG3-Dateien (MP3) dekodieren. Die besten Ergebnisse durch den Einsatz von SSE werden jedoch erzielt, wenn die SSE-Unterstützung auf Anwendungsebene implementiert wird.

Derzeit gibt es eine große Auswahl an Pentium 4-Prozessoren auf dem Markt, und bei der Vielfalt kann man leicht verwirrt werden. Es gibt zwei Hauptfamilien Pentium 4 - 5xx und 6xx, wobei x die Prozessortypnummer ist.

Die 5xx-Familie umfasst die Prozessoren 570, 560, 550, 540, 530 und 520 mit Unterstützung für HT-Technologie und 1 MB L2-Cache. Zur 6xx-Familie gehören wiederum die Prozessoren 672, 662, 660, 650, 640, die ebenfalls die HT-Technologie unterstützen und mit einem 2 MB L2-Cache-Speicher ausgestattet sind sowie Intel Enhanced SpeedStep, EM64T und Execute Disable Bit unterstützen ( NX) Technologien Bit).

Intel Pentium 4-Technologien

Verbesserte SpeedStep-Technologie ermöglicht es Ihnen, den Stromverbrauch des Systems zu senken, indem die Prozessortaktrate für Arbeitsanwendungen automatisch reduziert wird. Dank dieser Technologie werden die Probleme der Energieeinsparung und Kühlung moderner Desktop-Computer gelöst. Die Intel Enhanced SpeedStep-Technologie wird von den Prozessorfamilien Pentium 4 bxx und Pentium D unterstützt.

Alle Pentium 4-Prozessoren sind 32-Bit. Trotzdem danke EM64T-Technologie Diese Prozessoren sind in der neuen Pentium 4 bxx-Prozessorfamilie verfügbar und bieten Unterstützung für 64-Bit-Anwendungen. Über die Unterschiede zwischen 32- und 64-Bit-Anwendungen erfahren Sie im Abschnitt „Athlon 64“. Hauptvorteil EM64T-Technologie- Dies ist die Möglichkeit, RAM auf einem Computer zu installieren, dessen Gesamtmenge mehr als 4 GB beträgt (da 4 GB die maximale RAM-Größe ist, die in einem 32-Bit-Betriebssystem adressiert werden kann).

Execute-Disable-Bit-Technologie (NX-Bit) ermöglicht es Ihnen, die Ausführung von Programmcode zu verbieten, der sich in Speicherbereichen befindet, die zum Speichern von Daten vorgesehen sind. Viele Viren, sowohl normale als auch Trojaner, können einen Softwarefehler namens Pufferüberlauf verursachen und zerstörerischen Programmcode als Daten tarnen, die vom Betriebssystem verwendet werden können. Um ein solches Szenario zu verhindern, benötigen Sie NX-Bit, was den Systemschutz verbessert und die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Vireneinschleppung verringert. Eine ähnliche Technologie gibt es für den Athlon 64; es heißt Enhanced Virus Protection.

Die folgende Tabelle enthält die Eigenschaften der wichtigsten Pentium 4-Prozessoren. Es ist zu beachten, dass in der Tabelle. Es werden nur einige Pentium 4-Modelle vorgestellt. Eine vollständigere Liste aller verfügbaren Modelle finden Sie auf der Intel-Website unter www.intel.ru

Wie Sie sehen, sind die Prozessoren der Pentium 4 6xx-Familie die produktivsten, die über einen 2 MB L2-Cache-Speicher und universelle Technologieunterstützung verfügen HyperThreading, Enhanced SpeedStep, EM64T und NX-Bit. Beachten Sie außerdem, dass Sockel 478-Prozessoren mit derselben Taktrate unterschiedliche FSB-Taktraten und L2-Cache-Größen haben.

Einführung

Vor der Sommerferienzeit haben die beiden führenden Prozessorhersteller AMD und Intel die neuesten Prozessoren ihrer modernen CPU-Linien für Hochleistungs-PCs auf den Markt gebracht. Zunächst machte AMD den letzten Schritt vor dem bevorstehenden Qualitätssprung und stellte vor rund einem Monat den Athlon XP 3200+ vor, der voraussichtlich der schnellste Vertreter der Athlon-XP-Familie werden soll. Weitere Pläne von AMD in diesem Marktsegment sind bereits mit der nächsten Prozessorgeneration mit x86-64-Architektur, dem Athlon 64, verbunden, der im September dieses Jahres erscheinen soll. Intel wartete eine kurze Pause und präsentierte erst heute den letzten Penlium 4 auf dem 0,13-Mikron-Northwood-Kern. Das letzte Modell dieser Familie war daher der Pentium 4 mit einer Frequenz von 3,2 GHz. Die Pause vor der Veröffentlichung des nächsten Desktop-Prozessors auf Basis des neuen Prescott-Kerns wird bis zum vierten Quartal dauern, wenn Intel mit höheren Taktraten und verbesserter Architektur die Messlatte für die Leistung seiner Desktop-Prozessoren noch einmal höher legen wird.

Anzumerken ist, dass sich bei der Konfrontation zwischen den Athlon- und Pentium-4-Architekturen die Architektur von Intel als skalierbarer erwies. Im Laufe der Existenz des Pentium 4, der mit verschiedenen technologischen Verfahren hergestellt wurde, hat sich ihre Frequenz bereits mehr als verdoppelt und erreicht problemlos 3,2 GHz mit einem herkömmlichen 0,13-Mikrometer-Technologieverfahren. AMD, das beim Athlon XP bei 2,2 GHz blieb, kann derzeit nicht mit derart hohen Frequenzen seiner Prozessoren prahlen. Und obwohl der Athlon XP bei gleichen Frequenzen dem Pentium 4 leistungsmäßig deutlich überlegen ist, hat der immer größer werdende Abstand bei den Taktfrequenzen seinen Tribut gefordert: Der Athlon XP 3200+ mit einer Frequenz von 2,2 GHz kann durchaus als Vollwert bezeichnet werden Konkurrent des Penium 4 3,2 GHz nur mit deutlichen Einschränkungen.

In der folgenden Grafik haben wir uns entschieden, zu zeigen, wie die Frequenzen der Prozessoren der Pentium 4- und Athlon-Familien in den letzten drei Jahren gewachsen sind:

Wie Sie sehen, stellt die 2,2-GHz-Frequenz für AMD eine unüberwindbare Hürde dar, die bestenfalls erst in der zweiten Hälfte des nächsten Jahres überwunden werden wird, wenn AMD seine Produktionsanlagen auf den Einsatz der 90-Nanometer-Technologie umstellt. Bis dahin werden auch die Athlon-64-Prozessoren der nächsten Generation weiterhin über solch niedrige Frequenzen verfügen. Es ist schwer zu sagen, ob sie mit Prescott mithalten können. Es sieht jedoch so aus, als stünde AMD vor ernsthaften Problemen. Prescott kann mit seinem größeren L1- und L2-Cache, der verbesserten Hyper-Threading-Technologie und steigenden Frequenzen ein viel attraktiveres Angebot als der Athlon 64 werden.

Was Pentium 4-Prozessoren betrifft, kann man sie nur um ihre Skalierbarkeit beneiden. Die Pentium 4-Frequenzen haben seit der Veröffentlichung dieser Prozessoren schrittweise zugenommen. Die im Sommer-Herbst dieses Jahres beobachtete leichte Pause erklärt sich aus der Notwendigkeit, einen neuen technologischen Prozess einzuführen, dürfte aber das Kräfteverhältnis auf dem Prozessormarkt nicht beeinträchtigen. Durch die Aktivierung der Hyper-Threading-Technologie und die Umstellung seiner Prozessoren auf einen 800-MHz-Bus hat Intel eine spürbare Überlegenheit seiner älteren CPU-Modelle gegenüber Konkurrenzprozessoren erreicht und muss sich nun, zumindest bis zur Massenverbreitung des Athlon 64, um nichts mehr kümmern beginnt.

Außerdem haben wir in der obigen Grafik die unmittelbaren Pläne von AMD und Intel gezeigt, neue CPUs herauszubringen. Es sieht so aus, als ob sich AMD in absehbarer Zeit keine Illusionen über seine Marktposition machen sollte. Der Kampf mit Intel auf Augenhöhe endet für ihn, das Unternehmen kehrt in seine gewohnte Aufholrolle zurück. Für langfristige Prognosen ist es jedoch noch zu früh; mal sehen, was die Veröffentlichung des Athlon 64 für AMD bringen wird. Gemessen an der verhaltenen Reaktion der Softwareentwickler auf die AMD64-Technologie wird es mit der Veröffentlichung des nächsten jedoch keine Revolution geben Generation von Prozessoren von AMD.

Intel Pentium 4 3,2 GHz

Der neue Pentium 4 3,2 GHz-Prozessor, den Intel heute, 23. Juni, angekündigt hat, ist aus technologischer Sicht nichts Besonderes. Dies ist derselbe Northwood, der mit einer Busfrequenz von 800 MHz arbeitet und die Hyper-Threading-Technologie unterstützt. Das heißt, der Prozessor ist (bis auf die Taktfrequenz) völlig identisch mit dem Pentium 4 3.0, der von Intel im April angekündigt wurde.

Der Pentium 4 3,2 GHz Prozessor nutzt wie seine Vorgänger den D1 Stepping Core

Das einzige, was im Zusammenhang mit der Veröffentlichung des nächsten Pentium 4-Prozessors auf Basis des Northwood-Kerns zu beachten ist, ist die neu erhöhte Wärmeentwicklung. Nun beträgt die typische Wärmeableitung des Pentium 4 3,2 GHz etwa 85 W, und das Maximum liegt deutlich über 100 W. Deshalb ist die Verwendung gut gestalteter Gehäuse eine der notwendigen Anforderungen bei Betriebssystemen auf Basis des Pentium 4 3,2 GHz. Ein Lüfter im Gehäuse reicht nun eindeutig nicht mehr aus; außerdem muss auf eine gute Belüftung des Raumes, in dem der Prozessor platziert ist, geachtet werden. Intel gibt außerdem an, dass die Temperatur der Luft, die den Prozessorkühlkörper umgibt, 42 Grad nicht überschreiten sollte.

Nun möchten wir Sie noch einmal daran erinnern, dass es sich bei dem vorgestellten Pentium 4 3,2 GHz um die neueste CPU von Intel für Hochleistungs-Desktop-Systeme handelt, die auf der 0,13-Mikron-Technologie basiert. Der nächste Prozessor für solche Systeme wird den neuen Prescott-Kern verwenden, der in 90-Nanometer-Technologie hergestellt wird. Dementsprechend wird die Wärmeableitung künftiger Desktop-Prozessoren geringer ausfallen. Damit bleibt der Pentium 4 3,2 GHz der Rekordhalter bei der Wärmeableitung.

Der offizielle Preis für den Pentium 4 3,2 GHz beträgt 637 US-Dollar, was bedeutet, dass dieser Prozessor heute die teuerste CPU für Desktop-Computer ist. Darüber hinaus empfiehlt Intel, das neue Produkt mit teuren Motherboards zu verwenden, die auf dem i875P-Chipsatz basieren. Wie wir wissen, kann diese Anforderung jedoch vernachlässigt werden: Viele günstigere Motherboards auf Basis des i865PE bieten dank der Aktivierung der PAT-Technologie durch die Hersteller im i865PE-Logiksatz ein ähnliches Leistungsniveau.

Wie wir getestet haben

Der Zweck dieser Tests bestand darin, das Leistungsniveau zu ermitteln, das der neue Pentium 4 3,2 GHz im Vergleich zu seinen Vorgängern und älteren Modellen der konkurrierenden Athlon XP-Reihe bieten kann. So nahmen neben dem Pentium 4 3,2 GHz auch der Petnium 4 3,0 GHz, der Athlon XP 3200+ und der Athlon XP 3000+ an den Tests teil. Als Plattform für Pentium 4-Tests wählten wir ein Motherboard auf Basis des i875P-Chipsatzes (Canterwood) mit Dual-Channel-DDR400-Speicher und Athlon XP-Tests wurden mit einem Motherboard auf Basis des leistungsstärksten NVIDIA nForce 400 Ultra-Chipsatzes durchgeführt.

Nachfolgend ist die Zusammensetzung der Testsysteme angegeben:

Anmerkungen:

• In allen Fällen wurde der Speicher synchron zum FSB in einer Dual-Channel-Konfiguration betrieben. Die aggressivsten Timings waren 2-2-2-5.
• Die Tests wurden auf dem Betriebssystem Windows XP SP1 mit installiertem DirectX 9.0a durchgeführt.

Produktivität in Büro- und Inhaltserstellungsanwendungen

Zunächst haben wir nach bewährter Tradition die Geschwindigkeit von Prozessoren in Büroanwendungen und Anwendungen gemessen, die mit digitalen Inhalten arbeiten. Dazu haben wir Testpakete der Winstone-Familie verwendet.

Im Business Winstone 2002, das typische Office-Business-Anwendungen umfasst, sind die Prozessoren der Athlon XP-Familie am besten, deren Leistung die Geschwindigkeit der Prozessoren der Konkurrenzfamilie deutlich übertrifft. Diese Situation kommt bei diesem Test recht häufig vor und wird sowohl durch die Merkmale der Athlon XP-Architektur als auch durch den großen Cache-Speicher im Barton-Kern bestimmt, dessen Gesamtkapazität dank der Exklusivität von L2 640 KB erreicht.

Etwas anders sieht das Bild im umfassenden Test Multimedia Content Creation Winstone 2003 aus, der die Geschwindigkeit von Testplattformen in Anwendungen für die Arbeit mit digitalen Inhalten misst. Pentium 4-Prozessoren mit NetBurst-Architektur und einem Hochgeschwindigkeitsbus mit einer Bandbreite von 6,4 GB pro Sekunde lassen ältere Athlon XP-Modelle weit hinter sich.

Leistung bei der Verarbeitung von Streaming-Daten

Die meisten Anwendungen, die mit Datenströmen arbeiten, laufen bekanntermaßen schneller auf Pentium 4-Prozessoren. Hier kommen alle Vorteile der NetBurst-Architektur zum Vorschein. Daher sollte das Ergebnis, das wir in WinRAR 3.2 erzielt haben, niemanden überraschen. Der ältere Pentium 4 übertrifft den Top-End-Athlon XP in Bezug auf die Geschwindigkeit der Informationskomprimierung deutlich.

Eine ähnliche Situation wird beim Kodieren von Sounddateien in das MP3-Format mit dem LAME 3.93-Codec beobachtet. Dieser Codec unterstützt übrigens Multithreading, sodass die hohen Ergebnisse des Pentium 4 hier auch auf die Unterstützung der Hyper-Threading-Technologie durch diese CPUs zurückzuführen sind. Damit übertrifft der Pentium 4 3.2 den älteren Athlon XP mit einer Bewertung von 3200+ um fast 20 %.

In diesen Test haben wir die Ergebnisse einbezogen, die wir durch Messung der Kodierungsgeschwindigkeit eines AVI-Videos in das MPEG-2-Format mit einem der besten Kodierer, Canopus Procoder 1.5, erhalten haben. Überraschenderweise zeigt der Athlon XP in diesem Fall eine etwas höhere Leistung. Dies dürfte jedoch höchstwahrscheinlich auf die leistungsstarke Gleitkommaeinheit des Athlon XP zurückzuführen sein. SSE2-Anweisungen von Pentium 4-Prozessoren können in diesem Fall, wie wir sehen, keine so starke Alternative sein. Allerdings ist zu beachten, dass der Geschwindigkeitsunterschied zwischen den älteren Athlon XP- und Pentium 4-Modellen recht gering ist.

Die MPEG-4-Videokodierung ist ein weiteres Beispiel für eine Aufgabe, bei der Pentium 4-Prozessoren mit Hyper-Threading-Technologie und einem 800-MHz-Bus ihre Stärken ausspielen. Die Überlegenheit des Pentium 4 3.2 gegenüber dem Athlon XP 3200+ beträgt in diesem Test fast 20 %.

Eine ähnliche Situation ist beim Codieren von Videos mit Windows Media Encoder 9 zu beobachten: Diese Anwendung ist für den SSE2-Befehlssatz optimiert und eignet sich perfekt für die NetBurst-Architektur. Daher ist es auch nicht verwunderlich, dass die Spitze der Tabelle erneut von Prozessoren von Intel belegt wird.

Gaming-Leistung

Nach der Veröffentlichung der gepatchten Version 3Dmark03 waren die Ergebnisse des Pentium 4 im Vergleich zum Athlon XP in diesem Test etwas besser. An den Kräfteverhältnissen änderte sich dadurch jedoch nichts: Der Pentium 4 war zuvor in diesem Benchmark führend.

Pentium 4 bestätigt seine Führung in der Gesamtwertung im 3Dmark03. Zwar ist die Lücke hier gering: Dies liegt daran, dass 3Dmark03 in erster Linie ein Test des Video-Subsystems ist.

Nachdem der Pentium 4 auf die Verwendung eines 800-MHz-Busses umgestiegen war, begann der Pentium 4 den Athlon XP in der älteren Version 3Dmark2001 zu übertreffen. Zudem ist der Abstand zwischen dem Pentium 4 3,2 GHz und dem Athlon XP 3200+ bereits recht groß und beträgt 6 %.

In Quake3 übertrifft der Pentium 4 traditionell den Athlon XP, daher ist das Ergebnis nicht überraschend.

Ein ähnliches Bild ist im Spiel Return to Castle Wolfenstein zu beobachten. Das macht durchaus Sinn, da dieses Spiel die gleiche Quake3-Engine verwendet.

Eine der wenigen Anwendungen, bei denen es dem älteren Athlon XP-Modell gelingt, die Führung zu behalten, ist Unreal Tournament 2003. Ich möchte anmerken, dass nicht alle modernen Spiele die Hyper-Threading-Technologie unterstützen, sodass das Potenzial des neuen Pentium 4 noch nicht voll ausgeschöpft ist in Spielen enthüllt.

Doch in Serious Sam 2 ist der Athlon XP 3200+ nicht mehr der Spitzenreiter. Mit der Veröffentlichung des neuen Prozessors von Intel geht die Palme in diesem Spiel an den Pentium 4 3,2 GHz.

Das neue Splinter Cell-Spiel basiert zwar auf der gleichen Engine wie Unreal Tournament 2003, läuft aber auf Intel-Prozessoren schneller.

Generell bleibt festzuhalten, dass der derzeit schnellste Prozessor für moderne 3D-Spiele der Pentium 4 mit 3,2 GHz ist und in den meisten Spieletests den Athlon XP 3200+ übertrifft. Die Situation ändert sich schnell. Erst kürzlich standen die älteren Athlon XPs in Gaming-Tests den Intel-Prozessoren in nichts nach.

3D-Rendering-Leistung

Da 3ds max 5.1, das wir in diesem Test verwendet haben, gut für Multithreading optimiert ist, liegt der Pentium 4, der dank Hyper-Threading-Technologie zwei Threads gleichzeitig ausführen kann, mit großem Abstand an der Spitze. Da kann selbst der ältere Athlon XP 3200+ nicht mithalten.

Absolut das Gleiche lässt sich über die Rendergeschwindigkeit in Lightwave 7.5 sagen. Allerdings sehen ältere Athlon XP-Modelle in manchen Szenen, beispielsweise beim Rendern von Sunset, nicht so schlecht aus, solche Fälle sind jedoch selten.

Es ist schwierig, bei den Rendering-Aufgaben für den Athlon XP mit dem Pentium 4 zu konkurrieren, der zwei Threads gleichzeitig ausführt. Leider hat AMD nicht vor, Technologien wie Hyper-Threading auch in zukünftigen Athlon 64-Prozessoren einzuführen.

Eine absolut ähnliche Situation ist in POV-Ray 3.5 zu beobachten.

Wissenschaftliche Leistung

Um die Geschwindigkeit neuer CPUs von AMD in wissenschaftlichen Berechnungen zu testen, wurde das ScienceMark 2.0-Paket verwendet. Einzelheiten zu diesem Test finden Sie unter http://www.sciencemark.org. Dieser Benchmark unterstützt Multithreading sowie alle SIMD-Befehlssätze, einschließlich MMX, 3DNow!, SSE und SSE2.

Es ist seit langem bekannt, dass Prozessoren der Athlon XP-Familie bei mathematischen Modellierungs- oder Kryptografieaufgaben am besten abschneiden. Hier sehen wir eine weitere Bestätigung dieser Tatsache. Allerdings muss ich sagen, dass der Athlon XP seinen früheren Vorsprung allmählich einbüßt. Im Molecular Dynamics-Test schneidet beispielsweise der neue Pentium 4 3,2 GHz als Sieger ab.

Zusätzlich zum ScienceMark-Test in diesem Abschnitt haben wir beschlossen, die Geschwindigkeit der neuen Prozessoren im Client des russischen Distributed-Computing-Projekts MD@home zu testen, das sich der Berechnung der dynamischen Eigenschaften von Oligopeptiden (Proteinfragmenten) widmet. Die Berechnung der Eigenschaften von Oligopeptiden kann möglicherweise dabei helfen, die grundlegenden Eigenschaften von Proteinen zu untersuchen und so einen Beitrag zur Entwicklung der Wissenschaft zu leisten.

Wie Sie sehen, löst der neue Pentium 4 Probleme der Molekulardynamik schneller als der Athlon XP. Der Pentium 4 erreicht ein solch hohes Ergebnis dank seiner Hyper-Threading-Technologie. Der MD@home-Client selbst unterstützt leider kein Multithreading, aber die parallele Ausführung zweier Client-Programme auf Systemen mit Prozessoren mit Hyper-Threading-Technologie ermöglicht eine Beschleunigung des Berechnungsprozesses um mehr als 40 %.

Schlussfolgerungen

Die Tests zeigen deutlich, dass es Intel in der nächsten Phase des Wettbewerbs gelungen ist, AMD zu besiegen. Der neueste Prozessor auf Basis des Northwood-Kerns übertrifft in den meisten Tests die älteren und neuesten Athlon-XP-Modelle. Kürzlich konnte Intel die Frequenzen seiner CPUs deutlich steigern, die Frequenz ihres Busses erhöhen und zudem die clevere Hyper-Threading-Technologie einführen, die bei einer Reihe von Aufgaben für eine zusätzliche Geschwindigkeitssteigerung sorgt. Da AMD aufgrund technologischer und architektonischer Schwierigkeiten nicht in der Lage war, die Taktraten seiner Prozessoren zu erhöhen, war es nicht möglich, seine CPUs ausreichend zu stärken. Selbst das Erscheinen des neuen Barton-Kerns verbesserte die Situation nicht: Die neuesten Pentium-4-Modelle sind deutlich stärker als die älteren Athlon XP. Damit gilt der Pentium 4 3,2 GHz derzeit als die leistungsstärkste CPU für Desktop-Systeme. Diese Situation wird mindestens bis September anhalten, wenn AMD endlich seine neuen Prozessoren der Athlon 64-Familie vorstellen muss.

Es ist auch zu beachten, dass das Bewertungssystem, das AMD derzeit zur Kennzeichnung seiner Prozessoren verwendet, nicht mehr das Kriterium sein kann, anhand dessen der Athlon XP mit dem Pentium 4 verglichen werden kann. Verbesserungen, die beim Pentium 4 vorgenommen wurden, einschließlich der Übersetzung dieser CPUs auf einem 800-MHz-Bus und die Einführung der Hyper-Threading-Technologie haben dazu geführt, dass der Pentium 4 mit einer Frequenz, die der Bewertung des entsprechenden Athlon XP entspricht, deutlich schneller ist.

Generell blicken wir gespannt auf den Herbst, wenn sowohl AMD als auch Intel ihre Neuentwicklungen Prescott und Athlon 64 vorstellen, die möglicherweise den Wettbewerb zwischen langjährigen Konkurrenten auf dem Prozessormarkt verschärfen können. Jetzt wird AMD von Intel in den Bereich der Low-Cost-Prozessoren verdrängt, wo sich dieses Unternehmen jedoch hervorragend fühlt: Celeron ist im Vergleich zu Athlon XP ein ehrlich gesagt schwacher Konkurrent.