Процессор интел пентиум 4 ядра. Процессоры Intel Pentium4 LGA775

Архив Платформа

2 февраля официально увидели свет новые процессоры Pentium 4 на ядре Prescott, принципиально отличающиеся от своих предшественников на ядре Northwood. Что реально мы получаем в настоящий момент с выходом Prescott и стоит ли овчинка выделки?

См. остальные части нашего обзора:
Часть 2.
Часть 3. Быстродействие в играх.
Часть 4. Производительность в ряде профессиональных графических приложений.

Второго февраля, наконец, свершилось то, чего вся компьютерная индустрия с нетерпением ожидала по крайней мере последние полгода - Intel «опрескотилась»! Это означает, что официально увидели свет новые процессоры Pentium 4 на ядре Prescott, принципиально отличающиеся от своих предшественников на ядре Northwood по трем важнейшим категориям: прогрессивные множественные изменения в микроархитектуре процессорного ядра, использование более «тонкого» технологического процесса изготовления кристаллов с нормами 90 нанометров, применение усовершенствованных материалов для изготовления кристалла. Всё вместе это обещает открыть новые горизонты дальнейшего наращивания быстродействия процессоров архитектуры Intel NetBurst. Но обещания - обещаниями, а что реально мы получаем в настоящий момент с выходом Prescott и стоит ли овчинка выделки? Это и предстоит нам выяснить.

Давненько корпорация Intel не радовала нас новыми процессорами для настольных ПК. После феерического выхода целого сонма новых продуктов весной этого года - процессоров Pentium 4 на ядре Northwood с частотами от 2,4 до 3,0 ГГц на системной шине 800 МГц и двухканальных DDR400-чипсетов для них серий i875 и i865 (Canterwood и Springdale), см., например, обзоры на www.terralab.ru/system/25198 , www.terralab.ru/system/25235 , а также www.terralab.ru/system/28979 , последовал лишь еще один процессор в июне - Pentium 4 3,2 ГГц (см. www.terralab.ru/system/25250 ). И затем наступило до неприличия длительное затишье, пару раз нарушенное лишь появлением очередных Celeron. По сути дела, корпорация не объявляла новых Pentium 4 для массового рынка более семи (!) месяцев подряд, что в современных условиях является непростительно долгим сроком.

Конечно, в середине осени Intel провозгласила одну новинку - Pentium 4 Extreme Edition 3,2 ГГц с чудовищными для настольных систем размерами кэш-памяти (2 Мбайт третьего уровня), кристалла и количеством транзисторов (см. www.terralab.ru/system/29365 ). Но и цена этого «экстра-геймерского» процессора оказалась не менее чудовищна по понятиям персональных компьютеров - под тысячу долларов США. А если учитывать, что реально в розничных магазинах эти «монстры» появились лишь совсем недавно и их продажи на фоне обычных Pentium 4 до сих пор ничтожно малы, то Extreme Edition вполне можно отнести не к массовому сегменту, а к своеобразному «процессору ради престижа», не делающему никакой погоды на массовом рынке ПК (по самым оптимистическим прогнозам корпорации доля P4EE среди всех «Пентиумов» не будет превышать пяти процентов). В этой связи, нетерпеливое ожидание Prescott, обладающего мегабайтной кэш-памятью второго уровня, еще более усилилось.

Intel готовила индустрию к выходу Prescott задолго до его появления и делала это величественно и громогласно. Первые сведения просочились в прессу пару лет назад, а в феврале прошлого года на Intel Developer Forum в Сан-Хосе корпорация организовала публичное оглашение основных архитектурных особенностей будущего процессора и подробно рассказала о технологиях и материалах, применяемых для его изготовления (см., например, www.terralab.ru/system/23898 ). А спустя полгода продемонстрировала общественности сами процессоры в работе и показала фотографию кристалла Prescott, обнародовав дополнительные подробности - количество транзисторов, размер чипа и пр. (см. www.terralab.ru/system/29227 ).

Первоначально руководители корпорации уклончиво обещали выпустить процессор осенью 2003 года (неофициально ходили слухи то о сентябре, потом о начале декабря)… Но время текло, «уж полночь близилась», а Германа все не было… За это время основной конкурент Intel на рынке процессоров для ПК - корпорация AMD - успела трижды (!) выпустить свои новые процессоры: сперва в конце сентября вышел долгожданный Athlon 64 3200+ (см. www.terralab.ru/system/29375 ), затем в декабре появился первый недорогой настольный Athlon 64 3000+, отличавшийся от 3200+ только уменьшенной вдвое кэш-памятью второго уровня, и, наконец, в начале января появился великолепный Athlon 64 3400+, который мог не только соперничать на равных с самыми мощными настольными процессорами Intel, но даже нередко превосходил их и своего более дорогого собрата Athlon 64 FX-51 (см. www.terralab.ru/system/31549 ). И это при том, что он работал всего с одним каналом обычной памяти DDR400, тогда как все остальные «топ-модели» требовали для реализации своего скоростного потенциала как минимум двухканального DDR400-решения.

Поклонники Intel с надеждой ожидали явно застопорившегося выхода ядра Prescott, надеясь на чудо - увеличенные вдвое кэш-памяти первого и второго уровня вкупе с другими усовершенствованиями ядра (новые инструкции SSE3, улучшенные HyperThreading, механизм предвыборки и предсказание ветвлений) обещали если не прорыв, то, по крайней мере, существенный рост производительности нового ядра по сравнению со старым. Ранние «оценочные» степпинги Prescott «ходили» по лабораториям и OEM-партнерам Intel начиная с осени, однако особых восторгов от тех, кому с ними удалось «пообщаться», слыхивать не доводилось. А пока руководители корпорации уверяли, что процессор «уже готов» и начиная с четвертого квартала 2003 года «уже идут» его коммерческие поставки производителям, из недр Intel доносились слухи о задержках, связанных с необходимостью «дооптимизировать» технологию производства и ядро самих процессоров с целью получения нужного теплового режима старших моделей и приемлемого для массового производства выхода годных кристаллов.

И поскольку дальше затягивать официальное объявление Prescott было уже неприемлемо, процессоры выпустили 2 февраля. Однако удалось ли производителю при этом в полной мере побороть «детские болезни левизны» нового ядра? Судя по тому дефициту старших моделей Prescott (с частотой 3,2 и 3,4 ГГц), который испытывают сейчас даже ведущие тестовые лаборатории - не совсем удалось. Например, модель 3,40Е не видел живьем еще никто из знакомых мне людей (исключая сотрудников Intel J ), а модель 3,20E пробыла у нас в редакции всего три рабочих дня, поскольку ее как жуткий дефицит «рвали на части» другие «поклонники», и в первые дни после выхода я не обнаружил ни одного предложения модели 3,20E в российских магазинах (не уверен, что они были даже в японских). С другой стороны, подобный «ажиотаж» можно попробовать объяснить и другим - процессор настолько великолепен, что его просто «выметают» из-под прилавков толпы поклонников.

Итак, 2 февраля Intel выпустила сразу семь новых Pentium 4. Их перечень и краткие отличительные особенности приведены в таблице 1.


Процессор	Pentium 4 Extreme Edition 3,40 ГГц	Pentium 4 3,40 ГГц	Pentium 4 3,40E ГГц	Pentium 4 3,20E ГГц	Pentium 4 3,00E ГГц	Pentium 4 2,80E ГГц	Pentium 4 2,80A ГГц

Технология производства
Шина FSB, МГц
Технология Hyper-Threading
Кэш-память второго и третьего уровней	512 кбайт, 2 Mбайт L3	512 кбайт L2
Напряжение питания, В

Разъём (Socket)
Оптовая цена, $
* В официальном документе Intel для этого процессора указано ядро Northwood, но мы то с вами знаем, что Northwood с кэш-памятью третьего уровня называется ядром Gallatin, официально применяемом только в серверных процессорах Intel Xeon, хотя степпинг кристалла Pentium 4 Extreme Edition - фактически тот же самый, что у аналогичных Xeon MP, см. www.terralab.ru/system/29365 .

Если Pentium 4 3,40 ГГц (на ядре Northwood) и Pentium 4 Extreme Edition 3,40 ГГц - это по сути те же, что и раньше, процессоры - теперь с чуть более высокой частотой ядра, то наибольший интерес для нас представляет линейка новичков на ядре Prescott. «Прескотты» внешне почти ничем не отличаются от традиционных Pentium 4 - они размещены в том же корпусе для разъема Socket 478 и лишь иное расположение элементов с обратной стороны корпуса (фото 1) напоминает, что перед нами именно они.

Как видим, все новые процессоры используют системную шину 800 МГц и технологию HyperThreading, кроме самого младшего - «гадкого утенка-прескотёнка», «разжалованного» до шины 533 МГц и лишенного HT. Предположительные объяснения появления такой модели: (а) необходимость продать Prescott ранних степпингов, которые не столь высокочастотны и экономичны, как текущие модификации, (б) необходимость иметь «свой Prescott» для низкостоимостных систем на чипсетах, не поддерживающих шину 800 МГц, (в) лазейку для продажи «отходов» производства более высокочастотных моделей (отбраковка старших моделей). Последнее имеет под собой более жесткие обоснования, чем это было ранее для Northwood. Дело в том, что заметно возросшие токи утечки для ядра Prescott и более высокое тепловыделение в рабочем состоянии (более 100 ватт для старших моделей) накладывает более жесткие требования на тестирование ядер для той или иной частоты/модели. Если процессоры на ядре Northwood (и предшественники) имели близкие друг к другу характеристики зависимости рассеиваемой мощности от частоты работы (с неплохой точностью подчинялись известной для структур КМОП формуле мощности от частоты), то для Prescott имеет место (по крайней мере, на данный момент) гораздо больший разброс характеристик кристаллов даже внутри одной партии и кремниевой пластины. В результате, производитель вынужден выпускать каждый конкретный экземпляр кристалла для строго определенной (по частотным и тепловым характеристикам) модели процессора с весьма небольшими допусками (запасом на отклонение в худшую и лучшую сторону). С этим связан и тот факт, что даже младшие модели Prescott будут весьма неохотно разгоняться (первое время?) - даже небольшое повышение частоты будет вызывать у них очень резкое (гораздо больше, чем у Northwood) повышение тока потребления и температуры, что негативно скажется на стабильности и «живучести» процессора. Это, кстати, подтвердил и побывавший в нашей лаборатории экземпляр - Prescott 3,20E с большим трудом удалось разогнать до 3,4 ГГц, причем работал он при этом нестабильно, выделяя гораздо больше тепла, чем на штатной частоте (не в пример аналогичным Northwood и Extreme Edition, которые подобных проблем не имели). Попутно замечу, что с процессорами Prescott стандартный плавкий термоинтерфейс с обратной стороны боксовых кулеров (фото 2) я настоятельно рекомендую заменять хорошей термопастой.

Краткое сравнение кристаллов трех типов процессоров (Extreme Edition, Northwood и Prescott) представлено в таблице 2. Для сравнения там же приведено текущее ядро процессоров AMD Athlon 64.

Таблица 2. Краткое сравнение кристаллов современных высокопроизводительных процессоров для настольных ПК
Процессор	Intel Pentium 4 Prescott	Intel Pentium 4 Northwood	Intel Pentium 4 Extreme Edition	AMD Athlon 64 ClawHammer
Частоты, ГГц
Технология производства	90 нм, напряженный кремний
Площадь ядра, кв. мм
Число транзисторов, млн.
Длина целочисленного конвейера
Объем кэш-памяти данных первого уровня
Латентность кэш-памяти первого уровня*
Ассоциативность кэш-памяти первого уровня
Объем кэш-памяти инструкций	12 тыс. микроопераций	12 тыс. микроопераций	12 тыс. микроопераций
Скорость доставки инструкций из кэш-памяти
Объем кэш-памяти второго уровня, кбайт
Латентность кэш-памяти второго уровня*	~30 тактов	~18 тактов	~18 тактов	~12 тактов
Ассоциативность кэш-памяти второго уровня
Объем кэш-памяти третьего уровня
Латентность кэш-памяти третьего уровня*			~45 тактов
Расширение набора инструкций				SSE2/SSE/3Dnow!/ x86-64
Технология HyperThreading	улучшенная	стандартная	стандартная
Напряжение питания, В
Допустимая тепловая мощность, TDP, Вт
* измеренная в программе CPU-Z 1.21.

Количество транзисторов у Prescott увеличилось по сравнения с Northwood более, чем вдвое, но площадь кристалла при этом за счет применения нового техпроцесса даже немного уменьшилась. Вместе с тем, оба они заметно уступают по площади и числу транзисторов ядру Gallatin. Если учесть, что ячейка кэш-памяти требует шести транзисторов (плюс примерно один транзистор в расчете на одну ячейку расходуется для «вспомогательных» нужд - магистральные буферы, мультиплексторы и пр.), и это подтверждают оценки из сравнения ядер Northwood и Gallatin, то получается, что добавление 512 кбайт кэш-памяти второго уровня потребовало лишь около 30 миллионов транзисторов, а «остальные» 40 миллионов ушли на другие архитектурные усовершенствования ядра Prescott. И это - огромное количество, ведь ядро Northwood без кэш-памяти второго уровня содержит всего-то около 25 миллионов «затворов»!

Для наглядности приведу фотографии кристаллов Prescott и Northwood, на которых обозначены те или иные блоки процессора (фото 3 и 4). Подробный анализ расположения и состава каждого из этих блоков провели еще весной прошлого года специалисты сайта «Chip Architect» (подробности см. в статьях на www.chip-architect.net/news/2003_03_06_Looking_at_Intels_Prescott.html и www.chip-architect.com/news/2003_04_20_Looking_at_Intels_Prescott_part2.html ). В частности выяснилось, что многие блоки ядра Prescott существенно избыточны и/или содержат скрытые возможности, среди которых не только достаточно очевидные модули для поддержки технологии La Grande (официально Prescott ее пока не поддерживает) и шины для связи с кэш-памятью третьего уровня (самой памяти L3 на кристалле, естественно, нет), но и вероятно, блоки для реализации технологии Vanderpool и 64-битных вычислений (последнее - пока лишь предположение).

Что же касается официально объявленных нововведений ядра Prescott, то о них мы уже писали почти год назад (см. http://www.terralab.ru/system/23898 ) и с тех пор мало, что поменялось (см. таблицу 2 и рисунок 5).

В-третьих, добавлено 13 новых инструкций (Prescott New Instructions или PNI), улучшающих комплексные расчеты по SSE/SSE2/x87-FP-командам и позволяющих ускорить выполнение мультимедийных и игровых приложений (рисунок 6). По аналогии с предшественницами, эти новые инструкции назвали SSE3, они не требуют специальной поддержки со стороны операционной системы (достаточно поддержки обычных SSE) и полностью совместимы с программным обеспечением, написанным ранее для процессоров Intel. По оценкам корпорации, простая перекомпиляция (уже вышел соответствующий компилятор от Intel) приложений под SSE3 способна поднять быстродействие в среднем на 5% (и до десятков процентов в отдельных задачах). Среди уже оптимизированных для SSE3 приложений - будущая версия Unreal II, многие видеокодировщики (MainConcept, xMPEG, Ligos, Real (RV9), On2 (VP5/VP6), Pegasys TMPGEnc 3.0, Adobe Premier, Pinnacle, Sony DVD Source Creator, Ulead (MediaStudio & Video Studio), Intervideo и другие, использующие кодек DivX 5.1.1.

Несмотря на множество улучшений, в новом ядре применено и несколько вынужденных «ухудшений». Эти «ухудшения» возникли не от хорошей жизни - они фактически являются альтернативным подходом при проектировании и призваны на самом деле улучшить те или иные показатели процессора в расчете на долговременную перспективу и рост частоты ядра процессора. Главным и наиболее критичным для быстродействия процессора изменением стало (как мы и писали еще год назад, см. www.terralab.ru/system/23898 ) увеличение длины основного конвейера - с 20 до 31 такта. Именно это, а не применение новой 90-нанометровой технологии, способно в перспективе позволить поднять тактовую частоту ядра процессора до 5 ГГц и выше.

Вместе с тем, как мы прекрасно помним по переходу с 10-стадийного до 20-стадийный конвейер (от Pentium III на Pentium 4), это может существенно ухудшить быстродействие системы в некоторых задачах, где велик процент неудачных предсказаний переходов. Чтобы снова не наступать на те же грабли, корпорация предприняла ряд шагов по существенному улучшению работы блока предсказания ветвлений и предвыборки данных. Этой же цели (уменьшения потерь производительности за счет удлинения конвейера) служит и вдвое увеличенная кэш-память. Вместе с тем, как показали наши тесты, даже всех этих мер порой оказывается недостаточно для того, чтобы в некоторых неоптимизированных для архитектуры Intel NetBurst приложениях полностью скомпенсировать «вредное» влияние длинного конвейера. С другой стороны, на оптимизированных приложениях при таком подходе прирост производительности окажется ощутимым (вспомним, с каким скрипом Pentium 4 Willamette продвигался на рынок именно из-за отсутствия поначалу оптимизированных для него приложений).

Рисунок 9.

Вторым «ухудшением» стала примерно вдвое возросшая латентность обоих кэшей (см. рисунок 9). Фактически это плата за их возросший объем и «задел» на будущий рост частоты ядра. В некоторых «линейных» задачах это может и не повлиять на быстродействие, но в других может оказаться весьма «болезненным». (Напомним, что длинный конвейер и возросшая латентность кэш-памяти призваны преодолеть трудности с согласованием работы блоков, расположенных в разных частях кристалла и оперирующих с некоторыми задержками друг относительно друга).

Cхемотехника у Prescott существенно изменилась по сравнению с предшественниками, и большинство блоков процессора фактически было спроектировано «с нуля» в тесном сотрудничестве с разработчиками технологии производства кремниевых чипов, чтобы оптимизировать подходы проектирования. Более того, при проектировании топологии кристалла Prescott впервые было применен полностью автоматизированный подход к трассировке и размещению элементов (например, с целью оптимизации задержек и более равномерного распределения тепла по кристаллу), в результате чего элементы блоков не обязательно расположены строго внутри геометрических границ этих блоков, блоки как бы взаимопроникают друг в друга (это видно, например, по размытости фотографии кристалла Prescott), а между блоками и элементами процессора много пустого места, которое удобно для исправления мелких схемотехнических ошибок, дальнейшей оптимизации кристалла и пр.

Рисунок 10.

Первоначально процессоры Prescott будут работать на чипсетах Canterwood и Springdale на системной шине 800 МГц с памятью DDR400 (см. рисунок 10), но позднее для них выйдут чипсеты Alterwood и Grantsdale с поддержкой памяти DDR II, шины PCI Express, южного моста ICH6 и, видимо, системной шины 1066 МГц. Подавляющее большинство уже выпущенных системных плат на чипсетах Intel 875/865, а также последних чипсетах SiS, VIA и ATI будут совместимы с Prescott путем простого обновления BIOS (оно необходимо для правильной инициализации большей кэш-памяти), поскольку эти платы уже разрабатывались с учетом будущих повышенных требований по питанию (старшие Prescott требуют максимальный ток питания 91 ампер). Вместе с тем, разгон «Прескотта» осилит уже далеко не каждая плата - только самые лучшие.

Процессоры на ядре Prescott изготавливаются по новой для Intel 90-нанометровой технологии (это первый 90-нанометровый процессор, вышедший на рынок), причем сразу на 300-миллиметровых подложках. При производстве Prescott применяются ряд новых материалов и технологий микроэлектроники, подробности по которым мы уже не раз описывали (см., например, статьи на www.terralab.ru/system/30717 и www.terralab.ru/system/30845 ). Перечень основных технологических новшеств приведен в таблице 3. Наиболее важной и них является технология «напряженного» (strained, то есть растянутого или сжатого) кремния: деформированная в ту или иную сторону кристаллическая решетка такого кремния обеспечивает большую подвижность электронов или дырок соответственно, а значит, и более высокие частоты работы полевых транзисторов. Для борьбы с утечками транзисторов также были применены специальные меры - технологические и схемотехнические.

Таблица 3. Основные отличия интеловских технологий производства с нормами 130 и 90 нм
130 нанометров	90 нанометров
6 слоёв медных межсоединений	7 слоёв медных межсоединений
Диэлектрик SIOF с низкой диэлектрической проницаемостью	Диэлектрик CDO (легированный кремнием оксид) с низкой диэлектрической проницаемостью
Силицид кобальта как контакт затвора	Силицид никеля как контакт затвора
Ячейка памяти SRAM площадью 2 кв. мкм	Ячейка памяти SRAM площадью 1,15 кв. мкм
248-нанометровая литография	193-нанометровая литография
Обычный кремний	Напряженный кремний

Несмотря на уменьшившуюся площадь ядра, применение новых технологии и новых материалов при производстве Prescott несколько повысило себестоимость кристаллов. Вместе с тем, себестоимость Prescott возросла незначительно, поэтому цена на модели Northwood и Prescott с одинаковой частотой будут одинаковыми. Это позволит избежать неудобных ситуаций на рынке.

Три процессора Pentium 4 с частотой 3,4 ГГц станут, по всей видимости, последними моделями для разъема Socket 478. Это связано с тем, что будущие более высокочастотные Pentium 4, даже изготовленные по более тонкой технологии, будут потреблять существенно большее количество энергии, на которое не рассчитаны существующие нынче и, как правило, приспособленные для Prescott 3,4 ГГц материнские платы. Процессоры 3,6 ГГц и выше потребуют новых спецификаций питания, и чтобы избежать путаницы с системными платами, все они будут выпускаться с разъемом Socket T (известный также как LGA 775). Аббревиатура LGA расшифровывается как Land Grid Array - по аналогии с нынешними Pin Grid Array (PGA) для процессоров или Ball Grid Array (BGA) для чипсетов или микросхем памяти. Конструктив LGA много дешевле, чем PGA или BGA и используется, например, компанией IBM.

У нас в лаборатории побывал экземпляр Pentium 4 3,20E ГГц на ядре Prescott. Безусловно, новая микроархитектура требует весьма пристального подхода для практического изучения, поэтому за те три рабочих дня, что новый процессор был в нашем распоряжении, мы лишь частично смогли постичь его потенциал. В будущем мы планируем еще не раз вернуться к детальному практическому изучению свойств нового ядра от Intel (прежде всего - быстродействия в разнообразных задачах), но уже по первым опытам стало возможным составить первое впечатление от новинки, которое мы и предлагаем вам сейчас.

Подробное описание тестовой конфигурации, участников сравнения и подробный анализ полученных данных вы сможете найти в последующих частях этого обзора на сайте www.terralab.ru , а здесь я подведу лишь предварительные краткие выводы на основе проведенных тестов.

Прежде всего, можно отметить, что у Prescott немного возросла скорость работы с системной памятью по сравнению с Northwood. Причем улучшились не только скорость чтения и полоса пропускания памяти, но и латентность, а также сложные операции (Copy, Scale, Add, Triad). Вместе с тем, на относительно старых приложениях, неоптимизированных под NetBurst, мы наблюдаем существенный проигрыш Prescott своему предшественнику (Northwood) - временами до 15%! Более того, в отдельных задачах Prescott 3,2 ГГц работает даже медленнее, чем Northwood 3,06 ГГц на шине 533 МГц! Вот этого я, признаться, не ожидал. Приложений, в которых Prescott заметно быстрее одночастотного с ним «Нортвуда», как оказалось, пока не так уж много (по крайней мере, в процентном соотношении к общему числу программ). Чаще наблюдается ситуация, когда Prescott немного проигрывает Northwood - этим, например, «грешат» многие современные и недавнего прошлого игры, аудиокодеки, простые математические расчеты. А вот видеокодирование и в некоторые профессиональные трехмерные пакеты моделирования чаще благориятствуют «Прескотту», и его преимущество над Northwood доходит, порой, до 10–15 процентов.

Таким образом, изменения в микроархитектуре NetBurst в процессорах с яром Prescott фактически потребовали новой волны оптимизации приложений. Без такой оптимизации новый процессор часто может работать даже медленнее, чем одинаковый с ним по частоте старый, невзирая на вдвое увеличившуюся кэш-память. На одинаковой частоте Prescott не может (в среднем) соперничать пока с Pentium 4 Extreme Edition. Однако у первого есть ресурсы по заметному наращиванию частоты, в то врем как P4EE и Northwood свои ресурсы практически исчерпали. Хотим мы этого или нет, но будущее Pentium 4 однозначно за Prescott. Хотя на первых порах более выгодным, видимо, будет все же приобретение процессоров на прежнем ядре. Особенно если учесть, что «Прескотты» заметно более горячие в работе, чем аналогичные Northwood и даже Extreme Edition.

Итак, Intel опрескотилась!!!

А хорошо это или плохо - судить вам. Читайте в следующих частях этого обзора:
Часть 2. Простые вычисления, работа кэш-памяти и системной памяти и производительность при работе с видео и аудио.
Часть 3.

Intel Pentium 4 («Интел Пентиум 4») - 32-битный микропроцессор седьмого поколения архитектуры x86, разработанный компанией Intel в ноябре 2000. Не является продолжением линии P6 (см. Pentium Pro, Pentium II, Pentium III) и выполнен на принципиально новом ядре.

От Pentium III отличается следующими характеристиками: поддержка технологии NetBurst; 144 новые инструкции SSE2, направленные на поддержку мультимедиа, видео и трехмерной графики, Интернет-технологий; 20-ступенчатый конвейер; улучшенный модуль предсказания переходов; 128-битная системная шина с тактовой частотой 100 МГц (эффективная частота 400 МГц); 2 АЛУ, работающих на удвоенной частоте ядра; кэш-память первого уровня с отслеживанием исполнения команд (Execution Trace Cache); 256 килобайт интегрированной кэш-памяти второго уровня с повышенной пропускной способностью (Advanced Transfer Cache); возможность использования производительной памяти RDRAM.

Несмотря на все улучшения, первые модели Pentium 4 (на ядре Willamette) показывали меньшую производительность, чем Pentium III или AMD Athlon с более низкими частотами. Низкая производительность, необходимость использования новых системных плат и дорогой памяти, а также дороговизна самих процессоров отрицательно сказалась на их популярности. Выпускались они по 0, 18-микронной технологии с частотами от 1, 3 до 2 ГГц и устанавливались в разъем Socket 423. В марте 2001 вышла серверная версия - Xeon, а в августе появились модели Pentium 4 для разъемов Socket 478, поддерживающие память SDRAM (вместо дорогостоящей RDRAM). Это позволило снизить цены на компьютеры с новыми процессорами, но еще сильней уменьшило их производительность.

В январе 2002, вслед за выходом конкурирующего AMD Athlon XP, компания выпустила новое ядро Northwood. Изготовлялось оно по 0, 13-микронной технологии, что позволило разместить на кристалле 512 килобайт кэш-памяти L2. В апреле к новому ядру была добавлена поддержка шины с частотой 133/533 МГц.

В этом же месяце была представлена мобильная версия процессора - Pentium 4-M, а в мае на старом ядре Willamette вышли бюджетные Celeron. В ноябре поступили в продажу первые модели на ядре Northwood с поддержкой технологии Hyper-Threading, а в апреле 2003 - шины 200/800 МГц. Процессоры на этом ядре выпускались с частотой от 1, 6 до 3, 4 ГГц. Проделанные улучшения позволили процессорам догнать и перегнать по производительности Athlon XP.

В сентябре 2003, за неделю да выхода Athlon 64 FX, появился высокопроизводительный процессор от Intel - Pentium 4 Extreme Edition. В феврале 2004 появилось новое ядро Prescott, выполненное по 0, 09-микронной технологии. По сравнению с предыдущим ядром, был увеличен конвейер (до 31 ступени) и кэш L2 (до 1 мегабайт), добавлены инструкции SSE3. В августе были добавлены инструкции EM64T (для 64-битных вычислений), а разъем сменился на Socket 775. В сентябре появилась поддержка технологии NX-Bit, а в феврале 2005 вышла новая версия этого ядра - Prescott 2M. Буквы 2M обозначали 2 мегабайта; именно таким стал размер интегрированной кэш-памяти L2. Кроме того, была добавлена поддержка технологии Enhanced SpeedStep, позволяющая операционной системе регулировать тактовую частоту процессора.

На ядрах Prescott и Prescott 2M выходили процессоры с частотами от 2, 4 до 3, 8 ГГц. К этому времени стало ясно, что производительность процессоров Pentium 4 зависит не только от их тактовой частоты. Поэтому, начиная с Prescott, процессорам дают условные обозначения, состоящие из нескольких букв и цифр (например, 519J), в которых зашифрованы такие факторы, как частота системной шины, размер кэш-памяти и поддерживаемые технологии.

В мае 2005 был представлен двухъядерный аналог Pentium 4 - Pentium D. Новая версия ядра для Pentium 4 называлась Cedar Mill. Появилась она в январе 2006 и представляла собой точную копию Prescott 2M, изготовленную по 0, 065-микронной технологии. В это же время появились процессоры, основанные на более старой архитектуре P6 - Intel Core Solo и Intel Core Duo. .

Как известно, революции в компьютерном
мире случаются все реже. Да и так ли они необходимы там, где, в общем-то, "все
хорошо", где возможности систем и продуктов с лихвой покрывают нужды большинства
современных пользователей. Это в полной мере относится и к процессорам корпорации
Intel, лидера индустрии. У компании есть полная линейка высокопроизводительных
CPU всех уровней (серверные, десктопные, мобильные), тактовые частоты давно уже
перевалили за "заоблачные" 3 GHz, продажи идут просто "на ура".
И наверное, если бы не оживившиеся конкуренты (точнее, конкурент ), то все
было бы совсем хорошо.

Но "гонка гигагерцев" не прекращается. Оставим в стороне рассмотрение вопросов вроде "Кому это нужно? " и "Насколько это востребовано? " — примем лишь как факт: чтобы удержаться на плаву, производители CPU просто вынуждены тратить силы на выпуск все более быстродействующих (или как минимум более высокочастотных ) продуктов.

Начало февраля Intel отметила представлением целой обоймы новых процессоров. Компания
выпустила сразу семь новых CPU, в числе которых:

Pentium 4 3,40 GHz ("старое" ядро Northwood);
Pentium 4 Extreme Edition 3,40 GHz;
целых четыре представителя новой линейки с ядром Prescott (кстати, ударение
на первом слоге) — 3,40E, 3,20E, 3,0E и 2,80E GHz, изготовленные по 90-нанометровой
технологии и оснащенные кэшем второго уровня объемом 1 MB.

Все эти CPU рассчитаны на шину 800 MHz и поддерживают технологию Hyper-Threading. Кроме того, Intel выпустила Pentium 4 на ядре Prescott с частотой 2,8A GHz, также изготовленный по 90-нанометровому процессу, но рассчитанный на частоту FSB 533 MHz и не поддерживающий Hyper-Threading . По информации Intel, предназначен этот процессор специально для OEM-производителей ПК в ответ на их пожелания. От себя добавим — и на радость оверклокерам, которые наверняка оценят его возможности разгона.

С выпуском новых CPU семейство Pentium 4 значительно пополнилось и сейчас выглядит так, как показано в табл. 1. Естественно, пока Intel вовсе не собирается сворачивать производство Pentium 4 на ядре Northwood с FSB 533 и 800 MHz. Кроме того, в линейке остаются и несколько моделей, рассчитанных на шину 400 MHz (пять процессоров от 2A до 2,60 GHz).

Разрабатывая 90-нанометровые технологии, которые должны обеспечить нормальное
функционирование процессоров класса Prescott, инженеры Intel вынуждены
были преодолевать серьезные препятствия. Природа этих преград состояла
не в недостаточном разрешении производственного оборудования, а в проблемах
физического характера, связанных с невозможностью изготовления столь малых
транзисторов по традиционным технологиям.

Первой проявилась утечка заряда с затвора транзистора через истончившийся
слой диэлектрика между затвором и каналом. При разрешении 90 нм он "выродился"
в барьер из четырех атомов SiO2 толщиной 1,2 нм. Появилась необходимость
в новых изолирующих материалах с более высоким значением константы диэлектрической
проницаемости (high-K dielectric). За счет большей проницаемости они позволяют
наращивать толстый (до 3 нм) изолирующий слой, не создавая при этом препятствий
для электрического поля затвора. Таковыми стали оксиды гафния и циркония.
К сожалению, они оказались несовместимы с применяемыми ныне поликристаллическими
затворами, да и фононные колебания, возникающие в диэлектрике, вызывают
снижение подвижности электронов в канале.

На границе с затвором наблюдается иное явление, выражающееся в значительном
повышении порогового уровня напряжения, необходимого для изменения состояния
проводимости канала транзистора. Решение было найдено в виде металлического
затвора. В прошлом году специалисты корпорации подобрали, наконец, два
подходящих металла, которые позволили сконструировать новые миниатюрные
NМOS- и PMOS-транзисторы. Какие именно металлы они использовали — до
сих пор держится в секрете.

Чтобы увеличить быстродействие транзисторов (оно определяется скоростью
перехода в открытое/закрытое состояние), Intel прибегла к формированию
канала из единого кристалла напряженного кремния. "Напряжение"
в данном случае означает деформирование кристаллической решетки материала.
Как оказалось, сквозь структурно нарушенный кремний как электроны (+10%
для NМOS), так и дырки (+25% для PMOS) проходят с меньшим сопротивлением.
Улучшение подвижности увеличивает максимальный ток транзистора в открытом
состоянии.

Для NМOS- и PMOS-транзисторов напряженное состояние достигается различными
методиками. В первом случае все очень просто: обычно транзистор сверху
"укрыт" слоем нитрида кремния, который выполняет функцию предохраняющей
маски, а для создания напряжения в канале толщину слоя нитрида увеличивают
вдвое. Это ведет к созданию дополнительной нагрузки на области истока
и стока и, соответственно, растягивает, деформирует канал.

PMOS-транзисторы "напрягают" по другой схеме. Сначала зоны
истока и стока вытравливают, а потом наращивают в них слой SiGe. Атомы
германия превышают по размерам атомы кремния и поэтому германиевые прослойки
всегда использовались для создания напряжения в кремнии. Однако особенность
технологии Intel заключается в том, что в данном случае сжатие кремниевого
канала происходит в продольном сечении.

Новый технологический процесс также позволил увеличить количество слоев
металлизации с шести до семи (медные соединения). Любопытно, что на производственной
линии "плечом к плечу" трудятся как литографические аппараты
нового поколения с длиной волны 193 нм, так и их предшественники с длиной
волны 248 нм. Вообще процент повторно использованной техники достиг 75,
что позволило снизить стоимость модернизации фабрик.

Особенности Prescott

В дискуссиях, предшествовавших выпуску процессора на ядре Prescott, он в шутку именовался не иначе как "Pentium 5". Собственно, именно таким был типичный ответ компьютерного профи на вопрос "Что такое Prescott?". Конечно, Intel не стала менять торговую марку, да и достаточных оснований для этого не было. Вспомним практику выпуска программного обеспечения — там смена номера версии происходит только при кардинальной переработке продукта, тогда как менее значительные изменения обозначаются дробными номерами версий. В процессорной индустрии дробные номера пока не приняты, и то, что Prescott продолжил линейку Pentium 4, как раз и является отражением того факта, что перемены носят не настолько радикальный характер.

Процессоры на ядре Prescott хоть и содержат немало новшеств и модификаций по сравнению
с Northwood, однако основаны на той же архитектуре NetBurst, имеют ту же корпусировку,
что и предыдущие Pentium 4, устанавливаются в тот же разъем Socket 478 и, в принципе,
должны работать на большинстве материнских плат, поддерживающих 800 MHz FSB и
обеспечивающих должные напряжения питания (естественно, потребуется обновление
BIOS).

Детальное изучение практических вопросов, касающихся Prescott, мы оставим для отдельного материала. А пока попробуем рассмотреть, какие изменения появились в Prescott, и понять, насколько этот процессор отличается от своего предшественника и чего можно в результате ожидать.

Основные новшества, реализованные в ядре Prescott, следующие:

Перевод производства кристаллов на техпроцесс 90 нм.
Возросшая длина конвейера (с 20 до 31 стадии).
Вдвое увеличенные кэши L1 (кэш данных — с 8 до 16 KB) и L2 (с 512 KB до
1 MB).
Изменения в архитектуре:
-модифицированный блок предсказания переходов;
-усовершенствованная логика работы L1-кэша (улучшенная предварительная выборка
данных);
-появление новых блоков в процессоре;
-увеличенный объем некоторых буферов.
Усовершенствованная технология Hyper-Threading.
Появление поддержки нового набора SIMD-инструкций SSE3 (13 новых команд).

Главные различия трех процессорных ядер, использовавшихся в Pentium 4, сведены в табл. 2. Число транзисторов в Prescott увеличилось более чем вдвое — на 70 млн. Из них, по грубым оценкам, порядка 30 млн. можно отнести на счет удвоившегося L2-кэша (дополнительные 512 KB, по 6 транзисторов на одну ячейку). Причем остается еще вполне солидное число, и даже по одному этому значению можно косвенно судить о масштабах произошедших в ядре изменений. Заметим, что, несмотря на такой рост числа элементов, площадь ядра не только не увеличилась, но даже уменьшилась по сравнению с Northwood.

С 90-нанометровым технологическим процессом все, в общем-то, понятно (конечно, на упрощенном, "пользовательском" уровне). Меньший размер транзисторов позволит снизить напряжение питания процессора и уменьшить рассеиваемую им мощность, а следовательно, и нагрев. Это откроет дорогу для дальнейшего увеличения тактовых частот, которое хотя и будет сопровождаться ростом тепловыделения, но "начало отсчета" для этого роста будет уже другим, несколько ниже. Отметим, что с учетом большего числа транзисторов в Prescott по сравнению с Northwood правильнее было бы говорить не об уменьшении, а о сохранении или же меньшем увеличении рассеиваемой мощности.

Удлиненный конвейер . Как видно из табл. 2, по длине конвейера Prescott (31 стадия) более чем наполовину превосходит Northwood. Что за этим кроется, вполне понятно: это не первый случай, когда Intel увеличивает длину конвейера, нацеливаясь на повышение тактовых частот — известно, что чем длиннее конвейер, тем лучше "разгоняется" процессорное ядро. В принципе, сложно сказать однозначно, так ли необходимо такое "удлинение" на текущем этапе, на частотах в районе 3,5 GHz — энтузиасты-оверклокеры разгоняли Pentium 4 (Northwood) и до более высоких значений. Но рано или поздно рост числа стадий оказался бы неизбежен — так почему бы не совместить это событие с выпуском нового ядра?

Увеличенные объемы кэшей и буферов . В принципе, этот пункт напрямую связан с предыдущим. Чтобы обеспечить работой длинный конвейер на высоких частотах, желательно иметь большего объема "подручный склад" в виде кэша для уменьшения количества простоев, при которых процессор ожидает загрузки требуемых данных из памяти. Кроме того, хорошо известно, что при прочих равных из двух процессоров с разной длиной конвейера производительнее окажется тот, у которого этот параметр меньше. При ошибках предсказания перехода процессор вынужден "сбрасывать" свой конвейер и загружать его работой по-новому. И чем большее число стадий в нем содержится, тем болезненнее оказываются подобные промахи. Полностью их исключить, конечно же, нельзя, и на одинаковых частотах Northwood и Prescott последний оказался бы менее производительным… не будь у него большего L2-кэша, во многом компенсирующего отставание. Естественно, здесь все зависит от специфики конкретных приложений, что мы и попытаемся проверить в практической части.

Как говорилось выше, в Prescott увеличен не только общий L2-кэш, но и L1-кэш данных, объем которого вырос с 8 до 16 KB. Также изменились его организация и часть логики работы — к примеру, введен механизм принудительного продвижения (force forwarding ), уменьшающий задержки в случаях, когда зависимая операция загрузки данных из кэша не может спекулятивно выполняться до завершения предшествующей операции помещения этих данных в кэш.

Кроме объемов кэшей, увеличению подверглась и емкость двух планировщиков, отвечающих за хранение микроопераций (uops ), которые используются в инструкциях x87/SSE/SSE2/SSE3. Это, в частности, позволило более эффективно находить параллелизм в мультимедиаалгоритмах и выполнять их с лучшей производительностью.

Собственно, некоторых новшеств в архитектуре Pentium 4, реализованных в Prescott, мы уже успели коснуться, поскольку они "разбросаны" по ядру процессора и затрагивают многие его блоки. Следующим важным изменением является…

Модифицированный блок предсказания переходов . Как известно, точность
работы этого блока является критически важной для обеспечения высокой производительности
современного процессора. "Просматривая" программный код, следующий за
выполняемым в настоящий момент, процессор может заранее выполнять части
данного кода — это хорошо известное спекулятивное выполнение . Если же
в программе встречается ветвление в результате условного перехода (если-то-иначе ),
то возникает вопрос о том, какую из двух веток "лучше" выполнять заранее.
Алгоритмы в Northwood действовали относительно просто: переходы назад предполагались
совершающимися, вперед — нет. Это большей частью работало для циклов,
но не для других видов переходов. В Prescott используется понятие длины
перехода : исследования показали, что если дальность перехода превышает
определенный предел, то переход с большой долей вероятности совершаться не будет
(соответственно, спекулятивно выполнять эту часть кода не нужно). Также в Prescott
введен более тщательный анализ самих условий перехода, на основании которого принимаются
решения о вероятности выполнения перехода. Кроме статических алгоритмов предсказания,
изменениям подверглись и динамические алгоритмы (кстати, новые идеи были частично
заимствованы из мобильного Pentium M).

Появление новых блоков в процессоре . Два новых блока в Prescott — это блок побитовых сдвигов и циклических сдвигов (shifter/rotator) и выделенный блок целочисленного умножения . Первый позволяет осуществлять наиболее типичные операции сдвига на одном из двух быстрых ALU, работающих на удвоенной частоте ядра CPU (в предыдущих модификациях Pentium 4 эти операции выполнялись как целочисленные и занимали несколько тактов). Для осуществления целочисленного умножения ранее задействовались ресурсы FPU, что достаточно долго — нужно было передать данные в FPU, выполнить там сравнительно медленное умножение и передать результат обратно. В Prescott для ускорения этих операций добавлен новый блок, отвечающий за такие операции умножения.

Улучшенный Hyper-Threading . Конечно, все перечисленные выше новшества введены в Prescott неспроста. По словам специалистов Intel, большинство модификаций в логике работы кэшей, очереди команд и пр. так или иначе связаны с быстродействием процессора при использовании Hyper-Threading, т. е. при одновременной работе нескольких программных потоков. В то же время на производительность "однопоточных" (single-threaded) приложений эти нововведения оказывают лишь незначительное влияние. Также в Prescott увеличился набор инструкций, которым "позволено" исполняться на процессоре параллельно (например, операция с таблицей страниц и операция с памятью, разбивающая строку кэша). Опять-таки, для однопоточных приложений невозможность совмещения подобных операций практически не сказывалась на производительности, тогда как при выполнении двух потоков такое ограничение зачастую становилось "узким местом". Другой пример — если в Northwood происходило "непопадание в кэш" (cache miss) и возникала необходимость чтения данных из оперативной памяти, следующие операции просмотра кэша откладывались до окончания этого действия. В результате одно приложение, часто "промахивающееся" мимо кэша, могло существенно затормозить работу остальных потоков. В Prescott этот конфликт легко преодолевается, операции могут выполняться параллельно. Также в Prescott была переделана логика арбитража и разделения ресурсов между потоками с целью увеличения общей производительности.

Инструкции SSE3. Как мы помним, последний раз расширение набора SIMD-инструкций
Intel провела, выпустив первый Pentium 4 (Willamette) и реализовав в нем SSE2.
Очередное расширение, получившее название SSE3 и содержащее 13 новых инструкций,
осуществлено в Prescott. Все они, за исключением трех, используют SSE-регистры
и предназначены для повышения производительности в следующих областях:

быстрое преобразование вещественного числа в целое (fisttp );
сложные арифметические вычисления (addsubps, addsubpd, movsldup, movshdup,
movddup );
кодирование видео (lddqu );
обработка графики (haddps, hsubps, haddpd, hsubpd );
синхронизация потоков (monitor, mwait ).

Естественно, детальное рассмотрение всех новых инструкций выходит за рамки материала, эта информация приведена в соответствующем руководстве для программистов. Инструкции первых четырех категорий служат как для ускорения выполнения самих операций, так и для того, чтобы сделать их более "экономными" в смысле использования ресурсов процессора (и, следовательно, оптимизации работы Hyper-Threading и механизма спекулятивного выполнения). Программный код при этом также значительно сокращается и, что немаловажно, упрощается. Например, инструкция ускоренного преобразования вещественного числа в целое fisttp заменяет семь (!) команд традиционного кода. Даже по сравнению с инструкциями SSE2 (которые сами по себе также ускоряют выполнение кода и сокращают его объем) команды SSE3 во многих случаях дают немалую экономию. Две инструкции последней группы — monitor и mwait — позволяют приложению (точнее потоку ) сообщать процессору, что в данный момент оно не выполняет полезной работы и находится в режиме ожидания (например, записи в определенную ячейку памяти, возникновения прерывания или исключительной ситуации). Процессор при этом может переводиться в режим пониженного энергопотребления или же, при использовании Hyper-Threading, отдавать все ресурсы другому потоку. В общем, с SSE3 для программистов открываются новые возможности по оптимизации кода. Проблема здесь, как всегда в таких случаях, одна: пока новый набор инструкций не стал общепринятым стандартом, разработчикам ПО придется поддерживать две ветки кода (с SSE3 и без оной), чтобы приложения работали на всех процессорах…

Камо грядеши?..

В общем, объем новшеств, реализованных в ядре Prescott, вполне можно назвать
значительным. И хотя до "настоящего Pentium 5" он недотягивает, но к
"четырем с половиной" вполне может приблизиться. Переход от ядра Northwood
к Prescott — в принципе, эволюционный процесс, хорошо укладывающийся в общую
стратегию Intel. Постепенные изменения в архитектуре Pentium 4 хорошо видны на
схеме: архитектура модифицируется и пополняется новыми особенностями — идет последовательная
оптимизация процессора под определенный набор ПО.

Чего же можно ожидать от Prescott? Пожалуй, прежде всего (хотя это может показаться и несколько странным) — новых частот. Intel сама признает, что на равных частотах производительность Prescott и Northwood будет мало отличаться. Положительное влияние большого L2-кэша и прочих новшеств Prescott во многом "компенсируется" его значительно более длинным конвейером, который болезненно реагирует на ошибки предсказания переходов. И даже с учетом того, что блок этого самого предсказателя переходов был усовершенствован, все равно идеальным он быть не может. Главное преимущество Prescott в другом: новое ядро позволит дальше наращивать частоту — до значений, недостижимых ранее с Northwood. По планам Intel ядро Prescott рассчитано на два года, пока его не сменит следующее ядро, изготовленное по технологии 65 нм (0,065 мкм).

Поэтому выпущенный сейчас процессор на новом ядре Prescott не претендует прямо со старта на лавры чемпиона производительности и во всей красе должен проявить себя в будущем. Еще одним подтверждением тому является и позиционирование процессора: Pentium 4 на ядре Prescott рассчитан на mainstream-системы, в то время как топовым CPU был и остается Pentium 4 Extreme Edition. Кстати, хотя планка частот у процессоров Intel номинально поднялась до 3,4 GHz с выходом Prescott, но появление первых OEM-систем на базе Pentium 4 3,4 GHz на новом ядре произойдет несколько позднее в этом квартале (а ведь коммерческие поставки Prescott начаты еще в IV квартале 2003 г.).

Еще одна область, где может проявить себя Prescott (и наверняка проявит), — это работа ПО, оптимизированного под SSE3. Процесс оптимизации уже начался, и на сегодня существует как минимум пять приложений с поддержкой нового набора инструкций: MainConcept (MPEG-2/4), xMPEG, Ligos (MPEG-2/4), Real (RV9), On2 (VP5/VP6). В течение 2004 г. поддержка SSE3 должна появиться в таких пакетах, как Adobe Premiere, Pinnacle MPEG Encoder, Sony DVD Source Creator, Ulead MediaStudio и VideoStudio, всевозможные аудио- и видеокодеки и т. д. Вспоминая процесс оптимизации под SSE/SSE2, можно понять, что результаты SSE3 мы увидим, но отнюдь не сразу — опять-таки, это в определенном смысле "задел на будущее".

Ну а что же "по ту сторону линии фронта"? Главный конкурент Intel по-прежнему идет своим путем, все дальше отдаляясь от "генеральной линии". AMD продолжает наращивать "голую производительность", пока что обходясь значительно более низкими частотами. Контроллер памяти, в Athlon 64 перекочевавший из северного моста в процессор, подлил масла в огонь, обеспечив невиданную ранее скорость доступа к ОЗУ. А недавно был выпущен процессор с рейтингом 3400+ (нет, о полном соответствии продукту конкурентов по частоте никто не говорит…).

Однако Intel и AMD сейчас находятся примерно в равных ситуациях — их топовые процессоры ожидают выхода соответствующего оптимизированного ПО, чтобы проявить себя на полную мощность. Intel все больше "уходит в мультимедиа": для офисного ПО производительности Pentium 4 хватает с лихвой, и чтобы Prescott реализовал свой потенциал, нужны оптимизированные мультимедиаприложения (и/или высокие тактовые частоты, в возможности достижения которых можно не сомневаться). Стоит отметить тот факт, что переработка кодеков под SSE3 — пожалуй, не самая сложная операция, а эффект от этого сразу почувствуют все приложения, использующие такие кодеки (причем переработка самих приложений при этом совсем необязательна).

С другой стороны, в середине 2004 г. выйдет 64-разрядная версия Windows для платформы AMD64, на которой как раз и должны проявиться возможности Athlon 64. Конечно, здесь встанет обычный вопрос о наборе приложений под новую ОС, без которых система остается практически бесполезной. Но вспомним, что уже как минимум существуют те же кодеки, откомпилированные под 64-битные Athlon. Так что есть вероятность того, что в недалеком будущем и платформе AMD будет где себя показать. В общем, создается впечатление, что пока титаны просто накачивают мускулы, строят оборонительные сооружения и готовят тылы перед главным… нет, скорее, очередным сражением…

Введение

Перед началом сезона летних отпусков оба ведущих производителя процессоров, AMD и Intel, выпустили последние модели процессоров в своих современных линейках CPU, нацеленных на использование в высокопроизводительных PC. Сначала сделала последний шаг перед предстоящим качественным скачком AMD и примерно с месяц назад представила Athlon XP 3200+ , который, как предполагается, станет самым быстрым представителем семейства Athlon XP. Дальнейшие же планы AMD в этом секторе рынка связываются уже с процессором следующего поколения с x86-64 архитектурой, Athlon 64, который должен появится в сентябре этого года. Intel же выждал небольшую паузу и представил последний из Penlium 4 на 0.13-микронном ядре Northwood только сегодня. В итоге, заключительной моделью в этом семействе стал Pentium 4 с частотой 3.2 ГГц. Пауза перед выходом следующего процессора для настольных PC, основанного на новом ядре Prescott, продлится до четвертого квартала, когда Intel вновь поднимет планку быстродействия своих процессоров для настольных компьютеров благодаря росту тактовой частоты и усовершенствованной архитектуре.

Следует отметить, что за время противостояния архитектур Athlon и Pentium 4, показала себя более масштабируемой архитектура от Intel. За период существования Pentium 4, выпускаемых по различным технологическим процессам, их частота выросла уже более чем вдвое и без проблем достигла величины 3.2 ГГц при использовании обычного 0.13-микронного технологического процесса. AMD же, задержавшаяся со своими Athlon XP на отметке 2.2 ГГц, не может похвастать на настоящий момент столь же высокими частотами своих процессоров. И хотя на одинаковых частотах Athlon XP значительно превосходит по быстродействию Pentium 4, постоянно увеличивающийся разрыв в тактовых частотах сделал свое дело: Athlon XP 3200+ с частотой 2.2 ГГц назвать полноценным конкурентом Penium 4 3.2 ГГц можно лишь со значительными оговорками.

На графике ниже мы решили показать, как росли частоты процессоров семейств Pentium 4 и Athlon за последние три года:

Как видим, частота 2.2 ГГц является для AMD непреодолимым барьером, покорен который будет в лучшем случае только лишь во второй половине следующего года, когда AMD переведет свои производственные мощности на использование 90-нанометровой технологии. До этих же пор даже процессоры следующего поколения Athlon 64 будут продолжать иметь столь невысокие частоты. Смогут ли они при этом составить достойную конкуренцию Prescott – сказать трудно. Однако, похоже, AMD ждут тяжелые проблемы. Prescott, обладающий увеличенным кешем первого и второго уровня, усовершенствованной технологией Hyper-Threading и растущими частотами может стать гораздо более привлекательным предложением, нежели Athlon 64.

Что касается процессоров Pentium 4, то их масштабируемости можно только позавидовать. Частоты Pentium 4 плавно увеличиваются с самого момента выхода этих процессоров. Небольшая пауза, наблюдающаяся летом-осенью этого года, объясняется необходимостью внедрения нового технологического процесса, но она не должна повлиять на расстановку сил на процессорном рынке. Включив технологию Hyper-Threading и переведя свои процессоры на использование 800-мегагерцовой шины, Intel добился ощутимого превосходства старших моделей своих CPU над процессорами конкурента и теперь может ни о чем не беспокоиться, по крайней мере, до начала массового распространения Athlon 64.

Также на графике выше мы показали и ближайшие планы компаний AMD и Intel по выпуску новых CPU. Похоже, AMD в ближайшее время не должна питать никаких иллюзий по поводу своего положения на рынке. Борьба с Intel на равных для нее заканчивается, компания возвращается в привычную для себя роль догоняющего. Впрочем, долгосрочные прогнозы строить пока рано, посмотрим, что даст для AMD выход Athlon 64. Однако, судя по сдержанной реакции разработчиков программного обеспечения на технологию AMD64, никакой революции с выходом следующего поколения процессоров от AMD не произойдет.

Intel Pentium 4 3.2 ГГц

Новый процессор Pentium 4 3.2 ГГц, который Intel анонсировал сегодня, 23 июня, с технологической точки зрения ничего особенного собой не представляет. Это все тот же Northwood, работающий на частоте шины 800 МГц и поддерживающий технологию Hyper-Threading. То есть, по сути, процессор полностью идентичен (за исключением тактовой частоты) Pentium 4 3.0 , который был анонсирован Intel в апреле.

Процессор Pentium 4 3.2 ГГц, как и предшественники, использует ядро степпинга D1

Единственный факт, который следует отметить в связи с выходом очередного процессора Pentium 4 на ядре Northwood – это вновь возросшее тепловыделение. Теперь типичное тепловыделение Pentium 4 3.2 ГГц составляет порядка 85 Вт, а максимальное - ощутимо превышает величину 100 Вт. Именно поэтому использование грамотно спроектированных корпусов является одним из необходимых требований при эксплуатации систем на базе Pentium 4 3.2 ГГц. Одного вентилятора в корпусе теперь явно недостаточно, кроме того, необходимо следить и за тем, чтобы воздух в районе размещения процессора хорошо вентилировался. Intel также говорит и о том, что температура воздуха, окружающего процессорный радиатор, не должна превышать 42 градуса.

Ну и еще раз напомним, что представленный Pentium 4 3.2 ГГц – последний CPU от Intel для высокопроизводительных настольных систем, основанный на 0.13-микронной технологии. Следующий процессор для таких систем будет использовать уже новое ядро Prescott, изготавливаемое по 90-нанометровой технологии. Соответственно, тепловыделение будущих процессоров для настольных PC будет меньше. Следовательно, Pentium 4 3.2 ГГц так и останется рекордсменом по тепловыделению.

Официальная цена на Pentium 4 3.2 ГГц составляет $637, а это значит, что данный процессор является самым дорогим CPU для настольных компьютеров на сегодняшний день. Более того, Intel рекомендует использовать новинку с недешевыми материнскими платами на базе набора логики i875P. Однако, как мы знаем, данным требованием можно пренебречь: многие более дешевые системные платы на базе i865PE обеспечивают аналогичный уровень производительности благодаря активизации производителями технологии PAT и в наборе логики i865PE.

Как мы тестировали

Целью данного тестирования являлось выяснение того уровня производительности, который может обеспечить новый Pentium 4 3.2 ГГц по сравнению с предшественниками и старшими моделями конкурирующей линейки Athlon XP. Таким образом, в тестировании помимо Pentium 4 3.2 ГГц приняли участие Petnium 4 3.0 ГГц, Athlon XP 3200+ и Athlon XP 3000+. В качестве платформы для тестов Pentium 4 мы выбрали материнскую плату на чипсете i875P (Canterwood) с двухканальной DDR400 памятью, а тесты Athlon XP проводились при использовании материнской платы на базе наиболее производительного чипсета NVIDIA nForce 400 Ultra.

Состав тестовых систем приведен ниже:

Примечания:

Память во всех случаях эксплуатировалась в синхронном режиме с FSB в двухканальной конфигурации. Использовались наиболее агрессивные тайминги 2-2-2-5.
Тестирование выполнялось в операционной системе Windows XP SP1 с установленным пакетом DirectX 9.0a.

Производительность в офисных приложениях и приложениях для создания контента

В первую очередь по сложившейся традиции мы измерили скорость процессоров в офисных приложениях и приложениях, работающих с цифровых контентом. Для этого мы воспользовались тестовыми пакетами семейства Winstone.

В Business Winstone 2002, включающем в себя типовые офисные бизнес-приложения, на высоте оказываются процессоры семейства Athlon XP, производительность которых ощутимо превосходит скорость процессоров конкурирующего семейства. Данная ситуация достаточно привычна для этого теста и обуславливается как особенностями архитектуры Athlon XP, так и большим объемом кеш-памяти у ядра Barton, суммарная емкость которой благодаря эксклюзивности L2 достигает 640 Кбайт.

В комплексном тесте Multimedia Content Creation Winstone 2003, измеряющем скорость работы тестовых платформ в приложениях для работы с цифровым контентом, картина несколько иная. Процессоры Pentium 4, имеющие NetBurst архитектуру и обладающие высокоскоростной шиной с пропускной способностью 6.4 Гбайта в секунду оставляют старшие модели Athlon XP далеко позади.

Производительность при обработке потоковых данных

Большинство приложений, работающих с потоками данных, как известно, работает быстрее на процессорах Pentium 4. Здесь раскрываются все преимущества NetBurst архитектуры. Поэтому, результат, полученный нами в WinRAR 3.2, не должен никого удивлять. Старшие Pentium 4 значительно обгоняют по скорости сжатия информации топовые Athlon XP.

Аналогичная ситуация наблюдается и при кодировании звуковых файлов в формат mp3 кодеком LAME 3.93. Кстати, данный кодек поддерживает многопоточность, поэтому высокие результаты Pentium 4 здесь можно отнести и на счет поддержки этими CPU технологии Hyper-Threading. В итоге, Pentium 4 3.2 обгоняет старший Athlon XP с рейтингом 3200+ почти на 20%.

В данное тестирование мы включили результаты, полученные при измерении скорости кодирования AVI ролика в формат MPEG-2 одним из лучших кодеров, Canopus Procoder 1.5. Как это не удивительно, Athlon XP в данном случае показывает слегка более высокую производительность. Впрочем, отнести это, скорее всего, следует на счет высокопроизводительного блока операций с плавающей точкой, присутствующего в Athlon XP. SSE2 инструкции процессоров Pentium 4 в данном случае, как мы видим, не могут являться столь же сильной альтернативой. Правда, следует отметить, что разрыв в скорости старших моделей Athlon XP и Pentium 4 совсем небольшой.

Кодирование видео в формат MPEG-4 – еще один пример задачи, где процессоры Pentium 4 с технологией Hyper-Threading и 800-мегагерцовой шиной демонстрирует свои сильные стороны. Превосходство Pentium 4 3.2 над Athlon XP 3200+ в этом тесте составляет почти 20%.

Аналогичная ситуация наблюдается и при кодировании видео при помощи Windows Media Encoder 9: это приложение имеет оптимизацию под набор команд SSE2 и отлично приспособлено для NetBurst архитектуры. Поэтому, совершенно неудивительно, что вновь верхнюю часть диаграммы оккупировали процессоры от Intel.

Производительность в игровых приложениях

После выхода пропатченной версии 3Dmark03 результаты Pentium 4 относительно Athlon XP в этом тесте стали несколько выше. Однако расклад сил это не изменило: Pentium 4 лидировали в этом бенчмарке и ранее.

Pentium 4 подтверждает свое лидерство и в общем зачете в 3Dmark03. Правда, отрыв здесь небольшой: сказывается тот факт, что 3Dmark03 в первую очередь – это тест видеоподсистемы.

После перехода Pentium 4 на использование 800-мегагерцовой шины, Pentium 4 стали обгонять Athlon XP и в более старой версии 3Dmark2001. Причем, отрыв Pentium 4 3.2 ГГц от Athlon XP 3200+ уже достаточно существенен и составляет 6%.

В Quake3 Pentium 4 традиционно обгоняет Athlon XP, поэтому результат удивления не вызывает.

Аналогичная картина наблюдается и в игре Return to Castle Wolfenstein. Это совершенно логично, поскольку данная игра использует тот же движок Quake3.

Одно из немногих приложений, где старшей модели Athlon XP удается удержать лидерство, это – Unreal Tournament 2003. Хочется отметить, что все современные игры не имеют поддержки технологии Hyper-Threading, поэтому в играх потенциал новых Pentium 4 пока раскрывается не полностью.

А вот в Serious Sam 2 Athlon XP 3200+ больше лидером не является. С выходом нового процессора от Intel пальма первенства в этой игре переходит именно к Pentium 4 3.2 ГГц.

Новая игра Splinter Cell, хотя и основана на том же движке, что и Unreal Tournament 2003, быстрее работает на процессорах от Intel.

В целом, остается признать, что быстрейшим процессором для современных 3D игр на данный момент является Pentium 4 3.2 ГГц, обходящий Athlon XP 3200+ в большинстве игровых тестов. Ситуация меняется стремительно. Еще совсем недавно старшие Athlon XP в игровых тестах нисколько не уступали процессорам от Intel.

Производительность при 3D-рендеринге

Поскольку 3ds max 5.1, который мы использовали в данном тестировании, хорошо оптимизирован под многопоточность, Pentium 4, умеющий исполнять два потока одновременно благодаря технологии Hyper-Threading, с большим отрывом оказывается лидером. Даже старший Athlon XP 3200+ не может составить ему никакой конкуренции.

Абсолютно тоже самое можно сказать и про скорость рендеринга в Lightwave 7.5. Впрочем, в некоторых сценах, например при рендеринге Sunset, старшие модели Athlon XP смотрятся не так уж и плохо, однако такие случаи единичны.

Спорить с Pentium 4, выполняющем два потока одновременно, в задачах рендеринга для Athlon XP сложновато. К сожалению, AMD не имеет планов по внедрению технологий, подобных Hyper-Threading даже в будущих процессорах семейства Athlon 64.

Абсолютно аналогичная ситуация наблюдается и в POV-Ray 3.5.

Производительность при научных расчетах

Для тестирования скорости новых CPU от AMD при научных расчетах был использован пакет ScienceMark 2.0. Подробности об этом тесте можно получить на сайте http://www.sciencemark.org . Этот бенчмарк поддерживает многопоточность, а также все наборы SIMD-инструкций, включая MMX, 3DNow!, SSE и SSE2.

То, что в задачах математического моделирования или криптографии процессоры семейства Athlon XP показывают себя с наилучшей стороны, известно давно. Здесь мы видим еще одно подтверждение этого факта. Хотя, надо сказать, свое былое преимущество Athlon XP начинает терять. Например, в тесте Molecular Dinamics на первое место выходит уже новый Pentium 4 3.2 ГГц.

Кроме теста ScienceMark в этом разделе мы решили протестировать и скорость работы новых процессоров в клиенте российского проекта распределенных вычислений MD@home, посвященному расчету динамических свойств олигопептидов (фрагментов белков). Расчет свойств олигопептидов, возможно, сможет помочь изучению фундаментальных свойств белков, тем самым, внеся вклад в развитие науки.

Как видим, задачи молекулярной динамики новые Pentium 4 решают быстрее Athlon XP. Столь высокого результата Pentium 4 достигают благодаря своей технологии Hyper-Threading. Сам клиент MD@home, к сожалению, многопоточность не поддерживает, однако запуск двух клиентских программ в параллели на системах с процессорами с технологией Hyper-Threading позволяет ускорить процесс расчета более чем на 40%.

Выводы

Проведенное тестирование явно показывает, что на очередном этапе конкурентной борьбы Intel удалось одержать победу над AMD. Последний процессор на ядре Northwood обгоняет по своей производительности старшую и последнюю модель Athlon XP в большинстве тестов. За последнее время Intel смог значительно увеличить частоты своих CPU, увеличить частоту их шины, а также внедрить хитрую технологию Hyper-Threading, дающую дополнительный прирост скорости в ряде задач. AMD же, не имея возможности наращивать тактовые частоты своих процессоров ввиду технологических и архитектурных сложностей, не смогла адекватно усилить свои CPU. Не поправило положение даже появление нового ядра Barton: последние модели Pentium 4 оказываются явно сильнее старших Athlon XP. В результате, Pentium 4 3.2 ГГц вполне можно считать наиболее производительным CPU для настольных систем в настоящее время. Такая ситуация продлится по меньшей мере до сентября, когда AMD, наконец, должна будет анонсировать свои новые процессоры семейства Athlon 64.

Необходимо отметить и тот факт, что рейтинговая система, используемая в настоящее время AMD для маркировки своих процессоров, не может больше являться критерием, по которому Athlon XP можно сопоставлять с Pentium 4. Улучшения, которые произошли с Pentium 4, в числе которых следует отметить перевод этих CPU на 800-мегагерцовую шину и внедрение технологии Hyper-Threading, привели к тому, что Pentium 4 с частотой, равной рейтингу соответствующего Athlon XP, оказывается явно быстрее.

В общем, мы с интересом будем ожидать осени, когда и AMD и Intel представят свои новые разработки, Prescott и Athlon 64, которые, возможно, смогут обострить конкурентную борьбу между давними соперниками на процессорном рынке. Сейчас же AMD оказывается оттеснена Intel в сектор недорогих процессоров где, впрочем, эта компания чувствует себя превосходно: Celeron по сравнению с Athlon XP – откровенно слабый соперник.

[ Версия для печати ]

В принципе, очень многое из того, что есть в данном обзоре, уже ранее рассматривалось в не так давно опубликованных нами материалах - это и чипсеты SiS 735 , VIA Apollo KT266 и VIA P4X266 вкупе с новым чипсетом Intel i845 (Brookdale). Кроме того, присутствующему в этом обзоре Pentium 4 1.7 GHz также был посвящен отдельный большой материал . Однако все эти платформы в данном тестировании будут играть уже не основную роль, а лишь роль фона для настоящих "героев дня": Pentium 4 2 GHz "Willamette" (Socket 423) и Pentium 4 2 GHz "Willamette" (Socket 478).

Посмотрим на наших героев поближе:

Слева - Pentium 4 под Socket 478, а справа Pentium 4 под Socket 423

Габариты Pentium 4 под Socket 478 поражают воображение, особенно рядом со старым добрым i386DX:)

Новый Socket 478 выглядит очень изящно, как, впрочем, и кулер под новый сокет, по сравнению с системой охлаждения для Socket 423

Хотя процессор Pentium 4 под Socket 478 все равно существенно меньше кулера для него

Казалось бы, событие не столь эпохальное, как, скажем, выпуск первого Pentium 4, ведь ядро в новых процессорах все то же - Willamate (см. ). Однако мы уже не раз писали, что для процессоров этой платформы каждое повышение частоты является событием, потому что частота - это основной их козырь, это "альфа и омега" производительности основной платформы Intel. Впрочем… давайте сделаем небольшое лирическое отступление. В чем состоит суть соперничества между Intel и AMD? Какие задачи преследует каждая компания с помощью каких средств планирует их достигнуть? Следующая часть обзора в некотором роде претендует на попытку аналитического подхода к этим вопросам. Хотя после ее прочтения кому-то может показаться, что вопросов, наоборот, стало только больше:)

Intel Pentium 4 и AMD Athlon: аспекты противостояния

Ни для кого уже не является секретом, что от исхода идущих в данный момент процессорных войн в стане платформы x86, зависит не только благосостояние отдельных компаний и их ближайшего "дружественного окружения", но и во многом то, по каким путям развития двинется вся платформа в дальнейшем. И, разумеется, схлестнувшиеся в жестокой схватке процессорные гиганты и их продукты не могут отличаться исключительно количеством транзисторов в очередном процессоре и названии, написанном на его верхней части. Все намного серьезнее. С концептуальной точки зрения, противостояние Pentium 4 и Athlon можно разделить на несколько относительно независимых друг от друга аспектов. Что мы и сделаем.

1. Частота против оптимизированной архитектуры . Ни для кого не секрет, что Athlon за счет меньшей длины конвейера гораздо спокойнее реагирует на "хаотичный" код, содержащий большое количество условных переходов. Можно было бы сказать, что AMD тем самым поощряет неряшливых программистов, но мы все же воздержимся от такого смелого заявления:). Pentium 4 подчеркнуто игнорирует подобный способ увеличения быстродействия. Для процессора Intel главное - частота. Пусть придется вернуться, "пролетев" очередной поворот, главное - скорость на прямой. На самом деле по большому счету, оба пути хороши, и ни один не может претендовать на истину в последней инстанции. Да, для того чтобы опережать Athlon, Pentium 4 всегда должен превосходить его по частоте. Однако именно это мы и наблюдаем в течение всего времени с его выхода! Другое дело, что он должен опережать Athlon по частоте намного . Пока что в этом отношении наблюдается "баланс на грани", причем иногда (недавно имевшая место ситуация одновременного соседства на рынке Pentium 4 1.7 GHz и Athlon 1.4 GHz) - с явным недобором со стороны Intel. Как будет дальше, покажет только время.

2. RDRAM против DDR SDRAM . Многие вспомнят недавно вышедший обзор VIA P4X266 , и скажут, что с его выходом это противостояние уже утратило свою актуальность. Однако… Дело в том, что Pentium 4 и RDRAM по большому счету весьма неплохо подходят друг другу! Для тех, кто сомневается в предрасположенности Pentium 4 (по крайней мере, нынешнего его варианта) к памяти от Rambus, мы приведем простой пример: а почему, собственно, результирующая пропускная способность шины этого CPU эквивалентна именно 400 MHz? Почему не 266 или 532? А потому, что именно на PC800 RDRAM он изначально и рассчитывался. Все современные подвиды DDR SDRAM (исключая совершенно, пардон, "убитый" вариант в виде PC1600 200 MHz DDR), будут работать с Pentium 4 в асинхронном режиме. А асинхронность - злейший враг производительности, это вам любой профессионал в области hardware скажет.

3. Технологичность против технологических изысков . Athlon "Thunderbird" до сих пор производится по технологии 0,18 микрон. Pentium III-S и Pentium III-M уже производятся по 0.13 мкм техпроцессу и поставляются на рынок. Уже виден на горизонте новый Pentium 4 (с новым ядром "Northwood"), который будет производиться по 0,13-микронной технологии и новый Celeron, который также будет производиться с использованием 0.13 мкм техпроцесса. Athlon "Palomino" (Athlon 4, Athlon MP) производится опять-таки по 0,18-микронной технологии, но с медными проводниками. AMD выжимает из старого процесса все, что только может, Intel - просто переходит на тот, который позволяет гнать частоту без лишних изысков. Оно, в принципе, и понятно - по количеству и качеству оснащения заводов, с Intel по-прежнему не может соперничать ни один из производителей современных процессоров.

4. Дополнительные наборы команд . Intel встала на этот путь еще с появлением MMX, и далее успешно по нему продвигается - выход Pentium III ознаменовался приходом SSE, Pentium 4 - SSE2. AMD попыталась повторить успех MMX со своим набором 3DNow!, но, несмотря на разгоревшийся было у софтописателей оптимизм, все-таки в настоящий момент большее количество снова склоняется в пользу наборов мультимедиа-команд от Intel. Почему? Автор не является экспертом в области программирования, однако даже простого взгляда на список самих команд и их возможностей в разрезе "SSE2 vs. 3DNow! Professional" (последние степени совершенства от обеих компаний) - и то достаточно, чтобы убедиться в большей продвинутости набора от Intel. Между прочим, эту точку зрения косвенно подтвердила сама AMD, включив в 3DNow! Professional частичную поддержку SSE, а в разрабатываемый ей процессор следующего поколения - и попросту полную поддержку SSE2 (благо, лицензия от Intel получена уже довольно давно).

5. Маркетинговый аспект . Есть желающие возразить? Маркетинг - сильнейшее оружие на рынке, а именно рынок, в конце концов, и определяет победителя. Пользователь голосует кошельком, покупая компьютер на базе того или иного процессора, у него нет другого способа воздействия на ход событий. Точка зрения Intel проста, незамысловата… м-м-м… немного не соответствует строгой научности подхода:), но, тем не менее, вполне соответствует усредненной позиции рядового компьютеризованного обывателя: покупать будут процессор с большей тактовой частотой. То есть: если два процессора показывают одну и ту же производительность, но один работает на частоте 2 GHz, а второй - на частоте 1,4 GHz, то купят тот, который работает на частоте 2 GHz. Почему? А потому что гигагерцы, мегамили, килопаскали, и все прочее с различными "мега" и "гига" приставками - льстит покупателю просто на инстинктивном уровне. Можно сделать машину, развивающую скорость 200 км/ч, и с двигателем мощностью 200 лошадиных сил. Но 350 смотрится в паспорте намного круче:)

6. Ценовые войны . Опомнившись после трескучего провала первых экземпляров Pentium 4 "Willamette", которые своими запредельными ценами (в том числе не только на процессор, но и на готовые системы - не будем забывать про i850 и RDRAM) повергли мировую компьютерную общественность в легкий шок, больше Intel таких ошибок уже не делала. В конце концов, вполне хватает того, что RDRAM стоит намного дороже PC133 и PC2100 DDR, а это пока что все еще единственный тип памяти для компьютеров на базе Pentium 4 (плат на VIA P4X266 или i845 "Brookdale" реально на рынке еще нет). А пока Intel ничего не в силах сделать с памятью, она неуклонно понижает цены на сам Pentium 4, а с выходом 0,13-микронного Northwood они начнут падать еще быстрее. Фактически, сейчас компания вынуждена пользоваться всеми теми методами, которые давно уже применяла против нее AMD. А нам-то что? :) Чем больше "они" воюют - тем больше денег остается в кармане у нас. И если проскальзывающие слухи том, что Pentium 4 1.4 GHz скоро будет стоить менее $100 - действительно правда, то следует признать, что независимо от результатов этих войн и конечного победителя, пользователи оказываются от них в безусловном выигрыше.

Что ж, пожалуй, вполне достаточный список. Кому-то могло показаться, что мы намешали в одно рагу грешное с праведным, технологию с бизнесом, программирование и "железо". Да, наверное, так оно и есть. А что делать, если действительность именно такова?

Однако довольно теоретизирования. Сегодня мы имеем возможность сравнить производительность самых различных систем, которые объединены нами по одному основополагающему принципу: они либо претендуют на высочайшую производительность в своем классе, либо недавно объявлены, и их производительность еще достаточно малоизвестна, либо и то и другое сразу:) Для начала - о платах.

Спецификации плат

Плата	Supermicro P4SBA	EPoX 4T2A	Intel D850MD Sample	VIA P4X266 Reference	ASUS A7V266	Abit KG7-RAID	Chaintech 7SID	Abit TH7-II RAID
Чипсет	i845 (RG82845 (MCH) + 82801BA (ICH2) + 82802AB (FWH)		i850 (82850 (MCH) + 82801 (ICH2) + 82802AB (FWH)	VIA P4X266 (северный мост VT8753, южный мост VT8233)	VIA KT266 (северный мост – VT8366, южный мост – VT8233)	AMD 760 (северный мост AMD-761, южный мост VIA 686B)	SiS 735	i850 (82850 (MCH) + 82801 (ICH2) + 82802AB (FWH)
Поддержка процессоров	Socket 478, Intel Pentium 4	Socket 423, Intel Pentium 4	Socket 478, Intel Pentium 4	Socket 423, Intel Pentium 4		Socket 462, AMD Athlon & AMD Duron, FSB 200 & 266 MHz	Socket 462, AMD Athlon & AMD Duron, FSB 200 & 266 MHz	Socket 478, Intel Pentium 4
Память	3 слота DIMM SDR SDRAM	4 слота RIMM RDRAM	4 слота RIMM RDRAM	2 слота 2.5В DIMM DDR SDRAM	3 слота 2.5В DIMM DDR SDRAM	4 слота 2.5В DIMM DDR SDRAM	2 слота 2.5В DIMM DDR SDRAM	4 слота RIMM RDRAM
Разъем AGP			С поддержкой режима AGP 4x и защелкой	C поддержкой режима AGP 4x	AGP Pro с поддержкой режима AGP4x	С поддержкой режима AGP 4x	С поддержкой режима AGP 4x и защелкой	С поддержкой режима AGP 4x и защелкой
Слоты PCI	6	5	3	3	5	6	3	5
Слоты расширения AMR/ACR/CNR	CNR	CNR	-	-	ACR	-	CNR	CNR
Порты ввода/вывода	Один порт для FDD, два послед-х и один паралл-й порты, порты для PS/2 мыши и клавиатуры	- //-	- //-	- //-	- //-	- //-	- //-	- //-
USB		2 x USB порта на мат. плате, 1 разъем для 2 портов USB на заднюю или переднюю панель компьютера	4 x USB порта на мат. плате, 1 разъем для 2 портов USB на заднюю или переднюю панель компьютера	2 x USB порта на мат. плате	2 x USB порта на мат. плате, 2 разъема для 2 портов USB каждый на заднюю или переднюю панель компьютера	2 x USB порта на мат. плате, 1 разъем для 2 портов USB на заднюю или переднюю панель компьютера	2 x USB порта на мат. плате, 1 разъем для 2 портов USB на заднюю или переднюю панель компьютера	3 x USB порта на мат. плате, 1 разъем для 1 порта USB на заднюю или переднюю панель компьютера
Интегрир-й ATA100 IDE контроллер	2 канала ATA100 Bus Master IDE (с поддержкой до 4 ATAPI-устройств)	-//-	-//-	-//-	-//-	-//-	-//-	-//-
Звук	AC"97 codec, Crystal 4299-JO	C-Media CMI8738/PCI-SX	AC"97 codec, Analog Devices AD1885	AC"97 codec, VIA VT1611A	C-Media CMI8738/PCI-6ch-LX, 6-канальный звук	Нет	AC"97 codec, Avance Logic ALC201A	AC"97 codec, Avance Logic ALC200
Внешний IDE контроллер	-	-	-	-	-	HighPoint HPT370A	-	HighPoint HPT370A
Интегрир-й сетевой контроллер	Нет	Нет	Есть	Есть	Нет	Нет	Нет	Нет
BIOS	4-х мегабитный Flash EEPROM, AWARD Medallion BIOS v6.00PG, поддержка PnP, APM 1.2, DMI 2.1, ACPI 1.0, STR		4-х мегабитный Flash EEPROM, Phoenix BIOS ,поддержка PnP, APM 1.2, DMI 2.1, ACPI 1.0, STR		2-х мегабитный Flash EEPROM, AWARD MedallionBIOS v6.00, поддержка PnP, APM 1.2, DMI 2.1, ACPI 1.0, STR	2-х мегабитный Flash EEPROM, AWARD BIOS v6.00PG, поддержка PnP, APM 1.2, DMI 2.1, ACPI 1.0, STR	2-х мегабитный Flash EEPROM, AWARD BIOS v6.00PG, поддержка PnP, APM 1.2, DMI 2.1, ACPI 1.0, STR	4-х мегабитный Flash EEPROM, AWARD BIOS v6.00PG, поддержка PnP, APM 1.2, DMI 2.1, ACPI 1.0, STR
Форм-фактор, размеры	ATX, 30.5x22 см	ATX, 30.5x24.5 см	mATX, 24.5x24 см	ATX, 30.5x24.5 см	ATX, 30.5x24.5 см	ATX, 30.5x24.5 см	mATX, 24.5x23 см	ATX, 30.5x24.5 см

Теперь подробнее о каждой плате:

Supermicro P4SBA

Материнская плата от редко изменяющей Intel компании стала первой ласточкой, появившейся в нашей лаборатории. О компании Supermicro говорить не станем, она очень хорошо известна в своей нише - платы для высокопроизводительных рабочих станций и серверов. Платы отличаются высокой надежностью, но не всегда - высокой производительностью. Впрочем, на том поле, на котором играет компания, первое намного важнее.

Теперь же, поведав читателю о своеобразной миссии компании, перейдем собственно к плате. Она (что в данном случае работает на имидж стабильности) упакована в коробку обычного для компании дизайна. Коробку, надо заметить, весьма внушительного размера - тому причиной послужил достаточно неплохой набор аксессуаров, находящийся в комплекте с материнской платой, несмотря на то, что она еще не вышла в серийное производство. Из стандартной комплектации здесь можно обнаружить шлейф АТА66/100, кабель для подключения дисковода, полновесное руководство по настройке и установке платы на английском языке и компакт-диск с различным программным обеспечением, набор которого мы осветим чуть позже. А сейчас расскажу о том, что же необычного было найдено в коробке - там находилась планка с дополнительными портом USB на заднюю панель компьютера - мелочь, часто встречаемая с платами от других производителей, наконец-то появилась и в коробке от Supermicro. Также в коробке присутствует (что является более приятной и полезной вещью) кулер от Foxconn. Ранее мы также встречали кулера в коробках этой компании, и как видим, это становится доброй традицией. Теперь же опишем то, что нам досталось на компакт-диске.

Как обычно бывает, там оказались драйвера к различным версиям плат Supermicro, основанным на серии чипсетов i8xx от Intel, их описания в формате.pdf, впервые встречаемый нами на подобных дисках Adobe Acrobat Reader версии 5.0 для чтения этих файлов, программа для мониторинга и удаленного управления компьютером - Intel LANDesk Client Manager 6 (LDCM) и DirectX 8.0. Как видим - ничего лишнего, компания и здесь верна себе, не отвлекаясь на задачи привлечения клиентов путем бесплатной раздачи софта - как правило, клиентура у подобных компаний сформирована, и рекламой служат не громкие PR-акции, а келейные беседы сисадминов:)

Сама же плата не поражает каким-либо обилием функций - здоровый аскетизм в исполнении этой компании всем известен, ведь упор делается не на домашних пользователей, а на другой сектор рынка, где это изобилие зачастую вредно. Впрочем, плата не столь уж и обделена ими, но об этом расскажем чуть позже, при описании BIOS. На плате красуется надпись"Designed in USA", что, судя по всему, должно привлечь покупателя. И действительно, монтаж платы выполнен на высоком уровне, лишь чуть-чуть пострадало удобство работы с ней - разъемы CD-in размещены перед слотами PCI, что может затруднить доступ к ним. На плате применен разъем питания ATX, насчитывающий 24 контакта против 20 контактов у столь привычного нам разъема. Но это не помешало использовать нам обычный блок питания - надо лишь заметить, что блок питания желательно выбирать помощнее. На северном мосту (MCH, как его теперь называет Intel), размещен низкопрофильный радиатор. И действительно, нет смысла воздвигать гигантов на микросхему без встроенного видеоадаптера. На плате почти нет переключателей, их всего три, и все их функции незатейливы: очистка CMOS, включение/выключение встроенного аудиокодека, запрещение/разрешение возможности запуска компьютера с устройств PS/2. Все возможности по конфигурации системы скрыты в BIOS, к описанию которого мы и переходим.

Выбор его достаточно неожиданный - версия Medallion 6.00 от AWARD является экзотикой для плат этой компании, хотя мы и встречали платы с ним. В BIOS мы можем настроить тайминги памяти, отрегулировать работу шины AGP и, что было интересно в нашем случае, поменять коэффициент умножения процессора - дело в том, что мы получили инженерный образец процессора, где эта функция не была заблокирована. В принципе, выбор настроек небогат, но если посмотреть на коробку, и увидеть имя производителя платы, то легко станет понятен тот тон, с каким мы описываем их.

Короткое резюме о плате можно составить уже сейчас - более подробные выводы, как водится, мы вынесем на поверхность в грядущем обзоре плат на базе этого чипсета. А резюме таково - плат высококачественная, скорее всего не с самыми лучшими скоростными показателями (впрочем - кто знает…) и потрясающе стабильна - именно то, что мы привыкли ожидать от плат этой компании.

EPoX 4T2A

Популярность компании у нас растет как на дрожжах, и причиной тому не только рекламная компания, но и действительно отменное качество продукции. Качество, выражающееся не только в беспроблемной работе материнских плат, но и в отменных функциональных возможностях, также входящих в общее понятие "качество".

И на этот раз, пользователи, выбравшие коробку синего цвета с надписью "EPoX", как кажется, не прогадают. Но об этом позже - пока же о том, что лежит в симпатичной синей коробки, и органично дополняет плату. В коробке можно обнаружить следующее: руководство пользователя, выполненное в едином стилевом решении с коробкой, 80- и 40-жильные кабели для подключения IDE-устройств, кабель для дисковода, планка на заднюю панель компьютера с двумя дополнительными портами USB-портами, и компакт-диск с необходимым для работы платы программным обеспечением. Также на нем можно найти несколько часто необходимых программ - антивирусный пакет от Trend Micro Inc. - PCCillin 2000, Symantec Norton Ghost 6.03 для работы с жесткими дисками и "читалку" формата.pdf - Adobe Acrobat Reader.

Также в число программ вошли и некоторые утилиты: для разгона процессора из Windows - Boostek, и несколько утилит для мониторинга системы - собственно от EPoX, от VIA, и от Winbond. Вроде бы немного - у других производителей бывает и больше программ на диске (а иногда и на дисках), но все необходимое для работы есть.

На текстолите традиционного зеленого цвета не оказалось привычного по другим платам этого производителя индикатора кодов POST - несомненно жаль, тем более что размеры платы вроде бы позволяют установить его. Из особенностей платы можно отметить установку звукового чипа от C-Media и наличие защелки на слоте AGP. Первоначально, видимо, разъем должен был быть конструктива AGP Pro, о чем свидетельствует напоминание на плате об использовании задней части разъема, но почему-то на плате был установлен обычный разъем. Аудиовходы CD-in и AUX-in находятся перед слотами PCI и AGP - не самое удобное место, ведь при вставленных в эти слоты картах расширения доступ к нему будет затруднен, в остальном же к разводке претензий нет. В цепях питания ядра процессора применены 12 LowESR конденсаторов - 8 по 2200 uF и 4 по 1500 uF каждый, этого с лихвой хватает для обеспечения стабильной работы платы в нестандартных режимах. На плате есть несколько переключателей - самый интересный из них для нас заключал в себе возможность задавать базовую частоту процессора - 100, 103, 105, 108, 110, 115, 118, 120, 122, 125 и 133. Что странно, в BIOS Setup этой функции нет (странно не само по себе, а в отношении плат этой компании).

Сам же BIOS, основанный на версии 6.00 от AWARD, заключает в себе достаточно большой выбор настроек - есть несколько настроек работы памяти, шины AGP и т.д. Также плата порадует оверклокеров, находящихся в поиске платы с неплохим разгонным потенциалом - можно менять напряжение процессора с шагом 0.025 В, напряжение шины AGP с шагом 0.1 В и памяти с тем же шагом в 0.1 В.

Плата, наглядно подтвердившая право EPoX считаться одним из лучших производителей материнских плат. Она займет достойное место как в высокопроизводительном компьютере, так и в надежном сервере.

Intel M850MD

Принято начинать описание платы с пары слов о компании-производителя. Но на этот раз и говорить-то нечего - имя столь известно, а история компании исследовалась не единожды чуть ли не с микроскопом, так что заниматься плагиаторством не будем и перейдем сразу к повествованию об особенностях сего изделия.

К сожалению, поведать многое не сможем, ибо продукт попал к нам на стол "гол как сокол". То есть отсутствовала как коробка, так и весь стандартный комплект. Но все же, к нам в лабораторию попала предсерийный образец - поэтому и отношение к нему не будет слишком суровым. Впрочем, думается, не ошибемся, если скажем что дизайн коробки будет обычным - лишнее подтверждение стабильности, а набор аксессуаров - минимален.

Плата не стала "гением инженерной мысли" - этого было сложно ожидать, зная о формате платы, ограничивающем полет той самой мысли. Надо заметить, что не только это стало ограничением - сказывается тут и ориентация компании на корпоративных заказчиков, которым лишние "бирюльки" ни к чему. А теперь - ближе к телу пациента.

У платы удачная разводка - сказывается мастерство инженеров R&D департамента, почти все функциональные элементы расположены в удобных для доступа местах - лишь аудиовходы могут перекрываться расположенными поверх них платами PCI. Говорить о качестве монтажа, как кажется, излишне - компания не позволит опорочить свое имя такими вещами. На плате есть несколько нераспаянных элементов - так, нет на ней слота CNR, место под который отведено слева от 3-го разъема PCI. Впрочем, плата не оставляет впечатления недоделки - все выполнено аккуратно, как уже упоминалось выше. На плате есть несколько перемычек - и самая интересная из них, несомненно - та, которая позволяет войти нам в конфигурационное меню BIOS. Ведь не секрет, что на платах от Intel нет практически никаких возможностей по конфигурации системы. Здесь же с помощью этой перемычки мы можем изменить коэффициент умножения процессора, сбросить пароли и т.д.

BIOS же сделан на основе Phoenix BIOS и имеет интерфейс очень схожий с версией Medallion от AWARD, и это не удивительно - компании слились в одну, и, соответственно пользуются наработками друг друга. В нем есть несколько настроек - из самого интересного стоит отметить возможность вручную распределять прерывания по слотам PCI (и это - на плате mATX!), просмотреть ход загрузки платы в виде списка случившихся событий и включить либо выключить фирменную технологию "Intel Rapid BIOS Boot", которая несколько быстрее позволяет пройти процедуру POST. Очень небогато, что и говорить - но ждать чего-то другого от компании, диктующей свои условия индустрии просто глупо.

Плата обыкновенна для Intel - не очень быстра, но обладает хорошей стабильностью. Вполне подойдет тому, кто хотел бы купить компьютер и забыть о проблемах с ним.

VIA P4X266 Reference board

Плата уже описывалась нами в статье , рассказывающей о чипсете VIA P4X266, но для удобства читателей мы еще раз приведем ее описание. Это - reference-плата от VIA. Заметим, что инженеры компании постарались, чтобы их детище произвело сильное впечатление - красная PCB для reference board это что-то новенькое:). В остальном же продукт выглядит достаточно аскетично - 3 PCI, 1 AGP, 2 DDR DIMM. На плате установлен разъем под "большой" Pentium 4 (Socket 423), однако по поступающим к нам сведениям производители системных плат планируют модели в основном с Socket 478.

Настройки BIOS не отличаются какими-либо изысками и описывать их отдельно не имеет смысла. Общее впечатление от платы - типичная reference board т.е. продукт, главной задачей которого является демонстрация работоспособности и стабильности чипсета. Такая плата должна проходить все, даже самые тяжелые тесты, до конца (с чем она, собственно и справилась "на ура"), а не показывать выдающуюся производительность.

ASUS A7V266

Этот первый представитель семейства плат ASUS, основанного на чипсете KT266 от компании VIA, задержался с выходом. Практически все конкуренты уже давно анонсировали платы на этом чипсете, а вот крупнейший производитель материнских плат в мире ждал. Возможно, что тому виной было желание не выпускать сырой продукт - так посмотрим же, что из этого вышло. Плата, попавшая в нашу лабораторию, являлась предпродажным образцом. И говорить о какой либо комплектации было бы не совсем верно - ведь сравнивать сырое мясо и котлету сложно и неверно. Но все же стоит отметить, что в комплекте мы нашли документацию, пусть и распечатанную на принтере - но все же она была. Также в коробке красного цвета были уложены кабель ATA100, кабель для дисковода и CD-R диск. На нем находился стандартный набор программ от ASUSTeK - драйвера к плате, Adobe Acrobat Reader 4.05, антивирусная программа PC-Cillin2000 v. 7.0 от Trend Micro, Power Player SE 5.0, PowerDVD Trial 3.0, VideoLive Mail 4.0 от CyberLink, программа 3Deep для настройки цветовой гаммы в играх, а также программы от самой компании ASUS - скринсейвер, ASUS Update (программа обновления BIOS из среды Windows) и ASUS PCProbe - утилита мониторинга за состоянием системы.

Мы не оговорились, говоря "первый из семейства" - на плате есть не распаянные микросхема и разъемы. На этом месте должны находиться контроллер IDE RAID от Promise с сопутствующими этому решению разъемами ATA100. Так же, как и у плат компании Chaintech, применено внешнее звуковое решение - чип от C-Media с возможностью вывода звука по 6 каналам. Но здесь нет в комплекте планки на заднюю панель, и посредством драйверов выходами центрального и задних каналов становятся разъемы Line-In и Mic-In. Плата, несмотря на свой младенческий (если можно так выразится) статус, не представляла собой сделанный на коленке объект исследования - нет на ней часто встречающихся в таких изделиях навесных элементов, пайка выполнена явно в заводских условиях. Единственным минусом является неудобное положение разъем для подключения кабеля дисковода - он расположен сзади 4 и 5 слотов PCI, и тянущийся через весь корпус шлейф явно не послужить наилучшей циркуляции воздуха. Случай же с полноразмерной PCI-картой рассматривать ныне нет смысла - они почти сошли на нет. Ничего особенного, в сравнении с конкурентами, не представляют усилия инженеров компании по улучшению цепей питания ядра процессора - 4 конденсатора по 3300 uF и 3 по 1500 uF каждый. Присутствуют на плате и ставшие обычными в последнее время для продукции этой компании разъемы SMARTCARD и AFPANEL - первый для подключения считывателя смарт-карт, второй же для подключения описанной нами ранее ASUS iPanel . На плате достаточно много перемычек, а наибольший интерес собой представляют 4 блока переключателей - с их помощью можно задать базовую частоту процессора, коэффициент умножения и напряжение питания ядра процессора. С помощью же четвертого мы можем выбрать тип процессора - Athlon, Duron или Athlon 4 (Palomino). Большинство же настроек скрываются в BIOS Setup платы.

Он выполнен на версии Medallion 6.00 от AWARD - типичный выбор для ASUSTeK. И уж в нем-то душа может разгуляться на всю катушку - огромный выбор режимов работы памяти, шин AGP и PCI, ручное распределение прерываний по слотам и т.д. и т.п. Присутствуют и все возможности технологии "Jumper Free" - именно такое наименование получила когда-то возможность изменять большое количество характеристик системы из BIOS Setup"a в версии от ASUSTeK. Есть такие возможности, как: изменение напряжения ядра процессора (1.525 - 1.85 В, шаг 0.025 В), изменение коэффициента умножения (x5 - x13), изменение частоты FSB (100 - 227 MHz (!) с шагом 1 MHz). Очень неплохо, но все же - уже стало стандартом, тем более для ASUS.

Плата имя ASUSTeK не опозорила, влилась в поток, исходящий с конвейеров компании и стала еще одним ориентиром для других производителей.

Abit KG7-RAID

Компания Abit достаточно долгое время почивает на лаврах добытых в прошлом побед - ничего же нового на данный момент в технологическом плане нет. Впрочем, это не мешает компании выпускать неплохие платы. И этим словам есть подтверждение - плата, побывавшая в нашей лаборатории. Она стала еще одним ярким представителем чипсета AMD-760. Внутреннее тестирование выявило, что плата является одним из лидеров на данный момент, поэтому мы и осмелились включить ее в данный обзор на правах представителя этого чипсета.

В коробке ставшего уже привычным дизайна темных тонов лежали помимо собственно материнской платы два кабеля ATA66/100, кабель для подключения дисковода, планка на заднюю панель компьютера с двумя дополнительными портами USB, компакт-диск с программным обеспечением, дискета с драйверами для IDE RAID и руководство пользователя, выполненное с использованием нового дизайна. Интересно заметить, что в нем можно найти помимо описания настройки и установки платы еще и большое количество рекламы мультимедийной продукции компании - акустических систем, видеокарт и т.д.

На компакт-диске не очень большой выбор программ - есть проигрыватель DVD дисков - WinDVD, Hardware Doctor для мониторинга системы, Adobe Acrobat Reader и набор программ от компании Buzzsoft - SoftCard Manager, SoftCopier, SoftPostCard, SoftBulkEmail. Также есть утилита для низкоуровневого форматирования жестких дисков от AWARD. Негусто, но даже немного забавно - набор оригинален.

Сама же плата не выглядит столь аскетично - есть на ней IDE RAID от HighPoint и достаточно большой выбор настроек. Но обо все по порядку. Разводка не самая удачная - разъемы IDE RAID и дисковода расположены прямо за слотами PCI, что во-первых может создать некоторые трудности при установке длинномерных плат в эти слоты, а во-вторых явно не улучшит циркуляцию воздуха внутри корпуса. На плате нет встроенного звукового контроллера, от чего мы уже начинаем потихонечку отвыкать. Зато есть IDE RAID на базе микросхемы HPT370A - в результате чего мы имеем два лишних ATA100 канала, а также можем построить RAID уровней 0, 1, 0+1, тем самым повысив либо производительность, либо увеличив надежность дисковой подсистемы. На северном мосту чипсета находится радиатор с вентилятором - особой нужды в нем нет, но все же это может повысить стабильность платы при экстраординарном разгоне системы. Для этих же целей служат 6 конденсаторов по 4700 uF и 2 по 2200 uF каждый. Переключателей на плате не то чтобы мало, можно сказать что их почти что нет - всего один для очистки содержимого CMOS. Все функции по настройке платы находятся BIOS - а чего еще можно было ожидать от платы этого производителя?

Он основан на версии 6.00 от AWARD и содержит тьму-тьмущую настроек. Естественно, что в нем есть подпункт SoftMenu III - в нем можно изменять частоту FSB от 100 до 200 MHz с шагом в 1 MHz, можно вручную задать соотношение частот FSB, SDRAM и PCI - 4:4:1 либо 3:3:1, изменить напряжения, подаваемые на ядро процессора, чипсет и память. Как и во всех материнских платах на этом чипсете, есть огромный выбор настроек памяти и шины AGP - только у одних он чуть поменьше, а у других, как в нашем случае - побольше. Еще же здесь есть просто громаднейшее подменю с настройками чипсета - оно не влезает даже полностью на экран! Что не маловажно, на этой плате можно вручную распределить прерывания по слотам PCI.

Что и сказать - просто огромнейшие возможности предоставляет эта плата для пользователя, любящего покопаться с настройками ради увеличения скорости работы. Но не стоит увлекаться - от этого может пострадать стабильность платы, которая на номинальных частотах работает очень даже прилично.

Chaintech 7SID

Компания несколько лет назад шагала впереди планеты всей - ее платы чуть ли не каждый день ниспровергали былых чемпионов с вершин производительности, завоевывая все новые вершины скорости. Но вслед за взлетом последовал спад - и сейчас платы этой компании причисляют к середнячкам. Посмотрим же на представителя чипсета SiS 735 от этой компании - так ли он хорош, как его достаточно далекие предшественники?

Плата, попавшая к нам в лабораторию, не была серийным образцом - и поэтому в полной мере относится к ней как к законченному продукту нельзя, тем не менее, она неплохо зарекомендовала себя в тестах, что делает честь инженерам компании.

В коробке с надписью "VIA Chipset Inside" - неизбежные издержки того, что плата еще не выпущена в продажу:), мы увидели кабель ATA66/100, кабель для подключения дисковода, отксеренную страничку с описанием переключателей и расположением различных разъемов на плате, а также диск CD-R, на котором находилось необходимое программное обеспечение. Но диск, к нашему удивлению, содержал в себе нормальный инсталлятор вместо просто набора драйверов - судя по всему, появление платы на прилавках магазинов не за горами. На сайте же компании можно найти упоминание о диске "Value Pack 2000", который будет находиться в комплекте с платой и содержать набор бесплатных программ.

Теперь же к самой плате. Малышка (а именно таковой она показалась нам на фоне остальных плат) несет на себе привычный набор функциональных компонент. Помимо такой привычной вещи, как интегрированный звуковой контроллер, имеющий разъем для фронтальной панели с аудиовыходами, есть еще и разъем для подключения считывателя смарт-карт. В остальном же плата обычна - в меру удобна (если можно так назвать платы этого форм-фактора), несет на себе 11 конденсаторов с емкость 2200 uF каждый для обеспечения стабильной работы платы, и имеет небольшой набор переключателей. Одним из них мы задаем частоту процессора и памяти - 100/100, 100/133 и 133/133 MHz, другим разрешаем возможность включения компьютера с помощью мыши или клавиатуры с разъемами PS/2, а с помощью третьего же сможем очистить при надобности CMOS.

Все остальные функции скрыты в BIOS. Он выполнен на основе версии 6.00 от AWARD и имеет в своем арсенале достаточно большое количество настроек - можно неплохо настроить тайминги памяти, поработать над производительностью шины AGP, вручную распределить прерывания по слотам PCI. К сожалению, ничего нельзя сделать для "бесплатного апгрейда" - разгона процессора, но поскольку на плате был прошит один из первых, не до конца отточенных BIOS, то в будущем можно надеяться на исправление этого недостатка программистами компании.

"Мал, да удал" - так хочется охарактеризовать этот продукт. Есть несколько недостатков - форм-фактор, отсутствие возможностей разгона системы. Но в качестве платы для высокопроизводительного домашнего компьютера, она наверняка подойдет.

Abit TH7-II RAID

Плата очень похожа на свою сестру - TH7, поэтому и описания их схожи. Компания известна прежде всего своим имиджем первопроходца в деле разгона процессоров и достойном оснащении своей продукции помогающими рукам оверклокера инструментарием для этого. Не стала исключением и эта плата - на фоне других плат из этого обзора она достаточно выгодно смотрится, исключая лишь плату от EPoX.

Серийный экземпляр, попавший на наш прозекторский стол, был упакован в обычную для Abit коробку темных тонов. В чреве этой картонной оболочки мы нашли руководство пользователя на английском языке, шлейф ATA66/100, кабель для подключения дисковода, планку на заднюю панель компьютера с Game-портом, заглушка для задней панели компьютера, два модуля C-RIMM, дополнительный термистор и диск с программным обеспечением.

Набор программ на диске несколько изменился в сравнении с тем, который был на них не так давно - есть проигрыватель DVD дисков - WinDVD, Hardware Doctor (назначение ясно из названия - мониторинг системы), Adobe Acrobat Reader и целый набор программ от компании Buzzsoft - SoftCardManager, SoftCopier, SoftPostCard, SoftBulkEmail и утилита для низкоуровневого форматирования жестких дисков от Award. Что же, маловато - но выбор пользователя в основном решают не эти программы, а сама плата.

А касательно же самой платы можно сказать следующее - она удобна. Пожалуй только аудиовходы могут помешать насладиться ей - но, по большому счету, это мелочь. Плата, стала первой для новой технологии "Abit Engineered", уже достаточно широко разрекламированной компанией. Поясню - в ее рамках предусматривается наличие на плате двух семисегментных светодиодов для отображения хода загрузки компьютера, наличие кнопок включения и перезагрузки (Reset) на самой плате в дополнение к обычным, и нанесение на оборотную сторону платы полосок из припоя, именуемых "overclocking stripes". Помимо этого рядом с кнопками на плате расположены четыре светодиода - они отображают наличие питания на плате, наличие 5 В напряжения, работу жесткого диска и последний из них загорается при перезагрузке компьютера. Также ко всему вышеизложенному для увеличения стабильности работы при разгоне установлены 5 конденсаторов по 4700 uF и 10 по 2200 uF - по этому показателю плата является явным фаворитом нашего обзора. На плате можно найти места под нераспаянные микросхемы сетевого и FireWire-адаптеров - поэтому в комплекте с платой поставляется нестандартная заглушка на заднюю панель и планка с game-портом. Применение на плате IDE RAID - неплохой и достаточно дешевый способ поднять производительность дисковой подсистемы. На плате находятся несколько переключателей - в том числе для включения/выключения функции SoftMenu и очистки CMOS. Все же остальные настройки скрыты в BIOS.

Он основан на версии 6.00PG от AWARD и несет в себе традиционную технологию SoftMenu - с помощью которой и производится разгон процессора. Здесь можно поменять частоту работы памяти (300 или 400 MHz), с шагом в 1 MHz настроить частоту работы FSB (от 90 до 156 MHz), изменить коэффициент умножения процессора и поменять напряжение, подаваемое на ядро процессора. Также в BIOS Setup можно настроить работу шины AGP и вручную распределить по слотам PCI прерывания - остальные же функции стандартны для большинства материнских плат и описывать их нет надобности.

Ярко выраженная оверклокерская окраска данной материнской платы, тем не менее не мешает ей работать стабильно на номинальных и немного превышающие их частотах. Впрочем, "Полную гарантию может дать только Сбербанк".

Ну а теперь перейдем к самому "вкусному" - к собственно тестам описанных выше систем на быстродействие в популярных программах. Но для начала опишем те условия, в которых проходило это тестирование.

Аппаратное и программное обеспечение

Процессоры
- 1.5 GHz Intel Pentium 4, Socket 423
- 1.7 GHz Intel Pentium 4, Socket 423
- 2.0 GHz Intel Pentium 4, Socket 423
- 2.0 GHz Intel Pentium 4, Socket 478
Материнские платы
- EPoX 4T2A (i850, Socket 423)
- Intel D850MD Sample (i850, Socket 478)
- Abit TH7-II RAID (i850, Socket 478)
- VIA P4X266 Reference Board (VIA P4X266, Socket 423)
- Supermicro P4SBA (i845, Socket 478)
- ASUS A7V266 (VIA KT266, Socket 462)
- Abit KG7-RAID (AMD-760, Socket 462)
- Chaintech 7SID (SiS 735, Socket 462)
Память
- 2 x 128 MB PC800 RDRAM RIMM, Samsung
- 256 MB PC133 SDRAM DIMM, Tonicom ACTRAM, CL2
- 256 MB PC2100 DDR SDRAM DIMM, Mushkin, CL2
Прочее
- Видеокарта Leadtek Winfast GeForce3
- Винчестер Seagate Barracuda ATA III, ST340824A, 7200 rpm, 40Gb
- CD-ROM ASUS 50x
Программное обеспечение
- Windows 2000 Professional SP1
- NVIDIA Detonator v12.40 (Vsync=Off)
- BapCo & MadOnion SYSmark 2001
- idSoftware Quake III Arena v1.17 demo001.dm3
- MadOnion 3DMark 2001
- Ziff&Davis Business Winstone 2001
- Ziff&Davis Content Creation Winstone 2001
- SPECViewPerf 6.1.2
- 3DStudio MAX 3.1
- Expendable, demo version
- Unreal Tournament v4.36

Кроме того, в некоторых диаграммах присутствует также "Pentium 4 2.2 GHz". Похоже, гнать каждый новый процессор до предела его возможностей становится у нас традицией:) Естественно, результаты этой системы нельзя воспринимать как тестирование еще не вышедшего официально Pentium 4 2.2 GHz - ведь разгон производился с помощью увеличения частоты FSB. Также, как вы, наверное, заметите, в некоторых диаграммах соответствующие столбики остались пустыми - увы, разогнанный процессор некоторые тесты попросту не прошел.

Зачем мы это делаем? Ну, а давайте подойдем к вопросу немного с другой стороны - а почему бы, собственно, и не сделать, если есть возможность? Некоторое представление о производительности грядущих Pentium 4 эти результаты все равно дают, пусть и приблизительное. Ну а нам ради вас немного дополнительно потрудиться никогда не жалко:) Тесты производительности

3DMark 2001

Мы приводим в диаграммах только результаты тестирования при низкой детализации для игровых тестов Cars, Dragothic, и Lobby, а также общий балл, который присваивает сам тест 3DMark 2001. Дело в том, что результаты для тестов с высокой детализацией и игрового теста Nature просто-напросто не подходят для сравнения производительности процессоров и чипсетов. Так, тесты с высокой детализацией, демонстрируют ту же картину, только с уменьшенной "контрастностью", а тест Nature просто-напросто отказывается реагировать на изменение частоты процессора или смену чипсета - видимо, все в данном случае решающее значение приобретает производительность видеосистемы.

Кстати, мы и в дальнейшем будем кое в каких диаграммах действовать подобным "волюнтаристским" методом - просто чтобы не засорять материал ненужными деталями. Если один из элементов диаграммы иллюстрирует последовательность одинаковых результатов, продемонстрированных всеми без исключения системами, то, значит, этот подтест с точки зрения исследования производительности процессоров и чипсетов не представляет никакого интереса, не так ли?

Как видно из первой диаграммы, наибольшую производительность в тесте 3DMark 2001демонстрируют системы на базе i850 + Pentium 4 2 GHz. Ближе всего к их производительности подошла конфигурация на базе платы ASUS A7V266 (VIA KT266) + Athlon 1.4 GHz. VIA P4X266 лишь немного отстал от i850, а вот i845 - в самом хвосте. Результаты разогнанного Pentium 4 2.2 GHz обсуждать немного некорректно, однако они все же дают некоторое представление о дальнейшей масштабируемости систем на базе этого процессора - да, масштабируемость, несомненно, есть, и довольно неплохая. Можно предположить (предположить!), что с увеличением частоты "штатных" моделей, производительность Pentium 4 будет расти и далее. А вот i845 - в самом хвосте. Что ж, PC133 SDRAM таки дает себя знать…

Диаграмма с fps в игровых тестах дает довольно забавную картину: если в Cars и Lobby общая схема распределения производительности между процессорами и чипсетами примерно соответствует результатам на диаграмме с общим баллом (3DMarks), то результаты в Dragothic вызывают небольшое недоумение - да системы на, Pentium 4 по-прежнему впереди, но их производительность между собой практически не различается! Один из возможных вариантов с нашей точки зрения может выглядеть так: на самом деле Dragothic, как и исключенные нами подтесты, не зависит от производительности процессора и подсистемы памяти, но зато он зависит от факта наличия поддержки определенных команд этим процессором. Напомним, что ни SSE, ни SSE2, обычные Athlon не поддерживают.

Quake III

Безусловная победа всех систем на базе Pentium 4… за исключением конфигурации на базе i845. Intel очень сильно любит тест в Quake III для демонстрации преимущества Pentium 4, однако в случае с i845 даже этот любимец дал досадный прокол. Почему? Как нам кажется, прежде всего потому, что "the best" в Quake III является не собственно сам Pentium 4, а именно Pentium 4 в сочетании с адекватной частоте процессора производительностью подсистемы памяти. А вот P4X266 в принципе весьма неплох! - не настолько, насколько i850 + RDRAM, конечно же, но все же, все же… Особенно если вспомнить о ценах на RDRAM и PC2100 DDR:)

Ziff-Davis Winstone 2001

А вот в этом тесте самая быстрая система на базе Athlon показывает примерно такую же производительность как Pentium 4 2 GHz, но… в комбинации с VIA P4X266 + PC2100 DDR SDRAM! А в тесте Content Creation Winstone, Athlon даже выиграл у любого "штатного" Pentium 4. Что ж так? А между тем, все понятно. Athlon, как образец существенно усовершенствованной "старой" архитектуры, гораздо меньше чем Pentium 4 проигрывает от неоптимизированного, изобилующего "труднопредсказуемыми" переходами кода. Кроме того, системы на базе Athlon оснащены PC2100 DDR. Видимо, приложения, включенные в состав Winstone 2001, как раз и содержат в большинстве такой код.

Выигрыш P4X266 у i850 - продолжение той же "темы": PC2100 DDR, как и любая SDRAM, обладает гораздо меньшей латентностью, чем Rambus DRAM, и в подобных условиях обеспечивает Pentium 4 лучшие условия для работы. И опять довольно низкие результаты у Brookdale (i845), хоть он тоже использует низколатентную PC133 SDRAM. Все-таки низкая латентность - это еще не все, пропускная способность тоже кое-что значит.

SPEC ViewPerf

Мы не будем делать большого события из выигрыша одной системы по отношению к другой на мизерные проценты. Поэтому можно сказать, что в AWadvs и MedMCAD системы на базе Athlon 1.4 GHz и Pentium 4 2 GHz показывают примерно одинаковую производительность. DDR-система на основе VIA P4X266 практически везде немного отстает от своих аналогов на i850, но это отставание нельзя назвать существенным.

А вот в IBM Data Explorer (DX-06), Pentium 4 вырывается вперед. Data Explorer ориентирован в основном на математические вычисления, причем именно на интенсивную вычислительную математику, поэтому здесь частота работы процессорного ядра имеет решающее значение. Что же касается i845, то даже Intel солидарна в оценке этого чипсета с тестами от SPEC - ну не планируется на Brookdale создавать high-end систем, на которых будут исполняться серьезные приложения, олицетворением которых и является тест ViewPerf!

3DStudio MAX

Pentium 4 2 GHz показывает "нормальный" (т.е. не сильно отстающий от Athlon 1.4 GHz результат) явно за счет более высокой частоты. Это подтверждается и абсолютным выигрышем в данном подтесте разогнанного Pentium 4 2.2 GHz. В целом, можно сказать, что этот тест олицетворяет собой то "концептуальное противостояние", один из аспектов которого мы упомянули в начале статьи: более высокая частота против хорошо оптимизированной под данный тип задачи архитектуры процессорного ядра. В данном случае штатному двухгигагерцевому процессору Intel не хватило частотного преимущества чтобы выиграть у самого быстрого на текущий момент времени AMD Athlon.

А вот практически одинаковые результаты, показанные системами на основе i850 и VIA P4X266, да и не сильно отставшая от них система на i845, четко демонстрируют то, что подсистема памяти в 3DStudio MAX нагружается не сильно, наибольшее значение имеет именно вычислительная мощь CPU.

Expendable

Замечательный, даже мы бы сказали "классический" пример приложения, на котором у Pentium 4 нет ну просто-таки никаких шансов на выигрыш даже в обозримом будущем. Даже разогнанный Pentium 4 2.2 GHz не изменяет общей картины: все, чего ему удалось достичь - это немного приблизиться к результатам Athlon 1.4 GHz. Даже ничего не зная о Expendable (а мы-то знаем, что на самом деле все обстоит именно так), чрезвычайно легко предположить основную причину проигрыша процессора Intel: "хаотичный" код, который чрезвычайно нелюбим процессором с длинным конвейером. Ну что еще можно сказать? Да, есть такие приложения. Либо они "вымрут" если производители ПО начнут учитывать существование такого процессора как Pentium 4 со всеми его специфическими особенностями внутренней архитектуры… либо будут появляться по-прежнему, если этот CPU не приобретет большой популярности. Делать в данном случае прогнозы - дело тяжкое и неблагодарное, поэтому ограничимся просто констатацией факта.

Unreal Tournament

Считая основными героями данного обзора именно новые Pentium 4 2 GHz, в комментариях к результатам Unreal Tournament мы можем просто ограничиться констатацией факта: производительность самых мощных процессоров Intel и AMD примерно равна, с небольшим преимуществом последнего. И опять (как и практически везде ранее) в хвосте "плетется" Brookdale. Low-end чипсет для low-end систем, что уж тут поделаешь… :)

SYSmark 2001

Пожалуй, единственный тест, где недавно нами "пожуренный" i845 в одном из подтестов даже обогнал все системы на базе процессора AMD. О Pentium 4 на i850 и P4X266 и говорить нечего - они выигрывают, и с впечатляющим отрывом. SYSmark 2001 - яркий образец высокой концентрации приложений "новой волны", в которых поддержка SSE/SSE2 присутствует чуть ли не в качестве обязательного параметра, и это, как легко заметить из диаграммы, дает вполне определенный (и легко предсказуемый!) результат. Причем разогнанный Pentium 4 2.2 GHz показывает - дальше "старым" процессорным архитектурам в подобных приложениях будет еще хуже:)

Масштабируемость

Как мы и обещали в прошлой статье о чипсете VIA P4X266, здесь мы приводим результаты масштабируемости систем:

	Quake III 640x480x16	3Dmark 2001, 3Dmarks	SYSmark 2001, Internet Content	SYSmark 2001, Office Productivity
EPoX 4T2A (i850) Pentium 4 2 GHz / 1.5 GHz	242,9 / 206,7 1,175	5849 / 5417 1,078	222 / 172 1,291	179 / 142 1,261
VIA P4X266 (reference) Pentium 4 2 GHz / 1.5 GHz	229,9 / 194,1 1,184	5724 / 5411 1,058	213 / 166 1,283	171 / 138 1,239

Как говорится - "ничего особенно страшного". В целом, масштабируемость в большинстве случаев немного лучше у систем на базе i850, но главное не в том. Главное - в том, что она присутствует в обеих случаях, нельзя утверждать, что системы на базе VIA P4X266 + Pentium 4 + PC2100 DDR существенно проигрывают в этом акспекте i850 + Pentium 4 + PC800 RDRAM. Что ж, приятно, что наши (и не только наши) опасения не оправдались. Выводы

Производительность

Чуда не произошло, но произошло знаменательное во многих отношениях событие - теперь уже можно говорить о том, что Pentium 4 лидирует по производительность в большем количестве тестов. Да, это так. Наращивание частоты с одной стороны, и благосклонность многих производителей ПО с другой, дают свой эффект. Конечно, гладко еще далеко не все, и говорить о безоговорочной победе - рано. Скорее можно говорить о восстановлении паритета. Однако учитывая то, что у Intel уже стоит на пороге и ждет дозволения войти:) 0,13-микронный процесс, мы можем предполагать еще бОльшие темпы роста частоты работы Pentium 4 в самое ближайшее время, поэтому, похоже, догонять скоро придется уже AMD. По идее, только выпуск Athlon 1.5 GHz или даже 1.7 GHz может помочь этой компании восстановить имевшую место ранее ситуацию со сравнительной производительностью верхних моделей процессоров.

Ценовой аспект - настоящее

Увы, если с производительностью у Pentium 4 все в принципе замечательно (имея в виду двухгигагерцевую модель), то с ценой всего компьютера в сборе на данный момент времени все еще наблюдаются большие проблемы. Пока что единственной платформой, которая реально присутствует на рынке для Pentium 4, является чипсет Intel i850 в комбинации с Rambus DRAM. Если даже не принимать во внимание то, в каком положении на текущий момент находится сама компания-родитель этой памяти, стоимость RIMM даже с учетом определенных подвижек в сторону удешевления, все равно существенно превосходит и PC133 SDRAM, и PC2100 DDR. Поэтому сейчас (подчеркнем - именно сейчас) покупка системы на базе Pentium 4, все еще является проблематичной для экономного пользователя.

Ценовой аспект - будущее?

Однако все не так плохо. Ведь есть VIA P4X266, хоть "есть" он и с определенными проблемами, вызванными отношением Intel к этому чипсету. Кроме того, нечто подобное (Pentium 4 + DDR SDRAM) обещают нам и ALi (Aladdin-P4, образцы есть уже сейчас, начало поставок планируется на октябрь 2001) и SiS (SiS 645, анонсированный 9 августа 2001, и, похоже, уже доступный всем желающим). Также скоро компания начнет активно продвигать на рынок Pentium 4 "Nothwood" (Socket 478, 0,13 микрон, L2 cache 512 KB), который, судя по анонсам от Intel, будет отличаться весьма привлекательной ценой при еще бОльших чем сейчас частотах, а главное, с вдвое увеличенным размером кэша второго уроня. Так что в плане соотношения цена/производительность (при условии отказа от RDRAM и уменьшения стоимости самого процессора), ситуация с системами на базе Pentium 4 может весьма круто измениться в самое ближайшее время. Чего мы этому процессору и пожелаем - ибо производительность он уже сейчас демонстрирует весьма неплохую, а наличие на рынке двух сильных игроков всегда лучше для конечного пользователя, чем безраздельное господство одного.