Ühest küljest lendab aeg IT-tööstuses nii kiiresti, et sul pole aega uusi tooteid ja tehnoloogiaid märgata, ja teisest küljest meenutagem, mitu aastat pole me Inteli uut tuuma näinud? Mitte see vana koos modifikatsioonidega: siin tõsteti FSB sagedust, seal viidi virtuaalne multitöötlus serveri protsessorilt üle lauaarvuti protsessorile (tegelikult lubati viimasel lihtsalt ausalt öelda, et see on olemas), aga tõesti täiesti uus? Kui mitte nullist disainitud, siis vähemalt mitte lapitud, vaid samade mustrite järgi ümber õmmeldud, aga erinevate satsidega ja viimase moe järgi? Kuid selgub, et sellest on möödunud tervelt kaks aastat! Isegi väikese sabaga. Ja kogu selle aja arutasid kuumapead oma lemmikteemat: milline saab olema uus tuum? Nad ennustasid paljusid asju, sealhulgas NetBursti arhitektuuri täielikku anteemi ja puhaste Baniase valitsemist töölauaplatvormil. Tõde (nagu sageli juhtub) osutus vähem vapustavaks: uus tuum osutus Northwoodi ausaks ja järjekindlaks järglaseks. Muidugi mõningate arhitektuuriliste uuendustega, kuid soovi “maa peale ja siis” selles näha pole. Seetõttu võib puhtemotsionaalselt Prescotti hinnata erinevalt: ühed kiidavad Inteli insenere järjekindluse ja sihikindluse eest, teised aga kurdavad vastupidi värskete ideede puudumise üle. Emotsioonid on aga igaühe isiklik asi, aga läheme faktide juurde. teooria

Suured põhimuudatused (Prescott vs. Northwood)

Alustuseks pakume teile väikest tabelit, mis võtab kokku Prescotti ja Northwoodi tuumade olulisemad erinevused kõiges, mis on seotud "rauda" (täpsemalt räni ja muude "mineraalkomponentidega").

Jääb üle vaid lisada, et uues tuumas on 125 miljonit transistorit (kus on vaene Northwood oma 55 miljoniga!) ja selle pindala on 112 ruutmeetrit. mm (veidi vähem kui Northwoodi pindala 146/131 ruutmm, olenevalt redaktsioonist). Olles teinud lihtsa aritmeetilise arvutuse, näeme, et suurendades transistoride arvu ~2,3 korda, õnnestus Inteli inseneridel tänu uuele tehnilisele protsessile tuumapinda siiski vähendada. Tõsi, mitte nii märkimisväärne - “ainult” 1,3 (1,2) korda.

Mis puudutab "pingutatud" (mõned eelistavad terminit "venitatud") räni tehnoloogiat, on see lihtsalt öeldes üsna lihtne: räni aatomite vahelise kauguse suurendamiseks asetatakse see aluspinnale, kaugus mille aatomid on suuremad. Selle tulemusena peavad räni aatomid selleks, et "hästi istuda", vastavalt pakutud vormingule venima. See näeb välja umbes selline:

Et mõista, miks elektronidel on pingestatud räni kergem läbida, aitab see lihtne joonis.

Nagu näete, on geomeetriline seos antud juhul üsna sobiv: elektroni teekond muutub lihtsalt lühemaks.

Noh, vaatame nüüd palju huvitavamaid erinevusi: tuuma loogikas. Ka neid on palju. Alustuseks oleks aga kasulik meenutada NetBursti arhitektuuri kui sellise põhiomadusi. Pealegi pole me seda viimasel ajal väga sageli teinud.

Natuke tausta

Niisiis peab Intel ise üheks peamiseks erinevuseks NetBursti arhitektuuri raames välja töötatud tuumade vahel ainulaadseks omaduseks, mis väljendub tegeliku x86 koodi dekodeerimise protsessi eraldamises kerneli poolt täidetavateks sisemisteks käskudeks (uops) ja protseduurideks. nende hukkamise eest. Muide, see lähenemine tekitas omal ajal palju vaidlusi konveieri etappide loendamise õigsuse osas Pentium 4-s: kui läheneda sellele protsessorile klassikalisest vaatenurgast (NetBursti-eelne ajastu), siis dekoodri etapid. tuleks lisada üldnimekirja. Samal ajal sisaldavad Inteli ametlikud andmed Pentium 4 protsessorite torujuhtme pikkuse kohta teavet eranditult täitmisüksuse konveieri etappide arvu kohta, mis viib dekoodri väljapoole selle ulatust. Ühelt poolt "seditsiooni!", teisalt peegeldab see objektiivselt arhitektuuri eripära, nii et Intelil on õigus: ta töötas selle välja. Võid muidugi vaielda kuni näost siniseks jäämiseni, aga mis vahet sellel tegelikult on? Peaasi on mõista lähenemisviisi olemust. Kas sulle ei meeldi, et dekooder on välistatud? Noh, lisage selle etapid "ametlikele" ja saate koos dekoodriga klassikalise skeemi järgi torujuhtme vajaliku väärtuse.

Seega on NetBursti põhiidee asünkroonselt töötav kernel, milles juhiste dekooder töötab täitmisüksusest sõltumatult. Inteli seisukohalt oleks see oluliselt O Konkurentidest kõrgema põhitöösageduse saab saavutada ainult asünkroonse mudeliga, kuna kui mudel on sünkroonne, siis dekoodri täitmisüksusega sünkroniseerimise kulu kasvab võrdeliselt sagedusega. Seetõttu kasutab NetBursti arhitektuur tavapärase L1 juhiste vahemälu asemel, kus hoitakse tavalist x86 koodi, Execution Trace Cache, kus juhised salvestatakse dekodeeritud kujul (uops). Jälgige, et see on uops-jada.

Ühtlasi tahaksin ajalooekskursioonil lõpuks kummutada müüte, mis on seotud liialt lihtsustatud formuleeringuga, mille kohaselt Pentium 4 ALU töötab “topeltsagedusel”. See on nii tõsi kui ka mitte. Kuid kõigepealt vaatame Pentium 4 protsessori (nüüd Prescott) plokkskeemi:

On lihtne näha, et ALU koosneb mitmest osast: see sisaldab Load / Store, Complex Instructions ja Simple Instructions plokke. Seega: topeltkiirusel (0,5 taktitsüklit toimingu kohta) töödeldakse ainult neid käske, mida Simple Instructions täitmisplokid toetavad. ALU kompleksjuhiste plokk, mis täidab keerukateks klassifitseeritud käske, võib kulutada ühe käsu täitmiseks kuni neli taktitsüklit.

See on tegelikult kõik, mida tahaksin teile meelde tuletada NetBursti arhitektuuril põhinevate protsessorite sisemise struktuuri kohta. Liigume nüüd edasi uusima NetBursti tuuma Prescotti uuenduste juurde.

Konveieri pikkuse suurendamine

Vaevalt saab seda muutust paranduseks nimetada, on ju üldteada, et mida pikem konveier, seda rohkem O Rohkem üldkulusid põhjustab viga haru ennustamise mehhanismis ja vastavalt väheneb programmi täitmise keskmine kiirus. Ilmselt ei suutnud Inteli insenerid aga leida teist võimalust tuuma kiirendamise potentsiaali suurendamiseks. Pidin kasutama ebapopulaarset, kuid end tõestanud meetodit. Tulemus? Prescotti torujuhet on suurendatud vastavalt 11 etapi võrra, nende koguarv on 31. Tõele au andes tõime selle “hea uudise” teadlikult päris algusesse: tegelikult võib kõigi järgnevate uuenduste kirjeldust tinglikult nimetada “aga nüüd räägime teile, kuidas Inteli insenerid võitlesid üheainsa muudatuse tagajärgedega, et see tootlikkust täielikult ei rikuks” :).

Haru ennustusmootori täiustused

Põhimõtteliselt mõjutas peenhäälestus tsüklitega töötamisel üleminekute ennustamise mehhanismi. Seega, kui varem peeti vaikimisi vastupidiseid üleminekuid tsükliks, siis nüüd analüüsitakse ülemineku pikkust ja selle põhjal püüab mehhanism ennustada, kas tegemist on tsükliga või mitte. Samuti avastati, et teatud tüüpi tingimuslike harudega harude puhul, olenemata nende suunast ja kaugusest, ei ole standardse haru ennustamise mehhanismi kasutamine enamasti asjakohane, nendel juhtudel seda enam ei kasutata. Kuid lisaks teoreetilisele uurimistööle ei põlganud Inteli insenerid ära paljast empiiriatest, s.t. lihtsalt jälgides haru ennustusmehhanismi tõhusust konkreetsete algoritmide näitel. Selleks uuriti SPECint_base2000 testi näidete abil haru ennustusmehhanismi vigade arvu (valeennustusi), misjärel tehti reaalselt algoritmi muudatusi nende vähendamiseks. Dokumentatsioon sisaldab järgmisi andmeid (vigade arv 100 juhise kohta):

Alamtest SPECint_base2000	Northwood (130 nm)	Prescott (90 nm)
164.gzip	1.03	1.01
175.vpr	1.32	1.21
176.gcc	0.85	0.70
181.mcf	1.35	1.22
186.kaval	0.72	0.69
197.parser	1.06	0.87
252.eon	0.44	0.39
253.perlbmk	0.62	0.28
254.vahe	0.33	0.24
255.pööris	0.08	0.09
256.bzip2	1.19	1.12
300.kaks	1.32	1.23

Täisarvu aritmeetika ja loogika kiirendus (ALU)

ALU-sse lisati spetsiaalne plokk nihutamise ja pööramise käskude täitmiseks, mis võimaldab nüüd neid toiminguid sooritada "kiire" (kahe kiirusega) ALU-ga, erinevalt Northwoodi tuumast, kus need täideti ALU kompleksjuhiste plokis. ja nõutud O rohkem tsükleid. Lisaks on kiirendatud varem FPU plokis tehtud täisarvude korrutamise operatsioon. Uues kernelis on selleks eraldi plokk.

Samuti on teavet mitmete väiksemate täiustuste kohta, mis suurendavad FPU (ja MMX) käskude töötlemiskiirust. Siiski kontrollime seda testitulemuste analüüsimisel praktilises osas.

Mälu alamsüsteem

Loomulikult on uue tuuma üheks peamiseks eeliseks L1 andmevahemälu (2 korda ehk kuni 16 kilobaiti) ja teise taseme vahemälu (samuti 2 korda, s.o kuni 1 megabaidi) suurenenud maht. Siiski on veel üks huvitav omadus: kernelisse on sisse viidud spetsiaalne lisaloogika, mis tuvastab tarkvara eellaadimisjuhistes lehe vead. Tänu sellele uuendusele on tarkvara eellaadimisjuhistel nüüd võimalus mitte ainult andmete eellaadimiseks, vaid ka lehtede tabeli kirjete eellaadimiseks, st teisisõnu ei saa eellaadimine lõppeda laaditud lehel, vaid värskendada ka mälulehti DTLB-s. Need, kes probleemist aru saavad, märkavad selle näite põhjal ilmselt, et Intel jälgib hoolikalt programmeerijate tagasisidet, isegi kui see ei kahetse avalikult kõiki negatiivseid tegureid, mis nende avastatud jõudlust mõjutavad.

Uued juhised (SSE3)

Muuhulgas on Prescott lisanud toe 13 uuele juhisele. See komplekt kannab väljakujunenud traditsiooni kohaselt nime SSE3. Nende hulka kuuluvad käsud andmete teisendamiseks (x87 täisarvuks), keeruka aritmeetikaga töötamine, videokodeering (kuigi ainult üks), uued graafilise teabe töötlemiseks mõeldud käsud (tipumassiivid), samuti kaks käsku lõimede sünkroonimiseks (selgelt tagajärjed Hyper-Threadingu tekkest). Peagi avaldame aga SSE3 kohta eraldi artikli, seega hoidume selles materjalis selle komplekti võimaluste üle arutlemast, et mitte rikkuda tõsist ja huvitavat teemat liigse populariseerimisega.

Noh, nüüd on meil võib-olla piisavalt teooriat ja spetsifikatsioone. Proovime, nagu üks kuulus nali ütles, "selle kõigega startida" :). Testimine

Stendi konfiguratsioonid ja tarkvara

Katselaud

• Protsessorid:
  • AMD Athlon 64 3400+ (2200 MHz), pesa 754
  • Intel Pentium 4 3,2 GHz "Prescott" (FSB 800/HT), pesa 478
  • Intel Pentium 4 2,8A GHz “Prescott” (FSB 533/ilma HT), pesa 478
  • Intel Pentium 4 3,4 GHz "Northwood" (FSB 800/HT), pesa 478
  • Intel Pentium 4 3,2 GHz "Northwood" (FSB 800/HT), pesa 478
• Emaplaadid:
  • ABIT KV8-MAX3 (BIOS-i versioon 17) VIA K8T800 kiibistikus
  • ASUS P4C800 Deluxe (BIOS-i versioon 1014) Intel 875P kiibistikus
  • Albatron PX875P Pro (BIOS-i versioon R1.00) Intel 875P kiibistikus
• Mälu:
  • 2x512 MB PC3200 DDR SDRAM DIMM TwinMOS (ajastused 2-2-2-5)
• Videokaart: Manli ATI Radeon 9800Pro 256 MB
• Kõvaketas: Western Digital WD360 (SATA), 10000 p/min

Pentium 4 2,8A GHz "Prescott"
Ainus 533 MHz FSB-ga Prescott
ja ilma Hyper-Threadingu toeta

Pentium 4 3,4 GHz "Northwood"
Lihtsalt üks Northwood

Süsteemitarkvara ja seadme draiverid

• Windows XP Professional hoolduspakett SP1
• DirectX 9.0b
• Inteli kiibistiku installiutiliit 5.0.2.1003
• VIA Hyperion 4.51
• VIA SATA draiver 2.10a
• Silicon Image Driver 1.1.0.52
• ATI katalüsaator 3.9

Maksma	ABIT KV8-MAX3	ASUS P4C800 Deluxe	Albatron PX875P Pro
Kiibistik	VIA K8T800 (K8T800 + VT8237)	Intel 875 (RG82004MC + FW82801EB)	Intel 875 (RG82875 + FW82801EB)
Protsessori tugi	Pistikupesa 754, AMD Athlon 64		Pistikupesa 478, Intel Pentium 4, Intel Celeron
Mälu pistikud	3 DDR	4 DDR	4 DDR
Laienduspesad	AGP/5 PCI	AGP Pro/5 PCI	AGP/5 PCI
I/O pordid	1 FDD, 2 PS/2	1 FDD, 2 COM, 1 LPT, 2 PS/2	1 FDD, 2 COM, 1 LPT, 2 PS/2
USB		4 USB 2.0 + 2 x 2 USB 2.0 pistikut	2 USB 2.0 + 3 x 2 USB 2.0 pistikut
FireWire	1 port + 2 pistikut 2 pordi jaoks (klamber kaasas), Texas Instruments TSB43AB23	1 port + 1 pistik 1 pordi jaoks (klambrit pole kaasas), VIA VT6307	—
Kiibikomplekti integreeritud ATA-kontroller	ATA133 + SATA RAID (0, 1)	ATA100+SATA	ATA100+SATA
Väline ATA kontroller	Silicon Image Sil3114CT176 (SATA RAID 0, 1, 0+1, varu)	Promise PDC20378 (ATA133+SATA RAID 0, 1, 0+1)	—
Heli	AC"97 koodek Avance Logic ALC658	AC"97 koodek Analog Devices AD1985	AC"97 koodek Avance Logic ALC655
Võrgukontroller		3Com Marvell 940-MV00 (Gigabit Ethernet)	3Com Marvell 920-MV00 (kiire Ethernet)
I/O kontroller	Winbond W83627HF-AW	Winbond W83627THF-A	Winbond W83627THF
BIOS	4 Mbit Award BIOS v6.00PG	4 Mbit AMI BIOS v2.51	3 Mbit Phoenix AwardBIOS v6.00
Vormitegur, mõõtmed	ATX, 30,5x24,5 cm	ATX, 30,5x24,5 cm	ATX, 30,5x24,5 cm
Keskmine praegune hind (pakkumiste arv)	N/A(0)	N/A(0)	N/A(0)

Kirjelduse lõpus tahaksin selgitada testis osalejate valimise algoritmi. Ühest küljest oleks vale jätta AMD protsessorid testidest täielikult välja, kuna see platvorm on Inteli peamine konkurent nii praegu kui ka lähitulevikus. Teisest küljest tähendaks kahe põlvkonna Pentium 4 võrdlus teise tootja protsessoritega ühes artiklis kombineerida, et tegelikult ei võrreldaks kumbagi. Seetõttu otsustasime esimeses Prescottile pühendatud materjalis teha teatud kompromissi: esiteks välistada täielikult kõikvõimalikud "äärmuslikud" valikud Pentium 4 eXtreme Editioni ja Athlon 64 FX näol ning teiseks võtta ainult üks alternatiivse platvormi esindajana , kuid tavalistest AMD lauaarvutite protsessoritest kiireim: Athlon 64 3400+.

Ja isegi siis on selle tulemused siin esitatud ainult valikuna. Selles materjalis huvitab meid kõige enam uue Inteli tuuma võrdlemine vanaga. Kui soovite üheaegselt saada teavet selle kohta, kuidas Prescotti jõudlus on võrreldav tema lähima konkurendiga, on see esitatud graafikutes. Kommentaarid? Võib-olla on need lihtsalt ebavajalikud. Seda näete ise. Teades, milline on Prescotti ja Northwoodi jõudlus, töötades samal sagedusel ning kuidas võrrelda Northwoodi ja AMD tippprotsessorite jõudlust (ja oleme seda teemat juba mitu korda käsitlenud), teate piisavalt, et teha iseseisvalt kõik muud järeldused. .

Lisaks tahaksin selgitada kahe riba olemasolu skeemides Prescotti 3,2 GHz jaoks. Asi on lihtsalt selles, et otsustasime ohutult mängida. Kõik teavad, et protsessori vabastamisega teisele tuumale algab emaplaaditootjate seas kohe segadus BIOS-i värskenduste, kõikvõimalike mikrokoodide värskenduste ja muu "riistvarale orienteeritud" tarkvaraga. Meile tundus loogiline kasutada sellist meie katselabori ressurssi kui "ametlikult Prescotti valmis" emaplaate võimalikult täielikult, et kaitsta end konkreetse mudeli ebaõige töö võimalike tagajärgede eest. Kuid nagu allpool näha, olid kartused asjatud: enamikul juhtudel käitus uus protsessor mõlemal plaadil täpselt samamoodi.

Kõik Prescott 2,8A GHz programmi omadused
CPU-Z määrab selle üsna õigesti:
nii SSE3 kui ka 533 MHz siini olemasolu

Muidugi ei eksinud ta juhtumi puhul
Prescott 3,2E GHz

Madala taseme testid protsessoris RightMark

Alustuseks otsustasime testida uue tuuma toimimist kahes režiimis, traditsiooniliselt parim Pentium 4 protsessoritele ja halvim: SSE/SSE2 ja MMX/FPU. Alustame arvutusplokist (matemaatika lahendamine).

Tulemused on pettumust valmistavad. Uus tuum on aeglasem kui vana, pealegi on MMX/FPU režiimis selle mahajäämus isegi suurem kui SSE/SSE2 kasutamisel. Teeme esimese järelduse: kui FPU-s oli midagi "väänatud", kasutatakse RightMarki protsessoris ilmselt muid käske. Aga renderdamine?

Kõigepealt vaatame võimalusi renderdusmooduli käitamiseks maksimaalse jõudlusega ühelõimega ja kahelõimega režiimides (SSE/SSE2). Pilt on päris huvitav: kui kasutada ühte voolu, on Prescotti eelis minimaalne ja kõrgema sagedusega Northwood läheb sellest kergelt mööda. Kuid niipea, kui lubame Hyper-Threadingi, hüppab Prescott kohe ette, nii palju, et see edestab kõiki teisi osalejaid. Tundub, et kerneliga on tehtud tööd samaaegselt töötavate lõimede töötlemise parandamiseks ja see ei seisnenud ainult käskude komplekti laiendamises. Vaatame nüüd, kuidas samad protsessorid MMX/FPU režiimis käituvad.

Täiesti sarnane pilt. Veelgi enam, kui võrrelda seda eelmisega, siis on selgelt näha, et analüüsi põhjalikkus õigustas end: kui piirduksime näiteks parima (kahelõimega) tulemuse arvestamisega, võiks ekslikult järeldada, et Prescott tuum on käskude täitmisel kiirem ja isegi MMX/FPU režiimis. Nüüd on selgelt näha, et jõudlus on kasvanud ainuüksi tänu virtuaalse CPU ressursside kasutamise optimeerimisele.

Testid reaalsetes rakendustes

Enne kui hakkame reaalsetes rakendustes testitulemusi vaatama, teeme väikese sissejuhatava selgituse. Fakt on see, et Prescotti tuumal olev Pentium 4 protsessor sagedusega 3,4 GHz pole kahjuks meile endiselt saadaval, nii et see, mida näete diagrammidel nimega "Virtuaalne" Prescott 3,4 GHz, pole midagi muud kui sagedusega 3,4 GHz. Prescotti 3,2 GHz tulemused, mis on arvutatud ideaalsete tingimuste alusel, et jõudluse kasv oleks võrdeline sagedusega. Mõned võivad märkida, et see on liiga kohmakas lähenemine. Nad ütlevad, et palju õigem oleks näiteks olemasolevat Prescotti 3,2 GHz kiirendada, seades kõrgema FSB sageduse või koostada vähemalt kolme punkti põhjal lähenduskõver: Prescott 2,8 GHz -> 3,0 GHz -> 3,2 GHz. Muidugi oleks see õigem. Kuid "lihtsusest piisab igale targale" ja pöörake lihtsalt tähelepanu sellele, milliseid muudatusi teeb isegi "ideaalse" Prescotti 3,4 GHz olemasolu diagrammidel üldpilti (ja tegelik on kas sama või aeglasem). kolmandat võimalust pole). Riskides tekkida saladuste enneaegse avalikustamise oht, ütleme kohe: jah, praktiliselt mitte. Kus Prescotti tuum võidab, on ilmne. Ja kuhu see kaob, isegi idealiseeritud 3,4 GHz sellele ei aita?

Töö graafikaga

Kõige prognoositavamad tulemused on Northwoodi 3,4 GHz (veidi parem kui Northwood 3,2 GHz) ja Prescott 2,8 GHz puhul (Hyper-Threadingu toe puudumine muutis selle kohe autsaideriks). Prescott 3,2 GHz üritab olla vähemalt ühesagedusliku Northwoodiga võrdne, kuid ta ei suuda isegi seda teha. Noh, meie "virtuaalne Prescott 3,4 GHz" omakorda ei suutnud ületada tõelist Northwoodi 3,4 GHz, mis on samuti loomulik. Teisest küljest on näha, et kõik protsessorid peale Prescott 2,8 GHz on peaaegu võrdsed. See pole tõenäoliselt argument Prescotti versioonile üleminekuks, kuid vähemalt pole see oluline argument selle ostmise vastu neile, kes mõtlevad uue süsteemi ostmisele.

Lightwave'is on olukord sarnane, ainult Prescott jääb veelgi maha. Siinkohal oleks paslik meenutada, et Lightwave (6. haru ja 7. haru tulemuste võrdluse põhjal otsustades) oli Pentium 4 jaoks väga hoolikalt ja hoolikalt kohandatud. Võib eeldada, et seepärast osutus see nii tundlikuks vähimategi kerneli arhitektuuriliste muudatuste suhtes. Samuti märgime, et Athlon 64 3400+, mida me selles programmis esimest korda testisime, näitab, kuigi mitte parimaid, kuid üsna korralikke tulemusi.

Kaasaegsete protsessoriarhitektuuride Photoshopi jaoks on ilmselt kõige olulisem parameeter vahemälu suurus. Oleme juba korduvalt juhtinud tähelepanu tõsiasjale, et see programm on väga rahanäljas ja seda kinnitavad ka Prescotti tulemused.

Meediumi kodeering

Üldiselt, kuna testime uut (või soovi korral oluliselt muudetud) arhitektuuri, võib iga rakendus meie jaoks väikeseks avastuseks saada. Tegelikult on praegu kvantiteet isegi olulisem kui kvaliteet, sest me lihtsalt peame koguma võimalikult palju andmeid selle kohta, kuidas vanad (veel Prescotti jaoks optimeerimata) programmid uue protsessori tuumaga käituvad. Siin seesama LAME: tuleb välja, et Prescott on selle jaoks igati uus protsessor, tulemused ei vasta sugugi sellele, mida me varem Northwoodi kohta teadsime. Tõsi, need on muutunud hullemaks. No juhtub. Jätkame kogumist

Ogg Encoder näitab peaaegu identset pilti: Prescott jääb eranditult kõigile teistele protsessoritele oluliselt alla, hoolimata kahekordistunud esimese taseme ja L2 andmevahemälust. Jääb oletada, et süüdi on konveieri pikkuse suurenemine, samal ajal kui Trace Cash maht jääb muutumatuks.

Uus tuum ei meeldinud isegi DivX-koodekile, mis kaldub NetBursti arhitektuuri poole. Mitte nii palju, aga talle see siiski ei meeldinud. Siiski on lootust, et SSE3 DivX arendajad lihtsalt armastavad erinevaid optimeerimisi (vähemalt teadaannete põhjal otsustades), seega on väga suur tõenäosus, et videokodeerimise kiirendamiseks mõeldud üks ja ainus juhis leiab tulevases versioonis oma koha. sellest kodekist . Kuid see kõik on tulevikus, kuid praegu kahjuks

Kuid me ei esita taas XviD tulemusi täiesti kujuteldamatu “triki” tõttu, mille see armastatud programm taas välja tõmbas. Fakt on see, et Prescotti jõudlus võrreldes Northwoodiga kasvas 232% ! Vabandust, me lihtsalt keeldume selliste testide kasutamisest. Näib, et nende tulemused võivad sõltuda millestki.

Noh, siin on esimene võit. Naastes aga erinevate tarkvarade eelistuste teema juurde, võib märkida, et Windows Media Video 9 toetab päris hästi Hyper-Threadingut ning madala taseme testide andmed näitasid, et virtuaalsete protsessorite kasutamise efektiivsus tõuseb uue tuumaga. See näib olevat esimene positiivne tulemus, mis saavutati Prescottis pigem kvalitatiivse kui kvantitatiivse muudatusega. Kõigil varasematel juhtudel "lahkus" ainult vahemälu suure suuruse tõttu

Väga-väga huvitav tulemus. Mainconcept MPEG Encoder, mida süüdistasime MPEG1-vormingusse kodeerimisel Hyper-Threadinguga "kohmakas" töös, töötab virtuaalsete protsessoritega üsna hästi, kui neid emuleerib Prescott, mitte Northwood! On aeg isegi mõelda: võib-olla pole programmeerijad süüdi, protsessori tuumas oli lihtsalt "pistik", mis lõimed valesti paralleelses? On täiesti võimalik, et vähemalt Prescotti tulemusi vaadates saate aru, et sellel eeldusel on ka õigus elule. Teisest küljest toimis Prescott 2.8A GHz üsna hästi, ma polnud kunagi isegi Hyper-Threadingust kuulnud. Naljakas olukord. Võib-olla oleme huvitava avastuse äärel: tekib oletus, et kogu "Hyper-Threadingi optimeerimine Prescottis" taandub lihtsalt tõsiasjale, et sellel Northwoodi tehnoloogial ei olnud piisavalt vahemälu mahtu, et seda täie potentsiaali ära kasutada!

Ja jällegi võib uue kerneli üle rõõmustada: Mainconcept MPEG Encoderis pole kadunud mitte ainult MPEG1 kodeeringuga “tõrge”, vaid ka MPEG2-ks teisendamine on muutunud palju kiiremaks. Varasemate testide tulemusi silmas pidades võime peaaegu ühemõtteliselt öelda, et sündmuse peamiseks kangelaseks on Hyper-Threadingu täiustatud töö (ja ärge unustage, mis oleks võinud seda paremaks muuta, kui meie eeldused on õiged). Kõige huvitavam on see, et SSE3 komplekti lõimede juhtimiseks polnud vaja isegi spetsiaalseid käske, protsessor ise sai selle suurepäraselt välja (me ei saa eeldada, et kodeerija selles versioonis on SSE3 tugi, see tuli välja üsna kaua; tagasi).

Kuid Canopus ProCoder lihtsalt ei märganud peaaegu midagi. Põhimõtteliselt on jõudluses väike vahe ja see on isegi Prescotti kasuks. Aga tegelikult on need sendid, tühiasi. Arvestades ProCoderi vahemälu näljast olemust, võiks isegi öelda nii: ilmselt kasutati kogu suurt vahemälu uue kerneli muude puuduste kompenseerimiseks. Ta tõmbas Prescotti lihtsalt Northwoodiga samale kõrgusele, kuid kahjuks mitte rohkem.

Arhiveerimine

Nagu tavaliselt, testisime 7-Zipi nii mitmelõimelise toega kui ka ilma. Loodetud efekti selles programmis ei saavutatud: pole märgata, et Prescotti multithreading andis palju suurema efekti kui Northwoodil. Ja üldiselt pole vana ja uue tuuma vahel suurt vahet. Näib, et näeme ülalmainitud efekti: kõik, mida Prescotti kvantitatiivsed näitajad (L1 Data ja L2 cache mahud) suutsid, oli kompenseerida tema enda laiendatud konveier.

Muide: üks väheseid teste, kus plaatide vahe on vähemalt kuidagi näha. Muidu on pilt ikka sama: sama sagedusega Prescott ja Northwood jooksevad kõrvuti, kiiruse vahe praktiliselt puudub. Pessimistid ütlevad: "halb", optimistid: "võiks olla hullem" :). Jääme lihtsalt vait

Mängud

Pilt on kõigis kolmes mängus sarnane, seega pole vaja midagi erilist kirjutada: Prescott on siiski aeglasem. Tõsi, mitte palju.

Tulemuste kokkuvõte

Noh, kui me artiklis sisalduvate testide põhjal järeldusi teeme, siis näeb olukord välja järgmine: Prescotti tuum on üldiselt aeglasem kui Northwood. Mõnikord saab seda kompenseerida O suurem vahemälu suurus, mis viib jõudluse vana kerneli tasemele. Noh, kui programm on L2 helitugevuse suhtes eriti tundlik, võib Prescott isegi võita. Lisaks on Hyper-Threadingu efektiivsus mõnevõrra paranenud (aga tundub, et põhjus peitub taas L2 vahemälu suuruse suurenemises). Seega, kui programm suudab kasutada uue kerneli mõlemat tugevust - suurt vahemälu ja virtuaalset multitöötlust -, on kasu märgatav. Üldiselt on Prescotti jõudlus ligikaudu sama, mis Northwoodil ja isegi madalam, kui seda kasutatakse koos vana optimeerimata tarkvaraga. Oodatud revolutsiooni kahjuks ei juhtunud. Teisest küljest, kas seal oli poiss? Aga sellest lähemalt allpool.

Mis puudutab 533 MHz süsteemisiiniga ja ilma Hyper-Threadingu toeta Prescotti 2,8A GHz, siis siin on kõik väga selge. Esiteks on see Inteli jaoks lihtsalt väga hea viis teha vähemalt midagi nendest koopiatest, mis lihtsalt ei töötanud "päris Prescotti" režiimis, omamoodi "Celeron Prescottide seas" (kuigi see ilmselt põhineb sellel tuum ja ametlik Celeron). Teiseks näitab Hyper-Threadingu puudumine tõenäoliselt Inteli põhimõttelist vastumeelsust näha HT-d aegunud madala kiirusega siinil. Tõepoolest: 533 MHz FSB + HT ainus esindaja jäi esimeseks seda tehnoloogiat toetavaks protsessoriks Pentium 4 3,06 GHz. Ja isegi siis täiesti arusaadaval põhjusel, mis teda vabandas: tol ajal polnud 800 MHz siiniga protsessorit.

Seega, andku Inteli insenerid meile selle vabaduse andeks, Pentium 4 2,8A GHz on "nagu poleks Prescott". See on lihtsalt suhteliselt odav (keegi teine ​​ei saa seda toota, sest keegi ei osta seda), vaid kõrgsageduslik Pentium 4. Ja see pole üldse oluline, millisel tuumal see on tehtud, see pole mõte. Kui aus olla, siis tekkis kiusatus teda sellesse materjali üldse mitte kaasata, aga siis otsustasime teha vastupidi: las ta korra “särab” ja selleks tunniks rohkemgi. juuresärge pöörduge tagasi alumisse protsessorisse. Ühe sagedusega Prescotti ja Northwoodi tuumade lihtsa võrdluse põhjal on selge, et ilma Hyper-Threadingita ei suuda Prescott 2,8 GHz keskmise jõudluse poolest konkureerida isegi Pentium 4 2,8C-ga (800 MHz FSB + HT). näitajad. Versioonid

Jah, täpselt "versioonid", mitte "järeldused". See materjal osutus liiga mitmetähenduslikuks. Lihtsam oleks piirduda diagrammide analüüsiga ja teha pinnalt ilmne järeldus: "kui uus pole kiirem (või isegi aeglasem) kui vana, tähendab see, et see on halvem." Kirjutage see nii-öelda kuluna maha. Kuid kõige lihtsam vastus ei ole alati kõige õigem. Seetõttu otsustasime puudutada analüütikat ja vaadelda Prescotti toodangut ajaloolisest turu vaatenurgast. Selgus, et vastused küsimusele "Mis mõte on Intelil Pentium 4 vabastamisel Prescotti tuumal?" tegelikult mitu ja igaüks neist võib loogiliselt argumenteerida.

Esimene versioon või suur viga

Miks mitte? Kunagi oli firma nimega Intel ja sellel oli idee: teha protsessorituum, mis ei keskenduks maksimaalsele efektiivsusele (kui käsitleme efektiivsust jõudluse ja sageduse suhtena), vaid lihtsat skaleeritavust. Nad ütlevad, et kui meie 2000 MHz kaotab konkurendi sagedusele 1000 MHz, siis pole vahet, jõuame sagedusele 4 GHz-ni ja jätame kõik maha. Muide, puhtalt insenertehnilisest aspektist on see täiesti adekvaatne lahendus. Kas see on tõesti oluline? (kirjaoskajat) ei huvita ikka megahertsid, vaid jõudlus Mis vahet tal on, kuidas see saavutatakse? Peaasi, et skaleeritavus osutub täpselt selliseks, mida taheti saavutada. Ja nüüd selgub, et mastaapsusega on alanud suured probleemid. Saime kinni kuni 3,4 GHz, peatusime ja pidime välja mõtlema uue tuuma, mille kasutegur on veelgi madalam ja pole teada, millise kiirusega selle sagedus kasvab jne. Tuletame meelde, et see on versioon. Vaatame seda tegelike faktidega võrreldes lähemalt.

Selle versiooni kasuks annab tunnistust Pentium 4 sageduse kasv 2003. aasta jooksul. Siiski ei piisa 200 MHz ja isegi sellise "sagedusnäljase" arhitektuuri nagu NetBurst puhul selgelt. Teatavasti ei ole aga fakti teistest isoleeritult arvestamine kuigi hea tava. Kas eelmisel aastal oli mõtet Pentium 4 sagedust aktiivselt suurendada? Tundub, et mitte Peamine konkurent lahendas muid probleeme: tal on uus arhitektuur, uus tuum, ta peab korraldama sellel tuumal põhinevate protsessorite masstootmise, varustama neid sobiva riistvaraga kiibikomplektide, emaplaatide, tarkvara kujul, lõpuks! Seetõttu kõlab üks vastustest küsimusele “miks Pentium 4 sagedus (ja jõudlus) 2003. aastal praktiliselt ei tõusnud” lihtsalt: seda polnud erilist mõtet suurendada. Tundub, et pole kedagi, kes järele jõuaks või mööduks. Seetõttu pole vaja liigselt kiirustada.

Kahjuks ei saa me endiselt vastust põhiküsimusele: kuidas uus tuum “jahib”? Väliste märkide järgi otsustades pole seni Prescotti head mastaapsust kinnitavaid fakte. Samas nagu ka need, kes selle ümber lükkavad. Nii Prescotti kui ka Northwoodi 3,4 GHz versioonid on välja kuulutatud. Northwood 3,4 GHz jääb tõenäoliselt viimaseks sellel tuumal põhinev protsessor (kuigi ametlikku kinnitust sellele eeldusele pole). Ja seda, et Prescott alustas 3,4 GHz, mitte 3,8 või 4,0 sagedusega, on samuti lihtne seletada: milleks hüpata läbi astmete? Kokkuvõtteks: "Suure vea" versioonil on põhimõtteliselt õigus eksisteerida. Kuid kui Prescotti sagedus (ja täpsemalt, jõudlus) kasvab kiiresti, kinnitab see selgelt selle ebakõla.

Teine versioon või üleminekutuum

Pole saladus, et mõnikord on tootjal vaja välja anda seade, mis on iseenesest üsna tavaline (teises olukorras ei vääri see üldse väljalasketoote tiitlit). Kuid tõsiasi on see, et selle seadme väljalaskmine on vajalik teiste turul olevate reklaamide edendamiseks, teatati sellega samaaegselt või veidi hiljem. See oli Pentium 4 Willamette, mis vaevalt väärib "hea ja kiire protsessori" tiitlit, kuid viitas selgelt tõsiasjale, et protsessorituru üks suurimaid tegijaid lülitus uuele tuumale ja oma eksisteerimise lõpus. asendas "vahepealse" pesa 423 "kauakestva" pistikupesaga 478. Mis siis, kui Prescott mängib sarnast rolli?

Kõik juba teavad, et Grantsdale-P väljalaskmisega näeme Pentium 4 jaoks veel ühe protsessori pesa ilmumist (Socket T / Socket 775 / LGA775) ja esialgu paigaldatakse need Prescotti-põhised protsessorid. seda. Alles hiljem hakkavad Pentium 4 “Tejas” neid järk-järgult asendama. Ja siin on üsna loogiline esitada küsimus: kui kiiresti see asendamine toimub? Kuna me alles esitame versioone, ei piira me oma kujutlusvõimet ja eeldame, et Intel soovib seda protsessi võimalikult palju kiirendada. Mille kasutamisega? Tõenäoliselt jättes Socket 478 rahumeelselt jõudlustabelite lõppu ja muutes Socket 775 Pentium 4 uuendatud, võimsa ja kiire platvormi sümboliks. Siis saab kõik selgeks: Prescotti on vaja selleks, et oleks olemas turul olev protsessor, mis suudab täita nii Socket 478 kui ka uue Socket 775 plaate. Kui meie eeldused peavad paika, siis Tejas paigaldatakse ainult Socket 775-sse ja seega saab temast nii Prescotti kui ka vananenud Socket 478 platvormi hauakaevaja. Kas see on loogiline? Meie arvame nii. Sel juhul tundub usutav ka järgmine oletus: Prescotti elu on määratud väga lühikeseks

Kolmas versioon ehk "Kes tuleb meie juurde mõõgaga"

Pole saladus, et kahe peamise konkurendi, Inteli ja AMD rivaalitsemine on peaaegu alati põhinenud kahe peamise argumendi vastandamisel. Intel: "meie protsessorid on kiireimad!", AMD: "aga meie omadel on parem hinna ja jõudluse suhe!" Rivaalitsemine on pikaajaline ja argumendid samuti. Pealegi ei muutunud need isegi K7/K8 tuumade AMD protsessorite väljalaskmisel, hoolimata asjaolust, et viimased toimivad palju paremini kui K6. Varem ei teinud Intel oma põhireeglist erandeid: müüs oma CPU-sid, mille jõudlus sarnaneb konkurentide protsessoritele, veidi kallimalt. Turg on kohati väga lihtne, seega on sellise käitumise põhjus selge: kui inimesed neid juba ostavad, siis milleks hinda alandada? Jällegi: kuigi Intel pidi osalema hinnasõdades, siis AMD alustas neid alati, sellest on saanud juba traditsioon. Kolmas versioon põhineb ilmselgel oletusel: mis siis, kui Intel otsustaks seekord olla tavapärasest agressiivsem ja alustada kõigepealt hinnasõda?

Uue Prescotti tuuma eeliste loetelus pole mitte ainult uudsust, vahemälu suurust ja potentsiaalselt head (kuigi veel kinnitamata) skaleeritavust, vaid ka hinda! See on suhteliselt odav tuuma tootmine: kui 90-nanomeetrise tehnoloogia abil saavutatakse sobivate kiipide saagis vähemalt sama suur kui Northwoodi oma, siis saab Intel oma absoluutarvudes kasumit kaotamata müüa. protsessorid palju madalama hinnaga. Tuletagem meelde üht ilmset sõltuvust: sellist protsessori omadust nagu "hinna/jõudluse suhe" saab parandada mitte ainult jõudluse suurendamise, vaid ka hinna vähendamise kaudu. Tegelikult ei keela keegi sul jõudlust isegi alandada (!) peaasi, et hind veelgi langeks :). Otsustades Internetti ilmuvate Pentium 4 Prescotti mitteametlike hinnateadete järgi, maksavad need palju vähem kui Pentium 4 Northwood. Seega võib eeldada, et Intel on otsustanud läbi viia omalaadse „kõrvalöömise“: kui põhikonkurent vanaviisi jahib jõudlust, siis keskklassi süsteemide sektoris antakse talle hoop. , kus kasutajad analüüsivad hoolikalt just sellist näitajat nagu hind / jõudlus.

Neljas versioon ehk salarelv

Siinkohal tuleks teha väike lüüriline ja ajalooline kõrvalepõik neile, kes “tol ajal” ei jälginud väga aktiivselt erinevaid protsessorisektori pisinüansse. Näiteks võime meenutada, et kohe pärast esimeste Hyper-Threadingu toega protsessorite ilmumist (ja need polnud Pentium 4 “Northwood” + HT, vaid Xeon “Prestonia”) esitasid paljud küsimuse: “Kui Prestonia ja Northwoodi südamikud on nii sarnased, et need praktiliselt ei erine põhiomaduste poolest, kuid Prestonial on Hyper-Threadingu tugi ja Northwoodil pole, kas pole loogiline eeldada, et see on ka Northwoodil, see on lihtsalt kunstlikult blokeeritud? Hiljem kinnitas seda oletust kaudselt teade Pentium 4 3,06 GHz kohta samal Northwoodi tuumal, kuid Hyper-Threadinguga. Veelgi enam, julgemad esitasid täiesti segase idee: Hyper-Threading oli isegi Willamette'is!

Nüüd meenutagem: mida oleme hiljuti teadnud Inteli uutest tehnoloogilistest algatustest. Kohe ilmub kaks nime: “La Grande” ja “Vanderpool”. Esimene on rakenduste riistvarakaitse tehnoloogia väliste häirete eest, mida võib lühidalt kirjeldada sõnadega "tagamaks, et üks tarkvara ei saaks häirida teise toimimist". La Grande kohta saate aga lugeda meie kodulehelt. Vanderpooli kohta on teavet vähem, kuid täna saadaolevate fragmentide põhjal võime järeldada, et see on variatsioon täieliku arvuti virtualiseerimise teemal, sealhulgas eranditult kõik riistvararessursid. Seega (kõige lihtsam, aga ka tõhusaim näide) saab ühes arvutis paralleelselt töötada kaks operatsioonisüsteemi ja ühe neist saab isegi taaskäivitada, kuid see ei mõjuta teise tööd sugugi.

Seega: on väga tugevad kahtlused, et nii La Grande kui ka Vanderpool on Prescotti tuumas juba rakendatud, kuid (nagu varem Hyper-Threadingu puhul) pole veel aktiveeritud. Kui see oletus vastab tõele, saab palju selgeks ka tuuma enda kohta. Eelkõige miks see nii suur on, miks selle arendamine nii kaua aega võttis, aga vaatamata sellele ei vasta see kiiruselt eelnevale. “Salarelva” hüpoteesi põhjal võib eeldada, et arendusmeeskonna peamised ressursid ei olnud suunatud jõudluse saavutamisele, vaid uute funktsioonide silumisele. Osaliselt on sellel versioonil nii või teisiti ühist, kuid meil on tegemist üleminekutuumikuga. Järelikult ei pea see olema üldse täiuslik, sest see pole selle peamine eesmärk. Muide, teist ja neljandat versiooni täiendab edukalt ka kolmas: madal hind on sel juhul just see komm, mis lõpptarbijale “transitiivsuse” pilli maiustanud.

Summeerida

Pole asjata, et me nimetasime seda artiklit "pooleks sammuks edasi". Prescott osutus keerukamaks ja mitmetähenduslikumaks kui oodatud "suurema vahemälu suuruse ja suurema sagedusega Northwood" (nagu paljud seda tajusid). Muidugi võite süüdistada tootjat selles, et kiiruse kasv on keskmiselt nullilähedane (ja kohati negatiivne), järjekordses hüppelises emaplaatide uuel tuumal põhinevate protsessorite toel Ja, muide, seda on üsna õiglane teha. Need pole lõppude lõpuks meie probleemid ja ometi oleme meie need, kes nendega silmitsi seisame. Seetõttu paneme artikli lõppu lihtsalt "paksu ellipsi". Külmutatud kaader näitab ainult sammu algust: õhus hõljuvat jalga või, kui soovite, lennukit õhku tõusmas. Mis meid edasi saab? Kas “maandumine” (Tejas?..) on praegu soodne?

integreeritud soojusjaotur) adapterplaadile paigaldatud kristall (ing. sekkuja) 423 kontaktiga (korpuse mõõtmed - 53,3 × 53,3 mm). SMD elemendid paigaldatakse adapteri plaadi tagaküljel olevate kontaktide vahele.

Willamette'i tuumal põhinevad hilisemad protsessorid, Northwoodi tuumal põhinevad Pentium 4 protsessorid, mõned Gallatini tuumal põhinevad Pentium 4 Extreme Edition protsessorid ja Prescotti tuumal põhinevad varasemad protsessorid aastatel 2005–2005 toodeti FC-mPGA2 tüüpi paketis, mis oli orgaanilisest materjalist substraat, mille esiküljel oli suletud soojust jaotav kattekristall ja 478 pin kontaktid, samuti SMD elemendid taga (korpuse mõõdud - 35x35 mm).

Osa Pentium 4 Extreme Editioni protsessoreid Gallatini tuumal, hilisemaid protsessoreid Prescotti tuumal, protsessoreid Prescott-2M ja Cedar Milli tuumadel 2007. aasta kevadest sügiseni toodeti FC-LGA4 tüüpi pakendis, mis oli substraadist valmistatud orgaanilisest materjalist, mille esiküljel on soojust jaotava kattega kaetud kristall ja tagaküljel 775 kontakti (korpuse mõõtmed - 37,5 × 37,5 mm). Nagu ka kahel eelneval juhtumitüübil, paigaldatakse SMD elemendid kontaktide vahele.

Mõned Northwoodi tuumal põhinevad mobiilsed protsessorid toodeti FC-mPGA pakettides. Peamine erinevus seda tüüpi korpuse ja FC-mPGA2 vahel on soojusjaotuse katte puudumine.

Soojusjaotuskattega protsessorite märgised kantakse selle pinnale, teistel protsessoritel aga kahele kleebisele, mis asuvad aluspinnal kiibi mõlemal küljel.

Arhitektuuri omadused

Northwoodi tuumal põhinev protsessori torustik

Konveier koosneb 20 etapist:

• TC, NI (1, 2) - viimati täidetud käsuga näidatud mikrooperatsioonide otsimine.
• TR, F (3, 4) - mikrooperatsioonide näidis.
• D (5) - mikrooperatsioonide liikumine.
• AR (6-8) - protsessoriressursside reserveerimine, registrite ümbernimetamine.
• Q (9) - mikrooperatsioonide järjekord.
• S (10-12) - muutke täitmisjärjekorda.
• D (13-14) - täitmiseks ettevalmistamine, operandide valik.
• R (15-16) - operandide lugemine registrifailist.
• E (17) - täitmine.
• F (18) - lipu arvutamine.
• BC, D (19, 20) - tulemuse õigsuse kontrollimine.

NetBursti arhitektuur (tööpealkiri: P68), mis on Pentium 4 protsessorite aluseks, töötas välja Intel eelkõige eesmärgiga saavutada protsessori kõrgeid taktsagedusi. NetBurst ei ole Pentium III protsessorites kasutatud arhitektuuri edasiarendus, vaid on oma eelkäijatega võrreldes põhimõtteliselt uus arhitektuur. NetBursti arhitektuuri iseloomulikud jooned on hüperkonveieri loomine ja mikrooperatsioonide järjestuse vahemälu kasutamine traditsioonilise käskude vahemälu asemel. NetBursti arhitektuuriprotsessorite ALU-l on ka olulisi erinevusi teiste arhitektuuride protsessorite ALU-st.

Pika konveieri peamisteks puudusteks on spetsiifilise jõudluse vähenemine võrreldes lühikese konveieriga (kellatsükli jooksul täidetakse vähem käske), aga ka tõsised jõudluskadud, kui käske täidetakse valesti (näiteks valesti ennustatud tingimusliku haruga või vahemälu miss).

Valesti ennustatud harude mõju minimeerimiseks kasutavad NetBursti arhitektuuriprotsessorid eelkäijatest suuremat haru ennustamispuhvrit. haru sihtpuhver) ja uus haruennustusalgoritm, mis võimaldas Willamette tuumal põhinevates protsessorites saavutada kõrge ennustustäpsuse (umbes 94%). Järgmistes tuumades uuendati haru ennustamise mehhanismi, mis suurendas prognoosimise täpsust.

Micro-op jada vahemälu(Inglise) Täitmise jälgimise vahemälu)

NetBursti arhitektuuriga protsessorid, nagu enamik kaasaegseid x86-ühilduvaid protsessoreid, on RISC-tuumaga CISC-protsessorid: enne täitmist teisendatakse keerulised x86 käsud lihtsamaks sisemiste käskude komplektiks (mikrooperatsioonid), mis suurendab käskude töötlemise kiirust. Kuna aga x86 käsud on muutuva pikkusega ja neil ei ole kindlat vormingut, on nende dekodeerimine seotud märkimisväärse ajakuluga.

Sellega seoses otsustati NetBursti arhitektuuri arendamisel loobuda traditsioonilisest esimese taseme käskude vahemälust, mis salvestab x86 käsud, eelistades mikrooperatsiooni jada vahemälu, mis salvestab mikrooperatsiooni jadad vastavalt nende kavandatud täitmise järjekorrale. . See vahemälu korraldus võimaldas ka vähendada tingimuslike harude täitmisele ja juhiste toomisele kuluvat aega.

ALU Ja kiirtee mehhanism täisarvulised tehted Kiire täitmise mootor)

Kuna NetBursti arhitektuuri arendamise põhieesmärk oli jõudluse suurendamine kõrgete taktsageduste saavutamise kaudu, tekkis vajadus suurendada põhiliste täisarvuliste operatsioonide täitmise kiirust. Selle eesmärgi saavutamiseks on NetBursti arhitektuuriprotsessorite ALU jagatud mitmeks plokiks: "aeglane ALU", mis suudab sooritada palju täisarvulisi operatsioone, ja kaks "kiiret ALU-d", mis sooritavad ainult kõige lihtsamaid täisarvutehinguid (näiteks liitmine). ). Toimingute täitmine “kiiretel ALU-del” toimub järjestikku kolmes etapis: esiteks arvutatakse tulemuse vähima tähtsusega bitid, seejärel kõige olulisemad bitid, mille järel saab lipud hankida.

"Kiired ALU-d", nende planeerijad ja registrifail sünkroonitakse poole protsessori taktsagedusest, seega on nende efektiivne töösagedus kaks korda suurem kui põhisagedus. Need plokid moodustavad täisarvuliste operatsioonide kiirendatud täitmise mehhanismi.

Willamette'i ja Northwoodi tuumadel põhinevates protsessorites on "kiired ALU-d" võimelised sooritama ainult neid operatsioone, mis töötlevad operande suunas madala järgu kuni kõrge järguni. Sel juhul saab vähima tähtsusega bittide arvutamise tulemuse saada poole taktitsükli järel. Seega on efektiivne viivitus pool taktitsüklit. Willamette'i ja Northwoodi tuumadel põhinevatel protsessoritel ei ole täisarvude korrutamise ja nihutamise plokke ning neid toiminguid teostavad teised plokid (eelkõige MMX käsuplokk).

Prescotti ja Cedar Milli tuumadel põhinevatel protsessoritel on täisarvude korrutusüksus ja "kiired ALU-d" on võimelised sooritama nihkeoperatsioone. “Kiirete ALUde” sooritatavate toimingute efektiivne latentsusaeg on võrreldes Northwoodi tuumal põhinevate protsessoritega suurenenud ja on üks taktitsükkel.

Taaskäivitussüsteem mikrooperatsioonid Taasesituse süsteem)

Mikrooperatsioonide planeerijate põhiülesanne on määrata mikrooperatsioonide valmisolek täitmiseks ja edastada need konveierile. Konveieri etappide suure arvu tõttu on planeerijad sunnitud saatma mikrotoimingud täitmisüksustele enne, kui eelmiste mikrotoimingute täitmine on lõppenud. See tagab protsessori täitmisüksuste optimaalse laadimise ja väldib jõudluskadusid, kui mikrooperatsiooni sooritamiseks vajalikud andmed asuvad esimese taseme vahemälus, registrifailis või neid saab registrifailist mööda minnes üle kanda.

Uute mikrooperatsioonide valmisoleku määramisel täitmisüksustele edastamiseks peab planeerija määrama nende eelmiste mikrotoimingute täitmisaja, mille tulemuseks on uute mikrotoimingute tegemiseks vajalikud andmed. Kui täitmisaeg ei ole ette määratud, kasutab planeerija selle määramiseks lühimat täitmisaega.

Kui hinnanguline andmete saamiseks kuluv aeg on õige, on mikrooperatsioon edukalt lõpule viidud. Kui andmeid õigel ajal ei laeku, siis tulemuse õigsuse kontrollimine ebaõnnestub. Sel juhul pannakse spetsiaalsesse järjekorda mikrooperatsioon, mille tulemus osutus valeks. kordusjärjekord) ja seejärel saadab plaanija selle uuesti täitmiseks.

Hoolimata asjaolust, et mikrooperatsioonide korduv sooritamine toob kaasa olulisi jõudluskadusid, võimaldab selle mehhanismi kasutamine mikrooperatsioonide eksliku sooritamise korral vältida torujuhtme seiskamist ja lähtestamist, mis tooks kaasa tõsisemaid kaotusi.

Mudelid

Protsessor, koodnimega Willamette, ilmus Inteli ametlikesse plaanidesse esmakordselt 1998. aasta oktoobris, kuigi selle arendamine algas vahetult pärast 1995. aasta lõpus välja antud Pentium Pro protsessori valmimist ja nime "Willamette" mainiti teadaannetes 1996. aastal. Uue IA-32 arhitektuuriprotsessori disainimise vajadus tekkis seoses raskustega, mis tekkisid 64-bitise Mercedi protsessori arendamise käigus, mis Inteli plaanide kohaselt sai arhitektuuriprotsessorite järeltulija rolli: arendus, teostatud alates 1994. aastast, hilines märkimisväärselt ja Mercedi jõudlus toimis x86 juhiste puhul halvasti võrreldes protsessoritega, mida see kavatseti asendada.

Willamette pidi ilmuma 1998. aasta teisel poolel, kuid arvukate viivituste tõttu lükkus teadaanne 2000. aasta lõppu. 2000. aasta veebruaris demonstreeriti Inteli arendajafoorumil (IDF Spring 2000) arvutit, mille aluseks oli Willamette'i protsessori insenerinäidis, nimega "Pentium 4", mis töötas sagedusel 1,5 GHz.

Esimesed tootmistuumalised Pentium 4 protsessorid, millest teatati 20. novembril 2000, toodeti 180 nm tehnoloogiaga. Pentium 4 perekonna edasiarenduseks olid 130 nm tehnoloogia abil toodetud põhiprotsessorid. 2. veebruaril 2004 esitleti esimesi (90 nm) tuumal põhinevaid protsessoreid ja viimasena kasutati Pentium 4 protsessorites (65 nm) tuuma. Northwoodi ja Prescotti tuumade põhjal toodeti ka mobiilseid protsessoreid Pentium 4 ja Pentium 4-M, mis olid vähendatud voolutarbimisega Pentium 4. Kõigi ülalloetletud tuumade põhjal toodeti ka Celeroni protsessoreid, mis olid mõeldud eelarvelistele arvutitele, milleks olid Pentium 4 vähendatud teise taseme vahemälu ja vähendatud süsteemisiini sagedusega.

Allpool on erinevate Pentium 4 protsessorimudelite väljakuulutamise kuupäevad ja nende hinnad väljakuulutamise ajal.

Mobiilne Pentium 4 protsessor

Protsessor	Pentium 4-M											Mobiilne Pentium 4
Kellasagedus, GHz	1,6	1,7	1,4	1,5	1,8	1,9	2	2,2	2,4	2,5	2,6	2,4	2,666	2,8	3,066	3,2	3,333
Välja kuulutatud	4. märts		23. aprill			24. juuni		16 september	14. jaanuar	16. aprill	11. juuni					23 september	28. september
	2002								2003. aasta								2004
Hind, $	392	496	198	268	637	431	637	562	562	562	562	185	220	275	417	653	262

Pentium 4

Willamette

Pentium 4 1800 Willamette'i tuumal (FC-mPGA2)

Juba enne esimese Pentium 4 väljaandmist eeldati, et nii Willamette tuumal kui ka Socket 423 pesal põhinevad protsessorid on turul alles 2001. aasta keskpaigani, misjärel asendatakse need Northwoodi tuumal põhinevate protsessoritega. ja Socket 478 pesa. Seoses aga probleemidega 130 nm tehnoloogia kasutuselevõtuga, Willamette tuumal põhinevate protsessorikiipide oodatust parema tootlikkuse protsendiga, aga ka vajadusega müüa juba välja antud protsessoreid, avaldati Northwoodi tuumal põhinevad protsessorid. edasi lükatud 2002. aastani ja 27. augustil 2001 esitleti FC-mPGA2 (Socket 478) paketis Pentium 4 protsessoreid, mis põhinesid endiselt Willamette tuumal.

Willamette tuumal põhinevad Pentium 4 protsessorid töötasid taktsagedusel 1,3-2 GHz 400 MHz süsteemisiiniga, südamiku pinge oli olenevalt mudelist 1,7-1,75 V ning maksimaalne soojuseraldus 2 GHz juures 100 W.

Northwood

Intel Pentium 4 1800 põhineb Northwoodi tuumal

14. novembril 2002 tutvustati Pentium 4 3066 MHz protsessorit, mis toetab virtuaalset mitmetuumalist tehnoloogiat – Hyper-threading. See protsessor osutus ainsaks Northwoodi tuumal põhinevaks protsessoriks süsteemisiini sagedusega 533 MHz, millel oli Hyper-threading tehnoloogia tugi. Seejärel toetasid seda tehnoloogiat kõik protsessorid süsteemisiini sagedusega 800 MHz (2,4–3,4 GHz).

Northwoodi tuumal põhinevate Pentium 4 protsessorite iseloomulik tunnus oli pikaajalise töö võimatus kõrgendatud südamikupingel (tuumapinge suurendamine ülekiirendamise ajal on tavapärane tehnika stabiilsuse suurendamiseks kõrgematel sagedustel). Südamiku pinge tõstmine 1,7 V-ni viis protsessori kiire rikkeni, hoolimata sellest, et kristalli temperatuur jäi madalaks. Seda nähtust nimetatakse "Northwoodi äkksurma sündroomiks". Northwoodi äkksurma sündroom ), piiras tõsiselt Pentium 4 kiirendamist Northwoodi tuumal.

Prescott

Pentium 4 2800E Prescotti südamikuga (pesa 478)

Pentium 4 3400 Prescotti tuumal (LGA 775)

Prescotti tuumal põhinevad Pentium 4 protsessorid said toe uuele täiendavale käsukomplektile - SSE3, samuti EM64T tehnoloogiale (64-bitiste laienduste tugi oli varasemates protsessorites keelatud). Lisaks optimeeriti Hyper-threading tehnoloogiat (eelkõige sisaldas SSE3 komplekt juhiseid lõimede sünkroonimiseks).

NetBursti arhitektuuris tehtud muudatuste tulemusena muutus Prescotti tuumal olevate protsessorite jõudlus võrreldes sama sagedusega Northwoodi tuuma protsessoritega järgmiselt: ühe lõimega rakendustes, mis kasutavad x87, MMX, SSE ja SSE2 käske, protsessorid Prescotti tuumal olid aeglasemad kui nende eelkäijad ja rakendustes, mis kasutavad mitme lõimega või on tundlikud teise taseme vahemälu suuruse suhtes, olid nad neist ees.

Seedriveski

Pentium 4 641 Cedar Milli tuumal

Cedar Milli tuumal põhinevaid Pentium 4 protsessoreid toodeti kuni 8. augustini 2007, mil Intel teatas kõigi NetBursti arhitektuuriprotsessorite tootmise lõpetamisest.

Tühistatud protsessorid

Eeldati, et 2004. aasta lõpus – 2005. aasta alguses asendatakse Pentium 4 lauaarvutite protsessorites Prescotti tuum uue Tejase tuumaga. Tejase tuumal põhinevad protsessorid pidid olema toodetud 90 nm tehnoloogiaga, töötama sagedusel 4,4 GHz süsteemisiini sagedusega 1066 MHz, nende esmatasandi vahemälu suurendati 24 KB-ni ja täiustatud hüperkeermetehnoloogia tugi. . 2005. aasta lõpus pidid Tejase tuumal põhinevad protsessorid üle minema 65 nm tootmistehnoloogiale ja jõudma sageduseni 9,2 GHz. Edaspidi pidi NetBursti arhitektuuriprotsessorite taktsagedus ületama 10 GHz, kuid Tejase väljakuulutamist lükati pidevalt edasi, Prescotti tuumal põhinevad protsessorid ei suutnud soojuse hajumise probleemide tõttu saavutada sagedust 4 GHz, ja seetõttu ilmus 2004. aasta alguses teave Tejase tuumal põhinevate protsessorite väljalaske tühistamise kohta ning 7. mail 2004 teatas Intel ametlikult töö lõpetamisest nii Tejase tuuma kui ka NetBursti arhitektuuril põhinevate paljulubavate arenduste kallal.

Pentium 4 Extreme Edition

Esimesed entusiastidele suunatud Pentium 4 Extreme Editioni (Pentium 4 "EE" või "XE") protsessorid tutvustas Intel 3. novembril 2003. aastal. Need põhinesid Gallatini tuumal, mida kasutati Xeoni serveriprotsessorites ja mis oli redaktsiooni M0 Northwoodi tuum koos 2 MB L3 vahemäluga. Selliste protsessorite kristallpind oli 237 mm².

Gallatini tuumal olevad Pentium 4 EE protsessorid töötasid sagedusel 3,2–3,466 GHz, süsteemisiini sagedus oli 1066 MHz mudeli puhul, mis töötas sagedusel 3,466 GHz, ja 800 MHz teiste mudelite puhul (3,2 ja 3,4 GHz). Südamiku pinge oli 1,4–1,55 V ja maksimaalne soojuseraldus 125,59 W sagedusel 3,466 GHz. Algselt toodeti Gallatini tuumaga Pentium 4 EE protsessoreid pakendis FC-mPGA2 (Socket 478) ja seejärel FC-LGA4 (LGA775) pakendis.

21. veebruaril 2005 tutvustas Intel Pentium 4 EE protsessorit, mis põhineb Prescott 2M tuumal. See toodeti FC-LGA4 pakendis, mis oli ette nähtud paigaldamiseks LGA775 pistikuga emaplaatidele ja töötas sagedusel 3,733 GHz. Süsteemi siini sagedus oli 1066 MHz, toitepinge 1,4 V ja maksimaalne soojuseraldus 148,16 W.

Extreme Editioni perekonna edasiarenduseks olid kahetuumalised Pentium XE protsessorid.

Pentium 4-M ja mobiilne Pentium 4

Mobiilsed Pentium 4-M protsessorid olid Northwoodi tuumal põhinevad Pentium 4, millel oli madalam toitepinge ja soojuse hajumine ning mis toetasid ka energiasäästlikku Intel SpeedStep tehnoloogiat. Maksimaalset lubatud korpuse temperatuuri tõsteti võrreldes lauaarvuti protsessoritega ja see oli 100 ° C (Northwoodi tuumaga lauaarvuti protsessoritel - 68 kuni 75 ° C), mis oli tingitud sülearvuti töötingimustest (väike õhuruum ja radiaatori suurus , vähem tugev õhuvool).

Kõik Pentium 4-M protsessorid töötasid süsteemisiini kiirusel 400 MHz. Pentium 4-M protsessorite südamikupinge oli 1,3 V, maksimaalne soojuseraldus oli 48,78 W sagedusel 2,666 GHz, tüüpiline - 35 W, väikese võimsusega režiimis - 13,69 W. Pentium 4-M protsessorid töötasid sagedustel 1,4–2,666 GHz.

Mobiilsed Pentium 4 protsessorid olid Pentium 4 Northwoodi või Prescotti tuumadega ja töötasid kõrgemal taktsagedusel kui Pentium 4-M – 2,4–3,466 GHz. Mõned Mobile Pentium 4 protsessorid toetasid hüperkeermetehnoloogiat.

Kõik Mobile Pentium 4 protsessorid töötasid süsteemisiini sagedusega 533 MHz. Südamiku pinge oli 1,325–1,55 V, maksimaalne soojuseraldus oli 112 W sagedusel 3,466 GHz, tüüpiline - 59,8 kuni 88 W, väikese võimsusega režiimis - 34,06 kuni 53,68 W.

Turupositsioon

Pentium 4 Extreme Edition protsessorid olid "moeprotsessorid" ja nende protsessorite hulgimüügihind oli väljakuulutamise ajal alati 999 dollarit.

Vaatamata sellele, et aasta jooksul pärast Pentium 4 väljakuulutamist põhines Inteli müük jätkuvalt Pentium III protsessoritel (selle põhjuseks oli Pentium 4-l põhinevate süsteemide ülikõrge hind koos RDRAM-mäluga, mille jaoks oli enne Intel 845 kiipide komplekti väljaandmist 2001. aasta sügisel, hiljem tänu Inteli agressiivsele reklaami- ja turunduspoliitikale (sealhulgas allahindluste andmine arvutitootjatele ja jaemüügikettidele ainult Inteli toodete kasutamise ja müügi eest, samuti maksed keeldudes kasutamast konkurentide tooteid) koos Peamise konkurendi AMD ebaõnnestunud turunduspoliitika tõttu muutusid kasutajate seas populaarseks Pentium 4 protsessorid. Sellele aitas kaasa ka Pentium 4 protsessorite kõrgem taktsagedus (eelkõige konkurentide protsessorite kõrge taktsageduse ja ka "megahertsi müüdi" populaarsuse tõttu oli AMD sunnitud kehtestama jõudlusreitingu Athlon XP protsessorid, mis sageli eksitasid kogenematuid kasutajaid). AMD-l õnnestus aga Inteli mikroprotsessorite turul tõsiselt pigistada tänu edukatele toodetele - varajastele Athlon XP-le ja Athlon 64-le, mis olid jõudluse poolest paremad kui Pentium 4 protsessorid ja mille kulud olid madalamad. Nii õnnestus AMD-l aastatel 2000–2001 suurendada oma osa x86 protsessorite turul 18%-lt 22%-ni (Inteli osakaal vähenes 82,2%-lt 78,7%-le) ning pärast AMD-l 2002. aastal tekkinud probleemide lahendamist, mil tema turg. osakaal langes 14%-ni, 2003. aastast 2006. aastani - 26%-ni (Inteli osakaal on umbes 73%).

Võrdlus konkurentidega

Paralleelselt Pentium 4 perekonna protsessoritega eksisteerisid järgmised x86 protsessorid:

• Intel Pentium III-S (Tualatin). Mõeldud tööjaamadele ja serveritele. Vaatamata madalamale taktsagedusele edestasid nad enamikus ülesannetes Willamette'i tuumal põhinevaid Pentium 4 protsessoreid. Lisaks võivad Pentium III-S protsessorid erinevalt Pentium 4-st töötada kahe protsessoriga konfiguratsioonis. Intel tootis ka Tualatini tuumal põhinevaid Pentium III protsessoreid, mis erinesid Pentium III-S-st väiksema teise taseme vahemälu poolest. Neid mõlemaid protsessoreid laialdaselt ei kasutatud: need võeti kasutusele hiljem kui Pentium 4, mis olid tol ajal Inteli lipulaevad, ja olid oluliselt kallimad kui võrreldava jõudlusega Pentium 4.
• Intel Celeron (Tualatin). Need olid vähendatud süsteemisiini sagedusega Pentium III, mõeldud odavate süsteemide jaoks ja üldiselt madalama taktsageduse tõttu madalamad kui Pentium 4 protsessorid (vanem Celeroni mudel töötas sagedusel 1,4 GHz, samas kui noorem Pentium 4 mudel töötas 1,3 GHz) ja väikese mälu ribalaiusega (Celeroni protsessoritega süsteemid kasutasid tavaliselt PC133 SDRAM-mälu ja Pentium 4 protsessorid töötasid kõige sagedamini RDRAM- või DDR-SDRAM-mäluga) ja süsteemisiin (100 MHz versus 400 MHz). Ülekiirendatud Celeronite jõudlus oli võrreldav madalama hinnaga võrdse taktsagedusega Pentium 4-ga.
• Intel Celeron (Willamette-128 ja Northwood-128), Celeron D (Prescott-256 ja Cedar Mill-512). Need olid vähendatud süsteemisiini sagedusega ja teise taseme vahemälu suurusega Pentium 4, mis olid mõeldud odavate süsteemide jaoks ja jäid alati Pentium 4 protsessoritele alla. Mõnes ülesandes jäi Willamette-128 tuumal Celeron alla ka oma eelkäijatele (Celeron). Tualatini tuumal) oluliselt madalamate sagedustega.
• Intel Pentium M ja Celeron M. Need olid Pentium III protsessorite edasiarendus. Mõeldud mobiilsete arvutite jaoks, neil oli madal energiatarve ja soojuse tootmine. Pentium M edestas nii enamikku mobiilseid Pentium 4 M kui ka mõningaid lauaarvuti Pentium 4 protsessoreid, pakkudes samal ajal oluliselt madalamat taktsagedust ja soojuse hajumist. Celeron M protsessori jõudlus oli Pentium M-i lähedal, jäädes sellest veidi maha.
• Intel Pentium D (Presler, Smithfield). Kahetuumalised protsessorid, mis olid kaks Prescotti tuuma (Smithfieldi tuumal põhinevad protsessorid) või Cedar Mill (Presler), mis paiknesid kas samal kiibil (Smithfield) või samas pakendis (Presler). Enamikus ülesannetes edestas võrdse sagedusega Pentium 4. Pentium 4 protsessoritel oli aga suurem taktsagedus kui Pentium D-l (vanem Smithfieldi tuumaga Pentium D mudel töötas sagedusel 3,2 GHz ja vanem Pentium 4 mudel 3,8 GHz), mis võimaldas neil kahetuumalisi edestada. protsessorid ülesannetes, mis pole mitmelõime jaoks optimeeritud.
• AMD Athlon (Thunderbird). Nad võistlesid Willamette'i tuumal põhinevate Pentium 4 protsessoritega. Täiendavaid käsukomplekte SSE ja SSE2 kasutavates ülesannetes, mis nõuavad suurt mälu ribalaiust, aga ka NetBursti arhitektuuri jaoks optimeeritud rakendustes (andmevoogedastusega töötavad rakendused) jäid Athloni protsessorid alla Pentium 4 protsessoritele, kuid kontori- ja ärirakendustes 3D-modelleerimise ülesannetes, aga ka matemaatilistes arvutustes näitasid Athloni protsessorid suuremat jõudlust.
• AMD Athlon XP. Võisteldi peamiselt Northwoodi tuumal põhinevate Pentium 4 protsessoritega. Nende protsessorite mudelite nimed ei sisaldanud taktsagedust, vaid reitingut, mis näitab Athlon XP protsessorite jõudlust võrreldes Pentium 4-ga. Võrdse reitinguga Athlon XP-d jäid alla Pentium 4 protsessoritele optimeeritud rakendustes. NetBursti arhitektuur, mis nõudis SSE2 käskude või suure mälu ribalaiuse tuge, kuid ujukomaarvutustes ja optimeerimata rakendustes olid nad neist oluliselt ees. Vanem Pentium 4 edestas oma konkurenti enamikus rakendustes.
• AMD Athlon 64. Võisteldi peamiselt Prescotti tuumal põhinevate Pentium 4 protsessoritega. Nad olid neist ees paljudes ülesannetes (näiteks kontorirakendused, teaduslikud arvutused või mängud) tänu väiksemale latentsusele mäluga töötamisel (tänu sisseehitatud mälukontrollerile) ja tõhusamale matemaatilisele kaasprotsessorile Pentium 4 protsessoritele NetBursti arhitektuuri jaoks optimeeritud või mitme lõime toega (nt videokodeering) ülesannetes.
• AMD Athlon 64 FX. Võistleb Pentium 4 Extreme Edition protsessoritega. Nagu Athlon 64 ja Pentium 4 puhul, oli ka Athlon 64 FX konkurentidest ees tänu arhitektuurilistele omadustele, integreeritud mälukontrollerile või tõhusamale matemaatilisele kaasprotsessorile, mis on NetBursti arhitektuuri jaoks optimeeritud või mitme lõime toega ülesannetes neist madalam. .
• AMD Duron (Morgan ja Applebred). Need olid suunatud odavatele protsessorite turule ja konkureerisid Celeroni protsessoritega, jäädes üldiselt alla Pentium 4 protsessoritele, kuid mõnes rakenduses, mis polnud NetBursti arhitektuuri jaoks optimeeritud ega kasutanud SSE2 käsukomplekti, võisid need Pentiumit ületada. 4, millel oli oluliselt suurem taktsagedus.
• VIA C3 (Nehemija) ja VIA Eden. Mõeldud väikese võimsusega arvutitele ja sülearvutitele (C3 ja Eden-N) ning integreerimiseks emaplaatidele (Eden), neil oli madal jõudlus ja need jäid alla konkureerivatele protsessoritele.
• VIA C7. Nii nagu VIA C3 protsessorid, olid need mõeldud väikese energiatarbega arvutitele ja sülearvutitele. Nad jäid oma konkurentidest tõsiselt alla ja suutsid neist ees olla vaid krüpteerimisülesannetes (tänu riistvaratoele).
• Transmeta Efficeon. Mõeldud sülearvutitele, väikese energiatarbimise ja soojuse hajumisega. Need jäid enamikus ülesannetes alla AMD ja Inteli mobiilsetele protsessoritele, edestades VIA mobiilprotsessoreid.

Kõrgetel sagedustel töötavaid Pentium 4 protsessoreid iseloomustas suur energiatarve ja sellest tulenevalt ka soojuse tootmine. Pentium 4 tootmisprotsessorite maksimaalne taktsagedus oli 3,8 GHz, tüüpilise soojuse hajumisega üle 100 W ja maksimaalse soojuse hajumisega üle 150 W. Kuid Pentium 4 protsessorid olid ülekuumenemise eest paremini kaitstud kui konkureerivad protsessorid. Thermal Monitor, Pentium 4 protsessorite (ja ka järgnevate Inteli protsessorite) termokaitsetehnoloogia, põhineb kellasignaali modulatsioonimehhanismil. kella modulatsioon), mis võimaldab teil reguleerida tuuma efektiivset sagedust tühikäigutsüklite sisseviimisega - aeg-ajalt protsessori funktsionaalplokkide taktsignaali väljalülitamine ("takttsüklite vahelejätmine", "drossel"). Protsessori mudelist sõltuva kristalli lävitemperatuuri saavutamisel lülitub automaatselt sisse taktsignaali modulatsioonimehhanism, efektiivne sagedus väheneb (sel juhul saab selle languse määrata kas süsteemi aeglustades või kasutades spetsiaalset tarkvara, kuna tegelik sagedus jääb muutumatuks) ja temperatuuri kasv aeglustub. Juhul, kui temperatuur saavutab siiski maksimaalse lubatud taseme, lülitub süsteem välja. Lisaks oli hilisematel Pentium 4 protsessoritel (alates Prescott core versioonist E0), mis oli mõeldud Socket 775 pesasse paigaldamiseks, Thermal Monitor 2 tehnoloogia tugi, mis võimaldab vähendada temperatuure, vähendades tegelikku taktsagedust (allandades kordajat) ja tuuma. Pinge.

Ilmekas näide Pentium 4 protsessorite termokaitse tõhususest oli Thomas Pabsti 2001. aastal läbi viidud eksperiment. Selle katse eesmärk oli võrrelda Athlon 1,4 GHz, Athlon MP 1,2 GHz, Pentium III 1 GHz ja Pentium 4 2 GHz protsessorite soojuskaitse efektiivsust Willamette tuumal. Pärast töötavatelt protsessoritelt jahutite eemaldamist said Athlon MP ja Athlon protsessorid pöördumatuid termilisi kahjustusi ning Pentium III süsteem külmus, samas kui Pentium 4 süsteem ainult aeglustus. Vaatamata asjaolule, et katsetes simuleeritud jahutussüsteemi täieliku rikkega olukord (näiteks radiaatori kinnituse purunemise korral) on ebatõenäoline ja kui see juhtub, põhjustab see tõsisemaid tagajärgi (näiteks näiteks laienduskaartide või emaplaadi hävimine jahutusradiaatori kukkumise tagajärjel), sõltumata protsessori mudelist mõjutasid Thomas Pabsti eksperimendi tulemused negatiivselt konkureerivate AMD protsessorite populaarsust ja arvamus nende ebausaldusväärsuse kohta levis laialt ka pärast seda, kui Athlon 64 protsessorite väljalaskmine, millel oli eelkäijaga võrreldes tõhusam ülekuumenemiskaitsesüsteem. Lisaks tekitavad selles katses kahtlusi Inteli protsessorite temperatuurid, mis on võrdsed 29 ja 37 Celsiuse järgi - need on ju Inteli protsessorite töötemperatuurid nullprotsessori koormusega ja standardse jahutussüsteemi olemasolul. Radiaatori eemaldamisel käituvad nad muidugi erinevalt: kuumenevad kriitilise temperatuurini, rakendub termokaitse ja arvuti lülitub välja. Ja kui võtta arvesse, et Pentium 4 soojuse hajumine ei ole väiksem kui Athlonil, siis ei vähene ka probleemid, et AMD suitseb mõne sekundiga ja Intel töötab mõne sekundi pärast jahutussüsteemi eemaldamist. Lihtsalt Thomas Pabsti eksperiment näitas liialdatult Inteli protsessorite eeliseid ja AMD protsessorite puudusi termilise kaitse osas. See võis olla uute Inteli protsessorite reklaamimine, eriti arvestades tarbijate suhtumist varajastesse Pentium 4 protsessoritesse nende kõrge hinna ja kehva jõudluse tõttu.

Tänu NetBursti arhitektuurile, mis võimaldas protsessoritel töötada kõrgetel sagedustel, olid Pentium 4 protsessorid ülekiirendajate seas populaarsed. Näiteks Cedar Milli tuumal põhinevad protsessorid olid võimelised töötama sagedustel üle 7 GHz, kasutades äärmuslikku jahutust (tavaliselt kasutati klaasi vedelat lämmastikku) ja Northwoodi tuumal põhinevad nooremprotsessorid standardse süsteemisiini sagedusega 100 MHz töötas usaldusväärselt süsteemisiinide sagedussiinidel 133 MHz ja kõrgemal.

Tehnilised andmed

	Willamette	Northwood		Gallatin	Prescott		Prescott 2M	Seedriveski
	Töölaud	Töölaud	Mobiilne	Töölaud		Mobiilne	Töölaud
Kella sagedus
Tuumsagedus, GHz	1,3-2	1,6-3,4	1,4-3,2	3,2-3,466	2,4-3,8	2,8-3,333	2,8-3,8	3-3,6
FSB sagedus, MHz	400	400, 533, 800	400, 533	800, 1066	533, 800, 1066 ()			800
Põhiomadused
Juhiste komplekt	IA-32, MMX, SSE, SSE2				IA-32, EM64T (mõned mudelid), MMX, SSE, SSE2, SSE3
Registri laius	32/64 bitti (täisarv), 80 bitti (päris), 64 bitti (MMX), 128 bitti (SSE)
Konveieri sügavus	20 etappi (v.a juhiste dekooder)				31 etappi (v.a juhiste dekooder)
ShA biti sügavus	36-bitine				40 bitti
SD biti sügavus	64 bitine
Riistvaraandmete eellaadimine	Seal on
Kogus

Mõni päev pärast seda, kui AMD ametlikult avalikustas oma uusima Athlon64 FX-53 protsessori, otsustas Intel teatada Prescotti 3,4 GHz versiooni turuletoomisest, mis konkureerib pigem Athlon64-ga kui Athlon64 FX-53-ga, vaatamata samale vahemälu suurusele. .

Kuigi Inteli võiduajamise strateegia on seni olnud edukas, on Prescotti protsessori jaoks üha raskem jõuda, kuna see toimib halvasti võrreldes integreeritud mälukontrollerit kasutavate AMD kiipidega.

Jah, Intel vajab kiiret platvormi kõigi hinnaliste funktsioonidega, nagu Socket 775, PCI Express ja DDR2 mälu, kuid te ei saa enam loota protsessori taktsagedusele. See on õppetund, mida Intel on juba pidanud serveriturul õppima, kuna AMD kogub oma Opteroni perekonnale üha enam tuge. Ja Pentium 4 Prescott ei vasta kuigi hästi Inteli mainele, sest selle TDP on üle saja vatti – samas ei anna protsessor eelkäija Northwoodi ees mingeid käegakatsutavaid eeliseid.

Intel loomulikult loorberitele puhkama ei jää – täna on ettevõttel käimas Prescotti tuuma uue D0 steppingi kasutuselevõtt, mis võimaldab protsessoril saavutada kuni 4 GHz taktsagedusi – nagu on mainitud ettevõtte plaanid. Kuna mitte kõik Prescotti 3,4 GHz versioonid ei oma D0 sammu, otsustasime esitada tabeli, mis aitab eristada vanu ja uusi Prescotti protsessoreid.

Inteli sõnul võimaldab viimane samm tõsta taktsagedust tänu sisse viidud energiatarbimise optimeerimisele. Uue protsessori termopakett pole aga muutunud ja püsib maksimaalselt 103 W juures. Kuigi protsessor näib olevat 3,2 GHz versiooniga võrreldes parem, on selle soojusväljund taktsagedusega siiski mõnevõrra ebaproportsionaalne. Igal juhul peaksite ostmisel olema valmis protsessori suureks soojuse hajutamiseks.

CPU-Z tuvastab õigesti uue Pentium 4 protsessori: Model 3, Stepping 3 (CPUID 0F34h). Meie ees on vana astmeline C0.

Uus protsessor läheb veidi kuumaks.

Pentium 4: mudelite ülevaade

Nagu te ilmselt teate, on Pentium 4 Prescott kolmanda põlvkonna Pentium 4 tuum. Esimene, koodnimega Willamette, saavutas märkimisväärse populaarsuse tänu oma suuremale jõudlusele võrreldes Pentium III Tualatiniga, tarbides samal ajal palju rohkem energiat.

Teise põlvkonna südamik, nimega Northwood, valmistati 130-nm protsessitehnoloogia abil - täna võib seda nimetada endiselt parimaks Pentium 4 tuumaks, kuna protsessor pakub korralikku jõudlust ja head kiirendamisvõimalust. Oleme juba suutnud panna mitu Northwoodi protsessorit töötama sagedustel üle 4 GHz – ja tavaliste jahutitega.

Tänapäeval on turul suur hulk Pentium 4 protsessoreid, mis põhinevad Northwoodi või Prescotti tuumadel. Kellasagedused algavad täna 2,4 GHz ja lõpevad 3,4 GHz ning selles vahemikus saab tarbija valida 20 erinevat mudelit. Et aidata teil paremini mõista olukorda Pentium 4 protsessoritega, oleme koondanud kõik mudelid lühikesesse tabelisse:

Protsessor	FSB	Tuumsagedus	Tuum	HT
Pentium 4	400 MHz	2,0, 2,2, 2,4, 2,6 GHz	Northwood	Ei
Pentium 4B	533 MHz	2,4 GHz	Northwood	Ei
Pentium 4	533 MHz	2,26, 2,53, 2,66, 2,8 GHz	Northwood	Ei
Pentium 4	533 MHz	3,06 GHz	Northwood	Jah
Pentium 4 C	800 MHz	2,4, 2,6, 2,8 GHz	Northwood	Jah
Pentium 4	800 MHz	3,0, 3,2, 3,4 GHz	Northwood	Jah
Pentium 4A	533 MHz	2,8 GHz	Prescott	Ei
Pentium 4E	800 MHz	2,8, 3,0, 3,2, 3,4 GHz	Prescott	Jah

Mida kaugemal on täht tähestikus, seda parema protsessori saate. See kehtib aga ainult kahe erineva sama taktsagedusega mudeli võrdlemisel – näiteks Pentium 4 sagedusel 2,4 GHz ja FSB400 versus Pentium 4 B sagedusel 2,4 GHz ja FSB533. Pentium 4 C töötab FSB800 peal ja toetab Hyper-Threadingut. Ainus erand on Pentium 4 3,06 GHz, mis töötab FSB533-l – ja on esimene protsessor, mis toetab hüperkeermetöötlust. Täht E tähistab Prescotti mudeleid, millel on 1 MB L2 vahemälu, samas kui selle tuuma FSB533-ga versioonid on tähistatud tähega A.

Intel tutvustab mudelinumbreid

Põhjuseid, miks on parem kasutada kella kiiruste asemel mudelinumbreid, on palju. Esiteks võib arv võtta arvesse paljusid tehnoloogilisi üksikasju, FSB tüüpi, vahemälu suurust, sagedust või lisafunktsioone - Hyper-Threading jne. Teiseks ei teki segadust ühesuguse taktsagedusega protsessorite erinevate versioonide vahel – mille tulemusena valib tavaostja hõlpsalt kiireima protsessori. Kolmandaks on tööstuses palju näiteid mudelinumbrite edukast kasutamisest – näiteks AMD Opteron 14x, 24x ja 84x perekonnaga. Numbri esimene number näitab protsessorite arvu tuge: 1 - ühe protsessori jaoks, 2 - kahe protsessoriga süsteemide jaoks jne. X-arv võib olla 2, 4, 6 ja 8 – see näitab sagedusi 1,6, 1,8, 2,0 ja 2,2 GHz.

Lõpuks peame mõtlema Intel Pentium M protsessoritele, seda enam, et peagi on saadaval uus versioon 90nm protsessitehnoloogiaga (Dothan). Kuna see kiip on suurenenud taktsageduse tõttu märkimisväärselt kiirem kui Banias, on Intelil väga raske osta 3 GHz Prescotti lauaarvuti protsessorit, mis on mõnes rakenduses aeglasem kui 2,0 GHz Dothan.

Meie allikate sõnul peaksid taktsagedused Inteli protsessorite nimedest täielikult kaduma. Kuna saadaolevate protsessorimudelite hulk tõenäoliselt ei vähene, tundub selline samm meile üsna loogiline. Tulevane protsessorite nimetamise süsteem näeb välja umbes selline: Pentium 4 protsessor saab täiendust numbriga 5xx ja Celeroni rida numbriga Celeron 3xx.

	Mobiilsed protsessorid	Lauaarvuti protsessorid
Tootlik turusegment	Pentium M 755 (2,0 GHz) Pentium M 745 (1,8 GHz) Pentium M 735 (1,7 GHz) Pentium M 725 (1,6 GHz) Pentium M 715 (1,5 GHz)	Pentium 4 Extreme Edition
Massituru segment	Pentium 4 mobiilne	Pentium 4 560 (3,6 GHz) Pentium 4 550 (3,4 GHz) Pentium 4 540 (3,2 GHz) Pentium 4 530 (3,0 GHz) Pentium 4 520 (2,8 GHz)
"Eelarve" turusegment	Celeron M 340 (1,5 GHz) Celeron M 330 (1,4 GHz) Celeron M 320 (1,3 GHz)	Celeron D 340 (2,93 GHz) Celeron D 330 (2,8 GHz) Celeron D 320 (2,66 GHz) Celeron D 310 (2,53 GHz)

Müügi alguse ajal võimaldasid Intel Pentium 4 seeria protsessorilahendused luua kõige produktiivsemaid lauaarvutisüsteeme. 8 aasta pärast vananes see kiipide perekond ja selle tootmine lõpetati. Selles materjalis käsitletakse seda legendaarset protsessorivalikut.

Protsessori positsioneerimine

Päris müügi alguses kuulusid need protsessorid kiireimate lahenduste hulka. Sellisele kuuluvusele viitasid NetBursti pooljuhtkristalli tollal arenenud arhitektuur, oluliselt suurenenud taktsagedused ja muud oluliselt paranenud tehnilised omadused. Tänu sellele said neil põhinevate personaalarvutite omanikud lahendada mis tahes keerukusega probleeme. Ainus valdkond, kus neid kiipe ei kasutatud, olid serverid. Need suure jõudlusega arvutid kasutasid XEON-seeria protsessorilahendusi. Samuti pole täiesti õigustatud Intel Pentium 4 kasutamine kontoriarvutites. Sellise kiibi tuumad ei olnud antud juhul täielikult laetud ja majanduslikust seisukohast oli see lähenemine täiesti põhjendamatu. Selle niši jaoks tootis Intel vähem tootlikke ja soodsamaid Celeroni seeria protsessoreid.

Varustus

Intel Pentium 4 protsessorit võis leida kahes tüüpilises tarnevõimaluses. Üks neist oli suunatud süsteemiüksuste kokkupanemisele spetsialiseerunud väikeettevõtetele. Selline tarnevõimalus sobis ka personaalarvutite kodukoostajale. Hinnakirjades oli see tähis BOX ja tootja lisas sellesse:

Kiip on läbipaistvast plastikust kaitsvas pakendis.

Patenteeritud soojuse hajutamise süsteem, mis koosnes spetsiaalsest termopastast ja jahutist.

Garantiitunnistus.

Lühike juhend protsessorilahenduse eesmärgi ja kasutamise kohta.

Kiibimudeli logoga kleebis süsteemiüksuse esipaneelile.

Teine tarnevõimalus oli arvutikomponentide kataloogides tähistatud TRAILiga. Sel juhul jäeti jahutussüsteem tarnenimekirjast välja ja see tuli juurde osta. Seda tüüpi konfiguratsioon sobis kõige optimaalsemalt suurtele personaalarvutite kokkupanijatele. Suure müüdava tootemahu tõttu said nad endale lubada jahutussüsteemide ostmist madalamate hulgihindadega ning selline lähenemine oli majanduslikust seisukohast õigustatud. Samuti oli see tarnevõimalus suur nõudlus arvutihuviliste seas, kes ostsid jahutite täiustatud modifikatsioone ja see võimaldas sellist protsessorit veelgi paremini kiirendada.

Protsessori pesad

Intel Pentium 4 protsessori saab installida ühte kolmest tüüpi protsessoripesast:

Esimene pistik ilmus 2000. aastal ja oli kasutusel 2001. aasta lõpuni. Seejärel asendati see PGA478-ga, mis kuni 2004. aastani oli Inteli toodete loendis juhtpositsioonil. Viimane LGA775 pistikupesa ilmus poelettidele 2004. aastal. 2008. aastal asendati see LGA1156-ga, mille eesmärk oli kasutada arenenuma arhitektuuriga kiipe.

Pistikupesa 423. Toetatud kiibipered

1999. aasta lõpus - 2000. aasta alguses Inteli ja AMD esindatud protsessoritootjad laiendasid pidevalt pakutavate kiipide nimekirja. Vaid teisel ettevõttel oli reserviga arvutusplatvorm, mis põhines PGA462 pesal. Intel aga “pressis PGA370 protsessoripesast välja kõik, mis sel ajal võimalik oli” ja see pidi arvutitehnoloogia turule midagi uut pakkuma. Sellest uuest kiibist sai 2000. aastal kõnealune uuendatud protsessoripesaga kiip. Intel Pentium 4 debüteeris samaaegselt PGA423 platvormi väljakuulutamisega. Protsessorite käivitussageduseks määrati sel juhul 1,3 GHz ja selle kõrgeim väärtus ulatus 2,0 GHz-ni. Kõik CPU-d kuulusid antud juhul Willamette'i perekonda ja olid toodetud 190 nm tehnoloogia abil. Süsteemi siini sagedus oli võrdne tegeliku 100 MHz-ga ja selle efektiivne väärtus oli 400 MHz.

Protsessori pesa PGA478. CPU mudelid

Aasta hiljem, 2001. aastal, ilmusid uuendatud Intel Pentium 4 protsessorid Socket 478 on nende installimiseks mõeldud pistik. Nagu varem märgitud, oli see pistikupesa asjakohane kuni 2004. aastani. Esimene protsessorite perekond, mida sellesse installida sai, oli Willamette. Nende kõrgeimaks sageduse väärtuseks määrati 2,0 GHz ja algväärtuseks 1,3 GHz. Nende protsessitehnoloogia vastas 190 nm-le. Seejärel tuli müüki Northwoodi protsessoriperekond. Mõnede mudelite efektiivset sagedust suurendati sel juhul 400 MHz-lt 533 MHz-ni. Kiipide sagedus võiks olla vahemikus 2,6 GHz kuni 3,4 GHz. Selle mudelivaliku kiipide peamine uuendus on HyperTrading virtuaalse multitegumtöötlustehnoloogia toe ilmumine. Just tema abiga töödeldi ühel füüsilisel tuumal korraga kahte programmikoodi voogu. Testitulemuste järgi saadi jõudluse kasv 15 protsenti. Järgmise põlvkonna Pentium 4 kiibid kandsid koodnime Prescott. Peamised erinevused eelkäijatest olid sel juhul täiustatud tehnoloogiline protsess, teise taseme vahemälu suurendamine ja taktsageduse suurendamine 800 MHz-ni. Samal ajal säilitati HyperTradingu tugi ja maksimaalne taktsagedus ei tõusnud - 3,4 GHz. Lõpetuseks tuleb märkida, et PGA478 platvorm oli viimane arvutusplatvorm, mis ei toetanud 64-bitiseid lahendusi ja suutis käitada ainult 32-bitist programmikoodi. Veelgi enam, see kehtib nii emaplaatide kui ka Intel Pentium 4 protsessorilahenduste kohta. Sellistel komponentidel põhinevate arvutite omadused on täiesti vananenud.

Pentium 4 platvormi viimane etapp LGA775 kiipide paigaldamiseks

2006. aastal hakkasid protsessorite tootjad aktiivselt üle minema 64-bitisele andmetöötlusele. Just sel põhjusel läks Intel Pentium 4 üle uuele platvormile, mis põhineb LGA775 pesal. Selle esimese põlvkonna protsessoriseadmeid kutsuti täpselt samamoodi nagu PGA478 jaoks - Prescott. Nende tehnilised näitajad olid identsed eelmiste kiibimudelitega. Peamine erinevus on maksimaalse taktsageduse tõus, mis sel juhul võib ulatuda juba 3,8 GHz-ni. CPU-de viimane põlvkond oli Cedar Mill. Antud juhul on maksimaalne sagedus langenud 3,6 GHz-ni, kuid protsessitehnoloogia on paranenud ja energiatõhusus paranenud. Erinevalt eelmistest platvormidest liikus Pentium 4 LGA775 raames sujuvalt kesk- ja premium-taseme lahenduste segmendist eelarveklassi protsessorseadmete nišši. Selle asemele tulid Pentium 2 seeria kiibid, millel oli juba kaks füüsilist tuuma.

Testid. Võrdlus konkurentidega

Mõnel juhul võib Intel Pentium 4 näidata üsna häid tulemusi. See protsessor sobib suurepäraselt ühe lõime jaoks optimeeritud programmikoodi täitmiseks. Sel juhul on tulemused võrreldavad isegi praeguste kesktaseme protsessoritega. Muidugi pole selliseid programme praegu nii palju, kuid need on endiselt olemas. See protsessor on võimeline konkureerima ka kontorirakenduste praeguste lipulaevadega. Muudel juhtudel ei saa see kiip näidata vastuvõetavat jõudluse taset. Katsetulemused antakse selle perekonna ühe uusima esindaja "Pentium 4 631" kohta. Selle konkurendid on Inteli Pentium D 805, Celeron E1400, E3200 ja G460 protsessorid. AMD tooteid esindab E-350. DDR3 RAM-i maht on 8 GB. See arvutisüsteem on varustatud ka GeForce GTX 570 adapteriga, millel on 1 GB videomälu. 3D-pakettides Maya, Creo Elements ja Solid Works praegustes 2011. aasta versioonides näitab kõnealune Pentium 4 mudel üsna häid tulemusi. Nende 3 tarkvarapaketi testitulemuste põhjal arvutati saja punkti skaalal keskmine hinne ja tugevused jaotati järgmiselt:

Pentium 4 631 kaotab arenenuma arhitektuuri ja suurema taktsagedusega protsessoritele G460 ja E3200, millel on 2 füüsilist tuuma. Kuid samal ajal edestab see sarnase arhitektuuriga täisväärtuslikku kahetuumalist D 805 mudelit. E-350 ja E1400 tulemused olid etteaimatavad. Esimene kiip on mõeldud arvutite kokkupanemiseks, mille puhul on esiplaanil voolutarve, teine ​​kiip on aga mõeldud kontorisüsteemidele. Meediumifailide kodeerimisel Lame, Apple Lossless, Nero AAC ja Ogg Vorbis on jõudude jaotus täiesti erinev. Sel juhul tuleb esiplaanile südamike arv. Mida rohkem neid on, seda paremini ülesannet täidetakse. Jällegi jaotati keskmisel sajapunktisel skaalal jõud järgmiselt:

Isegi E-350, mille prioriteet on energiatõhusus, edestab Pentium 4 mudelit 631. Pooljuhtkristalli täiustatud arhitektuur ja 2 südamiku olemasolu annavad endiselt tunda. Pilt muutub, kui testida protsessoreid WinRAR-is ja 7-Zip-i arhiivides. Kiipide tulemused samal skaalal jaotati järgmiselt:

Selles testis mõjutavad lõpptulemust paljud tegurid. See on arhitektuur, see on vahemälu suurus, see on taktsagedus, see on tuumade arv. Selle tulemusel osutus testitud Pentium 4 631 tüüpiliseks keskmiseks. Võrdlussüsteem, mille jõudlus vastas 100 punktile, põhines AMD Athlon II X4 CPU mudelil 620.

Ülekiirendamine

Intel Pentium 4 saavutas muljetavaldava jõudluse kasvu. Nende protsessoriseadmete kiirendamine võimaldas täiustatud õhkjahutussüsteemiga saavutada 3,9–4,0 GHz taktsagedusi. Kui asendada õhkjahutus lämmastikupõhise vedeljahutusega, siis võid üsnagi loota 4,1-4,2 GHz väärtuse vallutamisele. Enne kiirendamist peab arvutisüsteem olema varustatud järgmisega:

Toiteallikas peab olema vähemalt 600 W.

Arvutisse peab olema paigaldatud täiustatud emaplaadi mudel, millel on võimalik erinevaid parameetreid sujuvalt reguleerida.

Lisaks põhijahutile peaks süsteemiploki protsessoril olema täiendavad 2-3 ventilaatorit, et soojust paremini hajutada.

Nende kiipide sageduskordaja blokeeriti. Seetõttu on võimatu arvutit kiirendada lihtsalt selle väärtust tõstes. Seetõttu on ainus viis jõudlust suurendada süsteemi siini taktsageduse tegeliku väärtuse suurendamine. Kiirenduse järjekord on sel juhul järgmine:

Kõigi arvutikomponentide sagedusi vähendatakse. Ainult süsteemisiin ei sisaldu selles loendis.

Järgmises etapis suurendame viimase töösagedust.

Pärast iga sellist sammu on vaja spetsiaalse rakendustarkvara abil kontrollida arvuti stabiilsust.

Kui lihtsalt sageduse suurendamisest enam ei piisa, hakkame protsessori pinget suurendama. Selle maksimaalne väärtus on 1,35–1,38 V.

Pärast kõrgeima pinge väärtuse saavutamist ei saa kiibi sagedust suurendada. See on arvutisüsteemi maksimaalse jõudluse režiim.

Näiteks on Pentium 4 protsessori mudel 630. Selle algussagedus on 3 GHz. Süsteemi siini nominaalne taktsagedus on sel juhul 200 MHz. Viimase väärtust saab tõsta õhkjahutusega kuni 280-290 MHz. Selle tulemusel töötab protsessor juba sagedusel 4,0 GHz. See tähendab, et tootlikkuse kasv on 25 protsenti.

Asjakohasus täna

Tänaseks on kõik Intel Pentium 4 protsessorid täiesti aegunud. Nende töötemperatuur, energiatarve, tehnoloogiline protsess, kellasagedused, vahemälu suurus ja korraldus, adresseeritava RAM-i hulk – see ei ole täielik loetelu omadustest, mis näitavad, et see pooljuht. lahendus on vananenud. Sellise kiibi võimalused on piisavad ainult kõige lihtsamate probleemide lahendamiseks. Seetõttu peavad selliste arvutisüsteemide omanikud neid kiiresti värskendama.

Hind

Kuigi kõnealuste protsessorite tootmine lõpetati 2008. aastal, saab neid siiski laost uuena osta. Tuleb märkida, et LGA775 versioonis ja NT-tehnoloogia toega saate osta Intel Pentium 4 kiipe. Nende hind jääb vahemikku 1300-1500 rubla. Kontorisüsteemide jaoks on see täiesti adekvaatne kulutase. Kasutusel olnud protsessorilahendusi võib leida erinevatelt interneti kauplemisplatvormidelt. Hind sel juhul algab 150-200 rubla. Täielikult kokkupandud kasutatud personaalarvutit saab osta hinnaga 1500 rubla.

Seda tüüpi protsessoreid ostavad peamiselt innukad mängijad ja entusiastid, kuna nende hinnad on üsna kõrged.

Nagu konkureerivate ettevõtetega sageli juhtub, niipea kui üks neist üritab välja kuulutada järgmist vapustavat uut toodet, püüab teine ​​kindlasti võiduhetke peatada, kuulutades välja mõne oma toote. Ilmekas näide on siin ATI ja NVIDIA. Tundub, et see on kõik, mida nad teevad. Kas ilmub uus veidi täiendatud videokaart, siis uus draiveripakett jne.

Intel kavatseb samamoodi AMD puhkust rikkuda, kuid esitledes mitte Prescotti, vaid sedasama Pentium 4 Northwoodi, kuid kiiremat, kuigi sellel on täpselt sama taktsagedus kui tavalisel 3,2 GHz Northwoodil. Proovime välja mõelda, mille poolest uus Inteli protsessor erineb ja millised eelised sellel teiste ees on.

Inspektsioon mis tahes uurimistöös on kõige lihtsam meetod erinevuste tuvastamiseks (leia kümme erinevust:-). Seega soovitame vaadata, mida Intel nimetab Extreme Editioniks – Extreme Editioniks.

Nagu näete, ei saa te sellest palju teavet. Vasakul on Pentium 4 3,2 GHz protsessori prototüüp ja paremal Extreme Edition.

Tagakülge vaadates võib märgata mõningaid erinevusi. Parempoolsel Extreme Editionil on rohkem kondensaatoreid kui tavalisel Northwoodil. Ilmselgelt jääb jalgade arv täpselt samaks, kuna see sobib Socket-478-sse ilma probleemideta. Siiani olulisi erinevusi pole, otsime neid sügavamalt.

Mõlemad protsessorid on prototüübid, kuid EE-l, mille üksikasjad on nüüd vasakul näidatud, on erinevalt tavalisest Northwoodist 2 MB kolmanda taseme vahemälu. Täiendav uurimine ei näidanud muid erinevusi kahe protsessori vahel.

Miks suurendada vahemälu?

Kiibi vahemälu suuruse suurenemise peamine põhjus võib olla see, et tänapäevaste protsessorite vahemälu töötab protsessori enda kiirusega. Nagu olete ehk märganud, ei ole protsessori sagedus antud juhul väiksem kui 3200 MHz. Suurem vahemälu maht võimaldab protsessoril hoida suuremaid koodiosasid täitmiseks valmis. See protsessori arhitektuur on keskendunud protsessori andmete ootamise tühikäiguga seotud latentsusaja vähendamisele. Mängud kasutavad suuri kooditükke, mis tuleb süsteemimälust tõmmata, kui protsessor seda nõuab. Andmete mälust protsessorisse ülekandmiseks kuluva aja lühendamine on usaldusväärne meetod mälumahukate rakenduste jõudluse suurendamiseks. 3. taseme vahemälu latentsusaeg on veidi kõrgem kui 1. ja 2. tasemel, see on üsna loomulik. Kuigi see on aeglasem, on see siiski oluliselt kiirem kui tavamälu. Kõik rakendused ei saa kasu suuremast vahemälu suurusest või kiirusest. See sõltub suuresti rakenduse olemusest. Kuna Intel sihib seda protsessorit peamiselt mänguturule, peaksime eeldama, et see näitab märkimisväärset eelist tavalise 3,2 GHz protsessori ees.

Kui suur kiibisisene vahemälu on hea, siis mis hoidis Inteli sellest strateegiast minevikus tagasi? Lihtne vastus on sellise lahenduse kõrge hind. Vahemälu ruumi reserveerimine on väga kulukas. Standardne 3,2 GHz Northwood sisaldab 55 miljonit transistorit. Lisades 2048 KB L3 vahemälu, suurendab Intel transistoride arvu 167 miljonini. Lihtne matemaatiline arvutus näitab, et EE on üks kallimaid protsessoreid. Kuid algus on tehtud ja tõenäoliselt järgneb sellele protsessorile terve rida ekstreemseid mudeleid.

Testimise aeg on käes

Siin on testimise aluseks oleva süsteemi peamised parameetrid ja selles osalenud protsessorid.

• Intel Pentium 4 3,2 GHz Extreme Edition ES 800FSB protsessor (12x–28x)
• Intel Pentium 4 3,2 GHz ES 800FSB protsessor (12x–16x)
• AMD Athlon 64 FX-51 protsessor (2,2 GHz) RAM (DDR400, kahe kanaliga)
• AMD Athlon 64 3200+ (2,0 GHz) RAM (DDR400, üks kanal)
• AMD Barton XP3200+ S462 protsessor (2200MHz / 200FSB)
• EPoX 4PDA2+ i865PE Springdale PAT-laadse BIOS-iga (15/08/03) mõlema Inteli protsessori jaoks
• ASUS SK8N nForce3 Pro150 Athlon 64 FX-51 jaoks
• EPoX 8HDA3+ VIA K8T800 AMD Athlon 64 3200+ jaoks
• EPoX 8RDA3G nForce2 Ultra 400 XP3200+ Bartoni jaoks

Muud komponendid

• ATI Radeon 9800 Pro (380/340)
• 2 x 256 MB Corsair XMS3500C2, 2-6-2-2 @ DDR400 nii P4, VIA K8T800 (SC) kui ka nForce2 emaplaatide jaoks.
• 2 x 512 MB Legacy Electronics DDR400 ECC / registreeritud 2,5-3-3-10
• Liteon 16x DVD
• Samcheer 420w toiteallikas
• Monitor Samsung 181T TFT
• AMD viite S940/754 jahuti
• Akasa Silver Mountain jahuti
• Thermaltake AX478 jahuti 25CFM ventilaatoriga

Tarkvara

• Windows XP Professional hoolduspakett SP1
• DirectX9.0a
• NVIDIA nForce 3 3.43 draiverid kiibistiku jaoks
• Intel 5.00.1012 draiverid kiibistiku jaoks
• NVIDIA nForce 2.45 draiverid
• VIA Hyperion 4.49v2 draiverid
• ATI CATALYST 3.7 draiverid ja juhtpaneel (6378s)
• ScienceMark 2.0
• Pifast v41
• LAME v3.92 MP3
• HEXUS SETI etalon 0,417AR WU
• Realstorm Raytracingi etalon v1.10 320x180x32
• WinRAR 3.20
• Kribi etalon v1.19
• 3DMark 2001SE v330
• UT2003 (järg 2225)
• X2: oht – jooksev demo
• Comanche 4 etalon
• Tõsine Sam 2: Sierra De Chiapase demo.
• Quake 3 v1.30 peakorter

Märkmed

EE protsessorile vastanduvad kolm parimat AMD protsessorit ja Inteli 3,2 GHz Northwood. Protsessor töötab standardrežiimis 3,2 GHz / 200 FSB (800 MHz QDR) ja kiirendatud sagedusele 3,6 GHz / 200 FSB (18x kordaja). 3,6 GHz taktsagedusel töötas protsessor standardpingel ja üsna vaikse õhkjahutusega. Teste viidi läbi kolm korda (SETI üks) ja kui tulemustes oli lahknevusi, jäeti kõrgeim ja madalaim punktisumma kõrvale. Kui ekraani eraldusvõimet, värvisügavust ja värskendussagedust eraldi ei täpsustata, siis eeldatakse järgmisi parameetreid: 1024x768x32 85 Hz.

Kõikide protsessorite peamised omadused on toodud tabelis:

Protsessor	Pentium 4 3,2 GHz EE	Pentium 4 3,2 GHz	AMD Athlon FX-51	AMD Athlon 64 3200+	AMD Barton XP3200+
Kella sagedus	3200 MHz	3200 MHz	2200 MHz	2000 MHz	2200 MHz
L1 vahemälu	20 KB	20 KB	128 KB	128 KB	128 KB
L2 vahemälu	512 KB	512 KB	1024 KB	1024 KB	512 KB
L3 vahemälu	2048 kb	-	-	-	-
Mälu ribalaius	6,4 GB/s	6,4 GB/s	6,4 GB/s	3,2 GB/s	6,4 GB/s
FSB	800 MHz	800 MHz	Tuumsagedus	Tuumsagedus	400 MHz
Substraadi pindala	231 mm 2	131 mm 2	193 mm 2	193 mm 2	101 mm 2
Transistoride arv	167 miljonit	55 miljonit	105,9 miljonit	105,9 miljonit?	54 miljonit
Tootmisprotsess	0,13 mikronit	0,13 mikronit	0,13 mikronit SOI	0,13 mikronit SOI	0,13 mikronit
OS-i biti suurus	32-bitine	32-bitine	32/64 bitti	32/64 bitti	32-bitine
Pinge	1,525/1,55 V	1,525/1,55 V	1,525-1,55 V	1,525-1,55 V	1,65 V
Kontaktide arv	478	478	940	754	462

Oleme välja jätnud igasuguse hüperkeermenduse toe, kuna selle tehnoloogia tõhusus sõltub suuresti täidetavatest ülesannetest.

Liigume edasi testimise juurde

ScienceMark 2.0 pakub ribalaiuse ja latentsuse põhjalikku analüüsi. Need on täpselt need kaks näitajat, mis aitavad EE-l näidata oma erinevust teistest protsessoritest. Testisime EE-d kahes režiimis: 3,2 GHz ja 3,6 GHz.

MB, rohkem on parem
A64 FX-51, 5479
3,6 GHz EE, 4258
3,2 GHz EE, 4195
3,2 GHz, 4102
A64 3200+, 2922
XP3200+, 2817

Mälu ribalaiuse mõõtmine nõuab vahemälu võimaluste demonstreerimist. EE toimis hästi – pisut kiirem kui tavaline 3,2 GHz ja astme võrra madalam kui Athlon 64 FX-51 muljetavaldav jõudlus.

ScienceMark 2.0 mälule juurdepääsu kiirus 4 MB/512 B ns, vähem on parem
A64 3200+, 53
A64 FX-51, 57
3,6 GHz EE, 65
3,2 GHz EE, 73
3,2 GHz, 84
XP3200+, 94

Latentsusaeg on võib-olla olulisem toimivusmõõdik. Lisaks võimaldas valitud andmeploki suurus 4 MB vähendada suurenenud EE vahemälu mõju tulemustele. See osutub taas kiiremaks kui tavaline P4 ja isegi kiirem kõrgemate taktsageduste korral. Kuid Athlon 64 primaarsust sellegipoolest ei rikuta.

Pifast on tagasihoidlik test väiksema latentsusaja või suurema ribalaiuse jaoks.

Pifast
3,6 GHz EE, 53,69
A64 FX-51, 55,72
3,2 GHz EE, 59,57
3,2 GHz, 61,48
XP3200+, 63,31
A64 3200+, 64,17

EE edestab standardset Pentium 4 3,2 GHz peaaegu 2 sekundiga ja 3,6 GHz-ni kiirendades tõuseb EE liidriks. Kuid tuleb märkida, et selleks on vaja kõrgemat taktsagedust, hoolimata asjaolust, et Athlon FX-51 töötab sagedusel 2,2 GHz.

Teisendage WAV MP3-ks aeg sekundites, vähem on parem
3,6 GHz EE, 147
3,2 GHz EE, 165
3,2 GHz, 165
A64 FX-51, 181
XP3200+, 183
A64 3200+, 200

Kõrgem taktsagedus tagab EE paremuse. Täiendav vahemälu ei mängi siin üldse suurt rolli. See on see, millest me eespool rääkisime. Vahemälu mahtu suurendades ei suurene tavarakenduste jõudlus oluliselt. Peamised eelised on märgatavad arvutusülesannetes.

SETI aeg h:m:s formaadis, vähem on parem
3,6 GHz EE, 1:39:32
A64 FX-51, 1:46:35
3,2 GHz EE, 1:51:34
A64 3200+, 1:58:29
3,2 GHz, 2:07:20
XP3200+, 2:10:55

SETI tulemused on väga erinevad. Laadige suur vahemälu suure andmemahuga ja näete, kuidas EE edestab standardset Pentium 4 enam kui 15 minutiga, töötades samal ajal standardsagedusel täpselt sama standardse andmeplokiga 0.417AR. EE märkimisväärne paremus selles testis tuleneb selle madalast latentsusest sisseehitatud vahemäluga töötamisel. Tööaeg 3,6 GHz režiimis on kiireim, mida selles testis näinud oleme. (1:39:32)

Kribi Bench v1.19, Jetshadow, realistlik FPS, rohkem on parem
3,6 GHz EE, 10,33
3,2 GHz EE, 9,4
3,2 GHz, 8,559
A64 FX-51, 6,72
A64 3200+, 6,01
XP3200+, 5,1

Järgmine Kribi test on tarkvara renderdamise testsüsteem firmalt Adept Development. Testimisprogrammi saab selle lingi abil ümber kirjutada. Test loob mudeleid, mis sisaldavad kuni 16,7 miljardit hulknurka. Testimiseks valisime realistlikus režiimis sisseehitatud JetShadow mudeli. SSE juurutamine ja Hyper-Threadingu tugi näitab, et see test on rohkem eelsoodumus Inteli kui AMD protsessoritele (tulemused räägivad selle kohta palju). Täiendav vahemälu mõjutas sel juhul tulemust oluliselt.

FPS, rohkem on parem
A64 FX-51, 59,73
A64 3200+, 53,47
XP3200+, 50,69
3,6 GHz EE, 46,74
3,2 GHz EE, 41,91
3,2 GHz, 41,02

WinRAR 3.2, 168 MB/38 faili/Best/4096 KB aeg sekundites, vähem on parem
A64 FX-51, 126
3,6 GHz EE, 130
3,2 GHz EE, 145
3,2 GHz, 146
A64 3200+, 180
XP3200+, 210

Järgmiseks testiks valiti populaarne arhiveerija WinRAR 3.20. Vaja oli luua arhiiv 38 erineva suurusega failist alates 1 KB kuni 50 MB. Ülekiirendatud EE toimis hästi, kuid sellel polnud siiski piisavalt jõudu, et Athlon 64 FX-51 võita. See pilt kinnitab meie ootusi ja enamiku mänguväliste testide tulemusi. EE osutub teatud tingimustes märgatavalt kiiremaks kui tema tavapärane vaste. Võib-olla muudavad mängutestid saadud pilti.

Alustame 3DMark 2001SE-ga. Suured andmekogumid ja mälu ribalaius peaksid andma EE-le juhtpositsiooni.

Realstorm Raytracing 320x180x32, peegeldused ja varjud FPS, rohkem on parem
A64 FX-51, 59,73
A64 3200+, 53,47
XP3200+, 50,69
3,6 GHz EE, 46,74
3,2 GHz EE, 41,91
3,2 GHz, 41,02

Realstorm Raytracingi testi tulemused näitavad, et see eelistab AMD protsessoreid. Isegi siinsed 3,6 GHz EE tulemused jätavad soovida.

3DMark 2001SE v330 rohkem on parem
3,6 GHz EE, 20924
3,2 GHz EE, 20097
A64 FX-51, 20079
A64 3200+, 19527
3,2 GHz, 19106
XP3200+, 18136

Ja nii see juhtus, EE protsessor edestab standardset peaaegu tuhande tavapärase "papagoi" võrra. Ülekiirendatud versioon näitas parimat tulemust, jõudes peaaegu 21 000 piirini. See on muidugi muljetavaldav, isegi vaatamata väikesele lõhele 3,2 GHz EE ja A64FX-51 vahel.

Komantš 4 FPS, rohkem on parem
3,6 GHz EE, 84,31
3,2 GHz EE, 75,43
A64 FX-51, 73,84
3,2 GHz, 68,23
A64 3200+, 66,71
XP3200+, 56,73

Comanche 4 on veel üks vahemälumahukas test. Selle tulemuste põhjal on selgelt näha vahemälu pakutava 3,2 GHz EE jõudluse 10% tõusu võrreldes tavalise Pentium 4 3,2 GHz.

Vaatame faktidele näkku. Intel õpib, et AMD uued protsessorid on 32-bitiste rakenduste käivitamisel palju kiiremad kui ettevõtte enda ekvivalendid. Opteroni protsessor, mis oli nii FX-51 kui ka väiksemate 3200+ Clawhammerite esivanem, on uudiste- ja arvustuste saitidel tiiru teinud juba kuid. Peaaegu iga arvustaja on märganud, kui kõrge on nende protsessorite jõudlus nende taktsageduste juures. Oleme näinud, et 1,6 GHz ja 1,8 GHz Opteroni protsessorid pakuvad märkimisväärselt paremat jõudlust kui Inteli parimad hüperkeermega protsessorid, eriti mängude võrdlusalustes. Need faktid sundisid Inteli midagi ette võtma. See samm osutus Pentium 4 Extreme Editioniks.

Meie testid näitasid üldiselt, et EE anded säravad kõige paremini just palju andmetöötlust nõudvates mängutestides. Kui võtta arvesse kõigi testide tulemusi, siis oleksite pidanud märkama, et AMD Athlon FX-51 võtab koos Pentium 4 Extreme Editioniga esimese või teise koha. Nende protsessorite jõudlus ja hind ei erine oluliselt.

Sügavate taskutega entusiastidel on nüüd valida kahe mängukoletise vahel ja Intel suudab mõned neist potentsiaalsetest ostjatest Athlon FX-51 juurest eemale meelitada. Mõlema protsessori hinnanguline hind on peaaegu sama: Athlon FX-51 - 900 dollarit; Pentium 4 Extreme Edition – 925 dollarit.