Раздел: Компьютерная документация -> Компьютеры -> Процессоры

Процессоры Intel Pentium D 9x0 (Presler) в работе

Перевод Intel производственных линий на новый техпроцесс 65 нм явил миру новые процессоры на ядрах Cedar Mill и Presler. И если массовый выпуск первых (одноядерных Pentium 4 6x1) пока задерживается, то двухъядерные Pentium D 9x0 уже доступны в полном ассортименте на прилавках магазинов. И что особо приятно отметить - цены на новинки, особенно на младшие модели, находятся на приемлемом уровне и почти не отличаются от 800-й серии. Попробуем разобраться в особенностях новой серии двухъядерных процессоров Intel и сравнить их возможности с младшими линейками, а также ближайшим конкурентом.

Для начала посмотрим, что дал процессорам переход на техпроцесс 65 нм. Если внимательно посмотреть на историю развития процессоров, то легко заметить, что уменьшение техпроцесса изготовления снижает энергопотребление чипа, т.е. уменьшается рабочее напряжение и тепловыделение, а также увеличивает максимальные рабочие тактовые частоты. Кроме этого, обычно, уменьшение размеров транзистора происходит с внесением в новые процессоры каких-нибудь технологических усовершенствований - увеличения размера кэш-памяти, добавления поддержки новых инструкций и технологий, а порой и значительного редизайна ядра.

Если сравнивать процессоры Pentium D 800-й и 900-й серий, то все вышеперечисленные тенденции легко прослеживаются. Кроме ощутимого снижения энергопотребления процессоры получили удвоение кэш-памяти второго уровня (по 2 Мб на ядро вместо 1 Мб) и поддержку перспективной технологии виртуализации Vanderpool (Intel Virtualization Technology). Ну и, конечно же, увеличение тактовых частот - самый быстрый двухъядерный процессор Intel теперь функционирует на 3,4 ГГц. Правда первоначально были и потери в виде технологий Enhanced HALT State и Enhanced Intel SpeedStep Technology, т.е. процессоры разучились "останавливаться" и уменьшать энергопотребление снижением напряжения и множителя (тактовой частоты) во время бездействия. Но не так давно Intel обновила степпинг почти всем процессорам 900-й линейки (кроме Pentium D 920) с B1 на C1 и вернула утраченные возможности. К сожалению, еще не обновлена база, чтобы с уверенностью сказать обо всех особенностях обновленного ядра.

Еще одна отличительная особенность новых процессоров - это Intel Virtualization Technology. Пока многим пользователям тяжело представить практическую выгоду от возможности запустить на ПК одновременно две операционные системы и по мере необходимости переключаться между ними. А именно, это одновременная работа на одной аппаратной системе ОС Windows и Linux, было продемонстрировано Intel еще год назад. Но сетевым администраторам данная возможность уже сегодня может помочь сделать единую систему управления всеми компьютерами предприятия, повысить безопасность и увеличить производительность своего труда (если верить Intel).

Двухъядерные процессоры Pentium D и их характеристики:

В нашу тестовую лабораторию попал процессор Intel Pentium D 930, очень перспективный по соотношению цена/возможности. А также мы получили и другие процессоры, необходимые для полноценного сравнительного тестирования.

Intel Pentium D 930

Процессор поставляется в упаковке с обновленным дизайном, "в ногу" с ребрендингом и агрессивной рекламно-ценовой политикой, проводимой самой компанией.

На упаковке красуется логотип "Support Intel VIIV" (последнее произносится как "вайв"). Этот логотип говорит о причастности двухъядерных процессоров Pentium D к "цифровому дому". Вкратце, идея платформы Intel VIIV - это использование системы на основе чипсетов 945G, 945P, 955X и двухъядерных процессоров с обязательной поддержкой Intel Hi-Definition Audio и, как минимум, сетевых коммуникаций с помощью Ethernet Intel PRO/100 под управлением Windows XP Media Center Edition для создания высокопроизводительного медиацентра.

Внутри коробки все стандартно и неизменно: руководство с логотипом, процессор (на первый взгляд, не отличающийся от других под LGA775) и стандартная система охлаждения с медным сердечником.

Маркировка на новых процессорах не такая легко различимая как на других моделях, но вполне читаемая.

Расположение элементов снизу процессора отличается от такового у 800-й серии.

Для наглядного получения информации о процессоре мы воспользовались обновленной утилитой CPU-Z 1.32.

Процессоры с ядром нового степпинга еще не добрались в нашу розницу - нам попал "старый" B1. Слово "старый" мы, естественно, берем в кавычки, так как процессор является самым новым и технологичным из всех продаваемых Intel сегодня, да и расстраиваться из-за отсутствия Enhanced HALT State и Enhanced Intel SpeedStep Technology не имеет особого смысла (разве что только при покупке "горячего" Pentium D 950).

Первый старт системы мы произвели без обновления BIOS и заметили интересную особенность. ASUS назвала Intel Virtualization Technology немного необычно - Vendorpool. Зато дана возможность включения или отключения этой технологии.

После обновления BIOS спорный момент с правильностью названия технологии пропал, а вместе с ним и возможность ее отключения.

Процессоры 800-й серии имели невысокий разгонный потенциал, обусловленный сложностью архитектуры и высоким изначальным уровнем тепловыделения. Поэтому нас заинтересовал разгонный потенциал новых двухъдерных процессоров - исправит ли ситуацию уменьшение техпроцесса и TDP? Но в процессе экспериментов мы успели и порадоваться, и огорчиться. Сразу же процессор удалось запустить при опорной частоте системной шины 245 МГц, что дало рабочую частоту 3675 МГц (неплохо, не правда ли?). Операционная система загрузилась, но вот приложения запускались через одно, а запуск S&M 1.7.6 приводил к зависанию через минуту. Пришлось снижать, а потом еще и еще снижать разгон. Только на частоте 3450 МГц (опорная 230 МГц) все тесты S&M 1.7.6 были пройдены. Но после получения половины тестовых результатов был обнаружен эффект "зависания одного ядра"! Неприятность проявлялась как зависание одной из задач в многопоточных тестах (чаще всего в PCMark), т.е. один из индикаторов прогресса останавливался, и тест мог продолжаться до бесконечности (до снятия задачи). Пришлось дальше уменьшать разгон…

Стабильной работы и прохождения всех тестов удалось добиться только на частоте 3352 МГц. Что, конечно, тоже неплохо, но мы ожидали большего. С другой стороны, у нас на тестировании побывал всего один процессор, изначально показавший неплохой потенциал, а значит, вполне вероятно, с другим "камнем" и более совершенной системой охлаждения можно получить впечатляющие результаты.

Intel Pentium D 830

Внешний вид упаковки более привычен, и пока не претерпел серьезных изменений.

Сверху процессор от других, для LGA775, можно отличить только по маркировке, а снизу есть видимые особенности (сравните с фотографией Pentium D 930 и других), но идентификацию легче производить по маркировке.

Подробности о ядре сообщает CPU-Z.

BIOS сигнализирует о полной поддержке технологий энергосбережения и защиты от перегрева. Такой же набор возможностей получили и обновленные Pentium D 930 степпинга C1, осталось только найти их на прилавке.

Кроме двухъядерных процессоров в тестирование включены одноядерные, для очередной оценки преимущества "двух голов над одной". К тому же тестирование производилось с применением обновленного ПО и кодеков. На сколько актуальна у программистов многопоточность?

Intel Pentium 4 630

Процессор Intel Pentium 4 630 с некоторой оговоркой можно считать половиной Pentium D 930 - та же частота и 2 Мб кэш-памяти второго уровня на ядро. Конечно, корректнее было бы сравнивать Pentium D 9x0 с Pentium 4 6x1 на ядре Cedar Mill, но эти процессоры еще не успели попасть к нам на тестирование.

Как видите, в пределах одного ядра процессоры различаются только техпроцессом.

Intel Pentium 4 531

А Intel Pentium 4 531 похож на "половинку" Pentium D 830, но нам интересны его результаты для сравнения возможностей самого доступного из тестируемых сегодня.

С другой стороны, процессор Pentium 4 531 обладает поддержкой всех важных технологий, в некоторой мере многопоточностью (имеется в виду Hyper-Threading) и 64-разрядными расширениями.

AMD Athlon 64 X2 3800+

Прямым конкурентом по цене для Intel Pentium D 930 является AMD Athlon 64 X2 3800+ - младшая модель двухъядерных процессоров AMD на ядре Toledo.

Нам достался коробочный вариант этого процессора.

Во внешнем виде ни сверху, ни снизу, ничего непредсказуемого нет.

По наборам выполняемых инструкций процессор даже превосходит Pentium D за счет фирменных 3DNow!.

Тепловыделение

Так как в заявленных характеристиках фигурирует упоминание о снижении энергопотребления и тепловыделения, то заинтересованные этим фактом, мы вооружились утилитой S&M 1.7.6 в связке со SpeedFan 4.28 и решили убедиться в этом.

Intel Pentium D 930

Intel Pentium D 830

Intel Pentium 4 630

Intel Pentium 4 531

AMD Athlon 64 X2 3800+

Новый двухъядерный процессор Intel Pentium D 930 показал отличные результаты при использовании не самой совершенной системы охлаждения. В равных условиях он оказался холоднее Pentium D 830, изготовленного по техпроцессу 90 нм, на 14,5 °C. При этом Pentium D 930 более технологичен. Отличный результат!

А вот полноценное сравнение с AMD Athlon 64 X2 3800+ оказалось невозможным, так как нет доверия полученному графику разогрева этого процессора - уж слишком он неравномерный. Попытки смены настроек программ, да и их версий, и даже откат BIOS на более старую не внесли изменений в график, а должен он быть более равномерным.

Тестирование

Тестовый стенд Intel:

Тестовый стенд AMD:

Начнем, как и положено, с синтетики.

Тестово-информационный пакет SiSoftware Sandra 2005 SR3 наглядно показывает превосходство двухъядерной архитектуры над одноядерной. Но увеличение кэш-памяти для Pentium D 930 почти не дает выигрыша.

Пакет CrystalMark использует чуть более приближенные к реальности алгоритмы, но находится в процессе совершенствования и никак не получит статус финальной версии. Несмотря на некоторый разброс результатов, после их усреднения, можно присудить однозначную победу двухъядерным процессорам с лидерством Athlon 64 X2 3800+ и засвидетельствовать незначительный прирост производительности от увеличения кэш-памяти до 2 Мб на ядро у Pentium D.

Пакет Futuremark PCMark'04 периодически подвергается критике за благосклонность к высоким частотам процессоров Intel. Этим можно попытаться объяснить проигрыш AMD Athlon 64 X2. Но, учитывая входящие в состав пакета операции кодирования звука и видео, в которых длинноконвеерные Pentiun 4 получают выигрыш, можно поверить в реальность полученных результатов. Также отметим увеличение производительности на 4% у Pentium D 930, обусловленное, судя по всему, большим объемом кэш-памяти.

В Futuremark PCMark'05 улучшена работа с многоядерными процессорами (появились тесты, одновременно выполняющие 4 задачи), а также улучшен баланс тестовых заданий, но лидеры не изменились. А вот от большего объема кэша в этом тестовом пакете выгоды меньше.

Переходим к выполнению практических задач.

Скорость сжатия данных (в обиходе "архивирование") тестировалась на папке Program Files, дополненной, для простоты счета, до объема 1 Гб почти сотней мегабайт музыки в формате mp3. От встроенного теста мы отказались в пользу реальных данных, т.е. просто производили замер времени сжатия. Соответственно, меньший результат является лучшим, т.е. архивирование происходило быстрее. Очень обрадовал 7-Zip, который показал прирост производительности на двухъядерных процессорах до 35%. Еще одним важным фактом является увеличение производительности с увеличением кэш-памяти, ощутимое в реальной жизни - пол минуты на 1 Гб данных.

Для оценки скорости кодирования аудио, мы конвертировали в mp3 диск Zdob si Zdub - Tabara Noastra, предварительно сохраненный на жесткий диск в формате wav. На этот раз мы отказались от использования последнего релиза кодека LAME v3.96.1 (июль 2004) в пользу более новых наработок, хотя и носящих статус alpha. В результате, быстрее всех перекодировал wav в mp3 процессор AMD Athlon 64 X2, хотя при использовании старого кодека он сильно отставал.

Для удобства кодирования видео мы воспользовались программой VirtualDub. Тестовым файлом был клип Rammstein - Ohne Dish (mpeg, 74 Мб). Для уменьшения его размера мы воспользовались обновленным кодеком DivX 6.1.1, настроенным на максимальное качество, и Windows Media Video 9 с настройками по умолчанию. Оба кодека показали хорошую поддержку многоядерных процессоров с увеличением быстродействия приблизительно на 40%. К сожалению, увеличение кэш-памяти у Pentium D для кодеков осталось практически не замеченным.

Комплексный пакет оценки пригодности системы для работы в CAD/CAM приложениях SPECviewperf 8.01 перестает быть актуальным. Несмотря на то, что победу должны были одержать двухъядерные Pentium D и Athlon 64 X2, эти процессоры проиграли.

Игровая синтетика и игры.

Codecreatures Benchmark занимает сегодня среднее положение между игровыми синтетическими тестами и тестами на производительность в рабочих OpenGL пакетах. На номинальных частотах здесь лучшим оказывается Athlon 64 X2 3800+, но разгон Pentium D 930, пусть и не впечатляющий, спасает ситуацию.

AquaMark 3 расставил производительность процессоров в самой логичной последовательности, отметив и двухъядерность и объемы кэш-памяти.

А вот в 3DMark'03 обнаруживается небольшое отклонение от логики. Несмотря на победу с отрывом в процессорном тесте, Athlon 64 X2 3800+ проигрывает в общем игровом зачете всем, даже одноядерным процессорам.

Что касается 3DMark'05, то он показывает более правдоподобные результаты, правильно переносящие архитектурные особенности в заветные "попугаи". Отметим почти 10% прироста производительности у Pentium D 930 по сравнению с Pentium D 830.

Futuremark 3DMark'06 является самым современным игровым тестом, естественно имеющим оптимизацию для работы на многоядерных процессорах. Отсюда такое отставание одноядерных процессоров при расчете искусственного интеллекта и физии (тест CPU). Зато графический результат для всех систем почти одинаков - получается, что красота изображения в первую очередь зависит от видеокарты, при отсутствии "умного" искусственного интеллекта и реалистичности физических процессов. Посмотрим, что нам готовят современные игры.

Но для начала - игра прошлых лет Quake 3, чувствительный к производительности FPU и памяти, полностью повторяет предсказание 3DMark'03, расставляя процессоры в логической зависимости от тактовых частот и объема кэш-памяти второго уровня, причем принимая во внимание возможности только одного ядра для двухъядерных процессоров (со вторым игра не умеет работать). Естественно, что новая архитектура не приносит видимого прироста производительности.

Современные же игры отлично используют возможности многопоточных вычислений. Вот для примера Quake 4. Особенно хорошо видно преимущество двухъядерных процессоров в низких разрешениях. Это не значит, что прирост производительности возможен только при низком качестве изображения, просто возможностей GeForce 6600GT для современных игр на высоких разрешениях уже маловато.

Ситуация почти полностью повторяется в Half-Life 2. Игра, в которой реализован неплохой искусственный интеллект для противников, а игровой процесс качественно описан физическими законами. Только теперь с небольшим отрывом лидирует Athlon 64 X2 3800+.

С таким же успехом расставляет по местам возможности современных процессоров и игра Serious Sam 2, обладающая неплохой физикой мира.

Как нам кажется, Intel Pentium D 930 показал отличные результаты даже при использовании материнской платы на не самом производительном чипсете Intel 945PL Express.

Итоги

Новую линейку процессоров Intel Pentium D 9x0 можно считать очень удачной, особенно при появлении в продаже "камней" степпинга C1, которым вернули поддержку технологий Enhanced HALT State и Enhanced Intel SpeedStep. Переход двухъядерных процессоров на 65 нм ядро Presler обеспечил высокую производительность при, наконец-то (!), умеренном тепловыделении. С последним фактом можно уверенно поздравить Intel. Кроме того, процессоры Pentium D на ядре Presler имеют поддержку всех новых технологических веяний, включая Intel Virtualization Technology и готовность применения в многофункциональных медиацентрах VIIV.

Еще одним немаловажным аспектом является вполне доступная цена младших и средних моделей двухъядерных процессоров Intel. Если фирма продолжит проводить и далее такую же агрессивную ценовую политику, а с переходом на выпуск чипов по техпроцессу 65 нм это очень вероятно, то AMD придется ой как не сладко. Поживем - увидим.

Автор: Александр Черноиван
Источник: www.3dnews.ru