"Hyper-Threading is in our hearts", Alex Nab
( "И в наших сердцах стучит Hyper-Threading :)

Множество дружеский обращений с вопросом о том, какой вариант процессора Pentium 4 стоит выбрать заставили нас заостриться сегодня на продукции Intel без упоминания конкурентных решений от AMD. Этот популярный процессор как бы раздвоился в глазах потребителей: Pentium 4 или Pentium 4E? Northwood или Prescott?
На первый взгляд, стоит идти в ногу с техническим прогрессом, тем более что встроенный кэш второго уровня в ядре Prescott увеличен в 2 раза. Однако по результатам тестирования Prescott уступает в ряде приложений собрату-сопернику, да и нагревается он заметно сильнее. Выбор осложняется еще и тем, что цены на эти процессоры ( при одинаковых тактовых частотах ) практически не отличаются, и селекционный метод "бери тот, что подороже" здесь неприменим.
Какой же купить? Давайте разберемся. По нашему скромному мнению, удачным приобретением будет такое, которое при прочих равных условиях:

Так что будем оценивать процессор по его производительности, техническим решениям и перспективам использования. При этом мы постараемся не очень утомлять читателей детальным анализом тестов на "скорострельность". Правда, отметим, что оба процессора продемонстрировали достойную мощь. Из таблицы результатов программных тестов процессоров видно, что процессор с ядром Prescott, немного проигрывая в синтетических тестах, догоняет Northwood в реальных приложениях ( SYSMark2004 ) и благодаря увеличенному кэшу второго уровня имеет лучшие показатели в 3D-моделировании и видеоредактировании.

Изображение 1. Поэтапная модернизация архитектуры NetBurst

Столь значительное увеличение сложности кристалла и повышение тактовой частоты было бы невозможно без перехода на 90-нм технологический процесс. Этот ответственный шаг компании Intel удалось сделать потому, что она применила технологию напряженного кремния и использовала новый изолятор затвора с лучшими показателями. Кроме того, она изменила топологию расположения функциональных блоков, чтобы улучшить равномерность тепловыделения и повысить тактовые частоты. Улучшенная предварительная выборка данных была достигнута благодаря увеличению объема кэш-памяти первого и второго уровней. В отличие от хранилища инструкций L1, кэш данных L1 и интегрированный кэш L2 были увеличены в 2 раза - с 8 до 16 Кбайт и с 512 Кбайт до 1 Мбайт соответственно. Жаль только, что при этом возросла и латентность кэш-памяти. Такой побочный эффект наглядно демонстрирует, что наращивание встроенного кэша не есть прямой путь к повышению производительности, ведь с увеличением размера растет и время поиска в нем нужного фрагмента. Инструкции SSE3 являются состоящим из 13 команд расширением ранее существовавшего набора SIMD-инструкций. Как только появится прикладное ПО, использующее их, то можно будет говорить о повышении производительности вследствие оптимизации программного кода. Усовершенствования технологии Hyper-Threading выразились в возможности работы с потоками, использующими данные из встроенного кэша, и добавлении ряда инструкций, оптимизирующих ее. Совершенствование операций сдвига shift/rotate позволило улучшить работу АЛУ процессора. Для этого добавлена поддержка инструкций обычного циклического сдвига, в результате чего арифметические операции с целыми числами выполняются быстрее. Улучшенное предсказание ветвлений. Теперь, когда в буфере переходов не происходит накопления статистики о выполненных ветвлениях, Prescott выбирает направление переходов после анализа расстояния до условия. Иными словами, Prescott отличает цикл от ветвления, что улучшает показатель предсказанных переходов. Дополнительные WC-буферы ( служебные буферы вычислений, называемые Write Combining и находящиеся в самом ядре ) должны привести к росту производительности и выполнению большего числа инструкций за единицу времени.

В то же время экспериментальные данные таблицы результатов аппаратно-программных тестов показывают, что у центрального процессора Prescott более высокое потребление электроэнергии в большинстве рабочих режимов и, следовательно, усиленное тепловыделение. Да и вряд ли может быть иначе, если число интегрированных в ЦП транзисторов возросло от 55 до 125 млн. штук!
Но и здесь стоит учитывать, что разброс рабочих температур у процессора Prescott значительно ниже ( 20 градусов Цельсия ), чем у Northwood ( 30 градусов Цельсия ). Хорошо известно, что уменьшение температурных колебаний ведет к повышению надежности системы и позволяет успешнее решать проблемы подбора коэффициента расширения теплоотводящего состава, помещаемого между самим кристаллом и защитным корпусом микросхемы. Как говорится, нет худа без добра, жаль только, что высокий температурный максимум нового варианта Pentium 4 может вызвать "отрицательные эмоции" у некоторых системных плат и тесных корпусов.
Что же получается, американский гигант топчется на месте? Внешне все так и выглядит, тем более что ядро Prescott развивается в рамках процессорной архитектуры NetBurst, стартовавшей в далеком 2000 г. с частоты 1,4 ГГц и 256 Кбайт кэш-памяти.
Кстати, первый Pentium 4 с ядром Willamette во многих тестах уступал по производительности предыдущим процессорам Intel. Но главная изюминка NetBurst - возможность наращивания тактовых частот - позволила ему уже спустя полгода после появления на свет стать самым быстрым х86-совместимым ЦП. Вот и сейчас, в самых лучших традициях спиралевидного развития технического прогресса, старый процессор Northwood уперся в частотный предел 3,4 ГГц и на смену ему пришел Prescott, выполненный по новым проектным нормам. По словам инженеров компании Intel, в результате целого ряда архитектурных и технологических новаций его тактовая частота может быть увеличена до 4,5 ГГц.

Изображение 2. Слева - Northwood, справа - Prescott

Изображение 3. Они внешне отличаются только по типу и количеству конденсаторов снизу

Процессоры Prescott и Northwood во всех испытаниях, проведенных на существующих ныне программных средствах, продемонстрировали поразительное сходство результатов. Но не стоит забывать, что Prescott имеет ряд инноваций, потенциал которых откроется при использовании компиляторов завтрашнего дня, и вот тогда ситуация будет иной. В чью же пользу?
К тому же Northwood уже достиг частотного "потолка", тогда как Prescott только начинает свой путь. Вы уже не встретите в природе 3,6-ГГц старшего брата, а 4-ГГц Prescott обещают продавать уже в конце этого года. Да и новые системные платы для Socket 478 в первую очередь будут проектировать с учетом особенностей процессора Prescott.
Кроме того, с появлением ядра Prescott можно говорить о кардинальной смене платформ для настольных ПК. Не секрет, что процессор Northwood, в отличие от Prescott, не поддерживает память типа DDR2. И уже важно сравнивать не процессоры, а платформы, являющиеся естественным продолжением процессорной архитектуры. С этой точки зрения будущее за процессорами Prescott для системных плат на базе Socket LGA 775 с поддержкой шины PCI-Express.
Так что если вы предпочитаете процессоры компании Intel, то мы советуем системы новой эры на базе процессоров Prescott. Наш ответ на вопрос "Что лучше купить?" будет содержать комплексное объяснение преимуществ Prescott при использовании шины PCI-Express, о чем мы планируем рассказать вам в самом скором времени.

Как мы тестировали
При тестировании 3,0-ГГц процессоров Pentium 4 Northwood и Pentium 4Е Prescott использовалась системная плата Gigabyte GA-8IK1100 v.2 ( Socket 478 )с 800-МГц шиной и штатный боксовый кулер Intel от ЦП Pentium 4 3,0Ггц Northwood . На ней были установлены два 256-Мбайт модуля памяти типа DDR400 фирмы Samsung. Кроме того, были подключены видеоплата ATI Radeon 9800XT, жесткий 120-Гбайт SATA-диск Seagate Barracuda 7200.7, оптический привод Sony CRX-300E Combo, флоппи-дисковод Mitsumi, БП PowerMan IW-P300A2-0 ( корпус не использовался ).
Программные испытания проводились с разрешением экрана 1024х768 точек и глубиной цветопередачи 32 бита. Электропитание системного блока тестового стенда контролировалось сетевым фильтром SATURN LF-202.
Перед началом работы BIOS системной платы была обновлена до версии 8IK1100-FG. После создания и форматирования раздела NTFS все программные испытания производились с помощью модулей SYSMark 2004, 3DMark 2003, SiSoftware Sandra 2004 SP1 под управлением англоязычной ОС Windows XP Professional SP1.
Напомним, что новый пакет SYSMark 2004 является тестом, одобренным консорциумом BAPCO, куда входят крупнейшие производители компьютерной техники. Для определения производительности при создании интернет-контента в нем применялись пакеты: Adobe After Effects 5.5, Photoshop 7.01, Premiere 6.5, 3DMAX 5.1, Macromedia Dreamweaver MX, Flash MX, Windows Media Encoder 9 Series, McAfee VirusScan 7.0, WinZip 8.1. При выяснении продуктивности офисной работы используется ПО: Adobe Acrobat 5.0.5, Microsoft Access 2002, Excel 2002, Outlook 2002, PowerPoint 2002, Word 2002, Internet Explorer 6, McAfee VirusScan 7.0, ScanSoft Dragon NaturallySpeaking 6, WinZip 8.1.
Каждый тест выполнялся 3 раза с последующим усреднением результата.
Для 100% нагрузки процессора использовалась программа CPU Burn-in 1.01. В ПО CPU Burn-in и в BIOS замер температуры ЦП проводился на 5-й минуте работы.

Таблица 1. Основные технические характеристики процессоров

Процессор	Технологическая норма, мкм ( тип диэлектрика )	Число интегрированных транзисторов, млн. шт.	Площадь кристалла, мм2	Кэш-память первого уровня ( инструкции + данные ), Кбайт	Кэш-память второго уровня, Кбайт	Расширения набора инструкций
Pentium 4 Northwood	0,13 ( SIOF )	55	146	12+8	512	SSE, SSE2
Pentium 4E Prescott	0,09 ( CDO )	125	112	12+16	1024	SSE, SSE2, SSE3

Таблица 2. Результаты программных тестов процессоров, баллы

Процессор	SYSMark 2004, обобщающая оценка ( Создание Интернет-контента/Офисная производительность )	PCMark04, обобщающая оценка	SiSoftware Sandra 2004 SP1				3DMark03, 1024х768х32, общая оценка
			Математические тесты ЦП	Мультимедийные тесты ЦП	Пропускная способность ОЗУ	Файловая система
Pentium 4 Northwood	170 ( 193/150 )	4661	12 567	55 466	9143	45 919	6572
Pentium 4E Prescott	170 ( 191/151 )	4644	11 407	49 590	8754	45 700	6528

Таблица 3. Результаты аппаратно-программных тестов

Процессор	Температура ЦП при нагрузке, градусы Цельсия			Потребляемая мощность системного блока при нагрузке, Вт
	BIOS	Максимальная ( CPU burn )	Работа в Windows	BIOS	Максимальная ( CPU burn )	Работа в Windows
Pentium 4 Northwood	55	75	45	154	242	132
Pentium 4E Prescott	75	82	62	165	246	140

>> НАВЕРХ СТРАНИЦЫ <<