64-битные Pentium 4 -- игровые процессоры для рабочих станций
21 март, 2005 - 00:00Денис ХлебосоловНаконец и компания Intel сдалась под натиском общественности и все-таки выпустила массовые 64битные процессоры. Зачем она это сделала? Как минимум чтобы показать, что "ничего сложного" в 64битных CPU нет, ну и, разумеется, для того, чтобы пользоваться Windows XP 64bit могли не только владельцы систем с процессорами AMD.
Зачем 64 бита в десктопной системе
Абстрагируемся пока от продуктов конкретных полупроводниковых компаний и просто еще раз поговорим о том, зачем же, собственно, обычным пользователям могут понадобиться эти самые 64 бита. Наиболее весомый аргумент – возможность прямой адресации больших объемов памяти, превышающих 4 GB. Не станем спорить с утверждением "оперативной памяти много не бывает", но все же... так ли часто в повседневной работе на компьютере мы сталкиваемся с задачами, где вышеуказанного значения будет не хватать? Проведя внутренний опрос в некоторых отделах (профессионально использующих компьютерную технику) компании ITC Publishing, мы ни разу не получили положительного ответа. А может быть, 4 GB – это не так уж и мало?Когда задаешься подобным вопросом, на ум сразу приходят пресловутые базы данных, CAD/CAM-системы, аналитическое ПО и т. д... Но подобные сферы применения ПК выходят далеко за рамки персонального компьютинга. Единственно возможный в обозримом будущем вариант, где может понадобиться столь значительное количество RAM, – игровое ПО, хотя даже самые требовательные игры пока обходятся объемом 1–2 GB, так что и в этом направлении некоторый запас имеется. Вообще если рассматривать тенденцию последних лет, касающуюся требований к объему памяти, то можно сказать, что с 2002 г. практически ничего не изменилось: 1 GB по-прежнему оптимальный и достаточный размер для подавляющего большинства задач, и пока не видно объективных факторов, способных увеличить эту цифру вчетверо.
Аргумент номер два – собственно сама разрядность. С момента появления на рынке процессоров Athlon 64 понятие разрядности снова стало актуальным. Одна половина экспертов утверждала, что десктопные CPU от перехода на 64 битный формат вычислений никакого преимущества не получили, да и не получат, вторая же, наоборот, воспевала туманное будущее, где и ОС, и прикладное ПО благодаря большей разрядности будут иметь качественно новый уровень функциональности и быстродействия, принципиально не достижимый на 32 битном вычислителе.
Как обычно, истина где-то посередине. В качестве небольшой справки сообщим, что цифра 32 или 64 определяет разрядность внутренней шины данных и рабочих регистров процессора. При этом разрядности наблюдаемых "извне" узлов CPU (например, шин адреса и данных) могут от этих цифр отличаться. Теоретически наибольший эффект от повышения битности будет наблюдаться при решении криптографических задач, однако для них уже давно используются специализированные 128 и даже 256 битные процессоры.
Очень часто задаваемый вопрос – сможет ли приложение, существующее сегодня на 32 битной платформе, получить преимущество в быстродействии в случае его перевода в 64 битный код? Ответ на него будет очень обобщенным: все зависит от используемых алгоритмов самого ПО, качества и специфики его написания и, разумеется, от возможностей компилятора. Так что программы следует рассматривать по отдельности, чтобы для каждой из них сказать, нужна ей большая разрядность или нет. Весьма вероятно, что игры, как наиболее интересная основной массе пользователей отрасль "тяжелого" программного обеспечения, "найдут" себя в 64 битном пространстве. Как минимум в современной 3D-графике с ее динамическим освещением, поверхностями высоких порядков и т. д. вполне могут понадобиться большие числа и дополнительные регистры процессора. Опять же, что-то более конкретное можно сказать только после знакомства хотя бы с несколькими популярными играми, откомпилированными для обеих платформ.
Некоторые компании, занимающиеся разработками оборудования для сферы развлечений в области мультимедиа, прочат большое будущее формату HDTV. Действительно, для комфортного воспроизведения фильма с "родным" разрешением 1920x1200 с 5.1 звуковой дорожкой формата 32 bit/192 kHz необходимы очень значительные ресурсы, не говоря уж о монтаже или создании подобного контента, так что и здесь, как говорится, возможны варианты.
| Сравнительные характеристики процессоров Intel | ||||
| Модели Pentium 4 | Серия 5xx | Серия 6xx | Серия Extreme Edition (Northwood) |
Серия Extreme Edition (Prescott) |
| Техпроцесс, нм | 90 | 130 | 90 | |
| Socket | LGA775 | |||
| Частота, MHz | 2,8–3,8 | 3,0–3,6 | 3,4/3,46 | 3,73 |
| Частота FSB, MHz | 800 | 800/1066 | 1066 | |
| L1-кэш, KB | 16 | 8 | 16 | |
| L2-кэш, MB | 1 | 2 | 0,5 | 2 |
| L3-кэш, MB | - | 2 | - | |
| Технология EM64T | - | + | - | + |
| Поддержка Execute Disable Bit | Серия J | + | - | + |
| Поддержка Intel Enhanced SpeedStep | - | + | - | + |
Не умеешь – научим, не хочешь – заставим
Intel, как один из главных основоположников и законодателей "процессоростроительной" моды, прилагает значительные усилия, чтобы ее технологии были реально востребованы. За примером далеко ходить не надо: предложенная Intel шина PCI Express менее чем за год почти вытеснила AGP – графический интерфейс с без малого десятилетней историей. И если такая компания начинает выпускать 64 битные процессоры, значит, очень скоро появится соответствующее массово-ориентированное ПО и полноценная версия ОС. Примечательно, что обещания "вот-вот" закончить Windows XP 64 bit Edition звучат еще с 2003 г., но именно накануне анонса новых Pentium 4 Microsoft вдруг сообщает, что финальное тестирование 64 битной ОС практически завершено.С другой стороны, подобное развитие событий на руку и AMD, ведь теперь косвенно подтверждается правильность выбранной ею стратегии, и ее процессоры наконец-то смогут продемонстрировать весь свой потенциал. Так что пока рановато говорить, кто выиграл или проиграл от решения Intel выпускать аналогичные по разрядности CPU и чьи 64 бита в конечном итоге окажутся быстрее.
Как правило, задумавшись о том, что же могут принести 64 битные процессоры в настольные системы, получаешь ответ: теоретически – очень многое, а на деле – пока ничего, причем в какую сторону в результате сместится баланс, тоже говорить еще рано. Но достаточно размышлений на абстрактные темы, тем более что причиной написания статьи послужил выход совершенно конкретных процессоров "в металле и кремнии" Pentium 4, сразу же попавших к нам в Тестовую лабораторию. Встречайте.
Pentium 4 серии 6хх – не только 64 бита
Новые десктопные процессоры Intel претерпели ряд изменений, некоторые из них даже сложно назвать косметическими. Однако название ядра, впрочем, как и самого CPU, осталось прежнее – Pentium 4 на 90 нанометровом ядре Prescott c поддержкой технологии Hyper-Threading. Теперь первая цифра 6 в наименовании означает, что покупатель, помимо возможности работать с 64 битным ПО, получит еще и удвоенный размер кэша второго уровня (2 MB), усовершенствованную технологию Enhanced Intel SpeedStep и Execute Disable Bit для уменьшения энергопотребления и защиты от стэковых вирусов соответственно (обе работоспособны только c Windows XP Service Pack 2). Модельный ряд состоит из CPU с частотами от 3,0 до 3,6 GHz (более детально см. таблицу). Для основной части пользователей наиболее востребованными нововведениями наверняка станут большая кэш-память (для длинного конвейера Prescott объем L2 кэша 2 MB, похоже, осознанная необходимость) и, разумеется, технология SpeedStep, позволяющая снизить потребляемую мощность и среднюю температуру CPU до приемлемого уровня.Pentium 4 Extreme Edition 3,73 MHz – все и сразу
На этот раз Intel не стала проводить дальнейшие эксперименты с 0,13 микронным ядром Northwood (напомним, предыдущим представителем серии XE был именно Northwood c частотой 3,46 GHz и 2 MB кэш-памяти L3), а решила действовать самым простым способом – перевела новое ядро на шину 1066 MHz. Другими словами, анонсированные Pentium 4 Extreme Edition являются "отборными экземплярами" из серии 6xx, способными работать на частоте 3,73 MHz и, кроме того, обладающими отличным разгонным потенциалом, вплоть до 4,5 GHz при стандартном охлаждении. В общем-то, это правильный шаг, так как новый CPU получился действительно экстремальным и, что немаловажно, современным: самая большая частота (как ядра, так и FSB), самый большой объем кэша второго уровня (L2 кэш объемом 2 MB однозначно лучше схемы 0,5 MB L2 кэша плюс 2 MB L3 кэша), поддержка всех мультимедийных расширений вплоть до SSE3 и, разумеется, вожделенные 64 бита. Причем выпуская такие изделия небольшими партиями, Intel будет ревностно следить, чтобы уровень разгона у XE был всегда больше, чем у "простых" моделей серии 6xx, – немногие владельцы подобной техники должны чувствовать себя "особенными".Особенности тестирования
Честно говоря, нам самим захотелось разобраться с непростой иерархией в модельных рядах процессоров Intel. Если со спецификациями, приведенными в таблицах, все более-менее ясно, то с быстродействием – нет. Будет ли Pentium 4 660 быстрее, скажем, предыдущего варианта Extreme Edition, сможет ли модель с индексом 630 оказаться производительнее 560 й в игровых приложениях? Подобных вопросов очень много, так что мы решили провести тестирование в ключе Intel vs. Intel. Платформу AMD в данном случае представляет процессор Athlon 64 3500+. По нашему мнению, именно этот CPU имеет сравнимые с конкурентом показатели цены/быстродействия и потому может служить реальной альтернативой новинкам от Intel.| Конфигурации тестовых систем | ||||
| Платформа | Intel | AMD | ||
| Процессор | Intel Pentium 4 Extreme Edition 3,46 GHz | Intel Pentium 4 Extreme Edition 3,73 GHz | Intel Pentium 4 560/660 3,6 GHz | AMD Athlon 64 3500+ (2,2 GHz) |
| Материнская плата | ASUS P5AD2-E Premium (i925XE) | ASUS A8N SLI Deluxe (nForce4 SLI) | ||
| Видеокарта | ATI X850XT PE 256 MB (PCI Express x16) | |||
| ОС | Windows XP Professional SP2, DirectX 9.0c | |||
Результаты тестирования
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
Достаточно показательно выглядят результаты теста с архивированием 7 Zip. В случае использования обычного сжатия объем кэш-памяти вообще становится решающим фактором по влиянию на быстродействие. Заметьте, лучший результат показал "старый" Pentium 4 Extreme Edition 3,46 GHz на ядре Northwood, у которого суммарный объем кэшей равен 2,5 MB. При максимальном сжатии уже наблюдаются другие тенденции: Athlon 64 начинает резко отставать (почти 30% – весьма внушительный показатель). Как видно, даже очень мощными вычислительными блоками и низкой латентностью контроллера в подобных случаях уже не удается компенсировать отсутствие таких объемов скоростной памяти и аналога технологии Hyper-Threading.
Похожая картина наблюдается с медиакодированием и сложным рендерингом (3ds max): более быстрое исполнение мультимедийных инструкций и наличие второго виртуального процессора делают СPU Intel недосягаемыми для конкурентов.
Выводы
Компания Intel продолжает увеличивать привлекательность своей продукции для профессионального пользователя, работающего на дому, разумно полагая, что покупатель вряд ли станет приобретать систему на топовых процессорах исключительно для игр. В очередной раз Intel сделала упор на ускорение работы ПО, массово распространенного, но в то же время очень ресурсоемкого. Теперь программы из комплекта Adobe Creative Suite, пакеты для 3D-моделирования и создания/обработки медиаконтента получат значительное преимущество на системах с новыми процессорами серии 6хх по сравнению с предыдущими модификациями, не говоря уж о продукции конкурента, пока еще отстающей в подобных задачах. По большому счету, это действительно оправданный ход, так как для игрового применения любого нового процессора серии Pentium 4 будет достаточно, пусть даже при меньшей абсолютной производительности по сравнению с эквивалентными моделями Athlon 64.Дальнейшие шаги полупроводникового гиганта тоже объяснимы: практически сразу увидели свет 64-битные Xeon, оснащенные L2-кэшем 2 MB, а, как известно, именно для серверных процессоров больший объем кэш-памяти выливается в (лучший) прирост быстродействия... Но зачем объявлять о скором выпуске Celeron D с 64-битным расширением, пока совсем непонятно.
Перед тестированием нас волновал вопрос – какое тепловыделение должно быть у новых CPU, если серия 5хх, имеющая значительно меньше транзисторов, уже была очень горячей. Как оказалось, наши опасения были напрасны. Технология Enhanced Intel SpeedStep проявила себя с самой лучшей стороны: при обычной "офисной" загрузке системы радиатор процессора оставался теплым, но не более того. Так что еще одна проблема, за которую так критиковали предыдущее семейство Pentium 4, решена.
И в этот раз мы вынуждены были отказаться от тестирования CPU производства Intel и AMD в 64-битной Windows XP. Объяснения тому, как и прежде, следующие: во-первых, по функциональности и стабильности даже последней бета-версии данной ОС очень далеко до 32-битной c установленным SP2, и во-вторых, отсутствует реальное (а не специально созданное для бенчмаркинга) ПО, способное показать преимущества от перехода на платформу с большей разрядностью. Однако обещаем, что как только эти проблемы будут устранены хотя бы частично, мы обязательно проведем расширенное тестирование архитектур Pentium 4 и Athlon 64 в настоящем 64-битном режиме.
| Оборудование предоставлено | ||
| Процессоры Intel Pentium 4 | Представительство Intel в Украине | (044) 490-6417 |
| Процессор AMD Athlon 64 | MTI | (044) 458-3434 |
| Материнские платы ASUS | ||
| Видеокарта ATI X850XT PE | ATI | www.ati.com |