SPEC CPU2000. Часть 10. Платформы для Intel Pentium 4

Весна 2003 года


Прошлое исследование платформ для процессора Intel Pentium 4 в тестах SPEC CPU2000 было опубликовано в феврале 2002 года. Тогда на примере нескольких чипсетов от Intel мы выяснили зависимости теста от различных параметров — частоты FSB, частоты и типа памяти.

С тех пор вышло много новых чипсетов, однако наибольший прорыв произошел только в конце 2002 года, с выходом чипсета с двухканальным контроллером памяти DDR SDRAM от Intel — E7205. Недавно к нему присоединился и SiS со своим 655 чипсетом.

Таким образом этой статьей мы подводим очередной (впрочем как всегда — промежуточный :) итог в перед массовым распространением объявленного в середине апреля процессора Pentium 4 с частотой FSB 800 МГц и новых чипсетов для них серий i875 и i865 от Intel.

Конфигурации

В тестах использовался процессор Intel Pentium 4 3,06 ГГц. Все они проходили под управлением Microsoft Windows XP Pro SP1. Участвовали следующие платформы:

  • Intel i850E (ASUS P4T533)
  • Intel i845PE (Gigabyte GA-8PE667 Ultra)
  • Intel E7205 (MSI GNB Max)
  • SiS 655 (Gigabyte GA-SINXP1394)
  • SiS R658 (ABIT SI7-G)

Для каждой платформы применялась соответствующая память — RDRAM для i850 и 658, DDR SDRAM для остальных. Подробнее о конфигурациях памяти читайте далее.

Конфигурация SPEC CPU2000 — компиляторы Intel C/C++/Fortran 7.0, библиотеки Microsoft Visual.NET (160103). Использовалась оптимизация под SSE2.

Сначала хотелось бы напомнить особенности тестируемых систем а также уточнить возможные конфигурации памяти у них.

ПроцессорСкорость процессорной шины
Pentium 4, FSB 400 МГц3,2 ГБ/с
Pentium 4, FSB 533 МГц4,2 ГБ/с
Pentium 4, FSB 800 МГц6,4 ГБ/с

ЧипсетПСП
Intel i850E4,2 ГБ/с (RDRAM PC4200)
Intel i845PE2,1 ГБ/с (DDR SDRAM PC2100)
2,7 ГБ/с (DDR SDRAM PC2700)
Intel E72052,1 ГБ/с (DDR SDRAM PC2100)
4,2 ГБ/с (двухканальный DDR SDRAM PC2100)
SiS655от 2,1 ГБ/с (DDR SDRAM PC2100)
до 6,4 ГБ/с (двухканальный DDR SDRAM PC3200)
SiS R6584,2 ГБ/с (RDRAM PC4200)
4,8 ГБ/с (RDRAM PC4800)

Intel i850E можно назвать классическим чипсетом от компании Intel для Pentium 4. Первоначально только он (точнее его предшественник — i850) обеспечивал необходимую процессору пропускную способность памяти. ПСП двухканальной PC800 RDRAM как раз соответствовала 3,2 ГБ/с 400 МГц QP шины первых Pentium 4. Сейчас i850E поддерживает и процессоры с 533 МГц шиной, а также память PC4200. Так что в скорости передачи данных снова достигнут баланс. (Мы говорим только о пути процессор-память, конечно есть и другие потребители ПСП, но в тестах SPEC CPU2000 их влияние минимально). Для тестов использовался тридцатидвухбитный модуль 512 МБ PC1066 от компании Samsung.

Чипсет i845PE сегодня является массовым продуктом для процессоров на Socket478. Максимально чипсет поддерживает память DDR333. Заметим, что ее скорость заметно меньше требуемых современными процессорами 4,2 ГБ/с. С чипсетом i845PE мы использовали два модуля по 256МБ DDR-400 от TwinMOS, работающих как PC2700 на таймингах 2-5-2-2.

Чипсет E7205 от компании Intel был призвал восполнить образовавшийся разрыв в скорости обмена данными процессор-чипсет и чипсет-память. Использование двух каналов DDR266 позволило достичь общей пропускной способности памяти в 4,2 ГБ/с. В тестах на плату устанавливались один и два модуля TwinMOS типа PC3200. На частоте 266 МГц они работали с таймингами 2-5-2-2.

Двухканальный чипсет 655 для памяти DDR от компании SiS тестировался с теми же модулями от TwinMOS. Чипсет обеспечивает максимальную ПСП в 6,4 ГБ/с. Это в полтора раза больше, чем нужно Pentium 4 с шиной 533 МГц. Поскольку тесты SPEC CPU2000 славятся своей узкой направленностью, возможно этих 6,4 ГБ/с мы и не заметим. Однако как мы помним по прошлогоднему тестированию платформ для AMD Athlon XP, запас по пропускной способности памяти может быть полезен и в этих задачах. Тесты проводились на частоте памяти 266, 333 и 400МГц. В первом и втором случае тайминги составляли 2-5-2-2, в третьем 2-6-3-3. Отметим, что у этого чипсета есть 3 режима работы контроллера памяти:

  • один канал, шина 64 бит (стандартный);
  • один канал, шина 128 бит;
  • два канала по 64 бит.

В первом случае можно использовать любое количество модулей, а остальные требуют установки двух (или четырех) одинаковых.

Чипсет SiS R658 первый продукт для памяти типа RDRAM от компании SiS. Несмотря на заявленную совместимость с модулями PC1200 (PC4800), скорость работы в этом режиме практически не отличалась от обычных PC1066. Учитывая то, что сам режим включался не стандартным способом, а скорее как некая функция разгона, я решил пока ограничимся тестами с тем же модулем PC1066 от Samsung. Вполне возможно, что в следующих версиях BIOS для этой платы все будет получше.

Что касается непосредственно участвовавших в тестировании материнских плат, что все они показали высокую надежность на используемых задачах — во время тестов ни разу не наблюдалось сбоев или зависаний.

Отметим, что настройки быстродействия в BIOS материнских плат устанавливались на максимум. Подробнее о влиянии таймингов DDR памяти на результаты читайте в следующих материалах.

Тесты

Поскольку участников у нас много, то начнем с диаграмм интегральных оценок SPECint_base2000 и SPECfp_base2000. А потом, выбрав интересные группы, подробнее их изучим.


Итак, посмотрим, что у нас интересного на первой диаграмме.

Во первых i850E продолжает оставаться лидером, хотя отрыв от преследователей очень сократился. Мы очередной раз убеждаемся в удачности комбинации QP шины Pentium 4 и памяти типа RDRAM. Ну и конечно сыграл роль и разработчик чипсета — вариант в исполнении SiS проиграл не только i850E, но и i845PE.

Во вторых мы снова наблюдаем, что чипсеты от Intel обгоняют конкурентов при одинаковой конфигурации памяти. Еще одно подтверждение проработанности продуктов компании Intel.

Третий момент, который хотелось бы отметить, небольшое преимущество режима «2×64» перед «128» у SiS655. Кроме того, мы наблюдаем меньшую скорость у конфигураций с двумя модулями DDR400, чем с двумя DDR333. Дело скорее всего в том, что с частотой 200 МГц модули работают с большими задержками, чем в режиме DDR333, а ПСП двухканальной DDR333/400 более чем достаточно для обслуживания 533 МГц QP шины Pentium 4.

Отметим хорошее выступление iE7205 с двухканальной DDR266. SiS655 с двухканальной DDR333/400 не сильно от него оторвались.

Ну и последнее наблюдение — использование двухканального контроллера памяти позволяет получить 6..10 процентов прироста, что, согласитесь, немало.

А в целом наблюдается некий «верхний потолок» в районе значения 1100, которого достигают наиболее производительные системы.

Посмотрим теперь на результаты SPECfp_base2000.


В челом результаты повторяют первую диаграмму. Только разброс цифр несколько больше и чипсет SiS655 выступил получше. Несколько коротких комментариев:

  • плата с i850E из последних сил держится в лидерах;
  • SiS655+DDR333 сравнялся с i845PE+DDR333;
  • двухканальная DDR400 на SiS655 немного обходит двухканальную же DDR333;
  • iE7205 уже заметно проигрывает в двухканальном режиме SiS655 с памятью DDR333/400;
  • двухканальные конфигурации выигрывают 15..24% у классических.

Здесь мы также наблюдаем ограничение сверху. Примерно на том же уровне в 1100 баллов.

Теперь посмотрим на несколько групп участников более подробно.

Первая пара это i845PE+DDR333 и SiS655+DDR333. Посмотрим, за счет каких подтестов мы получаем разницу в интегральных оценках. Отметим, что DDR333 недостаточно для полноценного обслуживания Pentium 4 3,06 ГГц и данные тесты акцентируются скорее на контроллерах памяти в исследуемых чипсетах.




Как видно, преимущество i845PE в тестах CINT2000 составляет до 10 процентов и в основном проявляется в подтестах, которые чувствительны к скорости памяти. А вот в CFP2000 чипсеты выигрывают друг у друга в разных подтестах до 6%. При этом интегральная оценка одинакова. Интересно отметить, что SiS655 выигрывает в «жадных» до ПСП тестах 171.swim и 179.art. Эти результаты показывают, что не только Intel умеет делать быстрые контроллеры памяти.

Кстати, использование DDR400 с SiS655 не позволяет последнему опередить i845PE+DDR333 в тестах CINT (отставание составляет 2,19%). Однако в CFP2000 из-за заметного роста в 171.swim, 172.mgrid и 179.art чипсет от SiS выходит вперед на 5,14% по интегральной оценке.

Вторая группа участников — чипсет SiS655 со разными конфигурациями памяти. Я не привожу точные цифры, поскольку они просто не умещаются на дисграмме. Более яркие цвета — двухканальные конфигурации.




Поскольку интегральные оценки мы уже видели, то эти диаграммы не принесли ничего неожиданного. Стоит отметить несколько моментов:

  • Замена одноканальной DDR266 памяти на двухканальную DDR400 (или DDR333) позволит получить очень значительный прирост — по отдельным тестам до 58%. Интегральные оценки при этом возрастут на 18 и 40% соответственно для SPECint_base2000 и SPECfp_base2000.
  • Отметим относительно низкий результат двухканальной конфигурации с DDR266. Несмотря на то, что ее ПСП соответствует пропускной способности 533 МГц QP шины Pentium 4, реально скорость примерно равна одноканальной DDR333/400. С другой стороны именно на DDR266 переход на два канала максимально выгоден. По интегральным оценкам он составляет для SPECint_base2000 10,40/8,13/5,95% (DDR266/333/400), а для SPECfp_base2000 23,82/20,00/14,45%.
  • Ну и последнее наблюдение — скорости двухканальной DDR333 и DDR400 примерно равны и при этом заметно больше остальных участников (в тестах, где важна ПСП, для CFP2000 это все кроме 177.mesa и 200.sixtrack).

Последняя пара — это i850E+PC4200 и SiS655+DDR400(2x64).




Да, интересно посмотреть, как две совершенно разные платформы идут так близко… Несмотря на отличия в производителе, чипсетах и памяти. Видимо, наконец, тест SPEC CPU2000 здесь оправдывает свое название J. Хотя если перейти от диаграмм к цифрам, то мы увидим менее ровную картину:

тестSiS655 vs i850E (%)тестSiS655 vs i850E (%)
164.gzip0,17168.wupwise0,55
175.vpr-4,63171.swim-6,20
176.gcc0,55172.mgrid-3,39
181.mcf-5,76173.applu-6,72
186.crafty-0,17177.mesa0,08
197.parser-1,32178.galgel-0,31
252.eon0,00179.art1,12
253.perlbmk0,45183.equake-1,22
254.gap-0,41187.facerec-0,52
255.vortex-1,95188.ammp-1,04
256.bzip2-4,36189.lucas-5,62
300.twolf-4,07191.fma3d-1,13
SPECint_base2000-1,81200.sixtrack0,53
  301.apsi-4,38
  SPECfp_base2000-2,05

Обратите внимание на некоторые результаты:

  • 164.gzip & 256.bzip2 — несмотря на одинаковый класс задач, 164.gzip быстрее работает на SiS, а 256.bzip2 — на Intel.
  • 176.gcc и (175.vpr, 181.mcf, 300.twolf) — ранее показали высокую зависимость от частоты работы памяти, однако на 176.gcc незначительно выигрывает SiS, тогда как в остальных указанных подтестах он проигрывает порядка 4%.
  • Аналогичная ситуация и с 171.swim и 179.art.

Заключение

По состоянию на весну 2003 года наиболее производительной системой для процессоров Intel Pentium 4 с FSB 533 МГц является i850E с памятью типа RDRAM. Однако его преимущество перед конкурентами столь незначительно, что современные чипсеты с двухканальной системой памяти для DDR SDRAM его практически догоняют. Скорее всего в ближайшее время с приходом чипсетов от Intel серий i865/i875 с поддержкой двухканальной памяти PC2700/PC3200 ситуация изменится и i850+RDRAM окончательно потеряет пальму первенства.

Первый двухканальный чипсет от Intel E7205 безусловно является удачной попыткой резкого наращивания скорости работы с оперативной памятью путем использования двух каналов для памяти типа DDR SDRAM. Однако поскольку сегодня уже представлен i875, то iE7205 можно считать устаревшим, тем более, что он поддерживает только DDR266 и процессоры с FSB 400/533 МГц.

Классический i845PE является базовым вариантом компании Intel для памяти DDR266/333. Что касается скорости, что он показал хорошие результаты при работе с DDR333 и в этом классе является лидером. Отметим, что сейчас поступают предложения от производителей, которым i875 кажется дорогим и они занимаются разгоном i845PE для поддержки новых процессоров с 800 МГц FSB и памяти DDR400. Так что этот чипсет вполне конкурентоспособен, и мы вскоре рассмотрим его работу и в нестандартных режимах.

Чипсет 655 от компании SiS показал хорошие результаты и является сейчас наиболее производительным чипсетом для двухканальной памяти DDR333/400. Причем с качественной и быстрой памятью он практически догоняет i850E.

Результаты второго нового чипсета от SiS — R658 нас разочаровали, поскольку находятся на уровне двухканальной DDR266. Хотя мы не исключаем возможность, что с выходом новых версий BIOS ситуация может измениться. Тем более что SiS655 показал сравнимые результаты с продукцией Intel.

Если судить в целом, то результаты тестов подтверждают правильность перехода ведущих производителей на двухканальные чипсеты под DDR SDRAM. Особенно в преддверии выпуска процессоров с шиной 800 МГц. Безусловно полезной является и поддержка памяти DDR333/400. Тем более что уже появились модули, обеспечивающие работу с таймингами как у хороших продуктов с DDR266.

Что касается практического результата, то, как и в других разделах, мы приходим к выводу, что если нужно сравнить именно процессоры, то их «обвязка» не должна мешать и быть максимально быстрой.




Дополнительно

iXBT BRAND 2016

«iXBT Brand 2016» — Выбор читателей в номинации «Процессоры (CPU)»:
Подробнее с условиями участия в розыгрыше можно ознакомиться здесь. Текущие результаты опроса доступны тут.

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.