Прогнозы, которые подтверждаются: Pentium 4 1,7 GHz и его производительность


С момента нашего последнего обзора Pentium 4 прошло не так уж много времени, и сам процессор с тех пор тоже не очень сильно изменился :) Однако увеличение максимальной частоты на 200 MHz — все-таки довольно значимое событие, тем более для Pentium 4. Почему "тем более"? Да потому, что ядро этого CPU спроектировано таким образом, что только частота в некоторых случаях и способна ему "помочь". Выполнение некоторых программ на Pentium 4 можно сравнить с ездой на болиде "Формула-1" по улицам города — быстро-то оно быстро, вот только часто повороты проскакиваешь :) И поскольку конструкцию болида менять уже поздно, остается только одно — увеличивать скорость еще больше, чтобы можно было хотя бы быстрее вернуться к тому самому "пропущенному повороту".

Сравнивать новый процессор Intel мы будем с двумя его основным конкурентами — Pentium III 1,13 GHz и AMD Athlon. При этом для разнообразия мы собрали довольно большое количество конфигураций, вот только различаются они между собой очень по-разному: Pentium 4 представлен в виде трех процессоров на одной и той же платформе (ну нету у него другой пока :) — i850 + RDRAM, а Athlon наоборот один и тот же (1,33 GHz), но на двух платформах: VIA KT133A + PC133 и AMD-760 + PC2100 DDR.

Итак, познакомимся с конфигурацией тестовых стендов:

При оценке производительности использовалось следующее оборудование:

  • Процессор:
    • Intel Pentium 4 1700 МГц, шина 400 МГц, Socket-423
    • Intel Pentium 4 1500 МГц, шина 400 МГц, Socket-423
    • Intel Pentium III Coppermine 1133 МГц, шина 133 МГц, Socket-370
    • AMD Athlon Thunderbird 1333 МГц, шина 266 МГц, Socket-462
  • Материнские платы:
    • ASUS P4T на чипсете i850 (BIOS 1004 Final от 30.03.2001)
    • ASUS CUSL2-CB (Black Pearl) на чипсете i815EP (BIOS 1006 — 04 Beta от 06.03.2001)
    • ASUS A7M266 на чипсете AMD761+VIA 686B (BIOS 1004 — 01C Beta от 07.03.2001)
    • EPOX 8KTA3+ на чипсете VIA KT133A (BIOS от 28.03.2001)
  • Память:
    • Buffalo PC800 2x128Mb ECC RDRAM
    • Samsung Original PC2100 CAS2.5 2x128Mb DDR SDRAM
    • Tonicom ACTRAM SIMBGA PC166 256Mb SDRAM (to be reviewed)
  • Жесткие диски: IBM Deskstar 75GXP 45Gb 7200RPM Ultra ATA/100
  • DVD-ROM Panasonic 8x speed
  • Видеокарта: NVIDIA GeForce3 64Mb Reference Board на чипе GeForce3 (Core:200MHz; Mem:230(460)MHz DDR)

И программное обеспечение:

  • Windows 2000 Professional 5.00.2195 Service Pack 1
  • NVIDIA Detonator v10.80
  • DirectX v8.0
  • Офисные приложения (resolution 1024x768x16x100Hz):
    • BapCo & Mad Onion SysMark 2000 Internet Content Creation v1.0 patch 5
    • BapCo & Mad Onion SysMark 2000 Office Productivity v1.0 patch 5
    • Ziff-Davis Media Business Winstone 2000 v1.0.1
    • Ziff-Davis Media Content Creation Winstone 2000 v1.0.1
  • Профессиональные приложения (resolution 1280x1024x32x100Hz):
    • SPECviewperf v6.1.2 (OpenGL performance)
    • 3DSstudio MAX R3.1

Набор тестов использовался довольно большой, т.к. ввиду очень существенных различий в архитектуре сравниваемых процессоров, было чрезвычайно интересно охватить как можно более широкий набор приложений. Стандартные Quake III / SYSmark 2000 / ZDM Winstone 2001 описывать подробно не будем — все и так их знают.

Кроме этого использовался 3Dstudio MAX R3.1, а также SPEC viewperf 6.1.2. 3DStudio MAX — задача ярко выраженного вычислительного плана, где скорость "числовой молотилки" процессорного ядра играет зачастую более значительную роль, чем скорость работы с памятью. Это, к слову, очень хорошо заметно и по результатам (на диаграмме, далее по тексту). SPEC viewperf — признанный всеми в мире тест для оценки производительности вычислительных систем при работе с "тяжелыми" профессиональными OpenGL-приложениями типа CAD/CAM. На его результаты, как мы увидим ниже, скорость памяти оказывает громадное значение, и в этом отношении очень показательным является сравнение систем на базе Pentium 4 + PC800 RDRAM vs. Athlon + PC2100 DDR SDRAM т.е. — апологетов двух разных стандартов самой сверхскоростной памяти, используемой в современных x86-компьютерах.

Quake III fast: 640x480x16 и 800x600x16

Весьма показательные тесты, главное только четко осознавать что же именно они показывают :) Quake III в низких разрешениях при 16-битном цвете очень хорошо демонстрирует скорость доступа к памяти. При условии достаточно мощного процессора — пожалуй, только она и ограничивает верхний предел fps. Поэтому причины убедительной победы Pentium 4 совершенно очевидны — 400 МГц FSB и двухканальная RDRAM. Системы на базе Athlon показали, как говорится, "все что смогли" :) — поскольку тактовая частота процессора во всех случаях была одинаковой, скорость прокачки памяти обуславливалась только ее типом, частотой FSB, и возможностями чипсета. Ничего нового в этом отношении мы не узнали — PC2100 DDR действительно быстрее, PC133 — заметно медленнее. Pentium III 1.13 GHz проиграл абсолютно всем, что неудивительно — у него и частота меньше, и шина слабее всех (Pentium 4 — 400 MHz, Athlon EV-6 — 266 MHz, Pentium III AGTL+ — 133 MHz).

Quake III: 1024x768x16 HQ и 1280x1024x16 Full Option

Вторая диаграмма из этого раздела может рассматриваться как первая, доведенная до ее логического завершения. При таких высоких разрешениях видеокарта уже начинает играть роль ограничивающего фактора, но с другой стороны, объем текстур еще не слишком велик, поэтому скорость их прокачки по каналу RAM --> AGP --> ВИДЕОКАРТА еще не настолько сильно влияет на общий результат как при 32-битном цвете. В результате в разрешении 1024x768 все участвующие в тесте системы еще кое-как пытаются "выяснять отношения" (правда, довольно вяло :) а при переходе на Full Option и 1280x1024 все становится очевидно — Pentium 4 + RDRAM чуть-чуть впереди, остальные идут практически наравне. Почему все же впереди Pentium 4? Это тоже понятно — он продолжает демонстрировать остатки того громадного преимущества, которое можно было видеть в предыдущем тесте, просто разница не столь существенна из-за возросшей роли видеокарты. В 1024x764x16 HQ заметно отстает Pentium III — собственно, как мы увидим далее, он вообще отстает от всех участников почти во всех тестах, где что-то зависит от подсистемы "процессор + чипсет + память" :)

Quake III: 800x600x32 Normal, 1024x768x32 HQ и 1280x1024x32 Full Option

А вот здесь мы четко видим еще одно преимущество систем на базе Pentium 4 + RDRAM (ну и, кстати, не забудем Intel i850 — по-своему очень даже неплохой чипсет). Преимущество это — нормальная реализация порта AGP. Я специально выделил слово "нормальная" потому что ничего выдающегося в том, что шина работает так, как ей и положено — нет. В 32-битном цвете скорость прокачки текстур уже начинает влиять на скорость, особенно в режимах High Quality и Full Option, по той простой причине, что текстуры становятся достаточно большими. Поэтому мало просто быстро вытянуть их из ОЗУ, нужно еще чтобы они не менее быстро попали по назначению — на видеокарту. Эволюция результатов, которую можно наблюдать последовательно на трех диаграммах (с апофеозом в виде последней) показывает, что тандем из 400 МГц FSB и двухканальной RDRAM на системах с чипсетом i850 очень хорошо дополняется превосходной реализацией AGP 4X, которая... нет, сама по себе она вообще ни на что не влияет :), но вот именно в комбинации со всем остальным — позволяет не тормозить систему в тех случаях, когда все упирается именно в скорость этой шины.

3DMark 2001









SSE, SSE2… Хорошие видать наборы команд! И похоже, что действительно получше чем 3DNow! 3DMark 2001 по задействованию различных аппаратных фич всегда был на высоте, причем не только относительно 3D-акселераторов, но и всего остального тоже. Оптимизация кода под SSE позволяет даже Pentium III в этом тесте играть на равных с процессором AMD, превосходящим его по тактовой частоте, ну а Pentium 4 вообще выигрывает у всех с разгромным счетом, да еще как — даже самого "слабенького" Penitum 4 1.5 GHz хватает на то, чтобы разделать под орех все остальные системы. Ну что тут можно сказать? Прекрасная оптимизация под расширенный набор команд, хорошая и быстрая реализация самого этого набора в процессоре — и вот результат. Многим не грех поучиться у программеров MadOnion тому как нужно писать программы действительно оптимизированные под расширенные наборы инструкций современных CPU. Кстати, говорят, в следующих процессорах AMD мы вполне можем увидеть поддержку SSE2, и если это окажется правдой, то тем самым еще раз подтвердит высказанное выше предположение относительно того "чьи наборы команд лучше".

SYSmark 2000: Overall Score, Office Productivity, Internet Content Creation





В принципе, визуальный ряд и вызываемые им ощущения у всех трех диаграмм примерно одинаковые, поэтому я о решил прокомментировать их в одном разделе. Pentium 4 1.7 GHz немного проигрывает Athlon и выигрывает у Pentium III. Разогнанный же Pentium 4 2.125 GHz в приложениях для работы с графикой и мультимедиа уходит в явный отрыв от всех. Фактически, мы наблюдаем подтверждение уже давно известной истины — с увеличением частоты производительность Pentium 4 растет, и предела этому росту пока не видно.

ZDM Business Winstone 2001 и Content Creation Winstone 2001

Тест Business Winstone по процентному соотношению производительности систем примерно повторил результаты SYSmark 2000 Office Productivity, что еще раз доказывает "правдивость" результатов обоих тестов. Догнать Athlon на PC2100 DDR удается пока что только разогнанному Pentium 4. Pentium III оказался слабее всех, причем заметно.

SPEC viewperf 6.1.2

Официальный Pentium 4 1.7 GHz практически везде понемногу проигрывает, "неофициальный" Pentium 4 2.125 GHz — также практически везде понемногу выигрывает. Вывод понятен — гнать его надо, гнать, и еще раз гнать! :) Причем даже не столько нам с вами с помощью разеых нехороших методов, а компании Intel — выпускать еще более высокогигагерцевые CPU на этом же ядре. Производительность у них, как показывают результаты наших тестов, растет чуть ли не пропорционально частоте. Ну и конечно же, невозможно не заметить как "выпали" из борьбы все без исключения системы, оснащенные обычной PC133 SDRAM. Вот PC800 RDRAM + Pentium 4 еще потягалась с Athlon + PC2100 DDR, а PC133 независимо от процессора сразу же оказалась в глубоком проигрыше.

3DStudio MAX, Waterfall

Чем больше частота у Pentium 4 — тем ему от этого лучше. Опять повторяется описанная ранее ситуация — официальный Pentium 4 1.7 GHz выиграть у Athlon 1.33 GHz не смог, "неофициальный" Pentium 4 2.125 GHz — без проблем. Что еще раз доказывает превосходную масштабируемость этого CPU — ему нужно просто повышать, повышать, и еще раз повышать частоту, до тех пор, пока он не победит всех и вся :)

Результаты в отдельных приложениях

А теперь перейдем к самому интересному: рассмотрение результатов в отдельных приложениях. Я позволил себе волюнтаристским методом выбрать самые запоминающиеся результаты (субъективно, конечно же, никто и не спорит) и разбить их на три группы по немудрящему критерию:

  1. выигрывает Intel Pentium 4
  2. выигрывает Intel Pentium III
  3. выигрывает AMD Athlon

Кроме того, хоть я и остановлюсь на этом моменте еще раз в выводах, хочу подчеркнуть заранее: "скидок" Intel Pentium III и AMD Athlon на их более низкую частоту делаться не будет. С одной стороны, это может показаться несправедливым, но, тем не менее, давайте уже понемногу отходить от порочной практики сравнения CPU обязательно с равной частотой. В современных условиях, когда в ядре оба ведущих производителя "наворотили" столько, что и за всю жизнь не разобрать :), заявленная официальная частота его работы становится все менее и менее актуальным параметром. Действительно, если доводить подобный подход до его логического завершения, то впору уже требовать, к примеру, занижения частоты ALU, которая у Pentium 4 вообще в два раза больше чем у ядра. Маразм? Вот именно о том и веду я речь.

Одна компания проектирует и выпускает один процессор, другая — другой. Обе имеют свой список предпочтений, и у Intel Pentium 4 первой строкой в этом списке стоит частота. Плохо это или хорошо — выясняется в результате тестов, но если одновременно на рынке присутствует верхняя модель от AMD, работающая на 1.33 GHz и верхняя модель от Intel, работающая на 1.7 GHz, то значит именно эти модели и показывают нам предел возможностей каждой из компаний на текущий момент времени. Поэтому оценивать я буду именно производительность готовых систем, без каких-либо скидок. Между прочим при распределении результатов по группам, в качестве верхнего предела для процессоров Intel был взят именно официальный Pentium 4 1.7 GHz, а не разогнанный вариант, так что мои выводы абсолютно корректны в качестве среза состояния процессорного рынка на данный момент времени.

Выигрывает Pentium 4 1.7 GHz

SYSmark 2000: Windows Media Encoder 4, NaturallySpeaking 4

Два "беспощадных избиения" всех прочих систем, особенно в WME. Ни для кого не секрет, что именно обработка потоковых данных является сильнейшей стороной нового процессора Intel. Это связано с одной стороны с действительно очень большой вычислительной мощностью ядра ("числодробилка" из Pentium 4 выходит просто превосходная), с другой же стороны — с особенностями RDRAM, у которой высокая скорость "линейных" операций с памятью (т.е. последовательной записи / чтения больших объемов данных) соседствует с не менее высокой латентностью (задержка при обращении к большому количеству данных, находящихся в по разным адресам). Windows Media Encoder, как частный случай банального "архиватора" т.е. программы, предназначенной для преобразования одного потока данных в другой, как раз очень хорошо задействует все наилучшие стороны систем на базе Pentium 4, благодаря чему их производительность в этой программе растет почти линейно с повышением частоты CPU. NaturallySpeaking (программа распознавания речи) также основана на потоковой технологии — в программу "вливается" на реальной скорости произносимая речь, и она должна успеть обработать звуковой поток и преобразовать его в текст. Тоже задачка явно из серии специально созданных для Pentium 4 (впрочем, корректнее в данному случае будет говорить, что как раз Pentium 4 является "специально созданным" для такого типа задач).

Выигрывает Pentium III 1.13 GHz

SYSmark 2000: Adobe Photoshop 5

Конечно, многие скажут, что приведение в материале результатов тестирования в Adobe Photoshop 5 на не-интеловских процессорах выглядит просто как издевательство над посетителями сайта и заодно над здравым смыслом. Да, в известной степени так оно и есть. Причем оказалось, что "издеваются" авторы программы не только над процессорами AMD, но и вообще над "всем, что не Pentium III" :) Однако я все равно включил эту диаграмму в статью т.к. она является весьма показательным примером. Вот что может случиться, когда авторы программы совершенно четко "зацикливаются" на одной архитектуре, выжимая из нее все что только можно, и забывая про существование всех остальных. Это с одной стороны. С другой — вот каких интересных результатов можно добиться, используя подобный подход.

Выигрывает AMD Athlon 1.33 GHz

SYSmark 2000: Bryce4, Corel Draw 9

После выхода AMD Athlon, Bryce приобрел славу одного из тех приложений, которые совершенно не страдают от излишней любви к процессорам Intel — Pentium III при равной частоте никогда не мог победить Athlon в этом тесте, а Pentium 4 ситуацию нисколько не улучшил. Именно с этой точки зрения, интересен результат до предела разогнанного Pentium 4 2.125 GHz. Подход Intel следует все же признать вполне имеющим право на жизнь: гоним ядро по частоте до тех пор, пока в результате наш CPU все равно не окажется самым быстрым. Пока не оказался, но почти, почти… Причем, подчеркиваю — в приложении, результаты которого очень любят приводить в качестве довода поклонники AMD Athlon. А вот "официальный" Pentium 4 1.7 GHz все-таки проиграл Athlon 1.33 GHz, причем на обеих платформах — и DDR PC2100, и PC133.

В Corel Draw 9 опять та же картина: скорость систем на базе Pentium 4 растет с увеличением частоты, но все равно оказывается в результате меньше чем у Athlon. Что ж, факт есть факт — не любят некоторые приложения новый процессор Intel, и, прямо скажем, шибко не любят. Остается подождать и выяснить кто же в конце концов окажется победителем в этой "схватке софта с железом": то ли приложения, то ли Pentium 4 :) А что — если кто-то выпустит аналогичные по функциональности аналоги этих программ, нормально работающие с своеобразной архитектурой нового процессора Intel, то я бы не зарекался относительно исхода поединка... :)

Выводы

С момента нашей последней публикации существенных изменений произошло довольно мало, и выход Pentium 4 1.7 GHz к ним отнести никак нельзя: возросла только тактовая частота ядра, все остальное осталось без изменений — как хорошее, так и плохое. Позиция Intel проста и очевидна: в некоторых приложениях Pentium 4 очень силен уже сейчас, в тех же, в которых он отстает, упущенное будет наверстываться с помощью простого и проверенного метода — увеличиваем до заоблачных пределов тактовую частоту, и получаем если не преимущество, то по крайней мере отсутствие отставания. Нужно сказать, что с чисто практической точки зрения, этот способ верен на все 100% — ну не все ли равно пользователям по какой причине компьютер быстр — из-за некоторых особенностей ядра, из-за скоростной памяти, или из-за высокой частоты CPU. Главное — что быстр, все остальное — удел высоколобых теоретиков.

1.7 GHz-вариант Pentium 4 еще больше обогнал основного конкурента в тех приложениях, в которых был силен его предок, и немного сократил разрыв в остальных. Результаты разогнанного Pentium 4 2.125 GHz показывают нам всем чего примерно следует ожидать в скором времени. Правда, остается еще темная лошадка в лице Brookdale и VIA PX266, с выпуском которых на эту платформу наконец-таки придет PC133 и DDR, но это уже дело будущего, а сейчас — смотрите на диаграммы, оценивайте, решайте.

В мультимедийных и игровых приложениях Pentium 4 превосходен, этого у него не отнять. В офисных… ну а давайте-ка зададимся простым вопросом: нужна ли там производительность? "Вообще" — конечно, нужна, но это "вообще" давно достигнуто, уже во времена Pentium III 800EB и Athlon 800 Thunderbird. Еще сильнее сокращать время выполнения функции "Find & Replace" в Word 2000 — вряд ли это столь уж необходимо :) Сложнее с графикой — там высокая скорость действительно требуется, и Pentium 4 не всегда оказывается впереди. Однако не всегда и позади! В целом можно только заметить, что все зависит от приложения. Вон, в Adobe Photoshop до сих пор старичок Pentium III впереди планеты всей — так хорошо эту программу в свое время под него заточили :) Поэтому когда начнут активно "затачивать" все под Pentium 4 — мы можем стать свидетелями чрезвычайно резких изменений ситуации. В общем, для мультимедиа и игр Pentium 4 свою пригодность убедительно доказал, а в остальных случаях выбор остается сложным и совсем не однозначным, и отдавать кому-то пальму первенства мы поостережемся.

Нельзя не заметить и еще один факт, который буквально проливается бальзамом на душу — Pentium 4 превосходно масштабируемый процессор. Он пока что совершенно не обнаруживает тенденции к "упиранию" в скорость доступа к памяти, в результате чего производительность в большинстве случаев растет чуть ли не пропорционально росту тактовой частоты. Это, бесспорно, очень хорошо. Фактически это означает, что Intel может пока спокойно разрабатывать на концептуальном уровне процессорные ядра следующих поколений, поручив заботу о Pentium 4 исключительно технологам — пускай переводят его на 0,13 микрон, оптимизируют ядро, и разгоняют, разгоняют, разгоняют настолько, насколько это вообще возможно. До тех пор, пока производительность не систем на базе Pentium 4 + RDRAM не упрется в память — каждая новая модель этого CPU с повышенной тактовой частотой будет быстрее предыдущей.




Дополнительно

ВИКТОРИНА SILVERSTONE

1. Сколько 2.5" накопителей можно установить в корпус LD01?