Доклад: Intel Pentium 4

Поскольку Pentium 4 имеет совершенно новую архитектуру, то ему потребовался и новый чипсет. Так как Intel нацеливает свой новый процессор на приложения, работающий с потоками данных, то основной задачей такого чипсета должно являться обеспечение высоких пропускных способностей основных шин: шины памяти и системной шины, соединяющей процессор с северным мостом чипсета.

В первую очередь необходимо сказать о том, что Pentium 4 использует совершенно новую Quad Pumped процессорную шину, работающую с частотой 400 МГц. Пропускная способность такой шины в три раза больше, чем пропускная способность шины процессора Pentium III, и составляет 3.2 Гбайт/с. Благодаря такой высокой пропускной способности, минимизируются простои быстрого процессора Pentium 4 в ожидании следующей порции данных. Физически, реализуется новая системная шина путем умножения в контроллерах процессорной шины чипсета и процессора тактовой частоты, которая для Pentium 4 составляет 100 МГц, на 4. То есть, на частоте 400 МГц работает только участок между процессором и чипсетом.Наряду с такой высокопроизводительной шиной, чтобы система была сбалансирована, подсистема памяти для Pentium 4 должна обеспечивать не меньшую, чем 3.2 Гбайт/с, пропускную способность. Поэтому, при создании набора системной логики для нового процессора Intel принял решение адаптировать чипсет i840, который поддерживает два канала Direct RDRAM. Как известно, пропускная способность PC800 RDRAM составляет 1.6 Гбайт/с, то есть, при использовании двух каналов Rambus, пропускная способность памяти оказывается как раз на уровне 3.2 Гбайт/с.
О недостатках RDRAM сказано уже достаточно много, главный из них – это высокая цена этой памяти, однако с технологической точки зрения двухканальная RDRAM смотрится в системах с Pentium 4 вполне оправдано. К сожалению, DDR SDRAM с близкой пропускной способностью будет выпущена только к концу следующего года. Однако, RDRAM хороша только в задачах потоковой обработки данных. В случае же решения задач, требующих непоследовательный доступ к данным, латентность RDRAM оказывается слишком высокой и вполне может быть оправдано применение не только DDR SDRAM, но и даже обычной SDRAM памяти. Однако, чипсетов с поддержкой SDRAM пока нет, и в лучшем случае они появятся только к середине следующего года.

В качестве южного моста в этом наборе логики используется уже знакомая нам по чипсету i815E микросхема ICH2, а в качестве северного моста – новый MCH Intel 82850, в числе ключевых особенностей которого следует отметить поддержку двух каналов Rambus, каждый из которых может функционировать с парой модулей RIMM, поддержку 400-мегагерцовой системной шины и AGP 4x.

3.1  Материнские платы

Ввиду дороговизны самого чипсета i850, который стоит $75, а также ввиду того, что платы под Pentium 4 должны иметь шестислойную PCB, производить их достаточно сложно и дорого. Поэтому, только ограниченное число производителей системных плат высказало желание ввязаться в производство плат под Socket 423. В ближайшее время платы под Pentium 4 будут выпускаться только восемью производителями. Спецификации некоторых таких плат уже известны:

Как можно видеть из таблицы, все платы под Pentium 4 похожи друг на друга: все имеют по четыре слота для RIMM и по пять слотов PCI. Большинство плат будет оборудоваться слотом AGP Pro, позволяющим использовать профессиональные графические карты с повышенным энергопотреблением.

3.2  ATX 2.03

Помимо новых системных плат и новых кулеров, как это парадоксально не звучит, новый процессор будет требовать и новый корпус, совместимый со спецификацией ATX 2.03. И вызвано это двумя причинами.
Во-первых, ввиду того что кулеры для Pentium 4 имеют большие радиаторы, масса которых может достигать 450 г, крепить к процессорному сокету их больше нельзя. Теперь для удерживания кулера будет использоваться специальный ретеншн-механизм, крепящийся при помощи четырех болтов непосредственно к корпусу. Соответственно, корпус должен иметь дополнительные крепежные отверстия.

Дополнительный плюс, который дает использование ретеншн-механизма для кулера, это уменьшение электромагнитного влияния процессора, работающего на сверхвысоких частотах, на другие компоненты системной платы.
Вторым новым требованием спецификации ATX 2.03 является наличие у блока питания дополнительного четырехжильного кабеля питания, подключаемого к системной плате, с                                                                      способ крепления                                     напряжениями 12 и 5 В.

Дополнительное питание необходимо для процессора Pentium 4, отличающегося чрезмерно большим энергопотреблением.

4.  Тестирование Pentium 4

Для тестирования было собрано три системы со следующими конфигурациями:

Производительность Pentium 4 сравнивалась с самыми быстрыми на сегодня процессорами других семейств: Intel Pentium III 1 ГГц и AMD Athlon 1.2 ГГц.

   Тестирование проводилось под управлением операционной системы Microsoft Windows2000 SP1 с установленным DirectX 8.

4.1  Результаты тестов

   Поскольку процессор Pentium 4 имеет совершенно новую архитектуру,

анализ производительности этого процессора будет состоять из двух частей. В первой для измерения быстродействия мы воспользуемся синтетическими тестами, а во второй протестируем процессоры, принимающие участие в тестировании, реальными приложениями.

CPUmark 99

Этот тест показывает производительность целочисленной части процессора и скорость работы с данными. Казалось бы, поскольку ALU Pentium 4 работает на удвоенной частоте процессора, то по результатам этого теста впереди должен быть Pentium 4. Однако этого не происходит. Разгадка медлительности Pentium 4 в данном тесте кроется в недостаточно большом L1 кэше, в который не помещаются все необходимые для его работы данные. Athlon же, с областью данных в L1-кеше размером 64 Кбайта, а это в 8 раз больше, чем кеш данных Pentium 4, значительно превосходит всех своих соперников.

FPU WinMark

Этот бенчмарк показывает "чистую" скорость работы арифметического сопроцессора благодаря тому что все данные, необходимые для его работы умещаются в L1 кэше процессора. Результаты еще раз подтверждают, что блок FPU у Athlon очень хороший. Кроме того, ясно видно, что из-за возросшей латентности FPU в Pentium 4, его показатели в этом тесте выглядят даже хуже, чем у Pentium III.

Страницы: 1, 2, 3, 4