Доклад: Intel Pentium 4

3DMark2000 CPUmarks

Этот бенчмарк, входящий в состав 3DMark2000 демонстрирует теоретическую скорость работы процессора по обработке типовых игровых 3D-сцен при активном использовании наборов SIMD-команд SSE и 3DNow!. К сожалению, тестов, позволяющих оценить выигрыш, получаемый от использования новых SSE2 инструкций Pentium 4 пока нет, поэтому сегодня мы довольствуемся только использованием базового набора инструкций SSE. Тем не менее, даже в этом случае Pentium 4 оказывается на высоте, обходя ближайшего конкурента, процессор AMD Athlon 1.2 ГГц на 12%. Таким образом, логично ожидать, что в играх, особенно поддерживающих SSE, Pentium 4 будет показывать достойные результаты.

Так как процессор Pentium 4 работает на совершенно отличной платформе, использующей двухканальную RDRAM, посмотрим на то, какую скорость операций с памятью может обеспечить эта система в сравнении с соответствующими результатами, полученными на остальной паре платформ:

Memory Speed - Read

Memory Speed - Write

По графикам совершенно очевидно, что действительно скорость работы L1 и L2 кэшей в Pentium 4 по сравнению с Pentium III возросла. Однако, AMD Athlon обладает гораздо большим по размеру L1 кэшем, что в ряде случаев обуславливает его превосходство. Естественно, также на графике ясно видно, что пропускная способность двухканальной RDRAM гораздо выше, чем используемой в системах на Athlon и Pentium III PC133 SDRAM. Также, результаты этого теста позволяют оценить, что L2 кеш процессора Athlon действительно работает медленнее чем L2 кеш даже Pentium III, из-за более узкой шины. И достаточно любопытным является тот факт, что влияние L1-кеша совершенно не сказывается в системе с Pentium 4 при записи в память.

Перейдем теперь к тестам в реальных приложениях.

Content Creation Winstone 2000

       

Этот тест основывается на измерении скорости системы в нескольких приложениях для создания контента. Как можно видеть, производительность системы с Pentium 4 тут однозначно выше, чем скорость системы на Pentium III 1 ГГц и приближается к производительности системы с Athlon 1.2 ГГц. Получается, AMD была права не став выпускать процессоры с более высокой, чем 1.2 ГГц частотой. Athlon 1.2 ГГц может конкурировать с Pentium 4 вполне успешно.

Sysmark 2000

Еще один тест, использующий для измерения производительности офисные приложения. Однако, тут упор делается на приложения более широкого профиля, чем в предыдущем тесте, в результате чего показатели Athlon здесь выше. Однако, архитектуры Pentium III, Athlon и Pentium 4 отличаются слишком сильно, поэтому, соотношения производительностей этих процессоров может изменяться от приложения к приложению. Поэтому, посмотрим на скорости испытуемых процессоров в конкретных приложениях.

Sysmark 2000

Нетрудно заметить, что тут однозначного лидера выделить тяжело. Однако, в семи из двенадцати приложений лидирует AMD Athlon 1.2 ГГц, в то время как Pentium 4 показывает большую скорость только в трех задачах: системе распознавания речи Dragon Naturally Speaking Preferred 4.0, графическом редакторе Adobe Photoshop 5.5 и в утилите для кодирования видеопотока Microsoft Windows Media Encoder 4.0. Таким образом, вся полезность Pentium 4 раскрывается действительно только в задачах потоковой обработки данных. И то, часть заслуги за высокую производительность этого процессора лежит на подсистеме памяти с гораздо более высокой пропускной способностью, чем у конкурирующих платформ.

3D Studio MAX R3 (чем меньше – тем лучше)

Для оценки производительностей систем в этом 3D-пакете, мы засекли время рендеринга сцены Anisotropic Wheel, входящей в дистрибутив. Соответственно, меньшее время соответствует лучшему результату. Удивительно, но тут производительность Pentium 4 1.4 ГГц в точности повторяет производительность Pentium III 1 ГГц. Это говорит о том, что FPU в Pentium 4 действительно работает медленнее, чем в Pentium III. Athlon 1.2 ГГц, обладая лучшим блоком FPU легко обошел обоих конкурентов, построив сцену на 40% быстрее.

WinZIP (чем меньше – тем лучше)

Тестирование в архиваторах позволяет увидеть целочисленную производительность процессоров при оперировании с небольшими объемами данных. В архиваторе WinZip лучшую скорость (на диаграмме меньшее значение соответствует лучшему результату) продемонстрировал Athlon 1.2 ГГц. По всей видимости, сказывается большой кеш первого уровня у этого процессора.

WinRar (чем меньше – тем лучше)

Как можно увидеть из диаграммы (на ней меньшее значение снова соответствует лучшему результату), Pentium 4 1.4 ГГц с ALU, работающим на частоте 2.8 ГГц здесь равных нет. Влияние объемного кеша первого уровня Athlon в WinRAR сводится на нет достаточно большим объемом словаря, используемого в этом архиваторе.
Перейдем теперь к результатам, которые показали испытуемые системы в игровых приложениях.

Quake3 Arena (demo001) - 640x480x16

В Quake3 Pentium 4 1.4 ГГц показывает себя с лучшей стороны, показывая на 30% более высокое быстродействие, чем Athlon 1.2 ГГц, не говоря уже о Pentium III. Это объясняется как тем, что ALU протестированного Pentium 4 работает на частоте 2.8 ГГц, так и тем, что Quake3 использует SSE инструкции, которые, как мы показали выше, исполняются на Pentium 4 очень быстро.

Quake3 Arena (demo001) - 1024x768x32

С одной стороны, число fps в высоких разрешениях в Quake3 зависит в основном от пропускной способности шин, связывающих различные компоненты системы, однако с другой – ограничивается скоростью заполнения используемой в системе видеокарты. Именно поэтому, тут разброс результатов не так велик, как в предыдущем случае. Однако, благодаря Quad Pumped bus Pentium 4 остается в лидерах. Однако, Athlon, с 200-мегагерцовой шиной EV6 дышит практически ему в затылок.

Unreal Tournament – 640x480x16

Тут лидирующую позицию удерживает Athlon, имеющий самый производительный среди всех участвующих в тесте процессоров блок FPU.

Unreal Tournament – 1024x768x32

Однако, при возрастании нагрузки на шины передачи данных в системе, которое влечет за собой увеличение разрешения, вперед выходит Pentium 4. Что ж, с 400-мегагерцовой шиной и памятью с пропускной способностью 3.2 Гбайт/с поспорить тяжело.

Expendable - 640x480x16

Expendable - игра, производящая во время своей работы интенсивные операции с небольшими объемами данных. Поэтому, система на Pentium 4 с RDRAM, имеющей большую латентность оказывается медленнее обоих своих конкурентов. Причем, отставание Pentium 4 1.4 ГГц от Athlon 1.2 ГГц оказывается немаленьким – более 30%.

Expendable - 1024x768x32

Результаты практически полностью повторяют предыдущий случай.
К сожалению, в настоящий момент мы не можем оценить потенциал новых Pentium 4 с точки зрения разгона. Дело в том, что имевшаяся в нашем распоряжении системная плата для Pentium 4 Intel D850GB не имела никаких функций для запуска процессора на частоте, отличающейся от штатной. Однако, по мере появления системных плат от сторонних производителей, мы протестируем Pentium 4 и на разгон.

Заключение

Итак, сделать однозначный вывод относительно процессора Pentium 4 нельзя. Безусловно, его архитектура имеет массу достоинств, основным из которых следует признать возможность легкого наращивания тактовых частот. Однако, производительность нового процессора в ряде приложений все же не так высока как хотелось бы: достаточно часто она оказывается меньше производительности старшего процессора семейства Athlon. Виной этому – сверхдлинный 20-стадийный конвейер и недостаточно большой кеш данных первого уровня. Поэтому, в ближайшее время Pentium 4 обогнать по быстродействию конкурента от AMD, Athlon, который также имеет пути для наращивания скорости посредством перехода на новое ядро Palomino и использования DDR SDRAM, не сможет.

 В то же время, у систем на Pentium 4 есть и более существенные недостатки, главный из которых – цена. Поскольку стоимость RDRAM, необходимой для Pentium 4, а также системных плат для него достаточно высока, Athlon-платформы обладают сегодня гораздо лучшим соотношением цена-производительность.
     Тем не менее, Pentium 4 все же имеет отдаленные перспективы. С переводом технологического процесса на 0.13 мкм и с выпуском чипсетов, поддерживающих более дешевые чем RDRAM типы памяти, Pentium 4 может стать массовым процессором. Пока же его удел – высокопроизводительные рабочие станции.

Список использованных источников:

1.          Компьютерный еженедельник “Компьютерра”, № 24 2000 г.

2.          Журнал “Страна игр”, №22 2000 г.

3.          Журнал “Мир ПК”, №12 2000 г.

4.          www.ixbt.ru

5.          www.computerra.ru

6.          www.zdnet.ru