ТЕСТИ · ПРОЦЕСОРИ · INTEL
ОПУБЛІКОВАНО
ЧИТАННЯ11 хв
На що у 2011 році здатна технологія Hyper-Threading у NetBurst? Огляд, розгін та тест Pentium 4 541
Огляд Pentium 4 541 (NetBurst) у 2011: Hyper-Threading дає 15-35% приросту продуктивності, але ЦП все ще бореться з конкурентами в іграх.
Трохи про Pentium 4
З часів Pentium 4 багато води витекло, багато архітектур змінилося, але NetBurst, що зійшов зі сцени, все ще нагадував про себе. Його сила була у його слабкості. Ось чим можна охарактеризувати цей процесор. Використовуючи колись інноваційну архітектуру NetBurst (Чистий Вибух). Інженери Intel свого часу були настільки затягнуті у "гонку мегагерців", яка утворилася між ними та AMD внаслідок випуску останніми процесора з частотою понад 1ГГц першими. Це могло підірвати впевненість у лідерстві Intel, і вони вирішили будь-що виграти ці перегони.
У 2000 році вони випустили процесор, заснований на принципово новій архітектурі, яка практично нічим не була схожа на попередню. Ця мікроархітектура була покликана підкорювати колись такі далекі частоти у 2ГГц, потім 3ГГц, але такі "мегагерці" просто так не давалися.
Інженерам довелося збільшити довжину конвеєра до 20 стадій (Pentium III мав лише 10 стадій), ця технологія носила назву "Гіперконвеєрна обробка". Процесори Pentium 4 на ядрах Willamette та Northwood мають конвеєр глибиною 20 стадій, а процесори на ядрах Prescott та Cedar Mill — 31 стадію. Це дозволяє процесорам Pentium 4 досягати вищих тактових частот у порівнянні з процесорами, що мають коротший конвеєр при однаковій технології виробництва. Так, наприклад, максимальна тактова частота процесорів Intel Pentium III на ядрі Tualatin (130 нм технологія) становить 1400МГц, Athlon XP 2200МГц, Athlon 64 2800МГц, а процесори Pentium 4 на ядрі Cedar Mill здатні працювати на частоті, що перевищує 3800МГц.
Для мінімізації впливу невірно передбачених переходів від довгого конвеєра, у процесорах архітектури NetBurst використовуються збільшений, порівняно з попередниками, буфер передбачення розгалужень та новий алгоритм передбачення розгалужень, що дозволило досягти високої точності передбачення (близько 94%) у процесорах на ядрі Willamette. У наступних ядрах механізм передбачення розгалужень зазнавав модернізацій, що підвищували точність передбачення аж до 98% у ядра Cedar Mill.
Незважаючи на всі ці яскраві приклади про високі частоти, чудовий механізм ПР та інші "плюшки", Pentium 4 так і не зміг обігнати свого опонента в особі Athlon. Ця віха історії так і залишилася за AMD.
Якщо подивитися зараз на процесори, то можна сміливо сказати, що Athlon "уже не той", а Pentium, навпаки, все сильніше зміцнює колись втрачені позиції. Але це все так, просто мої думки.
Процесор
⤢ ВІДКРИТИМаркування тестового зразка SL9C6. Pentium 4 541 побудований на базі 90нм ядра Prescott, має у своєму розпорядженні 1Мб кеш-пам'яті другого рівня. Номінальна частота чипа 3200МГц, що виходить з 200МГц шини, помноженої на 16. Вироблений на Філіппінах, тепловий пакет 90 ват.
⤢ ВІДКРИТИУтиліта CPU-Z підтверджує вищезазначені відомості та доповнює їх номінальною напругою чипа, яка знаходиться на рівні 1,344V. Як ви вже, напевно, помітили, ядро засноване на найкращій 90нм ревізії, а саме G1.
Тестовий стенд та програмне забезпечення:
Материнська плата AM3 – ASUS M4A785TD-V EVO
Материнська плата AM2 – ASUS M2V
Материнська плата LGA775 – Biostar P35D2A7
Процесори – Core 2 Duo E6300; Pentium 4 541; Celeron D 326; Sempron 140; Sempron 3400
Охолодження ЦП LGA775 – Cooler Master Hyper 101; Cooler Master Hyper TX3
Охолодження ЦП AM2/AM3 – Cooler Master Susurro (RR-KCT-T9E1)
ОЗУ – 2x2GB DDR3 Corsair XMS3 PC10700 (9-9-9-34)
ОЗУ – 2x2GB DDR2 PQI PC6400 (5-5-5-16)
Відеокарта – Sapphire Radeon HD5770 (960/5300MHz) (для тестів)
Відеокарта – XFX GeForce 8600GT (540/1080/1400MHz) (для розгону)
БЖ – Cooler Master 500W
Жорсткі диски – Samsung SP160GB
Програмне забезпечення:
Windows 7 x64 SP1
CPU-Z 1.60
CineBench 9.5 x64
CineBench 11.5 x64
Light work - Renderbench
3D Mark Vantage v1.1.1 (тільки тест ЦП)
Hot CPU tester pro
AMD Catalyst 12.3
wPrime v1.55
Fritz chess benchmark
FRAPS v3.1.0
Налаштування якості графіки в іграх:
GTA IV:
Роздільна здатність - 1280х1024
Текстури – high
Роздільна здатність віддзеркалень – high
Якість води – very high
Якість тіней – high
Якість фільтрації – x16
Дистанція огляду – 100
Глибина деталізації – 100
Транспортний потік – 100
Глибина поля спостереження – увімк./увімк.
Вертикальна синхронізація – вимк./вимк.
Prototype:
Роздільна здатність - 1280х1024
Текстури - high
Тіні - high
Згладжування - 0х
Розгін
Перейдемо безпосередньо до розгону. Цей екземпляр мене розчарував. При напрузі 1,456V йому підкорилися 3665МГц, що для 90нм ядра, побудованого на архітектурі NetBurst, зовсім небагато. Потрібно зазначити, що при розгоні технологія HT була увімкнена.
⤢ ВІДКРИТИСкажу ще трохи щодо першого результату. При вимкненому HT процесор при тій же напрузі взяв 3790МГц. Саме після цього мені й спала на думку ідея протестувати Pentium 4 541 ще й з вимкненим HT. Не задоволений результатом, я вирішив підняти напругу до 1,6V, що дозволило мені пройти 1 годину в LinX, при частоті 4012МГц:
⤢ ВІДКРИТИОЗУ працювала на частоті 1003МГц, при таймінгах 5-5-5-24 та напрузі 2,1V.
Cooler Master Hyper TX3 вже був на межі. Температура розігнаного до 4012МГц Pentium 4 541 при напрузі 1,6V почала перевищувати 79 градусів, але тротлінгу не було. Тож цей результат було вирішено записати на тести.
Тести
Погляньмо на героїв сьогоднішнього тестування:
Athlon 64 X2 3600+Sempron 3400+Sempron 140Core 2 Duo E6300Celeron D 326Pentium 4 541 Частота2000MHz1800MHz2700MHz1866MHz2533MHz3200MHz Кодове ім'я ядраWindsorManilaSargasConroePrescottPrescott Техпроцес, нм909045659090 Підтримка Hyper-Threading----+ Тип роз'ємуAM2AM2AM3LGA775LGA775LGA775 Тепловиділення, Вт.656565656590 Кеш L1, Кб2x6464642x321616 Кеш L2, Кб2x256256102420482561024 Кеш L3, Кб----- Кількість ядер|потоків2|21|11|12|21|11|2
Тепер погляньмо на режими тестування ЦП:
Athlon 64 X2 3600+ 2000@2600MHz
Sempron 3400+ 1800@2466MHz
Sempron 140 2700@3780MHz
Core 2 Duo E6300 1866@3360MHz
Celeron D 326 2533@4005MHz
Pentium 4 541 HT-off 3200@3665MHz
Pentium 4 541 HT-on 3200@3665@4012MHz
Діаграми через багатьох "клонів" Pentium 4 541, звісно, вийшли величезні, але для сприйняття все ж залишилися адекватними.
Рендеринг:
⤢ ВІДКРИТИ
⤢ ВІДКРИТИ
⤢ ВІДКРИТИДля початку розберемося з варіантом, що володіє HT: при розгоні до 4012МГц Pentium 4 наблизився до Sempron 140, що працює на штатних частотах, але обігнати так і не зміг. А в RenderBench, який і зовсім не підтримує багатопоточність, Pentium 4 не дотягнувся і до Core 2 Duo E6300, що працює на номінальних частотах.
Що вже говорити про варіант без HT? На частоті 3665МГц Pentium 4 зміг змагатися лише зі стоковим Sempron 3400+ і з розігнаним до 4005МГц Celeron D 326.
Якщо порівнювати варіанти з HT і без, то стає зрозуміло, що навіть старому Pentium 4 вона дає непоганий приріст від 20 до 40%.
Загальна продуктивність:
⤢ ВІДКРИТИ
⤢ ВІДКРИТИCrystal Mark хоч і старий, але підтримує роботу до восьми потоків. Тут ситуація для Pentium 4 складається якнайкраще! На частоті 3200МГц він зміг впритул наблизитися до Sempron 140, що працює на номінальній частоті, а при розгоні обігнати його. Більше того, мене здивувало те, що Pentium 4 541, розігнаний до 4012МГц, зміг обігнати (!) Core 2 Duo E6300, що працював у стоці, наздогнати Athlon 64 X2 3600+, що працює на номіналі, та на додачу, розігнаний до 3780МГц Sempron 140! Тут бонус від Hyper-Threading становив цілих 30%!
Hot CPU tester, навпаки, підтримує роботу лише з одним потоком. Розігнаний до 4012МГц Pentium 4 541 не справляється навіть з AMD Sempron 3400+, що працює на 2466МГц. Тим не менш, обганяючи E6300 та X2 3600+, що працюють на номіналі. Про суперництво з Sempron 140 і мови бути не може, він, як і розігнаний E6300, грають у зовсім іншій лізі.
Архівація
⤢ ВІДКРИТИWinRAR вже давно обзавівся підтримкою багатопоточності, і завдяки цьому Pentium 4 541 HT, працюючи на частоті 4012МГц, показує вражаючі результати, обганяючи Sempron 140, розігнаний до 3780МГц, і наздоганяючи реальних двоядерних процесорів! За цим тестом можна помітити 30% зростання продуктивності від наявності у ЦП технології Hyper Threading.
Обчислення
⤢ ВІДКРИТИ
⤢ ВІДКРИТИFritz chess benchmark чудово використовує будь-яку кількість ядер або потоків, тим не менш, через архітектурні особливості Pentium 4 не зміг показати гідний результат і програв Sempron 140, мало того, він ледве вирвав перемогу в одноядерного Sempron 3400+. Просто не можу не відзначити чудовий виступ Core 2 Duo E6300. При розгоні до 3360МГц він не залишив противникам навіть найменшого шансу на перемогу!
wPrime також є багатопоточним бенчмарком. Апгрейд з Pentium 4 541 до Sempron 140 принесе великі дивіденди, адже навіть у "пекельному" розгоні Pentium так і не зміг наблизитися до Sempron 140, а лише мляво конкурував із Sempron 3400+. Аутсайдер Celeron D 326 при розгоні до 4005МГц все ж обганяє старшого брата, що працює в номінальному режимі, хоча, кого це хвилює?
Ігри: Синтетика
⤢ ВІДКРИТИ3D Mark Vantage, практично непідйомна програма для більшості процесорів у нашому тесті, також оптимізована під велику кількість потоків. Тут Pentium 4 541 все ж таки посміхнулася удача, але якось зовсім слабо. При розгоні до 4012МГц він зміг обігнати Sempron 140, що працює на номіналі, а розгін останнього вивів його в лігу двоядерних процесорів, де він зміг непогано дошкулити Athlon 64 X2 3600+, що працює на штатній частоті. Продуктивність Core 2 Duo E6300 після розгону просто захоплює.
Ігри:
⤢ ВІДКРИТИРозгін Pentium 4 до 4012МГц дозволить вам насолодитися усіма красотами гри Prototype, що є важливим для процесора, побудованого на архітектурі NetBurst. На цій частоті він навіть зміг обігнати Sempron 140, але розгін останнього знову вивів його в лігу двох ядер, за наявності всього одного. Як не дивно, але тут штатний Pentium 4 зміг обігнати Sempron 3400+, розігнаний до 2466МГц, що є рідкісним випадком.
⤢ ВІДКРИТИПісля проведення тестів я усвідомив, як я погарячкував з установками таких високих налаштувань. Низька продуктивність у (!) бенчмарку гри, а при фріплеї на розігнаному Pentium 4 до 4012МГц було близько 4-7 FPS. Жах! Можу вас трохи заспокоїти: при мінімальних налаштуваннях якості зображення та дальності промальовування FPS став прийнятним для такого виду процесорів, близько 16-23 FPS. З вимкненим HT ситуація погіршилася серйозно, FPS просів до 12-16 FPS.
Ну гаразд, поговоримо про результати – розігнаний до 4012МГц Pentium 4 541 зміг обігнати Sempron 140, що працював при цьому на штатній частоті. При розгоні процесора від AMD все стало на свої місця, за винятком того, що розгін цього разу не дозволив Sempron 140 обігнати двоядерні процесори в номіналі.
Висновок
Ось і добігло кінця протистояння Pentium 4 541 проти Sempron 140. Які висновки можна зробити після тесту процесора, якому цього року виповнюється 7 років? Що вже говорити, він і на свій "вік" не був піком продуктивності. Але тоді технологія Hyper Threading не використовувалася на повну силу. Зараз же ми бачимо 15-35% приріст продуктивності. Люди, які свого часу писали про те, що заощадивши пару десятків доларів і взявши ЦП без підтримки цієї технології, ми себе нічим не обмежуємо, виявилися не праві, але лише частково.
Навіть з технологією HT процесори Intel не дозволяли в більшості програм здобути переважну перевагу над процесорами AMD того ж періоду.
Ситуація кардинально змінилася лише з виходом Nehalem. У цій архітектурі технологія HT знайшла своє друге життя та підняла рівень продуктивності на абсолютно новий рівень.
Підсумувавши всі тести, можна сміливо заявити, що практично завжди Pentium 4 конкурував лише з Sempron 3400+, який, за ідеєю, взагалі є опонентом Celeron D. За винятком ігор, як би це дивно не звучало. Адже процесори, засновані на архітектурі NetBurst, ніколи не вирізнялися високою продуктивністю в ігрових програмах. Хоча, мабуть, позначилося те, що для тестів ми використовуємо лише ігри, здатні навантажувати більше двох ядер. Тут на користь P4 541 зіграв його "бонус", а саме HT.
