65-нм двойное ядро Intel Presler
На прошлой неделе мы выпустили обзор грядущего одноядерного 65-нм процессора Intel Pentium 4 с кодовым названием Cedar Mill. Кроме низкого энергопотребления и достойной производительности, чип отличался ещё одной интересной особенностью: это ядро будет использоваться в следующем поколении двуядерных процессоров Pentium D. Новый чип имеет кодовое название Presler и сочетает в одной упаковке LGA для Socket 775 два одноядерных чипа Cedar Mill. Однако два ядра не образуют один кристалл, как это было у процессоров Pentium D Smithfield. Кристаллы отдельные, но объединены общей упаковкой. Именно поэтому мы будем называть подобные процессоры не двуядерными, а со сдвоенным ядром.
К счастью, ни один из новых 65-нм процессоров не требует новой платформы. Оба будут работать на материнских платах с чипсетами 945 и 955, которые широко распространены сегодня. У пользователей материнских плат на чипсетах 915 и 925 не останется никакого другого выбора, кроме как менять материнскую плату, поскольку последовательность инициализации двуядерных процессоров требует изменённой раскладки контактов. И в любом случае, для поддержки новых чипов понадобится обновление BIOS. Особенно это важно для технологии виртуализации Intel (VT), которая дебютирует вместе с 65-нм чипами.
При сравнении Pentium D 900 Presler с текущей линейкой Pentium D 800 на ядре Smithfield мы наблюдаем не только уменьшение ядра с 90 до 65 нм и появление технологии виртуализации VT. Каждое ядро Cedar Mill обладает 2 Мбайт кэша, в результате чего процессор Presler со сдвоенным ядром получит 2×2 Мбайт кэша L2. А у Smithfield было 2×1 Мбайт кэша L2. Рост суммарного объёма кэша в два раза, как нам кажется, должен немного улучшить результаты тестов. Собственно, как это и произошло во время последнего наращивания кэша ядра Prescott.
Поэтому, в отличие от одноядерных Cedar Mill, мы предполагаем, что Presler со сдвоенным ядром обойдёт двуядерный Smithfield в тестах, чувствительных к кэшу. В то же время, энергопотребление Presler должно опуститься до нормального значения.
Presler или Smithfield? Вряд ли стоит сомневаться, что 65-нм чип будет работать существенно лучше, хотя эффективно контратаковать AMD Athlon 64 X2 он не сможет. По крайней мере, пока.
Подход Intel к сдвоенному ядру
Сегодня существует три возможных способа создавать двуядерные чипы. Первый заключается в создании тесно связанных двух ядер на едином кристалле. Собственно, именно так и поступила Intel с выпуском последнего чипа Itanium на ядре Montecito. Второй способ – сочетать два обычных ядра на едином кристалле – так Intel поступила с Pentium D Smithfield. Наконец, третий вариант – разместить два ядра на разных кристаллах в одной упаковке. Первый подход тесно связанных ядер позволяет разработчикам связать между собой отдельные блоки процессора, что потенциально даёт возможность увеличения производительности, в то время как два других решения менее дорогие в разработке и производстве.
Последний вариант, без сомнения, является самым дешёвым способом вступления в двуядерную эру, поскольку он позволяет получить максимально высокий уровень выхода годных кристаллов. При этом каждое ядро можно протестировать и отсеять по тем или иным дефектам. Скажем, если возникнет дефект в области кэша L2, то ядро можно использовать для дешёвых процессоров нижнего сегмента рынка (к примеру, 65-нм Celeron), отключив сбойный участок и урезав размер кэша L2 до 512 кбайт или даже 256 кбайт.
Кристаллы, прошедшие функциональный тест, теперь проверяются на частоты и напряжения. Если кристалл способен работать на высоких частотах, то он может стать основой для скоростных одноядерных процессоров Pentium 4, а менее скоростные кристаллы могут использоваться для Pentium D со сдвоенным ядром.
Однако у размещения двух, в целом, независимых ядер в одну упаковку есть существенный недостаток. Каждый раз, когда одно ядро пожелает получить данные, с которыми работает второе ядро, необходим доступ к системной шине. Несложно представить, что на шину в данном случае ляжет двойная нагрузка. И это характерно не только для 65-нм чипов Presler со сдвоенным ядром, но и для 90-нм двуядерных Smithfield, у которых два ядра находятся на едином кристалле. С другой стороны, дизайн с общим кэшем приводит к проблеме распределения кэша между двумя ядрами. Именно поэтому ни Intel, ни AMD пока не представили подобных процессоров.
Intel анонсировала появление общего кэша L2 только в новой микро-архитектуре, которая появится во второй половине 2006 года: процессоры Woodcrest для серверов, Conroe для настольных ПК и Merom для мобильных компьютеров. Как мы предполагаем, AMD пойдёт на такой же шаг с выпуском процессоров для Socket M2: Windsor (двуядерный) и Orleans Athlon 64 (версия Revision F). Впрочем, по имеющейся у нас информации, пока до практической реализации такого дизайна ещё далеко. Поэтому обсуждать его преждевременно.
Функциональная диаграмма линейки Pentium D 800 на ядре Smithfield. Presler будет точно таким же, за исключением того, что два ядра физически разделены друг от друга.
Сегодня AMD не использует архитектуру единого кэша L2 для двуядерных процессоров. Пока что.
Процессор Presler в деталях
Все грядущие чипы Intel, включая линейки Pentium 4 600 и Pentium D 800 и 900, поддерживают 64-битные расширения EM64T, бит запрета выполнения xD для защиты от ряда вирусов (с помощью Windows XP Service Pack 2) и технологию Enhanced Intel SpeedStep (EIST), которая снижает напряжение и тактовую частоту при низких нагрузках (требуется поддержка BIOS). Все процессоры Pentium D 900 будут поставляться с активированной технологией виртуализации VT. В отличие от линейки Pentium D 800, новые процессоры линейки 900 на ядре Presler будут работать на тактовых частотах до 3,4 ГГц (Pentium D 950) во время первого дебюта.
Наши ожидания в области производительности оправдались. Благодаря удвоению суммарного кэша L2 с 2×1 Мбайт до 2×2 Мбайт (у ядра Cedar Mill), в некоторых тестах Presler даёт лучшую производительность по сравнению со Smithfield на равных тактовых частотах. Отметим, что наш образец Presler работал на 3,0 ГГц.
Опять же мы не забыли и тесты энергопотребления. Если новые одноядерные Cedar Mill экономят 20% энергии при полной нагрузке по сравнению с Prescott, то Presler с удвоенным ядром смог уменьшить энергопотребление системы на 18%, снизив его с 252 до 214 Вт.
Но экономия энергии при включении SpeedStep нас разочаровала. Впрочем, не следует забывать, что в нашем случае частота уменьшалась с 3,0 до всего 2,8 ГГц. С другой стороны, следует учитывать больший размер кэша. Хотя число транзисторов выросло не меньше, чем на треть, энергопотребление Presler в большинстве случаев оказывается меньше, чем у Smithfield. Как можно ожидать, финальная версия Presler будет более оптимизированной.
975X: следующий BX!
Помните чипсет 440BX от Intel? Будучи запущенным в 1998 году, он сопровождал процессоры Pentium II (Klamath) и две версии Pentium III (Katmai, Coppermine) до 2000 года. Даже сегодня этот чипсет можно назвать одним из самых успешных за всю историю Intel, поскольку материнские платы на нём “жили” намного дольше, чем раньше.
Ситуация сегодня изменилась, поскольку любой машины с возрастом два года (2,8-ГГц/280+ процессор или более скоростной) достаточно для большинства возможных сценариев. Наконец, как типы приложений, так и приемлемые уровни производительности изменились недостаточно, чтобы люди побежали в магазин менять компьютеры.
У 975X есть приятная особенность: возможность разделения линий x16 PCIe для графики на два слота. Технически Intel может реализовать как ATi CrossFire, так и nVidia SLI. Но у нас нет информации по поводу того, будет ли какая-либо из этих технологий реализована в 975X.
Даже если вы не считаете, что вам нужен тот уровень производительности, который обеспечат будущие многоядерные процессоры, присмотритесь к грядущему чипсету 975X. Особенно интересно, что Intel объявила о поддержке этим чипсетом двуядерных настольных процессоров Conroe в 2006 году. 975X будет работать с Pentium Extreme Edition 955 на 3,46 ГГц и FSB1066, базирующемся на Presler. Запуск обоих продуктов планируется 14-го ноября. Возможно, 975X будет поддерживать чип с четырьмя ядрами, который Intel планирует на конец следующего года в high-end секторе, а также 45-нм массовые процессоры, которые появятся в 2007 году.
Тестовая конфигурация
Системное аппаратное обеспечение | |
Процессоры Socket 775 | Intel Pentium D 930 (Presler 65 нм, 3,0 ГГц, 2x 2 Мбайт кэша L2) Intel Pentium D 830 (Smithfield 90 нм, 3,0 ГГц, 2x 1 Мбайт кэша L2) |
Платформа Intel | Gigabyte GA-8I955X Royal (Socket 775), Rev. 1.1 Чипсет Intel 955X, BIOS F8 |
Память | Corsair CM2X512A-5400UL (XMS5400 V1.2) 2x 512 Мбайт DDR2-667 (333 МГц, CL3-2-2-8, 1T) |
Жёсткий диск | Hitachi DeskStar 7K250 250 Гбайт, 7200 об/мин, кэш 8 Мбайт, SATA150 |
Сеть | 3COM 3C905B-TX 100 Мбит/с PCI-карта |
Графическая карта | Extreme N7800GT/2DHTV (PCI Express) GeForce 7800GT (400 МГц), 256 Мбайт GDDR3 (500 МГц) |
Блок питания | Enermax EG565P-VE, ATX 2.01, 535 W |
Системное ПО и драйверы | |
ОС | Windows XP Professional 5.10.2600, Service Pack 2 |
Версия DirectX | 9.0c (4.09.0000.0904) |
Драйверы платформы | Intel Chipset Installation Utility 7.2.1.1003 |
Графический драйвер | nVidia ForceWare 77.77 |
Тесты и настройки
Тесты и настройки | |
OpenGL | |
Doom III | Version: 1.0.1262 1280×1024, 32 Bit Video Quality = High Quality demo1 Graphics detail = High Quality |
Wolfenstein Enemy Territory |
Version: 2.56 (Patch V 1.02) 1280×1024, 32 Bit timedemo 1 / demo demo4 Geometric detail = high Texture detail = high |
DirectX 8 | |
Unreal Tournament 2004 | Version: 3204 1280×1024, 32 Bit, Audio = off THG8-assault-single |
DirectX 9 | |
FarCry | Version 1.1 Build 1256 1280×1024 – 32 Bit quality options = High |
3DMark 2005 | Version 1.0 1024×768, 32 Bit Graphics and CPU Default Benchmark |
Видео | |
Pinnacle Studio 9 Plus | Version: 9.4.1 from: 352×288 MPEG-2 41 MB to: 720×576 MPEG-2 95 MB Encoding and Transition Rendering to MPEG-2/DVD no Audio |
Auto Gordian Knot DivX 5.2.1 XviD 1.0.3 |
Version: 1.95 Audio = AC3 6ch Custom size = 100 MB Resolution settings = Fixed width Codec = XviD and DivX 5 Audio = CBR MP3, kbps 192 182 MB VOB MPEG2-source |
Windows Media Encoder | Version: 9.00.00.2980 720×480 DV to WMV 320×240 (29.97 fps) 282 kbps streaming |
Аудио | |
Lame MP3 | Version 3.97.1 Multi-threaded Alpha Wave 17:14 minutes (182 MB) to mp3 32 – 320 kbit VBR = level 3 |
libvorbis OGG | Version: 1.0.1 WAV 17:14 minutes (182 MB) to ogg Quality = 5 |
Приложения | |
WinRAR | Version 3.41 283 MB, 246 Files Compression = Best Dictionary = 4096 kB |
3DS Max 7 | Characters “Dragon_Charater_rig” 1600×1200 Rendering Single |
Синтетические тесты | |
PCMark 2005 Pro | Version: 1.0.1 System, CPU and Memory Tests |
SiSoftware Sandra Pro | Version 2005, SR1 CPU Test = Multimedia Benchmark Memory Test = Bandwidth Benchmark |
ScienceMark | Version 2.0 All Tests |
OpenGL
DirectX 8
DirectX 9
Видео
Аудио
Приложения
Синтетические тесты
Энергопотребление
Заключение
Учитывая снижение энергопотребления, которое мы видели у 65-нм процессора Cedar Mill, результаты варианта Presler со сдвоенным ядром вполне ожидаемы. Новый чип не только работает чуть быстрее и холоднее, чем старый двуядерный Smithfield, но и позволяет Intel нарастить тактовые частоты, оставаясь в пределах прежнего теплового пакета (95 Вт или 130 Вт макс.).
Но что новый чип не смог сделать, так это обеспечить своей производительностью реальную угрозу двуядерным AMD Athlon 64 X2. Конечно, Pentium D 900 является намного более привлекательным продуктом, чем линейка 800, но он приносит улучшения, которые можно считать запоздалыми.
Наш обзор позволил взглянуть на то, что нам следует ожидать в следующем году. Скорее всего, только новая микро-архитектура Intel, на которой выйдут процессоры Woodcrest, Conroe и Merom, даст существенные улучшения, обещанные нам на Форуме Intel для разработчиков (IDF). Если представить себе архитектуру, которая намного ближе к Pentium M, чем к NetBurst (обеспечивая, тем самым, большую производительность на такт), которая будет работать почти на тех же частотах, что и современные двуядерные процессоры сегодня, перспективы открываются неплохие.