Pentium 4 Northwood против Prescott
На современных частотах преимущество ядра Intel Pentium 4 Prescott в сравнении с Northwood практически незаметно, несмотря на 90-нм техпроцесс. Более того, из-за высоких токов утечки Prescott выделяет заметно больше тепла. На частотах 3,6 ГГц, 3,8 ГГц и 4 ГГц тепловой пакет Prescott (TDP, thermal design power) перейдёт далеко за 100 Вт. Но какова же будет производительность процессора на подобных высоких тактовых частотах?
Мы провели тесты и сравнили ядра Prescott и Northwood на высоких тактовых частотах. Сможет ли 90-нм процессор с 1-Мбайт кэшем L2 и длинным конвейером и дальше выступать лидером Intel по производительности?
Охлаждаем VapoChill LS
VapoChill LS имеет смысл использовать только с соответствующим корпусом от Lian Li. Эта модель, адаптированная под компрессорные системы охлаждения, имеет снизу специальное отверстие, позволяющее подводить хладагент по трубкам в корпусе к процессору.
Для устойчивой работы обоих процессоров на частоте выше 4 ГГц обычного охлаждения не хватит. Если тепловой пакет превышает 150 Вт, то и водяного охлаждения будет недостаточно. Придётся обратиться к мощной компрессорной системе охлаждения.
В ней компрессор конденсирует хладагент, который превращается в жидкость. Затем хладагент поступает в медную головку охлаждения процессора, где он испаряется. При этом тепло отнимается от процессора, после чего пар поступает в компрессор, проходя по пути через теплообменник, в котором тепло рассеивается наружу.
Тестовая плата: DFI LanParty 875PRO Rev. B
Для нашего проекта нам понадобилась материнская плата, способная увеличивать частоту FSB выше 250 МГц. Последние несколько лет нашим нуждам прекрасно соответствовали платы Asus, но и другие платы тоже ничуть не хуже. Возьмём, к примеру, модель DFI – плата имеет великолепные функции, обладает хорошим потенциалом по “разгону” и включает дополнительные аксессуары для игровых вечеринок, например, лямку для переноски.
В версии “B” платы стабилизаторы напряжения охлаждаются большими радиаторами, что предотвращает их чрезмерный нагрев. Ведь Pentium 4 Prescott потребляет большое количество энергии.
Память: OCZ PC4000 Dual Channel Gold
Мы использовали 512-Мбайт модули от производителя OCZ. Хотя они поддерживают средние задержки CL2,5-4-4-7, но вполне нормально работают на частоте 250 МГц. Однако для этого нам пришлось увеличить напряжение с 2,5 до 2,7 В – так рекомендует и сама OCZ. Во время нескольких тестовых прогонов с высокими тактовыми частотами максимальная частота памяти составляла чуть меньше 270 МГц.
Prescott до 4,17 ГГц; Northwood, максимум, на 4 ГГц
Процессор Pentium 4 Northwood смог достичь частоты, максимум, 4 ГГц при стабильной работе. Дальнейшее повышение частоты привело к ошибкам в Windows.
Для нашего тестирования мы использовали два обычных процессора на 3,2 ГГц, которые можно купить в магазине. Поэтому они показывают результаты, которые можно получить на коммерчески доступных процессорах.
В следующей таблице перечислены все конфигурации, протестированные нами.
| Частота CPU | Частота FSB | Напряжение CPU | |
| P4 Northwood | 3207 МГц | 200,5 МГц | 1,55 В |
| P4 Northwood | 3535 МГц | 220,9 МГц | 1,55 В |
| P4 Northwood | 3695 МГц | 230,9 МГц | 1,55 В |
| P4 Northwood | 3866 МГц | 241,7 МГц | 1,575 В |
| P4 Northwood | 4009 МГц | 250,6 МГц | 1,625 В |
| P4 Prescott | 3207 МГц | 200,5 МГц | 1,375 В |
| P4 Prescott | 3535 МГц | 220,9 МГц | 1,375 В |
| P4 Prescott | 3695 МГц | 230,9 МГц | 1,375 В |
| P4 Prescott | 3866 МГц | 241,7 МГц | 1,40 В |
| P4 Prescott | 4009 МГц | 250,6 МГц | 1,425 В |
| P4 Prescott | 4149 МГц | 259,4 МГц | 1,50 В |
Для сохранения стабильности системы при частотах 3,8 ГГц и выше необходима компрессорная система охлаждения. Напряжение питания процессора, которое значительно увеличивается при частоте 4 ГГц, приводит к росту тепловыделения, которое значительно превышает 100 Вт, и в таких условиях без системы охлаждения VapoChill процессор не смог бы нормально работать.
Процессор P4 Prescott смог работать на более высокой, по сравнению с Northwood, тактовой частоте 4175 МГц, что наглядно показывает его потенциал.
Тестовая система
| Процессоры Intel (Socket 478) | |
| 200-МГц FSB (двухканальная DDR400) | Pentium 4E 3,20 ГГц Pentium 4 3,20 ГГц |
| Охлаждение | Vapochill LS |
| Память | |
| Intel Pentium 4 | 2 x 512 Мбайт – DDR500 OCZ EL DDR Gold Edition Dual Channel CL 2,5-4-4-7 |
| Материнская плата | |
| Платформа Intel (Socket 478) |
DFI LANParty PRO875B REV. B1 Чипсет Intel 875P BIOS: 875B308 (03/08/2004) Intel 82547EI Gigabit Ethernet Controller (CSA) |
| Общее аппаратное обеспечение | |
| Графическая карта | ATI A9800XT/TVD, Rev. 1.01 GPU: ATI Radeon 9800XT, 412 МГц Память: 256 Мбайт DDR-SDRAM, 365 МГц |
| Жёсткий диск | Western Digital WD Raptor 740 74 Гбайт/ кэш 8 Мбайт/ 10000 об/мин |
| DVD-ROM | MSI MS-8216, 16x |
| Программное обеспечение | |
| Чипсет Intel | Intel Chipset Installation Utility 5.1.1.1002 |
| DirectX | Версия: 9.0b |
| ОС | Windows XP Professional Build 2600 Service Pack 1 |
Тесты и настройки
| Benchmarks and Settings OpenGL |
|
| Quake III Team Arena | Version 1.32 1024×768 – 32 bit Timedemo1 / demo thg3 “custom timedemo” Graphics detail = Normal |
| SPEC viewperf | Version 7.1.1 1280×1024 32 Bit |
| Wolfenstein | Version: 2.56 (Patch V 1.02) |
| Enemy Territory | 1024 x 786 – 32 bit timedemo 1 / demo demo4 Geometric detail = low Texture detail = low |
| DirectX 8 | |
| Comanche 4 Demo | Version: 1.0.1.18 1024 x 768 – 32 bit autio = off |
| Unreal Tournament 2004 | Custom Timedemo 1024 x 768 / 32 bit / Audio = off Defaults bilinear |
| DirectX 9a | |
| 3DMark 2003 | Version 3.4.0 1024 x 786 – 32 bit Graphics and CPU Default Benchmark |
| X2-The Threat | Version 1.0 1024x768x32 (X8R8G8B8) Demo – bechmark Graphic Settings: all off |
| AquaMark3 | Version: 3.0 1024 x 768 – 32 bit Audio = off Advanced Measurement Antialiasing mode: off Anisotropy: off Level Detail: very low |
| Video | |
| Mainconcept MPEG Encoder | Version: 1.4.1 1.2 GB DV to MPEG II (720×576, Audio) converting |
| Xmpeg | Version: 5.0.8.84 |
| DivX 5.0.3 | AMD: Otimized MMX iDCT Intel: Otimized SEE2 iDCT DivX 5.10 Pro Audio: off Psychovisual Enhancements: off Resize: 720×576 Restore Defaults 780 kbps feedback windows: off |
| Windows Media Encoder 9 | Version: 9.00.00.2980 436 MB AVI File convert to WMV Windows Media server (streaming) |
| Audio | |
| Lame | Version 3.95 Wave 17:14 minutes (182 MB) to mp3 32 – 320 kbit VBR = level 3 |
| Applications | |
| Winrar | Version 3.30 283 MB, 246 Files Compression = Best Dictionary = 4096 KB |
| Newtek Lightwave | Version 7.5c – Build 572 Render First Frame = 1 Render Last Frame = 60 Render Frame Step = 1 Rendering Bench “variations.lws” Show Rendering in Progress = 320×240 Ray Trace Shadows, Reflection Refraction, Transparency = on Multithreading = 8 Threads |
| Cinema 4D XL 8 | Version 8.503 |
| Maxon Computer | Rendering in 1024 x 768, “ship_dirt” |
| 3D Studio Max 6.0 | Characters “Dragon_Charater_rig” |
| Discreet | Pixel: 1024 x 768 Rendering Single |
| Synthetic | |
| PCMark 2004 Pro | Version: 1.1.0 CPU and Memory Tests |
| SiSoftware Sandra 2004 | Version 2004.10.9.89 CPU Test = MultiMedia / CPU Arithmetic Memory Test = Bandwidth Benchmark |
Quake 3 Arena
SPECviewperf
Wolfenstein
Comanche 4 Demo
UT 2004
3DMark 2003
X2-The Threat
AquaMark3
Mainconcept MPEG Encoder
Xmpeg/DivX 5.0.3
Windows Media Encoder 9
Lame
Winrar
Newtek Lightwave
Cinema 4D XL 8
3D Studio Max 6.0
PC Mark 2004 Pro
SiSoft Sandra 2004 Pro
Заключение
В начале тестирования мы предполагали, что кривые для Pentium 4 на ядрах Prescott и Northwood будут пересекаться в ряде тестов. Мы ожидали, что Prescott, благодаря удвоенному кэшу L2 и удлинённому до 31 ступени конвейеру, обгонит Northwood по производительности на высоких частотах.
В этом отношении результаты оказались весьма умеренны, поскольку даже на частоте 4 ГГц баланс производительности двух ядер практически не меняется. Northwood по-прежнему остаётся самым быстрым процессором в большинстве приложений, хотя кое-где разница незаметна.
В то же время, наш анализ масштабируемости двух ядер имеет свой недостаток: повышая частоту FSB вплоть до 260 МГц, мы увеличиваем производительность всей системы, включая подсистему памяти. При этом преимущество Prescott в виде увеличенного до 1 Мбайт кэша L2 становится менее заметным, чем на частоте 200 МГц FSB.
Итог таков: если мы будем повышать частоту ядра – и только частоту ядра, то тогда ядро Prescott будет немного обходить ядро Northwood. Тогда ситуация с масштабируемостью будет лучше, однако даже в условиях ограничения FSB на 200 МГц, Prescott всё равно не сможет обеспечить столь большого отрыва в скорости, как того хотелось бы Intel.
