Первое знакомство с Presler: обзор процессора Pentium Extreme Edition 955

Введение

Ни для кого уже не является секретом, что архитектура NetBurst, лежащая в основе процессоров семейства Pentium 4, доживает последние месяцы. Выпуск "прогрессивного" ядра Prescott, для которого Intel использовал 90 нм технологический процесс, вскрыл непреодолимые проблемы, ставшие первыми предвестниками заката архитектуры, на которые изначально возлагались очень большие надежды. Изначально NetBurst представлялась инженерами Intel как архитектура с огромным запасом производительности, который со временем можно будет задействовать путём постепенного наращивания тактовых частот. Однако на практике оказалось, что увеличение тактовой частоты процессора влечёт за собой и возрастание его тепловыделения и энергопотребления. Причём, происходящее параллельно развитие технологии производства полупроводниковых транзисторов не позволяет эффективно бороться с ростом электрических и тепловых характеристик. В результате, третье поколение процессоров с архитектурой NetBurst, известное нам под кодовым именем Prescott вошло в историю процессоров как одно из самых "горячих" семейств CPU. Шутка ли: процессоры, построенные на этом ядре, могли потреблять и, соответственно, выделять до 160 Вт, при том, что их тактовая частота не поднялась выше 3.8 ГГц. Надо заметить, что столь высокое тепловыделение и энергопотребление вызвало множество смежных проблем. Процессоры Prescott требовали использования специальных материнских плат с усиленным стабилизатором напряжения и особых систем охлаждения с повышенной эффективностью.
Проблемы с высоким тепловыделением и энергопотреблением были бы не столь заметны, если бы ни одно но. Дело в том, что при всём при этом процессоры Prescott не смогли продемонстрировать высокой производительности, благодаря которой им можно было бы простить некоторые "слабости". Заданный конкурирующими процессорами AMD Athlon 64 уровень быстродействия оказался для Prescott практически недосягаем, в результате чего данные CPU и стали восприниматься как провал Intel.
Впрочем, то, что планы, возлагаемые на архитектуру NetBurst, потерпели фиаско, не смогли сломить Intel. В течение уходящего года компания обозначила свои новые приоритеты в процессоростроении и начала говорить о тотальной смене курса. Все надежды, связанные с NetBurst были перечёркнуты и инженеры Intel занялись поисками новых решений, с результатами которых, к слову, мы сможем ознакомиться примерно в середине будущего года. Основными же концепциями будущего развития процессоров от Intel в пост-NetBurst период станет отказ от гонки мегагерц и становление во главу угла многоядерности и такой характеристики, как удельная производительность на ватт.
Однако тотальная смена курса требует времени и соответствующей подготовки. Поэтому, к настоящему моменту принципиально новых процессоров от Intel на рынке не наблюдается. В то же время конкурировать с AMD компании как-то надо, что вынуждает её предлагать некоторые решения промежуточного характера. Так, в прошлом году мы cтали свидетелями появления двухъядерных процессоров Intel Pentium D с ядром Smithfield, построенном из двух ядер с архитектурой NetBurst. Такие CPU стали ответом на выпуск компанией AMD двухъядерных процессоров семейства Athlon 64 X2, сразу завоевавших высокие оценки, как со стороны обозревателей, так и стороны обычных пользователей. Откровенно говоря, мы бы не стали называть процессоры Smithfield удачным решением. Унаследовав все недостатки архитектуры NetBurst, они получили крайне высокое тепловыделение и энергопотребление, вынудившее Intel даже снизить их тактовые частоты до 3.2 ГГц и ниже. В результате, их производительность оказалась ниже быстродействия конкурирующих моделей Athlon 64 X2, однако что-то всё же лучше чем ничего.
Таким образом, отказавшись от вкладывания сил в развитие архитектуры NetBurst, Intel не отказался от создания процессоров на основе этой архитектуры, по крайней мере, до тех пор, пока ей не появится достойной альтернативы. Именно поэтому в начале 2006 года нас ждёт некоторое изменение ситуации с процессорами семейств Pentium 4 и Pentium D. Связано оно будет с внедрением нового технологического процесса с нормами 65 нм. То есть в начале 2006 года на рынке появятся процессоры Pentium 4 и Pentium D, в основе которых будут лежать полупроводниковые кристаллы, произведённые по новой технологии. Следует иметь в виду, что новые процессоры в семействах, известные под кодовыми именами Cedar Mill и Presler, не привнесут в соответствующие линейки какие-то новые возможности. Поскольку Intel отказался от работы над архитектурой NetBurst, ожидать каких-либо нововведений было бы просто странно. То есть, Cedar Mill и Presler – это, по сути, физически уменьшенные (в связи с введением в строй нового технологического процесса) производные ядра Prescott.
Таким образом, предстоящее появление процессоров Pentium D и Pentium 4, выпускаемых по технологическому процессу с нормами производства 65 нм, само по себе не заслуживает большого внимания. В первую очередь это касается нового ядра для Pentium 4, Cedar Mill. CPU с данным ядром не смогут похвастать какими-то отличиями (кроме электрических и тепловых параметров) от Prescott вообще.

Что же касается Presler, то эти процессоры будут несколько отличаться от Smithfield по своему строению. Кроме того, новый технологический процесс даст возможность Intel несколько поднять уровень производительности двухъядерных CPU за счёт роста тактовой частоты. И именно поэтому Presler стал темой обзора, который мы предлагаем вашему вниманию.

Встречаем 65 нм технологический процесс

Перед тем, как перейти к рассказу непосредственно о процессорах Presler, некоторое внимание хочется уделить собственно 65 нм технологическому процессу, который Intel, как и ожидалась, довёл до стадии промышленного производства к концу 2005 года. Тем более что конкурирующие производители полупроводниковых приборов пока достаточно далеки от покорения этого рубежа. Например, основной конкурент Intel, компания AMD сбирается внедрить 65 нм технологический процесс только лишь к концу 2006 года.
Какие же основные особенности нового технологического процесса Intel P1264 заслуживают упоминания?
В первую очередь хочется сказать о том, что не изменилось по сравнению с уже ставшим привычным 90 нм технологическим процессом P1262. А это – основная масса оборудования, используемого при выпуске полупроводниковых кристаллов. Говоря конкретнее, в 65 нм процессе Intel использует ту же самую UV литографию с длиной волны 193 нм, комбинируемую с технологией фазового сдвига. Впрочем, это не помешало производителю уменьшить до 35 нм эффективную ширину затвора транзисторов, что приблизительно на 30% меньше, чем при производстве по 90-нанометровой технологии.


Также, изменения не коснулись и диаметра пластин: как и при выпуске 90 нм процессоров, новые ядра будут выращиваться на 300 мм пластинах. Таким образом, всё основное оборудование для массового производства 65 нм процессоров у Intel уже есть и успешно функционирует. А это – очень немаловажная деталь. Например, происходивший в 2001 году переход на 130 нм процесс был существенно замедлен именно из-за задержек с поставками литографического оборудования. Сейчас же, очевидно, таких проблем нет и не предвидится. Так что есть все основания надеяться на то, что уже в начале 2006 года 65 нм процессоры Intel станут широко доступны на рынке.


Остались прежними в новом процессе и используемые для создания транзисторов материалы. Однако вновь дополнительные силы были брошены на борьбу с токами утечки. Появившаяся в 90 нм технологическом процессе технология напряжённого кремния обрела в 65 нм технологии свою усовершенствованную версию. В ней при сохранении толщины изоляционного слоя затвора на уровне 1.2 нм примерно на 15% увеличилась деформация каналов транзисторов. Это дало четырёхкратное уменьшение токов утечки, которое, в конечном итоге, выливается в возможность примерно 30-процентного увеличения частоты срабатывания транзисторов без возрастания их тепловыделения.


Следует заметить, что технологию SOI, которую использует при производстве своих процессоров компания AMD, Intel вновь отклонил. По утверждениям специалистов Intel, применение этой технологии не даст в существующем процессе нужного эффекта.
И последнее изменение, на котором следует заострить внимание, это – увеличение числа слоёв медных соединений. В новом процессе их восемь, что на один больше, чем в ядрах, выпускаемых по 90 нм процессу. Благодаря этому Intel надеется упростить проектирование будущих кристаллов.


Как видим, никаких революционных нововведений в новом технологическом процессе нет, как нет их и в архитектуре новых CPU Presler и Cedar Mill. Тем не менее, кое-какие интересные детали в реализации Presler всё же присутствуют.

Intel Presler: снижаем производственные расходы

Первое поколение двухъядерных CPU от Intel, основанное на 90 нм ядре Smithfield имело множество недостатков. Это и неудивительно, поскольку решение об их выпуске было принято без должной подготовки. В результате, сделанные впопыхах на основе ядер Prescott процессоры Smithfield получились не столь удачными как с точки зрения производительности и экономичности, так и с позиций себестоимости производства. Действительно, площадь кристалла Smithfield составляет 206 кв. мм, из-за чего, даже располагая отлаженным технологическим процессом, получение приемлемого уровня выхода годных кристаллов – задача достаточно непростая.
Проектируя Presler, разработчики Intel решили попробовать устранить хотя бы самые основные из слабых сторон двухъядерных процессоров Pentium D. Тем более что имелись определённые предпосылки для этого: предстоящий ввод в строй нового технологического процесса с нормами производства 65 нм. Впрочем, следует иметь в виду, что глобальных улучшений в Presler добиться невозможно, поскольку никакой иной архитектуры процессоров для настольных компьютеров, помимо NetBurst, в распоряжении Intel пока нет. Сама же архитектура NetBurst, как уже было сказано выше, усовершенствованию также не подлежит. Так что Presler следует воспринимать, как попытку улучшить Smithfield наиболее простыми методами, не требующими вложений инженерных ресурсов.
Первым методом, естественно, является смена технологии производства. Внедрение более совершенного техпроцесса позволяет уменьшить площадь ядра процессора с одной стороны и увеличить его тактовые частоты (либо уменьшить тепловыделение или энергопотребление) – с другой. Так как типичное тепловыделение старших моделей процессоров семейства Intel Pentium D, основанных на 90 нм ядре, уже было поднято до 130 Вт, понижать его со сменой техпроцесса особого смысла нет. Вся необходимая инфраструктура уже приспособилась к этой весьма немалой величине. Так что новые 65 нм двухъядерные процессоры Presler смогут отличиться более высокими тактовыми частотами, нежели их 90 нм предшественники. Действительно, максимальная частота процессоров Smithfield составляла 3.2 ГГц, а процессоры Presler смогут покорить отметку в 3.46 ГГц.
Благодаря смене технологического процесса Intel вместе с приростом частоты получил и возможность увеличить количество транзисторов в процессоре. Вполне естественным шагом на этом фоне cтало увеличение объёма кеш-памяти второго уровня. В то время как процессоры Smithfield обладали двумя L2 кешами объемом по 1 Мбайту, то есть составлялись из двух обычных ядер Prescott, процессоры Presler получили кеш второго уровня размером в два раза больше. Таким образом, Presler может похвастать двумя L2 кешами по 2 Мбайта каждый. Это означает, что, по сути, в основе новых двухъядерных CPU от Intel лежит два ядра Cedar Mill, которые, в свою очередь, можно считать 65 нм аналогами ядер Prescott-2M, применяющимися в CPU семейства Pentium 4 600.
Рост тактовой частоты и увеличение кеш-памяти – это единственные два шага, направленные на увеличение производительности двухъядерных процессоров Intel нового поколения, производимых по 65 нм технологии. Никаких других, более глубоких архитектурных усовершенствований в Presler попросту нет. Именно поэтому, производительность Smithfield и Presler, работающих на одинаковой тактовой частоте, может различаться лишь в том случае, если исполняемое приложение чувствительно к объёму кеш-памяти второго уровня.
Чтобы подтвердить этот тезис на практике, мы решили воспользоваться синтетическим бенчмарком SiSoft Sandra 2005, который, как известно, использует достаточно простые алгоритмы, на функционирование которых не оказывает влияния кеш-память второго уровня. В нашем распоряжении оказался процессор Presler с разблокированным множителем и включённой технологией Hyper-Threading (Intel Pentium Extreme Edition 955), который мы решили сравнить в аналогичных условиях с Smithfield (Intel Pentium Extreme Edition 840). Для этого, частота Presler была установлена в 3.2 ГГц (16 x 200 МГц).
Полученные результаты явно указывают на то, что основные исполнительные блоки Presler функционируют ровно так же, как и в CPU семейства Smithfield, производимых по 90 нм технологии.

Впрочем, говорить о том, что мы рассмотрели все отличия Presler от Smithfield, пока рано. Одним из основных достоинств процессоров Presler должно стать изменение схемы их производства, благодаря чему Intel надеется значительно опустить себестоимость таких CPU. В отличие от Smithfield, в основе которых лежало цельное ядро, Presler будут конструироваться из двух независимых процессорных кристаллов, объединяться в корпусе которые будут только на этапе упаковки.


Иными словами, Intel при помощи такого трюка отказывается от необходимости производить кристаллы большой площади. Под процессорной крышкой Presler будет скрываться два разрозненных ядра Cedar Mill, которые могут быть использованы производителем как в составе двухъядерных процессоров, так и как основа для Pentium 4 600. То есть, для Presler больше подходит название не "двухъядерный", а "сдвоенный" процессор.

Следует заметить, что новые возможности по производству двухъядерных процессоров с относительно низкой себестоимостью дают Intel основания говорить о достаточно агрессивном их внедрении на рынок, которое будет происходить в течение 2006 года. Как ожидается, к концу следующего года доля процессоров с двумя ядрами в секторе CPU для настольных компьютеров будет составлять более 70%.


Кстати, такой расклад позволяет нам говорить о том, что одноядерные процессоры Cedar Mill рассматриваются Intel как некий побочный продукт, в то время как в роли флагмана выступает двухъядерный Presler. Впрочем, не следует забывать о том, что век процессоров с архитектурой NetBurst оказался недолог и уже в середине следующего года, если всё будет идти по плану, эти CPU уйдут с рынка.

Intel Pentium Extreme Edition 955: подробности

Целиком линейка процессоров Presler состоит из нескольких процессоров Pentium D 900 и процессора для энтузиастов-геймеров Pentium Extreme Edition 955. Различия между этими процессорами состоят в тактовых частотах, разной частоте используемой системной шины и наличии либо отсутствии технологии Hyper-Threading. Так, процессоры Pentium D серии 900 имеют частоты от 2.8 до 3.4 ГГц, при этом они используют 800-мегагерцовую системную шину. Рейтинги индивидуальных моделей в этом семействе лежат в диапазоне от 920 до 950 с шагом в 10 единиц. Кроме того, CPU семейства Pentium D не поддерживают технологию Hyper-Threading, а значит представляются в операционной системе двумя логическими процессорами.
Что же касается Pentium Extreme Edition 955, то этот CPU использует системную шину с частотой 1066 МГц, имеет тактовую частоту 3.46 ГГц и поддерживает технологию Hyper-Threading. Соответственно, операционная система воспринимает этот процессор как четыре логических CPU. Именно этими признаками и определяется его позиционирование в качестве решения для систем самого верхнего ценового диапазона.
Также следует заметить, что все процессоры Presler имеют поддержку 64-битных расширений архитектуры x86 EM64T, технологии для управления питанием EIST, а также технологии виртуализации Intel Virtualization Technology.
Полностью линейка процессоров, принадлежащих к семейству Presler, выглядит так:


Наша лаборатория получила для тестирования самую старшую модель в семействе, процессор Pentium Extreme Edition 955. Формально, анонс этого процессора состоялся 27 декабря, однако пока что в продаже он отсутствует. Массовые же поставки этого CPU продавцам и сборщикам систем начнутся 16 января будущего года. Стоимость данного процессора, как и всех других CPU, ориентированных на высокообеспеченных энтузиастов, составит $999.
Формальные спецификации этого процессора выглядят следующим образом:


Сразу бросается в глаза, что перевод двухъядерных процессоров на 65 нм технологический процесс мало повлиял на тепловые и электрические характеристики. Так, рабочее напряжение понизилось менее чем на 5%, а тепловыделение и максимальная температура практически не изменилась по сравнению с аналогичными CPU, производимыми по 90 нм технологии. Впрочем, не следует забывать о том, что у Pentium Extreme Edition 955 по сравнению с Pentium Extreme Edition 840 вдвое увеличился объём кеш-памяти, и на 8% поднялась частота. Так что определённый эффект 65 нм техпроцесс всё-таки дал.
Надо заметить и тот факт, что штатный множитель процессора Pentium Extreme Edition 955 установлен в 13х. Это – весьма примечательно, так как процессоры Pentium 4 и Pentium D, производимые по 90 нм технологии поддерживали множители старше 14x. С вводом в строй новой технологии Presler и, очевидно, Cedar Mill получили поддержку множителей от 12х и выше. Помимо возможности выпуска процессора с частотой 3.46 ГГц с частотой шины 1066 МГц это дало возможность реализовать технологию Intel Enhanced SpeedStep во всех новых моделях CPU, включая как процессоры с частотой 2.8 ГГц, так и рассматриваемый сегодня CPU. Соответственно, при активизации технологии энергосбережения частота процессоров с 800 МГц шиной сбрасывается до 2.4 ГГц, а частота процессора с частотой 1066 МГц уменьшается до 3.2 ГГц.
Диагностическая утилита CPU-Z выдаёт о Pentium Extreme Edition 955 следующую информацию.

Здесь никаких неожиданностей нет, утилита полностью верно идентифицирует рассматриваемый CPU.
Несколько слов хочется сказать в адрес совместимости процессоров Presler с современными материнскими платами, ибо тут есть некоторые нюансы. В первую очередь следует отметить, что те процессоры, которые рассчитаны на использование с 800-мегагерцовой шиной, смогут без проблем работать в материнских платах, совместимых с Pentium D, выполненными на основе 90 нм технологического процесса. С поддержкой же Pentium Extreme Edition 955 ситуация несколько сложнее. Этот CPU работает при частоте шины 1066 МГц, которая, формально не была предусмотрена в старых чипсетах для двухъядерных процессоров. Поэтому, выход Pentium Extreme Edition 955 сопровождается появлением материнских плат на базе нового чипсета, Intel 975X Express.


Надо сказать, что этот чипсет не привносит никаких особых нововведений. У него лишь два отличия от Intel 955X Express. Во-первых, он официально поддерживает Pentium Extreme Edition 955, а во-вторых, позволяет разделять графическую шину PCI Express x16 на две шины PCI Express x8. Это даёт возможность организовать на платах, основанных на новом наборе логики, как работу с многомониторными конфигурациями, так и поддержку работы видеокарт в режимах SLI и CrossFire (при условии соответствующей адаптации видеодрайверов, которая на данный момент есть только у ATI).
Впрочем, материнская плата на базе i975X – это достаточное условие для поддержки двухъядерного процессора Pentium Extreme Edition 955, но отнюдь не необходимое. Как показали наши опыты, этот новый CPU может прекрасно функционировать и на некоторых платах на базе старого чипсета i955X. Например, ASUS P5WD2 Premium смогла работать с рассматриваемым процессором вообще без каких бы то ни было проблем. Так что смена процессора на Pentium Extreme Edition 955 не всегда требует смены материнской платы.

Тесты энергопотребления

Intel установил для Pentium Extreme Edition 955 тот же уровень типичного тепловыделения, который указывался и для Pentium Extreme Edition 840 – 130 Вт. Соответственно, на деле оба эти процессора должны иметь и примерно одинаковое энергопотребление. То есть все рекомендации по части мощных блоков питания и систем охлаждения, которые давались для систем с двухъядерными CPU от Intel, распространяются и на системы, в основе которых будет использоваться Pentium Extreme Edition 955. Однако всё это теория.
Что же касается практики, то измерить энергопотребление новинки было бы очень любопытно. Всё же этот процессор основывается на ядре, произведённом по новому технологическому процессу, который, по логике, должен несколько снизить его "прожорливость". Так что без практических измерений не обошлось.
На диаграмме, приведённой ниже, мы сравниваем энергопотребление процессора Pentium Extreme Edition 955 с энергопотреблением других топовых CPU от AMD и Intel, при производстве которых используется 90 нм технологический процесс. Как и всегда в наших тестах, загрузка процессоров при измерении максимального уровня энергопотребления выполнялась специализированной утилитой S&M, которую можно скачать тут. Что же касается методики измерений, то она состояла в измерении тока, проходящего через схему питания процессора. То есть цифры, приведённые ниже, не учитывают КПД конвертера питания CPU, установленного на материнской плате.


Процессоры Presler стали действительно экономичнее своих предшественников. Конечно, о качественном скачке речь не идёт, но работающий на более высокой частоте, чем Smithfield, процессор Presler, который к тому же обладает и большим объёмом кеш-памяти, демонстрирует примерно на 13% более низкий уровень энергопотребления. Это позволяет процессору Pentium Extreme Edition 955 с точки зрения электрических и тепловых характеристик оказаться в одном ряду со старшими одноядерными CPU от Intel, которые, кстати, имеют более низкое заявленное типичное тепловыделение – 115 Вт. Таким образом, Intel оставил себе некую свободу для манёвра, позволяющую не столь тщательно отбирать кристаллы для использования в старших моделях двухъядерных процессоров.
С другой стороны, весь энтузиазм по поводу энергопотребления 65 нм ядер процессоров Intel сразу проходит, если их сравнивать с предложениями конкурента. Что уж поделать, таковы особенности архитектуры NetBurst: экономичности от неё ждать не приходится.
Пару слов хочется сказать и по поводу энергопотребления Presler в состоянии простоя. Дело в том, что, рассказывая о новом 65 нм технологическом процессе, представители Intel специально говорят о нововведениях, направленных на снижение энергопотребления в покое. В новом технологическом процессе предусмотрены специальные транзисторы сна (sleep transistors), которые отключают подачу тока на участки чипа, когда они не используются. Однако, как показывают измерения, потребление электроэнергии у Smithfield и Presler в состоянии покоя примерно одинаково и составляет порядка 50 Вт.

Разгон

Новый производственный процесс, несомненно, вызовет интерес и у оверклокеров. Тем более что, как было сказано выше, он предполагает увеличение частотного потенциала новых процессорных ядер. Так что если сам Intel не планирует повышение тактовых частот у процессоров с архитектурой NetBurst, сделать это за него можем и мы.
Надо сказать, что, готовясь к проведению опытов по разгону процессоров Presler, мы не ставили перед собой цель в достижении максимальной тактовой частоты любой ценой. Очевидно, что новые CPU с 65 нм ядрами, при условии интенсивного теплоотвода, смогут разгоняться до весьма больших частот. Однако Intel потому и отказался от развития архитектуры NetBurst, что рост частоты слишком сильно отражается на тепловыделении процессоров. Иными словами, экстремальные оверклокеры могут, не сомневаясь, выбирать процессоры с ядром Presler для своих экспериментов. Применяя высокотехнологичные методы охлаждения, Presler можно разогнать до частоты более чем 5.5 ГГц, о чём свидетельствуют первые удачные опыты, проведённые энтузиастами в этом направлении. В нашей же лаборатории мы решали немного иную задачу. Наша цель состояла в определении той частоты, которую смогут покорить обычные владельцы процессоров на ядре Presler, не прибегая к экстремальным методам охлаждения. Поэтому, мы проводили разгон Pentium Extreme Edition 955, пользуясь лишь стандартным штатным кулером от этого процессора.
В первую очередь заметим, что двухъядерные процессоры семейства Pentium Extreme Edition весьма удобны для разгона. Intel в них не фиксирует штатный множитель, поэтому разгон таких CPU можно выполнять не только увеличением частоты шины, но и приращением коэффициента умножения. Это отчасти оправдывает высокую цену таких процессоров и значительно упрощает разгон.
Для наших экспериментов мы собрали тестовую систему, которая основывалась на материнской плате ASUS P5WD2 Premium. В качестве оперативной памяти мы применяли пару модулей Corsair CM2X1024-6400PRO. Помимо этого в тестовой системе была установлена видеокарта NVIDIA GeForce 6800 GT и жёсткий диск Western Digital WD740GD.
Первым этапом наших экспериментов по разгону стали попытки по приращению множителя. Как оказалось, даже со штатным кулером, в общем-то, не отличающимся высокой эффективностью, Pentium Extreme Edition 955 превосходно работает без увеличения напряжения питания при множителе 15x. При этом частота процессора поднимается до 4 ГГц, то есть оказывается на 15% выше номинальной. Надо сказать, что подобными успехами двухъядерные процессоры на 90 нм ядрах похвастать не могли.
Что же касается дальнейшего увеличения частоты, то, к сожалению, повышение множителя до 16х приводило к потере системой стабильности. Впрочем, мы ещё не пробовали повышать напряжение питания. Когда же это напряжение было повышено до 1.375 В, рубеж в 4.26 ГГц покорить удалось без проблем.
Дальнейшие эксперименты показали, что при таком напряжении питания процессор может стабильно работать, не уходя в троттлинг и не сбоя, на частотах до 4.3 ГГц. Таким образом, частота при разгоне в 4.26 ГГц представляется вполне нормальным вариантом для средних систем, не обладающих никакими специальными устройствами для отвода тепла от процессора.
Важной особенностью такого разгона, при котором частота CPU выросла на 25%, является функционирование всех остальных узлов системы в штатном режиме, так как прирост тактовой частоты процессора достигнут увеличением множителя с 13x до 16x. Та же лёгкость, с которой нам удалось получить такой результат, заставила нас включить в результаты тестов, приведённые ниже, показатели производительности Pentium Extreme Edition 955, работающего на частоте 4.26 ГГц (16 x 266 МГц).


Что касается температурного режима, то максимальная температура разогнанного до 4.26 ГГц процессора (при полной нагрузке) доходила до 79 градусов. Измерения же температуры CPU при его работе в штатном режиме на частоте 3.46 ГГц показали, что в этом состоянии его нагрев не превышает 65 градусов. Таким образом, видно, что для большего увеличения тактовой частоты требуются более эффективные средства отвода тепла.

Как мы тестировали

В рамках этого тестирования мы сравнили производительность двухъядерного процессора Intel Pentium Extreme Edition 955 с быстродействием старших процессоров с одноядерной и двухъядерной архитектурой от AMD и Intel. То есть, в соперниках у Pentium Extreme Edition 955 выступили представители семейств Athlon 64 FX, Athlon 64 X2, Pentium 4, Pentium 4 Extreme Edition и Pentium Extreme Edition.
В тестировании приняло участие несколько систем, состояли которые из перечисленного ниже набора комплектующих:

Процессоры:

AMD Athlon 64 X2 4800+ (Socket 939, 2.4GHz, 2x1024KB L2 cache, E6 core revision – Toledo);
AMD Athlon 64 FX-57 (Socket 939, 2.8GHz, 1024KB L2 cache, E4 core revision – San Diego);
Intel Pentium Extreme Edition 955 (LGA775, 3.46GHz, 2x2MB L2);
Intel Pentium Extreme Edition 950 (LGA775, 3.4GHz, 2x2MB L2);
Intel Pentium Extreme Edition 840 (LGA775, 3.2GHz, 2x1MB L2);
Intel Pentium 4 Extreme Edition 3.73GHz (LGA775, 3.73GHz, 2MB L2);
Intel Pentium 4 670 (LGA775, 3.6GHz, 2MB L2).

Материнские платы:

DFI LANParty UT NF4 Ultra-D (NVIDIA nForce4 Ultra);
ASUS P5WD2 Premium (LGA775, Intel 955X Express).

Память:

2048MB DDR400 SDRAM (Corsair CMX1024-3500LLPRO, 2 x 1024 MB, 2-3-2-10);
2048MB DDR2-667 SDRAM (Corsair CM2X1024-6400PRO, 2 x 1024 MB, 4-4-4-12).

Графическая карта: NVIDIA GeForce 7800 GT 256MB (PCI-E x16).
Дисковая подсистема: Maxtor MaXLine III 250GB (SATA150).
Операционная система: Microsoft Windows XP SP2 с DirectX 9.0c.

Тестирование выполнялась при настройках BIOS Setup материнских плат, установленных на максимальную производительность.

Производительность

SYSMark 2004 SE

По традиции, производительность систем в приложениях "общего" характера мы определяли при помощи теста SYSMark 2004 SE. Этот бенчмарк моделирует работу пользователя в популярных приложениях, активно используя многозадачность операционной системы.

Как видим, новые двухъядерные процессоры Intel работают ощутимо быстрее старых, в основе которых лежит ядро Smithfield. Это даже позволяет Pentium Extreme Edition 955 опередить Athlon 64 X2 4800+, который ранее оставался недосягаем для двухъядерных процессоров Intel.

PCMark05

PCMark05 – это ещё один популярный тестовый пакет, выдающий данные об "общей" производительности системы. Поскольку в процессе своей работы он создаёт многопоточную нагрузку, процессоры, обладающие двумя ядрами, показывают в нём наивысшие результаты.

В первую очередь хочется отметить высокий результат разогнанного Pentium Extreme Edition 955. Увеличение частоты этого CPU до 4.26 ГГц выводит данный процессор на первые места во многих тестах. И PCMark05 в этом плане исключением не является. Впрочем, и без разгона процессоры Presler показывают достаточно высокие результаты, опережая старший из двухъядерных процессоров конкурента, Athlon 64 X2 4800+. Хотя ничего удивительного в этом нет: данный тест отличается своей оптимизацией под архитектуру NetBurst.

Кодирование аудио и видео


Мы отказались от измерения скорости кодирования mp3 файлов кодеком Lame в пользу Apple iTunes, поскольку данное приложение имеет качественную оптимизацию под многопоточность. Именно поэтому двухъядерные процессоры демонстрируют здесь наивысшие результаты. Лидирует же среди них, если не брать в рассмотрение результат разогнанного Presler, Athlon 64 X2 4800+. Кстати, отдельно следует заметить, что в этом тесте Pentium D 950 обгоняет Pentium Extreme Edition 955, что говорит об отрицательном влиянии на производительность в iTunes технологии Hyper-Threading.


Вышедшая недавно версия 6.1 популярного кодека DivX получила качественную оптимизацию под многопоточные среды. В результате, если ранее одноядерные процессоры при кодировании видео с использованием этого кодека могли на равных бороться с двухъядерными, то теперь ситуация в корне изменилась. Преимущество процессоров с двумя ядрами неоспоримо. Что же касается производительности новинки, процессора Pentium Extreme Edition 955, то его результат нельзя не отметить. Этому CPU примерно на 7% удаётся превзойти AMD Athlon 64 X2 4800+, который на данный момент является наиболее скоростным предложением AMD среди двухъядерных процессоров. Разгон же увеличивает результат Pentium Extreme Edition 955 ещё на 19%.


Текущая версия кодека XviD оптимизирована под многопоточность гораздо хуже. Поэтому, в этом случае с одноядерными процессорами может посоперничать разве только разогнанный Pentium Extreme Edition 955, частота которого превышает частоту старших моделей одноядерных процессоров Pentium 4.


Так как Windows Media Encoder и умеет эффективно использовать двухъядерность, создавая два вычислительных потока, соответствующие процессоры в этом тесте могут похвастать лучшими результатами, нежели их одноядерные собраться. Наивысший же уровень производительности демонстрирует Athlon 64 X2 4800+, обогнать который оказывается не под силу Pentium Extreme Edition 955 даже при разгоне. Кстати, как и в iTunes, в Windows Media Encoder процессор Pentium D 950 демонстрирует более высокое быстродействие, чем Pentium Extreme Edition 955, что вновь следует отнести на счёт отрицательного эффекта Hyper-Threading.

Редактирование изображений и видео


Если до выхода Presler лидером по быстродействию в Photoshop выступал двухъядерный процессор AMD Athlon 64 X2 4800+, то теперь ситуация изменилась. Титул самого быстрого процессора в этом приложении завоёвывает Pentium Extreme Edition 955. Даже без разгона он превосходить по производительности AMD Athlon 64 X2 4800+ примерно на 5%.


То же самое можно сказать и про производительность в Adobe Premiere.

3D моделирование и рендеринг

Если процесс финального рендеринга в 3ds max хорошо распараллеливается, то сказать это про работу в окнах проекции невозможно. Поэтому, в одном приложении мы видим два совершенно противоречивых результата. При рендеринге уверенное преимущество показывают процессоры с двухъядерной архитектурой, а при работе в оканах проекции результат обратный. Впрочем, разогнанный до 4.26 ГГц Pentium Extreme Edition 955, благодаря своему превосходству в частоте над одноядерными Pentium 4, побеждает в обоих случаях.

Игровые приложения

Тестирование процессоров в игровых приложениях совершенно неожиданно оказалось для нас сущим адом. Получаемые в процессе тестов результаты не поддавались никакому логическому объяснению. Как оказалось впоследствии, всему виной были используемые нами драйвера Forceware 81.95. После внедрения в драйверах 80-й серии поддержки многопоточности, NVIDIA породила множественные проблемы, характеризующиеся необъяснимыми скачками производительности в 3D приложениях. В частности, эти драйвера далеко не всегда включают многопоточность, когда это возможно, и что более занятно, не всегда включение многопоточности приводит к росту производительности в платформах с двухъядерными процессорами. Поэтому, в сопроводительной документации к текущим драйверам Forceware NVIDIA рекомендует отключать поддержку многопоточности. Тем более что в последнее время она начала появляться в играх, что даёт больший прирост быстродействия, нежели такая поддержка в драйверах.


По этой причине нами было принято решение проводить тестирование в игровых приложениях с отключенной в драйверах поддержкой двухъядерных процессоров.

Ситуация вполне привычна. Процессоры AMD обеспечивают в играх более высокий уровень быстродействия, чем их конкуренты от Intel. И даже разгон Presler до частоты 4.26 ГГц не позволяет этому CPU превзойти по скорости старшие одноядерные процессоры AMD. Хотя, такой разгон даёт возможность Pentium Extreme Edition 955 опередить топовую модель двухъядерного процессора AMD, Athlon 64 X2 4800+.
Отметим, что приведённый выше график результатов в Quake 4 относится к первоначальному варианту этой игры. Однако, как известно, вышедший недавно бета-патч версии 1.0.5 добавил к Quake 4 поддержку многопоточности. Это дало нам повод к дополнительному исследованию производительности в этой игре.


Как видим, включение поддержки многопоточности достаточно сильно увеличивает производительность. Так, Athlon 64 X2 4800+ увеличивает свой результат на 43%, Pentium Extreme Edition 955 – на 13%, а Pentium D 950 – на 39%. Это, кстати, даёт явно понять, что технология Hyper-Threading у двухъядерного процессора в Quake 4 играет только отрицательную роль. В одноядерных же процессорах Hyper-Threading напротив, увеличивает быстродействие, которое возрастает примерно на 9%.

Выводы

Рассмотренный в рамках этого материала процессор Pentium Extreme Edition 955 (Presler) произвёл на нас весьма благоприятное впечатление. Особенно на фоне своего предшественника, Pentium Extreme Edition 840, основанного на 90 нм ядре Smithfield. Если прошлый вариант двухъядерного процессора Intel иначе как провалом охарактеризовать было нельзя, то новинка зачастую вызывает положительные эмоции.
В первую очередь следует отметить, что Intel удалось осязаемо увеличить производительность своего двухъядерного процессора. Благодаря вводу в строй 65 нм технологического процесса, что дало возможность нарастить тактовую частоту и размер L2 кеша, Pentium Extreme Edition 955 не смотрится теперь вечным лузером в поединке двухъядерников. Существует масса приложений, в которых Pentium Extreme Edition 955 удаётся обогнать Athlon 64 X2 4800+, старший из двухъядерных CPU конкурента. Фактически, процессор AMD в сложившихся условиях может похвастать лишь высокой производительностью в игровых приложениях, при работе с профессиональными OpenGL задачами и в некоторых кодеках. Впрочем, Athlon 64 X2 4800+ нельзя назвать полноценным соперником Pentium Extreme Edition 955, поскольку через две недели AMD выпустит свой новый и более скоростной процессор с двумя ядрами Athlon 64 FX-60. Тогда мы вновь поговорим о том, кто из производителей CPU может предложить самое быстрое двухъядерное решение.
Помимо возросшей производительности, новое ядро двухъядерных процессоров Intel, Presler, может похвастать и очень хорошим разгонным потенциалом. Нам без труда удалось повысить частоту Pentium Extreme Edition 955 до 4.26 ГГц без применения специальных методов охлаждения. А опыты энтузиастов, экспериментирующих с такими методами, показывают, что для этого процессора пределом не является даже частота в 5.5 ГГц. Так что скорость Pentium Extreme Edition 955 может быть значительно повышена за счет разгона.
Впрочем, не следует забывать и о недостатках архитектуры NetBurst, которые остались унаследованы и в 65 нм процессорах Presler. Это – высокое тепловыделение и энергопотребление данных CPU. Хотя более совершенный техпроцесс и позволил снизить эти показатели, они остались на уровне старших одноядерных процессоров Prescott. Типичное же тепловыделение Pentium Extreme Edition 955 и вовсе, установлено производителем в 130 Вт.
В заключение следует заметить, что с точки зрения производителя, несомненно, главным достоинством Presler является его конструкция из двух независимых ядер. Благодаря такому решению Intel удалось основательно снизить себестоимость производства таких CPU, что позволит развернуть массовые поставки недорогих двухъядерных процессоров Pentium D, которые будут активно атаковать рынок в течение 2006 года.