Новые Celeron 1.7 и 1.8 ГГц для Socket 478

Введение

За майской суетой, вызванной переводом процессоров Pentium 4 на использование 533-мегагерцовой шины и выходом большого количества новых наборов логики, практически незамеченным осталось появление новых моделей бюджетной линейки CPU от Intel, Celeron. Тем не менее, новые Celeron, имеющие на данный момент частоты 1.7 и 1.8 ГГц, представляют собой принципиально новые процессоры, и поэтому проигнорировать их выход нельзя. Дело в том, что новые модели Intel Celeron, выпущенные в середине мая, имеют Pentium 4- архитектуру и основываются на «урезанном» 0.18-микроном ядре Willamette.
Выход бюджетных процессоров от Intel, использующих новые ядра, всегда приковывал к себе повышенное внимание. Объясняется это не только тем, что таким образом поднимается «нижняя планка» производительности современных PC, но и тем, что процессоры семейства Celeron нередко отличались высоким потенциалом в части разгона, что давало возможность оверклокерам получить для их систем одновременно производительный и дешевый продукт.
Однако, появление Celeron, основанных на урезанном ядре Willamette, заслуживает внимания и еще по одной причине. Рассматривая ранее процессоры семейства Pentium 4, основанные на NetBurst архитектуре, мы не раз отмечали тот факт, что по своей производительности они нередко уступают процессорам с аналогичной частотой, но иной архитектурой. Поэтому перевод Celeron на архитектуру NetBurst вызвал у многих компьютерных энтузиастов вполне естественные размышления относительно производительности таких процессоров. Иногда даже высказывались мнения, что новые Celeron с частотами 1.7 и 1.8 ГГц будут работать медленнее своих предшественников с частотами 1.3 и 1.4 ГГц, использующих ядро Tualatin. В рамках этого материала мы как раз и постараемся удовлетворить вполне естественный интерес относительно производительности новых недорогих CPU. Однако вначале остановимся на особенностях новых Celeron и положении дел на рынке бюджетных процессоров.

Новый Celeron – младший брат Pentium 4

Новые Celeron, представленные в данный момент на рынке двумя моделями с частотами 1.7 и 1.8 ГГц, основываются на ядре с кодовым именем Willamette-128. Это название практически полностью описывает суть новых CPU. Celeron (Willamette-128) – это тот же самый 0.18 микронный Pentium 4, но с уменьшенным до 128 Кбайт кешем второго уровня.
Следует отметить, что новый Celeron, также как и все его предшественники, образован с использованием трех простых принципов, применяемых Intel для получения дешевых процессоров из линейки производительных. Эти принципы заключаются в следующем:

Бюджетные процессоры основываются на той же самой архитектуре, что и производительные, однако имеют уменьшенный кеш второго уровня.

Бюджетные процессоры используют шину с меньшей частотой, нежели производительные.

Бюджетные процессоры имеют меньшие тактовые частоты, чем производительные CPU.

Применив эти три принципа к Pentium 4, Intel и получил новые Celeron с ядром Willamette-128. Основные характеристики новинки следующие:

Кодовое имя процессорного ядра – Willamette-128. Выпускается по технологии 0.18 мкм.

Кеш первого уровня: 8 Кбайт - область данных, trace cache для команд приблизительно на 12000 uops.

Кеш второго уровня, встроенный в ядро и работающий на его частоте, 128 Кбайт. Ширина шины L2 кеша – 256 бит.

Тактовые частоты: 1.7 и 1.8 ГГц. Версии с частотами 1.9 и 2.0 ГГц выйдут до конца года.

Процессорная шина 400 МГц Quad Pumbed, физический интерфейс Socket 478.

Поддержка наборов инструкций MMX, SSE, SSE2.

Напряжение питания ядра – 1.75В.

И действительно, новые Celeron представляют собой Pentium 4 с урезанной до 128 Кбайт кеш-памятью второго уровня и частотой шины 400 МГц, в то время как современные Pentium 4 имеют L2-кеш объемом 512 Кбайт и 533-мегагерцовую шину. При этом следует заметить, что организация кеша Celeron не отличается от организации кеш-памяти Pentium 4, и они имеют одинаковое число областей ассоциативности и работают по одинаковым алгоритмам.
В подтверждение этого факта приведем диаграммы, на которых приведена скорость работы систем на Celeron (Willamette-128), Pentium 4 (Willamette) и Pentium 4 (Northwood) при операциях с блоками памяти различного объема:

Как видим, при использовании объемов блоков данных до 128 Кбайт скорости работы L1 и L2 кешей всех трех процессоров оказываются полностью идентичными.
Также хочется коснуться причин использования 0.18-микронного технологического процесса для производства новых Celeron. На фоне того, что предыдущие модели Celeron, основанные на ядре Tualatin, выпускались по 0.13-микронному процессу с использованием медных соединений, возврат к старому 0.18-микронному процессу выглядит несколько странным. Однако все встает на свои места, если учесть тот факт, что теперь процессоры семейства Pentium 4 переведены на 0.13 мкм процесс, а у Intel все еще осталось достаточно большое количество производственных мощностей с отлаженным оборудованием для выпуска 0.18 мкм кристаллов. Именно этим и объясняется тот факт, что новые Celeron пока будут производиться по 0.18 мкм процессу. Это «пока» продлится до начала следующего года, когда в процессорах семейства Celeron начнет применяться урезанное 0.13 мкм ядро Northwood. Кстати, ожидается, что перевод линейки Celeron на 0.13-микронную технологию ознаменуется также увеличением его кеш-памяти второго уровня до 256 Кбайт.
Приятной неожиданностью следует считать, что теперь все процессоры Intel, рассчитанные на использование в настольных компьютерах, снова используют один и тот же процессорный разъем – Socket 478. Новые Celeron могут использоваться в тех же самых материнских платах, что и процессоры Pentium 4, что открывает хорошие перспективы для будущего апгрейда дешевых систем, приобретаемых сегодня.

Конкуренты от AMD. Duron? Нет, Athlon XP!

Для того чтобы всесторонне оценить сильные и слабые стороны новых процессоров Celeron, мы должны сравнить их с конкурирующими процессорами других производителей, в нашем случае AMD. Однако просто сравнивать новые Celeron со старшими моделями AMD Duron – неверно, и ниже мы обоснуем, почему.
В свете перевода линейки Celeron на использование процессорного ядра Willamette с урезанным до 128 Кбайт кешем второго уровня, позволившего Intel значительно увеличить тактовые частоты семейства бюджетных процессоров, компания AMD решила внести ряд изменений в свои планы, касающиеся присутствия в value-секторе рынка.
Мы уже сообщали о том, что процессорное ядро Appaloosa, которое изначально планировалось применять в последующих процессорах семейства Duron, из новой версии планов AMD оказалось выкинутым. Действительно, Appaloosa не позволила бы AMD превзойти Celeron (Willamette-128), поскольку это ядро не имеет никаких архитектурных преимуществ по сравнению с использующимся сейчас ядром Morgan. Поэтому AMD решила поступить проще – скорректировать цены на Athlon XP, который до недавнего времени позиционировался как производительный CPU таким образом, чтобы эти процессоры можно было бы применять и в бюджетных системах со стоимостью системного блока менее $800. В итоге, процессоры Athlon XP c ядром Palomino, а впоследствии и Thoroughbred, в третьем-четвертом квартале должны будут частично заменить Duron в недорогих PC. В дальнейшем, линейка дешевых процессоров, в которых используется ядро Thoroughbred, будет оставаться доступной и на протяжении всего 2003 года. Таким образом, с новыми процессорами Celeron, основанными на ядре Willamette-128, в конкуренцию вступят Athlon XP.
Свежая версия планов AMD с распределением процессоров по ценовым категориям, выглядит следующим образом:

Для сравнения, посмотрим на аналогичную таблицу с планами Intel:

Как видно из таблиц, в текущем квартале Celeron (Willamette-128) с частотами 1.7 и 1.8 ГГц противостоит Athlon 1600+. В следующем квартале AMD противопоставит Celeron 1.9 ГГц свой Athlon XP 1800+. В четвертом же квартале позиции AMD на рынке бюджетных CPU выглядят еще лучше – с Celeron (Willamette-128) 1.9 ГГц будет конкурировать Athlon XP 1900+. Также, в конце года запланирован и выход процессора Duron с ядром Morgan, работающего на частоте 1.4 ГГц. Вот так, в одночасье дешевые процессоры от AMD получили поддержку 266 МГц шины и 256-килобайтный кеш второго уровня.
При этом хочется отметить, что производство классических Duron будет полностью прекращено в течение этого года. Duron 1.3 ГГц будет снят с производства в третьем квартале, а Duron 1.4 ГГц будет производиться только до нового года. Зато процессоры Athlon XP с рейтингом 1700+ продолжат производиться до конца первого квартала 2003 года, с рейтингом 1800+ и 1900+ - до второго квартала 2003 года, а с рейтингом 2000+ - до третьего квартала следующего года.
Приведенную официальную информацию от AMD и Intel, показывающую, что конкурентами Celeron теперь являются младшие модели Athlon XP, можно подтвердить и сегодняшними ценами. На диаграмме ниже мы приводим текущие (по состоянию на 10 июня по данным Pricewatch.com) цены на процессоры Celeron, Duron, младшие модели Athlon XP и младшие модели Pentium 4:

Как можно заметить, на сегодняшний день с Celeron 1.7 и 1.8 ГГц могут конкурировать не только Athlon XP 1600+, но и Athlon XP 1700+ и 1800+. Все эти процессоры от AMD имеют в магазинах меньшую стоимость, чем старшие модели Celeron. А учитывая тот факт, что стоимость системных плат с памятью для новых Celeron и для Athlon XP сегодня находится примерно на одном уровне, в число соперников Celeron 1.7 и 1.8 ГГц должны быть включены и Athlon XP 1600+, 1700+ и 1800+.

Разочарование для оверклокеров. Разгон новых Celeron

Учитывая то, что практически все процессоры семейства Celeron обладали хорошей разгоняемостью (особенно это касается младших моделей среди процессоров с одинаковым ядром), позволяя порой получить прирост частоты при разгоне достигающий 50%, исследование возможностей для оверклокинга новых CPU обойти стороной мы не могли.
В то же время следует осознавать, что на этот раз от линейки Celeron ожидать многого не приходится. Использование для производства новых Celeron 0.18 мкм технологического процесса накладывает существенные ограничения на повышение (как штатное, так и нештатное) тактовой частоты. Так, учитывая, что максимальная официальная частота для Celeron на ядре Willamette-128, также как и максимальная частота Pentium 4 на ядре Willamette, составляет всего лишь 2 ГГц, следует понимать, что получить тактовую частоту после разгона существенно превышающую 2 ГГц, вряд ли получится.
Проведенные эксперименты полностью подтвердили наши предположения. При разгоне Celeron 1.7 ГГц нам удалось увеличить частоту FSB со 100 МГц только лишь до 125 МГц. То есть Celeron 1.7 ГГц разогнался всего лишь на 25% - до частоты 2.12 ГГц. При этом нами были задействованы практически все доступные рядовому оверклокеру приемы: напряжение питания было повышено с 1.75 В до 1.85 В, а охлаждение процессора осуществлялось качественным кулером с медным радиатором.
Так что тем пользователям, которые привыкли рассматривать Celeron как идеальный объект для разгона, мы лишь можем посоветовать дождаться появления Celeron, основанных на 0.13-микронном ядре Northwood. Эти CPU, которые появятся в начале 2003 года, по логике должны будут разгоняться до частот свыше 3 ГГц.

Как мы тестировали

Для исследования производительности новых процессоров Celeron мы использовали платформу, основанную на DDR наборе логики от Intel i845G. Для сравнения в число участников тестирования были включены младшие модели Pentium 4 с частотой 1.8 ГГц с L2 кешем 256 Кбайт и 512 Кбайт, а также предыдущие модели Celeron, основанные на ядре Tualatin, чья частота составила 1.3 ГГц и 1.4 ГГц. Следует оговориться, что старшая модель Celeron для Socket 370 систем с частотой 1.4 ГГц, хотя и была анонсирована одновременно с Celeron 1.7 ГГц, будет поставляться на рынок в очень ограниченных количествах, чтобы не перебивать продажи младших моделей Celeron для Socket 478.
В число участников тестирования нами были включены и конкурирующие процессоры от AMD: старшая модель Duron с частотой 1.3 ГГц, а также три Athlon XP – с рейтингами 1600+, 1700+ и 1800+ (реальные частоты 1.4, 1.47 и 1.53 ГГц).
Помимо перечисленных CPU, в тестах принимал участие и разогнанный до 2.12 ГГц Celeron 1.7 ГГц.
В итоге, тестовые системы выглядели следующим образом:


Все тесты выполнялись в операционной системе MS Windows XP Professional, материнские платы настраивались на максимальную производительность (были установлены минимальные тайминги).

Производительность

Набор бенчмарков, выполненный нами в рамках этого тестирования, мы решили несколько сократить. В первую очередь, учитывая направленность процессоров семейства Celeron на использование в недорогих домашних и офисных компьютерах, сделано это было за счет отказа от тестирования процессоров в профессиональных приложениях. В то же время мы несколько увеличили число игровых бенчмарков. Но обо все по порядку.

По данным SYSmark 2002 новые Celeron на ядре Willamette-128 значительно превосходят своих предшественников на ядре Tualatin. В частности, Celeron 1.7 ГГц обгоняет Celeron 1.4 ГГц на 34%. Однако, этого все равно оказывается недостаточно для того, чтобы новые Celeron смогли обойти по быстродействию младшие модели Athlon XP, позиционируемые на тот же сектор рынка.

В задачах для создания интернет-контента немалое значение имеет пропускная способность процессорной шины. В результате, в приложениях этого класса новым Celeron удается соперничать на равных с младшими моделями Athlon XP. Кроме того, не следует забывать и о том, что с переходом на процессорное ядро Willamette-128 линейка процессоров Celeron приобрела поддержку набора команд SSE2, используемого рядом приложений для создания контента.
Также, хочется отметить тот любопытный факт, что производительность Celeron 1.8 ГГц со 128-килобайтным кешем второго уровня оказалась близка к быстродействию Pentium 4 1.8 ГГц со 256-килобайтным кешем. Однако в то же время процессор Pentium 4 1.8A ГГц с L2 кешем объемом 512 Кбайт значительно опережает своих собратьев с меньшим кешем.

В обычных офисных приложениях скорость новых Celeron значительно выше скорости старых Celeron, однако дешевые модели Athlon XP вновь оказываются быстрее. Заметим все же, что по данным всех тестов SYSmark 2002 процессор AMD Duron существенно проигрывает Celeron на ядре Wilamette-128 ввиду гораздо более низких тактовой частоты и пропускной способности магистрали процессор-память.

При архивировании данных новые процессоры Celeron на ядре Willamette-128 значительно отстают от своих предшественников на ядре Tualatin с более низкой тактовой частотой. Например, как это не выглядит парадоксальным, Celeron 1.3 ГГц обгоняет Celeron 1.7 ГГц на 10%. Объясняется это тем, что «старые» Celeron имеют вдвое больший кеш второго уровня, что в «новых» Celeron не компенсируется возросшей пропускной способностью процессорной шины.

При кодировании аудио-потока в формат mp3 вновь Celeron на ядре Tualatin быстрее своих последователей на ядре Willamette-128.

Алгоритмы кодирования видео в формат mpeg-4 таковы, что основное значение при их использовании имеет пропускная способность магистрали процессор-память. Поэтому не следует удивляться тому, что разогнанный Celeron в этом тесте значительно опередил всех остальных своих соперников. Также, процессорам Celeron удалось превзойти и младшие модели Athlon XP. Причина – та же.
При этом, следует отметить практически полное отсутствие влияния на производительность размеров кеша второго уровня, что следует из близких результатов Celeron 1.8 ГГц, Pentium 4 1.8 ГГц и Pentium 4 1.8А ГГц.

Также, мы измерили и скорость финального рендеринга в 3ds max 4.26. Для этого мы засекали время, за которое рендерится сцена Islands, входящая в поставку пакета. Соответственно, меньшее значение на графике означает более высокую производительность. Новые Celeron показали себя тут более быстрыми CPU, нежели их предшественники. Однако при этом все Celeron отстали не только от дешевых моделей Athlon XP, но и даже от AMD Duron c частотой 1.3 ГГц.

Результаты 3DMark2001 SE не приносят нам никаких неожиданностей. Действительно, в доброй половине случаев качественно картина выглядит ровно также.

В игре Return to Castle Wolfenstein, построенной на движке Quake3, ситуация оказывается достаточно типичной. Новые Celeron превосходят по скорости старые модели, однако при этом отстают от младших моделей Athlon XP, продающихся по более низкой цене.

В Serious Sam: The Second Encounter традиционно более быстрой производительностью обладают процессоры с архитектурой Athlon. Поэтому в данном случае все процессоры Celeron отстают даже от Duron, работающего на частоте 1.3 ГГц. Также, ввиду того, что процессоры на ядре Willamette-128 имеют более маленький кеш второго уровня, чем процессоры с ядром Tualatin, новые Celeron c Pentium 4 архитектурой проигрывают и своим предшественникам.

В новой ролевой игре от Microsoft Dungeon Siege расклад сил достаточно типичен. Отметим лишь только тот факт, что разогнанному до 2.12 ГГц процессору Celeron не удается обойти по быстродействию Pentium 4 1.8A ГГц.

В популярной игре-симуляторе вертолета Comanche 4, производительность новых Celeron иначе как плачевной назвать нельзя. Они значительно отстают от всех своих конкурентов.

Также, мы измерили производительности процессоров и в стратегической игре Civilization III. Для этого мы засекли время, за которое системы, построенные на различных CPU выполняют обдумывание очередного хода (мы использовали заранее записанную игру на максимальном уровне сложности с максимальным числом противников).
Вновь процессоры Celeron на ядре Tualatin обошли по быстродействию Celeron на ядре Willamette-128. Однако, интересно не это. Как оказалось, очень важным фактором, влияющим на производительность в Civilization III, является размер L2-кеша. В результате, Pentium 4 1.8A, который среди всех принявших участие в тестировании процессоров имеет наибольшую кеш-память, более чем значительно превзошел остальных участников теста.

В синтетическом тесте PCMark2002 от MadOnion.com лидером является разогнанный Celeron. При этом показатели Celeron 1.8 оказываются близки к Athlon XP 1600+.

При тестировании в этом же бенчмарке производительности подсистем памяти результаты вполне предсказуемы. Лидирует система с разогнанным Celeron, частота FSB в которой равна 125 МГц.

Выводы

Перевод CPU линейки Celeron на процессорное ядро Willamette-128, сопровождающееся началом применения в бюджетных процессорах от Intel Pentium 4 архитектуры и их переводом на процессорный разъем Socket 478, - вполне логичный шаг. Дойдя до частоты 1.4 ГГц процессорное ядро Tualatin, использовавшееся в процессорах Celeron ранее, не позволяло наращивать тактовые частоты бюджетных процессоров далее, поэтому Intel сменил ядро Celeron на имеющееся в наличии более высокочастотное. И, как в случае с переходом от Pentium III к Pentium 4, этот шаг имеет как свои плюсы, так и вполне очевидные минусы.
В первую очередь следует отметить, что процессоры Celeron используют теперь тот же процессорный разъем, что и семейство Pentium 4. Это – бесспорный плюс новых Celeron, открывающий неограниченные возможности для апгрейда сегодняшних дешевых систем впоследствии.
С точки же производительности положительные стороны новых Celeron не так очевидны. Конечно, они обладают гораздо большей пропускной способностью шины за счет использования 400 МГц Quad Pumped Bus, однако, порой, маленький кеш второго уровня сводит на нет все преимущества быстрой шины. Ну и конечно, не следует забывать про все классические сильные и слабые стороны NetBurst архитектуры, обсужденные на страницах нашего сайта уже не один раз. В результате, новые Celeron на ядре Willamette-128 оказываются производительнее старых Celeron далеко не всегда, а если сравнивать их с конкурентами от AMD, младшими моделями Athlon XP, то новые Celeron проигрывают в подавляющим большинстве случаев.
К сожалению, Celeron на ядре Willamette-128 не могут порадовать и оверклокеров. Их разгоняемость по сравнению с теми впечатляющими результатами, которые удавалось получать при оверклокинге Celeron на других ядрах, не идет ни в какое сравнение.
Впрочем, когда Celeron в начале следующего года будут переведены на 0.13-микронный технологический процесс, что будет сопровождаться также и удвоением размера L2-кеша, они обещают стать чрезвычайно перспективными CPU.