Развитие процессоров (обновление)

Линейка Pentium 4 600

Всего лишь через три месяца после выхода Pentium 4 570 на 3,8 ГГц, самого скоростного процессора линейки 500, произошло важное обновление: вышла линейка 600, базирующаяся на том же ядре Prescott, но обладающая удвоенным размером кэша L2. Самым быстрым процессором в этой линейке стал Pentium 4 660 на частоте 3,6 ГГц.

Кристалл линейки 600 процессоров Prescott занимает 135 квадратных миллиметров.

Кроме того, линейка 600 с самого начала получила в своё распоряжение технологии EIST (Enhanced Intel SpeedStep Technology), XD, EM64T и TM2 (Thermal Monitor 2). А линейка 500 получала эти технологии по капле и со временем. В линейке 600 была также улучшена и работа Hyper-Threading. Наконец, нельзя не приветствовать валидацию Intel памяти DDR2 с задержкой CAS 4,0 такта.

В то же время, технология Thermal Monitor 1, введённая вместе с первой итерацией ядра Prescott, была заменена намного более интеллектуальной версией 2. Теперь компьютер может продолжать нормально работать при перегреве, в отличие от Thermal Monitor 1, когда для охлаждения процессора пропускались такты. Технология Thermal Monitor 2 в случае перегрева просто снижает внутреннюю тактовую частоту CPU. Поэтому, хотя тактовая частота и снижается, падение производительности оказывается более плавным и не вызывает характерных "рывков".

Принцип работы Thermal Monitor 2: тактовые импульсы TM2 продолжают оставаться стабильными, в отличие от TM1.

Если покупатель желает узнать, какие функции поддерживает процессор, он может сделать это по последним пяти цифрам кода, который находится на коробке с процессором. К примеру, код SL836 указывает на 90-нм техпроцесс, поддержку технологии Hyper-Threading, совместимость с платформой 04B и поддержку 64-битных вычислений.

Здесь находится код продукта.

Здесь указана совместимость с платформой 04A или 04B (они имеют разные требования по энергопотреблению).

Номер SL-SPEC на распределителе тепла процессора отчётливо виден через небольшое пластиковое окно.

Несмотря на большой кэш L2 размером в 2 Мбайт, линейка 600 не даёт ощутимого прироста производительности. И проблема здесь кроется в увеличении задержек кэша большего размера. В итоге средний прирост производительности процессора линейки 600 по сравнению с эквивалентной моделью линейки 500 примерно соответствует разнице в частоте 200 МГц. Да и то он касается, главным образом, приложений, которые получают преимущество от кэша большего размера, например от игр.

После выхода Pentium 4 660 наступило довольно длительное затишье. Только через семь месяцев, в сентябре 2005, года Intel выпустила 3,8-ГГц Pentium 4 670.

Два ядра вместе: линейка Pentium D 800

В апреле 2005 года в нашу лабораторию поступил первый двуядерный процессор Intel. Как мы полагаем, Intel решилась на этот шаг, чтобы анонсировать двуядерные процессоры раньше AMD, прекрасно зная, что обеспечить массовые поставки раньше конкурента компания не сможет.

С выходом Pentium D были объявлены и новые чипсеты: i945D и i955X.

230 миллионов транзисторов, 206 мм², техпроцесс 90 нм.

Довольно давно ходили слухи, что новый чип будет называться Pentium 5, но они оказались ошибочными. Intel просто заменила цифру в названии Pentium 4 на букву "D" (от dual-core/двуядерный). Так и родилось название "Pentium D".

Intel вновь решила придерживаться системы модельных номеров, дав флагману название 840.

Благодаря технологии Intel Hyper-Threading, пользователь получает четыре виртуальных процессора.

Хотя двуядерный процессор получил новое кодовое название Smithfield, подразумевающее полностью новый дизайн, в действительности этот CPU использует два ядра Prescott с кэшем L2 объёмом 1 Мбайт (каждое). Никаких дополнительных функций, вроде нового набора инструкций, введено не было. Более того, обычный Pentium D потерял поддержку технологии Hyper-Threading: она стала эксклюзивной функцией Extreme Edition. Собственно, поддержка Hyper-Threading стала единственным различием между Pentium D и Pentium EE линейки 800, за исключением того, что последний позволяет свободно выбирать множитель. Во всём остальном EE базируется на модели 840 и работает на 3,2 ГГц.

Подобно двухпроцессорным системам Intel Xeon, два ядра связаны между собой через шину FSB. Поскольку шина работает относительно медленно (всего 200 МГц, 800 МГц QDR - при учетверённой скорости передачи за такт), а тактовая частота процессора составляет 3,2 ГГц, итоговая производительность оказалась разочаровывающей. Причина столь низкой тактовой частоты кроется в очень высоком тепловыделении (до 130 Вт). Подобное значение нагружает современные системы охлаждения до предела. Впрочем, Intel как-то попыталась решить проблему, увеличив диаметр медного сердечника ядра радиатора.

Чтобы выжать чуть больше производительности из линейки 600, Intel с платформой 945/955 подняла частоту памяти до DDR2 667 (333 МГц). Но, несмотря на этот шаг, линейка 800 работает с памятью на 5% медленнее одноядерных предшественников, так как оба ядра совместно используют FSB.

"Прожорливость" двух ядер привела к появлению нового гнезда питания для процессора. Поэтому 8-контактная вилка питания, раньше встречавшаяся только у серверных систем, теперь появилась и на рабочем столе. Конечно, это воодушевило продавцов компьютеров, поскольку теперь покупатель вынужден приобретать не только новый процессор, но и новый блок питания стандарта ATX 12V 2.2.

Так как до сих пор лишь небольшая часть программного обеспечения способна использовать все преимущества двух ядер процессора, они сегодня не очень привлекательны для потребителей. Действительно, как показали наши тесты, Pentium 4 на ядре Northwood с возрастом два года обеспечивает практически идентичную производительность на однопоточных приложениях. Двуядерный Pentium способен показать себя в полной красе только на специализированных приложениях вроде кодировщика MainConcept или профессиональных программ. Кроме того, Pentium D хорошо подходит для систем, где одновременно выполняется несколько задач.

Как показало тестирование в лабораториях THG, даже ранние образцы процессора можно было разогнать до 4 ГГц, так что перспективы роста есть. Но, конечно, ограничивающим фактором является высокое тепловыделение, поскольку оно приводит к сильному нагреву небольшой площади процессора. Для подобного тепловыделения уже не обойтись без профессиональных систем водяного охлаждения, использующих два больших теплообменника с активным обдувом.