Canterwood, czyli na co stać Pentium4 z 800MHz FSB  Autor: Lancer | Data: 13/06/03

Pod koniec zeszłego roku Intel zapowiedział przesiadkę z dotychczas obowiązującego procesora Pentium 4 wersji B pracującego na szynie 133MHz (QDR-533MHz) na magistralę 200MHz (QDR-800MHz). Dzięki temu posunięciu można było upiec dwie pieczenie na jednym ogniu. Stanowi to zapowiedź procesora Prescott, który wbrew wcześniejszym zapowiedziom o FSB 166MHz (667MHz QDR) będzie używał przyspieszonej magistrali 200MHz. Zbliżając się do końca technologicznych możliwości podnoszenia taktowania głównego zegara rdzenia Northwood, dzięki przesiadce na szybszą szynę, Intel może zyskać kilka procent mocy. Na rynku są bowiem dwa 3GHz-owe Pentium 4. Starszy układ 3,06GHz z szyną 133MHz oraz nowy - 3GHz-owy układ na FSB 200MHz. Dzięki pomocy firmy Intel (www.intel.pl) mogłem zbadać jak podniesienie taktowania szyny systemowej wpłynęło na prędkość działania Pentium 4. Zapraszam do testów procesorów Pentium4 na płycie głównej D875PBZ opartej na układzie i875P ("Canterwood").

Nowe Pentium4 ?

Zasadniczo żadne znane konstrukcyjne zmiany w jądrze nowego P4 nie zaszły. Jest on oparty o niezmienioną architekturę NetBurst obecną na rynku już niemal dwa lata. Korzystający z protokołu AGTL+ wykonany w procesie technologicznym 0,13um z użyciem miedzianych ścieżek rdzeń nosi kodową nazwę Northwood. Rdzeń ten wyposażony jest w 8-drożny 64-bitowy cache L2 o pojemności 512kb, 4-drożne 64-bitowe 8kb data cache L1 oraz Trace cache o pojemności 12k mikrooperacji. Żadne zmiany nie zaszły też w ilości obsługiwanych instrukcji SIMD. Są to nadal MMX, SSE i SSE2. Procesor wyposażony jest w technologię Hyper-Threading, czyli współbieżność wielowątkową, o której pisaliśmy w artykule o P4 3,06 GHz.

Jedyną nowością jest wprowadzenie 200MHz-owej szyny FSB. Ponieważ pracuje ona z możliwością przesłania danych czterokrotnie na jeden takt (QDR), więc zazwyczaj częstotliwość ta podawana jest jako 800MHz FSB. Szybsza szyna ma dwie podstawowe zalety. Pierwszą jest wyższa przepustowość z procesora do pamięci, co pozwala przesłać więcej danych. Drugą zaletą jest skrócenie opóźnień wynikających ze zwiększenia tempa pracy pamięci i kontrolera w takiej samej jednostce czasu. Pierwsza zaleta uwidacznia się podczas pracy na danych strumieniowych. Druga - jeśli mamy do czynienia z kodem rozproszonym.

Na rynku mamy obecnie cztery modele procesorów pracujących z szyną FSB 200MHz, są to modele z zegarami: 2,40, 2,60, 2,80 i 3,00GHz. Niebawem dołączy także wersja 3.20 GHz, którą firma Intel już dla nas szykuje... Niczym się one od siebie nie różnią - poza taktowaniem. Wszystkie wyposażone są we współbieżność wielowątkową - Hyper-Threading. Najszybszy model z rodziny FSB800MHz nie jest obecnie najmocniejszym Pentium 4. Najwyżej taktowany pozostaje model 3,06 GHz ze starszą, bo 133 MHz-ową szyną.

Rdzeń przeznaczony dla procesorów na szybsze FSB jest wykonany na steppingu D1. Dotychczasowe nazewnictwo Pentium 4 zostało teraz jeszcze wzbogacone. I tak stary 0,18 Willamatte obywał się bez jakichkolwiek dodatkowych symboli. Z kolei 0,13um Northwood miał literkę A. Układ Northwood na 133MHz FSB miał dodatek w postaci literki "B". Natomiast układy na 800MHz FSB zmieniły oznaczenie na "C".

Nowe FSB, a więc nowe chipsety ...

Do testów otrzymaliśmy także z firmy Intel referencyjną płytę zbudowaną na układzie i875p, o którym w dalszej części artykułu będę pisał. Na początek kilka zdjęć "czarnego demona", czyli płyty D875PBZ (Bonanza):

Płyta Intel D875PBZ (kliknij, aby powiększyć)

Jeszcze jedna fotka płyty (kliknij, aby powiększyć)

Procesor P4 3GHz z magistralą FSB 800 MHz (kliknij, aby powiększyć)

Na penelu 6 x USB2.0, ładnie... (kliknij, aby powiększyć)

Na chipsecie wielki radiator (kliknij, aby powiększyć)

Sloty pamięci (kliknij, aby powiększyć)

2 x Serial ATA (kliknij, aby powiększyć)

Wypuszczając nowy procesor Intel zadbał o właściwe wsparcie dla nich w postaci nowych chipsetów obsługujących wyższe FSB. Powstały "dwie" konstrukcje przeznaczone na różne segmenty rynku - układy i875P oraz i865P/PE/G. Ich kodowe oznaczenia to Centerwood i Springdale. Oba są podobne do E7205 - czyli GraniteBay (GB), którego mogliście poznać w naszej recenzji. Wspierają bowiem dwukanałowo pamięci DDR - jednak z możliwością pracy jednego kanału - co wiąże się z mniejszą wydajnością. W odróżnieniu jednak od E7205 rozszerzono wachlarz obsługiwanych częstotliwości ze 133 do 200MHz. Inna jest konstrukcja kontrolera pamięci, więc i875/865 są teraz chipesatami asynchronicznymi. Obsługiwane są pamięci nie tylko PC2100 jak w GB, ale także PC2700 oraz PC3200. Dzięki temu P4 w wersji C przy przepustowości FSB 6,4GB/s po obsadzeniu dwóch kanałów pamięciami PC3200 jest całkowicie "nakarmiony".

Asynchroniczna konstrukcja umożliwia także zastosowanie przy wolniejszym procesorze szybszych pamięci. Tzn. mając CPU z FSB 133MHz możemy taktować pamięci nie tylko zegarem 133MHz (co udostępniał E7205), ale także np. 166MHz. Działa to też w odwrotną stronę. Mając układ na FSB 200MHz (QDR 800MHz) możemy płytę obsadzić modułami PC2700 (które praktycznie jednak pracują z zegarem 320MHz) jak i PC2100. Nowe chipsety zawierają także udoskonalenie znane jako PAT (Performacne Acceleration Technology).

W ostatnim czasie jest o nim bardzo głośno. Wg oficjalnej wersji Intela, PAT zawarty jest tylko w Canterwoodzie. Posunięcia producentów płyt głównych świadczą jednak o tym, że coś takiego jest także w Springdale. Pora na drobne spekulacje ;-) Wydaje się niemal pewnikiem, że te dwa chipsety to tak naprawdę ta sama konstrukcja. Oba układy powstają prawdopodobnie na tych samych liniach produkcyjnych. Czym jest więc PAT? Jest to możliwość zmniejszenia opóźnień i zaostrzenia timingów dzięki ominięciu bufora znajdującego pomiędzy kontrolerem pamięci, a kontrolerem FSB procesora. Wobec tego że, chipsety są układami asynchronicznymi więc konieczność obecności dużego bufora jest obowiązkowa do zapewnienia prawidłowej pracy. PAT działa tylko w trybie synchronicznym, więc pomijanie bufora wydaje się sensownym wytłumaczeniem jak działa PAT. Ze względu na chęć jakiegoś wytłumaczenia wyższej ceny jakiej żąda Intel za i875, PAT jest "tylko" w nim oficjalnie zawarty. Chip ten również jako jedyny z całej rodziny zawiera wsparcie dla ECC. Centerwood bowiem jest przeznaczony do stacji roboczych i serwerów. Rodzina i865 przeznaczona jest na rynek desktopów. I to się ładnie nazywa "targetowaniem" (kierunkowanie) produktów dla odpowiednich segmentów rynku.

Ze względu na techniczną identyczność dwóch układów wielu producentów płyt głównych deklaruje możliwość uaktywnienia funkcji działających podobnie jak PAT w i875 w tańszych wyrobach opartych o i865. Oficjalnie nie mogą one nosić takiej nazwy, więc nazwy stosowane przez kolejne firmy są inne. Z grubsza chodzi jednak o to samo.

O ile i875P występuje bez rozgraniczenia na inne układy, to wewnątrz rodziny i865 mamy już kilka typów. i865PE to podstawowy układ ze wsparciem dla 200MHz FSB (QDR-800MHz), i865P to układ obsługujący tylko 133MHz FSB (QDR 533MHz), zaś i865G to układ ze zintegrowanym jądrem graficznym i wsparciem dla 200MHz FSB (800MHz w trybie QDR).

Kolejną nowością jest zastosowanie dedykowanej magistrali łączącej mostek północny z układem sieciowym. Konstrukcja ta nosi nazwę Communications Steaming Architecture. Takie rozwiązanie jest konieczne z powodu zastosowania gigabitowego kontrolera Ethernet. 16-bitowa szyna zapewnia przepustowość 266MB/s, której nie byłoby w stanie zapewnić tradycyjne rozwiązanie łączące kontroler sieciowy z mostkiem przy pomocy magistrali PCI, w dodatku pracujące w trybie full duplex.

Układy i875/865 podobnie jak E7205 obsługują AGP 8x.

Zmiany w mostku północnym to jednak nie koniec. Nowy jest mostek południowy FW82801ER. Występuje on dwóch postaciach. ICH5 i ICH5R. W nowej konstrukcji zwiększono ilość obsługiwanych portów USB 2.0 z 6 do 8. Poważniejszą zmianą jest jednak dodanie do obecnego kontrolera PATA także kontrolera SATA150. Obok dwóch obecnych już kanałów AT100 są dwa SATA. Co ważne Szeregowa ATA do komunikacji nie korzysta magistrali PCI. Wersja ICH5R dodatkowo posiada funkcje tworzenia macierzy RAID 0. Konfiguracja i875/865 z mostkiem południowym ICH5 lub ICH5R leży tylko w gestii producenta płyty. O SATA pisaliśmy w artykule SerialATA - czym to się je...?

Konfiguracja testowa

Do testów użyłem dwóch procesorów pracujących na tej samej płycie głównej. Pracowały one na inaczej taktowanej magistrali systemowej i pamięciach. Konfigurację dopełniał zainstalowany na potrzeby benchmarków Windows XP. HT w obu procesorach było włączone.

Gry, grafika 3D i "syntetyki"... czyli testy!

Quake zawsze lubił wysokie FSB. Jego połączenie z pamięciami PC3200 daje dobre rezultaty. Co prawda 3,06GHz układ sam w sobie jest minimalnie wyżej taktowany, ale w związku z różnicą FSB nie ma to żadnego znaczenia. Pewna przewaga uwidacznia się nawet w teście przy wysokich detalach.

Szybsze FSB ponownie daje znak o sobie. Różnica wydajnościowa nie jest duża, jednak pozwala nieco przyspieszyć dla procesora pracującego z nieco niższym zegarem, ale wyższą wartością FSB.

AquaMark stosunkowo niemrawo reaguje na możliwość popracowania z "szybszym" CPU. Nic dziwnego. Benchmark jest zależny od karty VGA.

Zauważalna różnica między testowanymi procesorami. W trybie najniższych detali na podniesienie taktowania FSB zareagował nawet podtest Nature. Co prawda niemrawo, ale jednak dodatkowa moc zawarta w wyższym FSB przydała się nieco.

Sieciowa wersja Unreala tylko troszkę z mocy najnowszego z Pentium4 "uściubnęła". Różnica jednak nie jest duża i to niezależnie od wybranej rozdzielczości.

Najwyższy wzrost wydajności widać w bazie po teście Office. Wchodzące w skład tego testu aplikacje sumarycznie przyspieszyły o 4%.

Niewielkie skrócenie czasu kompresji. Wydajność aplikacji typu strumieniowego wiele zależy od tego jaka jest możliwość przepchnięcia danych na poziomie procesor => pamięć. Kompresja video jest właśnie takim typem przetwarzania. Wobec rosnącej przepustowości pamięci i szyny FSB wzrost wydajności po przejściu z 133MHz FSB powinien być większy. Praktycznie jednak różnicy dużej nie ma.

Teraz kompresja danych. Różnica w czasie kompresji to 2s. 5%. Mało to czy dużo?

Tak jak w innych przypadkach, tak i tu niewielka przewaga leży po stronie zegarowo wolniejszego 3GHz-owego układu. Rendering przebiega tu nieco sprawniej.

SPECviewperf odsłona nr 7. Można zauważyć, że nie każdy test zależy od mocy CPU. DRV-8 jednakowo działało na obu testowanych układach.

Na koniec Cachemem. Możemy zauważyć jak zwiększenie częstotliwości FSB spowodowało przyspieszenie komunikacji procesora z pamięcią. Znacząco spadły także opóźnienia. Przyczyną tego może być włączenie PAT w przypadku pracującego synchronicznie z pamięcią Pentium 4 C. Konieczność użycia stosownej kolejki w przypadku asynchronicznego trybu dla CPU 3,06GHz (FSB133/RAM166), spowodowało zwiększenie opóźnień. Efekt zastosowania PAT widać bardzo wyraźnie.

Na koniec wnioski...

Intel ingerując stosunkowo niewiele w sam procesor, podniósł nieco wydajność całego sytemu. Sam układ od półtora roku niemal się nie zmienił. Wprowadzone wraz z procesorem nowe chipsety dały jednak firmie pretekst do zmiany platformy. Na razie nie widać dużych różnic wydajnościowych, ale z czasem, gdy pojawią się wyżej taktowane układy - gdy stosunek częstotliwości procesora do pamięci zostanie zachowany na odpowiednim poziomie - nie będziemy mieli sytuacji znanej z Celeronów, gdy to dokładanie kolejnych MHz-ów do procesora nie będzie miało widocznego wpływu na wydajność, wynikającą z niewystarczająco szybkiego FSB i pamięci. Dzięki temu Intel powoli też przygotowuje rynek na nadejście Prescotta, któremu wysokie FSB na pewno się przyda, zaś platformy już są na rynku.

Pojawienie się tanich chipsetów dualDDR w postaci układu i865 da kolejny wzrost wydajności dla P4 na rynku podstawowym. Od początku istnienia platformy brakowało powszechnie dostępnej konfiguracji, która zaspokoi zapotrzebowania P4 na przepustowość pamięci. Nie dawał tego ani i850 z układami RDRAM, ani E7205 wspierający co prawda powszechnie dostępne pamięci DDR, ale wysoka cena płyt na E7205 skutecznie ograniczyła rynek. Rodzina układów i845 była od początku rozwiązaniem połowicznym, ze względu na brak wsparcia dla dwukanałowych układów DDR zaspokajających potrzeby P4. Teraz wraz ze Springdale sytuacja się zmienia. W końcu. Na dodatek dzięki odważnym posunięciom producentów płyt głównych, można i865 podkręcić do i875. Pytanie tylko na jak długo Intel pozwoli na takie chwyty...

Udostępniona w zeszłym roku obsługa wielowątkowości wreszcie trafiła do niższych zegarowo, a więc tańszych układów. P4 2,4GHz w wersji C wydaje się teraz atrakcyjniejszy niż kiedykolwiek. Niestety posiadacze starszych płyt nie będą mogli ustawić tego procesora właściwie, ze względu na niekompatybilność starszych płyt z 200MHz szyną (QDR-800MHz ), a połączenie HT ze 133MHz FSB zaczyna się i kończy na modelu 3,06GHz - przynajmniej na razie. Reasumując - skompletowanie nowego procesora typu "C" z odpowiednią płyta, da nam niezłe wydajnościowo "cycuś"... cacuszko :)

Polub TwojePC.pl na Facebooku

Rozdziały: Canterwood, czyli na co stać Pentium4 z 800MHz FSB   Wyświetl komentarze do artykułu »