|
TwojePC.pl © 2001 - 2024
|
 |
RECENZJE | Test na szczycie: Pentium 4 EE 3,46GHz kontra Athlon 64 FX-55 |
 |
| |
|
Test na szczycie: Pentium 4 EE 3,46GHz kontra Athlon 64 FX-55
Autor: Lancer | Data: 12/01/05
|
 Producenci najróżniejszych towarów od zawsze stosowali proces dywersyfikacji. W każdej kategorii rynkowej tworzone są przedmioty, które w zależności od upodobań, a raczej możliwości finansowych docelowego klienta wyposażane są w dodatkowe, różnej maści funkcje - jedne przydatne mniej, inne bardziej.
Nie inaczej jest na rynku procesorów. Mamy dosyć wyraźny podział na układy low-end dla najmniej wymagających (Celeron/Sempron) i te nieco lepsze klasy mainstream (Pentium/Athlon) kierowane do masowego odbiorcy (z uwagi na specyfikę naszego rynku ten podział nieco inaczej wygląda). Te dwie klasy przynoszą największe zyski producentom i stanowią podstawę oferty firmy.
Niedawno jednak wyklarowała się jeszcze jednak klasa. Są to "okręty flagowe" - procesory produkowane w niewielkich ilościach, kosztujące krocie, ale oferujące teoretycznie wydajność jakiej nie posiadają równolegle wytwarzane modele masowe. Z założenia mają one prezentować aktualnie najwyższą myśl techniczną producenta. Intel ma swojego Pentium 4 ExtremeEdition, a AMD produkuje Athlony 64 FX. Co ciekawe oba wywodzą się pośrednio od serwerowych odmian procesorów obu gigantów.
Dziś przedstawimy starcie owych tytanów. Od względnie najstarszego Athlona 64 FX-53, do którego kilka tygodni później dołączył Pentium 4 ExtremeEdition 3,4GHz z podstawką LGA775, po jesienny debiut AMD z FX'em-55. Intel nie jest gorszy i ma swojego Pentium 4 EE 3,46GHz z FSB1066MHz. Procesory już prężą muskuły przed testami, a my spójrzmy na teoretyczną stronę ich mocy. | |
|
Wstęp
O najwydajniejszych procesora obu potentatów pisać wiele nie trzeba, a to z tego względu, że są to konstrukcje dobrze znane już od długiego czasu, a większą wydajność uzyskują nie przez dokonane zmiany techniczne, a jedynie po ich delikatnym liftingu - manipulacji wokół mnożnika i szyn systemowych.
Pentium 4 ExtremeEdition 3,46GHz, to obecnie flagowy model firmy Intel, przeznaczony najbardziej wymagających domowych użytkowników. Zbudowany na bazie znanego już od ponad roku jądra Gallatin (kilkukrotnie omawiane na naszej stronie), będący zasadniczo Northwoodem z dodaną pamięcią cache L3 o pojemności 2MB pracującą z pełną prędkością rdzenia.
Pentium 4 ExtremeEdition 3,46GHz wersja inżynieryjna
Płyta Intel D925XECV2 z procesorem
Najszybsza odmiana taktowana zegarem 3,46GHz współpracuje z podstawką Socket T przeznaczona jest na 266MHz FSB (co w trybie QPB daje 1066MHz). TDP procesora to 110W, a napięcie zasilające waha się od 1,525 do 1,6V. Nowa, wyższa szyna FSB jest jedyną cechą odróżniającą ostatni model procesora, bowiem podniesione o 60MHz taktowanie w stosunku do poprzednika pracującego z 3,4GHz zegarem i 200MHz FSB (QPB 800MHz) trudno uznać za element istotnie nowy.
P4 EE 3,46GHz występuje w odmianie LGA775 i współpracuje z chipsetem i925XE, w przeciwieństwie do modelu 3,4GHz, który kupić można w wersji Socket 478 i LGA775.
Zawodnik ze stajni AMD jest równie mało innowacyjny. Athlona 64 FX-55 oparto o jądro ClawHammer. Wyposażony jest w 1MB pamięci cacheL2 i dwukanałowy kontroler pamięci DDR. Układ jest taktowany zegarem 2,6GHz. Chip przeznaczony jest na podstawkę Socket 939, dzięki czemu szyna komunikacyjna HTT pracuje z zegarem 1GHz (DDR 2GHz), a nie 800MHz jak w modelach Athlon 64 FX-51 i FX-53 na złącze Socket 940. Dla przypomnienia należy dodać, że FX-53 występuje w dwóch odmianach: Socket 940 (z HTT 800MHz i rejestrowymi pamięciami PC3200) oraz S939 (HTT 1000MHz i zwykłe moduły pamięci PC3200). FX-55 to już tylko Socket 939.
Athlon 64 FX-55
Od poprzednika - Athlona 64 FX-53 nowość różni podniesione o 200MHz taktowanie rdzenia. Jednak droga do tego zegara nie była prosta. Okolice 2,4GHz to obecnie szczyt możliwości klasycznej masowo obecnie stosowanej przez AMD technologii 0,13um i 0,09um SOI. Jedyną możliwością podniesienia wydajności obecnego jądra K8 jest dalsze zwiększenie taktowania. AMD nie przenosząc całej produkcji do 0,09um wymiaru (zbyt wysokie koszta) do obecnego dobrze opanowanego 0,13um procesu wprowadziło innowację. Obok SOI (Silicon on Insulator) zastosowano technologię rozciągniętego krzemu (Strained Silicon), która jako podłoża używa stopu krzemu z germanem (SiGe). Taki proces znacznie ułatwia i przyspiesza przepływ elektronów w krystalicznej strukturze krzemowej zmniejszając straty energii elektronów i ograniczając pojemności pasożytnicze. Proces jednak jest w tej chwili stosowany na niewielką skalę, czego przykładem jest jedyny, ekskluzywny FX-55 na rdzeniu ClawHammer.
W sumie mamy więc dwie zmiany - podniesiony o 200MHz zegar i nowa technologia. Pozostałe parametry definiujące pracę układu to: napięcie zasilające 1,5V i dosyć wysoka emisja ciepła na poziomie 108W. Wyjątkową cecha wszystkich Athlonów FX, w tym także wersji 55 jest całkowicie odblokowany mnożnik. Więcej nowości - brak.
Testy
Niestety, testy z uwagi na problemy logistyczne (okres przedświąteczny) platformy LGA z PCI-Express musieliśmy przeprowadzić na dosyć słabej karcie graficznej serii Radeon X600. Dla równowagi, także platforma AMD pracowała z odpowiednikiem tej karty na złącze AGP - Radeonem 9600XT. Adaptery odbiegają dosyć mocno mocą od takich demonów wydajności jak choćby ATI Radeon X800 czy GeForce 6800. Braki postanowiliśmy uzupełnić dużą ilością aplikacji nie korzystających z wysoko skomplikowanej grafiki 3D, choć dla osłody zapuściliśmy także benchmarki na przebojach gier FPP ubiegłego roku (Doom3, Half Life 2 i FarCry). Dla zamaskowania słabości kart graficznych i wyraźnego wykazania różnic mocy procesorów, testy musiały być przeprowadzone przy minimalnym poziomie detali dla tych wymagających pozycji.
Do testów użyty został system operacyjny Windows XP Professional z zainstalowanym dodatkiem SP1.
Od chwili ukazani się Pentium 4 Quake było ostoją wydajności procesorów Intela. Engine gry bardzo lubi wysokie przepustowości pamięci jakie zapewnia architektura Intela. Najnowsza rodzina procesorów AMD ze swoim zintegrowanym kontrolerem pamięci wnosi nową jakość do procesu komunikacji układów centralnych z pamięcią RAM. Niemniej mimo wszystko Pentium 4 ze swą ogromną, trójpoziomową pamięcią podręczną w dalszym ciągu najsprawniej sobie radzi w tym środowisku testowym. Różnica między oboma procesorami Intela jest jednak niewielka. Program nie korzysta niemal wcale z szybkiej szyny FSB.
Doom to reprezentant silnika graficznego najnowszej generacji. Z uwagi na wysoką komplikację, mimo niskiego poziomu detali nadal ogranicznikiem testu jest karta graficzna, a wyniki nie są już tak wysokie jak w pierwszym benchmarku. Dosyć duża różnica między dwoma konkurencyjnymi rodzinami procesorów. Widoczna minimalny wzrost wydajności w obrębie układów Intela - niecałe 2%. Różnicę jaką czyni 200MHz zegar w przypadku procesorów AMD też przedłożyło się na ledwie 2% różnicę wydajności.
Half Life 2 ze swym silnikiem Source zachowuje się podobnie jak Doom3. Tu również procesor AMD zyskuje zauważalnie wyższą ilość renderowanych klatek na sekundę, ale różnica między poszczególnymi procesorami AMD i Intela jest niewielka. Przyspieszona szyna FSB P4EE przedłożyła się ledwie na 3fps więcej.
FarCry to chyba największe objawienie pośród wszystkich gier FPP zeszłego roku. Gra bez szumnych zapowiedzi ukazała się niewiadomo skąd i wielu zaszokowała. Nas interesuje jednak strona techniczna produktu. Tu kolejny raz procesory AMD górują, osiągając dosyć istotną przewagą i widocznie się skalując. Zupełnie inaczej jest w przypadku procesorów Intela. Tu brak istotniejszych różnic.
3D Mark reprezentuje jeden z trzech syntetycznych benchmarów 3D programistów z Finlandii. Niski poziom detali i programowy model obliczeń obciąża dosyć mocno procesor. Układy AMD dzieli różnica niemal 600 punktów. Tuż za modelem FX-53 zmierza Pentium 4 EE z 1066MHz FSB, który po raz pierwszy dosyć znacznie odskoczył od swego starszego brata - na 550 puktów. Niemniej jednak to procesory AMD kolejny raz udowadniają swoją przewagę w testach gier.
Kolejny z 3D Marków. W przeciwieństwie do poprzednika, tym razem benchmark wyposażony w dedykowany procesorom tryb testowy. Niewielką przewagą ponownie wykazują się układy firmy AMD w stosunku do swych odpowiedników Intela.
Najnowszy pośród rodziny testów firmy FutureMark. Potrafi wykorzystać dobrodziejstwa architektury Intela i czerpie korzyść z technologii HyperThreading. Nie pozwala to jednak zwyciężyć w starciu z Athlonami. Oba FXy prześcigają Pentiumy. Zwraca jednak uwagę bardzo niski poziom wyświetlanych klatek.
Ostatni pośród testów "growych" - sieciowy Unreal. Starsza wersja testu. Niemniej jednak przesiadka na odmianę UT2004 z uwagi na brak rewolucji graficznej (dalej DX8 i ten sam engine) nie jest całkiem potrzebna, a wyniki są mniej więcej porównywalne. Kolejny raz całą moc wykazują procesory AMD. Jak widać gry po prostu uwielbiają architekturę układów K8, a potężną pamięć podręczną nie maskuje wad długiego potoku wykonawczego i nie w każdej sytuacji wyrównuje walkę.
Ten test to typowa teoria. Doskonałe rezultaty w testach Integer i Floating Point procesory Intela zawdzięczają technologii HyperThrading. Dosyć duża dysproporcja między układami Intela a AMD w wynikach 2, 3 i 4 testu. Widzimy też spory wzrost wydajności systemu pamięci procesora Pentium pracującego z FSB synchronicznie do pamięci w stosunku do modelu z 200MHz FSB. Procesor AMD ze swym zintegrowanym kontrolerem pamięci mimo wszystko radzi sobie znacznie sprawniej w ostatnich benchmarkach pamięci, mimo niższych teoretycznych transferów do/z pamięci (~8,5GB/s u Intela, w stosunku do ~6,4GB/s w przypadku FXów).
Kolejna propozycja programistów 3D Marka. Widzimy jak niewielkie są różnice między poszczególnymi procesorami Intela. Podniesiona szyna FSB nie daje realnie odczuwalnych przyspieszeń. Trochę lepiej jest w przypadku AMDków. Dzięki 200MHz wyższemu zegarowi rdzenia procesory nieco wyraźniej się skalują. Poszczególne testy odkrywają słabe strony konkurencyjnych architektur.
Minimalna przewaga FX-55. Test udowadnia jak wiele zależy od optymalizacji konkretnego programu pod daną architekturę. Test PCMarka wykazał, że kompresja audio powinna sprawniej odbywać się na procesorach K8. Tymczasem tu mamy względną równowagę Pentiumów, którym kroku dotrzymuje FX-55.
Kolejny raz widać jakość optymalizacji. Kodowanie strumienia video sprawniej przebiega na Pentiumach. Warto zwrócić jednak uwagę, że przewaga nie jest kolosalna. Mimo iż takie operacje zawsze były domeną układów NetBurst, to K8 radzi sobie całkiem nieźle.
Początkowo niewielka przewaga procesorów AMD rośnie wraz z rozmiarem obliczanej próbki. Przy teście 32M ta różnica była by liczona już w minutach! Tymczasem Pentium niewiele może mocy zyskać ze swej szybszej szyny komunikacyjnej.
Wyraźnie widać kto jest najlepszy. Procesory AMD znacznie i co ważniejsze odczuwalnie sprawniej radzą sobie z kompresją RAR. Tymczasem PCMark mówił co innego...
Procesory Intela odbiegają różnią się od siebie. Różnica mieści się w granicach błędu pomiarowego, tymczasem Athlony dzieli już 9% biorące się z dysproporcji zegarów taktujących.
Test renderingu w tym popularnym programie na naszej testowej scenie wykazuje nieznaczne zwycięstwo Pentium. Spory wkład w taki stan rzeczy ma wykorzystany HyperThreading, a tą technologię całkiem sprawnie wykorzystuje program. Nic dziwnego, bowiem od dawna 3D Studio potrafi czerpać moc z systemów wieloprocesorowych, a taką namiastkę daje właśnie HT. Niestety kolejny raz widać jak marginalną różnicę w wydajności dzielą dwie topowe "czwórki". Za to wyraźnie skalują się układy firmy z Sunnyvale.
Niestety nawet ten program nie jest w stanie dać istotnej przewagi dla procesora z 1066MHz FSB. Pentium słabo zyskuje na tym polu. Ponieważ ostatni test wykorzystuje wielowątkową naturę procesorów to nie jest on możliwy do przeprowadzenia na Athlonach.
Program korzysta z wybranych elementów kilku popularnych programów renderujących. W tym także 3D Studio. Ten jeden podtest wykazał największy przyrost mocy przy 3,46GHz układzie P4. Niestety dalej nie było już tak wesoło, a tylko FX-55 zyskuje na wynikach w stosunku do FXa-53, ale tego samego nie można powiedzieć przy porównaniu P4 EE 3,4 do modelu 3,46GHz
Niewątpliwą uwagę przykuwa ostatnia linijka przytoczonej tabelki. Za wysoką częstotliwością pracy pamięci P4 niestety idą także bardzo wysokie opóźnienia przy komunikacji CPU<=>chipset<=>RAM. Są one ponad dwukrotnie wyższe, niż przy pamięci komunikującej się bezpośrednio z procesorem, a taki system prezentuje przecież Athlon. Na dodatek zintegrowany kontroler poprzez niższe opóźnienia potrafi zyskać wyższą sprawność ze znacznie niżej taktowanych pamięci DDR1. Te oferują bowiem krótsze timingi niż DDR2. Jak widać nie zawsze to co szybsze jest wydajniejsze. Widać to po testach zapisu i odczytu z pamięci. Tu czuć potencjał rodziny K8. Niestety w tabelce nie umieściłem wyników jakie zebrał P4 EE z 200MHz FSB z uwagi na zaginięcie danych ;). Z pewnością jednak te parametry byłyby niestety troszkę gorsze w stosunku do tego co prezentował sobą 3,46GHz Pentium EE.
Pamięci GeIL DDR2 PC2-5300
Użyta w teście platforma Intela korzysta z nowo promowanych pamięci DDR2. Do testów otrzymaliśmy 1-gigowy komplet marki GeIL, na który składają się 2 moduły po 512MB.
GeIL DDR2 PC2-5300
GeIL DDR2 PC2-5300
GeIL DDR2 PC2-5300
Pamięć oznaczona jest jako PC2-5300 i przeznaczona jest do pracy z zegarem 333MHz, timingami 4-4-4-12 przy napięciu zasilającym 1,9V.
Pojedyncza kość pamięci wykonana jest na bazie chipów w obudowie FBGA i jest konstrukcją jednostronną. Cały moduł przykryty jest aluminiowym radiatorem. Wydaje się on zbędny, bowiem nawet przy wysokich częstotliwościach i podniesionym napięciu zasilającym moduł nie nagrzewa się znacząco.
Ciekawe są informacje zawarte w pamięci SPD modułów. Otóż pamięć dla częstotliwości 333MHz powinna mieć timingi 5-4-4-12, a nie jak podaje producent 4-4-4-12. Deklarowane na naklejce czasy pamięć może osiągnąć dopiero przy zegarze 266MHz.
Ale to teoria. Jeśli chodzi o praktyczne u życie i podkręcanie - test popełniłem na płycie Abit Fatal1ty AA8XE. Przy domyślnych timingach, a napięciu 2,2V 4-4-4-12 pamięci pracowały stabilnie do 330MHz. Po skróceniu do wartości 3-3-3-8 pamięci potrafiły pracować już tylko z zegarem 293MHz. Widać wyraźnie, że pierwsza częstotliwość jest poniżej deklarowanych przez producenta parametrów. Niestety ograniczenia platformy (brak możliwości taktowania pamięci zegarem wyższym od FSB) uniemożliwiły mi stwierdzenie, czy winna jest płyta, czy też już same pamięci nie potrafią więcej.
Podsumowanie
Przeprowadzone porównanie ukazuje słabość obecnie stosowanej architektury Intelowskich P4 EE. Oparte o stare jądro układy osiągnęły kres swych możliwości i Intel nie jest w stanie nic więcej wydusić ze starego już rdzenia Northwood/Gallatin. Kosmetyczna zmiana jaką była podniesiona szyna FSB na niewiele się zdała w i w wielu przypadkach obserwowany wzrost wydajności, jakkolwiek marginalny, to bierze się on bardziej z o 60MHz wyższego taktowania procesora w stosunku do poprzednika, niż z powodu przyspieszonego FSB. Tym samym pryska jeden z mitów platformy Intela - zależność od wysoko taktowanej szyny systemowej i pamięci. Dla tej generacji układów już 800MHz szyna zapewnia wystarczająco wysoką przepustowość. Oczywiście nie jest to sytuacja stała i wraz ze wzrostem taktowania rdzenia, a pogarszającym się stosunkiem częstotliwości pracy pamięci do procesora należy zwiększać przepustowość FSB. Teraz nie było to konieczne. Paradoksalnie winien jest po części sam trójpoziomowy cache. Szczególnie istotny jest tu ostatni poziom. Ma on bowiem za zadanie obniżać poziom opóźnień na poziomie komunikacji CPU<=>RAM i usprawnić wymianę danych z pamięcią, tym samym uniezależniając procesor od pamięci operacyjnej. Zapewne najbardziej celowe będzie zastosowanie takiej szyny w przypadku układów dwurdzeniowych - tam z pewnością 1066MHz FSB będzie pożytecznym dodatkiem, kiedy istotny jest czas dostarczania ogromnej ilości danych.
Ukazanie się procesora ExtremeEdition w obecnej formie wydaje się bardziej chwytem marketingowym, niż faktycznym pokazaniem siły. Intel nie może się po prostu pochwalić niczym innym, a czymś musiał odpowiedzieć na FX-55 (który pokazał się pierwszy). Przygotowywana w zaciszu laboratoriów kolejna generacja ekstremalnych Pentiumów na rdzeniu Prescott nie jest jeszcze gotowa do wypłynięcia na szerokie wody.
AMD także nie jest w wesołej sytuacji. Tradycyjnie produkowane procesory nie potrafią osiągnąć zegarów wyższych od 2,4GHz, a to jedyna droga na podniesienie wydajności obecnie produkowanych jąder. Niemożliwa nawet w użyciu jest wciąż raczkująca technologia 0,09um. Zauważmy tu analogię. Topowe modele z obu stajni ciągle wykonane są w starszym, 0,13um procesie technologicznym, mimo iż na rynku szeroko dostępne są już modele tradycyjnych procesorów Pentium i Athlon 64 wykonane w nowszej, 0,09um technologii. Na dodatek oba flagowe modele dalej posiadają tylko SSE2, tymczasem SSE3 posiadają masowe modele 0,09um (w przypadku Athlona 64 dopiero wraz z rdzeniem E0).
Inżynierowie z firmy AMD zastosowali jednak chytrą sztuczkę umożliwiającą wyciśnięcie jeszcze kilku MHz ze starego ClawHammera. Technologia rozciągniętego krzemu pozwoliła przyspieszyć zegar taktujący sam procesor o 200MHz, tym samym czyniąc Athlona 64 FX-55 układem znacznie lepiej prezentującym się na tle starszego FXa-53 niż Pentium 4 EE 3,46GHz w porównaniu do P4 EE 3,6GHz.
Dzięki takiemu podniesieniu zegara FX zwycięża w sporej ilości porównań, dając dla AMD to czym chwalić ma się tego pokroju rodzina procesorów - prestiż. Znaczącą przewagę osiągają zwłaszcza FXy w testach gier, gdzie Pentium dosyć wyraźnie odstaje. Sytuacja wyrównuje się w pozostałych przypadkach, gdzie układy Intela nadrabiają straty, ale FX-55 nie oddaje pola łatwo. Na dodatek nowe Athlony jeszcze nieźle się kręcą. Rozciągnięty krzem pozwala rozpędzić jądro K8 do 2,8GHz przy chłodzeniu powietrzem i znamionowym napięciu zasilającym. To wynik niezły. Pentium dał się przyspieszyć tylko o 150MHz, co w stosunku do zegara fabrycznego daje niższy procentowo przyrost.
Niestety konieczna jest podkreślenia jeszcze jedna wada układów Intela. Cena. Ta jest naprawdę ekstremalna - 1000$. FXy też do tanich nie należą. Model 55 ceni się na 880$. Jednak cena Extremalnego Pentium jest szczególnie warta potępienia z uwagi na marginalny wzrost wydajności jaki on oferuje w stosunku do poprzednika.
Oba konkurencyjne procesory znajdą jednak dla siebie lukę, w którą nie łatwo się wepchnąć oponentowi. Posiadają cechy niedostępne gdzie indziej. Pentium ma HT, a Athlon 64 ma właśnie 64 bity.... ale to już temat na inną opowieść.
 Sprzęt do testów dostarczyły firmy:
|
|  | AMD Polska |
|  | eXtremeMem |
|  | Intel Polska |
|
|
|
|
 |
 |
 |
|
|
|
