Ботва титанов: Intel Pentium 4 Extreme Edition против AMD Athlon 64 FX-51

АрхивПлатформа

Очередной виток гонки процессорных вооружений делает ставку на геймеров: и Intel, и AMD заявили свои новые процессоры именно как игровые. Отличает их прежде всего огромный размер кэш-памяти.

В названии этой статьи нет опечатки: именно «ботва», а никакая не битва титанов. Два давнишних конкурента — корпорации AMD и Intel — в очередной раз решили забить стрелку и выяснить, у кого «мегахерц» длиннее, кэш «ширее» и вообще — кто крутой, а кто «ацтой». Признайтесь, положа руку на сердце — вам мало было скорости процессоров Pentium 4 3,2 ГГц или Athlon XP 3200+ (см. www.terralab.ru/system/25250), у вас тормозили какие-то игры или приложения? Не было свиста в ушах? Так мы вам его обеспечим! :) Причем, за ваши же деньги. 

Итак, очередной виток гонки процессорных вооружений делает ставку на геймеров: и Intel, и AMD заявляют свои новые процессоры именно как игровые. Хотя никто и не отрицает, что они с успехом могут использоваться и для выполнения профессиональной работы, но на то ботва и ботвой, что в данном случае никого особо не волнует, где и зачем нужны «для дела» эти процессоры — ведь главное круто играть! И тут каждая лишняя десятая «фэпээса» (это такая нефизическая величина, определяющая степень крутизны компьютерной железки у геймеров) на золотом счету. Причем, на золотом — в прямом смысле слова, поскольку каждый лишний «фэпээс» сверх рекордных влетает в нехилую кучку баксиков. Но хватит лирики, вперед — к физике!

AMD Athlon 64 FX-51

Сегодня корпорация AMD объявила, наконец, свой долгожданный процессор Athlon 64 (точнее — целую линейку этих процессоров, см. наш обзор) для настольных и мобильных компьютеров. Все давно знают, чем именно отличаются эти процессоры от предшествующих Athlon XP — новым ядром с 64-битными возможностями вычислений (наряду с улучшенными 32-битными на базе прежнего ядра Athlon XP), кэш-памятью второго уровня объемом 1 Мбайт, встроенным в процессор контроллером памяти (вплоть до двухканальной DDR400), прогрессивной шиной HyperTransport и еще рядом новшеств. Отсылаем читателя к отдельному обзору на нашем сайте, где детали этих нововведений описываются подробнее.

Здесь же нас будет интересовать, так сказать, альтернатива. Дело в том, что всего неделю назад на Intel Developer Форуме, проходившем в Сан-Хосе, корпорация объявила о планах выпустить (очевидно — «в пику» AMD) свой новый настольный геймерский процессор под названием Pentium 4 Extreme Edition (подробности см. на www.terralab.ru/system/29227). Главное и фактически единственное существенное отличие новых Пентиумов (они должны поступить в продажу уже через 25-55 дней) от предшественников на ядре Northwood — дополнительная кэш-память третьего уровня объемом 2 Мбайт (!), ведущая свое начало от серверных процессоров Xeon MP на ядре Gallatin. Признаться, Intel также пока не разглашает спецификации своих процессоров Pentium 4 Extreme Edition (официальный их выход состоится позже), но уже сейчас у нас появилась уникальная возможность оттестировать новый Pentium 4 Extreme Edition с частотой 3,2 ГГц и сравнить его со старшим из выходящих сегодня процессоров AMD. Специально ради этого я привез прямиком из лабораторий Intel в Санта-Кларе его инженерный образец (на фото), еще без маркировки на крышке, но уже отлично работающий на обычных системных платах на чипсетах Intel 875/865.

Intel Pentium 4 Extreme Edition

Сравним для начала внешний вид двух новейших процессоров:

На этой фотографии показан вид сверху и снизу на процессоры Pentium 4 Extreme Edition (справа) и AMD Athlon 64 FX-51 (слева). Последний заметно крупнее первого, также (наконец!) оснащен защитной крышкой (хитспредером) и имеет примерно вдвое больше ножек — 940 против 478 у Pentium 4. Это обусловлено во многом наличием в нем двухканального контроллера памяти с поддержкой ECC.

А вот они же сбоку. Снова отметим явно меньшие высоту и размер у Pentium 4, несмотря на заметно большую кэш-память (и, видимо, размер кристалла).

Если сравнить Pentium 4 Extreme Edition (ниже справа) с текущими Pentium 4 на ядре Northwood (ниже слева), то внешне они почти ничем не отличаются, за исключением значительно большего числа радиоэлементов "обвязки" с обратной стороны корпуса, что обусловлено значительно большим количеством транзисторов на кристалле и большими импульсными токами.

Кстати, новый процессор Intel будет рассеивать тепла не намного больше, чем его предшественник — около 93 ватт против 82 ватт для Pentium 4 3,2 ГГц (TDP).

По программам у нового геймерского Pentium 4 Extreme Edition четко видно наличие кэш-памяти третьего уровня объемом 2 Мбайт, хотя и все прежние атрибуты Northwood присутствуют тоже.

Pentium 4 Extreme Edition 3,2 ГГц

Интересно, что новый процессор отличает более ранний (то есть меньший) степпинг — 5 против 9 у последних Northwood. Для сравнения ниже дан скриншот для Pentium 4 на традиционном ядре Northwood с кэш-памятью L2 512 кбайт:

А вот еще кое-что о кэшах Pentium 4 Extreme Edition:

Pentium 4 Extreme Edition 3,2 ГГц.

причем по тестам латентности четко видно, что граница кэш-памяти L3 лежит на 2 Мбайт, L2 - на 512 кбайт и т.д.

Итак, отличает два новых процессора Intel и AMD прежде всего огромный размер кэш-памяти, который и должен в итоге поднять производительность каждого из них. Посмотрим, как это проявляется на практике. Поскольку путь нам предстоит не близкий, запасемся чашечкой крепкого чаю.

Для испытаний Pentium 4 Extreme Edition мы использовали плату Intel D875PBZ (знаменитая Bonanza, см. www.terralab.ru/system/25198), которая опознала процессор как Pentium 4. Ничем особенным включение этой платы с новым процессором Pentium 4 Extreme Edition не отличалось, поэтому детали опустим. Безусловно, это не самая быстрая плата на чипсете Intel 875, однако и не самая медленная. Зато она обеспечит нам классическую производительность чипсета Canterwood. В будущем мы оттестируем новый процессор и на других платах на чипсетах i875/865 (пока у нас было лишь два дня для тестов нового процессора Intel), тем более, что для процессоров AMD мы в данном случае взяли две едва ли не самые быстрые в своем классе платы: ASUS SK8N на чипсете NVIDIA nForce3 Pro150 для нового AMD Athlon 64 FX-51 и Gigabyte GA-7N400 на чипсете NVIDIA nForce2 Ultra 400 для процессора AMD Athlon XP 3200+ (последняя была любезно предоставлена компанией «Никс» www.nix.ru).

ASUS SK8N

Плата ASUS SK8N отличается продуманной компоновкой (например, оба разъема питания ATX 2.03 и разъемы IDE расположены очень удобно), мощными стабилизаторами питания процессора и памяти (на фото ниже), достаточно свободным размещением элементов (чему способствует интегрированный чипсет всего из одного кристалла, прикрытый небольшим радиатором),

развитыми периферийными возможностями (к чипсетным UltraATA/133, LAN и высокопроизводительному звуковому процессору добавлены контроллер Serial ATA RAID на чипе Promise PDC20378 и IEEE 1394a).

С обратной стороны крепление кулера требует наличия такой усиливающей планки:

Из мелких недостатков отметим неудобно расположенный разъем FDD, горизонтально вверху расположенные слоты памяти (при нагреве циркуляция воздуха между ними затруднена) и отсутствие (пока?) в BIOS платы фирменного асусовского автоматического рестарта со сброшенными параметрами частоты/таймингов памяти, если пользователь переусердствовал при разгоне и настройках работы памяти.

На экране начальной загрузки платы - все чин чином:

Процессор AMD Athlon 64 использует такой же большой кулер, как и процессоры Intel Pentium 4. Только крепления у них разные.

Один из рекомендованных кулеров для AMD Athlon 64.

У данного кулера привлекает внимание массивное медное основание и очень тихий вентилятор — даже несмотря на скорость вращения 3400 об./мин. и отключенную системы управления оборотами на материнской плате шум кулера был едва заметен и оказался явно меньше, чем у современных боксовых колеров для Pentium 4!

В остальном тестовые конфигурации для всех процессоров были почти идентичны: видеоускоритель GeForce FX 5900 Ultra (256 Мбайт памяти) с драйверами Detonator 44.03 (которые хоть и не так быстры, как последующие релизы, но зато не замечены в искажениях картинки), винчестер Maxtor 6Y120P0, 1 Гбайт системной памяти двумя 16-чиповыми модулями по 512 Мбайт (для платы ASUS SK8N использовались регистровые модули от Infineon, на фото).

В системах на Pentium 4 и Athlon XP память работала по таймингам 2-2-3-5 (tRCD=3), а регистровые Infineon на SK8N осилили максимум 2.5-2-3-5.

Частота и тайминги работы памяти на плате ASUS SK8N в наших тестах.

Впрочем, это не критично, поскольку современные двухканальные чипсеты очень слабо (в плане быстродействия) реагируют на изменение тайминга CL=2 или 2.5 (см. www.terralab.ru/system/28953). То есть можно считать, что все четыре системы у нас работали с одинаковыми таймингами памяти.

Итак, сравниваются четыре процессора:
1. AMD Athlon 64 FX-51 (тактовая частота 2200 МГц)
2. AMD Athlon XP 3200+ (тактовая частота 2200 МГц, FSB 400 МГц)
3. Pentium 4 (Northwood) с частотой 3,2 ГГц (FSB 800 МГц)
4. Pentium 4 Extreme Edition c частотой 3,2 ГГц (FSB 800 МГц)

Специально для тех поверхностных юзеров, которые любят сравнивать частоты процессоров конкурентов напомним, что в данном случае абсолютное сравнение частот процессоров Intel и AMD лишено смысла, поскольку микроархитектуры этих процессоров существенно различаются (и даже преследуют разные цели): для Pentium 4 производительность должна обеспечиваться преимущественно высокой тактовой частотой (для этого и увеличили до 20 стадий его вычислительный конвейер), а для Athlon упор делается на другие особенности, порой в ущерб тактовой частоте. Разные подходы в микроархитектуре не позволяют сколь-нибудь адекватно сравнивать между собой процессоры на одинаковой тактовой частоте. И пример тому — разный предел частот при одинаковых технологических нормах производства: для технологии 0,13 микрон массовым пределом ядра Pentium 4 является частота 3,2-3,4 ГГц, а для Athlon — 2,2-2,4 ГГц. И в этом тоже нет ничего плохого — такие вот у них процессоры. :) Поэтому корректнее как раз сравнивать процессоры по пределу их частоты для той или иной технологии производства — в данном случае 3,2 и 2,2 ГГц. Чем мы и займемся.

Переходим к результатам тестов.

По полосе пропускания двухканальной памяти, безусловно, лидирует новый процессор AMD. Хотя Пентиумы отстают от него заметно меньше, чем «ограниченный» узкой системной шиной Athlon XP 3200+ (хотя все они используют двухканальную DDR400). Сравнивая с теоретическим пределом 6,4 Гбайт/с можно сказать, что Athlon 64 FX подошел к нему ближе всех — на 86%, Пентиумы обеспечивают примерно три четверти в штатных режимах работы (в режимах ускорения чипсета/памяти эффективность для них возрастает до более 80%), а Athlon XP утилизирует менее половины (понятно, почему).

По скорости чтения памяти Pentium 4 Extreme Edition почти не отличается от Northwood (небольшое падение можно связать с недостатками метода измерения — потоки немного застревают в большом кэше L3), а Athlon 64 FX и тут вне досягаемости.

Зато по скорости записи в память Pentium 4 Extreme Edition кардинально обходит всех, включая Athlon 64 FX! Видимо, именно хорошее кэширование позволяет ему это сделать! Счет пока ничейный — 1:1.

Зато по латентности памяти Athlon 64 FX демонстрирует просто фантастические результаты — всего 56 нс!!! Особой разницы между двумя Pentium'ами нет, хотя снова Pentium 4 Extreme Edition чуть медленнее. Интересно также, что строго синхронный чипсет NVIDIA nForce2 обеспечивает порой лучшую латентность, чем Intel 875P. Вместе с тем, мы помним, что и у чипсетов Intel 875/865 может быть латентность в районе 66 нс — при условии их работы в специальных (нештатных) низколатентных режимах.

Зато в приложениях Pentium 4 Extreme Edition заметно ускорился по сравнению с Pentium 4. Сперва посмотрим на преимущественно процессорные тесты. В CPUmark 99 и более новом 3Dmark03 CPU Score очевидно огромное преимущество Athlon 64 FX. Впрочем, приход Pentium 4 EE позволил немного сгладить отрыв конкурента: от большего кэша новый Пентиум прибавил 5% в первом из этих тестов и аж 26% во втором! Для сравнения, Athlon 64 FX прибавил в обоих тестах чуть более 30% по сравнению с одночастотным Athlon XP: в точности как и обещалось рекламщиками AMD. :)

Еще один АМД-любивый тест — это обновленный недавно Science Mark 2.0. Тут даже Athlon XP быстрее самого быстрого Пентиума, хотя переход на 64 бита дает прирост скорости Атлону всего около 8%, а большой кэш Пентиума добавляет менее 5%.

Но не все коту Масленица — будет праздник и на улице поклонников продукции Intel. Например, комплексный вычислительный тест MetaBench, где Pentium 4 и безо всякого экстрима легко опережает Athlon 64 в большинству подтестов. Большой кэш добавляет ему всего1,4% в среднем, тогда как новая микроархитектура Athlon 64 — целых 13%.

Благосклонны к Intel и процессорные тесты пакета SiSoftware Sandra (версия MAX3). Во всех пяти (включая арифметические и дробные расчеты и работу с мультимедиа-данными) Пентиумы заметно впереди конкурента, но заслуги Extreme Edition в этом по большому счету — совсем никакой.

Таким образом, что касается сравнения AMD-Intel, то тут все зависит от приложения — где-то быстрее одни, где-то другие. Пока счет 2:2.

Архивирование в WinRAR было коньком Pentium 4 поскольку требовало высокой скорости работы с потоковыми данными и малой латентности памяти. По идее, именно поэтому Athlon 64 FX должен был победить в этом тесте, однако этого не произошло. Точнее, произошло бы, если бы не появился Pentium 4 Extreme Edition, который тут ускорился существенно — почти до 20%. Поэтом и новый Athlon 64 FX, прибавив аж 24% по сравнению с Athlon XP, уперся в недостаточно большой объем кэш-памяти и проиграл (точнее уступил безусловное лидерство более кэшастому процессору). Пол-очка в копилку Intel.

При кодировании графики, видео и звука Пентиумы по-прежнему оказываются вне досягаемости - главным образом, благодаря технологии Hyper-Threading, которая в этих приложниеях работает очень эффективно, хотя большой кэш Pentium 4 Extreme Edition тут добавляет всего 2,5%, а порой и меньше. Премущества новой микроархитектуры AMD64 выливаются в этих тестах в 14-22%, что вполне достойно.

Аналогично — при колировании Windows Media Encoder 9. Твердое очко в зачет Intel. Условный счет 3,5:2.

В играх (подробному сравнению этих процессоров в играх мы посвятим отдельный обзор позднее, чтобы вы сейчас не уснули окончательно за чашечкой уже остывшего чая) ситуация двоякая — снова где-то быстрее Intel, где-то AMD.

Например, в новейшем 3DMark2003 с функциями DirectX 9 впереди Intel. Небольшая величина отрыва платформ друг от друга в этом тесте определяется тем, то тест больше зависит от скорости графического ускорителя и его драйверов, чем от процессора и системной памяти. Тем не менее, разница явно есть. Интересно отметить, что в чисто процессорном тесте этого пакета (см. выше) мы наблюдаем прямо противоположную картину — с завидным отрывом лидирует AMD. Ситуацию, видимо, можно объяснить так. В тяжелом графическом тесте большее влияние оказывает скорость работы видеокарты с системной памятью. Вместе с тем, для чипсетов Intel шина AGP 8X общается с системной памятью непосредственно через низколатентный северный мост, тогда как для чипсета nForce3 шина AGP работает с памятью через цепочку «чипсет-HyperTransport-процессор-память», что неминуемо ведет к снижению скорости. Доказательством являестя слабое отличие Athlon XP от Athlon 64 в этом тесте. Напротив, в чисто процессорном тесте этого пакета общение по AGP минимально и высокая скорость памяти для Athlon 64 позволяет ему быть в лидерах.

Подтверждает вышесказанное и более старый и менее требовательный к шине AGP (если на видеокарте много своей памяти) тест 3DMark2001SE (DirectX 8 и 7). Тут Athlon 64 почти на 20% быстрее Athlon XP и даже опередил Pentium 4 Extreme Edition, хотя последний тоже добавил более 10% скорости настольной платформе Intel.

Похожая картина и в игре Unreal Tournament 2003: Athlon 64 FX прибавил 30% скорости и обошел P4EE, который добавил всего 13% прежде равноценному с Athlon XP процессору Pentium 4. Пока примерная ничья в негласном соревновании процессоров.

Ситуация для Pentium 4 улучшается в играх под OpenGL, где они было традиционно сильны. И в стареньком Кваке, и в более тяжелом RTCW появление Extreme Edition позволило Intel сохранить за собой первенство: хоть AMD Athlon прибавил 10-25%, Intel Pentium 4 побыстрел на 3-18%, чего пока хватило для лидерства.

Игровой OpenGL-движок теста Vulpine GLmark 1.1 вообще не оставляет Атлонам никакого шанса.

Да и в Serious Sam SE, всегда благоволящем к продукции AMD, экстремальному Pentium 4 хватило мощи потягаться даже с Athlon 64 FX-51: он почти догнал конкурента, прибавив по сравнению с обычным Pentium 4 почти 6%. Учитывая вышесказанное, счет по очкам примерно 4,5 на 3,5 (Intel против AMD). Конечно, это очень условная оценка.

Производительности новых процессоров в профессиональной работе мы обязательно посвятим отдельный подробный обзор (ведь не только геймеры любят покупать новые процессоры), а сейчас подведем предварительные итоги.

Корпорация Intel недаром опасалась выхода Athlon 64 FX: новый настольный процессор AMD получился очень удачным. Он заметно опережает прежний Athlon XP 3200+ при той же тактовой частоте ядра (2200 МГц) и в общем безусловно вырвал пальму первенства у прежнего Pentium 4 3,2 ГГц на ядре Northwood. Вместе с тем, расторопность, с которой Intel решила выпустить свой геймерский (и не только, будем надеяться) процессор Pentium 4 Extreme Edition с гигантским размером кэш-памяти (а, собственно, сейчас в арсенале Intel пока других возможностей наращивания производительности и не осталось; Prescott на 90-нанометровом ядре грядет чуть позже) сделала свое дело: практически одновременно с выходом AMD Athlon 64 мы получили (или получим в скором будущем) настольный процессор, который в среднем примерно равен по производительности старшему представителю конкурентов или даже чуть быстрее его (по крайней мере, по нашему набору тестов, в том числе — в играх). Победу в новом раунде великого противостояния мы не присуждаем никому (но и поражения тоже!). Предпочтение пользователь может отдавать продукту той или иной фирмы исходя из тех задач, которые ему чаще приходится выполнять при помощи ПК: в одних приложениях быстрее AMD Athlon 64 FX, в других — Pentium 4 Extreme Edition и даже обычный Pentium4! Вопрос за малым — сколько все это будет стоить? Учитывая, что AMD пока не планирует демпинговать для Athlon 64 (снимая сливки с новых моделей), а низкие цены — один из главных факторов, за который многие любили процессоры AMD, мы, видимо, получим ситуацию, когда процессоры с примерно одинаковым быстродействием будут стоить одинаковых денег. И выбор будет определяться скорее вкусом, на который, как известно, товарища нет.

Но на этом мы не заканчиваем наше знакомство с новыми процессорами: нас ждет еще детальное исследование и сравнение их в играх и профессиональных приложениях. Следите за сайтом www.TerraLab.ru. «»

Предлагаем обсудить статью на нашем форуме