Intel mß nov² procesor Pentium 4. SpoleΦnost AMD zase p°edstavila 1,2GHz verzi procesoru Athlon podporujφcφ rychlejÜφ sb∞rnici. A my jsme m∞li mo₧nost ob∞ tyto novinky vyzkouÜet a podrobili jsme je n∞kolika test∙m.
Zcela novΘ Pentium
Procesory spoleΦnosti Intel m∞ly v₧dy dobrou pov∞st a jmΘno Pentium bylo pro zßkaznφky synonymem pro v²kon. Po Pentiu nastoupily procesory Pentium II i Pentium III, zalo₧enΘ na mikroarchitektu°e P6, pou₧itΘ poprvΘ u₧ v procesoru Pentium Pro v roce 1995. Architektura to byla jist∞ dobrß, kdy₧ z nφ Intel tak dlouho t∞₧il, ale v poslednφ dob∞ ji₧ ztrßcela dech. Ukßzalo se, ₧e p°i rychlostech nad 1 GHz (a p°i zachovßnφ 0,18mikronovΘho v²robnφho procesu) ji₧ dochßzφ k problΘm∙m, a tak bylo dokonce p∙vodn∞ ohlßÜenΘ Pentium III s frekvencφ 1,13 GHz sta₧eno a neprodßvß se. Konkurence (tedy hlavn∞ firma AMD) ale na Intel znaΦn∞ tlaΦila a Intel musel n∞jak zareagovat.
Na °adu tedy p°iÜla zcela novß mikroarchitektura a zcela nov² procesor. Ten byl vyvφjen pod k≤dov²m jmΘnem Willamette a pozd∞ji byl nazvßn Pentium 4. Na trh byl uveden 20. listopadu roku 2000, a to ve verzφch 1,4 a 1,5 GHz. Intel ohlßsil, ₧e jde o nejrychlejÜφ procesory architektury x86, proto₧e AMD mß v souΦasnΘ dob∞ procesory s frekvencφ maximßln∞ 1,2 GHz.
Novß mikroarchitektura pou₧itß u Pentia 4 se jmenuje NetBurst a oproti starÜφm procesor∙m p°ineslo Pentium 4 n∞kolik nov²ch technologiφ û technologii Hyper Pipelined, Rapid Execution Engine, Execution Trace Cache a takΘ podporu 400MHz sb∞rnice. Technologie Rapid Execution Engine spoΦφvß v tom, ₧e ALU (aritmeticko-logickß jednotka) pracuje na dvojnßsobnΘ frekvenci. To znamenß, ₧e n∞kterΘ instrukce je mo₧nΘ vykonat b∞hem poloviny cyklu vlastnφho procesoru. Ne vÜechny Φßsti procesoru toti₧ musφ b∞₧et na stejnΘ frekvencφ a takto je mo₧nΘ v²poΦty urychlit.
Intel zapracoval takΘ p°edevÜφm na tzv. pipeline (nynφ nazvanΘ Hyper Pipeline). Je to Φßst procesoru, kterß vede jednotlivΘ instrukce procesem zpracovßnφ a lze si ji p°edstavit jako montß₧nφ linku s n∞kolika stanoviÜti. U hodn∞ star²ch procesor∙ ₧ßdnß pipeline nebyla û z pam∞ti se vzala instrukce, vykonala se a z pam∞ti se vzala dalÜφ. P°i pou₧itφ pipeline se nap°φklad m∙₧e v dob∞, kdy se instrukce vykonßvß, vzφt z pam∞ti dalÜφ instrukce, m∙₧e se provΘst dek≤dovßnφ, p°ejmenovßnφ a podobn∞ - cel² proces se tak urychlφ. DelÜφ pipeline je tedy Φasto v²hodn∞jÜφ a umo₧≥uje takΘ zvyÜovat frekvenci procesoru. Procesory Pentium ji₧ m∞ly stup≥ovou pipeline, procesory Pentium II a Pentium III 10stup≥ovou a pipeline Pentia 4 je oproti nim jeÜt∞ dvounßsobnß. B∞hem zpracovßnφ ovÜem m∙₧e dojφt ke stav∙m, kdy je dlouhß pipeline naopak nev²hodnß. Zßle₧φ na sprßvnΘm p°edvφdßnφ toho, co bude procesor pot°ebovat, a na sprßvnΘ p°edpov∞di v∞tvenφ - n∞kdy se ale m∙₧e stßt, ₧e je pot°eba p°ed dalÜφ Φinnostφ celou pipeline vyprßzdnit, a to zdr₧uje.
DalÜφ technologie, kterou Intel u procesoru Pentium 4 implementoval, se jmenuje Execution Trace Cache. Krom∞ pam∞ti L1 (pouze 8KB) a L2 cache (mß velikost 256 KB) toti₧ Pentium 4 obsahuje dalÜφ specißlnφ vyrovnßvacφ pam∞¥ urΦenou pro ulo₧enφ dek≤dovan²ch x86 instrukcφ (tzv. mikro-ops). Tato pam∞¥ je umφst∞na za dekodΘrem instrukcφ a m∞la by mimo jinΘ zajistit to, aby se neΦekalo na v²sledky dekodΘru.
Procesor Pentium III se v zßsad∞ liÜil od procesoru Pentium II rozÜφ°enφm instrukΦnφ sady o dalÜφ instrukce nazvanΘ SSE (Streaming SIMD Extension). Pentium 4 p°ichßzφ s podporou dalÜφch instrukcφ nazvan²ch SSE2. Je jich 144 a v p°φpad∞, ₧e jsou vyu₧ity, mohou p°inΘst dramatickΘ zv²Üenφ rychlosti aplikacφm pro zpracovßnφ videa (dek≤dovßnφ atd.), audia (MP3), 3D modelovacφch aplikacφ nebo her. Bude samoz°ejm∞ zßle₧et na v²vojß°φch, zda novΘ instrukce pou₧ijφ, a zda se tedy v²hody Pentia 4 ukß₧φ i v praxi.
Fyzicky je procesor Pentium 4 od starÜφch procesor∙ takΘ odliÜn² û je v∞tÜφ a vklßdß se do novΘ patice, kterß byla nazvßna Socket423. Vy₧aduje tedy i zcela novΘ zßkladnφ desky a samoz°ejm∞ i Φipovou sadu. Pro tento procesor vyvinul Intel Φipovou sadu i850. Ta podporuje ji₧ zmφn∞nou 400MHz systΘmovou sb∞rnici (je 3x rychlejÜφ ne₧ sb∞rnice u procesoru Pentium III), pam∞ti RDRAM (Rambus), rozhranφ Ultra ATA/100 a grafickou sb∞rnici AGP 4X. To jsou jejφ hlavnφ charakteristiky.
Procesor Pentium 4 je zatφm urΦen pro pracovnφ stanice a v²konnΘ osobnφ poΦφtaΦe. ZajφmavΘ je, ₧e zatφm neexistuje podpora vφce procesor∙, tak₧e i pracovnφ stanice jsou zatφm pouze jednoprocesorovΘ (nap°φklad Dell nabφzφ u vÜech pracovnφch stanic s procesory Pentium III nebo Pentium III Xeon mo₧nost p°idat procesor). DvouprocesorovΘ °eÜenφ nabφdne Intel a₧ v druhΘ polovin∞ p°φÜtφho roku. V tΘ dob∞ by m∞la b²t takΘ k dispozici "Xeon verze" procesoru Pentium 4 (vyvφjenß pod k≤dov²m jmΘnem Foster).
Co se t²kß dalÜφch vyhlφdek do budoucnosti, Intelu by nem∞lo dφky novΘ architektu°e procesoru Pentium 4 Φinit problΘmy v²razn∞ zvyÜovat frekvenci (u₧ ohlßsil svΘ plßny brzy uvΘst na trh procesor s frekvencφ 2 GHz). Do p∞ti let by tak m∞l b²t k dispozici a₧ 10GHz procesor. Intel takΘ postupn∞ zaΦne p°echßzet na 0,13mikronovou technologii a zaΦne pou₧φvat m∞d∞nΘ spoje. DalÜφ verze procesoru Pentium 4 je ji₧ vyvφjena (pod k≤dov²m jmΘnem Northwood), ale bude se u nφ pravd∞podobn∞ pou₧φvat jinß patice Socket478 (mPGA478) û to by pro majitele dneÜnφch Pentiφ 4 mohlo znamenat problΘmy. P°echod na 0,13mikronovou technologii by mohl pomoci p°ekonat problΘmy ve vyÜÜφch frekvencφch i u procesoru Pentium III. V tΘto souvislosti se mluvφ o procesoru s k≤dov²m jmΘnem Tualatin.
A zrychlen² Athlon
A mßme tu soupe°e Pentia 4. Je jφm procesor Athlon firmy AMD. Ta byla v minulosti v₧dy ve vleku firmy Intel, ale v poslednφ dob∞ se jφ da°φ p°edstavovat d°φve n∞kterΘ novinky a navφc novinky velmi v²konnΘ. V b°eznu roku 2000 nap°φklad spoleΦnost AMD jako prvnφ uvedla na trh 1GHz procesor Athlon a od tΘ doby je v podstat∞ ve vedenφ. V²konnΘ jsou i jejφ procesory Duron, konkurujφcφ procesor∙m Celeron. Postupn∞ se takΘ zlepÜuje postavenφ firmy AMD na trhu. Podle odhad∙ firmy Mercury Research mß nynφ asi 17% podφl na trhu s procesory pro PC (v minulΘm roce to bylo 12,6 %). Prodala nap°φklad ji₧ p°es 1,5 milionu Duron∙. Novß tovßrna Fab 30 v Drß₧∩anech nynφ jede asi na 50% v²kon a plnΘho v²konu by m∞la dosßhnout koncem p°φÜtφho roku. Firma AMD ovÜem zatφm nehraje v²znamn∞jÜφ roli na trhu s procesory pro mobilnφ poΦφtaΦe a do oblasti server∙ se teprve chystß.
Ale poj∩me k jejφmu nejnov∞jÜφmu procesoru. Ten se od t∞ch starÜφch nßzvem neliÜφ a p°φliÜ se neliÜφ ani dalÜφmi vlastnostmi. Mß ale vyÜÜφ frekvenci, tedy 1,2 GHz, a navφc podporuje 266MHz sb∞rnici. Mikroarchitektura u n∞j zm∞n∞na nebyla, a nemß cenu se tedy o n∞m dßle rozepisovat.
RychlejÜφ sb∞rnici podporuje zatφm jen jedna Φipovß sada, a to Φipovß sada AMD-760 firmy AMD. Jde ji₧ o druhou Φipovou sadu firmy AMD (d°φv∞jÜφ m∞la oznaΦenφ AMD-750) pro procesory Athlon a Duron. AMD vyrßbφ ΦipovΘ sady p°edevÜφm proto, aby mohla rozjet novou technologii a aby bylo jejφ novΘ procesory mo₧nΘ n∞kde provozovat. DalÜφ v²voj ovÜem v∞tÜinou nechßvß na dalÜφch firmßch, konkrΘtn∞ na firm∞ VIA Technology, a tak by tomu m∞lo b²t i v budoucnu. ╚ipovΘ sady AMD ale tvo°φ solidnφ zßklad d∙le₧it² pro rozjetφ novΘ technologie.
╚ipovß sada AMD-760 podporuje 266MHz systΘmovou sb∞rnici s datovou propustnostφ 2,1 GB/s. Intel mß tedy navrch û propustnost jeho 400MHz sb∞rnice u procesoru Pentium 4 je 3,2 GB/s. Jako 266MHz se zßkladnφ systΘmovß sb∞rnice oznaΦuje jen pro zjednoduÜenφ û ve skuteΦnosti jde o 133MHz sb∞rnici, u kterΘ se vÜak data p°enßÜejφ po nßb∞₧nΘ i sestupnΘ hran∞. ╚ipovß sada AMD-750 dßle podporuje pam∞ti DDR SDRAM PC2100 a PC1600 s kapacitou a₧ 4 GB. V pam∞tech tedy op∞t teoreticky vede °eÜenφ firmy Intel - 3,2 GB/s, kterΘ zvlßdnou pam∞ti RDRAM, oproti 2,1 GB/s u 266MHz pam∞tφ DDR SDRAM.
╚ipovß sada podporuje krom∞ pam∞tφ DDR SDRAM i starÜφ pam∞¥ SDRAM. Pam∞¥ovΘ sloty vÜak nejsou toto₧nΘ û klφΦovßnφ je u nich jinΘ (zß°ezy na pam∞¥ov²ch modulech jsou na jinΘm mφst∞, aby se nemohly pam∞¥ovΘ moduly zam∞nit). Pokud by tedy zßkladnφ deska m∞la podporovat oba typy pam∞tφ, musela by obsahovat dva druhy slot∙. Co se t²kß dalÜφch vlastnostφ ΦipovΘ sady, ta podporuje rozhranφ Ultra ATA/100 a grafickou sb∞rnici AGP 4X.
I AMD chystß do budoucna °adu novinek. Na rok 2001 se chystß uvedenφ procesoru s k≤dov²m jmΘnem Palominos (nßstupce Athlonu) û m∞l by mφt upravenΘ jßdro a frekvenci 1,5 û 1,7 GHz. M∞la by se objevit i mobilnφ verze tohoto procesoru. Po procesoru Palominos mß v roce 2002 nastoupit procesor Thoroughbred, vyrßb∞n² 0,13mikronovou technologiφ (mß b²t rychlejÜφ, menÜφ a s ni₧Üφ spot°ebou) a op∞t i v mobilnφ verzi. 2GHz hranici by m∞la firma AMD p°ekroΦit v prvnφ polovin∞ roku 2002. Podobn∞ se mß vyvφjet i procesor Duron.
Proti sob∞
Pro porovnßnφ v²konu procesor∙ se nßm bohu₧el nepoda°ilo zajistit rovnΘ podmφnky û to u₧ ale asi ani v budoucnu nebude zcela mo₧nΘ. Ka₧d² procesor vyu₧φvß jinou pam∞¥, znaΦn∞ se liÜφ i ΦipovΘ sady (frekvence sb∞rnice) a podobn∞. Jde tedy spφÜe o porovnßnφ dvou platforem ne₧ o porovnßnφ v²konu dvou procesor∙. Prßv∞ pam∞¥ toti₧ m∙₧e mφt na v²sledek test∙ velk² vliv.
Co jsme tedy testovali. SpoleΦnost AMD nßm zap∙jΦila jejφ testovacφ sestavu, proto₧e u nßs zatφm novΘ procesory ani zßkladnφ desky nejsou k dispozici. B∞₧n∞ k dostßnφ by m∞ly b²t v prvnφ Φtvrtin∞ roku 2001. PoΦφtaΦ byl zalo₧en na zßkladnφ desce Corona EVT 8 s Φipovou sadou AMD-760. V procesorovΘ patici byl umφst∞n procesor Athlon s frekvencφ 1,2 GHz, podporujφcφ 266MHz sb∞rnici. V pam∞¥ov²ch slotech byly dva 128MB moduly, tedy celkem 256 MB pam∞ti DDR SDRAM 2100PC. PoΦφtaΦ dßle obsahoval pevn² disk IBM Deskstar 75GXP s rychlostφ otßΦenφ 7200 ot./min. a grafickou kartu ASUS V7700 s Φipem nVIDIA GeForce 2 GTS.
Pro porovnßnφ jsme pou₧ili pracovnφ stanici Integra 9000 firmy AT Computers, prvnφ poΦφtaΦ s procesorem Pentium 4, kter² jsme m∞li mo₧nost vyzkouÜet. Bohu₧el dalÜφ komponenty poΦφtaΦ∙ nebyly stejnΘ. Integra 9000 byla vybavena pevn²m diskem SCSI Quantum Atlas 10KII a grafickou kartou Elsa GLoria II. Pevn² disk nemß na v²kon v∞tÜiny test∙ tak podstatn² vliv, ale grafickß karta samoz°ejm∞ ano. Proto jsme testovacφ poΦφtaΦ AMD vybavili stejnou grafickou kartou, tedy Elsou GLoria II, aby bylo srovnßnφ objektivn∞jÜφ. Pracovnφ stanici jsme m∞°ili jak s nainstalovan²m systΘmem Windows 2000, tak se systΘmem Windows 98 SE, kter² byl nainstalovßn i na poΦφtaΦi firmy AMD.
Na obou poΦφtaΦφch jsme spustili naÜe nφzko·rov≥ovΘ i aplikaΦnφ testy (Bench32 a SYSmark 2000). V²sledky test∙ vidφte v tabulce. Ve v²poΦtech reßln²ch Φφsel a ve v²poΦtech v plovoucφ desetinnΘ Φßrce vede procesor Athlon. V p°φstupu do pam∞ti zaznamenal ·sp∞ch procesor Pentium 4. PodobnΘ v²sledky jsme zφskali i pomocφ testovacφho programu Sysoft Sandra, kter² je ji₧ dokonce optimalizovan² pro instrukce SSE.
Pro u₧ivatele je ovÜem vφce ne₧ hrub² v²kon procesoru d∙le₧itΘ to, jak rychle poΦφtaΦ pracuje p°i pou₧itφ aplikacφ. To dokß₧e zhodnotit prßv∞ testovacφ program SYSmark 2000, kter² vyu₧φvß pro testy sadu b∞₧n∞ pou₧φvan²ch kancelß°sk²ch aplikacφ i dalÜφch aplikacφ. Jde samoz°ejm∞ o aplikace, kterΘ nejsou zatφm optimalizovßny pro novΘ instrukce SSE2. Ty ale zatφm nepodporuje v∞tÜina b∞₧n∞ dostupn²ch aplikacφ.
Z testu vypl²vß, ₧e celkov∞ a ve v∞tÜin∞ test∙ vychßzφ lΘpe sestava od firmy AMD, a to pr∙m∞rn∞ o 16 %. Nejv∞tÜφ rozdφly jsme zaznamenali u aplikacφ Premiere 5.1, Netscape Communicator a CorelDraw 9. Naopak Pentium 4 zabodovalo v aplikacφch Windows Media Encoder 4.0 (program pro zpracovßnφ videa), NaturallySpeaking Pref 4.0 (program pro rozpoznßvßnφ hlasu) a Photoshop 5.5.
Provedli jsme i vlastnφ testy. V programu 3D Studio MAX jsme na obou sestavßch nechali vyrenderovat stejnou scΘnu (jednou do formßtu AVI a jednou do formßtu XX). M∞°ili jsme Φas, za kter² to testovanΘ poΦφtaΦe zvlßdnou. Op∞t si lΘpe vedla sestava od firmy AMD, stejn∞ jako v testu, kdy ob∞ sestavy m∞ly v programu Ulead Video Studio 4.0 p°evΘst animace ve formßtu AVI do formßtu MPEG2. ZkouÜeli jsme takΘ p°evΘst video ve formßtu MPEG2 do populßrnφho formßtu MPEG-4. Zde si lΘpe vedl procesor Pentium 4.
Pro testovßnφ jsme pou₧ili i hru Quake3 Arena. V ni₧Üφm rozliÜenφ, kde se vφce projevφ v²kon systΘmu ne₧ mo₧nosti grafickΘ karty, se jako lepÜφ ukßzal poΦφtaΦ s procesorem Pentium 4. Ve vyÜÜφch rozliÜenφch se ji₧ vφce projevila grafickß karta a v²sledky jsou srovnatelnΘ.
I kdy₧ celkov∞ lΘpe dopadl procesor Athlon, nenφ urΦit∞ t°eba nad Pentiem 4 lßmat h∙l. Jde o procesor, kter² mß dφky novΘ mikroarchitektu°e nejlepÜφ lΘta teprve p°ed sebou (vzpomφnßm si, ₧e ani prvnφ Pentia nebyla rychlejÜφ ne₧ n∞kterΘ procesory 486). Bude takΘ hodn∞ zßle₧et na podpo°e nov²ch instrukcφ ze strany v²vojß°∙. Frekvence procesoru Pentium 4 by m∞la jφt velmi rychle nahoru, a tak mo₧nß Pentium 4 nakonec zajistφ Intelu op∞t vedenφ. Dnes ale tvrzenφ, ₧e Pentium 4 je nejrychlejÜφm X86 procesorem, nenφ zcela na mφst∞. I kdy₧ 1,2GHz Athlon zatφm u nßs nenφ mo₧nΘ koupit, kde₧to Pentium 4 u₧ nabφzφ nap°φklad prßv∞ firma AT Computers.
Pavel Trousil
Dφky novΘ mikroarchitektu°e NetBurst by se m∞la u Intelu velmi rychle zvyÜovat frekvence procesor∙ a₧ nad 2 GHz.
NejrychlejÜφ Athlon sice zatφm pracuje na ni₧Üφ frekvenci ne₧ Pentium 4, ale jeho v²kon je podle mnoha test∙ lepÜφ.
