Intel Prescott Pentium4 (800Mhz FSB): стресс-тест / Процессоры и память

Процессор Intel Pentium4 на ядре Prescott степпинга С

Выпуск новых процессоров Pentium4 на ядре Prescott сопровождался значительными трудностями. Первоначально они должны были появиться 2003 году, потом выпуск отложили на конец года, а потом отложили еще раз - уже на февраль 2004года. Причем каждый перенос сроков постоянно обрастал слухами о технологических проблемах, преследующих новое ядро.

Архитектура нового ядра Prescott серьезно отличается от предыдущих продуктов Intel. Ключевые особенности нового ядра заключаются в более тонком 90нм техпроцессе и полностью новой архитектуре. В свою очередь основной особенностью архитектуры является удлиненный конвейер.

На конвейере остановимся более подробно. Столкнувшись с пределом маcштабирования ядра Northwood, инженеры Intel вынуждены были искать средства для продолжения "наращивания тактовой частоты". Поэтому в ход пошло проверенное средство - конвейер исполнения команд был увеличен с 20 до 30-35 ступеней. В результате теоретический предел тактовой частоты стал равен 4-4.5Ггерц.

Однако из-за "сырости" техпроцесса, текущий степпинг ядра Prescott способен работать на частотах до 3.6ГГерц. Эта цифра совсем не впечатляет - например максимум частоты для ядра Northwood составляет 3.4Ггерц. Причем, что интересно: модель Northwood 3.4C розничные магазины предлагают куда в большем объеме чем Prescott 3.4E.

Второе разочарование - это низкая эффективность удлиненного конвейера. Конечно, в потоковых задачах, с высокой предсказуемостью переходов, длинный конвейер это большой плюс. Но таких задачприложений минимум, а большинство программ демонстрируют более низкий уровень производительности на процессоре с длинным конвейером. Поэтому, что бы скомпенсировать негативные результаты от удлинения конвейера, инженеры Intel внедрили в ядро Prescott большое количество различных усовершенствований:

Увеличенный объем кэш-памяти первого уровня - до 16Кбайт (у ядра Northwood - 8Кбайт);
Увеличенный объем кэш-памяти второго уровня - до 1024Кбайт (у ядра Northwood - 512Кбайт);
Улучшенная предварительная выборка данных;
Улучшенное предсказание ветвлений;
Ускорение исполнение команд;
Улучшенная технология HyperThreading;
Набор дополнительных инструкций SSE3.

В целом все эти модификации направлены на увеличение производительности, и как показали первые тесты они привели к положительному результату: скорость ядра Prescott практически равна скорости Northwood.

Здесь будет уместно отметить, что увеличение объемов кэш-памяти совпала с некоторым увеличение ее латентности; улучшение технологии HyperThreading носит "косметический" характер, а под для получения эффекта от SSE3 нужно специально оптимизированное программное обеспечение.

Теперь посмотрим на сам процессор.

Prescott - справа

Визуально новые процессоры не изменились: по-прежнему ядро процессора закрыто медной пластиной - теплораспределителем.

Prescott - справа

А вот с обратной стороны есть определенные изменения в расположении элементов.

а теперь маркировка:

Если запустить программу CPU-Z, то она выдаст следующую информацию:

Стоит отметить, что CPUID процессоров Prescott равно F33, а напряжение питания = 1.3625V (Northwood D1 имеет CPUID = F29, у Northwood C1 - CPUID = F27, а у Northwood B0 - CPUID = F24; а напряжение питания у ядра Northwood = 1.525V).

Итак, заканчиваем теоретическую часть и переходим к практическим экспериментам с ядром Prescott.