Przegląd CPU: Intel Pentium D 900

• Pentium D 900 (S775, dual core, 4MB cache, 64-bit)

Tabela oznaczeń procesorów wraz z odpowiadającymi im częstotliwościami taktowania:

Pentium D 920 - 2.8 GHz
Pentium D 930 - 3.0 GHz
Pentium D 940 - 3.2 GHz
Pentium D 950 - 3.4 GHz

Główne nowości

• technologia wykonania 65 nm
• więcej pamięci cache L2
• SpeedStep do 2.4 GHz
• technologia 'Intel Virtualization'

Seria 900 to kolejna, druga już grupa procesorów dwurdzeniowych Intela. Mniejsze tranzystory, wykonane w technologii 65 nm, pozwoliły na upakowanie w rdzeniu dwukrotnie większej pamięci cache L2. Teraz każdy z rdzeni ma po 2MB pamięci podręcznej, a więc łącznie w CPU jest aż 4MB.

Podobnie jak procesory z serii D 800, również i te nie dysponują już technologią HyperThreading. Ze zdolności tej korzystają w tej chwili tylko procesory dwurdzeniowe z serii Extreme (w systemie widoczne są wówczas cztery procesory logiczne).

W chwili gdy to piszemy, nie ma jeszcze żadnego oprogramowania dla technologii wirtualizacji firmy Intel. Jeśli więc dziś kupimy procesor z serii 900, nie wykorzystamy tej cechy do czasu, aż Intel wypuści oprogramowanie VMM, a producenci płyt głównych wypuszczą BIOS zgodny z VMM (lub przynajmniej potwierdzą, że nasz aktualny BIOS płyty głównej dobrze działa z VT).

Technologia Enhanced Intel SpeedStep, czyli spowalnianie częstotliwości dla zmniejszenia wydzielania ciepła, działa teraz także w najniższym modelu D920 2.8GHz. Przy bezczynności i mniejszym obciążeniu CPU, jego częstotliwość spada do 2.4 GHz, poprzez obniżenie szyny FSB do 166 MHz. Dla porównania seria D800 spowalnia tylko do 2.8GHz i dlatego model D820 2.8GHz pozbawiony jest technologii SpeedStep.

Technologię wykonania 65nm i lepszy SpeedStep daje się zauważyć głównie w trybie 2D i przy małym obciążeniu CPU. Wówczas procesor z serii 900 potrafi być stosunkowo chłodny, a cooler może pracować względnie cicho. Niestety, wystarczy na dłużej zaprząc do pracy ten procesor - np: 2 godziny grania - aby ilość ciepła które wytwarza stała się nie do zniesienia dla wolno-obrotowego coolerka. Ponad 60°C to normalna temperatura pracy tego CPU pod obciążeniem - przy zachowaniu umiarkowanej głośności wiatraczka chłodzącego.

Wydajność Pentium D 920, w stosunku do taktowanego tą samą częstotliwością modelu D 820 - 2.8GHz - prawie się nie zmieniła. Miejscami tylko widać jeden/dwa procent wyższe wyniki w testach.

Zysk w wydajności z większej pamięci podręcznej L2 zauważalny jest między innymi w kompresji materiałów video - test: PC Mark 2004 - kompresja pliku video Divx. Wówczas cztero-megowy D920 ma około 10% lepsze wyniki od osiemsetki.

Nowe Pentium D 900 siłą rzeczy są nieco lepsze od poprzedniej serii, choć z punktu widzenia np: gracza, w zasadzie może nie mieć znaczenia, czy będzie mieć w swoim komputerze starszy D800 czy nowocześniejszy D900.

Współczynnik wydajności danego procesora program PCMark04 liczy na podstawie 7 testów:

• Multithreaded Test 1 : kompresja pliku i szyfrowywanie
• Multithreaded Test 2 : rozpakowywanie pliku i obróbka obrazu
• Test 3 - sprawdzanie pisowni (Link Grammar Parser v4.2)
• Test 4 - odszyfrowywanie pliku (Crypto++ Library 5.0)
• Test 5 - konwersja pliku audio (wave do formatu Ogg Vorbis)
• Test 6 - kompresja pliku video 320x240 do formatu Windows Media Encoder 9
• Test 7 - kompresja pliku video 720x480 do formatu DivX (DivX Windows codec v5.0.5)

Wyniki wszystkich testów tworzą średnią, której efektem jest "PCMark04 CPU score". To bardzo ogólny wynik, aczkolwiek dość dobrze obrazuje jak dany procesor sprawdza się w szerokim zakresie zastosowań, czyli de facto w komputerze przeciętnego użytkownika.

Swoją przewagę w tym rankingu procesory Pentium 4 zawdzięczają głównie dzięki technologii 'Hyper Threading'. Dwa pierwsze testy "Multithreaded 1 i 2", testują wydajność CPU właśnie pod kątem wielowątkowości. Z tego samego powodu tak wysoki wynik uzyskuje Athlon X2 wyposażony w dwa rdzenie.

Czyli czynność którą najczęściej wykonujemy zgrywając naszą ulubioną muzykę z płytki CD, lub konwertując pliki audio przechwycone ze stacji radiowych Winamp, itp.

Test 'konwersji pliku audio' mierzy wydajność CPU w operacjach zmienno przecinkowych. Podczas testu kompresowany jest 10 sekundowy plik audio wave (ok. 1.7 MB) do formatu Ogg Vorbis.

Athlon 64 pracujący z zegarem 2.2 GHz robi tę czynność w tym samym czasie co Pentium 4 3.7 GHz.

Windows Media Encoder 9 to jeden z coraz częściej spotykanych formatów video towarzyszący przenośnym urzadzeniom, witrynom www i materiałom filmowym zgrywanym z kamer.

Test kompresji video WMV również mierzy wydajność CPU w operacjach zmienno przecinkowych. Wyjściowy plik to 1.8 MB mpg w rozdzielczości 320x240, kompresowany do formatu Windows Media Encoder, z bitrate 1000kbps.

Ten test to jak widać znakomita prezentacja możliwości najnowszego, dwurdzeniowego procesora Athlon X2.

Czym jest Divx chyba nie trzeba nikomu wyjaśniać. Plikiem wyjściowym jest zgrany z kamery cyfrowej materiał DV w rozdzielczości 720x480. Plik jest konwertowany do formatu DivX w tej samej rodzielczości. Do testów używany jest standardowo codec w wersji 5.0.5.

Współczynnik wydajności danego procesora program PCMark05 liczy na podstawie 8 testów:

• Test 1 : kompresja pliku - 3MB plik exe, 2MB dokument, 14.7MB plik video i 3.5MB plik audio
• Test 2 : dekompresja pliku - j.w.
• Test 3 : szyfrowanie pliku przy użyciu Crypto++ Library 5.0 - 3MB plik .exe, 2MB dokument, 1.1MB zdjęcie, 3.5MB plik audio. Klucz szyfrowania ma 256 bajtów.
• Test 4 : odszyfrowywanie pliku - j.w.
• Test 5 - dekompresja obrazu JPEG - jeden obrazek 130KB, dwa 900KB i jeden 1.1MB
• Test 6 - konwersja pliku audio - 3.5MB plik .wav konwertowany do formatu Ogg Vorbis.
   
• Multithreaded Test 1 - równocześnie wykonywane dwa wątki:
  1) kompresja pliku - j.w.
  2) dekompresja pliku - j.w.
   
• Multithreaded Test 2 - równocześnie wykonywane cztery wątki:
  1) dekompresja pliku - j.w.
  2) deszyfrowanie pliku - j.w.
  3) konwersja pliku audio - j.w.
  4) dekompresja obrazu - j.w.

Według ogólnego wyniku PCMark05 score, szybszym jest procesor EE 955. Swoją pozycję zawdzięcza w zasadzie wyłącznie dobym wynikom w testach 3 i 4. W testach 1, 2, 5, 6 lepszy jest FX-60, ale zadziwiający zbieg okoliczności, że to właśnie te dwa testy - 3 i 4 - mają największy wpływ na ogólny wynik PCMark05.

Zobaczmy w takim razie, jak wypadają poszczególne składowe testów.

Kompresja pliku - 3MB plik exe, 2MB dokument, 14.7MB plik video i 3.5MB plik audio

Dekompresja obrazu JPEG - jeden obrazek 130KB, dwa 900KB i jeden 1.1MB

Konwersja pliku audio - 3.5MB plik .wav konwertowany do formatu Ogg Vorbis.

Równocześnie wykonywane dwa wątki: 1) kompresja pliku video mpg 1920x1080 do formatu wmv 1280x720 przy użyciu Windows Media Encoder 9; 2) konwersja pliku audio j.w.

Równocześnie wykonywane trzy wątki: 1) szyfrowanie pliku j.w. ; 2) kompresja pliku j.w. ; 3) skanowanie antywirusowe - program RankDisk autorstwa firmy Intel symuluje skanowanie plików na dysku.

Czy kogoś z Was dziwi, że program autorstwa firmy Intel lepiej działa na procesorach firmy Intel? Zapewne nie, ale tak samo ja my być może zadacie pytanie, co u licha w progamie testowym Futuremark robi kod firmy Intel? Na to pytanie opuśćmy zasłonę miłosierdzia.

Game Test 4 - Mother Nature (DX9) - najbardziej zaawansowany z zestawu testów 3DMark 2003, uświadomi wszystkim graczom, że moc CPU w przyszłych grach 3D nie odgrywa już tak znaczącej roli. Na karcie GeForce 6600 GT ilość FPS będzie prawie taka sama przy najtańszym Celeronie taktowanym częstotliwością 2.8 GHz i trzy razy droższym Pentium 4 550.

Zasada ta jednak nie dotyczy kart graficznych z najwyższej półki, np: 6800 SLI, 7800 SLI. W takich konfiguracjach moc CPU będzie jednak miała lekki wpływ na wydajność 3D.

Ale 3D Mark 2003 testuje też przy okazji wydajność samego CPU i te wyniki do porównywania ich osiągów są już zdecydowanie ciekawsze. Ten ranking to typowo teoretyczne rozważanie, co by było gdyby całym renderingiem (w rozdzielczości 640x480) miał się zająć CPU. Oto jak każdy z procesorów poradziłby sobie z tym zadaniem.

Cinebench 2003 to benchmark reprezentujący CINEMA 4D firmy MAXON, aplikację do modelowania 3D, renderingu i animacji. Tu sprawa jest jasna. CPU ma do wyrenderowania pewną grafikę ('Daylight' autorstwa Carlesa Pilesa, zawierającą 35 źródeł światła), a wykładnikiem jego wydajności jest czas (sekundy) w jakim to zrobi. Im szybciej, tym lepiej.

Cinebench 2003 to jedna z niewielu aplikacji, która bardzo ładnie wykorzystuje platformy dwuprocesorowe (w tym także technologię HT). Jak widać dwurdzeniowy Athlon X2 oferuje niemal dwukrotnie wyższą wydajność w stosunku do jednordzeniowego Athlona 4000+.

Kolejnym sprawdzianem wydajności CPU jest rendering sceny 3D z krótkiej animacji "Pump Action". Projekt zawiera 37,000 wielokątów i 1064 obiektów. Test przy użyciu algorytmów cieniujących CINEMA 4D testuje wyłącznie moc CPU.

Aqumark 3 to benchmark sprzętu bazujący na grze AquaNox 2: Revelation. W domyślnym teście, obok wydajności karty graficznej i liczby klatek na sekundę, podaje nam również wpływ mocy CPU na ogólny wynik.

Bez wątpienia najbardziej zaawansowany i najbardziej wymagający w tym roku 'symulator' wymagań sprzętowych dla przyszłych gier 3D. Podobnie jak 3D Mark 2003, dowodzi, że CPU będą odgrywać coraz mniejszą rolę w renderingu grafiki 3D.

Również w 3DMarku05, przy użyciu specjalnych algorytmów, można sprawdzić jak CPU radzi sobie z 'programowym' renderowaniem sceny 3D i tym samym określić jego wydajność.

Z całego zestawu testów SPECviewperf 8 wybraliśmy trzy, w których wpływ mocy CPU na wyniki był największy. Cały pakiet zawiera aż 8 testów symulujących działanie profesjonalnych aplikacji CAD/CAM/CAE : 3ds max, CATIA, EnSight, Lightscape, Maya, Pro/ENGINEER, SolidWorks i Unigraphics. W przypadku pozostałych pięciu testów różnice w osiąganych wynikach były nieznaczne.

CATIA jest nowoczesnym zintegrowanym systemem CAD/CAM/CAE, oferującym bogaty zestaw narzędzi programowych do wspomagania właściwie całego cyklu działań związanych z procesem konstrukcyjno-wytwórczym produktu. Modelem testowym jest m.in. projekt BMW 5.

Lightscape to aplikacja dla architektów, projektantów i twórców materiałów cyfrowych, pragnących tworzyć renderowane obiekty o niespotykanym dotąd realizmie. Przy pomocy programu Lightscape można dokonywać fotorealistycznej wizualizacji swojego wirtualnego środowiska, wykorzystując w tym celu symulację rzeczywistego oświetlenia. Projektanci wykorzystują Lightscape w celu tworzenia prototypów oraz prezentowania swoim klientom, w jaki sposób będą wyglądały projekty przy zastosowaniu konkretnych materiałów i warunków oświetlenia.

Pro/ENGINEER (Pro/E) jest narzędziem do całościowego wspomagania procesów projektowania - od koncepcji wstępnej, aż po technologie wytwarzania. Produkt firmy Parametric Technology Corporation, powstały w Stanach Zjednoczonych u schyłku lat osiemdziesiątych, stał się do dnia dzisiejszego najlepiej sprzedającym się oprogramowaniem sposród systemów CAD/CAM/CAE klasy "high-end". Modelem testowym jest m.in. projekt samochodu wyścigowego oraz dużej drukarki laserowej A3 (coś jak Epson AcuLaser C8600)

Odczyty temperatury to dość delikatna kwestia, w dużej mierze zależna od warunków otoczenia i sprzętu wykorzystywanego do testów. Staraliśmy się każdej z platform zapewnić zbliżone warunki pracy. Płyty były umieszczone w obudowach, a obudowy dobrze wentylowane.

Nasze testy mają bardziej zwrócić uwagę na problem przegrzewania się CPU, niż informować o temperaturze pracy poszczególnych procesorów, dlatego postanowiliśmy 'zaokrąglać' wyniki i podzielić je na cztery kategorie:

• chłodny - do 35'C - taki procesor można chłodzić bezgłośnym coolerem @ 1900 rpm (19dB)
• ciepły - 35 - 50'C - tu również można zastosować bezgłośny cooler 1900 rpm (19dB)

Podczas testów żaden z procesorów nie nagrzewał się powyżej 50'C w trybie 2D. Jak widać najchłodniejszymi procesorami - dzięki technologii Cool'n'Quiet która spowalniania je do 1000 MHz - są Athlony 64.

Intelowy SpeedStep w procesorach Pentium4 600 również pozwala obniżyć im temperaturę gdy nie są obciążone (widać to dobrze w porównaniu do serii 500), ale przetaktowanie zaledwie do 2800 MHz daje stosunkowo słabe efekty.

Problemy zaczynają się przy pełnym obciążeniu :

• gorący - 50 do 65'C - tu koniecznie będzie zastosowanie coolera z automatyczną lub ręczną regulacją prędkości, który po przekroczeniu temperatury 55'C zacznie dmuchać mocniej - 2500 (24dB).
   
• bardzo goracy - 65 do 75'C - do chłodzenia tego procesora potrzebny będzie bardzo wydajny i niestety głośny cooler 3000-3500 rpm (+30dB), ewentualnie bezgłośne, wydajne chłodzenie wodne.

Najchłodniejszymi procesorami - z uwagi na niskie częstotliwości taktowania - są Athlony 64. Te CPU nawet przy obciążeniu mogą pracować z cichymi i wolnoobrotowymi coolerami. Cała rodzina procesorów Pentium4 'Prescott', to niestety potworne grzałki.