Лаборатория продолжает цикл статей о ретроклокинге. На этот раз вас ждет рассказ о процессорах семейства Pentium Pro, выполненных в корпусировке Socket 8.
Думаю, многие видели на фотографиях, а может и держали в руках ЦП с позолоченной крышкой. На заре процессоростроения компания Intel не жалела золота, первым «золотым» процессором Intel был Pentium 60 МГц, который устанавливался в материнские платы Socket 4.
В последующих сокетах были и другие CPU Intel с позолоченными крышками, но самым крупным, громадным и тяжелым остался Pentium Pro – последний представитель процессоров уходящей драгэпохи.
Достаточно взять в руки такую модель, дабы понять, что раньше делали капитально. К примеру, благодаря снимку ниже можно легко соотнести размер Pentium Pro и представителя платформы Intel LGA 775.
Однако не все версии Pentium Pro были с «золотыми» крышками, существовал еще один вариант черного цвета, этакий «Black Edition». Данный процессор являлся самым старшим в семействе, работал на частоте 200 МГц и оснащался кэш-памятью второго уровня объемом 1024 Кбайт.
В данной статье мы проведем сравнение производительности Pentium Pro с Pentium II и первыми представителями Intel Celeron в одинаковых условиях, а также проверим, до какой частоты Pentium Pro c кэш-памятью 1024 Кбайт разгонится под воздействием жидкого азота. А пока откинемся на спинку стула и перенесемся в далекий 1993 год.
Начнем с появления самого первого Pentium, который увидел свет 22 марта 1993 года. Pentium является процессором Intel пятого поколения (P5) и пришел на смену Intel 80486.
За время развития архитектуры Р5 сменилось три сокета, частоты увеличились практически в четыре раза, совершенствовался технический процесс изготовления CPU. А с начала 1997 года Pentium (P55C) стал поддерживать MMX инструкции.
Основные характеристики моделей поколения P5 представлены ниже в таблице.
Pentium Pro представлял собой процессор Intel шестого поколения (P6). Он был представлен в конце 1995 года, однако стал доступен для заказов несколько позднее. И если первые Pentium были сугубо десктопными решениями, то позиционирование P6 было несколько иным. Он предназначался для серверов и рабочих станций, да и мастера «фотошопа» были в восторге от его производительности. Была заявлена поддержка многопроцессорных конфигураций (официально до четырех ЦП), однако существовали и шести- и даже восьмипроцессорные системы.
Отличительной чертой моделей Pentium Pro стало наличие кэш-памяти второго уровня – объемом от 256 Кбайт до внушительных 1024 Кбайт. Она функционировала на частоте ядра процессора, чего не скажешь о вышедших позднее Pentium II, у которых частота кэш-памяти второго уровня была равна половине частоты ядра CPU. Для процессоров (P5) кэш второго уровня либо распаивался на плате, либо вставлялся в специальный разъем Cache on a stick (COASt), и был объемом 256 или 512 Кбайт.
Основные характеристики версий поколения (P6) представлены ниже в таблице.
В предпоследней строке снизу расположился Pentium Pro с тактовой частотой 200 МГц и кэш-памятью второго уровня равной 1 Мбайт! Представляете, какой это чудовищный объем кэша для тех лет? Навскидку, в десктопном сегменте начали массово появляться CPU с 1 Мбайт кэша второго уровня лишь с выходом Pentium 4 на ядре «Prescott», а для AMD это вообще Socket 754. Тепловыделение в 47 Вт говорит само за себя, процессор был очень горяч. Как правило, он устанавливался только в мультипроцессорные платы, поддержка односокетными платами не гарантировалась.
Еще ниже, в самой нижней строке таблицы можно заметить еще один крайне интересный CPU – Pentium II OverDrive, ставший завершающим этапом эволюции Socket 8. Он так же, как и Pentium Pro, относится к решениям Intel шестого поколения (P6). Процессор был анонсирован 10 августа 1998 года для модернизации компьютеров на базе Pentium Pro.
Физически данный ЦП устанавливался в Socket 8, однако фактически перед нами Pentium II на ядре «Deschutes», дополненный полноскоростным 512-килобайтным кэшем второго уровня. А это очень весомое преимущество! Напомню еще раз, что у слотовых Pentium II кэш-память второго уровня располагалась на текстолите картриджа рядом с ядром CPU в виде отдельных микросхем и работала на половине частоты ядра процессора.
Встроенный в корпус ЦП Pentium II OverDrive VRM понижал подаваемое напряжение с материнской платы до требуемых 2 В. Данный монстр со своей системой охлаждения выглядит следующим образом.
С процессорами мы разобрались, осталось выяснить, в какие материнские платы можно установить Pentium Pro, а также определить тестовую среду ближайших конкурентов в виде Pentium II.
Как можно понять из заголовка статьи, речь пойдет о CPU Socket 8, которые устанавливаются в системные платы Socket 8. Однако, как всегда, есть один нюанс. Для тестирования Pentium Pro у меня есть двухпроцессорная плата производства Intel – «PR440FX» на базе чипсета «Intel 440FX». Но на заре процессоростроения существовали адаптеры, наподобие известных всем «Socket 370 в Slot 1», которые позволяли устанавливать ЦП c корпусировкой Socket 8 в материнские платы Slot 1.
Существовали даже гибридные платы, оснащенные сразу двумя разъемами – Socket 8 и Slot 1. Ярким примером такой модели можно считать плату производства Supermicro «SUPER P6SKE / P6SKS» на базе чипсета «Intel 440 FX».
Процессорные адаптеры Socket 8 в Slot 1 выпускали различные производители, и, как правило, они предназначались для «родных» материнских плат. Такие системные платы Slot 1 были основаны на чипсете «Intel 440FX».
Данный чипсет получился универсальным. Первые процессоры Pentium II на ядре «Klamath» как раз устанавливались в платы с чипсетом «Intel 440FX». Примером может послужить одна из моих материнских плат ASUS KN97-X и прилагающийся к ней адаптер ASUS C-P6S1.
Чипсет «Intel 440FX» был неплохим, однако до народного «Intel 440BX» или хотя бы до «Intel 440LX» ему было далеко. Он поддерживал только память FPM/EDO, ставшая позднее стандартом память SDRAM не поддерживалась, отсутствовала поддержка шины AGP и протокол передачи данных Ultra DMA.
На смену «Intel 440FX» пришел, можно сказать, полноценный чипсет, способный раскрыть весь потенциал Pentium II, заложенный разработчиками Intel. Им стал «Intel 440LX». Главными технологическими особенностями были поддержка новой графической шины AGP, скоростной памяти SDRAM стандарта PC66 (EDO память также поддерживается) и нового стандарта передачи данных Ultra DMA-33. Выход следующего чипсета «Intel 440BX» можно смело назвать маленькой «революцией» развития чипсетов и процессоров.
Его особенностью стала поддержка системной шины 100 МГц, которая все предшествующие годы держалась на отметке 66 МГц. Появился следующий стандарт SDRAM памяти – PC100. Многие производители материнских плат дали возможность выбирать частоты системной шины 112, 125 и 133 МГц, официально не документированные Intel. Чипсет «Intel 440BX» можно назвать «слотовым» долгожителем, благо он получился сбалансированным, быстрым и любимым во всех отношениях оверклокерами.
Тестовая конфигурация
Процессоры:
Материнские платы:
Адаптеры Socket 8 to Slot 1:
Видеокарта:
Программное обеспечение
Тестирование производительности проводилось в Windows XP SP3 с помощью следующего ПО:
Условия тестирования
С целью протестировать все процессоры в одних условиях их тактовые частоты методом разгона были приведены к одному значению. Для Pentium Pro частота была повышена до 233 МГц. У Pentium II на ядре «Klamath» частота с 266 МГц была понижена до 233 МГц.
Данный бенчмарк производит вычисление значения числа Пи с одним миллионом знаков после запятой (задача 1M). Меньшее время выполнения теста означает лучший показатель.
Super Pi mod 1.5XS (1M)Как видно по результатам, Pentium II OverDrive 333 МГц с полноскоростным кэшем вместе с быстрой памятью SDRAM не оставляют шансов конкурентам. А Pentium Pro на чипсете «Intel 440LX» оказывается даже быстрее Pentium II на одинаковой частоте.
Очень бледно смотрится Celeron 266 МГц на ядре «Convington», сказывается отсутствие кэша второго уровня. Здесь же можно заметить, что Pentium Pro на чипсете «Intel 440FX» очень сильно проигрывает остальным, а виною всему медленная память стандарта EDO RAM.
Тестовый пакет 3DMark 2001 SE очень чувствителен к любому изменению характеристик системы, будь то объем кэша L2, частота процессора или выбор таймингов памяти.
Все замеры было решено провести с настройками по умолчанию за исключением разрешения экрана, оно было установлено в режиме 800 х 600 пикселей. Видеокарта и драйвер для всех процессоров и платформ идентичны: PCI версия PNY GeForce 2 MX400 64 Мбайт, драйвер Forceware 93.71
Повторяется история с предыдущим тестом, где Pentium II OverDrive 333 МГц опережал Pentium II 333 МГц («Deschutes») и Celeron 333 МГц («Mendocino»). Преимущество полноскоростного L2 кэша Pentium II OverDrive является решающим фактором, сказывается и влияние используемого чипсета и поддерживаемого им типа памяти. Использование скоростной SDRAM положительным образом отражается на общей производительности.
Данный тестовый пакет не поддерживает процессоры без наличия MMX инструкций, поэтому Pentium Pro отсутствует в качестве оппонента. Использовался процессорный тест «CPU Speed», все остальные настройки по умолчанию.
3DMark 2000 Pro (v. 1.1)Из четырех ЦП, работающих на частоте 333 МГц, победителем закономерно становится Pentium II OverDrive 333 МГц, причем на обоих чипсетах. Это в очередной раз доказывает пользу высокой частоты кэш-памяти CPU.
В данном тесте среди всех участников с частотой 233 МГц выделяется Pentium Pro с 1 Мбайт кэш-памяти, установленный в материнскую плату с чипсетом «Intel 440LX». Радует, что Pentium MMX 233 МГц обходит Celeron 266 МГц («Convington»).
Вершину пьедестала занимает Pentium II OverDrive 333 МГц на пару с чипсетом «Intel 440LX». При его установке в плату с «Intel 440FX» ситуация меняется в худшую сторону и в лидеры выходят Pentium II 333 МГц («Deschutes») и Celeron 333 МГц («Mendocino»), причем «Овердрайву» не помогает даже полноскоростной кэш.
В данном тесте представлены максимальные результаты, достигнутые процессорами при их разгоне.
Посмотрим, как чипсет и тип памяти влияют на результат работы подсистемы памяти ЦП.
AIDA64 v.5.00.3333По графику видно, что от смены чипсета и заодно памяти производительность Pentium Pro возрастает на внушительные 70%. Риторический вопрос: почему компания Intel не продолжила развитие линейки Pentium Pro?
AIDA64 v.5.00.3333В операциях с записью в память прирост около 50% и все по тем же причинам. Тут, как и в предыдущем тесте, Celeron 333 МГц на ядре «Mendocino» обгоняет Pentium II OverDrive 333 МГц, сказывается низколатентный кэш, размещенный на одной подложке с ядром CPU.
AIDA64 v.5.00.3333В тесте с целочисленными операциями CPU влияние ОЗУ на результат практически отсутствует, поэтому можно наблюдать паритет в категории процессоров, работающих на одной частоте.
Разгон Pentium Pro 200 МГц (объем кэш-памяти L2 – 1024 Кбайт) проводился на материнской плате Intel PR440FX с чипсетом «Intel 440FX» (Dual Socket 8). В стакан для азота производства Koolance марки «CPU-LN2-V2» был залит жидкий азот. Поскольку BIOS системной платы не содержит настроек для разгона, все действия проводились с помощью джамперов на ней.
После выставления всех нужных параметров и установления температуры в районе «-40°C» процессор удалось разогнать до 307.66 МГц или на 53.8%. При воздушном охлаждении данный образец способен проходить валидацию на 266 МГц, а полностью стабилен лишь на 233 МГц.
Несмотря на хорошее тепловыделение, старичку пришлось нелегко: он весь промерз и покрылся инеем, нужно было его заизолировать целиком. Мне впервые довелось столкнуться с тем, что площади подошвы стакана не хватает для закрытия всей поверхности CPU. Вот такие вот большие размеры у Pentium Pro.
По результатам проделанных замеров производительности видно, что Pentium Pro не хватает быстрой SDRAM памяти, которая подымает производительность до уровня младших решений Pentium II.
Что касается Pentium II OverDrive 333 МГц, то это вещь в себе, редкий, дорогой и мощный ретро-процессор. Этот CPU не увидел бы свет, если бы Сенат США не поддержал бы программу развития суперкомпьютерных технологий. В ее рамках в 1995 году был собран первый в истории суперкомпьютер, перешагнувший терафлопный рубеж производительности. В ASCI Red было использовано 9216 процессоров Intel Pentium Pro с тактовой частотой 200 МГц.
В последующем, дабы не менять архитектуру суперкомпьютера (а он был призван следить за состоянием ядерного арсенала США), в Intel поступил заказ на изготовление 4510 штук уникальных Pentium II OverDrive 333 МГц стоимостью $599 каждый. И в 1999 году ASCI Red был успешно модернизирован, что дало толчок развитию эры SkyNet технологий.
Я уже хотел было попрощаться, но ко мне попал очень интересный и уникальный адаптер производства Powerleap – модель «PL-Pro II Socket 8 - 370». Он позволяет устанавливать в материнские платы Socket 8 процессоры с разъемом Socket 370!
Производителем данного адаптера заявлена поддержка ЦП Intel Celeron; Pentium III официально не поддерживаются, но, думаю, это поправимо. Эта модель была выпущена в незначительном количестве в 2000 году, стоимость вместе с Intel Celeron 700 МГц в то время начиналась с $300.
А вот и фото-сессия нашего ретро-героя:
При попадании данного адаптера в программу модернизации суперкомпьютера ASCI Red конец света был бы неизбежен
