Лаборатория продолжает цикл статей о ретроклокинге. В данном материале мы вспомним о самом короткоживущем процессорном разъеме корпорации Intel – Socket 423 и первых Pentium 4 на ядре «Willamette».
С учетом прошедшего времени перед нами настоящий ретро-процессор, а значит, и память ему нужна соответствующая. Мы сравним работу Pentium 4 Socket 423 c тремя видами оперативной памяти (SDRAM, RDRAM и DDR-SDRAM), а также быстродействие Pentium 4 на ядре «Willamette» и первых представителей Pentium 4 «Northwood». Не обойдется и без экстремального разгона с применением жидкого азота для определения технологического предела работоспособности топовой модели «Willamette» в исполнении Socket 423.
Тем читателям, кому тема ретроклокинга небезразлична, рекомендуем ознакомиться с предыдущими материалами, в которых рассказывалось о Socket 8 и Pentium Pro, Socket 754 и AMD Athlon 64, Socket 478/479 и Pentium IV.
Процессорный разъем Socket 423 был представлен компанией Intel в ноябре 2000 года вместе с первыми моделями Pentium 4 в корпусе OLGA, напаянном на PGA. Получался этакий бутерброд, который, с одной стороны, был удобен, ведь толстые ножки сложнее погнуть и легче выровнять, но взамен увеличился размер CPU и путь прохождения сигнала по ножкам процессора.
Из-за конструкционных особенностей производство ЦП с тактовой частотой более 2.0 ГГц при таком типе корпуса было невозможно, и в августе 2001 года Intel отказалась от Socket 423. Он просуществовал всего десять месяцев, а ему на смену пришел долгоиграющий Socket 478.
20-го ноября 2000 года свет увидели две версии Pentium IV на ядре «Willamette» – с частотой 1.4 ГГц и 1.5 ГГц стоимостью соответственно $644 и $819 в партиях от тысячи штук. Сейчас данные модели обладают разве что коллекционной ценностью. Позднее в январе 2001 года Intel выпустила более доступный вариант с частотой 1.3 ГГц и ценником $409.
Самый топовый представитель «Willamette» в исполнении Socket 423 был представлен в конце августа 2001, его частота составляла 2.0 ГГц при цене $562. Процессоры «Willamette» изготавливались по технологии 180 нм и насчитывали 42 миллиона транзисторов, достаточно большое значение для того времени.
В планах Intel выпуск CPU на ядре «Willamette» фигурировал значительно ранее 2000 года. Первые упоминания в документах относятся к 1996 году, а первоначально выпуск представителей новой архитектуры (P7) «NetBurst» планировался на вторую половину 1998 года. Но в связи с возникшими сложностями и разработкой абсолютно новой архитектуры «NetBurst» первые серийные процессоры Pentium 4 «Willamette» увидели свет только в 2000 году.
Здесь уместно вспомнить тему предыдущей статьи – Pentium Pro. Они были первыми носителями архитектуры шестого поколения (P6), прослужившей пользователям с конца 1995 года до конца 2000-го, целых пять лет. «NetBurst» прослужила на год больше, и в 2006-м году ей на смену пришла новая архитектура, ставшая основой первых Core 2 Duo, архитектура которых больше напоминает развитие и эволюцию архитектуры P6.
В процессорах на ядре «Willamette» нашло применение второе поколение команд, относящихся к расширенному набору (SSE2 – Streaming SIMD Extensions 2) потоковых SIMD-расширений, включающих 144 новые инструкции. Совершенно новая 100 МГц шина, передающая по четыре пакета данных за такт, что дает результирующую частоту 400 МГц, быстрая и дорогая RDRAM память и увеличенный конвейер, который позволял легко наращивать тактовые частоты. Целочисленный блок арифметической логики «ALU» работал с удвоенной частотой, то есть у Pentium 4 с частотой 1.5 ГГц ALU работает на 3 ГГц.
Платформа получилась хоть и инновационная, но дорогая, горячая и прожорливая в плане энергопотребления. У связки Pentium 4 + i850 + RDRAM не было никаких шансов стать массовой, все три компонента были очень дороги для конечного покупателя, а производительность старших Pentium III порою не уступала первым Pentium 4.
Небезызвестная компания VIA Technologies попыталась сделать данную платформу немного доступнее и популярнее, выпустив чипсет P4X266 для Socket 423. Вместо дорогой RDRAM он мог использовать массовую в то время SDRAM и даже только начинавшуюся появляться DDR SDRAM память.
Но Intel по старинке вставляла VIA палки в колеса, обеспечив той проблемы с лицензированием чипсета для платформы Intel. А пока шли судебные разбирательства, VIA Technologies приобрела компанию S3, у которой были кросс-лицензионные соглашения с Intel, и таким образом посчитала, что получила полное право на выпуск чипсета для первых Pentium 4.
Пока суд не пришел к окончательному решению, Intel приняла ответные «неофициальные» меры – была проведена «беседа» с производителями материнских плат, с целью отказа последних от чипсета производства VIA Technologies при выпуске новых моделей. Но VIA Technologies и тут выкрутилась из данной ситуации, создав фиктивные компании под своим патронажем, которые начали производство системных плат.
В итоге чипсет VIA P4X266 массовости так и не получил, но несколько производителей все же выпустили свои модели на его базе. Данный набор логики поддерживал два типа памяти (PC100 / PC133 SDRAM и PC1600 / PC2100 DDR-SDRAM), интерфейс AGP 2X/4X и фирменную шину V-Link для связи северного и южного мостов с пропускной способностью 266 Мбайт/с. Для тестирования мне удалось найти материнскую плату ECS P4VXASD.
В первую очередь стоит отметить, что тестовая конфигурация была изменена для большего соответствия системы духу времени – я решил заменить давно использующуюся в своих материалах PCI версию GeForce 2 MX400 на топовую модель Nvidia того времени – GeForce 3 Ti 500 (Leadtek).
Основная задача статьи – сравнить быстродействие Pentium 4 Socket 423 c тремя видами оперативной памяти (SDRAM, RDRAM и DDR-SDRAM), чтобы понять, стоило ли в начале 2000-х брать «новомодный» Pentium 4 и сэкономить на платформе i850, взяв системную плату на VIA+SDRAM, или нет. Второстепенная задача – продемонстрировать при помощи основных бенчмарков, которые используются оверклокерами на HWBOT.org, влияние частоты CPU, типа памяти и объема кэша процессора на каждый тест.
Для демонстрации всего этого были выбраны следующие комплектующие.
Процессоры:
Материнские платы:
Адаптеры:
Видеокарта:
Для каждой тестовой платформы были подобраны 512 Мбайт SDRAM, 512 Мбайт DDR-SDRAM и 256 Мбайт RDRAM соответственно. Тайминги оперативной памяти выставлялись с целью достичь максимальной производительности, доступной материнской плате.
Само тестирование проводилось в Windows XP SP3 с помощью следующего ПО:
Для начала взглянем на наших испытуемых глазами утилиты CPU-Z.
Ниже представлен вариант AIDA64 с различными типами памяти и установленными таймингами на примере Pentium 4 «Willamette» 2.0 ГГц, Socket 423.
Перед началом основных тестов я решил опробовать, на что способен топовый Pentium 4 на ядре «Willamette», работающий на штатной частоте 2.0 ГГц, под воздействием жидкого азота.
Стакан был установлен на процессор, в BIOS материнской платы было выставлено максимальное напряжение на CPU, отключены все лишние периферийные устройства и залит жидкий азот. По мере погружения в минусовые температуры, стакан начал покрываться инеем, электроны ускорили свое движение.
В ходе нескольких попыток итоговый результат разгона составил 2400 МГц или 20% от номинальной частоты. По современным меркам это мизер, но для технологии 180 нм это хороший результат.
К слову, рекорд частоты разгона Pentium 4 «Willamette» принадлежит оверклокеру из Японии – Kotori (а также первое место в мире по разгону DDR-SDRAM памяти). Ему удалось разогнать свой 1.9 ГГц Pentium 4 на одноименном ядре до 2520 МГц. Мой же экземпляр оказался не таким удачным в плане разгона.
Данный тест можно считать самым гибким из всех, поскольку на расчет числа Пи до 1 миллиона знаков после запятой влияет связка из частоты процессора, объема его кэша, типа используемой оперативной памяти и ее таймингов, пропускная способность чипсета и все остальные параметры.
По приведенным результатам видно, что в проигравших оказались все связки ЦП Celeron с SDRAM и DDR-SDRAM памятью, не помогла даже частота в 2.4 ГГц. Средние строчки заняли Pentium 4 «Willamette» 2.0 ГГц с SDRAM и DDR-SDRAM памятью. В лидеры выбился «Willamette», разогнанный до 2.4 ГГц с помощью жидкого азота, ему на пятки наступает Pentium 4 на ядре «Northwood», а третье место осталось за связкой Pentium 4 «Willamette» 2 ГГц + RDRAM. Посмотрим, как будут обстоять дела дальше.
Итак, что же в первую очередь любит данный тест? А любит он скоростную память и частоту процессора, объем кэша CPU вторичен. Все низкие результаты получены на медленной SDRAM памяти, лучшие – на RDRAM и DDR-SDRAM.
Все это позволило бюджетному Celeron «Northwood» с частотой 2.4 ГГц и быстрой DDR-SDRAM памятью занять третью строчку данного хит-парада и обойти полноценные Pentium 4.
WPrime полностью полагается на итоговую частоту процессора – чем она выше, тем лучше. Далее следует разделение по типу памяти, используемой каждым ЦП в отдельности, но на итоговый результат это влияет слабо.
Важна скорее архитектура и быстрый кэш, что позволило Celeron обойти всех представителей Pentium 4, включая 2.4 ГГц «Willamette». Неожиданный результат.
Данный бенчмарк, как и предыдущий, главным образом полагается на итоговую частоту процессора, остальные параметры системы оказывают минимальное влияние на результат.
Хотя прослеживается закономерный результат по типу используемой памяти: худшие показатели у SDRAM, лучшие у более скоростной DDR-SDRAM. В данном тесте отчетливо видно преимущество нового ядра «Northwood» над «Willamette» с удвоенным количеством кэш-памяти второго уровня. Даже с обыкновенной SDRAM памятью «Northwood» обходит «Willamette» в связке с самой скоростной RDRAM.
Чисто процессорные тесты обеспечили представление, в каком бенчмарке какой параметр системы дает преимущество. Пора задействовать GeForce 3 Ti 500 64 Мбайт.
В 3DMark 2000 нас ждет логичная и привычная картина: больше всего баллов получили Pentium 4, все Celeron замыкают таблицу, в конце которой результаты с SDRAM памятью. А вот среди Pentium 4 ядро «Northwood» более предпочтительно, чем «Willamette».
Ниже посмотрим на чисто процессорный подтест данного 3D бенчмарка, в котором он выдаст свой вердикт на звание лучшего процессора для DX7 3D графики.
3DMark 2000 Pro (v. 1.1)Здесь ситуация практически не изменилась, лучший процессор это Pentium 4 на ядре «Northwood» в связке с DDR-SDRAM памятью. А с RDRAM памятью отрыв был бы еще больше.
Несмотря на то, что вторую строчку поделили оба Pentium 4 на разных ядрах, Pentium 4 «Willamette» вместе с SDRAM памятью значительно проигрывает «Northwood» с SDRAM памятью, но в то же время отрыв от высокочастотного Celeron 2.4 ГГц налицо.
После эры DirectX 7 в 3DMark 2000 наступает эра шейдерной архитектуры и DirectX 9, вот тут-то стендовая GeForce 3 Ti 500 покажет все, на что она способна. 3DMark 2001 SE можно смело назвать эталоном измерения 3D производительности, это практически аналог Super Pi среди процессорных бенчмарков. Тест образца 2001 года очень отзывчив на любое изменение «железа», и улучшение любого параметра системы сразу же сказывается на общем результате.
По графику видно, что модели Celeron, как и ранее, остаются в аутсайдерах. А вот пропускная способность подсистемы памяти здесь более важна, чем объем кэш-памяти второго уровня процессора. В итоге Pentium 4 «Willamette» и RDRAM правят балом, а Pentium 4 «Willamette» с SDRAM чуть-чуть обгоняют Celeron с частотой 2.4 ГГц с DDR-SDRAM памятью.
Для Socket 423 данный тест можно назвать «Гостем из будущего». Приоритеты сместились в сторону графического ускорителя, но для платформы в целом главную роль играет связка процессора и используемой памяти. Лидер и тут неизменен.
В данном бенчмарке также есть процессорный тест, посмотрим ниже на его результаты.
3DMark 2003 (v.3.6.1)Картина практически не меняется. Pentium 4 «Willamette» с RDRAM памятью остается лидером, он же с SDRAM памятью умудряется проиграть Celeron с DDR памятью. Тенденция ясна, для хорошего воспроизведения 3D нужна быстрая память.
Думаю, Quake III Arena не нуждается в представлении, на ней выросло не одно поколение игроков. На ее примере можно оценить лучшую связку процессора и используемого типа памяти, результатом будут всеми любимые кадры в секунду. В ходе тестирования разрешение было выставлено 1280 х 1024, настройки качества и освещения максимальные.
На этом реальном примере можно видеть, сколько FPS дает тот или иной тип памяти. Сочетание Pentium 4 на ядре «Willamette» с эконом-вариантом в виде SDRAM памяти обеспечивает неплохой прирост относительно Celeron с аналогичным типом памяти, и как эконом-вариант по отношению к RDRAM памяти смотрится приемлемо.
И в завершение обзора остановимся на скоростных показателях быстродействия различных типов оперативной памяти с использованием тестов из пакета AIDA64 версии 5.75.3900.
AIDA64 v.5.75.3900Данные тесты выводят скоростные показатели каждого типа памяти, и все выбранные для материала процессоры показывают одинаковые результаты. Но это и логично, странно, если бы все было иначе.
Впрочем, здесь стоит отметить другое, инженеры VIA Technologies проделали серьезную работу, и чипсет VIA P4X266 выдает результаты, практически близкие к теоретически возможным. Напомним, пиковая пропускная способность SDRAM памяти равна 1066 Мбайт/с, DDR-SDRAM – 2133 Мбайт/с. Видимо, этого Intel и боялась, чипсет получился дешевым и достаточно быстрым.
Остается лишь продемонстрировать результаты работы кэша и памяти Pentium 4 «Willamette» 2.0 ГГц.
Подводя итоги выбора памяти для Pentium 4 на ядре «Willamette», можно сказать, что RDRAM или Rambus демонстрирует выдающиеся показатели. А использование SDRAM на Socket 423 было вполне возможным и оправданным в свое время по экономическим причинам. С развитием технологий пользователь мог приобрести впоследствии более быструю DDR-SDRAM память и поднять планку производительности своей системы на новый уровень. А после приобретения адаптера Socket423 to Socket478 и вовсе отказаться на продолжительное время от идеи апгрейда материнской платы. И пусть срок жизни Socket 423 был коротким, но время его существования было ярким.
Что касается популярных бенчмарков, то теперь вы в курсе тех алгоритмов, которые в них заложены, и при сравнении производительности с использованием разгона с системой товарища можно не тратить много времени на разгон оперативной памяти, если результат быстродействия учитывается в баллах HWBOT Prime.
Кроме того, многие из проведенных тестов однопоточные, об этом стоит помнить при сравнении, поскольку все современные CPU многоядерные и многопоточные. Лично мне хотелось бы увидеть подобного рода статью, но с использованием современных комплектующих и новых бенчмарков, и, возможно, кто-то захочет об этом написать.
P.S. Пользуясь случаем, хочу обратиться ко всем моим читателям за помощью в подготовке будущих материалов по ретроклокингу. Если у вас на полках лежит и пылится старое и ненужное интересное «железо», я с радостью приму его в дар и найду применение. На данный момент есть задумка сравнить все топовые видеокарты Джен-Сан Хуанга, начиная с первой GeForce, поэтому очень нужна версия GeForce256 c DDR памятью. По всем вопросам можно писать мне в личные сообщения на форуме или в эту ветку.
