Ретроклокинг: разгоняем первый Pentium 4 (Socket 423)

Оглавление

• Вступление
• История возникновения Socket 423
• Тестовый стенд
• Экстремальный разгон Pentium 4 (Socket 423)
• Результаты тестов
• Super Pi mod 1.5XS (1M)
• PiFast v.4.1
• wPrime v.1.43
• HWBOT Prime v.0.8.3
• 3DMark 2000 Pro v.1.1
• 3DMark 2001 SE Pro b330
• 3DMark 2003 v.3.6.1
• Quake III Arena v.1.32
• AIDA64 5.75.3900
• SDRAM
• DDR-SDRAM
• RDRAM
• Заключение

Вступление

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.

История возникновения Socket 423

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.

Тестовый стенд

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:

• Intel Celeron «Northwood» 2.0 ГГц, L2=128 Кбайт;
• Intel Celeron «Northwood» 2.4 ГГц, L2=128 Кбайт;
• Intel Pentium 4 «Willamette» 2.0 ГГц, L2=256 Кбайт;
• Intel Pentium 4 «Northwood» 2.0 ГГц, L2=512 Кбайт.

Материнские платы:

• ASUS P4T, чипсет i850;
• ECS P4VXASD, чипсет VIA P4X266.

Адаптеры:

• Noname Adapter S478 to S423.

Видеокарта:

• Leadtek GeForce 3 Ti 500 64 Мбайт (ForceWare 44.03).

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:

• Super Pi mod. 1.5XS (задача 1M);
• PiFast v.4.1;
• wPrime v.1.43;
• HWBOT Prime v.0.8.3;
• 3DMark 2000 Pro v.1.1;
• 3DMark 2001 SE Pro b330;
• 3DMark 2003 v.3.6.1;
• Quake III Arena v.1.32;
• AIDA64 5.75.3900.

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.

Экстремальный разгон 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.