Тепловые и электрические характеристики процессоров Prescott

4 февраля 2004, среда 10:12
Вполне понятно, что вчерашние размышления наших коллег о реальном положении дел с тепловыделением процессоров Prescott не оставили многих владельцев материнских плат с разъемом Socket 478 равнодушными. В частности, давно мучивший их вопрос о совместимости Prescott с современными материнскими платами получил несколько неожиданное развитие. Примечательно, что процессор Northwood 3.4 ГГц попал в зону действия требований Prescott FMB 1.5, хотя многим этого бы не хотелось. Неужели для работы с этим относительно холодным и хорошо разгоняющимся процессором потребуются более мощные платы?

Кстати, в нашей статистике разгона появился новый результат экстремального разгона инженерного образца Northwood 3.4 ГГц. Наши коллеги и друзья с сайта ModLabs.net установили этот процессор в систему, охлаждаемую новомодной "фреонкой" nVentiv Mach II. В итоге процессор удалось разогнать до 4.4 ГГц. Автор утверждает, что процессор даже загружается на частоте 4.6 ГГц, но при этом система теряет стабильность. С водяным охлаждением этот процессор работает на частоте 3.9 ГГц, что подтверждает предположение о более высоком частотном потенциале моделей Northwood 3.4 ГГц.

Чтобы расставить все точки над "i", мы отправились на сайт Intel, и после основательной проработки официально опубликованных документов по 0.09 мкм версиям Pentium 4 и свежих обновлений, мы скомпилировали данную статью. Кстати, информация о новых моделях Pentium 4 уже присутствует на официальном сайте Intel, так что отныне данный путь могут пройти все желающие добраться до истины.

После изучения технической документации нам открылась целая серия фактов, ранее озвучиваемых различными источниками. Во-первых, задержка выхода процессоров Prescott 3.4 ГГц и Pentium 4 XE 3.4 ГГц находит свое отражение в перечне маркировок S-Spec:

Как видите, модель с частотой 3.4 ГГц здесь не представлена. Впрочем, Pentium 4 XE 3.4 ГГц и Northwood 3.4 ГГц в списках тоже пока не значатся, однако второй из них поступил в свободную продажу еще до анонса Prescott, а вот более мощные модели с частотой 3.4 ГГц делать это не торопятся. Предполагается, что Prescott 3.4 ГГц и Pentium 4 XE 3.4 ГГц начнут поступать в продажу не ранее марта. Собственно говоря, инженерные образцы этих моделей уже существуют, но вот с освоением массового производства имеются некоторые трудности.

Так или иначе, все официально анонсированные два дня назад процессоры уже описаны в обновленных версиях документов, где для них даже приводится маркировка:

Несмотря на то, что для этих трех моделей указан степпинг C1, в технической документации он отображается, как степпинг C0. В первом случае такая замена названий сделана для удобства поиска по базе данных S-Spec Finder.

Обращаем внимание, что ревизия упаковки FC-mPGA действительно выросла до версии 2.0, ей теперь даже присвоено обозначение FC-mPGAB. Чисто внешне процессоры Prescott можно отличить по расположению конденсаторов:

На фото слева направо: процессор Prescott-C0, процессор Northwood-M0 (Gallatin-M0), процессор Northwood-D1

Если вспомнить историю с сигналом GTLREF, рассказанную японскими журналистами еще в конце октября, то ситуация проясняется. Похоже, текущая ревизия C0 ядра Prescott как раз является той промежуточной вехой эволюции, которую Intel планирует миновать на пути к LGA 775 и степпингу C1. В документации Intel по процессорам Prescott действительно много ссылок на сигналы управления шиной, генерируемые непосредственно в процессоре, а не материнской плате. Мы могли убедиться, что текущая ревизия Prescott разгоняется до 3.8 ГГц с мощными кулерами, а в исключительных случаях и до 4 ГГц. При этом процессоры жутко нагреваются. Возможно, степпинг C1 уже не будет содержать эти сделанные наспех исправления, и процессоры на его основе будут более холодными. Очевидно, частот 4.4-4.5 ГГц процессорам Prescott удастся достичь только на степпинге C1 в исполнении LGA 775. Новый разъем решит существующие проблемы с управлением параметром GTLREF, общая масштабируемость ядра повысится.

Между прочим, в спецификациях на ядро Prescott четко выделяются две разновидности процессоров по принципу тепловой и электрической нагрузки - на языке инженеров Intel это называется "loadline A" и "loadline B". Первая соответствует требованиям Prescott FMB 1.5 и распространяется на модели Prescott 3.2E, Prescott 3.4E. Вторая (loadline B) соответствует требованиям Prescott FMB 1.0 и распространяется на модели Prescott 2.8A, Prescott 2.8E, Prescott 3.0E. Надо сказать, что все электрические и тепловые характеристики процессоров на ядре Prescott пока указаны ориентировочно, а некоторые зависимости впоследствии будут выводиться эмпирически. Intel предупреждает, что реальный уровень тепловыделения конкретного экземпляра может отличаться от показателя TDP, так что ориентироваться на эту цифру стоит лишь приблизительно.

Интересно, что для диапазона VID ядра Prescott указываются широкие пределы: 1.25-1.55 В, хотя формально процессоров с номиналом напряжения выше 1.4 В компания Intel еще не выпускала. Требования VRM 10.0 ограничивают верхний предел регулирования напряжений отметкой 1.6 В, а для длительной эксплуатации Intel не рекомендует устанавливать напряжение на ядре выше 1.55 В. Это нужно учитывать, поскольку предел допустимых напряжений для ядра Prescott снижен, а при разгоне многие энтузиасты могут пренебрегать этими рекомендациями. Конечно, некоторые платы имеют защиту от высокого напряжения при работе с Prescott, выражающуюся в ограничении верхнего предела значением 1.6 В, но подобное препятствие обходится при помощи куска проволоки. В любом случае, лучше не повышать напряжение на ядре Prescott за предел 1.55 В, поскольку последствия могут выразиться в локальном перегреве этого и без того не самого холодного ядра, что приведет к "синдрому внезапной смерти" процессора.

Для температурных режимов Intel указывает допустимый максимум в 73.5 градуса Цельсия. Надо понимать, что этот рубеж уже является рискованным, и допускать длительного воздействия подобной температуры на процессор нельзя. Для конечных пользователей ситуация осложняется тем, что показания температуры в BIOS могут не отражать реальной ситуации, поэтому лучше слегка перестраховываться.

Подходя непосредственно к изучению тепловых и электрических характеристик новых процессоров, хотим пояснить используемые нами условные обозначения. Жирным шрифтом мы выделили те характеристики, которые относятся к требованиям Prescott FMB 1.5.

Модель Маркировка TDP, Вт Icc_max, А Tcase_max, °C
Prescott 2.8A SL7D8 89 78 69.1
Prescott 2.8E SL79K 89 78 69.1
Prescott 3.0E SL79L 89 78 69.1
Prescott 3.2E SL7B8 103 91 73.2
Prescott 3.4E SL7B9 103 91 73.2
Northwood 3.4 SL793 89 71.6 68
Pentium 4 XE 3.2 SL7AA/SL7BL 92.1 71.5 64
Pentium 4 XE 3.4 SL7CH 102.9 77.7 67

Заметим, что если Prescott 3.2E и Prescott 3.4 E совершенно однозначно подпадают под действие Prescott FMB 1.5 по всем параметрам, для процессоров Pentium 4 XE эти требования справедливы только в части тепловыделения. Другими словами, Pentium 4 XE как бы "стоят одной ногой" в зоне действия Prescott FMB 1.5, а "второй ногой стоят" в зоне действия Prescott FMB 1.0 (по параметру Icc_max). Теперь становится понятно, почему сведения о совместимости этих процессоров с современными материнскими платами столь противоречивы. С одной стороны, процессоры требуют хорошего охлаждения и мощной подсистемы питания. С другой стороны, на многих старых платах они тоже могут работать - по потребляемому току они даже не догоняют младшие модели Prescott.

Любопытно, что по диапазону VID новой модели Pentium 4 XE пришлось обогнать предшественника:

  • Pentium 4 XE 3.2 ГГц -> VID = 1.475-1.55 В;
  • Pentium 4 XE 3.4 ГГц -> VID = 1.525-1.6 В.

Заметно, что обремененному внушительными объемами кэша 0.13 мкм ядру Gallatin частота 3.4 ГГц покорялась с трудом - пределы напряжений питания ядра пришлось поднять. По этой причине можно справедливо причислить данный процессор к перечню моделей, подпадающих под действие требований Prescott FMB 1.5. Модель Pentium 4 XE 3.2 ГГц имеет больше шансов работать без проблем с подавляющим большинством старых материнских плат, поддерживающих 800 МГц шину. Между прочим, Intel рекомендует ориентироваться в вопросе совместимости Prescott с собственными материнскими платами именно на поддержку Pentium 4 XE. То есть, если плата сертифицирована на совместимость с Pentium 4 XE, то и с процессорами Prescott она будет работать без проблем. Для плат сторонних производителей возможны некоторые нюансы.

Кстати, Northwood 3.4 ГГц мы теперь можем официально "реабилитировать" - для совместимости с этим процессором достаточно соответствия материнской платы требованиям Prescott FMB 1.0. По крайней мере, по уровню мощности он не превышает типичных для младших Prescott 89 Вт. Учтите, что процессоры Northwood 3.4 ГГц будут встречаться как на степпинге D1, так и на степпинге M0. Последние должны иметь более высокие номиналы напряжений и сильнее нагреваться, если ориентироваться на показатели Pentium 4 XE 3.4 ГГц.

В конце концов, самая интригующая информация о свойствах процессоров Prescott исходит непосредственно от Intel. Все вы помните, что инженерные образцы процессоров Prescott имели ограниченный диапазон изменения множителей - от 14х до 16х. Это было несколько странно, ибо обычно изменение множителя в сторону уменьшения не ограничивалось. Некоторые источники начали распространять слухи о том, что такое ограничение предусмотрено неспроста...

Как поясняет Intel, на многих старых платах (типа основанных на чипсетах i845), процессоры Prescott с частотой 3.2 ГГц и выше будут сами определять возможность работы на номинальной частоте. Если плата "не тянет" процессор Prescott 3.2E, рассчитанный на совместимость с Prescott FMB 1.5, плата сама понижает частоту процессора до 2.8 ГГц и система запускается. В худшем случае система не запускается, ограничиваясь сообщением о неправильной конфигурации процессора.

Неужели Intel оставит множитель процессоров Prescott 3.2E и выше свободным, как на инженерных образцах? В документации присутствует тонкий намек на подобную возможность:

Фраза в сноске гласит: "Отдельные процессоры могут работать только на номинальной или более низкой частоте". То есть, модели Prescott 3.2E, Prescott 3.4E и Prescott 2.8A (?!) могут понижать множитель при необходимости "запуститься" на старой материнской плате.

Как сообщалось отдельными источниками ранее, доступ к управлению множителем для данных процессоров может быть открыт производителями материнских плат - путем наличия такой возможности в BIOS или установки потайного джампера. В любом случае, повышать множитель не удастся, а снизить его можно будет только до 14х. При синхронном разгоне памяти такая возможность может пригодиться - после снижения множителя частоту системной шины можно будет пропорционально поднять.

Получается, что все страшилки о несовместимости материнских плат и процессоров Prescott не так актуальны, Intel предусмотрела изящный выход из ситуации, обеспечивающий самые широкие слои населения возможностью работать с новыми процессорами. Заметим, что для оверклокера процессоры Prescott степпинга C0 имеют ограниченную ценность - они разгоняются до частот 3.6-3.8 ГГц на повышенных напряжениях, но при этом сильно нагреваются. Конечно, на высоких частотах Prescott только "расправляет крылья", но разгонять Northwood как-то спокойнее и безопаснее :).

Оценитe материал

Возможно вас заинтересует

Сейчас обсуждают