Библиотека Интернет Индустрии I2R.ru

«Ты бы уж сразу Pentium 4 поставил, что ли…»

Эта ироническая реплика была хорошей шуткой год, даже полгода назад. И когда у меня спрашивали: «Стоит ли покупать компьютер на «пне» четвертого поколения?» - я честно отвечал: «Нет, рано!»

Причин для такого ответа было немало. Сам процессор стоил бешеных денег, да и на свое благоустройство требовал хорошей добавки: специальная системная плата, особая память, особый блок питания. С наработанной начинкой прежних ПК - никакой совместимости. Фирма Intel сделала резкий рывок, а вот направление рывка было не очень понятно. В лабораториях всего мира новый процессор обкатали на стандартных тестах и приложениях и вынесли вердикт: мол, не намного этот «пень» и быстрее старших Athlon’ов, а в некоторых проверках - просто отстает, а по соотношению цена и производительности отстает катастрофически. Вот только 200 кадров/с в Quake-3 первым преодолел (молодец!), но все равно неперспективный какой-то процессор…

Intel возражала, что так сравнивать «камни» нельзя, что Р4 - процессор особенный, и подход к нему должен быть особенный. В этом, конечно, есть логика: тестирование процессоров с разной архитектурой есть смесь науки и искусства, абсолютно объективной модели пока никому построить не удалось. Только простому пользователю от этого «не удалось» проще и понятнее ничего не станет. За что, спрашивается, выкладывать деньги? И большие деньги!

Но вот минул год. И ситуация стала проясняться. Теперь «одомашнивание» четвертого Pentium’а пошло сразу по нескольким направлениям. Подешевели сами чипы. Дошло до курьеза: сейчас младшие P4 стоят дешевле старших Pentium III - от $140, хотя долгое время их цена ниже $500 не опускалась. Системные платы на родном чипсете i850 дешевеют не так быстро, зато разрешается проблема с «заточенностью» только под RDRAM. На горизонте появились альтернативные чипсеты от самой Intel и от VIA, поддерживающие более дешевые разновидности ОЗУ. И сама память Rambus, хоть и остается вдвое более дорогой против DDR и втрое против SDRAM, но и ее цена перестает поражать воображение. Около $100 за 256 Мбайт - не бог весть какая цифра, еще и года не прошло, как SDRAM стоила дороже.

Чипсет i850, выпущенный Intel для поддержки Р4, давно освоен всеми именитыми сборщиками системных плат, а средние и мелкие производители еще не скоро им заинтересуются. Так что есть все шансы взять не только мощную, но и очень надежную плату. Те, кто помнит о неудачном i820 (первом чипсете под RDRAM для предыдущего семейства процессоров Intel), сейчас могут не опасаться, 850-й за свое почти годичное существование от немногочисленных детских болезней вылечился. И, похоже, окончательно.

Набор микросхем i850 работает с процессором и памятью на частоте 400 МГц (такая высокая частота, кстати, - основная причина дороговизны плат). Память RDRAM по аналогии с DDR передает данные дважды за такт и таким образом удваивает частоту до 800 МГц, именно это значение фигурирует в маркировке модулей. Кроме повышения частоты есть еще один давно известный способ ускорить обмен с памятью - организовать одновременное обращение к нескольким ячейкам памяти за один такт. На сегодняшний день повсеместно используется двухканальная RDRAM, соответственно удваивающая скорость чтения. Учитывая ширину шины данных - 2 байта можно подсчитать пропускную способность: 800 МГц * 2 байта * 2 канала = 3,2 Гбайт/с. Неплохо, хотя следует подчеркнуть, что это теоретический максимум, а в практических задачах неизбежны задержки. Они возникают постоянно и особенно велики, когда программа обращается к банку памяти, к которому давно не было обращения (давно - это, например, миллисекунду назад). Для уменьшения нагрева модулей памяти неиспользуемые банки «усыпляются», и «разбудить» их стоит многих тактов.

С остальными пользовательскими характеристиками у плат на i850 все в порядке: порт AGP 4x для видеокарт, UDMA/100 для винчестеров, 4 USB-порта, интегрированный звук, модем и адаптер Ethernet на 100 Мбит/с. Из имеющихся в продаже самые дешевые и аскетичные в плане настроек BIOS - платы от самой Intel ($150). Любителям разгона процессоров и экспериментов с настройкой памяти, согласным переплатить до 50 долларов, адресованы технически более интересные модели от ABIT и ASUSTeK. А по выбору RDRAM-памяти только одна рекомендация: проверьте, чтобы модули действительно были PC800. Устаревшие PC600, а тем более 400-мегагерцовые никуда не годятся (их легко узнать по маркировке, а нефирменные или поддельные микросхемы RDRAM мне пока не встречались).

Эта связка планирует охватить золотую середину - хорошая, но не рекордная производительность, зато за «нормальные» деньги. Платы уже на подходе (есть полностью работоспособные инженерные образцы), а память давно уже продается по бросовым ценам. Если конфликт Intel и VIA не перерастет в войну, платы под Р4 будут ненамного дороже, чем теперешние на чипсете KT266 для AMD Athlon, а четвертый Pentium станет настоящим конкурентом Athlon’у ¹, без всяких скидок на цену.

Работу DDR-памяти и чипсетов под нее мы подробно рассматривали в «ДК» № 8/2001. И здесь для Pentium 4 специально ничего не придумывается. Главная техническая сложность лишь в организации 400-мегагерцовой системной шины между процессором и чипсетом. Пока она выглядит избыточной, память все равно работает на обычных для DDR DRAM 266 МГц. Но запас скоро может понадобиться. Например, когда войдет в моду DDR на 333 МГц или двухканальная DDR. Пока ситуацию спасает большая ширина выборки (8 байт), а общая пропускная способность получается 266 МГц * 8 байт = 2,1 Гбайт. Поменьше, чем у RDRAM, но и задержки меньше на 15-20%. Так что налицо сбалансированность системы, приятная концептуально и практически.

Из портов-интерфейсов отличие KT266 от i850 только в большем числе USB-розеток (шесть штук). К сожалению, от смены памяти не исчезает необходимость в «двойном» питании и в соответствующем блоке для Pentium 4. Таким образом, к общим расходам при апгрейде или покупке по-прежнему приплюсовывается $40.

К тому времени, когда P4 будет играть роль теперешнего Celeron’а, вполне может возникнуть потребность в платах на интеловском чипсете i845 (на стадии разработки он имеет имя собственное - Brookdale). Но пока я с трудом представляю логику человека, покупающего дорогой процессор, недешевую плату (едва ли платы на этом чипсете сразу станут дешевыми) и довольствующегося средней производительностью. А Pentium 4, со своими заоблачными тактовыми частотами, пожалуй, как никакой другой процессор нуждается в быстрой памяти.

Можно, конечно, попробовать организовать параллельный доступ к SDRAM, но насколько я знаю, ничего подобного в i845-м не планируется. Потому имеем: максимальную пропускную способность 1 Гбайт/с, задержки ровно такие же, как у RDRAM, и «бутылочное горлышко» в виде 133-мегагерцовой шины памяти, что ведет к дисбалансу системы, поскольку процессор с набором микросхем будут общаться на частоте 400 МГц.

По оснащенности интерфейсами платы на i845 будут, очевидно, не хуже остальных. Уместно для дешевого сектора было бы и встроенное видео, только оно должно быть заведомо мощнее, чем в теперешних i810-i815.

Общие рассуждения так и не дадут ответа на главные вопросы:

• Кто выигрывает по производительности: Pentium 4 у Athlon’а или наоборот?

• В каких приложениях сильнее тот или иной процессор? Иными словами, любителю каких занятий на какой процессор ориентироваться?

• Насколько портят производительность Р4 облегченные варианты с DDR- и SDRAM-памятью по сравнению с RDRAM?

Хотя точную модель сравнения еще никто не построил, приблизительные оценки дать можно. Отталкиваться следует от того факта, что линейка Athlon’ов заканчивается на 1,4 ГГц, а линейка Pentium 4 с этой частоты начинается, и цены в «точке соприкосновения» у Intel и AMD сравнимые. Так что можно устроить небольшой турнир, а экипировку соперников выбрать максимально удобную для обоих, чтобы каждый показал себя на все 100%:

• Pentium 4 (1,4 ГГц) + плата на i850 + RDRAM.

• Athlon (1,4 ГГц) + плата на AMD760 + DDR DRAM.

В качестве видеокарты возьмем GeForce 2 или нечто подобное, иначе она будет ограничивать скорость системы.

Игровые трехмерные тесты, как и упомянутый Quake-3, фиксируют преимущество Pentium 4 перед Athlon’ом всего лишь на уровне 2-5%. Практически это выливается максимум в десяток лишних кадров/с в Quake-3 на низком разрешении, притом что показатели плавают вокруг 200 кадров/с! В реальных игровых условиях да на хорошем мониторе минимальное разрешение не опустится ниже 1024х768, и редко кто станет экономить на детализации и спецэффектах. А чем сложнее картинка, тем равноценнее становятся процессоры: оба достаточно сильны, чтобы по под завязку нагрузить даже самый мощный видеоускоритель. Общая производительность и будет определяться силой видеокарты. Следовательно, игрокам ждать радикального улета от Pentium 4 пока не стоит, но на будущее запас есть.

Также следует учесть, что у младшей модели в любом процессорном семействе, как правило, есть хороший разгонный потенциал, а P4 специально спроектирован так, чтобы выдерживать высокие частоты. Старшие же Athlon’ы разогнать практически невозможно (это уже сделали за нас на фабриках AMD). Сравнение разогнанных процессоров наверняка дало бы более благоприятные для интеловского «камня» результаты. В частности, Р4 (1,7 ГГц) по тем же тестам выигрывает у Athlon’а (1,4 ГГц) больше 10%.

В серьезных приложениях, в частности, входящих в тестовый пакет WinStone 2001 (графические и музыкальные редакторы, офисные программы), уже Athlon постоянно оказывается проворнее конкурента. Причем значительно: «творческая» часть теста - создание мультимедийного контента (Content Creation) - фиксирует аж 20-процентную разницу. До победы Pentium 4 дотягивает только при поднятии его частоты выше 2 ГГц, Athlon же прекрасно себя чувствует, даже если пересадить его на SDRAM-память!

Проигрыш Р4 обуславливают два момента: торможение памяти RDRAM, когда требуются частые обращения к произвольным ее участкам. И торможения самого процессора, точнее, его длинного конвейера, когда программа ветвится случайным образом, что характерно для приложений этого класса. Конечно, по абсолютной шкале результаты соперников очень высоки, но Athlon все же обгоняет P4. Кстати, Intel и не отрицает его худшую «офисную» производительность. И если ускорение текстовых редакторов - вещь абсурдная, то программы трехмерного моделирования (так называемые CAD/CAM-пакеты) еще нескоро получат избыток процессорной мощности. На обработке тестовых картинок в 3DStudio Pentium 4 уступает Athlon’у до 30 процентов. Причем эта программа в минимальной степени зависит от скоростей памяти, чипсета и пр.

Впрочем, не все так однозначно. По крайней мере одного очевидного преимущества у P4 не отнять - он идеален в задачах обработки потоковых данных. Архивирование, сжатие музыки в MP3, видео - в MPEG-2, распознавание речи и т. п. происходит в его исполнении на 30-50% быстрее, чем у Athlon’а. Ведь эти задачи - полная противоположность «офисным», а на прямых участках программ с Pentium 4 пока никто не может тягаться.

Что касается вопроса об альтернативных платформах для Pentium 4, то DDR-платформа (чипсет VIA P4X266) в играх демонстрирует сбалансированность и где-то чуть отстает, а где-то даже опережает RDRAM. Итог: практически одинаковые с Athlon’ом результаты. В серьезных программах отставание от RDRAM наблюдается повсеместно, но укладывается в единицы процентов, на глаз заметно не будет. Задачи, не завязанные на скорость обмена с памятью (та же 3D Studio), от смены чипсета не проигрывают. «Потоковый конек» P4, конечно, связан с памятью (данные надо откуда-то качать, причем быстро), но DDR тоже хорошая память, и Pentium 4 с ней продолжает лидировать в кодировании всего и вся (с преимуществом в 25-40% относительно Athlon’а).

SDRAM-память (i845), как и ожидалось, заметно тормозит Pentium 4. Причем, что особенно обидно, в тех задачах, где процессор показал себя сильнее прочих. «Квака» бегает уже не на 200 кадрах/с, а только на 150. В «офисно-созидательных» тестах результаты очень похожи на те, что способен дать гигагерцовый Pentium III. Поток данных SDRAM-память обеспечивает не ахти какой, поэтому в тех задачах, где велика сложность кодирования (например, видео в MPEG-4), преимущество сохраняется, там же, где нужно просто прокачать данные, слегка их обработав (архивирование с небольшим коэффициентом сжатия), оно сходит на нет.

Сегодня Pentium 4, несмотря на отставание в некоторых тестах, более чем достойный процессор. Это подтверждается тремя фактами:

• цены стали божескими;

• достигнута рекордная тактовая частота;

• имеется хороший запас на будущее.

Кстати о запасе. У P4 есть набор команд SSE2 и возможность легко наращивать тактовую частоту. Если с частотой все более или менее понятно, то реальная польза от новых команд будет видна лишь тогда, когда появятся оптимизированные под Р4 программы. Для игр, в частности, недостаточно оптимизации библиотек DirectX и видеодрайверов. Возможности SSE2 должны учитываться в разработке новых игровых движков, тогда преимущество Р4 на игровом поле будет заметнее. Что касается серьезных приложений, то уже вышло немало пакетов, где SSE2-команды хорошо работают. Например, Adobe Photoshop 6.0 при использовании плагинов под Р4 функционирует почти вдвое быстрее.

Сейчас «четвертый пень» еще дороговат для среднего потребителя, но его лидерство уже наметилось и продержится, пока AMD не выпустит свой «четвертый». А сегодня персональные компьютеры на старших Р4 не имеют аналогов по производительности.