Pentium 4

Intel je napokon lansirao procesor s potpuno novom arhitekturom - Intel Pentium 4. Intel je odustao od stare P6 arhitekture prvi put viđene na Pentium Pro procesoru i napravio nešto novo.

Od tvrtke Senso dobili smo na testiranje cjelokupni P4 sistem - od kućišta do grafičke kartice. Sistem je došao s GeForce2 MX karticom koju smo zamijenili s ASUS V7700 GeForce2 GTS karticom. Imati Pentium 4 i karticu tipa MX je kao da imaš Sava gume na Porscheu. Uz računalo smo dobili i dva diska - jedan s Windows 2000 Pro operativnim sistemom i drugi s Win ME. Tokom testiranja ME nam je zadao dosta problema pa smo ga zamijenili pouzdanijim Win 98SE. Tvrtka Senso već dugo surađuje s Intelom i uživa status Intel Premier Provider-a, tako da ne čudi da su prvi u Hrvatskoj dobili P4 procesor s odgovorajućom pločom i RAMBUS memorijom.

Što je to Pentium 4?

Tvorničke specifikacije:

• Takt: 1.3, 1,4, 1.5GHz
• Proizvodna tehnologija: .18 mikrona
• Veličina: 217 mm^2
• Cache memorija: 8kB L1 data cache, 12kB micro-op cache, 256kB L2 cache
• FSB (Front Side Bus): efektivno 400MHz, bandwidth 3,2GB/s
• NetBurst tehnologija:
• Hyper Pipelined Technology - 20 superskalarnih pipelinea umjesto dosadašnjih 10
• Rapid Execution Engine - ALU radi na dvostrukoj frekvenciji (ALU na 3GHz ako je P4 na 1.5GHz) s manjom latencijom
• Execution Trace Cache - smanjuje pipeline latenciju
• 400MHz FSB
• Ostala unapređenja:
  • Advanced Dynamic Execution
  • Advanced Transfer Cache
  • Enhanced Floating-Point/Multimedia Unit - 128-bitni
  • Streaming SIMD Extensions 2 - 144 novih instrukcija, istovremeno dvije 64-bitne SIMD-INT i dvije SIMD-FP operacije
• Interface: Socket-423

Pentium 4 pokreće nova NetBurst tehnologija koja se bazično sastoji od četiri stvari, a to su Hyper Pipelined Technology, Rapid Execution Engine, Execution Trace Cache i sistematska sabirnica od 400MHz (quad pumped). Uz te četiri nove tehnologije Pentium 4 donosi i još dodatna četiri poboljšanja - Advanced Dynamic Execution, Advanced Transfer Cache, Enhanced Floating-Point & Multimedia Unit te Streaming SIMD Extensions 2. Ukratko ćemo opisati sve ove tehnologije i poboljšanja, iako ekipi PC Eksperta nije previše bitno što radi što u teoriji, već kakvi su rezultati.

Hyper Pipelined Technology donosi 20 superskalarnih pipelinea veće dubine (umjesto 10 koliko ih ima na P6) koje omogućuju realno iskorištavanje visokog takta na kojem P4 radi.

Pipeline

Rapid Execution Engine je tehnologija koja omogućuje da ALU jedinice rade na taktu dvostrukom od jezgre Pentiuma 4 pri čemu se smanjuje latencija, a povećavaju performanse.

Execution Trace Cache hrani cijeli engine pri čemu miče IA-32 dekoder iz glavnog toka operacija te time dodatno smanjuje latenciju.

400MHz FSB je ustvari quad pumped FSB od 100MHz (tj. 4x100MHz). Zajedno s RAMBUS memorijom koju koristi Pentium 4 omogućuje izuzetno visok memorijski bandwidth od 3.2GB/s.

Advanced Dynamic Execution omogućuje izvršenje više od 100 instrukcija u isto vrijeme.

Enhanced Floating-Point & Multimedia Unit je jedinica koja se bavi floating-point kalkulacijama i napravljena je u 128-bitnoj tehnologiji.

Streaming SIMD Extensions 2 nadogradnja je SSE koji se prvi put pojavio na Pentium III procesorima i donosi 144 nove instrukcije.

Pentium 4 u slici

Pentium 4 - cijeli sustav

Znamo da su opisi nove tehnologije grozni, no tu se ne može ništa - Engleski jezik je jezik #1 u svijetu računala, a ne Hrvatski.

Nova arhitektura koju donosi Pentium 4 radi na drukčijem principu nego dosadašnja P6 arhitektura. Kad bi postojao P4 na 1GHz on bi bio osjetno sporiji nego sadašnji P3 istog takta, no kako bi se takt povećavao tako bi se i slika mijenjala - Pentium 4 bi postojao sve brži i brži. Razlog tome su ALU i ostale jedinice koje rade na dvostrukom taktu od jezgre, tj. ako se Pentiumu 4 podigne brzina za 100MHz, nekim dijelovima je to povećanje od 200MHz. U isto vrijeme bi promašaji branch predictora Pentiuma 4 imali manji utjecaj na performanse (branch predictor na Pentiumu 4 ima osjetno teži posao nego kod P6 aritekture zbog duplo većeg broja pipelinea - 20 umjesto dosadašnjih 10). U neku ruku nam se čini da je Intel posegnuo za tehnologijom koja bi zadovoljila marketing - što većim radnim taktom. Većina kupaca računala, kod nas a tako i u svijetu, misli da je jedini pokazatelj brzine radni takt procesora. Takvi neupućeni kupci jednostavno ne znaju da 1MHz nije uvijek 1MHz te da i ostale komponente igraju ulogu - od grafičke kartice i memorije pa do matične ploče i hard diska.

Naša iskustva

Pentium 4 u Si-Soft Sandri

P4 u WCPUID - lijepo se vidi Quad Data Rate

i850 chipset

Nakon što smo primili Pentium 4 sistem, isprobali smo ga da li radi, a onda ga počeli secirati. Zanimalo nas je u stvari sve što je novo.

Hladnjak

Prvo smo maknuli hladnjak s procesora. Hladnjak je prilično velik, što ne čudi jer je i sam procesor "mrga", a i zrači puno topline (52W za 1.5GHz varijantu, nešto manje za 1.4GHz). Kada smo vraćali heatsink nazad na procesor, upotrijebili smo kvalitetnu Arctic Silver termalnu pastu što je rezultiralo s padom temperature od 3C. Što nam to govori? Pasta koja je došla standardno i nije nešto, iako može biti i gore - jednom prilikom smo samo promjenom paste skinuli temperaturu za manje ni više nego 6C!

Njegovo veličanstvo P4

Pentium 4 donosi i par neugodnih novosti. Zbog velike težine i veličine hladnjaka, za Pentium 4 povećala se šansa da hladnjak otpadne s procesora prilikom transporta. Intel je zato propisao da se hladnjak mora učvrstiti direktno na kućište putem četri vijka. Iako većina vlasnika računala posjeduju ATX kućište, to ne znači da kućište ima i proviziju za takvo učvršćenje. Druga neugodna stvar za one koji namjeravaju napraviti upgrade na Pentium 4 je napajanje. Napajanje mora biti barem od 300W da bi nahranilo P4 s potrebnom strujom te mora biti napravljeno po zadnjem ATX standardu - ATX 2.03. Dotični standard dodaje 12V konektor koji direktno hrani procesor.

ATX 2.03 12V konektor

Bez tog direktnog izvora struje nema ni rada sistema. Sve ove promjene znatnu dižu cijenu upgradea, a još nismo došli ni do cijene procesora niti memorije. Trenutno postoji samo jedan chipset za Pentium 4 procesor - i850. i850 radi isključivo s RAMBUS memorijom koja je i dalje osjetno skuplja spram PC-133. Da bi se u punom smislu iskoristila snaga procesora treba koristiti PC800 RAMBUS, dakle najskuplju varijantu te memorije. PC700 RAMBUS uopće ne radi na i850, a PC600 smanjuje performanse toliko da se od upgradea na P4 ništa ni ne dobije.

i850 - neodoljivo podsjeća na starije Celerone

Da stvar bude gora, RAMBUS memorija mora se instalirati u paru (jer je dual channel), a prazni memorijski RIMM utori moraju se popuniti "varalicama". Intel u svom Pentium 4 Retail paketu daje i 2x64M memorije zajedno s procesorom, no nije nam jasno da li se radi o PC800 varijanti ili katastrofalno sporoj PC600 memoriji. Ako se kupac odluči za ploču nekog drugog proizvođača (ASUS, MSI, itd.) mora znati da većina tih ploča dolazi bez RIMM "varalica" te da će ih one koštati još dodatnih $15-20, a nije ih ni lako nabaviti.

RAMBUS PC800 i varalica

No, ono što nas najviše smeta kod Pentiuma 4 jest to da će sadašnji format (Socket-423) biti za par mjeseci zamijenjen s Socket-478 formatom. Slična situacije je trenutno i sa Slot-1 i FC-PGA procesorima, no Slot-1 je ipak bio puno duže na tržištu prije nego se počelo prelaziti na Socket-370, a postoje i Socketi. S Pentiumom 4 vaša će ploča prilično brzo postati zastarjela, iako ste ju platili jako puno.

Socket-423 i RIMM utori

No, mora se reći da ovaj problem vezan za formate nije samo u "vlasništvu" Intela - AMD je napravio istu grešku s prelazom sa Slot-A na Socket-A format. Isto vrijedi i za hladnjake - vjerujemo da će, kada se pojave još brži Athloni, i oni zahtijevati veća hladila te samim tim i posebne rupe na kućištima. Ne bi nas čudilo ni kada bi i Athlon ploče uskoro počele zahtijevati decidirani ATX 2.03 12V konektor jer Athloni već sada gutaju struje da boli glava. Od "fora" stvari moramo pak spomenuti ventilator kućišta spojen na matičnu ploču koji bi se pokrenuo samo onda kad bi temperatura u kućištu dosegla 30C.

Sad kad smo nabrojali sve negativnosti vezane za potencijalni upgrade, preći ćemo na testove brzine - jedina stvar koja može opravdati tako veliku investiciju.

Testirali smo performanse pod Windowsima 98SE i Windowsima 2000 Professional. Rezultati su bili sljedeći:

Windows 98SE

Za početak malo Si-Soft Sandra screenshotova za šminku - Sandra nije neki test u koji se čovjek može pouzdati. No, Pentium 4 zaslužuje da ga se "obradi" sa svih strana.

Si-Soft Sandra - CPU Benchmark

Si-Soft Sandra CPU Multi-Media Benchmark

Si-Soft Sandra Memory Benchmark

Od svih Si-Soft Sandra rezultata najimpresivniji je naravno rezultat u Memory testu. Dvo-kanalni PC800 RAMBUS ima ogroman bandwidth (3.2GB/s) i to se vidi. Zanimljiv je i CPU Benchmark jer nas podsjeća da Pentium 4 ima SSE2. Trenutno on nije od neke koristi jer je vrlo malo aplikacija optimizirano da koristi SSE2, ali to će se promijeniti s vremenom. Rage (autori igre Expendable) već su najavili igre koje će koristiti SSE2. Tu će Intel zasigurno imati prednost nad AMD-om, ali ne pretjerano dugo - prelaskom na Palomino jezgru i Athlon procesori dobit će SSE2.

CPUmark baš ne voli Pentium 4. No, i CPUmark je sintetički test pa mu se ne treba slijepo vjerovati. No, razlika je ogromna. Imamo osjećaj da je to rezultat vrlo slabe FPU jedinice na P4. Identične rezultate smo dobili i pod Windowsima 2000.

3dMark 2000 nas je iznenadio - Pentium 4 opet gubi. Istina, brži je od Athlon 1.2GHz sistema na KT133 chipsetu, ali sporiji od istog Athlona koji se vrti na 9x133MHz (1.2GHz) na KT133A chipsetu. Na 800x600x16 razlika je čak 500 bodova. Bili smo sigurni da će P4 dominirati u ovom testu jer je 3dMark poznat po tome da je naklonjen Intelovim procesorima, no prevarili smo se.

Pretpostavljali smo da će Athlon biti bolji u Expendable timedemo testu jer mu on nekako "leži". No, nismo računali da će razlika biti baš ovoliko velika, čak i spram Athlona na 12x100. Za sad, Pentium 4 izgleda kao veliki gubitnik, pogotovo kad se uzme u obzir da ima 200MHz viši takt spram Athlone i da koristi memoriju koja je barem duplo skuplja.

Napokon test u kojem Pentium 4 dominira! Nismo iznenađeni da se radi o Quake 3 Areni - Q3 jednostavno obožava veliki memorijski bandwidth, a toga Pentium 4/i850/PC-800 RAMBUS imaju u izobilju.

Pretpostavljali smo da će i u FSAA Quake 3 testu dominirati Pentium 4, iako u puno manjoj mjeri, zbog toga što je tu usko grlo grafička kartica, a ne procesor. No, iz nekog razloga FSAA više leži Athlonu. Razlike su pak toliko male da se ovaj test može i ignorirati.

Quake 3 Arena crash

Moramo napomenuti još jednu stvar - kad bi vrtili Quake 3 loop test (tj. Quake demoe u beskonačnost) Quake 3 Arena bi se svaki put srušila na istom mjestu (i to točno nakon 43 minute što bi pokrenuli loop). Ista stvar u isto vrijeme dešavala se i pod Windowsima 2000. Nismo uspjeli dokučiti razlog rušenju ni do danas.

Sve u svemu, Pentium 4 nije baš briljirao pod Windowsima 98SE. Pogledajmo sad kakvi su rezultati testova pod Windowsima 2000 Professional:

Windows 2000

Pentium 4 opet pobjeđuje u Quake 3 Arena demo001 testu i to s velikom prednošću. Rezultati su nešto viši nego u Windowsima 98SE što ne čudi - Windowsi 2000 su puno napredniji. No, pohvale zaslužuju i NVIDIA driveri te Intel i VIA za dobro napravljene service packove.

FSAA test je više test grafičke kartice tako da nas ne čudi izjednačen rezultat. Zanimljivo je to da Pentium 4 napreduje par frameova po sekundi spram Windowsa 98, dok Athlon ostaje na identičnim brojevima.

Za kraj smo testirali performanse procesora kad se koristi za izradu profesionalne OpenGL grafike. Test koji je industrijski standard za to je SPECviewperf. Rezultati su sljedeći:

Uff! Od šest testova, Athlon 1.2GHz na KT133A platformi dobio je čak 4! Da stvar bude gora, i da nije KT133A chipseta, opet bi Pentium 4 bio gubitnik. Jedinu znantnu pobjedu odnaša u DRV-07 testu! Naravno, ovi testovi ne govore baš cijelu priču; ima testova u kojima Pentium 4 sigurno dobiva, npr. Flask. No, treba imati na umu da smo mi ipak testirali Pentium 4 na 1.4GHz, a ne trenutni top-model koji se vrti na 1.5GHz, s tim da tih 100MHz ima veći značaj nego što je slučaj kod bilo kojeg drugog procesora. S druge strane, Athlon bi pokazao još bolje rezultate da smo ga testirali na AMD-760 DDR chipsetu s PC-2100 memorijom.

Zaključak

Trenutno se Pentium 4 ne isplati. Skup je, a ne nudi performanse koje bi se od njega očekivale. Kada SSE2 postane standard i kad se platforma konsolidira na Socket-478 standardu, onda će Pentium 4 postati puno zanimljiviji. Pogotovo kad se pojavi sljedeći niz "četvorki" na još višem taktu (1.6GHz se očekuje vrlo skoro). Ako baš morate nabaviti Pentium 4 onda nikako ne uzimajte model na 1.3GHz jer je puno sporiji od Athlona, a bome ni ovaj na 1.4GHz. Pentium 4 1.5GHz je trenutno jedini P4 procesor koji vrijedi nabaviti. Žao nam je što Pentium 4 nismo mogli probati overclockati, no Intelova ploča nam to jednostavno nije mogla omogućiti. Kao i sve Intel ploče, D850GB se pokazala vrlo stabilnom (osim već spomenutog problema s Quake 3 Arena loop testom), ali za tweaking i overclocking ne nudi ništa.