В начале февраля Intel aнонсировала четыре новых процессора Pentium 4 2.8, 3.0, 3.2 и 3.4 ГГц, основанных на долгожданном ядре Prescott, которое включает ряд нововведений, способных в самом ближайшем будущем изменить представления о производительности современного компьютера.

Обычно выход нового ядра процессора является первым серьезным шагом для перехода к каким-либо новым возможностям, которые на момент выпуска ядра не могут быть реализованы, однако в самом ближайшем будущем без них мы не сможем обойтись. Подтверждений для этого множество. Например, появление процессоров с поддержкой технологий ММХ и SSE. Тогда, несколько лет назад, мы могли с трудом представить себе, зачем все это надо и каким будет прирост производительности по сравнению с обычными процессорами Pentium. Зато сегодня очень сложно представить себе процессор без поддержки мультимедийных потоковых инструкций. То же самое происходит сегодня. Скорее всего, увидеть реальное преимущество новых процессоров на старых приложениях будет не просто, однако новые разработки, использующие эти дополнительные возможности, продемонстрируют необходимость развития технологии.
В этой статье мы рассмотрим основные особенности нового ядра, и, соответственно, попробуем сравнить возможности новых процессоров с процессорами, основанными на ядре Northwood/. Это позволит четко решить, стоит ли покупать новый процессор или можно обойтись стареньким, проверенным Northwood.

КАК ОТЛИЧИТЬ НОВЫЕ ПРОЦЕССОРЫ?

Новые процессоры имеют точно такую же конструкцию, что и процессоры, основанные на ядре Northwood, поэтому для их отличия Intel ввела новый индекс в названии процессора - Е. Например, процессор Pentium 4 3.2С имеет ядро Northwood, а Pentium 4 3.2Е выполнен на ядре Prescott, причем оба поддерживают шину 800 МГц и технологию НТ.
Вместе с выпуском четырех новых процессоров Intel представила процессор Pentium 4 3.4ЕЕ (Extreme Edition), основанный на ядре Northwood и имеющий 2 Mb кэш памяти третьего уровня, а также упрощенную версию Pentium4 2.8А, основанную на ядре Prescott c ограниченной частотой шины (533 МГц) и отсутствием поддержки технологии НТ.

ЧТО НОВОГО?

Новое ядро Prescott включает настолько много изменений, что об этом можно написать отдельную статью. Однако не всем нам интересно углубленно изучать сложные технические особенности, поэтому попробуем на понятном, человеческом языке рассмотреть, какие преимущества или недостатки дают все эти нововведения.
Итак, начинаем с самого ядра. Prescott выполненo по новой 90-нанометровой технологии, что позволило уменьшить размеры площади самого кристалла, при этом общее число транзисторов было увеличено более чем в два раза. Если ядро Northwood имеет площадь 145 кв. мм. и на нем размещено 55 миллионов транзисторов, то ядро Prescott имеет площадь 122 кв.мм., при этом на нем расположено 125 миллионов транзисторов.

НОВЫЕ SSE ИНСТРУКЦИИ

В связи с использованием в процессорах AND технологии SSE2 Intel.представила в новом Prescott новую технологию SSE3, включающую 13 новых потоковых инструкций, которые увеличат производительность некоторых операций, как только программы начнут использовать их. На самом деле SSE3 является не просто расширением SSE2, эта технология не только добавляет новые инструкции, она позволяет облегчить и автоматизировать процесс оптимизации готовых приложений средствами компилятора. Другими словами, разработчику ПО не надо будет переписывать код программы, необходимо будет только перекомпилировать ее. Таким образом, можно предположить, что воспользоваться новыми возможностями SSE3, позволяющими значительно увеличить производительность, мы сможем уже довольно скоро.

УВЕЛИЧЕННЫЙ ОБЪЕМ КЭШ ПАМЯТИ

Одним из важнейших изменений, с точки зрения производительности дополнений, можно считать увеличенный до 1Mb кэш второго уровня. Опыт показывает, чем больше кэш, тем выше производительность. Однако, при увеличении объема кэш памяти, увеличивается латентность. Что это значит и как это влияет на производительность? Здесь есть три варианта развития ситуации. Наибольшее увеличение производительности будет замечено в случае, если объем используемых приложением данных сравним с объемом кэш памяти. В этом случае увеличение объема кэш памяти в два раза заметно снижает процент "промахов" и повышает производительность, несмотря на увеличение латентности. Однако если объем используемых данных заметно меньше объема кэш памяти, то увеличение латентности негативно скажется на производительности. И третья возможная ситуация, когда объем данных заметно больше объема кэш памяти. В этом случае кэш памяти не будет влиять на производительность, т.к. основные задержки будут связаны со скоростными характеристиками памяти.
Объем кэш памяти первого уровня также был увеличен до 16 Kb, при этом возросла и латентность, но в данном случае это не очень важно.

УЛУЧШЕННАЯ ПРЕДВЫБОРКА ДАННЫХ

Для того, чтобы снизить негативный эффект от увеличенной латентности кэш памяти, а также просто увеличить производительность, ядро Prescott имеет улучшенный механизм предвыборки данных.

УЛУЧШЕННЫЙ Hyperthreading

Ядро Prescott включает улучшенную версию технологии Hyperthreading.В новую версию включено множество новых особенностей, способных оптимизировать многопоточное выполнение различных операций. Единственный недостаток новой версии заключается в необходимости перекомпиляции ПО и обновления ОС.

УВЕЛИЧЕННАЯ ДЛИНА КОНВЕЙЕРА

Для увеличения рабочей частоты будущих процессоров ядро Prescott имеет увеличенную длину конвейера с 20 до 31 ступени. Увеличение длины конвейера негативно сказывается на производительности в случае неправильного предсказания ветвлений. Проще говоря, если ветвление предсказаний будет выполнено неправильно, то будет сброшен весь конвейер, и все будет повторено снова. Для компенсации увеличения длины конвейера была улучшена технология предсказания ветвлений.

ПОЧЕМУ НОВЫЙ ПРОЦЕССОР ИМЕЕТ БОЛЬШУЮ РАБОЧУЮ ТЕМПЕРАТУРУ?

Те, кто уже попробовали новый процессор, заметили, что он имеет заметно более высокую рабочую температуру, чем предыдущее поколение процессоров. Это связано в первую очередь с уменьшением площади кристалла и увеличенным числом транзисторов, что незамедлительно сказалось на потребляемой мощности. Так, если по спецификации TDP процессор Northwood 3.20С потреблял 82W, тоPrescott 3.20Е потребляет уже 103W. В результате этого при 100% загрузке процессора температура увеличилась с 60 градусов до 80 градусов по Цельсию. Обращаем внимание, что некоторые платы, имеющие функцию аппаратного мониторинга, могут неадекватно среагировать на увеличение температуры и выключить компьютер. Поэтому прежде, чем использовать новый процессор, позаботьтесь об изменении критического уровня производительности.

СОВМЕСТИМОСТЬ

Несмотря на соответствие новых процессоров спецификации Socket 478 Р4, Intel изменила спецификации потребляемой мощности, и поэтому не все платы смогут поддержать новый процессор. Для некоторых моделей придется искать обновление BIOS.