Spoločnosť Intel uviedla 3. novembra na trh nový procesor v produktovej línii stolných systémov. Ide o technologicky najvybavenejší exemplár z vývojových dielní spoločnosti, ktorý uzrel svetlo sveta už na jar tohto roku, kedy bol neoficiálne ohlásený na Intel Developer Fóre s taktovacou frekvenciou 3,2 gigahertza. Netrvalo teda dlho a pustili sme sa do testovania tejto horúcej novinky i my v našej redakcii.

Výkon v skratke

I keď si to nie každý používateľ uvedomuje, výkon procesora závisí od dvoch hlavných faktorov. Prvým je kmitočet, na ktorom procesor beží, ktorý je udávaný typicky v gigahertzoch. Druhým dôležitým údajom je, koľko inštrukcií, čiže najjednoduchších príkazov určených pre procesor je možné v jednom takte súčasne spracovať. Súčin týchto dvoch veličín nám v základných rysoch charakterizuje možný výkon procesora. Nie každý takt je však efektívne využitý. Práve preto uzrela svetlo sveta technológia, ktorú označujeme pojmom HyperThreading.

Dva procesory, či jeden HyperThreading využíva jedinú výpočtovú jednotku procesora, ku ktorej priraďuje jej dva operačné stavy. Navonok sa tak jediný procesor javí akoby šlo o dvojprocesorový systém. Prináša to so sebou hneď dve výhody. Pri kombinácii so správnou čipovou sadou (i865, i875), BIOSom podporujúcim túto technológiu (prostredníctvom služieb ACPI) a vhodným operačným systémom (GNU/Linux, Microsoft Windows XP...) je možné využiť v priemere o 25 percent výkonu navyše pri rovnakom taktovaní. Súčasne systém okamžite reaguje na podnety užívateľa, i keď sa niektorej z aplikácií podarilo jeden z virtuálnych procesorov zablokovať jeho 100 percentným vyťažením. Táto technológia integrovaná v procesor Intel Pentium 4 Extreme Edition je. Jej výhody si môžu vychutnať užívatelia, ktorý súčasne pracujú vo viacerých aplikáciách, poprípade na pozadí počúvajú hudbu, či prezerajú iné multimédiá.

Dvojmegabajtová cache

Do hry však vstupuje i tretí faktor, ktorý umožní procesoru zbaviť sa nedostatočnej rýchlosti okolitých komponentov (hlavne RAM). Je ním vyrovnávajúca pamäť cache, ktorá slúži na dočasné uloženie bežiaceho programu a dát, s ktorými pracuje do medzipriestoru, ktorý je mnohonásobne rýchlejší ako operačná pamäť. Táto sa nachádza priamo na kremíkovom substráte procesora. Mnohokrát nastáva situácia, kedy procesor plytvá svojim výkonom, pretože čaká na dopravenie dát. Nie je to však prípad „Extrémneho" procesora. Vývojári pridali okrem tradičných 512kb L2 cache navyše ďalšie dva megabajty cache L3, ktorá je dostatočne veľká na to, aby do nej bolo možné uložiť niekoľko nasledujúcich videosnímkov, či iných multimediálnych alebo aplikačných dát. Keďže práve grafika a multimédiá sú dominantou hier, v dnešnom teste sa zameriame na prínos, ktorý tento procesor prináša.

Test

Aby bolo možné uskutočniť testovania, zostavili sme v redakcii systém pozostávajúci zo základnej dosky Intel D875PZB Bonanza, ktorú sme osadili procesorom Intel Pentium 4 Extreme Edition HT 3,2 GHz, gigabajtom operačnej pamäte DDR400 v dvojkanálovom zoskupení, grafického akcelerátora ATI Radeon 9800PRO a pevného disku Seagate Barracuda 7200.7 SerialATA. Použité komponenty tvorili vyváženú zostavu, ktorá v plnej miere podporovala všetky použité technológie. V úlohe operačného systému sme zvolili Microsoft Windows XP Proffesional Edition.

V prvom kroku sme sa zamerali na zistenie prítomnosti L3 vyrovnávajúcej pamäte, ktorou sa procesor líši od všetkých svojich konkurentov. Vďaka plnej podpore nového procesora nám diagnostické nástroje tento fakt preukázali.

Oproti procesoru Intel Pentium 4 HT 3,2 GHz sa spotreba z 90W zvýšila na 94W. Produkcia tepla však vzrástla takmer nepatrne. Spôsobené to je 113 miliónmi tranzistorov navyše, ktoré zabezpečujú funkciu L3 cache. Z celkového počtu 168 miliónov je to neprehliadnuteľné množstvo. Mnohé znaky však nasvedčujú tomu, že základom procesoru nie je pôvodný Pentium 4 HT, ale o triedu vyšší model Intel Xeon, používaný typicky v serveroch a výkonných pracovných staniciach. Okrem technických parametrov to naznačuje i cena, ktorá bola stanovená na 925 amerických dolárov.

Prvá séria testov bola zameraná na syntetický výpočtový výkon procesora. Siahli sme preto po nástrojoch SiSoft Sandra 2003 a PCMark 2002, ktoré uskutočňujú odhad výpočtovej sily. Túto sme porovnali s procesorom bez 2MB cache. Ako naznačuje graf dosiahnutých hodnôt procesory spracovávali príliš malé objemy dát, aby sa prínos cache prejavil.

Internetové zdroje (www.intel.com) však uvádzajú výpočtové ope- rácie v priemyselných testoch SPECfp_base2000 a SPECint_base2000 prinášajú pri intenzívnom zaťažení vo výpočtovo náročných aplikáciách v priemere o 20 percent vyšší výkon ako je tomu pri procesore Pentium 4 HT s rovnakou taktovacou frekvenciou.

V druhom kroku sme sa snažili zistiť vplyv dvojmegabajtovej cache na výkon procesora v produktívnom desktopovom prostredí. V tomto prípade sme prostredníctvom špecializovaných testov SYSMark 2002, Winbench99... simulovali kancelársku a bežnú aplikačnú prácu, kde sme dosiahli nasledujúce výsledky.

Testy naznačili, že i pri bežnej práci v aplikáciách možno dosiahnuť zvýšenie výkonu, ktoré dosahuje v priemere 10 percent. V dobe testu však ešte nebol k dispozícii test PCMark 2004, ktorý dokáže objasniť problematiku presnejšie.

Tretia skupina testov nám pomohla sústrediť sa na herné možnosti nového procesora a prínos rozsiahlej L3 cache na tejto parkete. Ako výsledky jednotlivých testov naznačujú, nový procesor prináša zvýšenie výkonu takmer o 15 percent. V praxi to znamená s takmer 25 percentným nárastom vďaka technológii HyperThreading celkových 40 percent výkonu navyše, oproti štandardnej procesorovej rade Intel Pentium 4 s frekvenciou FSB533 pri zachovaní rovnakej frekvencie.

Záver

Súčasné trendy naznačujú, že s narastajúcou komplexnosťou operačných systémov a aplikačného vybavenia, ktoré čoraz bližšie smerujú k multimédiám, rastie i záujem užívateľov o dosiahnuteľný výkon. Úspechy megabajtovej cache pri mobilných procesoroch Intel Pentium M načrtli cestu pre budúce desaťročie, ktoré sa bude niesť s novými operačnými systémami v novom duchu. Okrem nezadržateľného nárastu frekvencií budeme čeliť i technologickým zdokonaľovaniam procesorov, kde si svoju pozíciu zaslúži i cache pamäť, a to i napriek svojej vysokej nákladovosti.

Milan Gigel