Ретроклокинг: LGA 775 – начало19.02.2022 09:18

Оглавление

Вступление

Лаборатория продолжает цикл статей о ретроклокинге. После многочисленных обзоров и тестов, посвященных процессорам AMD серии Athlon 64 FX, настало время познакомиться с их прямыми конкурентами.

В конце прошлого материала я задался риторическим вопросом, а можно ли рассматривать LGA 775 в контексте ретроклокинга? Если Socket 939 давно канул в лету и практического применения не имеет, то LGA 775 еще можно назвать реально используемым в быту в наши дни, благодаря поддержке четырехъядерных процессоров и оперативной памяти стандарта DDR3-SDRAM. Но если взглянуть на календарь, получается, что LGA 775 уже пенсионер по процессорным меркам, ведь ему этим летом стукнет 18 лет. Разъем-долгожитель, не иначе.

Самое интересное во всей этой истории то, что оба этих сокета (939 и 775) появились в одно и то же время — летом 2004 года, но временные периоды использования у них отличаются.

Естественно, за все время существования LGA 775 менялись спецификации и стандарты, было выпущено не одно поколение материнских плат на различных чипсетах, которые физически и программно не могли быть совместимы со всеми выпущенными процессорами.

Но даже этот факт не отменяет заслуги Intel в том, что компания до конца старалась поддерживать преемственность различных поколений и микроархитектур в рамках одного процессорного разъема, хотя бы для совместимости систем охлаждения.

Начало

Первые процессоры Pentium 4 появились еще в исполнении Socket 423, а период их расцвета и зрелости выпал на Socket 478, где они в рамках своих ядер Northwood и Prescott преодолели трёх гигагерцовый барьер. А дальше случилась «сокетная» революция. Летом 2004 года компания Intel представила первые процессоры для масс, лишенные привычных всем ножек. Вместо этого конструктивно сам LGA 775 или Socket T содержал подпружиненные контакты, а процессор получился голым.

Вначале со стороны пользователей было много критики в сторону Intel, поскольку при не очень аккуратной установке процессора в сокет контакты на материнской плате легко повреждались и вернуть их обратно на место зачастую было невозможно. Равнение ножек процессора было куда более безобидным и простым занятием. Теперь это бремя Intel с легкостью перенесла на производителей материнских плат.

Первые процессоры на новом сокете носили прежнее имя — Intel Pentium 4 и Celeron. Процессорное ядро — Prescott осталось прежним со времен Socket 478, просто процессор приобрел новую упаковку. Первыми вышли модели с частотами от 2.8 до 3.6 ГГц. Для различия разных Pentium 4 для моделей в исполнении LGA 775 Intel придумала систему индексов, начинающихся с 520-й модели. Но наиболее важным отличием от всех своих собратьев по предыдущему сокету, у новых процессоров была реализована поддержка 64-х битных инструкций. Данная технология получила аббревиатуру — EM64T.

Хотя, истории известны случаи поддержки процессорами с Socket 478 64-х битных инструкций, но это скорее исключение из общего правила. Благодаря наличию 64-х битных инструкций и технологии Hyper Threading, дававшей возможность одному процессорному ядру выполнять два потока одновременно, появилась возможность конкуренции с первыми AMD Athlon 64, в распоряжении которых было одно процессорное ядро, которое могло обрабатывать только один поток, но делало оно это очень и очень быстро, в отличие от длинноконвейерного Pentium 4.

Первыми наборами системной логики от самого чипмейкера стала плеяда чипсетов 900-й серии. Архитектурных различий между младшим i915P и старшим i925X набором системной логики не было. Младший чипсет поддерживал 533 МГц системную шину, а старший i925X мог работать на частоте 800 МГц. Разграничения также коснулись и поддерживаемого типа оперативной памяти. Младший чипсет мог работать с DDR-SDRAM первого поколения, а старший работал только с новым стандартом оперативной памяти DDR2–400/533.

Если сейчас посмотреть на аналогичную ситуацию со старшим актуальным чипсетом Intel Z690 для процессоров 12-го поколения Alder Lake, который поддерживает сразу два стандарта оперативной памяти DDR4 и DDR5-SDRAM, то можно констатировать, что Intel стала более лояльна к своим пользователям в этом вопросе.

В наши дни подразумевается, что производитель процессов равнозначен производителю чипсетов. Но на заре становления LGA 775 все было иначе. Свои наборы системной логики для нового сокета представили сразу несколько компаний: SiS, VIA, ATI и nVidia. Если вернуться к чипсетам Intel, то одно из нововведений новый платформы заключалось в полном отказе от шины AGP, хотя другие производители системной логики все еще предлагали свои решения, где рядом с Socket LGA 775 соседствовал разъем AGP 8x.

В результате, в тот временной промежуток времени у пользователей был широкий выбор различный вариаций конфигураций, куда входили оба стандарта поддерживаемой оперативной памяти и оба стандарта интерфейса графических ускорителей.

Подготовка тестового стенда

Так как я в полной мере хотел ощутить всю прелесть того переходного периода, то в данной статье к вопросу подготовки тестового стенда я решил подойти не совсем стандартным путем. Сразу бросаться в поиски нафаршированной материнской платы с DDRII памятью и PCI-Express разъемом для видеокарты мне не хотелось, ведь первые Athlon 64 FX довольствовались оперативной памятью DDR-SRAM первого поколения и AGP интерфейсом. Поэтому мне хотелось, чтобы первоначальная система на LGA 775 была как можно ближе к ней по характеристикам.

Собирать конфиг на базе системной логики от VIA или SiS мне также не хотелось ввиду их низкой производительности. Выход из данной ситуации был найден благодаря материнской плате, основанной на предыдущем топовом наборе системной логики Intel 875P с разъемом LGA 775, поддерживающим в полной мере графический интерфейс для видеокарт AGP 8x и оперативную память стандарта DDR1-SDRAM. Все это вместе взятое, с поддержкой технологии Performance Acceleration Technology (PAT), должно было сделать подсистему оперативной памяти еще более отзывчивой, при работе в двуканальном режиме.

Но перед тем, как назвать героиню, я немного остановлюсь на материнских платах с LGA 775 и чипсетах, которые характерны для предыдущих поколений процессоров.

Думаю, ни для кого не секрет, что такие платы производила компания AsRock. У неё можно встретить различных монстров и мутантов на Intel 848P, 865PE, 865G, 865P, а вот на топовом Intel 875P практически никто не выпускал, видимо из-за дороговизны такого рода решения. Популярными решениями также являются наборы системной логики от VIA — PT880Pro/Ultra. Чего только стоит упоминание о AsRock 4CoreDual-SATA2/VSTA. Про чипсеты SiS я рассказывать не буду, ибо они ничем примечательным не запомнились.

Насколько мне известно, существует всего две модели материнских плат разъемом LGA 775 и чипсетом Intel 875P. Одна из них — Shuttle XPC SB77G5, которая устанавливалась в MiniPC (Barebone) одноименного производителя и оттого имеет нестандартные размеры и компоновку. Поэтому единственной ATX-совместимой материнской, с таким набором характеристик — является DFI LanParty 875P-T. Собственно, она и является главной участницей данного тестирования.

DFI LanParty 875P-T

Найти такую плату сейчас непростая задача. Материнские платы DFI серии LanParty находятся на хорошем счету у оверклокеров и для тестирования процессоров AMD Athlon 64 FX они являются лучшим выбором.

Внешне плата выглядит вызывающе, оранжевый оверский цвет присутствует на всех PCI разъемах, а также на слотах памяти и AGP разъеме. По оснащению перед нами далеко не бюджетная модель. На ней можно встретить гигабитный сетевой контроллер Marvell, Firewire контроллер. Южный мост ICH5R обеспечивает плату стандартной парой IDE разъемов и парой SATA интерфейсов с поддержкой RAID.

Дополняет картину шестиканальный звук на основе кодека Realtek ALC655. Но с точки зрения оверклокинга, наиболее полезные фишки данной платы заключаются в наличии кнопок Power и Reset, а также обусловлены возможностями её BIOS.

Система питания процессора построена с использованием твердотельных конденсаторов и насчитывает четыре фазы питания. В то время большинство материнских плат довольствовались трехфазной системой питания с применением электролитических конденсаторов. По аппаратной составляющей и внешнему виду к этой плате у меня нет претензий, все разведено грамотно и с удобством.

Посмотрим, на что способна её BIOS. У пользователя есть возможность изменять напряжение на процессоре в очень широком диапазоне: от 0.8375 В до 1.9750 В, что позволяет разгонять до предела любые процессоры.

Напряжение на AGP интерфейсе изменяется в диапазоне от 1.5 В (штатное) до 1.8 В с шагом 0.1 В. Не обделена вниманием и подсистема питания оперативной памяти, которая позволяет подымать напряжение со штатных 2.5 В до 3.2 В с шагом 0.1 В.

Также материнская плата имеет возможность установки фиксированной частоты для PCI и AGP интерфейсов. Данный параметр можно установить принудительно в Disabled, 33/66, 73/36 и 40/80 МГц соответственно. Системную шину можно изменять в диапазоне от 100 до 400 МГц с шагом 1 МГц.

Как видно из имеющихся настроек по изменению напряжений, все выглядит достойно, но есть один минус, который заключается в отсутствии регулировки напряжения на чипсете. А так как разгон системной шины является основным источником повышения производительности, то все вышеперечисленные достоинства могут немного потеряться на фоне этого обстоятельства.

Мне непонятно, почему инженеры из DFI лишили оверклокеров такой возможности, ведь процессоры Intel Pentium 4 Extreme Edition лишены свободного множителя, тогда как у процессоров AMD Athlon 64 FX с этим все в полном порядке.

Насколько этот нюанс отразится на данном эксперименте — посмотрим ниже, но на штатных настройках плата работает, как ей и полагается, а разгон — это уже дальнейшая деятельность на свой страх и риск.

Для любителей моддинга DFI предусмотрела подсветку платы в ультрафиолете, а для забывчивых реализовала сохранение профилей конфигураций BIOS благодаря технологии CMOS reloaded.

Тестовый стенд и тесты

С материнской платой мы разобрались, осталось определиться с процессорами. Первыми процессорами для LGA 775 были Pentium 4 на ядре Prescott, которое имело L1 кэш объемом 16 Кбайт и L2 кэш объемом 1 Мбайт, все то же самое, как и у своих Socket 478 собратьев. На смену 500-й серии Pentium 4 через семь месяцев пришла новая 600-я серия процессоров, в основе которых лежало все то же ядро Prescott, но с увеличенным в два раза L2 кэшем.

Процессорное ядро Prescott-2M обеспечило ассортимент моделей от 3 до 3.6 ГГц. Все процессоры производились по прежнему 90 нм техпроцессу и имели результирующую частоту системной шины 800 МГц. Грелись они, конечно, сильнее, так как их TDP подобрался к отметке 115 Вт без учета разгона. В то время как флагманы AMD довольствовались 89-ваттным теплопакетом.

Для любителей экстрима и обладателей толстых кошельков компания Intel выпустила процессор Pentium 4 Extreme Edition на ядре Prescott-2M с частотой 3.73 ГГц и частотой системной шины 1066 МГц. Это был первый процессор Intel с такой высокой частотой FSB. Несмотря на его принадлежность к серии Extreme Edition, он имел заблокированный множитель. Забегая вперед, скажу, что данный экземпляр будет принимать участие в этом тестовом эксперименте.

Затем в Intel, пересмотрев свое отношение к торговой марке «Pentium 4», решили, что новые процессоры, которые будут основаны на новом ядре Smithfield, следует назвать Intel Pentium D. Первые модели относились к 800-й серии и включали версии с порядковыми номерами от 805 с частотой 2.67 ГГц до 840 с частотой 3.2 ГГц. Это были первые натуральные двухъядерные CPU, производимые в рамках все тех же 90 нм.

Освоение техпроцесса 65 нм позволило Intel сделать процессорные ядра Prescott-2M более экономичными и энергоэффективными. Такие «старые процессоры на новый лад» получили процессорное ядро с названием CedarMill. Они относились к 600-й серии, но в конце моделей была добавлена единица, чтобы была хоть какая-то возможность отличать их от собратьев, производимых в рамках 90 нм техпроцесса. Пара ядер CedarMill под одной крышкой дала жизнь процессорам Pentium D, относящимся к 900-й серии, ядро которого получило название Presler.

По сути, в Intel до появления первых моделей с микроархитектурой Core пытались выжать из имеющейся микроархитектуры Netburst все, что только возможно. Весь этот зоопарк мне и хотелось бы испытать на материнской плате DFI LanParty 875P-T, но чуда не произошло. Материнская плата не поддерживает работу с процессорами Intel Pentium D, а вот процессоры с ядром CedarMill она прекрасно понимает. Так как это первая статья в рамках знакомства с LGA 775, оставим их на следующий раз.

Конфигурация тестового стенда

Процессоры:

• Pentium 4 Extreme Edition 3.73 ГГц, Prescott-2M, LGA 775;
• Pentium 4 630, 3.0 ГГц, Prescott-2M, LGA 775;
• Pentium 4 641, 3.2 ГГц, CedarMill, LGA 775;
• Pentium 4 650, 3.4 ГГц, Prescott-2M, LGA 775.

Материнская плата:

• DFI LanParty 875P-T, чипсет Intel 875P.

Оперативная память:

• A-DATA Vitesta PC4800 DDR600, 2×512 Мб (PC3200) на чипах Samsung TCCD;

Видеокарта:

• Gainward GeForce 6800 Ultra AGP 256 Мбайт (winXP — Forceware 81.85, Win7×64 — Forceware 190.62).

Тестирование проводилось в Windows XP Sp3×32 и Windows 7×64 Sp1 с помощью следующего ПО:

• Super Pi mod. 1.5XS (задача 1M);
• PiFast v. 4.1;
• wPrime v. 1.43;
• HWBOT Prime v. 0.8.3;
• WinRAR x86 v. 5.40;
• Cinebench 2003;
• Cinebench R11.5;
• Cinebench R15;
• 3DMark 2001SE Pro b330;
• 3DMark 2003 v. 3.6.1;
• 3DMark 2005 v. 1.3.1.

Разгон в Windows XP осуществлялся с помощью утилиты ClockGen 1.0.5.3, которая позволяет на лету изменять частоту системной шины материнской платы. Для изменения таймингов в ОС лучшим средством будет являться еще один инструмент оверклокера — утилита MemSet.

После сборки стенда и начала тестирования первым в сокет отправился Intel Pentium 4 Extreme Edition 3.73 ГГц. Чтобы уравнять шансы с платформой AMD, я использовал все тот же суперкулер из прошлого — Thermaltake Big Typhoon.

Первоначально я думал, что будет что-то невероятное, хотя, учитывая, что множитель x14 у этого процессора за $999 залочен, ничем примечательным он от других моделей Pentium 4 600-й серии не отличается.

Но здесь меня ждал сюрприз. Плата, не понимая частоты системной шины 1066 МГц (266×4), запускала систему в своем «безопасном» режиме на частоте FSB = 400 МГц (100×4), что вдвое меньше, чем стандартная частота системной шины для всех моделей процессоров. Итого: результирующая частота экстремального процессора при таком поведении составила скромные 1400 МГц. Выходом в данной ситуации мог стать BSEL mod с принудительным переводом шины процессора на работу в 800 МГц, но стоит ли игра свеч? Придется вычеркнуть этот Prescott и взять остальные. Больше проблем такого рода с оставшимися процессорами не было.

Я не стал добавлять в тестирование «пентиумы» 500-й серии с 1 Мбайт кэш-памяти второго уровня, так как они будут слабоваты для соперничества с заряженными AMD Athlon. Их удел — Socket 478.

На что мог рассчитывать начинающий оверклокер на старте продаж платформы LGA 775, приобретя такую материнскую плату DFI? Лучшие материнские платы на Socket 478 преодолевали отметку 300 МГц в разгоне по FSB, но они имели возможности для повышения напряжения на чипсете. В данном случае DFI LanParty 875P-T лишена такой функциональности.

Максимальная валидация разгона по FSB составила 270 МГц. Стабильная работа находится ниже этого параметра, в районе 250 МГц. С учетом такой частоты FSB можно рассчитывать на работу процессора на 4 ГГц. А учитывая то, что номинальная частота первого Athlon 64 FX составляет 2.2 ГГц, то этой цифры должно хватить, тем более у «пентиумов» целых 2 Мбайт кэша второго уровня.

Результаты тестирования

Super Pi mod. 1.5XS

При работе на штатных настройках у Pentium 4 нет никаких шансов против первого AMD Athlon 64 FX-51, частота которого меньше на целый гигагерц. А вот в разгоне до 4 ГГц представитель «синих» добивается паритета с разогнанным до 2.65 ГГц Athlon 64 FX-53. Оба процессора работают на своих максимальных частотах, но между ними 1.35 ГГц разницы в тактовой частоте. Кукурузные гигагерцы в действии!

PiFast v. 4.1

Полное поражение всего «синего» лагеря, который не спасают даже высокие тактовые частоты. Микроархитектура одержала победу над частотой.

wPrime v. 1.43

Чуда не произошло. Возможно, здесь спас бы ситуацию Intel Pentium 4 Extreme Edition 3.73 ГГц, в следующий раз я это проверю.

HWBOT Prime v. 0.8.3

А тут настоящий сюрприз! Этот кросс-платформенный тест, написанный на языке Java, отлично распараллеливает потоки, благодаря чему двухпоточные Pentium 4 везде одерживают победу. Не стоит забывать, что первые Athlon FX не поддерживали наборы инструкций SSE3.

WinRAR x86 v. 5.40

Преимущество в архивировании достигается за счет распараллеливания потоков, большого кэша и наличия быстрой памяти. В данном случае многопоточность сыграла свое дело, и команда «синих» ушла в отрыв.

Cinebench 2003

Хотя Cinebench и использует многопоточность, но в данном случае сохраняется паритет «Intel + 1 ГГц = AMD».

Cinebench R11.5

Cinebench R15

Ничего не меняется, правило 1 ГГц работает и здесь.

3DMark 2001 SE Pro b330

Для 3D игр процессоры AMD подходили лучше, благодаря более короткому конвейеру и лучшей производительности на такт. Но данный тест хорошо откликается на изменение любых параметров «железа», в следующий раз эти процессоры будут выступать с DDR2-SDRAM. Будет интересно увидеть прирост производительности.

3DMark 2003 v. 3.6.1

3DMark 2005 v. 1.3.1

AIDA64 5.50.3600

Чтение из памяти, Мбайт/с:

Чтение из памяти разогнанного до 4 ГГц Prescott-2M находится на уровне значений DDR2-SDRAM памяти. А ведь это даже не DDR500 и выше. Это лишний раз подчеркивает, что при смене технологических стандартов предыдущее поколение ничуть не хуже только что анонсированного.

Запись в память, Мбайт/с:

Запись в память также находится на хорошем уровне. Удается оставить позади даже экстремальные версии Intel Core, которые появятся много позже.

CPU Queen:

В целочисленных операциях чуда не произошло; единственное благодаря разгону позади остался экстремал за $999.

Cache and Memory benchmark:

Заключение

Первое знакомство с новым сокетом оставило двоякое впечатление. С одной стороны, в многопоточных задачах ядро Prescott-2M показало себя положительно, но это все то же ядро Prescott, корни которого уходят в Socket 478, пусть и с вдвое увеличенным кэшем второго уровня. Несмотря на высокие тактовые частоты, организация конвейера исполнения команд процессора явно проигрывает конкуренту.

С другой стороны, эти процессоры хорошо разгоняются, и в данном случае сдерживающим фактором явилась материнская плата. Скорее всего, можно было выжать еще пару сотен мегагерц, но и они кардинально не решили бы всех проблем.

Так или иначе, это только начало развития этой платформы, пусть даже в таком не совсем стандартном для неё исполнении: без слота PCI-Express для графических ускорителей и без поддержки оперативной памяти стандарта DDR2-SDRAM. Тем интереснее будет сравнить полученные результаты с будущими и посмотреть, какой прирост дает использование этих технологий.

Полный текст статьи читайте на overclockers.ru