Ретроклокинг: LGA 775 – становление20.09.2022 10:04

Оглавление

Вступление

Лаборатория продолжает цикл статей о ретроклокинге. Эта статья является плавным продолжением предыдущей «Ретроклокинг: LGA 775 — начало». Чтобы понять, что будет впереди, кратко изложу идею самой первой статьи.

До этого года я не спешил знакомиться с LGA 775, так как считал, что ярлык «Ретро» на него еще рано вешать. Но оказалось, что прошло целых 18 лет с момента появления первых CPU для данного процессорного разъема. Цифра существенная, процессоры и сама платформа наконец-то обрели совершеннолетие. До LGA 775 основными процессорами Intel были Pentium 4, которые устанавливались в Socket 478 и имели так называемые «ножки», а с приходом нового сокета с 775 контактами они этих ножек лишились.

В этом году примечателен ещё и тот факт, что спустя 18 лет прямой конкурент Intel — компания AMD, наконец-то приняла аналогичное технологическое решение, убрав у своих процессоров «ножки», и новые процессоры AMD Ryzen 7000-й серии будут устанавливаться в материнские платы, таким же образом, как и процессоры Intel 18 лет тому назад. Спорить о таком решении можно долго, мне лично больше нравятся процессоры с «ножками», поскольку их можно выровнять без особого труда, а вот в случае повреждения ножек на материнской плате пользователя ждут более серьёзные проблемы. Впрочем, скоро приверженцы «красного» лагеря с этой проблемой столкнутся лицом к лицу.

После смены сокета процессоры Pentium 4 в исполнении LGA 775 мало чем отличались от своих собратьев с 478 ножками, то же ядро «Prescott», те же тактовые частоты, поддержка памяти стандарта DDR-SDRAM первого поколения младшими чипсетами Intel. Но для старших чипсетов Intel полностью отказалась от устаревшей шины AGP для видеокарт и наделила новую платформу поддержкой памяти стандарта DDR2-SDRAM в старших чипсетах, тем самым отправив на покой устаревший тип оперативной памяти первого поколения.

Единственным значимым отличием новой платформы, выразившимся в количественном выражении, была увеличенная частота FSB, которая шагнула за пределы 800 МГц, и чем дальше шло развитие новой платформы, тем дальше шло увеличении частоты FSB. В прошлый раз для тестов я использовал материнскую плату, расположенную посередине двух эпох — DFI LanParty 875P-T. В её основе лежит топовый чипсет Intel 875P, который относится к предыдущему поколению процессоров Pentium 4, используется графический интерфейс AGP 8x и память стандарта DDR1-SDRAM. В этот раз я решил найти материнскую плату постарше, чтобы понять, сколько прибавит производительности новый стандарт оперативной памяти и новое поколение интерфейса для видеокарт. Это и является основной идеей статьи.

Подготовка тестового стенда

Выбирать материнскую плату на самом первом старшем чипсете, которым являлся i925X, особого смысла я не видел, так как прирост производительности ожидался небольшим. Я вообще хотел пропустить всю первую серию чипсетов Intel945/946/955/975 и остановиться на P965, который официально обзавелся поддержкой процессоров следующего поколения Intel Core 2.

Но каждый раз, когда я начинаю очередной эксперимент, появляется какая-нибудь неожиданность, не обошла она меня стороной и в этот раз. Для тестов я приготовил материнскую плату ASUS P5B-PLUS, которая досталась мне в боксовом исполнении и практически новой.

В основе платы лежит набор системной логики Intel P965, обеспечивающий поддержку процессоров Intel Pentium 4, Pentium D, Core2 Duo и даже Core2 Quad. Частота системной шины подросла до 1066 МГц, как и поддерживаемый стандарт оперативной памяти с частотой 800 МГц, это вам не DDR400, поддерживаемая чипсетом Intel 875P. Материнская плата относится к старшей линейке плат, текстолит сменил свой цвет с желтого на модный черный, плата лишилась всех электролитических конденсаторов и полностью пересела на твердотельные.

В прошлый раз DFI LanParty 875P-T не смогла нормально запустить процессор Pentium 4 Extreme Edition на ядре Prescott-2M с частотой 3.73 ГГц и частотой системной шины равной 1066 МГц. Я лишь мог наблюдать итоговую частоту равную 1400 МГц, поэтому в тестах он в прошлый раз не участвовал. ASUS P5B-PLUS успешно запустила процессор на положенной частоте, но всячески отказывалась подымать напряжение на ядро. Из-за этой «фишки» решено было отказаться от этой платы и искать другую.

В итоге была выбрана ASUS P5WD2 Premium, в основе которой лежит чипсет Intel 955X. Плата поддерживает частоту FSB: 1066, 800 и 533 МГц, Поддерживается оперативная память стандарта DDR2-SDRAM с частотами 533, 667 и 800 МГц. Плата оснащена тремя разъёмами PCI, одним PCI Express 1x, одним PCI Express x16 для видеокарт и Universal PCI-E Slot. По умолчанию он работает со скоростью 2х, но его можно переключить в более быстрый режим 4х, в результате чего отключится слот PCI Express 1x. Таким образом плата готова к multi-GPU конфигурациям.

Питание к плате подаётся посредством 24-контактного разъёмом питания и дополнительного 8-ми контактного, в который при случае можно установить «устаревший» 4-х пиновый 12 вольтовый разъем. Также дополнительно возле основного 24-х пинового разъема добавлен дополнительный Molex разъем, который необходимо задействовать, если планируется установка двух видеокарт.

Материнская плата имеет четырехфазную схему питания, в которой установлены 5 конденсаторов емкостью 1000 мкФ и 15 конденсаторов емкостью 820 мкФ, а сам модуль питания прикрыт алюминиевым радиатором. Как видно производитель серьезно отнесся к системе питания платы, которая явно позиционируется как плата для энтузиастов и любителей разгона.

Плата позволяет изменять настройки всех основных напряжений в очень широком диапазоне:

• Vcore от 1.275 В до 1.7 В с шагом 0.0125 В;
• Vmem от 1.8 В до 2.3 В с шагом 0.05 — 0.1 В;
• North Bridge от 1.5 В до 1.65 В с шагом 0.05 В;
• South Bridge выбор auto, 1.05 В, 1.20 В;
• FSB Termination Voltage от 1.2 В до 1.5 В с шагом 0.1 В.

Частоту FSB возможно изменять в диапазоне от 100 до 450 МГц с шагом 1 МГц. Для разгона я использовал утилиту ClockGen версии 1.0.5.3, которая на лету позволяет менять частоту FSB. Также плата имеет внушительный набор делителей для частоты FSB/оперативной памяти, который устранит узкое место при разгоне системы.

ASUS P5WD2 Premium имеет кучу разных фирменных фич и специальных технологий, которые призваны улучшить производительность. К одной из таких относится ASUS Hyper Path 3, задача которой — улучшить показатели быстродействия подсистемы оперативной памяти, этакий аналог PAT для чипсета Intel 875P.

Тестовый стенд и тесты

Так как основной идеей было сравнение одних и тех же процессоров, но с разными материнскими платами и различным типом используемой оперативной памяти, то участниками будут те же самые процессоры, что использовались с материнской платой DFI LanParty 875P-T. Это Pentium 4 630, 641, 650 и Extreme Edition 3.73 ГГц. Это процессоры, основанные на ядрах «Prescott-2M» и «CedarMill».

Чтобы завершить эпопею со всеми «пентиумами» на LGA 775, я также добавил остальных представителей, относящихся к различным семействам. Поэтому помимо ядер «Prescott-2M» и «CedarMill» будут также доступны процессоры на ядрах «Smithfield», к которым относятся процессоры Pentium D 800-й серии и «Presler», к которым относятся процессоры Pentium D 900-й серии.

Ну и чтобы картина была максимально полной, я добавил самого первого представителя Pentium 4 на ядре «Prescott» с одним мегабайтом кэш памяти 2-го уровня, относящегося к 500-й серии процессоров. Отдельное спасибо Дмитрию из Москвы, который передал мне эти и другие процессоры, которые еще будут фигурировать в будущих статьях.

Конфигурация тестового стенда:

• Процессоры:
  • Pentium 4 Extreme Edition 3.73 ГГц, Prescott-2M, LGA775;
  • Pentium 4 531, 3.0 ГГц, Prescott, LGA775, 90 нм, 1C/2T;
  • Pentium 4 630, 3.0 ГГц, Prescott-2M, 90 нм, 1C/2T;
  • Pentium 4 641, 3.2 ГГц, CedarMill, 65 нм, 1C/2T;
  • Pentium 4 650, 3.4 ГГц, Prescott-2M, 90 нм, 1C/2T;
  • Pentium D 840, 3.2 ГГц, Smithfield, 90 нм, 2C/2T;
  • Pentium D 945, 3.4 ГГц, Presler, 65 нм, 2C/2T;
• Материнская плата: ASUS P5WD2 Premium, чипсет Intel 955X;
• Оперативная память: OCZ DDR2 Reaper HPC Edition, 1200 МГц, PC2–9600, 2×1024 Мб;
• Видеокарта: MSI GeForce 6800 Ultra PCI-Express 512 Мб (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 R11.5;
• Cinebench R15;
• 3Dmark2001SE Pro b330;
• 3DMark 2003 v. 3.6.1;
• 3DMark 2005 v. 1.3.1.

Как вы могли заметить, процессоры Pentium D существенно отличаются от Pentium 4, они содержат два полноценных процессорных ядра, тогда как все остальные довольствуются одним с поддержкой технологии Hyper Threading. Эта особенность должна положительным образом сказаться на результатах в Cinebench.

Для охлаждения процессоров я использовал ретро суперкулер — Thermaltake Big Typhoon, и хочу сказать, что его хватает для использования процессоров по дефолту, но в разгоне его рассеиваемой мощности уже хватает в притык, несмотря на то, что я использую открытый стенд. Поэтому это его последнее появление, в следующих статьях, посвященных процессорам в исполнении LGA 775, будет использоваться другой охладитель.

Но несмотря на такую СО, Pentium 4 Extreme Edition 3.73 ГГц успешно работал на частоте 4100 МГц, а валидацию ему удавалось проходить на 4.5 ГГц при аналогичных условиях, но грелся он как настоящая печка. Судя по всему, кристаллы для этого процессора проходили селекционный отбор, так как разгон этому процессору давался легче, чем остальным «пентиумам».

Хуже всего показал себя Pentium D 840, где под крышкой находятся сразу два ядра «Prescott». С дефолтных 3.2 ГГц в итоге удалось выжать только стабильные 3.8 ГГц. Нагрев также был выше общепринятых значений и в ряде случаев температура подходила к 90С, что еще раз показывает, что Thermaltake Big Typhoon пора уходить на покой.

И перед результирующими таблицами тестов стоит упомянуть о нюансах разгона, связанных с материнской платой. По умолчанию для всех дефолтных режимов я включал в BIOS технологию ASUS Hyper Path 3, но как выяснилось эмпирическим путем, после повышения FSB свыше 230 МГц, у всей системы теряется стабильность и дальнейший разгон либо идет с трудом, либо вовсе невозможен, поэтому для форсированных режимов процессоров ASUS Hyper Path 3 была отключена в BIOS.

Вторая особенность касается срабатывания страпов, результат которых заключался в падении производительности, хотя заоблачных частот FSB не использовалось. Плюс предыдущей системы на чипсете Intel 875P заключался в том, что несмотря на использование устаревшего типа памяти, делитель частоты FSB к DRAM равен 1:1.

Что же посмотрим, как новый стандарт оперативной памяти, с возросшей частотой и увеличенными таймингами, а также использование новейшего графического интерфейса скажутся на итоговой производительности и какая из платформ окажется по итогу быстрее.

Результаты тестирования

Super Pi mod. 1.5XS

Как видно из таблицы, в разгоне, наличие DDR2-SDRAM памяти и нового чипсета принесли дополнительные дивиденды к итоговой производительности. Скоростные характеристики оперативной памяти стандарта DDR2 хорошо раскрываются после 700 МГц, а на «дефолтных» 533 МГц она явно проигрывает низко латентной DDR-SDRAM первого поколения. Благодаря новой платформе, Intel стала чуть ближе к AMD, но барьер в 1 ГГц, как паритет производительности между двумя платформами все еще сохраняется.

PiFast v. 4.1

Прирост производительности у новой платформы здесь также имеется, но до AMD все еще далеко. Весьма радует тот факт, что на частоте 4100 МГц Pentium 4 531, основанный на ядре «Prescott», с одним мегабайтом кэша второго уровня очень неплохо показывает себя данном бенчмарке.

wPrime v. 1.43

А вот и первый тест с поддержкой многопоточности. В наши дни многопоточность является уже обыденным делом и число процессорных ядер в десктопном сегменте скоро будет насчитывать пару десятков, а тогда все только начиналось. Если в прошлый раз процессоры AMD занимали лидирующие позиции, то сейчас полноценный двухъядерный процессор Pentium D 840, работая на своей дефолтной частоте обгоняет налегке своего самого быстрого конкурента. А разогнанному Pentium 4 531 удалось пободаться с заместителем лидера «зеленого» лагеря.

HWBOT Prime v. 0.8.3

Первые Athlon FX, лишенные SSE3 инструкций, сразу оказались за бортом. Как ни странно, платформа с чипсетом Intel 875P и DDR-SDRAM памятью первого поколения оказалась значительно быстрее, хотя сам тест дает приличную разбежку в результатах, но в данном случае я совершал три прогона для каждого CPU и выбирал лучший результат. За счет поддержки многопоточности платформа Intel одержала итоговую победу.

WinRAR x86 v. 5.40

В WinRar на новой платформе я получил самые неоднозначные результаты. Скорее всего причина во внутренних делителях частоты FSB: DRAM и работы этого механизма. Новая платформа с DDR2-SDRAM начисто показывает низкие результаты при архивировании данных. Но если посмотреть на результат Pentium 4 Extreme Edition 3733 МГц, у которого FSB работает синхронно 1:1 с DDR2 памятью, то видно, что такой результат работы намного эффективнее результатов с большей тактовой частотой процессора и памяти, но использующих дробные делители FSB: DRAM.

Cinebench R11.5

В Cinebench процессоры Pentium D с ядрами «Smithfield» и «Presler» на дефолтных частотах одержали уверенную победу над AMD Athlon 64 FX-57, работающим на пределе своих возможностей.

Cinebench R15

В Cinebench версии постарше, только результат разогнанного AMD Athlon 64 FX-57 до 3,5 ГГц с помощью системы фазового перехода, смог вклиниться между результатами настоящих двухъядерных процессоров.

3DMark 2001 SE Pro b330

3DMark 2001 SE положительно отреагировал на память следующего поколения, но победа все равно осталась за AMD. Посмотрим, как будут обстоять дела в 3DMark«ках постарше.

3DMark 2003 v. 3.6.1

В 3DMark образца 2003 года позиции двухъядерных процессоров Intel укрепились и разогнанному Pentium D 945 до 4000 МГц наконец-то удалось одержать победу.

3DMark 2005 v. 1.3.1

В 3DMark 2005 процессоры Intel с памятью DDR2-SDRAM взяли вообще все верхние строчки результатов.

AIDA64 5.50.3600

Cache and Memory benchmark:

Заключение

При сравнении результатов двух платформ можно сделать вывод, что польза от использования более скоростного типа оперативной памяти и графического интерфейса есть, но для этого память DDR2-SDRAM должна «созреть». На частотах чуть выше обычной DDR-SDRAM пользы от нового (на тот момент) стандарта памяти не наблюдается, а вот на работе с частотой с полуторакратным преимуществом разница уже появляется.

Intel очень долго выжимала все соки из микроархитектуры Netburst, которая дебютировала еще с первыми Pentium 4 на Socket 423, производившимися по нормам 180 нм, и дошла до техпроцесса 65 нм, умудрившись разместить два Pentium 4 под теплораспределительной крышкой процессора, но особых дивидендов ей это не принесло. Слишком уж длинным был конвейер процессора в рамках используемой микроархитектуры, и даже заоблачные (по сравнению с прямым конкурентом) тактовые частоты не смогли кардинальным образом склонить чашу весов в свою сторону.

Нужна была новая микроархитектура, которой в скором времени станет «Core», и расстановка сил изменится.

Кроме хардварной составляющей в этом промежутке времени сыграло и развитие самого софта, который только начал осваивать многопоточность. В этом плане Intel сделала правильный шаг, и её ставка в итоге сыграла. Большинство игр еще какое-то время оставались однопоточными — в них решающую роль играло одно ядро и его удельная производительность, но чем дальше шло развитие в этом направлении, тем выгода от готовности предложить пользователю больше ядер/потоков становилась решающим фактором.

События этой осени в чем-то напоминают мне аналогичную картину прошлого. Переход с DDR4 на DDR5, смена процессорных поколений, разве что ядер стало в десять раз больше. Но до сих пор производительность на одно ядро в ряде случаев является решающим фактором и зачастую одним количеством уже не отделаешься, но эта тема будет началом для новой статьи, которая должна быть интереснее!

Полный текст статьи читайте на overclockers.ru