Двухъядерные процессоры Intel Pentium D

В далеком 1989 г. в октябрьском номере журнала IEEE Spectrum была опубликована статья Microprocessors Circa 2000. В этой работе четверо сотрудников корпорации Intel (в том числе вице-президент Патрик Гелсингер), опираясь на закон Мура, предположили, что многоядерные процессоры появятся в начале нового столетия. И вот спустя шестнадцать лет их предсказания стали реальностью.

Довольно долгое время многопроцессорные системы были достоянием серверного сегмента, но в мае 2005 г. Intel представила на суд общественности свой первый двухъядерный процессор для настольных ПК. Новая технология стала одной из составных частей концепции «Цифровой дом», в рамках которой корпорация продвигает различные инновации.

Семейство двухъядерных процессоров представлено четырьмя моделями: Pentium D 820, 830, 840 и Pentium Extreme Edition 840. Их тактовые частоты ниже, чем у линейки Pentium 4, – от 2,80 GHz у младшей модели 820 и до 3,20 GHz у старшей Pentium D 840 и Extreme Edition. Все CPU серии имеют по 1 MB кэша второго уровня на ядро (1×2 MB). Энергопотребление (TDP – Thermal Design Power) несколько возросло – с 95 до 130 Вт. Это выше, чем у предыдущей линейки на ядрах Prescott и Prescott2M, заслуживших репутацию «горячих парней» (к примеру, TDP шестисотой и пятисотой серий колебался в пределах 84-115 Вт), так что нужно быть особенно внимательным к системе охлаждения и вентиляции корпуса при сборе компьютера.

Продукты нового семейства используют все современные технологии: SpeedStep – понижение напряжения и тактовой частоты процессора в моменты, когда не требуется максимальная производительность (недоступна в младшей 820-й модели и в 840 Extreme Edition), EM64T – исполнение 64-битовых инструкций и адресация больших объемов оперативной памяти, Execute Disable Bit – аппаратная защита от некоторых видов вирусов.

Постепенно сокращается разрыв между процессорами Extreme Edition и «обычными» продуктами. Раньше экстремальные CPU отличались высокой FSB (1066 MHz) и объемом кэша второго уровня 2 MB, но с выходом 600-й серии (2 MB L2) остался только один плюс – бόльшая частота системной шины. При хорошей материнской плате и удачном разгоне такой результат достижим и на обычных процессорах. С выходом же 800-й линейки частота шины в модели Extreme Edition была понижена до 800 MHz; теперь единственным преимуществом «экстремальности» является технология Hyper-Threading, позволяющая нарастить количество логических CPU до четырех.

В плане микропроцессорной архитектуры ничего принципиально нового в Pentium D мы не видим – это просто два ядра Prescott в одном корпусе. Но для построения системы на базе 800-й серии подойдут не все материнские платы, а только основанные на чипсете Intel 945 или более новом. При выборе набора системной логики от стороннего производителя стоит обратить внимание на совместимость с процессорами, к примеру, NVidia nForce 4 SLI Intel Edition не в полной мере поддерживает двухъядерные CPU – при установке Pentium D 820 будет работать только одно ядро.

Домашний сегмент приобретает все больше специфических черт, характерных прежде для серверного. Так, с выпуском двухъядерных Pentium по причине их высокой «прожорливости» на материнских платах появился 8-контактный разъем, потому при покупке нового процессора стоит приобрести и блок питания ATX 2.2.

Нашей целью было сравнение быстродействия двухъядерных и одноядерных процессоров на примере Intel Pentium D 840 (3,20 GHz, 2×1 MB L2) и Intel Pentium 640 (3,20 GHz, 2 MB L2). Первая часть тестирования – это пакет PCMark05. О нем мы подробно рассказывали в предыдущем номере, сейчас же просто приведем результаты. Двухъядерный CPU показывает прирост производительности около 17% по сравнению со своим «младшим братом». Затем мы использовали утилиту WinlauncherXP, которая позволяет управлять распределением ресурсов процессора для запускаемых приложений, и указывать количество задействованных процессоров/ядер в многопроцессорных/многоядерных системах, а также в системах с поддержкой Hyper-Threading.

Для определения производительности в реальных приложениях проводилось преобразование фильма DVD9 в DVD5 с помощью программы Clone DVD 2. В данном довольно типичном случае разница в быстродействии была минимальной, но этот факт говорит только о том, что продукт не адаптирован для работы с двухъядерными процессорами. Чтобы усложнить задачу, одновременно с кодированием DVD мы запустили Need For Speed: Most Wanted (в режиме 800×600, no AF, no AA). Затем задали для обоих приложений приоритет на использование ресурсов CPU с помощью WinLauncherXP и назначили для них разные логические процессоры. В результате при условии многопоточной работы производительность Pentium D оказалась выше на 22%. Современные ПК практически всегда работают в режиме многозадачности (например, офисные программы запускаются одновременно с почтовыми и коммуникационными клиентами, а также с антивирусами), поэтому подобный прирост быстродействия, позволяющий существенно сократить время отклика системы, окажется совсем не лишним. Кроме того, уже сегодня появляются игры, задействующие многопоточность, так что будущее персонального компьютинга, несомненно, за двухъядерными процессорами.