AMD & Intel: Kaksi ydintä

22.05.2005 00:00

Tämän kevään kuumin juttu prosessoririntamalla on ehdottomasti ollut AMD:n ja Intelin kisailu kaksiytimellisten prosessoreiden herruudesta. AMD ilmoitti jo hyvissä ajoin Dual Core -suunnitelmistaan ja K8-arkkitehtuuri onkin alusta alkaen suunniteltu kahta ydintä silmällä pitäen. Intel puolestaan teki viime syksynä strategisen käännöksen ja alkoi keskittyä korkeiden kellotaajuuksien sijasta suuriin välimuisteihin ja useampaan ytimeen. Lopputuloksena yritys esitteli IDF Spring 2005 -tapahtumassa maaliskuussa Pentium D- ja Pentium EE 840 -prosessorit.

Muropaketin testipenkkiin saatiin pienien mutkien kautta molempien valmistajien kaksiytimelliset prosessorit. AMD lähetti oman pressikittinsä mukana Athlon 64 X2 -perheen huippumallin eli 4800+-prosessorin. Intel puolestaan toimitti testiin yrityksen ainoan markkinoilla olevan kaksiytimellisen prosessorin eli Pentium Extreme Edition 840:n. Tässä artikkelissa tutustummekin pikaisesti molempiin prosessoreihin, niiden lämmöntuottoon ja tehonkulutukseen, suorituskykyyn ja ylikellotukseen sekä lisäksi vertailemme hieman kokoonpanojen hintoja keskenään. Vertailuna mukaan on otettu AMD:n puolelta Athlon 64 FX-55 ja Athlon 64 3800+ sekä Intelin puolelta Pentium 4 660.

AMD Athlon 64 X2 4800+

Kaksiytimelliset prosessorit ovat olleet AMD:n suunnittelupöydällä jo 90-luvun lopulta lähtien K8-arkkitehtuuria (Athlon 64 & Opteron) suunniteltaessa. Myös muistiohjaimen integroiminen prosessoriin on ollut kaukaa katsottuna viisas teko ja siitä on hyötyä varsinkin kahden ytimen kanssa. Ytimet kommunikoivat keskenään System Request Interfacen kautta, johon ytimet lähettävät pyyntöjä ja resurssien vapautuessa ne ohjataan oikealle ytimelle. Tämän ratkaisun ansiosta prosessorin ulkoista väylää ei tarvitse kuormittaa ytimien keskinäisellä kommunikoinnilla. Yhteinen muistiohjain huolehtii kommunikoinnista ytimien ja keskusmuistin välillä. Kuten kaaviosta nähdään, on molemmilla ytimillä lisäksi omat L1- ja L2-välimuistinsa.

Kahden ytimen yhdistäminen vaatii luonnollisesti lähes kaksinkerroin transistoreita ja sitä myöten enemmän pinta-alaa. AMD:n siirtyessä 90 nanometrin valmistustekniikkaan, tuli samalla myös tuplaytimien valmistaminen ajankohtaiseksi. 130 nm:n tekniikalla ytimen pinta-ala olisi ollut liian suuri. Yllä olevassa kuvassa näemme Athlon 64 X2 -prosessorin 199 neliömillimetrin suuruisen ytimen verrattuna 90 nm:n tekniikalla valmistettuun yhdellä ytimellä varustettuun Opteron-prosessoriin. Athlon 64 X2:n ydin sisältää 233 miljoonaa transistoria ja kuten ytimen kaaviokuvasta nähdään, suurimman osan siitä vie kahden megatavun L2-välimuisti.

AMD julkaisi 21. huhtikuuta palvelimiin tarkoitetut kaksiytimelliset Opteron-prosessorit ja esitteli samalla työpöytäkäyttöön tarkoitetut Athlon 64 X2 -prosessorit. AMD ei vielä tässä vaiheessa virallisesti julkaissut Athlon 64 X2 -prosessoreita, vaan on luvannut tuoda ne markkinoille kesäkuussa.

Fyysisesti Athlon 64 X2 4800+ ei eroa aikaisemmista Socket 939 -kantaisista Athlon 64 -prosessoreista mitenkään ja Athlon 64 X2 -prosessorit toimivatkin BIOS-päivityksen jälkeen Socket 939 -kantaisissa emolevyissä. Uuteen tekniikkaan siirtyminen ei siis tässä tapauksessa vaadi esimerkiksi uutta emolevyä, muisteja tai näytönohjainta. Ainoa ulkoinen eroavuus on heatspreaderin päällä olevat tekstit, jotka paljastavat prosessorin todellisen luonteen.

AMD esitteli toukokuun alussa neljä mallia Athlon 64 X2 -tuoteperheeseen, joka aiemmin tunnettiin koodinimellä Toledo. Kaksiytimellisten prosessoreiden mallinumerot ovat 4200+, 4400+, 4600+ ja 4800+, ne jatkuvat siitä missä tehokkain Athlon 64 -prosessori on tällä hetkellä (4000+). AMD:n mallimerkinnät ovat jo pitkän aikaa olleet aivan tuulesta temmattuja, joten selvyyden vuoksi on syytä kerrata mitä niiden taakse kätkeytyy. 4200+ toimii 2,2 GHz:n kellotaajuudella ja sen ytimet on varustettu 512 kilotavun L2-välimuistilla. 4400+ toimii myös 2,2 GHz:n kellotaajuudella, mutta L2-välimuistin määrä on yksi megatavu per ydin. Kaava toistuu Athlon 64 X2 4600+- ja 4800+-prosessoreiden kohdalla eli 4600+ toimii 2,4 GHz:n kellotaajuudella ja L2-välimuistia on 512 kilotavua per ydin. Ei liene kovinkaan vaikea päätellä, että 4800+ toimii 2,4 GHz:n kellotaajuudella ja molemmat ytimet sisältävät megatavun suuruisen L2-välimuistin.

AMD:n siirryttyä 90 nm:n valmistustekniikkaan se esitteli kaksi uutta Revision E -ydintä. Venice-ydin on Revision E3, joka sisältää 512 kilotavun L2-välimuistin ja San Diego -ydin puolestaan Revision E4, joka sisältää megatavun suuruisen L2-välimuistin. Uudet Revision E -ytimet Athlon 64 X2 mukaan lukien sisältävät SSE3-käskykannan. Kaikki uudet Athlon 64 -prosessorit perustuvat Venice-ytimeen, mutta 3700+- sekä 4000+-malleista on saatavilla myös San Diego -ytimeen perustuvia malleja. Joskus tulevaisuudessa julkaistava Athlon 64 FX-57 perustuu niin ikään San Diego -ytimeen.

Athlon 64 X2 -mallien hinnoittelu menee seuraavasti: 4200+ $537, 4400+ $581, 4600+ $803 ja 4800+ $1001. Tällä hetkellä 2,6 gigahertsin kellotaajuudella toimiva Athlon 64 FX-55 kustantaa $837 eli se vastaa hinnaltaan Athlon 64 X2 4600+ -prosessoria.

Muun muassa prosessorin tiedot näyttävä CPU-Z tunnisti uuden A64 X2:n puoliksi oikein, mutta esimerkiksi koodinimi, valmistustekniikka, kotelointi ja revision jäivät pimentoon. Tekniikaltaan L1- ja L2-välimuistit eivät eroa Athlon 64 FX-55:n välimuistista. Prosessorin käyttöjännite oli CPU-Z:n mukaan 1,36 volttia, mutta emolevyltä mitattuna jännitemittari näytti 1,49V. Valitettavasti Athlon 64 X2 -prosessorit ovat kerroinlukittuja ylöspäin eli kerrointa pystyy haluttaessa vain laskemaan. Athlon 64 FX -sarjan prosessorit pysyvät siis ainoina, joissa kerrointa pystyy vapaasti muuttamaan.

Pressikitin mukana tullut A8N-SLI Deluxe -emolevy käynnistyi Athlon 64 X2 4800+ -prosessorin kanssa normaalisti, vaikka pienoisia tunnistusongelmia olikin havaittavissa. Ainoa uudesta prosessorista johtuva ongelma esiintyi Asus A8N-SLI Deluxe -emolevyn mukana tulleita Asus Probe- ja AiBooster-ohjelmia asennettaessa. Kumpikaan sovellus ei suostunut asentumaan vaan kaatuivat kesken asennuksen. Prosessorin lämpötilaa tarkkailtiin NVIDIAn omalla nTune-ohjelmalla, joka ei oikein muuta sitten näyttänytkään kunnolla. Windows XP SP2:lla ei tunnistusvaikeuksia ollut, vaan kahden ytimen kuormat löytyivät heti Task Managerista.

Alla pari linkkiä AMD:n Multi-Core-tekniikasta kertoville sivuille:

AMD launches Dual-Core AMD Opteron processors

AMD Athlon 64 X2 Dual-Core Processor FAQ

AMD Multi-Core technology

Intel Pentium EE 840

Intelin suunnitelmat kaksiytimellisistä prosessoreista eivät ole välttämättä olleet aivan yhtä määrätietoiset kuin AMD:llä. Täytyy kuitenkin muistaa, että yritys esitteli vuonna 2002 Hyper-Threading-ominaisuuden, jonka avulla pystytään kahta säiettä suorittamaan samanaikaisesti. Tätä tekniikkaa AMD ei ole syystä tai toisesta toistaiseksi implementoinut prosessoreihinsa. Eräs syy saattaa olla se, että Athlon 64 -prosessoreiden liukuhihna on jonkin verran Pentium 4 -prosessoreiden liukuhihnaa lyhyempi, joten yksi säie menee linjan läpi nopeammin. Hyper-Threading-ominaiisuden hyötysuhde ei kuitenkaan ole 100 %, kuten kahdella fyysisellä ytimellä. Niillä kahta säiettä pystytään suorittamaan täysin samanaikaisesti. Jos kahteen ytimeen lisätään vielä Hyper-Threading-tuki, pystyy prosessori käsittelemään neljä säiettä samanaikaisesti.

Intel esitteli ensimmäisen kerran kaksiytimellisiä prosessoreitaan julkisesti tämän kevään IDF Spring 2005 -tapahtumassa maaliskuussa. Yllä olevassa kuvassa Intelin Pat Gelsinger esittelee kaksiytimellisiä prosessoreita, joita on olemassa kannettaviin tietokoneisiin tarkoitetusta Yonahista palvelimiin tarkoitettuun Montecitoon asti. Yhteensä Intelillä on parhaillaan käynnissä noin 20 eri moniytimellisiin prosessoreihin liittyvää kehitysprojektia.

Intelin ensimmäiset kaksiytimelliset prosessorit eivät teknisesti yllä AMD:n tasolle. Kaksi Prescott-ydintä on käytännössä vain ”liimattu” toisiinsa ja valmistettu samalle piilastulle. Intelin ratkaisussa molemmat ytimet käyttävät kommunikointiin yhtä ja samaa ulkoista väylää, joka toimii linkkinä myös muistiohjaimelle. AMD:n ratkaisussahan ytimet pystyivät kommunikoimaan keskenään System Request Interfacen avustuksella prosessorin sisällä.

Työpöytä- ja työasemakäyttöön Intel on toistaiseksi esitellyt yhden ainoan kaksiytimellisen prosessorin, joka on Smithfield-koodinimellä tunnettu Pentium Extreme Edition 840. Yritys puhui IDF Spring 2005 -tapahtumassa myös Smithfieldin kevennetystä versiosta, joka on viralliselta nimeltään Pentium D. Käytännössa Pentium D -prosessoreista on kytketty Hyper-Threading-ominaisuus pois päältä. Pentium Extreme Editionissa on siis kaksi fyysistä ydintä ja kaksi loogista ydintä, kun Pentium D:ssä on ainoastaan kaksi fyysistä ydintä.

Myös Pentium EE 840 on päällisin puolin samanlainen, kuin vanhat Socket 775 -kantaiset Pentium 4 -prosessorit, lukuun ottamatta hieman erilaista pintaliitoskomponenttien sijoittelua prosessorin alapuolella. Kyseisen engineering samplen heatspreaderista ei valmistusmaata tai muutakaan kovin järkevää tietoa saanut irti. Vaikka kaksiytimelliset Pentium EE- ja Pentium D -prosessorit ovat koteloinniltaan ja kannaltaan identtisiä nykyisten Pentium 4 -prosessoreiden kanssa, vaativat ne toimiakseen uuteen i955X-piirisarjaan perustuvan emolevyn. Intelin tapauksessa kaksiytimellisiin prosessoreihin ei siis siirrytä yksinkertaisella BIOS-päivityksellä.

Intel julkaisi 18. huhtikuuta lehdistötiedotteen jossa kerrottiin, että Alienware, Dell ja Velocity Micro alkavat myymään Pentium EE 840 -prosessorilla varustettuja kokoonpanoja. Intelin mukaan kokoonpanot on suunnattu ensisijaisesti tietokoneharrastajille ja viihteen suurkuluttajille, mutta toistaiseksi niiden saatavuus on ollut lähes olematonta. Pentium EE 840 toimii 3,2 GHz:n kellotaajuudella ja sen molemmat ytimet sisältävät megatavun suuruisen L2-välimuistin. Prosessorin käyttöjännite on 1,2 – 1,4 volttia ja muihin ominaisuuksiin kuuluu Pentium 4 600-sarjan prosessoreista tutut Execute Disable Bit- ja EM64T-tekniikat. Käytännössä Pentium EE 840 onkin kaksi Pentium 4 540J -prosessoria yhdistettynä yhdelle piilastulle + 64-bittinen EM64T-laajennus.

CPU-Z-ohjelman uusin versio tunnisti Pentium EE 840 -prosessorin hivenen Athlon 64 X2:sta paremmin, mutta Brand ID ja Revision jäivät uupumaan. Prosessorin käyttöjännite tunnistui siten, että molempien ytimien jännite oli laskettu yhteen (1,392 V + 1,392 V = 2,784 V). Processor Selection -valikosta näkee, että fyysisiä prosessoreita ja loogisia yksikköjä on molempia kaksin kappalein. Kyseinen engineering sample -prosessori oli kerroinlukoton ja CPU-Z:n mukaan kerrointa pystyy vaihtamaan välillä 14 – 60.

Asuksen P5WD2 Premium -emolevy tunnisti prosessorin oikein ja myös kaikki prosessoriin liittyvät säädöt olivat paikoillaan. Windows XP SP2 tunnisti kaksi fyysistä prosessoria ja kaksi loogista yksikköä, jonka ansiosta Task Managerissa näkyy neljä kuormamittaria.

Vaikka Asus P5WD2 Premium -emolevy tunnisti prosessorin oikein, aiheuttivat DDR2-muistit suunnattomia ongelmia. Yllä olevassa kuvassa on Muropaketin testilaboratoriosta löytyvät Mushkinin, Corsairin, Kingstonin ja Crucialin DDR2-muistit. Mushkinin muisteilla kokoonpano ei postannut, Kingstonin muisteilla käyttöjärjestelmän asennus kaatui aina alkumetreillä ja välillä kokoonpano hukkasi näytönohjaimen biossin, Corsairin muisteilla ei juuri post-ruutua pidemmälle päästy. Ainoastaan Crucialin Ballistix DDR2 -muisteilla kokoonpano saatiin toimimaan vakaasti 4-3-3-10-asetuksilla. Pressikitin mukana toimitettu Intelin i955X-emolevy ei suostunut postaamaan millään yllä olevista muisteista. Toivottavasti ongelmat saadaan ratkaistua BIOS-päivityksen myötä, mutta nyt olo oli kuin uusien komponenttien beta-testaajalla.

Alla pari linkkiä Intelin Dual-Core-tekniikasta kertoville sivuille:

Intel Dual-Core Processor-Powered PC Systems First to Market

Intel Pentium Extreme Edition -tuotesivut

Intel Dual-core technology

Lämpötilamittaukset ja tehonkulutus

Kahden ytimen suurempi transistorimäärä lisää luonnollisesti myös prosessorin lämmöntuottoa. Intel Prescott -ytimen lämmöntuotosta on vitsailtu jo pian vuoden verran, joten mitenköhän suu pannaan, kun ytimiä on samalla piilastulla kaksin kappalein.

Yllä olevassa kuvassa ovat AMD:n ja Intelin toimittamat jäähdytysratkaisut kaksiytimisille prosessoreilleen. AMD:n toimittama jäähdytysratkaisu on Thermaltaken Silent 939 K8, josta löytyy kuparinen heatpipe-tekniikalla varustettu pohja ja kohtalaisen hiljainen 80 mm tuuletin. Coolerin kiinnitysmekanismi on helppokäyttöinen ja lukittuu varmasti prosessorin ympärillä olevaan kehikkoon. Intelin vakiocoolerissa on kuparinen ydin ja alumiininen viuhka sen ympärillä. Avomallinen tuuletin on myös hyvin hiljainen ja säätyy prosessorin lämpötilan mukaan. Intelin vakiocoolerin kiinnityksistä mainittakoon, että se saa allekirjoittaneelta arvosanaksi 4-.

Koska emolevyn mukana toimitettavat lämpötilan tarkkailuohjelmat eivät aina pidä täysin paikkaansa, mittasimme lämpötilan myös molempien coolereiden pohjasta. Pohjan massa on sen verran suuri, että lämpötilan ei pitäisi lyhyellä aikavälillä vaihdella radikaalisti. Lämpömittarin anturi teipattiin pohjaan kiinni ja cooleri asennettiin paikoilleen. Prosessoreita kuormitettiin S&M v1.6.0 -ohjelmalla, joka tuntuu olevan tällä hetkellä tehokkain prosessorin kuormittaja ja lämmittäjä.

AMD Athlon 64 X2 4800+

Wavetek Meterman -lämpötilamittarin anturi teipattiin Thermaltaken coolerin kuparipohjaan kiinni ja mittari näytti aloituslämpötilaksi 23,5 astetta.

Suurempi versio kuvasta

15 minuutin rasituksen jälkeen prosessorin lämpötila oli tasaantunut NVIDIA nTune Monitorin mukaan 64 asteeseen. Coolerin pohjaan asetettu anturi ilmoitti pohjan lämpötilaksi tasan 46 astetta. Eroa nTunen ilmoittaman prosessorin lämpötilan ja siilin pohjan välille tuli 18 astetta.

Intel Pentium EE 840

Anturi Intelin vakiocoolerin pohjaan teipattuna mittari näytti ennen testejä lämpötilaksi tasan 23 astetta.

Suurempi versio kuvasta

15 minuutin rasituksen jälkeen Asus Probe näytti prosessorin lämpötilaksi uskomattomat 92 astetta. Coolerin pohjaan kiinnitetty anturi ilmoitti lämpötilaksi peräti 65,1 astetta. Huomion arvoinen seikka on se, että testikokoonpanomme oli kasattu avonaisena pöydälle eikä suljetun kotelon sisälle. Kokeilimme asettaa 120 millimetrin tuulettimen puhaltamaan suoraan Intelin vakiocooleria kohti, jolloin Asus Probe ilmoitti prosessorin rasituslämpötilaksi enää 78 astetta. Kotelon ilmavirran on siis ehdottomasti oltava kunnossa, jos Pentium EE 840 -kokoonpanoa aikoo käyttää ilman huolia. Oma tuomioni on silti se, että kyseinen cooleri ei ole tarpeeksi tehokas Pentium EE 840 -prosessorille. Eroa Asus Proben ilmoittaman prosessorin lämpötilan ja siilin pohjan välille tuli 26,9 astetta.

Tehonkulutus

Prosessoreiden tehonkulutusta mitattiin Etechin PM300-energiamittarilla. Mittari kytkettiin molemmissa kokoonpanoissa pistorasian ja virtalähteen väliin. Lukema mittarin ruudulla kertoo siis koko kokoonpanon tehonkulutuksen. Arvoja tulkittaessa täytyy pitää mielessä, että virtalähteen hyötysuhde ei ole 100 %.

Kokoonpanoista otettiin ylös tehonkulutus Windowsin työpöydällä, 3D-rasituksessa sekä Cinebench 2003 -renderöintitestissä yhdellä tai useammalla ytimellä (ja loogisella yksiköllä). Tuloksista näkee selvästi, että tämän testin voiton nappaa kaksoisjohdolla Intelin prosessorit ja kiistattomaksi voittajaksi voidaan julistaa Pentium EE 840 -prosessori. 3DMark05-testissä, jolloin ei juurikaan rasiteta molempia ytimiä ja loogisia yksiköitä, mutta näytönohjain vie oman osuutensa, tehonkulutus oli Pentium EE 840 -prosessorilla 291 wattia. Kun Cinebenchin testissä molempia ytimiä ja loogisia yksiköitä kuormitettiin täydellä teholla, kipusi tehonkulutus samaan lukemaan, vaikka näytönohjainta ei rasitettu. Lämpötilamittauksissa käytetyn S&M-ohjelman rasitustestissä tehonkulutus menikin sitten jo yli 310 watin.

Eroa Pentium 4 660- ja Pentium EE 840 -prosessoreilla on lepotilassa 30 W, 3D-rasituksessa 20 W, yhtä ydintä rasitettaessa vaivaiset 7 W, mutta molempia ytimiä ja loogisia yksiköitä rasitettaessa 60 W. Pentium 4 660 -prosessorilla eroa pelkän ytimen ja ytimen sekä loogisen yksikön välille tulee 12 W, kun Pentium EE 840 -prosessorille tulee eroa yhden ytimen ja molempien ytimien ja kahden loogisen yksikön välille 60 W.

AMD:n puolella Athlon 64 X2 4800+ ja Athlon 64 FX-55 yltävät 3D-rasituksessa 250 watin tienoille. Cinebenchin rasittaessa Athlon 64 X2 4800+:n yhtä ydintä tehonkulutus on maltillinen 172 W ja kun molempia ytimiä rasitetaan, tehonkulutus nousee 200 wattiin. Eroa Athlon 64 X2 4800+- ja Pentium EE 840 -prosessoreiden tehonkulutuksessa Cinebenchin useamman prosessorin testissä on lähes 90 wattia.

Testitulokset

Suorituskykymittauksissa on mukana vanhoja tuttuja sekä joukko uusia testiohjelmia. Molemmissa testikokoonpanoissa käytettiin ATI Radeon X850 XT PE -näytönohjainta sekä Antecin TruePower 550 W -virtalähdettä. Testit ajettiin kaikilla viidellä prosessorilla vakiokellotaajuuksilla. Mukana testiohjelmista on SuperPi, SiSoft Sandra, PCMark04, Cinebench 2003, Kribibench 1.1, Everest 1.51, Sciencemark 2.0, CDex 1.51, WinRAR 3.42, 3DMark05 ja Doom 3.

AMD-kokoonpano

  • AMD Athlon 64 X2 4800+ (2 x 2,4 GHz, 1 MB)
  • AMD Athlon 64 FX-55 (2,6 GHz, 1 MB)
  • AMD Athlon 64 3800+ (2,4 GHz, 512 kB)
  • Asus A8N-SLI Deluxe (nF4 SLI)
  • 2 x Corsair XMS Pro 3200XL 512 MB (2-2-2-5)
  • ATI Radeon X850 XT PE
  • Seagate Barracuda 120 GB SATA
  • Antec TruePower 550W
  • Catalyst 5.4
  • Windows XP SP2

Intel-kokoonpano

  • Intel Pentium EE 840 (2 x 3,2 GHz, 1 MB)
  • Intel Pentium 4 660 (3,6 GHz, 2 MB)
  • Asus P5WD2 Premium (i955X)
  • 2 x Crucial Ballistix 5400 DDR2 512 MB (4-3-3-10)
  • ATI Radeon X850 XT PE
  • Seagate Barracuda 120 GB SATA
  • Antec TruePower 550W
  • Catalyst 5.4
  • Windows XP SP2

SuperPi-testi ei optimoinneista, monisäikeistyksestä tai useammasta prosessorista juurikaan hyödy, mutta kyseessä on sen verran suosittu testiohjelma, että se otettiin mukaan suorituskykymittauksiin. Kun piin arvo laskettiin miljoonan desimaalin tarkkuudella, voiton vei Athlon 64 FX-55 kahden sekunnin erolla Athlon 64 X2 4800+:aan. Athlon 64 3800+ ja Pentium 4 660 päätyivät tasatulokseen ja peräpäätä pitää Pentium EE 840.

Kahdeksan miljoonan desimaalin testissä järjestys on sama. Eroa Athlon 64 FX-55:n ja Pentium EE 840:n välille syntyy 72 sekuntia. Pienempi tulos on parempi, mittayksikkö on sekunti.

SiSoft Sandran CPU-testi ajettiin siten, että jokaisella prosessorilla käytettiin vain yhtä ydintä ja testisäiettä, mutta jos oli mahdollista, suoritettiin testit myös useammalla ytimellä ja säikeellä. Käytetyt ytimet ja säikeet on merkitty Y-akselille esimerkiksi (2/2).

Yhden ytimen ja säikeen testissä voiton vie Athlon 64 FX-55 ja toisena tulee jälleen Athlon 64 X2 4800+. Athlon 64 3800+ jää vain hieman Athlon 64 X2 4800+:sta. Useampaa ydintä ja säiettä käytettäessä Athlon 64 X2 4800+ repäisee kunnon johdon, johon pystyy ainoastaan jonkinlaista vastusta antamaan Pentium EE 840 kahdella ytimellä ja neljällä säikeellä. Suurempi tulos on parempi, mittayksikkö Dhrystone-testissä on MIPS ja Whetstone-testeissä MFLOPS.

Futuremarkin PCMark04-testissä Intel on tähän asti näyttänyt kaapin paikan HyperThreading-tukensa ansiosta. Nyt kuitenkin Athlon 64 X2 4800+ vie pidemmän korren 900 pisteen turvin Pentium EE 840 -prosessoriin nähden. Pentium 4 660 suoriutuu testistä jonkin verran Athlon 64 FX-55- ja 3800+-prosessoreita paremmin. Suurempi tulos on parempi, mittayksikkö on PCMarkit.

Cinebench 2003 -testissä renderöidään kuva joko yhden tai useamman prosessorin ja loogisen yksikön turvin. Yhden prosessorin testissä voiton vie Athlon 64 FX-55, mutta kun käyttöön otetaan molemmat ytimet ja Intelin tapauksessa loogiset yksiköt, mennään FX-55:sta ohi vasemmalta ja oikealta. Athlon 64 X2 4800+ suoriutuu renderöinnistä hiuksen hienosti Pentium EE 840 -prosessoria nopeammin. Pentium 4 660 parantaa renderöintiaikaansa HyperThreading-ominaisuuden turvin 14 sekunnilla. Pienempi tulos on parempi, mittayksikkö on sekunti.

KribiBench 1.1 -renderöintiohjelmassa käytettiin Realistic-asetusta renderöimiseen ja tuloksia mitattiin viidellä eri testillä. Ohjelma tukee useampaa ydintä ja HyperThreading-ominaisuutta, joten yhdellä ytimellä varustetut Athlon 64 FX-55 ja 3800+ jäävät tässä testissä pahasti jalkoihin. Athlon 64 X2 4800+ ja Pentium EE 840 ovat hyvin tasaisia tässä testissä, Pentium EE 840:n ottaessa kuitenkin pienoisen niskalenkin. Suurempi tulos on parempi, mittayksikkö on ruutua sekunnissa.

Everestin suorituskykymittauksissa testataan muistin luku- ja kirjoitusnopeutta sekä mitataan muistin viive. Muistin luku- ja kirjoitustesteissä Pentium-kokoonpanot vievät hienoisen voiton, mutta DDR2-muistit ottavat viivetestissä turpaan oikein olan takaa. Luku- ja kirjoitustesteissä suurempi tulos on parempi, mittayksikkö on MB/s. Viivetestissä pienempi tulos on parempi ja mittayksikkö on ns.

Sciencemarkissa mitataan L1- ja L2-välimuistien sekä keskusmuistin kaistanleveyttä. AMD:n prosessorit pärjäävät hyvin tasaisesti kyseisessä testissä Pentium EE 840:n jäädessä pahasti kaikissa testeissä jälkeen. Testiohjelma ei tunnistanut Pentium 4 660 -prosessorin välimuisteja oikein, joten tulokset jäivät uupumaan. Suurempi tulos on parempi, mittayksikkö on MB/s.

CDex-testissä käännettiin 400 megatavun suuruinen WAV-tiedosto OGG-formaattiin ja käännökseen kulunut aika otettiin ylös. AMD-osasto vie voiton ja Pentium EE 840 -prosessorilla käännös kestää 40 sekuntia kauemmin kuin Athlon 64 X2 -prosessorilla. Pienempi tulos on parempi, mittayksikkö on sekunti.

WinRAR-testissä sama WAV-tiedosto pakattiin parhaimmalla laadulla RAR-pakettiin. Voiton vie jälleen Athlon 64 FX-55, mutta tällä kertaa Pentium 4 660 nappaa toisen sijan. Pentium EE 840 jää Athlon 64 X2:sta seitsemän sekuntia. Pienempi tulos on parempi, mittayksikkö on sekunti.

3DMark05-testissä ei juuri ole useammasta ytimestä tai loogisesta yksiköstä hyötyä, mutta silti Athlon 64 X2 4800+ suoriutui hieman Athlon 64 FX-55:sta paremmin. Pentium EE 840 jäi jälleen pitämään perää. Suurempi tulos on parempi, mittayksikkö on 3DMarkkia.

Doom 3:n demo1-testissä Athlon 64 FX-55 vie voiton, mutta Athlon 64 X2 4800+ on vain marginaalisesti jäljessä. Pentium EE 840 suoriutuu tästäkin testistä heikoimmin Pentium 4 660:n viedessä siitä voiton 10 fps:n erolla. Suurempi tulos on parempi, mittayksikkö on ruutua sekunnissa.

Ylikellottaminen

Valitettavasti kiireisen aikataulun vuoksi ajoimmen ylikellotustestit ainoastaan VapoChill LS -kompressorijäähdytyksellä.

AMD Athlon 64 X2 4800+

Athlon 64 X2 4800+:aa kokeiltiin ensin Asus A8N-SLI Deluxe -emolevyllä, vaikka käyttöjännitettä ei pystynytkään korottamaan. Myös ClockGen-ohjelmasta oli kertoimen ja jännitteensäätö pois käytöstä. Yllätykseksi prosessori kuitenkin venyi VapoChill LS:n avustamana jopa kolmen gigahertsin kellotaajuudelle, jolla myös ajettiin SuperPi 1M -testi läpi. PCMark04- ja Cinebench 2003 -testit ajettiin läpi pykälää alhaisemmalla 2950 MHz:n kellotaajuudella.

Huomasin, että DFI:n LanParty nF4 SLI-DR -emolevylle oli juuri ilmestynyt 5/10 beta-BIOS, jonka luvattiin tukevan uusia Athlon 64 X2 -prosessoreita. Emolevy viriteltiinkin iskuun välittömästi ja biossista löytyi mahdollisuus prosessorin käyttöjännitteen korottamiseen ja kertoimen laskemiseen.

Suurempi versio kuvasta

Suurempi versio kuvasta

Suurempi versio kuvasta

Vähän päälle kolmen gigahertsin kellotaajuudella SuperPi 1M rullasi läpi 27,5 sekunnissa, PCMark04-tulokseksi muodostui 9017 ja Cinebench 2003 -testi vierähti läpi 33,5 sekunnissa.

Suurempi versio kuvasta

Nurkissa sattui olemaan myös 20 litran kannu nestemäistä typpeä (LN2 -196C), joten ajelimme pienet ensitestit myös kunnon jäähdytyksellä. Erittäin pikaisissa testeissä PCMark04 saatiin ajettua läpi 3233 MHz:n kellotaajuudella ja PCMark04-testissä syntyi uusi maailmanennätys: 9364. Kyseessä ei ole missään tapauksessa prosessorin maksimikellotaajuus LN2-jäähdytyksellä, vaan vastaan tuntui ottavan emolevy tai näytönohjain. Myöhemmin kesällä on luvassa 10 000 pisteen metsästys PCMark04-testissä, jolloin kokoonpanoon lyödään kiinni WD Raptor -kiintolevyt RAID-tilassa sekä näytönohjainta ylikellotetaan.

Intelin puolella ylikellotustestit eivät sujuneet aivan nappiin. Alle neljän gigahertsin kellotaajuuksilla kaikki tuntui toimivan ihan hyvin, mutta kyseisen rajanpyykin jälkeen prosessorin lämmöntuotto alkoi viimeistään olla taivaissa. VapoChill LS ei yksinkertaisesti enää pystynyt jäähdyttämään prosessorin tuottamaa lämpökuormaa. Vaikka SuperPi 1M -testi saatiin ajettua läpi vielä 4,45 – 4,5 GHz:n kellotaajuudella, ei huomattavasti raskaampia ja pidempikestoisia PCMark04- tai Cinebench 2003 -testejä saatu ajettua läpi edes 4,1 GHz:n kellotaajuudella. VapoChill LS:n LCD-näyttö näytti höyrystimen lämpötilaksi -31 astetta ja Asus Probe näytti prosessorin lämpötilaksi 33 astetta!

Suurempi versio kuvasta

Suurempi versio kuvasta

Emolevyn virransyötön komponentit prosessorikannan ympärillä olivat testien aikana tulikuumia. Prosessori ei ollut juurikaan kerännyt jäätä ympärilleen yli tunnin mittaisissa testeissä, vaikka normaalisti kompressorijäähdytyksellä prosessorin ympäristö on täysin jään peitossa. Pentium EE 840 -prosessorin ylikellottamista ei voi missään tapauksessa suositella pelkällä ilmajäähdytyksellä.

Loppusanat

Aivan ensimmäiseksi voisi kysyä, kuka tarvitsee kaksiytimellisiä prosessoreita? Jos et ole tähänkään asti nähnyt ehdotonta tarvetta kahden prosessorin järjestelmään, tuskin tarvitset kaksiytimellistä prosessoria heti Intelin ja AMD:n tuotejulkistusten myötä.

Aikaisemmin kahden prosessorin järjestelmän kasaamiseen on vaadittu AMD-osastolla kaksi Opteron 2xx -sarjan prosessoria, serveri- tai työasemaemolevy ja kenties jopa rekisteröidyt ECC-muistit. Intelin puolella vaihtoehtona on ollut lähinnä Xeon-prosessorit ja niille sopiva emolevy ECC-muisteilla varustettuna. Uusien Athlon 64 X2- ja Pentium EE -prosessoreiden myötä voidaan tuplaprosessorijärjestelmä kasata normaaliin työpöytäkokoonpanoon tarkoitetuilla osilla. AMD:n puolella päästään kaikista helpoimmin sillä nykyisestä Socket 939 -emolevyyn perustuvasta kokoonpanosta saadaan kaikki osat käyttöön pelkällä BIOS-päivityksellä. Intelin puolella vaaditaan vähintään uuteen i955X-piirisarjaan perustuvaan emolevyyn siirtymistä.

Athlon 64 X2 4800+ tarjosi hyvin pehmeän laskeutumisen kaksiytimellisten prosessoreiden maailmaan. AMD:n lähettämä pressikitti toimi ilman minkäänlaisia ongelmia ja harmailta hiuksilta säästyttiin testisession aikana. Prosessorin suorituskyky oli varsin hyvällä tasolla verrattuna yrityksen tämän hetken huippumalliin eli Athlon 64 FX-55 -prosessoriin. Lämpötilamittaukset eivät suuria yllätyksiä tarjonneet ja ylikellotustesteissä kolmen gigahertsin rajapyykki meni lähes heittämällä rikki.

Valitettavasti Pentium EE 840 -kokoonpanosta ei voi sanoa yhtä kauniita sanoja. Ongelmat alkoivat välittömästi, kun pressikitin mukana toimitettu Intelin oma i955X-emolevy ei suostunut edes postaamaan ja Asuksen P5W2D Premium -emolevyllä Windows XP SP2:n asennuksessa ei päästy juuri alkua pidemmälle. Kaikki mahdolliset osat vaihdettiin ja lopulta syyllisiksi todettiin DDR2-muistit. Neljästä kokeillusta DDR2-muistiparista yhdet toimivat kunnolla ja testit saatiin käyntiin. Aikaa alkusekoiluun kului noin kahdeksan tuntia. Seuraava mielipahan aiheuttaja oli vakiocoolerin kiinnitys, jonka kanssa sai olla todella tarkkana. Suorituskykymittaukset saatiin ajettua kunnialla läpi, vaikka tulokset eivät välttämättä päätä huimanneetkaan. Lämpötilatesteissä jouduttiin taas pyörittelemään päätä Asus Proben näyttäessä prosessorin lämpötilaksi 92 astetta. Ylikellotustesteissä prosessorin lämmöntuotto oli VapoChill LS -kompressorijäähdytyksellekin liikaa.

AMD itse suosittelee Athlon 64 X2 -prosessoreita muun muassa videoeditointia harrastaville käyttäjille ja jatkaa Athlon 64 FX-55 -prosessorin suosittelemista pelikäyttöön. Testeissä nähtiin, että SMP-tuen sisältävissä sovelluksissa Athlon 64 X2 vei selvän voiton FX-55:stä, mutta esimerkiksi Doom 3 -testissä ei eroa syntynyt juuri lainkaan. AMD:n olisikin syytä miettiä todella tarkasti, onko samanhintaisella FX-55-prosessorilla enää kysyntää Athlon 64 X2 -prosessoreiden tullessa markkinoille niiden suorituskyvyn ollessa lähes identtinen. AMD on kuitenkin ilmoittanut jatkavansa FX-sarjan tukemista ja ilmoittanut alkavansa valmistamaan kaksiytimellisiä FX-prosessoreita, kunhan pelit alkavat kunnolla tukemaan useampaa prosessoria.

Intel puolestaan suosittelee omaa Pentium EE 840 -prosessoriaan tietokoneharrastajille ja viihteen suurkuluttajille. Henkilökohtaisesti en voi suositella kyseistä prosessoria kenellekään. 999 dollarin hinta, heikko suorituskyky ja massiivinen lämmöntuotto eivät varmasti houkuttele kuin suurimpia Intel-faneja ostamaan tämän kahden yhteenliimatun Pentium 4 540J -ytimen viritelmän.

Lopuksi suoritimme vielä karkeaa hintavertailua. Kasasimme Athlon 64 X2-, Pentium EE 840-, 2 x Opteron 248- ja 2 x Xeon -kokoonpanot ja listasimme niiden kriittisimmät osat eli prosessorin/prosessorit, emolevyn, muistit ja näytönohjaimen. Hinnat on otettu hyvin sattumanvaraisesti MBNetin Hintaseurannan ja suomalaisten tukkureiden listoilta. Hintoja on pyöristelty ja uutuusprosessoreiden hinnat arvioitu hyvin karkeasti. Seuraavia vertailuja ei siis kannata tulkita liian kriittisesti.

AMD-puolella kahdelle Opteron-prosessorille ei helposti löydy emolevyä, jossa olisi PCIe x16 -väylä näytönohjaimelle. Käytännössä ainoat vaihtoehdot löytyy Asukselta, Tyanilta ja IWilliltä. Eroa kahden Opteron-prosessorin kokoonpanon ja samalla kellotaajuudella toimivan Athlon X2 4600+ -kokoonpanon välille syntyy jopa 500 euroa. Intelin puolella Pentium EE 840 on aivan yhtä kallis kuin kahdella Xeon 3,2 GHz -prosessorilla varustettu kokoonpano.

AMD:n sivuilta löytyvä tämänhetkinen Roadmap ei kerro yrityksen tulevaisuuden suunnitelmista työpöytäpuolelle. Intel puolestaan esitteli IDF Spring 2005 -tapahtumassa suunnitelmiaan reilusti eteenpäin ja työpöytäpuolen seuraava julkaisu tunnetaan koodinimellä Presler. Siinä on kaksi ydintä erillisillä piilastuilla, joissa molemmissa on kahden megatavun suuruinen L2-välimuisti. Kyseinen prosessori valmistetaan 65 nm:n tekniikalla ja julkaisuajankohdaksi on ilmoitettu vuoden 2006 ensimmäinen puolisko. Mobiilipuolelle Intel esittelee kaksiytimellisen Yonah-koodinimellä tunnetun Pentium M Dothan -prosessorin seuraajan, joka tullaan myös valmistamaan 65 nm:n tekniikalla.

>> Takaisin pääsivulle

Sampsa Kurri 22. toukokuuta 2005 (sampsa.kurri@https://muropaketti.com)