Пентиум 100. Какой он был Pentium (6 фото)

Сравнивать друг с другом процессоры с одной стороны более сложное, а с другой - более увлекательное занятие, нежели тестировать различные системные платы. Скорее всего, это обусловлено тем, что отдельные блоки процессора намного тяжелее рассматривать дифференцированно друг от друга, в отличие, например, от платы, описываемой по компонентам; более того, в описании процессоров приходится упоминать особенности, настолько же сложные для понимания, насколько и не несущие никакой практической пользы для конечного пользователя. В результате автору неизбежно приходится идти на компромисс - либо обзор будет написан четко по плану, и при этом изобиловать терминами, малопонятными даже самому автору и больше напоминающими Processor Data Sheet, либо, при некоторой вольности изложения, содержать определенную практическую пользу. Постараемся уделить поменьше внимания чистым техническим характеристикам, которые знает наизусть каждый школьник, имеющий доступ в Интернет, и побольше - непосредственному сравнению процессоров и платформ под них, а также объяснить полученные результаты.

Многие могут сказать, что тестирование и сравнение гигагерцовых процессоров от грандов полупроводниковой промышленности существенно запоздало и представляется на данный момент не совсем актуальным. Однако множество факторов говорят в пользу того, что именно сейчас такое сравнение наиболее актуально. Начнем с того, что только сейчас процессоры с частотой в 1 ГГц начинают даже не повсеместно продаваться, а только появляться в прайс-листах российских фирм, наиболее активно реагирующих на появление новинок компьютерной техники. Данный факт объясняется тем, что максимально возможная частота процессоров, выполненных по технологии 0.18 микрон, незначительно превышает гигагерц - в результате среди всех выращенных кристаллов совсем немного идеальных изделий проходят тесты и заслуживают право носить на себе маркировку 1000+ мегагерц. Точного процента, естественно, не узнать, ну, да и не надо - цена подтверждает раритетность изделия, что красноречивее любых данных, особенно в случае с Intel.

Удачное стечение обстоятельств позволило процессору Thunderbird от AMD выступить на двух платформах - AMD750 и VIA KT133, а процессору Coppermine от Intel - аж на трех - Intel 440BX, VIA ApolloPro 133A и Intel 815. А удачное потому, что старички 750 и BX еще не успели совсем одряхлеть, несмотря на архаичный AGP 2x, а новобранцы KT133 и i815 - окрепли, доработали "сырые" BIOS, и довели драйверы до боевой готовности. Причем, если по возможностям чипсетов все достаточно прозрачно - чем новее, тем лучше, то вот предположить явного лидера по производительности достаточно сложно: во-первых, скорость чипсета можно оценить только в совокупности с процессором, а во-вторых, для того и затеяно это исследование, чтобы не предполагать, а выявить "идеальную пару". Более того, два чипсета от VIA под процессоры Intel и AMD, имеющие весьма сходную архитектуру и отличающиеся в основном механизмом взаимодействия северного моста с процессором, помогут максимально точно определить относительную производительность конкурентов.

Итак, перейдем непосредственно к рассмотрению списка участников тестирования.

Hardware

Таблица характеристик процессоров составлена следующим образом - многие всем известные факты могут быть изложены по минимуму, но при этом достаточно подробно освещены некоторые интересные практические моменты из жизни процессоров.

Подведем некоторые итоги. Возможно, некоторые усмотрят в них итогах своеобразную словесную перепалку между владельцами процессоров, приведшую к некоторой бессистемности, но, с другой стороны, так, наверное, интересней.

Казалось бы, преимущество во многом на стороне творения AMD, но есть ряд факторов, которые не позволяют ему стать безоговорочным лидером. Попробуем предугадать относительную производительность процессоров, а потом посмотрим, насколько теория совпадает с практикой.

Исходя из больших размеров L2-кэша и более эффективной исключительной схемы, когда содержимое L1 не дублируется в L2-кэше, очевидно, что T-Bird предоставляет в наше распоряжение значительно больший совокупный объем кэшей - значит и производительность, наверняка, окажется повыше. Есть одно "но". Не каждый знает, почему процессоры Intel Coppermine оказались настолько быстрее своих предшественников - Katmai. "Да у них кэш L2 на частоте процессора!" - скажете вы, и будете правы только наполовину. Вторая важнейшая причина - в том, что вместо прежней, 64-разрядной шины между процессором и внешним L2-кэшем, Intel применил революционную 256 разрядную шину с усовершенствованной буферизацией - Advanced Transfer Cache Architecture. Такая инновация оказалась возможной в результате интеграции L2-кэша в кристалл процессора, а при использовании внешнего кэша такая операция повлекла бы за собой увеличение количества выводов процессора на 256-64=196, а также в четыре раза большее количество микросхем кэша, пусть и меньшего размера, для обеспечения функционирования такой шины - это непосильные для производителя издержки. Каждая система представляет собой так называемый набор "бутылочных горлышек" - узких мест, лимитирующих производительность системы в целом. Intel мастерски воспользовался возможностью избавиться от одного из них, а именно Advanced Transfer Cache Architecture, что является самым главным скачком вперед по сравнению с предшественником Katmai. Вернемся к прерванной мысли. Что же до T-Bird, то при явно большем объеме L2-кэш остался на прежней 64-разрядной шине, что сводит на нет преимущества большего объема.

Рассмотрим шину адреса и данных обоеих процессоров - против EV-6 выступает явно более худенький конкурент от Intel AGTL+. Но при частотах оперативной памяти, не превышающих 133 МГц, преимущества EV-6 практически не проявляются. При этом EV-6 практически не переносит работы на нештатных частотах, что почти исключает манипулирование частотой процессора с помощью изменения частоты FSB.

Намного более простой (в основном за счет меньшего размера кэшей) процессор от Intel, содержащий 28 миллионов транзисторов против 37 у T-Bird, потребляет гораздо меньшую мощность и рассеивает куда меньше тепла. Это, однако, компенсируется более высокой критической температурой для T-Bird - он может работать при куда больших температурах ядра без ущерба стабильности. Но справедливости ради упомянем, что Coppermine работает на 1 ГГц, а кто видел T-Bird на 1 ГГц, но не тот, что у нас, а …. алюминиевый? Разумеется, никто. Но наш Т-Bird спасен - использование медных проводников отодвинуло планку технологической смерти процессора AMD весьма серьезно - уже вовсю продаются медные 1,2 ГГц, а Intel отозвал 1,13 ГГц. Меньшее энергопотребление позволило Intel отыграть сотню мегагерц, но вот наличие медного техпроцесса перевесило чашу весов в сторону AMD мегагерц этак на 400-500. И вот что получается - для 0.18 микронного алюминиевого Coppermine"а частотный предел едва превышает гигагерц, а медного T-Bird"a мы еще встретим, ведь 1,2 ГГц - явно не последний рубеж.

В применении к нашим гигагерцовым соперникам можно сказать следущее - Coppermine уже на грани, и если на стабильности это, вероятно, не отразится никак, то про мысли о разгоне можно забыть. Более того, данная ситуация усугубляется низким выходом годных чипов, что не позволяет опустить ценовую планку до уровня соперника и создает реальные трудности с приобретением в розничной сети. Не факт, что погонится и T-Bird, но все же есть вероятность, сменив множитель, добиться 50-100 мегагерц сверху. И пусть реалии Российского рынка таковы, что достать у нас гигагерцовый T-Bird также сложно, как и Coppermine, но в любом случае вы гарантированы от того, что в случае с T-Bird придется заплатить по доллару за каждый мегагерц.

Именно цена в данном случае и будет тем самым определяющим фактором, который провозгласит победителя - только этот параметр разнится для двух процессоров на существенную величину. А собственно отличиям в производительности и посвящено продолжение статьи.

Трамплинами, изо всех сил старающимися подбросить процессоры к вершинам производительности, являются чипсеты - посмотрим, насколько хорошо это у них получается. Во многом данный обзор поможет определиться также и с выбором нового чипсета. Участники, на парад:

Сначала поговорим о том, что более приближено к процессору и обеспечивает его жизнедеятельность - северных мостах.

Синхронные чипсеты предыдущего поколения 440BX и AMD750, находящиеся по разные стороны баррикад, с одной стороны, не имеют возможности использовать процессор и память на разных частотах, но с другой стороны, более быстры из-за отсутствия дополнительных задержек, привносимых асинхронностью.

При этом старичок из лагеря Intel выглядит намного более предпочтительно в плане возможности обеспечения работы на частоте 133 Мгц. Ограничение кроется всего в двух делителях AGP (1/1 и 3/2) , среди которых нет так необходимого 2/1 для получения 133/2 = 66 МГц на AGP. Но все равно большинство продвинутых пользователей используют BX в своих системах именно на этой, недокументированной частоте, ведь частота в 89 МГц на AGP, как правило, не только не вносит нестабильности в работу, но и позволяет рассматривать скорость работы AGP как близкую к 3x. Хотя, при превышении частоты шины в 133 МГц при дальнейшем разгоне именно предельная частота на AGP вызывает нестабильность, с другой стороны, платы на этом чипсете - идеальный выбор для желающих разогнать процессор, имеющий 66 или 100 шину. А вот AMD-751 - явный аутсайдер из-за неумения работать с памятью на частоте 133 МГц.

Вообще, именно отсутствие AGP 4x не позволяет этим чипсетам на равных конкурировать с соперниками, а в современных играх при использовании разрешений 1024 на 768 и выше именно AGP становится узким местом, предопределяющим отставание. Таким образом, прерогатива чипсетов предыдущего поколения - неигровые приложения, не предполагающие интенсивного использования AGP.

Новые асинхронные чипсеты предоставляют большие возможности по использованию разных частот памяти и процессора, но при этом это не может не отразиться на производительности. В данном случае, чипсеты от VIA обладают максимальной гибкостью - рассмотрим возможности установки частоты памяти в зависимости от частоты FSB для чипсета VIA Apollo Pro133A.

Наиболее предпочтительным вариантом является использование памяти на частоте FSB+33 МГц, что дает ощутимый прирост производительности даже в сравнении с тем же синхронным BX при использовании памяти на частоте FSB.

В данном случае главным недостатком чипсетов VIA является именно реализация асинхронности, которая явно портит картину скорости работы с памятью. В этом смысле i815 находится ближе к BX и не страдает излишней заторможенностью при общении с памятью, но его возможности использовать разные частоты памяти и FSB, мягко говоря, удивляют. "Любимец публики" не умеет самого главного, что так требовалось от асинхронности - работать с памятью на 133 МГц, если установлен процессор с шиной 100 МГц.

Хорошо, что хоть делитель AGP 2/1 сумели сделать.

Дополнительным существенным недостатком северного моста i815E является малый объем поддерживаемой памяти, но это все знают, и это еще не все. При наличии на плате 3-х слотов DIMM, в большинстве случаев реально на 133 МГц можно задействовать всего 2 - при превышении 4 банков память переводится на 100 МГц, т.е. например, использование 3-х двухсторонних PC133 DIMM модулей по 128 MB одновременно на частоте 133 просто невозможно. Но тот же ASUS в своей CUSL2 справился с этой проблемой, так что, видимо, другим производителям это тоже под силу. Еще одно ограничение (возможно, тоже исправимое, но об этом пока ничего не известно) - отсутствие поддержки ЕСС, что делает данный чипсет, мягко говоря, слабо пригодным для высокопроизводительных рабочих станций, где требуется не только скорость работы памяти, но и надежность.

И дело тут совершенно не в том, насколько эти огрехи серьезны и поддаются ли исправлению - просто такому гранду, как Intel, должно быть стыдно выбрасывать на рынок такой несколько "нелепый" чипсет только для того, чтобы наскоро залатать образовавшуюся брешь в ассортименте своей продукции. Недостатки призван скрасить бесплатный i752, интегрированный в чипсет, но количество людей, которым он пригодиться, можно сосчитать по пальцам, особенно в паре с процессором частотой в 1 ГГц.

Наличие AGP 4x у новых чипсетов позволяет прогнозировать их триумф в высоких разрешениях на игровых приложениях, но вот отдать им пальму первенства во всех остальных не позволит асинхронность.

Располагая процессором Coppermine c FSB 133 МГц, отметим, что на всех использованных в тестировании платах под процессор от Intel память функционировала на 133 МГц, на плате на KT133 - также на 133 МГц, и только удел AMD750 - память на частоте 100 МГц. Проигравшего можно предсказать заранее?

Примемся за южные мосты и посмотрим, как обстоит дело здесь. Здесь ситуация значительно проще - ни в одном из мостов нет откровенных просчетов, а все отсутствующие функции без труда восполняются внешними микросхемами, будь то внешний IDE-контроллер либо аппаратный мониторинг. С другой стороны, это вызывает удорожание конечных продуктов и при одинаковой стоимости чипсетов с полноценным и усеченным южным мостом системные платы на их базе с одинаковыми возможностями будут отличаться в цене весьма существенно.

Самым старым, и естественно, обделенным является южный мост чипсета 440BX, созданный более 2-х лет назад и с тех пор ни разу не усовершенствованный. Полностью напичканный возможностями южный мост от VIA может служить примером для подражания. А вот Intel, неуклонно стремящийся побыстрее избавить нас от технологий каменного века, сознательно отказался от поддержки ISA в своем i815. Данное стремление, конечно, похвально, но оно заставит пользователей, имеющих жизненно необходимые ISA устройства, при апгрейде вычеркнуть платы на i815 из списка претендентов. Что касается чипсета от AMD, то в качестве южного моста он может без труда использовать белее прогрессивную микросхему от VIA - именно так и поступает большинство производителей системных плат.

Системные платы, на которых проводилось тестирование, являются в данном случае лишь представителями семейств на конкретных чипсетах - никакого отбора в зависимости от производителя не проводилось. Во все платы предварительно были прошиты самые последние версии BIOS для обеспечения максимальной достоверности тестов. Предполагается, что срока в 3 месяца хватило для доводки BIOS самой "свежей" платы, основанной на i815.

Производительность

Одновременная оценка производительности всех пяти систем позволит установить, какой вклад в производительность вносят процессор и чипсет. Таким образом, данный обзор поможет не только тем, кому интересно, кто же победит в этой эпохальной дуэли, но в не меньшей степени и тем, кто не определился с выбором чипсета для своей будущей материнской платы. Возможно, некоторым покажется излишне коротким сравнение возможностей чипсетов в предыдущем разделе, однако этого вполне достаточно, чтобы составить представление о том, кто есть кто. Пора уже посмотреть и на скоростные характеристики - ради этого, собственно, и затевалось сражение.

При оценке производительности использовалось следующее оборудование:

• Процессоры:
  • Intel Pentium III Coppermine 1000 МГц, шина 133 МГц, Socket-370
  • AMD Athlon Thunderbird 1000 МГц, шина 200 МГц, Socket-462
• Материнские платы:
  • Gigabyte 6VXC7-4x на чипсете VIA Apollo Pro133A, на диаграммах обозначена как "VIA133"
  • ASUS CUBX на чипсете Intel 440BX c внешним ATA66 контроллером СMD640, на диаграммах обозначена как "440BX". Cамый последний BIOS, как впрочем и все более ранние версии, не знает микрокода Coppermine 1ГГц - 0686h
  • ABIT SE6 на чипсете Intel 815E, на диаграммах обозначена как "i815E"
  • Chaintech 7AJA на чипсете VIA KT133, на диаграммах обозначена как "KT133"
  • Gigabyte 7IXE4 на чипсете AMD750, на диаграммах обозначена как "AMD750"
• Память: Hyundai PC133 128 Mбайт
• Жесткий диск: IBM DJNA 20 Гбайт 7200 RPM
• CD-ROM: Panasonic 40x speed
• Видеокарта: ASUS V7700 Geforce2 GTS (Core:200MHz; Mem:166MHz DDR)

И программное обеспечение:

• Windows ME final release build 3000
• NVIDIA Detonator 2 v6.34
• Ziff-Davis Winbench 99 v1.1 CPUMark
• Ziff-Davis Winbench 99 v1.1 FPU Winmark
• BapCo & Mad Onion SysMark 2000 Internet Content Creation v1.0 patch 4B
• BapCo & Mad Onion SysMark 2000 Office Productivity v1.0 patch 4B
• idSoftware Quake III Arena v1.17 demo001.dm3

Начнем с тестов синтетических - Ziff-Davis Winbench 99 v1.1 CPUMark и Ziff-Davis Winbench 99 v1.1 FPU Winmark. Первый из них - CPUMark - пытается эмулировать интенсивную работу современных 32-разрядных офисных приложений. В данном случае явно не лучшим образом выступил i815, а вот победу предсказуемо одержал ВХ. Среди процессоров трудно выявить лидера, да и проигрыш i815, пожалуй, спишем на погрешность измерений.

Второй тест - FPU Winmark - меряет "чистую" производительность сопроцессора, что и подтверждается практически идентичными результатами обеих процессоров на разных чипсетах. В данном случае i815 реабилитировался за предыдущий проигрыш, выступив эдаким "ускорителем" сопроцессора. Очевидно, что сопроцессор у Thunderbird"а помощнее, хотя и не сильно - выигрыш составляет около 4 процентов. Интересно, что же это принесет в реальных приложениях?

Тесты Office Productivity и Content Creation знаменитого тестового пакета SysMark использует каждый уважающий себя тестер. Но при этом практически все публикуют лишь конечный результат работы всего теста вместо результатов работы каждого приложения, а особый интерес вызывает производительность той или иной системы в каждом конкретном приложении. Остановимся на самых важных моментах.

Сначала чипсеты. Разогнанный на 33% ВХ победил и VIA 133А, и i815 c большим отрывом, уступив только в PowerPoint2000. Кстати, это единственное приложение, где i815 смог вырваться вперед. Но я склонен связывать это не со скоростью работы всего чипсета, а с тем, что он, в отличие от конкурентов, имеет ATA100-контроллер, а при работе PowerPoint имеет место весьма интенсивное обращение к диску - презентация "лепится" из кучи картинок, текстов и клипов, находящихся в разных файлах. Заодно добавим, что смена диска на Quantum Fireball CX 5400rpm приводила к весьма значительному падению производительности в тесте Office Productivity - от 3 до 15 процентов, причем именно в PowerPoint падение было максимальным. Впрочем, последнее слово еще не сказано: совсем скоро платы на 133А и КТ133 сменят устаревающий южный мост 686А на 686В, поддерживающий АТА100. В общем: не пренебрегайте ATA100 и диском на 7200 rpm!

Не подвел и VIA 133A, выступивший весьма достойно и даже иногда незначительно обгонявший i815. Во избежание обвинений в симпатиях к VIA, предположу, что у BIOS для i815 еще есть некоторый ресурс в плане прироста производительности.

Преподнес сюрприз AMD750, быстрее всех "шуршавший" в CorelDraw (в основном векторизация растровых изображений) и при работе с базой данных в Paradox, несмотря на 100 мегагерцовую память - видимо, в кэшах все поместилось, да и дисковый контроллер в нем достаточно неплох (как показывает практика).

Теперь процессоры. Результаты достаточно ровные, всего пара заметных тенденций. В CorelDraw на высоте оказался Thunderbird, подтвердивший большую скорость своего сопроцессора, а вот при потоковом распознавании речи в программе NaturallySpeaking сказалась серьезнейшая оптимизация данного приложения под расширения SSE, реализованные в процессоре Coppermine - безоговорочном победителе данного теста.

Опять старому доброму (и нещадно разогнанному) BX нет равных, а VIA133A и i815 идут ноздря в ноздрю. Впрочем, и КТ133 с AMD750 демонстрируют сходную производительность - основная нагрузка приходится на кэш процессора.

А вот с процессорами ситуация диаметрально противоположная - практически ни одного сходного результата. Начав "за здравие", Thunderbird быстро сдулся. В Bryce 4, симпатичнейшем подобии 3D Studio, ориентированном на создание 3D объектов для веба, Athlon за счет сопроцессора пробился в лидеры, а вот во всех остальных приложениях, и что особенно печально, в наиболее часто используемом (из данного набора) Photoshop, сплошные разочарования. Coppermine опередил соперника почти на 25 процентов. Впрочем, опять же: это не заслуга Intel и не проигрыш AMD (по крайней мере, не их инженеров) - это "проделки" Adobe. Данная фирма уже два года никак не может внести в свой продукт оптимизацию под набор 3D Now! (даже базовый, а не расширенный), а SSE инструкции в полной мере поддерживаются компанией Adobe во всех продуктах. Вызвано это, в первую очередь, тем, что программирование поддержки SSE значительно проще программирования поддержки 3DNow! Посмотрим, что будет в Photoshop 6.0.

Может хоть игровые приложения подсластят пилюлю разочарования?

В низких разрешениях синхронному BX опять нет равных, а VIA на равных сражается с i815. C другой стороны, разве можно увидеть на глаз разницу между 160 и 150 fps - оба варианта более чем играбельны. А вот при переходе к 1024 на 768 и выше и использовании 32-битного цвета насущно встает проблема с применением AGP. И здесь уже режим 2х, которым ограниченны 440BX и AMD750, выводит вперед современные чипсеты с поддержкой 4х. Более того, державшиеся в тени чипсеты от VIA, особенно KT133, проявили себя во всей красе, а в высоких разрешениях выигрыш даже одного-двух fps - серьезная заявка на лидерство. Что касается процессоров, Coppermine явно выглядит предпочтительнее. Вот только в разрешении1280 Thunderbird вышел в лидеры, но это, скорее всего, заслуга КТ133.

Возможно при использовании другой видеокарты результаты были бы несколько иными. Nvidia одной из первых заявила о всесосторонней поддержке 3D Now! в драйверах своих видеокарт. Однако дальше заявлений дело особо не двинулось, в то время как поддержка SSE в последних Detonator сделана более-менее пристойно.

Выводы

Что касается выводов, то незачем объяснять вам, кто же из чипсетов и процессоров оказался быстрее - все и так видно из результатов тестирования. Хотелось бы поднять совсем другой вопрос.

Долгое время процессоры AMD отставали от изделий Intel по многим параметрам. Там же, где лидерство было возможным, все упиралось в нежелание программистов многих фирм нормально поработать над своими продуктами (да и зачем оптимизировать код под какую-то AMD с ее несколькими процентами рынка). Фирме приходилось конкурировать только при помощи удержания низких цен, что не лучшим образом сказывалось на имидже. Побочным эффектом этого было то, что наиболее широкое распространение получили наиболее дешевые (а, значит, и низкокачественные) платы, что еще больше усуглябляло ситуацию (да, были и хорошие модели, однако большинство предпочитало за те же деньги приобрести системную плату на i440BX, нежели на ALi Aladin V). Да и чипсеты, на которых эти платы были основаны, не развивались в течение достаточно долгого времени.

С выходом процессоров семейства Athlon ситуация изменилась кардинально - и чипсеты, весьма достойные, способны на равных конкурировать с изделиями Intel, и именитые производители уже не жалеют денег на разработку некогда малопривлекательных системных плат под процессоры AMD. К чему это все? Да к тому, что доминирование Intel на рынке процессоров и чипсетов закончилось, причем не только из-за его собственных ошибок, а и в результате появления столь достойных конкурирующих продуктов. К тому, что незачем ограничивать свою свободу выбора, стремясь приобрести компьютер с гордой надписью "Intel Inside". К тому, что можно получить практически аналогичное быстродействие, а на программах, активно использующих сопроцессор, даже большее, и при этом сэкономить средства на лишнюю планку памяти или 3D акселератор следующего поколения. А еще к тому, что сейчас процессоры уже достигли такого уровня быстродействия, что оно может быть реально востребовано только одним из десятков, а то и сотен пользователей.

Мы подвергли 111 различных процессоров единой расширенной процедуре тестирования. Процессоры имеют разные годы выпуска: от 1995 по нынешний. Наше тестирование можно рассматривать как своеобразное путешествие по времени, которое поражает тем, насколько возросла производительность чипов и системы в целом за столь короткий период. Скажите, что такое десять лет? Но производительность - не единственный параметр, который пользователи желают получить за свои деньги. Внешне даже не видно, сколь много изменений произошло в "железе" и стандартах. В нашем тестировании мы тоже уделим им внимание.

Мы начнём с платформы Socket 5 из далёкого 1995 года и закончим платформой Socket 775. Мы пройдём не меньше, чем через семь ступеней эволюции ПК, если принимать во внимание процессоры Intel. За этот же временной промежуток AMD прошла через пять ступеней - от Socket 7 до Socket 939.

Мы с гордостью отмечаем, что наше тестирование можно считать самым полным и подробным в Интернете. Наши читатели смогут сравнить производительность, в общей сложности, 111 процессоров и проанализировать 3330 тестовых результатов - в различных категориях. Кроме того, пользователи, до сих пор "сидящие" на старой системе, смогут оценить, какой прирост производительности они получат на практике от модернизации. Да, такое сравнение возможно - несмотря на изменения, произошедшие за эти годы с памятью, чипсетами и платформой в целом. Все наши тесты мы проводили под одной операционной системой - Windows XP.

К примеру, если тактовая частота увеличилась примерно в 40 раз: от 100 МГц в 1995 до 3800 МГц сегодня (на основе процессоров Intel), а система кэширования значительно ускорилась, то пропускная способность памяти выросла с 110 Мбайт/с у AMD K6-III/450 (1997) до 6000 Мбайт/с у Athlon 64. Если посмотреть на результаты тестов 3D-игр, то частота кадров стремительно возросла с 17,1 FPS у AMD Duron 650 до сумасшедших 171,7 FPS у AMD Athlon 64. Увеличение в 10 раз - при этом мы не принимаем во внимание повышение качества картинки. Ещё более шокирует разница в преобразовании 1-Гбайт файла DV в MPEG 2: если Intel Pentium 4 с процессором 3,8 ГГц справляется с этим заданием за две с половиной минуты, то древнему Intel Pentium 233 MMX из 1997 года требуется почти час. Самый большой прирост можно наблюдать в кодировании DivX (MPEG 4): перекодирование короткой сцены занимает почти 2 часа на Pentium 233 MX, в то время как P4 3,8 ГГц справляется с этой задачей менее, чем за две минуты. В целом, P4 3,8 ГГц оказывается в 65 раз быстрее, чем процессор из 1997 года. В 1995 году MP3-кодирование вряд ли было удобным: Pentium 100 требуется около 77 минут для 17-минутной записи, а современный AMD Athlon 64 FX-55 справляется с этой работой всего за полторы минуты.

Ещё более интересно число транзисторов, из которых состоят процессоры. В 1994 году Pentium 100 использовал 3,3 миллиона транзисторов, а современная топовая модель Pentium 4 Extreme Edition состоит из 178 миллионов транзисторов. Сегодня на площади, которую всего одиннадцать лет назад занимал один миллион транзисторов, можно разместить 54 миллиона. В то же время, энергопотребление и тепловыделение существенно возросли. Сегодняшний процессор Intel Pentium 570 (на 3,8 ГГц) выделяет столько же тепла, сколько девять Intel Pentium 100! Последствия вполне предсказуемы: для современных процессоров требуются массивные кулеры, а для стабильной работы системы необходим блок питания ватт так на 400. И конца-края этому не видно. В спецификациях материнских плат уже вполне нормально выглядит ток до 100 ампер. Так что битва за повышение плотности рассеиваемой мощности продолжается.

Что же касается AMD, то здесь мы начнём с процессора AMD K6-III/450, выпущенного в 1996 году для Socket 7. Последней моделью компании является процессор AMD Athlon 64 FX-55, работающий на 2600 МГц.

По сравнению с Intel, AMD лучше справляется с тепловыделением. Немало тому способствует и технология Cool"n"Quiet, а также нижний порог частоты 800 МГц.

Но на старых платформах смогут работать далеко не все приложения. Скажем, в шутер Doom 3 на платформе Socket 7 вы не поиграете. Duron 650 смог выдать всего 14,9 кадра в секунду, а самый последний Athlon 64 легко обеспечил больше 90 fps. Следует отметить, что для обоих процессоров мы использовали одну и ту же графическую карту - nVidia GeForce 6800 GT.

Эра x86 началась не так давно - но для компьютерной индустрии 26 лет кажутся вечностью. В 1978 году Intel представила процессор 8086, который послужил основой для всех x86-совместимых CPU. Тогда европейской штаб-квартиры, которая располагается рядом с Мюнхеном, не было даже в проекте. Позднее процессор послужил основой ПК "XT", работая на частоте 4,77 МГц (а позднее и 8 МГц). Максимальный объём памяти составлял, просто сумасшедший тогда, 1 Мбайт.

Pentium I
В конце 1991 года, когда была завершен макет процессора, инженеры смогли запустить на нем программное обеспечение. Проектировщики начали изучать под микроскопом разводку и прохождение сигналов по подложке с целью оптимизации топологии и повышения эффективности работы.

Проектирование в основном было завершено в феврале 1992 года. Началось всеобъемлющее тестирование опытной партии процессоров, в течение которого испытаниям подвергались все блоки и узлы. В апреле 1992 года было принято решение, что пора начинать промышленное освоение Pentium процессора. В качестве основной промышленной базы была выбрана 5 Орегонская фабрика. Более 3 миллионов транзисторов были окончательно перенесены на шаблоны. Началось промышленное освоение производства и доводка технических характеристик, завершившиеся через 10 месяцев, 22 марта 1993 года широкой презентацией Pentium процессора.
Объединяя более, чем 3.1 миллион транзисторов на одной кремниевой подложке, 32-разрядный Pentium процессор характеризуется высокой производительностью с тактовой частотой 60 и 66 МГц. Его суперскалярная архитектура использует усовершенствованные способы проектирования, которые позволяют выполнять более, чем одну команду за один период тактовой частоты, в результате чего Pentium в состоянии выполнять огромное количество PC-совместимого программного обеспечения быстрее, чем любой другой микропроцессор. Кроме существующих наработок программного обеспечения, высокопроизводительный арифметический блок с плавающей запятой Pentium процессора обеспечивает увеличение вычислительной мощности до необходимой для использования недоступных ранее технических и научных приложений, первоначально предназначенных для платформ рабочих станций.
Многочисленные нововведения - характернаяособенность
Pentium процессора в виде уникального сочетания высокой производительности, совместимости, интеграции данных и наращиваемости. Это включает:- Суперскалярную архитектуру;
- Раздельное кэширование программного кода и данных;
- Блок предсказания правильного адреса перехода;
- Высокопроизводительный блок вычислений с плавающей запятой;
- Расширенную 64-битовую шину данных;
- Поддержку многопроцессорного режима работы;
- Средства задания размера страницы памяти;
- Средства обнаружения ошибок и функциональной избыточности;
- Управление производительностью;
- Наращиваемость с помощью Intel OverDrive процессора. Cуперскалярная архитектура Pentium процессора представляет
собой совместимую только с Intel двухконвейерную индустриальную архитектуру, позволяющую процессору достигать новых уровней производительности посредством выполнения более, чем одной команды за один период тактовой частоты. Термин "суперскалярная" обозначает микропроцессорную архитектуру, которая содержит более одного вычислительного блока. Эти вычислительные блоки, или конвейеры, являются узлами, где происходят все основные процессы обработки данных и команд.
Появление суперскалярной архитектуры Pentium процессора представляет собой естественное развитие предыдущего семейства процессоров с 32-битовой архитектурой фирмы Intel. Например, процессор Intel486 способен выполнять несколько своих команд за один период тактовой частоты, однако предыдущие семейства процессоров фирмы Intel требовали множество циклов тактовой частоты для выполнения одной команды.
Возможность выполнять множество команд за один период тактовой частоты существует благодаря тому, что Pentium процессор имеет два конвейера, которые могут выполнять две инструкции одновременно. Так же, как и Intel486 с одним конвейером, двойной конвейер Pentium процессора выполняет простую команду за пять этапов: предварительная подготовка, первое декодирование (декодирование команды), второе декодирование (генерация адреса), выполнение и обратная выгрузка.
В результате этих архитектурных нововведений, по сравнению с предыдущими микропроцессорами, значительно большее количество команд может быть выполнено за одно и то же время.
Другое важнейшее революционное усовершенствование, реализованное в Pentium процессоре, это введение раздельного кэширования. Кэширование увеличивает производительность посредством активизации места временного хранения для часто используемого программного кода и данных, получаемых из быстрой памяти, заменяя по возможности обращение ко внешней системной памяти для некоторых команд. Процессор Intel486, например, содержит один 8-KB блок встроенной кэш-памяти, используемой одновременно для кэширования программного кода и данных.
Проектировщики фирмы Intel обошли это ограничение использованием дополнительного контура, выполненного на 3.1 миллионах транзисторов Pentium процессора (для сравнения, Intel486 содержит 1.2 миллиона транзисторов) создающих раздельное внутреннее кэширование программного кода и данных. Это улучшает производительность посредством исключения конфликтов на шине и делает двойное кэширование доступным чаще, чем это было возможно ранее. Например, во время фазы предварительной подготовки, используется код команды, полученный из КЭШа команд. В случае наличия одного блока кэш-памяти, возможен конфликт между процессом предварительной подготовки команды и доступом к данным. Выполнение раздельного кэширования для команд и данных исключает такие конфликты, давая возможность обеим командам выполняться одновременно. Кэш-память программного кода и данных Pentium процессора содержит по 8 KB информации каждая, и каждая организована как набор двухканального ассоциативного КЭШа - предназначенная для записи только предварительно просмотренного специфицированного 32-байтного сегмента, причем быстрее, чем внешний кэш. Все эти особенности расширения производительности потребовали использования 64-битовой внутренней шины данных, которая обеспечивает возможность двойного кэширования и суперскалярной конвейерной обработки одновременно с загрузкой следующих данных. Кэш данных имеет два интерфейса, по одному для каждого из конвейеров, что позволяет ему обеспечивать данными две отдельные инструкции в течение одного машинного цикла. После того, как данные достаются из КЭШа, они записываются в главную память в режиме обратной записи. Такая техника кэширования дает лучшую производительность, чем простое кэширование с непосредственной записью, при котором процессор записывает данные одновременно в кэш и основную память. Тем не менее, Pentium процессор способен динамически конфигурироваться для поддержки кэширования с непосредственной записью.
Таким образом, кэширование данных использует два различных великолепных решения: кэш с обратной записью и алгоритм, названный MESI (модификация, исключение, распределение, освобождение) протокол. Кэш с обратной записью позволяет записывать в кэш без обращения к основной памяти в отличие от используемого до этого непосредственного простого кэширования. Эти решения увеличивают производительность посредством использования преобразованной шины и предупредительного исключения самого узкого места в системе. В свою очередь MESI-протокол позволяет данным в кэш-памяти и внешней памяти совпадать - великолепное решение в усовершенствованных мультипроцессорных системах, где различные процессоры могут использовать для работы одни и те же данные.
Блок предсказания правильного адреса перехода - это следующее великолепное решение для вычислений, увеличивающее производительность посредством полного заполнения конвейеров командами, основанное на предварительном определении правильного набора команд, которые должны быть выполнены.
Pentium процессор позволяет выполнять математические вычисления на более высоком уровне благодаря использованию усовершенствованного встроенного блока вычислений с плавающей запятой, который включает восьмитактовый конвейер и аппаратно реализованные основные математические функции. Четырехтактовые конвейерные команды вычислений с плавающей запятой дополняют четырехтактовую целочисленную конвейеризацию. Большая часть команд вычислений с плавающей запятой могут выполняться в одном целочисленном конвейере, после чего подаются в конвейер вычислений с плавающей запятой. Обычные функции вычислений с плавающей запятой, такие как сложение, умножение и деление, реализованы аппаратно с целью ускорения вычислений.
В результате этих инноваций, Pentium процессор выполняет команды вычислений с плавающей запятой в пять раз быстрее, чем 33-МГц Intel486 DX, оптимизируя их для высокоскоростных численных вычислений, являющихся неотъемлемой частью таких усовершенствованных видеоприложений, как CAD и 3D-графика.
Pentium процессор снаружи представляет собой 32-битовое устройство. Внешняя шина данных к памяти является 64-битовой, удваивая количество данных, передаваемых в течение одного шинного цикла. Pentium процессор поддерживает несколько типов шинных циклов, включая пакетный режим, в течение которого происходит порция данных из 256 бит в кэш данных и в течение одного шинного цикла.
Шина данных является главной магистралью, которая передает информацию между процессором и подсистемой памяти. Благодаря этой 64-битовой шине данных, Pentium процессор существенно повышает скорость передачи по сравнению с процессором Intel486 DX - 528 MB/сек для 66 МГц, по сравнению со 160 MB/сек для 50 МГц процессора Intel486 DX. Эта расширенная шина данных способствует высокоскоростным вычислениям благодаря поддержке одновременной подпитки командами и данными процессорного блока суперскалярных вычислений, благодаря чему достигается еще большая общая производительность Pentium процессора по сравнению с процессором Intel486 DX.
Давая возможность разработчикам проектировать системы с управлением энергопотреблением, защитой и другими свойствами, Pentium процессор поддерживаем режим управления системой (SMM), подобный режиму архитектуры Intel SL.
Вместе со всем, что сделано нового для 32-битовой микропроцессорной архитектуры фирмы Intel, Pentium процессор сконструирован для легкой наращиваемости с использованием архитектуры наращивания фирмы Intel. Эти нововведения защищают инвестиции пользователей посредством наращивания производительности, которая помогает поддерживать уровень продуктивности систем, основанных на архитектуре процессоров фирмы Intel, больше, чем продолжительность жизни отдельных компонентов. Технология наращивания делает возможным использовать преимущества большинства процессоров усовершенствованной технологи в уже существующих системах с помощью простой инсталляции средства однокристального наращивания производительности. Например, первое средство наращивания - это OverDrive процессор, разработанный для процессоров Intel486 SX и Intel486 DX, использующий технологию простого удвоения тактовой частоты, использованную при разработке микропроцессоров Intel486 DX2.
Первые модели процессора Pentium работали на частоте 60 и 66 МГц и общались со своей внешней кэш-памятью второго уровня по 64-битовой шине данных, работающей на полной скорости процессорного ядра. Hо если скорость процессора Pentium растет, то системному разработчику все труднее и дороже обходится его согласование с материнской платой. Поэтому быстрые процессоры Pentium используют делитель частоты для синхронизации внешней шины с помощью меньшей частоты. Hапример, у 100 МГц процессора Pentium внешняя шина работает на 66 МГц, а у 90 МГц - на 60 МГц. Процессор Pentium использует одну и ту же шину для доступа к основной памяти и к периферийным подсистемам, таким как схемы PCI.

Intel Pentium II (произносится: Интел Пентиум два) - процессор архитектуры x86, анонсированный 7 мая 1997 года. Ядро Pentium II представляет собой модифицированное ядро P6 (впервые использованное в процессорах Pentium Pro). Основными отличиями от предшественника являются увеличенный с 16 до 32 Кб кэш первого уровня и наличие блока SIMD-инструкций MMX (появившихся немногим ранее в Pentium MMX), повышена производительность при работе с 16-разрядными приложениями. В системах, построенных на базе процессора Pentium II, повсеместное применение нашли память SDRAM и шина AGP.

Процессор Pentium II представляет собой картридж SECC или SECC2 (отличающийся более простой конструкцией), содержащий процессорную плату («субстрат») с установленными на ней ядром процессора, микросхемами кэш-памяти BSRAM и tag-RAM. Кэш-память второго уровня работает на половине частоты ядра. Процессор предназначен для установки в 242-контактный щелевой разъём Slot 1.
Существует также вариант Pentium II OverDrive в корпусе PGA (устанавливается в гнездовой разъём Socket 8) с полноскоростным кэшем второго уровня, предназначенный для замены Pentium Pro.Первые процессоры Pentium II (Klamath) были предназначены для рынка настольных персональных компьютеров и производились по 350 нм техпроцессу. Дальнейшим развитием семейства десктопных Pentium II стало 250 нм ядро Deschutes. Через некоторое время вышли процессоры Mobile Pentium II, предназначенный для установки в ноутбуки, и Xeon, ориентированный на высокопроизводительные системы и серверы. На базе ядра Deschutes выпускались также процессоры Celeron (Covington), предназначенные для использования в недорогих компьютерах. Они представляли собой Pentium II, лишённый картриджа и кэша второго уровня.

Процессоры Pentium III с тактовыми частотами 766, 800, 850, 866 и 1 ГГц (1000 MГц) и выше, являлись самыми совершенными и наиболее мощными процессорами корпорации Intel (до выпуска процессоров Intel Pentium 4) для настольных ПК и обладали производительностью Internet-приложений следующего поколения, а также качеством, надежностью и совместимостью.
Процессор Pentium III идеально соответствует требованиям активных пользователей ПК, любителей компьютерных игр и Internet. Этот процессор полностью реализует мультимедийные возможности ПК, прежде всего, в области работы полноэкранного видео и высококачественной графики и восприятия Internet. В процессоре Pentium III воплощено все лучшее от процессоров Intel® и реализованы новейшие технологии. Среди них, в частности, 70 новых команд, обеспечивающих широкие возможности при работе с новым программным обеспечением и путешествиях по Internet.
Поставляемые версии процессоров имеют тактовую частоту системной шины либо 133 МГц, либо 100 МГц и поддерживают работу с чипсетами Intel R 840, 820, 815, 810e, 440GX и 440BX и их аналогами.
Процессоры Pentium III доступны в двух различных типах корпусов: Картридж с одним рядом контактов типа 2 (Single Edge Contact Cartridge 2 - S.E.C.C .2) и Корпус с перевернутым кристаллом и с матрицей штырьковых выводов (Flip-Chip Pin Grid Array - FC-PGA). Корпус FC-PGA разработан для нового поколения персональных компьютеров с низким профилем корпуса.
Pentium III процессор имеет два отдельных 16 КБ-х кэша первого уровня (L1), один для команд и один для данных. Кэш L1 обеспечивает быстрый доступ к недавно использованным данным, увеличивая общие эксплуатационные показатели системы. 256 КБ-й кэш второго уровня (L2) с улучшенной передачей данных (Advanced Transfer Cache-ATC). Кэш ATC содержит ряд микро архитектурных усовершенствований, для обеспечения более скоростного интерфейса между кэшем L2 и ядром процессора, и работает с частотой ядра процессора. Особенностью ATC является:
Не блокирующий, полно скоростной кэш второго уровня
Ассоциативность набора с 8 путями
256-разрядная шина данных
Интерфейс с уменьшенным временем ожидания по сравнению с дискретными кэшами

Pentium 4 (произносится: Пентиум четыре) - x86-совместимый процессор, разработанный Intel. Микроархитектура процессора была полностью изменена, по сравнению с предыдущими поколениями процессоров. Новая микроархитектура получила новое название - NetBurst. Оригинальный Pentium 4 носил кодовое имя «Willamette», работал на частотах 1,4 и 1,5 ГГц и был анонсирован 20 ноября 2000 года (изначально анонс был запланирован на октябрь, однако дата анонса была перенесена) и предназначался для установки в разъём Socket 423. Первые процессоры, основанные на новой архитектуре, вызвали множество нареканий. Во-первых - это производительность, производительность Pentium 4 была ниже чем у Pentium III, работающего на частоте в 1,5 раза меньшей. Во-вторых, для работы нового процессора требовалась материнская плата, основанная на чипсете i850, которая стоили весьма недёшево. В-третьих, все материнские платы предназначались для работы с дорогой памятью Rambus (RDRAM). В-четвертых, для работы материнской платы требовалась замена блока питания, а иногда и корпуса.
За более чем 5 лет было выпущено множество ядер и моделей Pentium 4, основанных на них. Причем с выходом новой модели к названию процессора добавлялись либо новая буква, либо еще какие-нибудь цифры, а иногда и то, и другое; всё это существенно запутывает идентификацию конкретной модели.
Процессор Pentium 4 построен на совершенной новой архитектуре - NetBurst. Ниже приведены некоторые отличительные особенности оригинальной архитектуры NetBurst (некоторые из них в последующем были изменены).
Конвейер. Длина конвейера была увеличена до 20 шагов, то есть для завершения одной команды процессору требовалось 20 циклов. Данный шаг позволял значительно легче наращивать тактовую частоту, кроме того, в перспективе это позволяло значительно повысить быстродействие, но производительность в расчете на 1 МГц была меньше, чем у предыдущих процессоров. Отчасти этим объясняется низкая производительность Pentium 4, работающего на низких частотах. Так же в результате такого нововведения увеличилось и время ожидания.
Модуль предсказания переходов (ветвлений). Чтобы компенсировать недостатки применения длинного конвейера инженеры Intel улучшили схему предсказания ветвлений, в результате правильность перехода предсказывалась с вероятностью до 95 %.
Системная шина. В Pentium 4 используется совершенно новая 128-битная системная шина с двумя 64-битными линиями. Частота новой шины(FSB) составляет 100 МГц (у последних, тогда, моделей Pentium III она составляла 133 МГц), однако за счет передачи за 1 такт одновременно 4 пакетов (QPB - Quad Pumped Bus), эффективная частота шины составляла 400 МГц, а пропускная способность шины составляла 3200 Мб/с.
Арифметико-логическое устройство (АЛУ или ALU). В АЛУ обрабатываются целочисленные команды. В новом процессоре АЛУ работает на удвоенной частоте ядра (у Pentium 4 1,5ГГц АЛУ работает на частоте 3 ГГц за счет использования обоих фронтов сигнала). Таким образом, некоторые инструкции выполняются за половину такта. В Pentium 4 используются два АЛУ.
Кэш-память первого уровня (L1). Как и прежде кэш L1 разделен на две части: для команд и для данных. В кэше теперь хранятся декодированные команды и располагаются в порядке их выполнения (технология Trace Cache), что увеличивает производительность.
Математический Сопроцессор (FPU). Математический сопроцессор содержит два модуля для операций с плавающей запятой. Но реальную вычислительную работу выполняет лишь один модуль - это операции сложения (FADD) и умножения (FMUL), второй модуль выполняет операции обмена между регистрами и памятью (FSTORE). Для процессора Pentium 4 1,4 ГГц сопроцессор обеспечивает производительность в 1,4 GFLOPS. К примеру, в процессорах Athlon используется сопроцессор, состоящий из трех модулей (один для операций типа FSTORE, два других для операций типа FADD и FMUL) и обеспечивающий производительность в 2 GFLOPS (для процессора Athlon 1 ГГц).
SIMD-расширения. В процессор Pentium 4 был добавлен новый набор SIMD-расширений (SSE2), который добавил 144 новые инструкции (68 целочисленных инструкций и 76 инструкций для вычислений с плавающей запятой).