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Lingua
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PEGI
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Prezzo
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Data di uscita
20/11/2000

Pentium 4

Pentium 4 Aggiungi alla collezione

Datasheet

Produttore
Intel
Data di uscita
20/11/2000

Lati Positivi

  • Buone prestazioni in Quake III Arena
  • Alcune soluzioni tecnologiche interessanti
  • Bus a 400 MHz e SSE2
  • Banda di memoria ampissima con RDRAM

Lati Negativi

  • Pipeline a 20 stadi penalizzante
  • Prestazioni non all'altezza in molti applicativi
  • Prezzo della piattaforma
  • Il socket cambierà presto

Hardware

Il sistema Pentium 4 provato era così configurato: il processore da 1,7 GHz (Front Side Bus a 400 MHz) era montato su scheda madre Intel D850GB (chipset Intel 850), con scheda audio e scheda di rete integrata. Sono stati utilizzati due moduli da 128 MB di RDRAM di produzione Samsung (forniti in bundle con il processore) per un totale di 256 MB di memoria di sistema (in modalità dual channel, supportata dalla scheda madre). L'Athlon, in versione da 1,4 GHz con Front Side Bus a 266 MHz, è stato montato su una EPOX 8K7A+ con chipset AMD 760 (supporto per DDR RAM) e southbridge VIA 686B. La scheda madre integra la sezione audio ed anche un eccellente controller RAID Highpoint H370A, per un totale di 4 connettori EIDE, anche se per le prova abbiamo sfruttato solo i connettori gestiti dal southbridge VIA. Su questa scheda è stato montato un modulo da 256 MB di memoria RAM di tipo DDR (PC2100 con CAS, column address strofe, dalla latenza di 2,5 cicli di clock... il modulo cioè impiega 2,5 cicli di clock per individuare la colonna dove è posta la cella di memoria a cui accedere nell'organizzazione matriciale su cui si basa) con chip di produzione Hyundai. Su entrambi i sistemi sono stati utilizzati la stessa scheda video, la reference board GeForce 2 GTS di NVIDIA (con 32 MB di memoria DDR a 333 MHz), e lo stesso hard disk, un IBM DTLA da 30 GB, in grado di supportare Ultra DMA 100 (visto naturalmente da entrambe le schede madri). Il sistema operativo utilizzato per le prove è stato Windows Millennium, mentre i driver della scheda grafica erano i Detonator ufficiali di nVidia (versione 12.41)

Link

Recensione

Pentium 4 1,7 GHz vs Athlon 1,4 GHz: scontro ad alta frequenza

All'angolo destro, il Pentium 4 da 1,7 GHz. All'angolo sinistro, l'Athlon da 1,4 GHz. I due potenti processori si scontrano in una battaglia all'ultimo frame per secondo. Chi ne uscirà vincitore? Scopritelo con noi in questo entusiasmante recensione della nuova CPU Intel, che offre un'ampia panoramica sulla sua particolare architettura!

di Antonino Tumeo, pubblicato il

Ricordiamo brevemente che l'architettura di Athlon fa leva sul bus EV6, nella versione a 100 e 133 MHz (Double Pumped), e utilizza una pipeline da 10 stadi per il calcolo sugli interi, e da 15 per quello sui numeri in virgola mobile. La fase di decodifica si appoggia al microcodice AMD (le operazioni vengono chiamate macro-ops,), che sono leggermente più complesse rispetto a quelle Intel (ciascuna di esse contiene più informazioni, nella maggior parte dei casi una macro-op codifica due istruzioni x86), e fa forza su un decoder in grado di decodificare fino a tre istruzioni (della stessa complessità) in parallelo (mentre i decoder Intel possono decodificare un'istruzione x86 complessa, cioè composta da quattro micro-op e due semplici, composte da una sola micro ops, contemporaneamente). La pipeline è estremamente ottimizzata, poiché sfrutta ben 9 porte di esecuzione, una per ciascuna unità (tre ALU, unità logico aritmetiche per le operazioni sugli interi, tre AGU, per la generazione degli indirizzi di memoria fisici a partire da quelli relativi forniti dal codice, e tre unità FPU/multimediali, per l'esecuzione di calcoli in virgola mobile), con la possibilità, quindi, di eseguire fino a 9 istruzioni per ciclo di clock, contro le sole 5 porte del Pentium III (due dedicate alle AGU, una alla Store Data Unit, una che fornisce istruzioni alla prima ALU, ala prima unità MMX, al moltiplicatore e al divisore delle SSE, e alle tre unità Floating Point, per salvataggio, addizione e moltiplicazione e infine l'ultima che fornisce le istruzioni alla seconda ALU, alla seconda unità MMX e all'unità principale SSE).
Athlon presenta una massica cache di primo livello di 128 KB (64 KB per i dati e 64 KB per le istruzioni) e nella revisione Thunderbird 256 KB di cache di secondo livello integrati nel die alla stessa frequenza del processore. Si tratta di una cache che è ben 16-way associative, ma con data path singolo a 64 bit (dunque in teoria molto più lento se paragonato a quello del Pentium III e, soprattutto, del Pentium 4).
La FPU è estremamente efficace, con tre unità di esecuzione in parallelo (ciascuna con la propria porta), una per le funzioni di Store (salvataggio dei dati in virgola mobile), una per l'addizione e una per la moltiplicazione, queste ultime due in grado di gestire anche istruzioni MMX, 3DNow!, e le Advanced 3DNow! studiate con Athlon (alcune istruzioni di questo aggiornamento sono molto simili, se non identiche, alle SSE di Intel). Anche il Pentium III, come abbiamo già ripetuto prima, ha tre unità in parallelo, ma sfrutta solo una porta di esecuzione per tutte e tre (cioè, i dati possono entrare in un'unità alla volta ad ogni caricamento).
La versione protagonista della prova è un Thunderbird (su socket A con 432 pin) a 1,4 GHz.

FUORI I SECONDI!

E dopo l'accurata presentazione tecnologica del Pentium 4 e il breve riassunto sull'architettura del suo antagonista, l'Athlon, possiamo dare il via all'incontro, e passare ai NUMERI! Iniziamo da quelli più positivi per il prodotto di casa Intel. E senza dubbio, la nuova CPU fa vedere al momento attuale, anche in questa versione a 1,7 GHz, il suo meglio con i test dove può mostrare l'ENORME banda di memoria che il suo bus di sistema, accoppiato con la RDRAM dual channel, mette a disposizione. I test sulla memoria di Sandra lo dimostrano chiaramente: riportano dati che sono oltre il doppio rispetto a quelli di un Athlon su chipset AMD 760 con DDR RAM (CAS latency a 2,5 cicli di clock), già non propriamente dati "bassi" in ambito PC. 1363 MB/s contro 735 MB/s per il trasferimento di numeri in virgola mobile, e addirittura 1336 MB/s contro 568 MB/s per quanto riguarda il trasferimento di interi. Il primo round è vinto nettamente dal Pentium 4.
Tuttavia, subito dopo arriva un primo risultato poco convincente, sempre da Sandra: Dhrystone (che misura le prestazioni sugli interi della CPU) riporta 3155 MIPS (Milioni di Istruzioni Per Secondo) contro i ben 3871 MIPS per l'Athlon da 1,4 GHz, mentre Whetstone (che misura le prestazioni della FPU), riporta un "misero" 983 MIPS contro un possente 1876 MIPS. C'è da sottolineare che lo scarso risultato della FPU è influenzato pesantemente dal fatto che, come abbiamo evidenziato, nel Pentium 4 c'è una sola unità contro le tre dell'Athlon, e bisogna anche evidenziare che invece, se vengono sfruttate le SSE2, e lo stesso Sandra lo riporta, allora la CPU Intel si riprende la leadership e sorpassa il prodotto AMD con un eccellente 2071 MIPS. Un secondo Round vinto piuttosto facilmente dall'Athlon in questo, caso, con un Pentium 4 che si riesce a salvare in corner dal KO.
Un discorso similare si può fare con i risultati ottenuti utilizzando 3D Mark 2000 e 3D Mark 2001. Con 3D Mark 2001, che è in grado di avvantaggiarsi di SSE2 ed utilizza dei test ottimizzati per l'architettura del nuovo processore Intel, i risultati sono più che eccellenti, con un distacco (utilizzando una GeForce 2 GTS), che raggiunge i 500 punti alla risoluzione campione (quella di default del test) di 1024x768x32 bit con texture compresse e Z buffer a 24 bit, e rimane generalmente davanti a tutte le risoluzioni, con un buon margine. Insomma, un vantaggio che sta nell'ordine della differenza di frequenza dei due processori, e che quindi mette effettivamente in luce i pregi della CPU Intel. Da notare però che spingendo la risoluzione a 1280x768, sempre a 32 bit (con texture compresse e non), l'Athlon di prende, ed anche con una certa scioltezza, la leadership. In 3Dmark 2000, invece, non ottimizzato naturalmente per la piattaforma Intel (perché disponibile da più tempo del processore), l'Athlon, pur non riuscendo a prendere la leadership, e benché risulti sempre qualche punto inferiore nei test dedicati alla velocità pura della CPU, combatte quasi alla pari con il suo antagonista anche se svantaggiato di ben 300 MHz. Alla risoluzione campione del test, 1024x768x16 bit, con Z-Buffer a 16 bit, il distacco si contiene nell'ordine del centinaio di punti. Piuttosto interessanti sono i risultati ottenuti sempre con 3DMark 2000 disattivando il T&L hardware del GeForce 2 e inserendo le ottimizzazioni per i set di istruzioni multimediali per i processori: Enhanced 3DNow! per l'Athlon e SSE (prima versione, visto che le 2 ancora non esistevano quando è stato sviluppato il benchmark). Bene, le unità di esecuzione per questo tipo di istruzioni dell'Athlon, pure con i loro 300 MHz in meno, passano, anche se di pochi punti, le SSE nell'implementazione del Pentium 4, in tutti i test. Da notare anche che a 1280x1024, i risultati di entrambe le CPU sono più alti di quelli ottenuti con il T&L hardware del GeForce 2 GTS abilitato.
Dunque possiamo dire che i terzo round è vinto dal Pentium 4 di poco, il quarto si può decretare pari.
Per quanto riguarda GLMark, invece, notiamo una leggera supremazia del processore AMD, che riesce a strappare una media migliore (test con tutti gli effetti avanzati attivati a 1024x768x32 bit): 32,5 contro 30 fps per secondo, lo stesso valore massimo (76 fps), ma un fotogramma in più sul valore minimo. Quinto round vinto dall'Athlon.
Un discorso similare, per la terza volta, si può fare con i test che coinvolgono più direttamente i videogiochi. Abbiamo utilizzato Quake III Arena e Serious Sam. Con il motore sviluppato da Carmack per il suo sparatutto, utilizzando la versione 1.29g, il Pentium 4 mantiene una leadership netta, nell'ordine dei 30 fps per secondo. I test in modalità FASTEST, FAST e NORMAL dimostrano la "simpatia" che c'è tra la CPU Intel e il gioco di id Software. A risoluzioni superiori, con la scheda utilizzata per il test (una GeForce 2 GTS), i vantaggi diventano meno significativi, fino ad annullarsi perché intervengono colli di bottiglia determinati dal raggiungimento del Fill Rate massimo del chip grafico, ma utilizzando una scheda più veloce, come una GeForce 2 Ultra o una GeForce 3, il Pentium 4 avrebbe mantenuto il suo vantaggio anche a risoluzioni superiori senza grossi problemi. Del resto, in NG Quality, pure con la scheda grafica spinta ai limiti, il P4 mantiene quei pochi frame di vantaggio. Discorso diverso, invece, con il Serious Engine di Croteam, che mostra certamente più dimestichezza con il processore AMD, e che segna con questo risultati sempre superiori. Il vantaggio è netto ad 800x600 a 16 e 32 bit e 1024x768 a 16 bit, come lo era nelle modalità, a ranghi contrapposti, alle risoluzioni più basse in Quake 3, e si riduce salendo sempre per via dei limiti raggiunti dalla scheda video, ma l'Athlon mantiene comunque i suoi 2-3 fps di margine.
Sesto round vinto nettamente dal Pentium 4, nel settimo Athlon si riprende bene e vince altrettanto nettamente.
Ma il punto più dolente, attualmente per il Pentium 4 sembrano paradossalmente essere gli applicativi. Il Benchmark applicativo utilizzato, Winstone 99, mostra un netto vantaggio dell'Athlon, ben 4 punti, che diventa ancora più importante se consideriamo i risultati dei test specifici di Winbench 99 versione 1.2: il controller EIDE della scheda madre utilizzata con l'Athlon (una Epox 8KA7+ con AMD 760 e southbridge VIA 686B, l'hard disk era montato su una porta gestita dal southbridge) perde piuttosto nettamente rispetto al controller della scheda madre Intel per Pentium 4, ma è sulla parte grafica che la nuova CPU Intel soffre in maniera molto grave, sia con i test Business (applicativi d'ufficio) che con quelli High End (applicativi cad, rendering 3D). Ottavo e nono round sono vinti dall'Athlon.
I motivi sono presto spiegati: ancora una volta si tratta di un test realizzato prima dell'uscita del processore, e gli applicativi utilizzati per i test non risultano ottimizzati per un'architettura così particolare come quella della nuova CPU Intel. Dunque, algoritmi di Branch Prediction avanzati, e accorgimenti tecnici avanzati non posso in questo caso porre rimedio alla pipeline più lunga, per via di un codice non in grado di sfruttarli come si deve.
E, del resto, il discorso generale che si può fare sulle prestazioni del Pentium 4 verte su questo piano. Con programmi ottimizzati per la nuova architettura, la CPU fornisce risultati quantomeno nelle attese: dopo tutto non dimentichiamoci che stiamo confrontando due processori con ben 300 MHz di differenza, e soprattutto, con un costo che tra CPU e memoria, a parità di quantità di quest'ultima (RDRAM per Intel e DDR RAM per AMD), fa risultare il prodotto Intel il doppio più caro di quello AMD. Con applicativi invece non in grado di sfruttare con un codice ottimizzato quegli accorgimenti architetturali (Intel ha dedicato uno dei suoi white paper a questo argomento) per sopperire alla pipeline più lunga, il Pentium 4 mostra le sue debolezze. L'incontro, su nove round, è stato vinto dall'Athlon ad 1,4 GHz per cinque round a tre e uno che si può tutto sommato considerare pari. Una vittoria ai punti, potremmo dire, poiché non c'è stato, in effetti, un dominatore netto nei vari test.

IL VERDETTO

Dopo aver approfondito la sua architettura, e aver verificato il duplice comportamento nei test, non si può non dire che il Pentium 4 lasci, in definitiva, una strana impressione. La nuova CPU Intel, infatti, presenta molteplici soluzioni architetturali interessanti (il bus a Quad Pumped, l'eccellente interfaccia per la cache di secondo livello, l'innovativa Execution Trace Cache, le SSE2), ma risulta però penalizzata da alcune scelte che non sono sempre condivisibili. Su tutte, la lunga pipeline a venti stadi, che sembra essere mirata, con grande attenzione al marketing, soprattutto al poter permettere alla compagnia di poter affermare di avere la CPU con la più alta frequenza di clock, senza paura di essere smentita. Ma, come i risultati, e la discussione che abbiamo portato avanti dimostrano, non è sempre vero che avere la frequenza più corrisponda per forza ad avere il processore più veloce. C'è però anche da dire che poi il resto dell'architettura è comunque orientato ad aiutare notevolmente la CPU a superare questo suo limite, e in effetti, con applicazioni che seguono le dovute "norme" di compilazione, riescono benissimo nel loro intento, e comunque la struttura stessa della CPU dà a Intel la possibilità di salire notevolmente di clock senza grandi problemi progettuali (come invece è stato per il Pentium III) per sopperire a tutte le mancanze.
Altri aspetti piuttosto discutibili sono la limitata quantità di cache di primo livello per i dati che, pur essendo molto veloce, se forse fosse stata in quantità maggiore dei risicati 8 KB, avrebbe certamente aiutato ulteriormente la CPU a migliorare le sue prestazioni, e il sostanziale ridimensionamento della FPU, che pur riuscendo a primeggiare nei benchmark grazie alle SSE2, senza software in grado di sfruttare le nuove istruzioni (cioè la quasi totalità dei programmi attualmente disponibili) presenta gravi lacune prestazionali, scelte secondo certe voci determinate anche da un desiderio di contenere i costi e evitare un ulteriore ingrandimento di un die già non particolarmente parco nelle dimensioni. Un altro problema da considerare è, poi, il fatto che a breve ci sarà un cambio di socket, passando da quello a 423 a quello a 458, che di certo renderà più complesso l'eventuale aggiornamento del sistema in futuro da parte acquirenti.
Ultimo punto a sfavore è il prezzo della "piattaforma": al momento una soluzione basata su RDRAM e Pentium 4 costa nettamente di più di una soluzione con Athlon e DDR RAM. Sicuramente i nuovi chipset con supporto per SDRAM e DDR RAM assottiglieranno questa differenza, ma al momento, è forse questo il fattore maggiormente decisivo.
Non ci sono, comunque, solo aspetti negativi. La CPU Intel, infatti, se sfruttata adeguatamente (cioè con software ottimizzato e ricompilato per trarre vantaggio effettivo dalla sua architettura), mostra di potersela cavare più che bene (intendiamoci, non che si possa dire che vada male negli altri casi, perché si trova pur sempre a rivaleggiare con i processori di fascia alta della concorrenza, solo che "rende meno" di quello che si potrebbe aspettare), soprattutto con le applicazioni di tipo "multimediale": compressione di filmati, di audio, e anche videogiochi. E c'è anche un particolare di non poca rilevanza per una buona fetta degli hardcore gamer: il Pentium 4 è senza dubbio il processore più performante con il motore di Quake III Arena.

Voto None stelle su 5
Voto dei lettori
Il Pentium 4 risulta senza dubbio difficile da giudicare. La versione a 1,7 GHz riesce in qualche maniera, pur rimanendo inferiore alla soluzione a 1,4 GHz di AMD, grazie all'alta frequenza di clock, a sopperire ai limiti, nelle applicazioni che non sono ottimizzate per la sua architettura, creati dalla pipeline a 20 stadi e da certe scelte non particolarmente azzeccate, e si comporta in maniera discreta, pur senza brillare particolarmente (naturalmente stiamo sempre parlando di prestazioni di fascia alta). Nelle applicazioni che sono invece ottimizzate per la sua struttura, riusciamo a vedere degli spunti piuttosto interessanti, soprattutto con software di tipo multimediale e con i giochi (Quake 3 su tutti). Nel futuro, certamente, la situazione migliorerà ulteriormente, perché Intel tutto sommato, pur avendo perso consistenti posizioni, mantiene sempre un certo potere con il peso del suo marchio, ma non potrà forse appianarsi del tutto, perché naturalmente AMD continuerà a sviluppare la sua ottima architettura (e Palomino è già in arrivo...) e a renderla ancora più flessibile D'altra parte diventa determinante anche il discorso prezzo: la piattaforma Pentium 4, benché Intel si stia impegnando ampiamente per renderla più economica (ripetuti tagli ai prezzi, introduzione di chipset con supporto per memorie SDRAM notevolmente più economiche rispetto alle attualmente utilizzate RDRAM), rimane con prezzi ancora superiori rispetto alle soluzioni basate su chip Athlon, e non si può trascurare neanche il fatto che presto l'attuale socket da 423 pin sarà soppiantato da uno con 458 pin, riducendo di molto le possibilità di aggiornamento future. Tutto sommato, insomma, questo microprocessore si configura come una buona soluzione high end, seppure non eccezionale, che al momento presenta ancora qualche problemino di troppo ma che comunque si può considerare abbastanza interessante (soprattutto per i Quaker DOC).