Nokautu nie było

Athlon 64 FX-51 miał być prawdziwą gwiazdą ostatniego kwartału tego roku. Miał lśnić i mienić się w glorii najszybszego procesora dla komputerów desktop. Dosłownie do ostatniej chwili zdawało się, że plan odniesie sukces. Tymczasem niespodziewanie asa z rękawa wyciągnął Intel, przedstawiając procesor Pentium 4 3,2 GHz Extreme Edition.

Procesor Intela nie został wcześniej zapowiedziany, nie był umieszczany w żadnych planach przyszłych produktów, nikt nie wspominał o nim nawet w prywatnych rozmowach. Pojawił się znikąd i wszystko wskazuje na to, że był to przejaw marketingu partyzanckiego, działania przygotowanego w ostatniej chwili, którego podstawowym celem było popsucie imprezy konkurentowi. Co więcej, procesor ten na razie wyprodukowano w ilościach wystarczających tylko na to, żeby rozesłać go do testów – na próżno szukać go w sklepach.

Gdy w czerwcu tego roku publikowaliśmy duży test procesorów, zatytułowaliśmy go "Cisza przed burzą". AMD nie było jeszcze wówczas w stanie zaprezentować Athlona 64, Intel zaś spokojnie rozwijał swoją linię Pentium 4. Wszyscy jednak wiedzieli, że nowinki technologicznie czekają już za rogiem, że jeszcze kilka tygodni i będziemy świadkami najważniejszych od kilku lat zmian w konstrukcji procesorów. Dziś okres ciszy się skończył, zaczyna się czas burzy, choć przyznać trzeba uczciwe, że na razie jest burza przede wszystkim w mediach. Bo podobnie jak Intel, również AMD jak na razie ma problemy z dostarczeniem Athlona 64 FX-51 w odpowiednich ilościach na rynek i skupił się na przygotowaniu zestawów testowych dla dziennikarzy. Walka pomiędzy dwoma producentami rozgrywa się zatem póki co na poziomie recenzji w prasie i w Internecie, a na prawdziwy pojedynek o pieniądze klientów będziemy musieli poczekać jeszcze kilka miesięcy, do momentu, kiedy uda się osiągnąć odpowiedni poziom produkcji, a ceny nieco spadną.

Dwie maszyny w laboratorium PCWK

Niezależnie od dostępności obydwu procesorów na rynku, dwie potężne maszyny trafiły do naszego laboratorium. Mówiąc precyzyjniej, jedna gotowa maszyna z procesorem Athlon 64 FX-51, taktowanym zegarem 2,2 GHz i jeden goły procesor Pentium 4 3,2 GHz Extreme Edition. Jeśli chodzi o Pentium 4, w momencie powstawania tekstu był to jedyny egzemplarz w Polsce, a prawdopodobnie w chwili, kiedy czytasz ten tekst, nie ma ich znacząco więcej. Nasz egzemplarz przebył trudną, lotniczo – kolejową drogę prosto z fabryki w USA i był jeszcze tak świeży, że opis jego parametrów został naniesiony flamastrem. Pełna manufaktura, całkiem zaskakująca jak na takiego giganta jak Intel. Pomijając ten szczegół, można powiedzieć, że nasze laboratorium na kilka krótkich dni zamieniło się w prawdziwe centrum superkomputerowe – w końcu szybszych maszyn klasy desktop w tej chwili na świecie po prostu nie ma.

Architekturę 64-bitowych procesorów AMD przedstawialiśmy już kilkukrotnie i wiele szczegółów jest już znanych. Ponieważ jednak Pentium 4 3,2 GHz Extreme Edition pojawiło się tak niespodziewanie, należy się kilka słów wyjaśnienia na temat tego procesora. Skąd właściwie to oznaczenie „Extreme Edition”? Przecież zwykłe Pentium 4 3,2 GHz było już dostępne od jakiegoś czasu. Okazało się jednak, że pomimo zegara szybszego o równo 1 GHz od Athlona 64 FX-51, zwykłe Pentium 4 w testach wypada nieco gorzej. Utrata pozycji króla wydajności była Intelowi bardzo nie na rękę, co oczywiste. Z drugiej strony, nie da się opracować i wprowadzić do sprzedaży nowego procesora w ciągu kilku tygodni. Jakie więc pozostają rozwiązania? Najlepiej wykorzystać technologie, które już wcześniej zostały opracowane. Wysoka wydajność nowych procesorów AMD wynika m.in. z faktu, że wyposażone zostały w zintegrowany kontroler pamięci, który znacznie podnosi efektywność komunikacji pomiędzy procesorem a pamięcią. Intel takiego rozwiązania nie stosuje, choć w przeszłości podejmował podobne próby. Jednak bardzo dobry substytutem zintegrowanego kontrolera pomoże być pamięć podręczna procesora, pod warunkiem, że będzie jej odpowiednio dużo. Tą drogą poszedł Intel, dodając dodatkowe 2 MB pamięci podręcznej trzeciego poziomu. W 2 MB pamięci podręcznej można zmieścić w całości bardzo wiele zestawów danych, produkowanych przez popularne aplikacje – gry, edytory wideo, programy do kompresji MP3 itd. Dzięki ograniczeniu opóźnień, powstających podczas komunikacji z pamięcią zewnętrzną, można potencjalnie uzyskać zauważalny wzrost wydajności. Czy tak się stało? W dużej mierze plan się powiódł, ale o tym za chwilę. Czym jednak jest Pentium 4 z dodatkową pamięcią podręczną. Otóż de facto, jest to procesor Xeon. Dlatego kilka zdań wcześniej wspomnieliśmy o rozwiązaniach już opracowanych.

Oczywiście pozostałe komponenty w obydwu testowych zestawach powinny swoimi możliwościami odpowiadać mocy procesorów. Dlatego w obydwu zainstalowaliśmy 1 GB pamięci DDR400 oraz kartę graficzną z układem GeForce FX 5900 Ultra. Zbieżność oznaczeń „FX” pomiędzy procesorem a układem graficznym nie jest przypadkowa – AMD i NVIDIA bardzo blisko ze sobą współpracują. NVIDIA została oficjalnym partnerem AMD podczas akcji promującej nowy procesor i dlatego też w zestawie testowym pojawiła się płyta główna Asusa z nowym chipsetem nForce3. Wybór słuszny marketingowo, ale technologicznie niezbyt trafiony, gdyż nForce3 nie jest całkowicie dopracowany, sprawia m.in. problemy z magistralą AGP, a w naszych testach bardzo oporny we współpracy okazał się zintegrowany kontroler sieciowy. Bardziej wydajnie i stabilnie pracuje póki co chipset VIA KT800, ale w oficjalnym zestawie testowym nie mogła znaleźć się płyta główna bazująca na rozwiązaniach VIA. Jeśli chodzi o pamięć, w przypadku Athlona 64 FX-51 konieczne jest używanie pamięci rejestrowanych, dużo droższych od zwykłych. Pentium 4 obsadziliśmy na płycie głównej Intela z chipsetem i875. W tym przypadku wykorzystaliśmy zwykłe, nie rejestrowane moduły pamięci.

Kupować czy nie kupować, oto jest pytanie?

Wbrew tytułowi ramki, nie chcemy rozstrzygać w tym miejscu całościowo, czy opłaca się w tej chwili zakup procesora Athlon 64 FX-51, zakładając nawet, że teoretycznie będzie to możliwe. Chcemy tylko zwrócić uwagę na jeden, ale istotny szczegół. Otóż w tej chwili Athlon 64 FX-51 wykorzystuje podstawkę, która ma 940 nóżek. Oznacza to, że jest w tym względzie w 100-procentach zgodny z serwerowym Opteronem, którego premiera odbyła się kilka miesięcy wcześniej. De facto, Athlon 64 FX-51 to jest Opteron. Oznacza to, że w momencie debiutu procesora, na rynku jest dostępnych już sporo płyt głównych, przystosowanych do jego obsługi. Jednocześnie jednak płyty te są drogie, ponieważ do ich wytworzenia trzeba użyć 6-9 warstw płytki drukowanej. AMD zapowiada, że w przeciągu roku pojawi się nowa wersja Athlona 64 FX, która będzie wykorzystywać tylko 939 nóżek w innym niż obecnie układzie. Pozwoli to uprościć budowę płyt głównych i ograniczyć liczbę warstw płytki drukowanej do 4, ale oznacza to również, że do płyt głównych kupionych już dzisiaj nie będzie można instalować nowych wersji procesora, taktowanych szybszym zegarem. Być może więc warto przeczekać to zamieszanie i poczekać, aż pojawi się edycja 939-nóżkowa oraz odpowiednie płyty główne.

Gaz do dechy

Aby porównać rzeczywistą moc obydwu zestawów, zdecydowaliśmy się nieco rozszerzyć naszą standardową procedurę testową dla procesorów. Biorąc pod uwagę znaczące zmiany konstrukcyjne w stosunku do wcześniejszych modeli, każdy dodatkowy test może wnieść istotne informacje dotyczące skuteczności tych zmian. Każdy pojedynczy test może natomiast dać wyniki całkowicie przekłamane albo prowadzące do sprzecznych wniosków. Weźmy pierwszy przykład z brzegu.

W teście wydajności OpenGL, z wykorzystaniem dosyć starej już gry Quake III Arena (rozdzielczość 640x480, ustawienia standardowe) Pentium 4 osiągnął oszałamiający rezultat 538 klatek/s. Athlox 64 FX-51 uplasował się daleko za nim, ze skromnym (oczywiście biorąc pod uwagę oczekiwania) wynikiem 382 klatki/s. Czy tak duża różnica może być zniwelowana w jakimkolwiek innym teście? Ależ oczywiście. Może wręcz zostać całkowicie odwrócona. W teście z wykorzystaniem gry Unreal Tournament 2003 (rozdzielczość 1024x768, mapa antalus, z botami), Athlon osiągnął średnią wydajność na poziomie 93 klatki/s, podczas gdy Pentium 4 zaledwie 68 klatek/s. Choć wartości bezwzględne są w tym przypadku dużo niższe niż w Quake’u, to procentowa różnica pomiędzy obydwoma procesorami podobna – tylko że tym razem na korzyść Athlona. Już te dwa testy pokazują, że nie będzie łatwo wskazać zwycięzcy pojedynku, a o wyborze konkretnego układu w dużej mierze powinna decydować analiza w oparciu o konkretne aplikacje, które będą wykorzystywane.

Skoro zaczęliśmy od gier, warto przy nich jeszcze przez chwilę pozostać. W końcu, obydwa procesory skierowane są przede wszystkim do fanatycznych graczy, których dla osiągnięcia maksymalnej wydajności są w stanie wydać bardzo dużo pieniędzy. Tak pozycjonują te produkty przedstawiciele obydwu producentów.

Jako rozszerzenie testów wydajności w OpenGL wykorzystaliśmy darmową, bardzo popularną grę sieciową Enemy Territory. Wykorzystuje ona silnik z Quake III Arena, jednak został on poddany licznym modyfikacjom, które znacznie rozszerzyły jego możliwości. Test przeprowadziliśmy w rozdzielczości 1024x768, przy 32-bitowym kolorze, przy wszystkich pozostałych efektach graficznych wyłączonych lub ustawionych na minimalny poziom. Biorąc pod uwagę, że gra wywodzi się jednak od Quake’a, spodziewaliśmy się zwycięstwa Pentium 4 i tak faktycznie się stało. Pentium 4 okazało się szybsze o około 10 klatek/s, co oznacza wydajność lepszą o około 7 procent. Ogólna konkluzja z tych dwóch testów jest taka, że w benchmarkach OpenGL Pentium 4 okazuje się szybsze o kilka – kilkanaście procent od Athlona 64 FX-51.

Opisany już powyżej test Unreal Tournament 2003 to przedstawicie gier wykorzystujących DirectX 8. Aby uzupełnić wyniki w tym zakresie, wykorzystaliśmy znany program testujący 3DMark2001 SE. Wyniki, przekraczające w obydwu przypadkach 18 tys. punktów, okazały się bardzo zbliżone. Różnica (na korzyść Athlona 64 FX-51) oscylowała na poziomie 1 procenta.

Najbardziej gorącym temat dzisiaj są gry wykorzystujące DirectX9. Do tego standardu przygotowane są wszystkie najnowsze karty graficzne i zaczynają się już pojawiać pierwsze gry, wykorzystujące nowe, bardzo rozbudowane możliwości tego interfejsu. Dwa sztandarowe benchmarki wykorzystywane do badania wydajności w DirectX9 to 3DMark2003 oraz AquaMark3. W obydwu lepsze okazało się Pentium 4, ale różnice utrzymują się na minimalnym poziomie. Oczywiście trzeba brać pod uwagę ograniczenia narzucane przez kartę graficzną, która wprawdzie jest bardzo szybka, ale w tak obciążających obliczeniowo benchmarkach też staje się wąskim gardłem. W 3DMark2003 Pentium 4 okazało się szybsze o około 4 procent, natomiast w AquaMark3 różnica nie przekroczyła 1 procenta. Widać zatem, że benchmarki nie wskazują jasnego zwycięzcy w kategorii DirectX9. Czy sytuacja ulegnie zmianie, gdy wykorzystamy prawdziwe gry? W rzeczy samej.

Jedną z gier wykorzystujących DirectX9 jest X2 The Threat. Test uruchomiliśmy w rozdzielczości 1024x768, wyłączając wszystkie efekty graficzne. Pentium 4 okazało się szybsze o ponad 20 klatek/s, co przekłada się na przewagę 13-procentową. Okazuje się, że gdy karta graficzna nie narzuca górnego ograniczenia, Pentium 4 okazuje się nieco szybszy również w tej konkurencji.

Pentium 4 okazało się również szybsze we wszystkich benchmarkach testujących wydajność samego CPU. Na przewagę układu Intela wskazują takie testy jak SiSoft Sandra 2003, PC Mark 2002 czy CPU Bench 2002. Odpowiednie dane przedstawione są na wykresach. Oczywiście tego typu dane należy traktować z odpowiednim dystansem, gdyż żaden z takich syntetycznych benchmarków nie jest w stanie w pełni oddać warunków pracy z rzeczywistymi aplikacjami. Zwłaszcza SiSoft Sandra 2003 wykorzystuje dość stare struktury danych, które mogą nieco przekłamywać wyniki.

To, na co należy jednak zwrócić uwagę, to lepsze wyniki Athlona 64 FX-51 w testach przepustowości pamięci. Choć obydwa komputery wyposażone były w układy DDR400 i obydwa wykorzystują strukturę dwukanałową, to zintegrowany kontroler, wbudowany w procesor AMD, pozwala uzyskać wydajność lepszą niż kontroler zewnętrzny, wbudowany w chipset. Takie było założenie konstrukcyjne Athlona 64 FX-51 i w tym zakresie przynajmniej udało się je spełnić.

Podsumowując wyniki testów, stwierdzić musimy, że w obecnym, 32-bitowym środowisku szybszym procesorem pozostaje Pentium 4 3,2 GHz Extreme Edition. Wprawdzie w wielu testach różnice są minimalne, ale jednak udało się Intelowi utrzymać palmę pierwszeństwa. Pozostaje jednak otwarte pytanie, czy Intel wprowadzi ten procesor do sprzedaży, czy też wykonał ruch polegający na dostarczeniu mediom nowego układu jedynie po to, aby zniweczyć wysiłki AMD.

##Co dalej

AMD w nowym układzie nie wprowadziło praktycznie żadnych zmian, które wpływałyby na wykonywanie kodu 32-bitowego. Rozwiązania w olbrzymiej mierze przypominają te, które znamy już z procesorów z jądrem Barton. Udało się natomiast tak zaprojektować nowy układ, aby możliwe było wykorzystanie szybszego taktowania. Trzeba bowiem zauważyć, że Athlon 64 FX-51 uzyskuje wydajność bardzo podobną do najnowszego Pentium 4, ale jego zegar jest o 1 GHz wolniejszy. Tymczasem pojawiły się już pierwsze publikacje, pokazujące, że nowy Athlon pracuje bez problemów z zegarem nawet 2,8 GHz. Przy takim taktowaniu wyniki testów wydajności mogłyby się zmienić na korzyść Athlona. Oczywiście wyścig megaherców nigdy nie ma końca i rozważania na temat potencjalnej wydajności procesorów przy wyższym taktowaniu nie mają sensu, dopóki producenci ich nie wprowadzą na rynek.

Większy problem wiąże się z tym, że na rynku praktycznie nie ma aplikacji 64-bitowych, które skierowane byłyby do końcowego użytkownika. Oczywiście są 64-bitowe systemy operacyjne (np. Linux), ale ich przeznaczeniem są raczej serwery niż komputery domowe dla graczy. Powstaje 64-bitowa wersja Windows XP, ale na razie znajduje się jeszcze we wczesnej fazie testów i do jej premiery upłynie sporo czasu. Nawet gdy już powstanie, to producenci muszą jeszcze dostarczyć odpowiednie oprogramowanie. Tymczasem nie słychać nigdzie, by np. producenci gier pośpiesznie przygotowywali 64-bitowe wersje swoich nadchodzących hitów.

Tymczasem już za chwilę pojawi się następca Pentium 4, oznaczony kodową nazwą Prescott. Produkowany będzie w procesie technologicznym 0,09 mikrona i naszpikowany zostanie nowymi rozwiązaniami technologicznymi. Pierwsze wersje taktowane będą zegarem 3,4 i 3,6 GHz, ale podobno nie będzie stanowić problemu produkcja egzemplarzy taktowanych zegarem do 5 GHz. Oznacza to, że wyścig trwa nieustająco. Warto jednak śledzić go teraz ze zdwojoną uwagą, gdyż sytuacja robi się bardzo gorąca.


Zobacz również