Northwood 2.4GHz – İnceleme

Northwood 2.2GHz incelemesini bundan yaklaşık bir ay önce yapmıştık. 2.2GHz incelemesinin sonunda ise bazı ülkelerde 1.6GHz ve 1.8GHz hızlarında 512KB L2 Cache’e sahip Pentium 4  işlemcilerin satıldığından bahsetmiştik. Ve artık bu bahsi geçen işlemcileri P4 1.6A, 1.8A isimleri ile Istanbul’da da bulmak mümkün. Northwood serisi 1.6A, 1.8A, 2.0A ve 2.2GHz’den oluşuyor derken Intel’den 2.4GHz Northwood sample’ı da geldi ve Intel’in roadmap’inde bu senin son çeyreğinde 3.0GHz Northwood’lar gözüküyor.

Intel’in yeni P4 çekirdeği olan Northwood’un bir önceki Pentium 4 çekirdeği olan Willamette’den en belirgin farkları, yeni 0.13µ(micron) üretim teknolojisini kullanması ve 512KB L2 Cache’e sahip olması. Ayrıca Intel 0.13µ ile beraber CPU çekirdeğinde bakır kullanılmaya başlıyor ve bakır Willamette’de kullanılan aluminyum’a oranla daha ince yollar yapılmasına olanak sağlıyor.

(0.13µ’un fiziksel büyüklüğünü daha rahat kavrayabilmeniz için ortalama bir insan saç telinin çapının 60µ olduğunu söylemem sanırım yardımcı olacaktır.)

Willamette ise 0.18µ teknolojisi ile üretiliyordu ve 256KB L2 Cache’e sahipti. Ayrıca Willamette çekirdeği 1.3’den başlayıp 2.0GHz’e kadar seçenekler sunuyordu ve hem PGA 423 hemde mPGA478 kullanan modelleri mevcuttu.

Northwood’da ise sadece mPGA478 socket kullanılacak ve en düşük hız 2.0GHz’den başlayacak denilmesine rağmen 1.6GHz hızından başlıyor denilmesi daha doğru.Şu anda ise en yüksek 2.4GHz hızında Northwood bulmak mümkün.

0.13µ üretim teknolojisi sayesinde Northwood fiziksel olarak Willamette’den %30 daha küçük ve %30 küçük olmasına rağmen 55Milyon adet transistör içeriyor. Bu rakkam bir önceki temsilcisi Willamette’e göre 13Milyon daha fazla transistör demek.  Bu transistörlerin çoğunun ise fazladan 256KB L2 Cache’i oluşturmak için kullanıldığını tahmin etmek güç değil.

Intel 0.18µ’dan 0.13µ’a inerek sadece elde ettiği fiziksel boşluğu sadece  512KB L2 Cache ile doldurarak değerlendirmiş olmadı tabii ki. Çalışma voltajınıda 1.7v’dan 1.5v’a indirildi. Bunlara bağlı olarak güç tüketimide 70W’dan 49.8W’a indirildi. Bu sayede zaten oldukça başarılı olan termal kapasiteside artmış oldu yeni nesi P4’lerin.

(Ancak Heatsink ve Fan aynen kalmış. Yine devasa boyutdaki heatsink kullanılmak zorunda. Fakat  yaklaşık 2300rpm’le dönen orjinal Pentium 4 fanları iki kat hızlı dönen rakiplerine oranla çok daha sessiz çalışabiliyorlar.)

Northwood’da kullanılan 512KB L2 Cache’in mimarisine ise dokunulmamış. Yine 256-bit genişliğinde ve 8 yollu bir mimari kullanılıyor.  CPU hızı ile aynı hızda çalışan bu L2 Cache 2.2GHz’de yaklaşık 70GB/sec’lik bir bant genişliğine sahip. 512KB’ye çıkan L2 Cache ve 8KB L1 Data Cache( artı 12K Execution Trace Cache)’i ile Northwood toplam 520KB Cache memory içeriyor. Rakibi AMD’de ise P4 yanında devasa boyutda olan 128KB L1 Cache’i ve 256KB L2 Cache’i ile toplam 384KB Cache memory bulunuyor.

Northwood’un sistem bus’ına da dokunulmamış yine 400MHz(QuadPump) ile yaklaşık 3.2GB/sec’lik bir bant genişliğine sahip. Ancak Intel tarafından yakın zamanda  Brookdale-E ile 533MHz FSB, ICH4 ve USB 2.0 destekleyen ayrıca DDR333 kullanımına da olanak sağlayan yeni çipset duyuracak. Ayrıca Intel 2002’nin ikinci çeyreğinde ise Tehama-E ile ICH4, 533MHz FSB ve çift kanal PC1066 RDRAM ile üst seviye chipset’ini çıkaracak. Yani yakın zamanda 400MHz Bus hızının 533MHz’e taşınması mümkün.

Intel 0.13µ ile birlikte artık 300mm’lik Wafer’lar (bir seferde yüzlerce işlemci çekirdeğinin basıldığı yuvarlak plakalar olarak düşünebilirsiniz, bkz. aşağıdaki resim)  kullanacak. Bu basit bir hesapla bu şu demek,

Wafer surface: PI * d² / 4

Surface (200 mm wafer) = 31417 mm²
Surface (300 mm wafer) = 70688 mm²

CPU die (Willamette) = 217 mm²
CPU die (Northwood) = 146 mm²

yukarıdaki formüle ve verilen ölçülere göre eski 200mm Wafer ve Willamette çekirdeği ile bir tabakadan 144(firesiz üretim yapıldığı farzedilirse) civarı işlemci üretilebilirken, 300mm Wafer ve Northwood çekirdeği ile bu sayı yaklaşık 484 adet olacak. Umarım bu 3.5 katlık artış çekirdek maliyetlerini düşüreceğinden, bir süre sonra fiyatlarada  yansır 🙂

Intel’in en büyük rakibi AMD cephesinde ise şuan 1677MHz’de çalışan Athlon XP2000+ var ve AXP2100+(1733MHz) ise yolda. AMD’nin 0.13µ projeleriden biri olan Thoroughbred ise sanırım Northwood’un çıkışından sonra bir ivme kazanır ve yakın zamanda duyrulur. Northwood ile AthlonXP’nin özelliklerinin karşılaştırmasını aşağıdaki tablodan takip edebilirsiniz. Eğer dikkatlice incelerseniz aşağıdaki tablodan Northwood ve AthlonXP hakkında oldukça fazla bilgi bulmanız mümkün.

Yukarıda sağ tarafta gördüğünüz Northwood 2.2GHz’de tanımlamada bir sorun yok üzerinde herşey yazıyor ancak sol tarafda Northwood 2.0A diye gelen işlemci üstünde hala Confidential yazıyor. Alt tarafda gördüğünüz yine üzerinde Confidential yazan işlemci ise x24 çarpanına sahip olan Northwood 2.4Ghz.

Testlerde anakart olarak ise Intel’den gelen Intel D845BG yerine daha popüler olan ABIT BD7-RAID ve Gigabyte’ın gerçekten hiç de fena olmayan Titan serisinden GA-8IRXP anakartlarını kullandık. Bu sayede Intel işlemcileride Athlon gibi DDR266 tabanlı, I845D çipsetli anakartlarda teste dahil etmiş olduk. İki sistemde CAS2 PC2100 256MB ram ile çalıştılar ve ekran kartı, Hdd, işletim sistemi gibi diğer bileşenler ise aşağıdaki tabloda gördüğünüz gibi sabit bırakıldı.
 

Yine herzaman olduğu gibi testimize Bapco’nun Microsoft Word, Excel, Powerpoint, Access, Outlook 2000, Netscape Communicator 6.0, Dragon NaturallySpeaking 5.0, Winzip8.0, McAfee VirusScan v5.15 , Photoshop 6.0, Premiere 6.0, Dreamweaver 4, Macromedia Flash 5, Media Encoder 7 gibi 14 ayrı programla bir çalışma ortamı  simülasyonu yapan Sysmark 2001 ile başlayalım.

Sysmark 2001, sonuç değerlerini hesaplarken yukarıdaki konfigürasyondaki bir sistemi kendine baz alıyor ve bu sistemi 100 kabul ederek sizin test ettiğiniz sistem için bir puan hesaplıyor.

Şimdi aşağıdaki tablodaki sonuçları yorumlamaya çalışalım.

Gördüğünüz gibi Northwood hem Office performansı hemde Internet içeriği oluşturma testlerinde en yüksek değerleri veriyor. Northwood 2.4GHz özellikle Internet içeriği oluşturmada AthlonXP 1800’den yaklaşık %32 daha hızlı. Office performansında ise sadece %13’lük bir hız farkı var. Ancak 2.9GHz’ye overclock edilmiş Northwood’a geldiğinizde ise AthlonXP 1800 ile Internet içeriği oluşturmada %53, Ofis testinde ise %31 daha hızlı sonuçlar ortaya çıkabiliyor. Tabii ki bu değerlerde 2.9GHz’in kullandığı 121MHz FSB ve 322MHz’de çalışan DDR-Ram’lerin payıda oldukça büyük 🙂

Sisoft Sandra 2002 CPU testinde ise aşağıdaki grafikde gördüğünüz gibi Northwood 2.4GHz MIPS(Milion Instruction Per second) değerlerinde AXP1800’e oranla %6 hızlı gözüküyor ancak MFLOPS(Milion Floating-point operations Per second) değerlerinde fark daha da açılıyor ve AXP1800’ye oranla  %39 daha hızlı.  Buradan da sanki AMD’nin birim sürede Palomino çekirdeğinin daha fazla işlem yapabildiği iddiası doğrulanıyor gibi.

Ram bantgenişliği hızlarına baktığınızda ise aşağıdaki tabloda gördüğünüz gibi sonuçlar Sandra 2001’in verdiği sonuçlara göre oldukça yüksek ve PC2100 DDR Ram’in teorik maksimum bant genişliklerine oldukça yakın gözüküyorlar. Sanırım Sisoft, 2002 versiyonunda Ram bantgenişliği testinin algoritmasını değiştirdi.

Sisoft Sandra 2002 Ram bantgenişliği testinde aşağıda gördüğünüz gibi işlemciler birbirlerine göre bariz bir üstünlük sağlayamadılar hemen hemen hepsi aynı sonuçlara imza attı. Ancak 121MHz FSB ve 322MHz DDR Ram’ler ile çalışan 2.9GHz Northwood nerede ise PC800 RDRAM’leri ile çalışan P4 sistemlerin ki kadar yüksek değerlere imza attı.

3D Rendering için kullandığımız 3D Studio Max v4.2.6’da ise durum ilginçleşiyor. Aşağıdaki tabloda gördüğünüz değerler bir saat içinde render edilen kare sayıları. Ve render ettiğimiz proje (Max v4.2 ile birlikde gelen örnek projelerden “OceanSunset.max”) 245bin poligona ve iki ışık kaynağına sahip. Projeyi 720×576 çözünürlükde, HighQuality JPEG resimler olarak ve Raytracing Rendering metodu kullanarak render ettik. Gördüğünüz gibi AXP1800 ile Northwood 2.4GHz çok yakın sonuçlara imza atıyorlar. Halbuki %39 daha yüksek MFLOPS değerleri veren Norttwood’un daha iyi değerler vermesi beklenebilirdi. Ancak sanırım 3D Studio’da MIPS değerleri sonuç üzerinde daha etkili. Kullandığımız versiyon tamamen P4 için optimize edilmiş bir versiyon.

3D Mark 2001 ile DX8 ve oyun performaslarına göz attığınızda ise AXP1800’ün bariz bir üstünlüğü göze çarpıyor. Aslında 3D Mark 2001 sonuçlarını detaylı incelediğinizde tüm sonuçlar birbirine çok yakın sadece “Nature” testinde AXP 640x480x32bit’de 59pfs sonuç verirken aynı testde Northwood 2.2GHz 34.4fps gibi bir sonuç veriyor.

3DMark Skor = (birinci oyun”düşük detay” + ikinci oyun”düşük detay” + üçüncü oyun”düşük detay”) x 10 + (birinci oyun”yüksek detay” + ikinci oyun”yüksek detay” + üçüncü oyun”yüksek detay” + dördüncü oyun) x 20

3D Mark 2001’de 3DMark skoru hesaplanırken yukarıdaki formül kullanılıyor ve yukarıdaki formülde gördüğünüz dördüncü oyun bahsettiğim “Nature” testi. Ve bu testde AXP1800 yaklaşık iki kat hızlı sonuçlar verdiği için diğer tüm testlerde Northwood ile hemen hemen aynı değerleri alsa da 3Dmark skoru olarak oldukça önde gözüküyor. Sanırım ortada  Nature testi ile ilgili Intel tarafında b,ir sorun var.Bu sorun DirectX 8.x’den yada driver’lardan da  kaynaklanabiliyor olabilir.

Quake III’de ise aşağıda gördüğünüz gibi alışıla geldik bir görünüm var. 1024×768 yüksek kalitede ekran kartının Ram bant genişliği darboğazından dolayı işlemci hızlansada sonuca fazlaca bir etkide bulunamıyor. Ancak 640×480 Nomal kalite testinde CPU hızlandıkça aradaki hız farkına şahit olabiliyorsunuz. Northwood 2.4GHz gördüğünüz gibi AXP1800’e oranla %18 daha hızlı sonuçlar alabiliyor.

DIVX  encoding sonuçlarına baktığınızda Northwood 2.2GHz AXP1800’den daha hızlı sonuçlara imza atabiliyor. Ancak aradaki hız farkı saniyede 5-6 kareyi geçmiyor. Ancak 2.9GHz’e O/C olan Northwood farkı epeyce açabiliyor.(Test için kullandığımız video 720×480 çözünürlüğünde NTSC bir MPEG2 filmi. Bu filmi 352×240’a küçülterek 3000Kbit/s datarate’i ile encode ettik. encoding’i XMPEG 4.2(YV12) ile ve DIVX Codec v4.12 kullanarak yaptık. Ve Audio encoding işlemini devre dışı bıraktık)

MP3 Encoding’i için Lame3.89 ile 600MB’lık bir wav dosyasını yüksek kalitede 128Kbps MP3’e çevirdik. Aşağıdaki tabloda gördüğünüz değerler saniye cinsinden olup küçük olan değerler daha iyi sonuçlara işaret ediyor. Ve gördüğünüz gibi AXP ve Northwood 2.4GHz hemen hemen aynı sürede sonuca ulaşıyorlar. tablodaki değerler saniye ve daha küçük değerler daha iyi sonuçlara işaret ediyor.

Sonuç olarak Intel yeni Pentium 4 çekirdeği Northwood ile kesinlikle Pentium 4’ü bir adım ileriye taşıyor. 512KB L2 Cache eskiye oranla ortalama %6-9 oranında bir hız artışı sağlıyor. Intel 0.13mikron ve 20-Stage’lik uzun pipeline yapısı ile çok daha yüksek saat hızlarında işlemciler tasarlamanın önünü açmış oldu.  Standart 2.2GHz normal soğutması ve voltaj oynamaları ile rahatça 2.6GHz’de çalışabiliyordu ve 2.4GHz’de normal soğutması ile 2.9GHz’de sorunsuz çalışıyor. Sanırım Q4 ile birlikte 3GHz’lerden de bahsetmeye başlarız. Ayrıca Intel yakın zamanda duyuracağı 533MHz Bus hızı ve ICH4’ile de sistemin diğer parçalarının da hızını yukarılara çekiyor. Bu gelişmeler genel sistem performansları bakımından oldukça önemli.

AMD çephesinde ise şuan AthlonXP2000(1677MHz) en üst seviye yakında AXP2100 gelecek. AMD’nin 0.13micron işlemcisi “Thoroughbred” neler getirecek onuda şuan için bilemiyoruz. AMD kesinlikle çok ciddi bir rakip. AMD Palomino çekirdeğinin birim zamanda Intel’in çekirdeğinden daha çok işlem yapabildiğini söylüyor. Ayrıca AXP2000 ile Northwood 2.4GHz’in fiyatları arasında da %40 kadar AMD lehine bir fark var. AXP’nin %40’lara varan saat hızı dezavantajına rağmen benchmarklarda bu değerlere imza atması kesinlikle ciddi bir rakip olduğunu gösteriyor. AMD CeBIT2002’de ClawHammer lansmanı yapma hazırlıklarınıda sürdürüyor.

Intel ise Şubat ayı içerisinde Intel McKinley kod adı ile ikinci nesil Itanium diyebileceğimiz işlemcisi hakkında açıklamalarda bulundu. Mckinley 5GHz’de çalışan, 0.13mikron Dual-V CMOS teknolojisi ile üretilmiş, 221Milyon transistör içeren, 32Bit Integer Execution core’a sahip ve hepsinden önemlisi bunların hepsini 25°C’da oda sıcaklığında yapabilen bir işlemci olacak. McKinley bu özellkleri ile Itanium sistemlere göre x2 kat fazla performans sağlayabilecek. McKinley ile birlikte sistem Bus’ı 128bitsWide ve 400MHz ile çalışacak ve 6.4GB/s’lik bir bant genişliğine sahip olacak ki bu Itanium’un kullandığından x3 kat hızlı. McKinley 32K L1, 256k L2 ve 3MB L3 Cache sahip olacak. L1 Cache 1-Cycle Latency’e sahip olacak ve bu tipik olarak 2-3 cycle latency’e sahip olan L1 Cache’lere göre yaklaşık %15-25 oranında bir hızlanma sağlayacak. 64GB/s lik bir bant genişliğine sahip olan 256k L2 Cache ise bu bant genişliği ile tipik bir RISC işlenciden x4 kat fazla bant genişliği sunuyor. 3MB çekirdek içindeki L3 Cache’i ve yeni Cache dizaynı ile McKinley %85 varan oranlarda verimlilik sağlayabilecek (Bu oran şuanda yaklaşık %70 verimlilik seviyelerinde.) Kısaca CPU dünyası ünümüzdeki birkaç yıl içinde çok fazla değişecek şuan ki CPU hızlarındaki birkaç yüz MHz’lik artışlar ile üretilen modeller aslında uzun vade de oldukça manasız.