Pentium 4 EE – Athlon64 FX-51 İnceleme

Günümüzde 32-bit’in getirdiği sınırlamalardan eskiye oranla çok daha fazla kişi etkilemeye başladı, başka bir deyişle artık 64-bit’in sunabileceklerine daha büyük bir kitlenin ihtiyacı var. Bu yüzden artık  64-bit’in yavaş yavaş masaüstlerine inmesinin zamanı geliyor. Bunun şu anda gerekli olup olmadığı tartışılabilir ama, 64-bit’e geçişin fayda sağlayıp sağlamayacağını tartışmanın bir anlamı yok. Kuşkusuz 64-bit’e geçiş her bakımdan olumlu bir gelişme. Aynen 16bit’den 32bit’e geçtiğimiz de olduğu gibi. Fakat ne yazık ki bu geçişte işler teknik manada çok fazla karıştığı için, geçişi yumuşak ve sancısız yapmak mümkün olmayacak.

İşlemci pazarında ciddi bir hareketlilik yaşanıyor ve bu hareketlilik şimdilik 2004 yılı boyunca da devam edecek gibi gözüküyor. AMD ve Intel yeni işlemcilerini piyasaya sürdükleri gibi gelecek teknolojilerinin de sinyallerini bugünden vermeye başladılar.

Genellikle yeni işlemciler çıkmadan aylar önce bu işlemcilerin isimleri, teknik özellikleri ve piyasaya çıkış tarihi üç aşağı beş yukarı bilinirdi. Ve işlemcinin piyasaya sürülüş tarihi yaklaştıkça yeni işlemciler hakkında dedikodular, spekülasyonlar duyardık. Ancak bu defa kuralı Intel bozdu.

Intel ani bir kararla ve bu sefer gerçekten çok iyi saklayarak kimsenin beklemediği bir anda IDF (Intel Developer Forum) 2003’de Pentium 4 Extreme Edition (EE) adında yeni bir işlemci ile herkesin karşısına çıktı. Pentium 4 EE yapı itibarı ile aslında şuan da kullandığımız 800MHz. FSB’ye sahip Pentium 4 C sersinden çok farklı değil. Pentium4 C serisi ile Pentium 4 EE’yi ayıran tek fark artık Pentium 4 EE serisinin 512KB L2 Cache yanında bir de 2MB L3 Cache’i olması. 2MB L3 Cache’e sahip bu yeni çekirdeğin ismi de “Prestonia”. 2MB’lık L3 Cache ile birlikte Prestonia çekirdeğinde toplam 169 Milyon transistor kullanılıyor.

Üretim teknolojisi, L1 ve L2 Cache miktarları, pin sayısı, Hyper-Threading, komut seti ya da FSB(Front Side Bus) hızı tamamı ile Northwood çekirdeği ile aynı. Aslında L3 Cache’i ile birlikte bu yeni işlemciye Pentium 4 kılığına girmiş bir “XEON” bile diyebiliriz. Pentium 4 EE geriye doğruda uyumluluğu koruyor. Yani Pentium 4 EE’yi kullanabilmek için yeni bir anakarta ihtiyacınız yok. Sadece bir BIOS güncellemesi ile I865/I875 çipsetli anakartlarınız da Pentium 4 EE’yi kullanabilirsiniz. Ancak bu demek değil ki tüm I865/I875 anakartlarda sorunsuz çalışacak. Bazı modellerin ilk I875/865 anakart revizyonlarında voltaj regulasyon sorunları yüzünden Pentium 4 EE kullanmanız mümkün olmayabilir bu yüzden Pentium 4 EE satın almayı planlamadan önce anakart uyumluluğunu bir gözden geçirmelisiniz.

Intel’in Pentium 4 EE’den sonraki planlarında ise 1MB L2 Cache’li, SSE3 isimli yeni bir komut setine sahip, L1 Data Cache’i iki katına çıkarılmış, Hyper-Threading’de geliştirmeler içeren ve 0.09mikron üretim teknolojisine sahip “Prescott” isimli yeni bir işlemci var. Yeni 90nm üretim teknolojisini kullanan işlemciler ile bu seri 5GHz’e kadar gelebilir. Zaten ilk Presott’lar 3.4 ya da 3.6GHz ile satışa sunulacaklar. Ancak bu işlemci içinde büyük ihtimalle yeni yılın ikinci çeyreğini beklemememiz gerekecek. Ayrıca güzel haber, Presott’da I875 ve I865 çipsetli anakartlarınız da yine sadece bir BIOS güncellemesi ile çalışacak. Kötü haber ise Presott’da büyük ihtimalle bir 64-bit eklentisi olmayacak.

AMD Cephesi…
İşlemci dünyasının diğer büyük temsilcisi AMD cephesinde ise yenilikler çok daha ilgi çekici ve çok daha fazla şey vaat ediyorlar. AMD, Athlon64 3200+ ve Athlon64 FX-51 isimli iki yeni işlemci ile karşımızda. İsimlerinden de anlayabileceğiniz gibi bu iki işlemcide 64-bit mimarisine destek veriyorlar. Aslında bu sekizinci jenerasyon AMD çekirdeğini daha önce defalarca “Hammer” adı altında duymuşsunuzdur. Ve bu iki işlemciden çok daha önce lanse edilen Opteron’da yeni jenerasyon Hammer çekirdeğine sahipti. Bu iki işlemci çok daha önce piyasaya sürülmesi planlanan işlemcilerdi fakat piyasaya çıkış tarihi bazı teknik(çekirdek paketleme yönteminde sorunlar çıktı) nedenlerde sürekli ertelenerek ancak 8-9 aylık bir gecikme ile günümüzde masaüstlerinde yerlerini aldılar.

Athlon64 3200+
Athlon64 3200+ AMD’nin yeni K8 mimarisine sahip işlemcilerinden ve nispeten ucuz fiyatı ile AMD’nin AthlonXP’den sonra masa üstlerine indirmeyi planladığı bir işlemci. Bu işlemciyi de sık sık “Clawhammer” proje ismi ile duymuş olabilirsiniz. Athlon64 3200+ 64-bit desteği yanında, 0.13 mikron üretim teknolojisi, 2GHz çalışma frekansı, 200MHz FSB ve ilk başlarda 512KB açıklanmasına rağmen daha sonra 1MB olmasına karar verilen L2 Cache’e sahip. Fakat bu konuda AMD opsiyonlarda sunuyor. Yani ileride 256KB ve 512KB L2 Cache’si olan Athlon64’lerde bulmak mümkün olabilir. Socket-754 isimli yeni bir soket kullanılıyor ve 64-bit’lik tek kanal DDR400 destekli dahili bir hafıza kontrolcüsüne sahip.

Athlon64 3200+ ile uzun süredir kullanılan socket-462’nin sonuna gelindi. Socket-754 kullanan Athlon64 3200+’da socket-462’ye oranla fazladan bu kadar pin içermesinin nedeni çekirdek içine taşınan hafıza kontrolcüsü ve Hyper-Transport arabirimi. Aslına bakarsanız 1MB L2 Cache ve 64-bit eklentisi için yapılan değişikleri sağmazsanız Athlon64 3200+’ın çekirdeği Barton çekirdeği ile %90 benzerlik gösteriyor. Yakın zamanda Athlon64 3200+’ü 2.2Ghz hızında çalışan Athlon64 3400+ ve daha sonra 90nm üretim teknolojisi ile üretilmiş yeni çekirdeğe sahip 2.4GHz’de çalışan Athlon64 4000+ ve 2.6GHz’de çalışan Athlon64 4300+ modelleri izleyecek. Ayrıca yine yakın zaman içinde HP gibi büyük üreticilerin notebook’larında Athlon64’ün mobil versiyonlarını görmeye başlayacağız.

AMD yeni mimarisinde hafıza kontrolcüsünü işlemci içerisine taşıyarak, işlemci ile hafıza birimi arasındaki etkileşimi maksimuma çıkardı. Bu sayede artık kuzey köprüsüne ihtiyaç duymadan yeni sistemler tasarlanabiliyor. Aslında daha doğrusu AMD kuzey köprüsünü yeni tasarımında çekirdeğin içine taşıdı. Yani kuzey köprüsüne ihtiyaç yok değil zaten kuzey köprüsü de işlemcinin içine girmiş durumda. Çekirdek içindeki hafıza kontrolcüsü tüm beklemeleri ve senkronizasyon problemlerini ortadan kaldırdığı ve Hyper-Transport gibi oldukça verimli bir veriyolu mimarisi kullandığı için hafıza bant genişliğinde eskiye oranla ciddi iyileştirmeler sağlıyor. Opteron ve Athlon64 FX-51 çift kanal 128-bit DDR400 hafıza mimarisine sahipken Athlon64 3200+’da dahili hafıza kontrolcüsü ne yazık ki 64-bit tek kanal DDR400 destekli olarak tasarlanmış. Bu planlamanın arkasındaki en büyük etken maliyet. Aslında bakarsanız asıl etken değişik segmentler de değişik fiyatlarda işlemciler üretme cabası. Yoksa Athlon64 3200+, Athlon FX-51 ya da Opteron çok büyük manada birbirlerinden farklı işlemciler değil. Ayrıca Athlon64 FX-51 ve Opteron’da Registered ECC DDR hafıza birimleri kullanmak gerekirken, Athlon64 3200+’de şuan kullandığımız DDR400 SDRAM’leri kullanmak mümkün. Tabii ki 64-bit tek kanal olmasını saymazsak standart DDR400 SDRAM’ler ile çalışmak bir artı bile sayılabilir.

Athlon64 FX-51
Athlon64 FX-51 AMD’nin masaüstündeki amiral gemisi. Athlon64 FX-51’in isminde neden “FX-51” ibaresi kullanılmış kimse bilmiyor. “FX” belkide AMD’nin lasmanlarında partner olarak seçtiği NVIDIA’nın GeForce FX’ine gönderme yapıyor olabilir ama “51” sayısının bir anlamı yok. Tamamen rastgele seçilmiş. Belki de AMD burada “Area-51”’i çağrıştırmak istiyor olabilir. Yani yeni işlemcilerimizi uzaylı küçük yeşil adamlarla birlikte Nevada 51. bölge’de geliştirdik demek istiyordur 🙂 Bu işlemciyi de aslında daha önceleri “SledgeHammer” proje ismi ile sıkça duydunuz.

Athlon64 3200+’ın aksine Athlon64 FX-51 socket-940 kullanıyor. Opteron ile aynı soket tipini kullanan Athlon64 FX-51’in aslında AMD’nin sunucu pazarı için ürettiği Opteron ile aynı işlemci olduğu söylenebilir. Athlon64 FX-51’de Athlon64 3200+’a oranla bu denli yüksek pin sayısına sahip olmasının nedeni Athlon64 3200+’ın aksine dahili 128bit çift kanal DDR400 hafıza kontrolcüsü yanında üç ayrı Hyper-Transport portuna sahip olması.

AMD ayrıca socket-939 adı altında yeni bir soket tipi ile registered DDR SDRAM kullanılma zorunluluğunu ortadan kaldıracağı bir Athlon64 FX’inde yakında geleceğinin sinyallerini veriyor. Ancak neden socket-939 ? bir pin ne oldu ? gibi sorulara yine mantıklı bir açıklama getirmek şuan için mümkün değil.

Athlon64 FX-51 Athlon64 3200+’dan 200MHz daha yüksek yani 2.2GHz’lik bir çalışma frekansına sahip. Tabii ki bu model de 1MB L2 Cache ve 200MHz FSB hızını sunuyor.

Athlon64 FX-51’in 128bit çift kanal çekirdek içine entegre hafıza kontrolcüsü ne yazık ki şimdilik sadece Registered DDR SDRAM’ler ile çalışabiliyor. Bu sayede ileride test sonuçlarında gördüğünüz gibi gerçekten yüksek hafıza bant genişliklerine ulaşılabilse de günümüzde DDR400 Registered SDRAM bulmak gerçekten güç. Ayrıca bulsanız bile satın almak için standart DDR400 SDRAM’lere oranla hayli yüksek bir meblağ ödemek durumundasınız.

AMD işleri sanki bu defa fazla karıştırdı gibi. Şuan da Socket 462(AthlonXP, Duron), Socket 754(Athlon64 3200+), Socket 939/940(Athlon64 FX-51, Opteron) gibi birçok soket tipi oluştu bile. Ayrıca bu işlemcilerin kendi içerilerinde değişik hız ve modellerde versiyonları var. Birde işin içine AMD’nin işlemci isimlendirirken uyguladığı rating yöntemi girince durum oldukça kafa karıştırıcı bir hal almış durumda.

Athlon64 3200+ ve Athlon64 FX-51 ile 64-bit mimarisi, çekirdek içinde dahili hafıza kontrolcüsü, 1 MB L2 Cache yanında SSE2 komut seti desteği de geliyor. Bu eklenti sayesinde SSE2 destekli uygulamalarda AMD Pentium 4 serisini yakalamayı amaçlıyor. Yenilikler bunlarlada sınırlı değil. Athlon XP’de 10 kademe olan Integer işhattı 12’ye, 15 kademe olan Floating-Point iş hattıda 17 kademeye yükseltilmiş. Athlon XP’de 18 giriş kabul eden Integer-Planner Buffer artık 24 giriş kabul edebiliyor. Ayrıca L1 TLB(Transition Look-aside Buffer) 24 girişten 40 giriş kabul edebilir hale gelirken L2 TLB ikiye katlanarak 512 giriş kabul edebilir hale getirilmiş.

Kısaca Athlon64 3200+ ve Athlon64 FX-51 için 64-bit silahı ile donanmış aynı zamanda bir önceki çekirdekten daha iyi 32-bit performansı verecek şekilde dizayn edilmiş melez işlemciler denilebilir.

Bu iki yeni çip içinde şuan NVIDIA’nın nForce3’ü ile VIA’nın K8T800 çipsetlerini kullanan anakartlar var. Ve hemen hemen tüm anakart üreticileri Athlon64 ve Athlon 64 FX-51 için anakartlarını duyurdular. Özellikle Athlon64 ile birlikte VIA’nın K8T800’ü şuan için daha şanslı gözüküyor çünkü daha az problem çıkarıyor ve bir miktar daha hızlı. Ancak NVIDIA’da hızla problemleri aşacaktır.

64-bit’e geçiş…
AMD, Athlon64 3200+ ve Athlon64 FX-51 ile 64-bit teknolojisini masa üstüne taşıma yolunda büyük bir adım atmış oldu. Aynı zamanda Opteron serisi ile de sunucu pazarında nispeten ucuz 64-bit alternatifleri yarattı. Aslında 64-bit işlemciler bilgisayar sektörü için yeni bir şey değil. Zaten uzun yıllardır bilgisayar sektöründe Alpha 21364, IBM PowerPC, Intel Itanium 2 ve Sun UltraSparc III Cu gibi birçok 64-bit çalışabilen işlemci bulunuyor. Ayrıca bu işlemciler için bir çok 64-bit’lik işletim sistemi ve bu işletim sistemlerinde çalışan 64-bit’lik uygulamalarda zaten mevcut. 64-bit’e bugüne kadar daha çok büyük finans kurumları, araştırma merkezleri, sigorta şirketleri gibi kısaca hız ve kapasite ihtiyacı olan spesifik yerlerde ihtiyaç duyuluyordu.

Günümüzde 32-bit’in getirdiği sınırlamalardan eskiye oranla çok daha fazla kişi etkilemeye başladı, başka bir deyişle artık 64-bit’in vaat ettiklerine daha büyük bir kitlenin ihtiyacı var. Bu yüzden artık yavaş yavaş 64-bit’in masaüstlerine inmesinin zamanı geliyor. Bunun şuan da gerekli olup olmadığı tartışılabilir ama, 64-bit’e geçişin fayda sağlayıp sağlamayacağını tartışmanın bir anlamı yok. Kuşkusuz 64-bit’e geçiş her bakımdan olumlu bir gelişme. Aynen 16bit’den 32bit’e geçtiğimiz de olduğu gibi. Fakat ne yazık ki bu geçişte işler teknik manada çok fazla karıştığı için, geçişi yumuşak ve sancısız yapmak mümkün olmayacak.

64-bit ile birlikte 32bit’in getirdiği en büyük kısıtlama olan 4 GB’ın üzerinde fiziksel hafıza adresleme sorunu da ortadan kalkıyor. Aslında 64-bit ile 64-bit’lik hafıza adreslemesi mümkün olsa da yine de bazı teknik nedenlerden AMD 40bit’lik fiziksel hafıza adreslemesi kullanılıyor. Bu bile oldukça tatminkar olan 137GB’a kadar fiziksel hafıza adreslenmesine olanak sağlıyor. Yeni Windows XP 64-bit sürümünde de artık adreslenen fiziksel hafıza sistem bilgilerinde belirtiliyor.

Ayrıca 64-bit bir seferde 64-bit’lik sayılarla boğuşabildiği içinde bir çok anlamda sistemlere eskisine oranla büyük bir hız artışı sağlayabilir. Sonuçta bilgisayarınızda her ne yapıyorsanız yapın bu işleri basit matematiksel işlemlere indirgemek olası.

İşletim sistemi konusunda ise Microsoft AMD’ye büyük destek veriyor. Büyük ihtimalle önümüzdeki yıl full Native AMD64 destekli Windows XP 64-bit Edition adı altında bir işletim sistemini piyasada bulabileceksiniz. Bu işletim sisteminin testlerde de kullandığımız en son betası olan build v1069 versiyonunun halen oldukça fazla eksiği var. Örneğin Internet Explorer/Outlook’un 64-bit versiyonları tamamlanmışken, Media Player gibi bir çok bileşen halen 32-bit versiyonları ile çalışıyor. Tabii ki Windows XP 64-bit Edition eski 32-bit uygulamalar ile de uyumlu olacak ve istisnalar dışında tüm eski 32-bit uygulamaların bu işletim sistemi altında çalışması mümkün olacak. Yani bir süre böyle 32/64-bit karışık bir işletim sistemi ile işler yürüyecek.

Hazır elimizde test için kullandığımız beta build1069 Windows XP 64-bit Edition varken birkaç test yaparak şuan kullandığımız Windows XP 32-bit ile bir hız farkı olup olmadığını anlamaya çalıştık. Şunu söyleyebirim ki 64-bit Windows XP standart 32-bit WindowsXP ile aynı hızda 32-bit uygulamaları çalıştırabiliyor. Ancak aynı uygulamanın şuan için hem 32-bit hem de 64-bit versiyonları bulmanız mümkün olmadığı için 32-bit ile 64-bit arasında uygulamalarda ne kadar hız farkı olacağını test etmek şuan için mümkün değil.

Ancak bu karşılaştırmayı yapabilmek için aklımıza şöle bir fikir geldi. Her iki WindowsXP sürümünde de standart hesap makinesi mevcut. Öyle ise aynı Athlon64 FX-51sistem üzerinde zaman alacak bir işlemi hem 32-bit WindowsXP hem de 64-bit’lik beta WindowsXP ile tekrarlarsak çok kesin bir sonuç olmasada en azından fikir vermesini sağlayacak birkaç sonuç elde edebiliriz.

Bunun için standart hesap makinesinde büyük bir sayının faktoriyelini alalım dedik. Önce Athlon64 FX-51’li sistemimizde 65536 sayısın faktoriyelini aldık(65536!) Eğer lise matematik derslerini hatırlarsanız bunun 1’den 65536’ya kadar olan sayıların birbirleri ile çarpımına eş değer olduğunu hatırlayacaksınız. Yani sonuçta muazzam büyüklükte bir sayı çıkacak ve bu sayıyı hesaplamak için oldukça fazla çarpma işlemi yapmak gerekecek. Test sonucunda aşağıdaki grafikte gördüğünüz gibi Athlon64 FX-51’li sistemimiz standart 32-bit WindowsXP altında iken bu işlemi 35sn.’de bitirebilirken aynı sistem WindowsXP’nin 64-bit versiyonu altında 15sn. Gibi bir değere imza atabiliyor. Bu aradaki iki katdan fazla performans farkı çok şeyi ortaya çıkarmıyor ancak 64-bit sistemler tam olarak oturduğunda büyük sayılar ve hesaplamalarla ne kadar kolay başa çıkabileceği hakkında bir fikir veriyor. Aynı zamanda Windows’un hesap makinesi ile büyük sayıların faktoriyelini alırken 64-bit sürümle çok daha hızlı işlem yapabileceğinizde bu test sonucunda ortaya çıkmış oluyor. Yani bir bakıma bu hesap makinesi testi olmuş oldu 🙂

Asıl değerlendirmeyi ileride tam sürüm bir WindowsXP 64-bit, tüm aygıtların 64-bit sürücüleri, full 64-bit oyunlar ve örneğin bu işletim sistemi üstünde çalışan Rendering ya da compositing programları çıktığında daha sağlıklı yapabileceğiz.

İsterseniz artık yavaş yavaş performans karşılaştırmalarımıza başlayalım. Testimize Athlon64 3200+, Athlon64 FX-51, AthlonXP 3200, Pentium 4 C 3.2GHz, Pentium 4 3.2GHz Extreme Edition katılacak. Gördüğünüz gibi bu beş işlemci günümüz masaüstü işlemcilerin en hızlıları.

Bu işlemcilerin bize ulaşmalarının da ayrı ayrı hikayeleri var. Öncelikle Pentium 4 3.2GHz Extreme Edition ile başlayalım. Aslında bu ay ağır toplara göz atmayı planlarken bu işlemciyide dahil etmek istemiştik. Fakat çok yeni olduğu için katılamayacağını düşüyorduk. Bu işlemci için Intel ile kontak kurduğumuzda da yetişemeyecek gibi gözüküyordu. Bu temaslar sırasında Intel’den Michael Bond (Senior Technical Engineer) ve Intel Türkiye’den yetkililer ziyaretimize geldi ve tesadüfen Michael Bond’un çantasında 3.2GHz’lik bir Pentium 4 Extreme Edition vardı. Bu işlemciyi test labrotuarımız da beraberce inceledik ve Pentium 4 EE ve Prescott hakkında konuştuk. Önceleri bu işlemciyi giderken bırakmaya razı olmasalar da sonunda test labrotuarından çıkarken çantalarında Pentium 4 EE yoktu. Pentium 4 C 3.2GHz’i ise tahmin edebileceğiniz gibi temin etmek kolay oldu.

Athlon64 FX-51 ise AMD tarafından full bir sistem olarak gönderildi. Hatta sistemde aluminum kasa, RAID-0, GeforceFX 5900Ultra gibi detaylarda düşünülmüştü. İşletim sistemleri bile kurulmuştu. Bize sadece test yazılımlarını kurup çalıştırmak kaldı. Böyle hazır bir sistemin gelmesi bir bakımdan iyi oldu çünkü aksi taktirde Türkiye’de DDR400 Registered SDRAM bulmak çok zor olabilirdi.

AMD yetkileri artık örnek ürünleri bu şekilde komple sistem olarak vereceklerini söylediler. Hatta bu tutumlarında ısrarcılarda. Ellerinde Athlon64 3200+ için böyle bir sistem yoktu ve tek başına Athlon64 3200+’ıda bize işlemci olarak vermek istemediler. Bizde bunun üzerinde Athlon64 3200+’sız bir test olamayacağı için MSI ile konuşarak MSI Taiwan’dan bir adet VIA K8T800 çipsetli K8T Neo anakart ile bir adet Athlon64 3200+ istedik ve birkaç gün sonra sorunsuzca işlemci ve anakart elimize ulaştı. AMD nasıl bir mantık ile artık sadece işlemci bazında örnek ürün vermiyor bilmiyorum ama zaten tüm test editörleri gelen sistemi anında parçalıyorlar. Kimse geldiği gibi alıp test etmez. Sonuçta tüm işlemcileri aynı komponentlerle test etmeniz gerektiği için anında sistemi parçalara ayırır, geri alacakları gün tekrar birleştirirsiniz.