搜索
突破3G大关！“超线程”Pentium4急速狂飙——=603&page=1更新日期：2002年11月14日评测编辑：MacIntel再次树立处理器的频率里程碑CPU领域的竞争近年来愈加激烈，为了在性能大战中获胜，各处理器厂商无不加紧研发进度，除了争相采用新的体系结构，提升自己的处理器工作频率也是个直接有效的手段，1GHz和2GHz这两个频率界限被陆续打破，而Intel在今天正式发布了3.06G的Pentium4处理器，这意味着3GHz这一曾经的频率巅峰也已经被征服了。超长流水线设计配以不断升级的先进生产工艺，Pentium4架构的处理器频率极限会在5GHz以上，所以3.06G的Pentium4其实也只能算是一个中间站而已，但对于目前来说，它显然是无可争议的最强x86处理器。在3.06G的Pentium4问世前，Intel的旗舰产品是8月26日发布的2.8GPentium4，因为AMD于10月1日宣布的AthlonXP2800+对其构成了一定威胁，因此Intel如期发布新的3.06GPentium4，无疑再次巩固了自己在性能方面的优势地位。3.06GHz的Pentium4仍然采用0.13微米铜互连工艺生产，拥有12KB一级追踪缓存和8KB一级数据缓存，以及512KB的二级缓存，它具备增强的浮点/多媒体单元、高级传输高速缓存、指令跟踪高速缓存、动态乱序执行、SSE指令、SSE2指令、快速执行引擎，并采用了533MHz的系统总线，这些和之前问世的Pentium4是相同的。3.06GHz（右）与2.8GHz（左）Pentium4处理器的上部对比3.06GHz（左）与2.8GHz（右）Pentium4处理器的底部对比从外形上看，3.06GHz的Pentium4与之前的2.8GHzPentium4非常接近，但底部的电容组件的大小以及排列方式还是有区别的。在处理器的工作电压方面，如果你有印象的话，2.8GHz的Pentium4处理器那1.525V的电压已经比之前的Pentium4有所提升，而3.06GHz的Pentium4再次升高到了1.550V，显然Intel决定采用更高的电压以便为它提供更稳定的保障，它的设计功耗则达到了81.8W。一“芯”二用？HyperThreading技术引入除了提升处理器的频率，Intel还为3.06GHz的Pentium4注入了新的活力。与之前的Pentium4相比，除了高达3GHz以上的运行频率，3.06GHz的Pentium4最大的闪光之处就是它包含了HyperThreading技术，即“超线程”技术，简称HT技术，Intel宣称对于多任务操作以及运行多线程应用程序会有较大帮助。尽管HyperThreading技术是第一次引入主流桌面处理器领域，但它并不是初次露面，早在今年年初的Intel春季年度开发论坛上，当时发布的“Prestonia”核心XeonMP处理器就已经包含了该技术。Intel最初把HyperThreading定位于高档的工作站和服务器领域，经过大半年的“预热”和准备，才正式在Pentium4中实现。对于Pentium4或Xeon处理器来说，因为它们具有超长流水线、高工作频率的架构特点，当运行一般的软件时，处理器有很多部分的运算单元是暂时闲置的，造成了大量处理器资源的浪费，而且频率越高浪费越大，HyperThreading技术的设计思想是让这些闲置的运算单元同时去并行执行其他线程的运算，从而最大限度的利用好处理器资源。因此，理论上具备HyperThreading技术的处理器要比不具备该技术的处理器拥有更高的执行效率。HyperThreading技术的基本原理是在一个物理处理器核心基础上虚拟两个逻辑处理器核心，每个逻辑处理器核心都拥有各自的一套寄存器，如通用寄存器、控制寄存器及APIC寄存器等，两套寄存器通过名为“threadlevelparallelism”的技术协同处理多个线程，使处理器具备同时运行两个程序，或者是一个程序中两个线程的并行运算能力。对于支持多线程的操作系统和应用软件来说，它们会认为具备HyperThreading技术的系统中确有两个处理器，从而发出并行运算两个线程的指令要求，如果这两个线程可以由处理器中的不同运算单元分别完成，那HyperThreading技术就可以让它们并行运算，从而达到了提高性能的目的；反之，如果这两个线程都需要由处理器中的同一运算单元完成，那就无法实现并行运算了，也就不会提高性能，此时HyperThreading技术无法发挥作用。带有HyperThreading技术的Pentium4标志，注意添加的“HT”字样以前多线程处理能力只有真正的多处理器系统才具备，现在拥有HyperThreading技术的单个处理器也能做到了，这确实是个较大的进步。需要强调的是使用HyperThreading技术的Pentium4或Xeon处理器，它们并不像IBM的Power4或AMD的hammer那样真正集成两个物理处理器核心，即不具备完整的双倍运算单元，所以其多线程处理能力是有限制和不完备的，还不能等效真正的双处理器。另外，因为多线程处理对处理器缓存等资源也提出了更高的要求，而拥有HyperThreading技术的Pentium4在这方面并无加强，所以它运行多线程应用的性能也必然与真正的双处理器系统存在不少差距。虽然一般来说使用HyperThreading技术应该会提高系统的性能，但如果出现资源不足的情况，甚至还可能会出现使用了HyperThreading技术后某些应用反而性能下降的情况；对此Intel方面承认确实存在有极少数性能下降的情况，但绝大多数应用程序的性能会有所提高，特别是使用多线程应用程序和同时运行两个应用程序时。我们后面将通过实际的测试来求证HyperThreading技术对系统各方面性能的影响。实现HyperThreading技术的具体要求应该说HyperThreading技术是相当值得赞许的，但要具体实现包含该技术处理器的价值，还需要硬件和软件各方面的支持。首先需要合适的主板芯片组，这方面不需担心，845PE、845GE、845GV以及加入PC1066支持的新版850E这些新问世的产品当然没问题，其他几乎所有能正式支持533MHz前端总线的Intel芯片组也可以，但A-stepping的845G芯片组除外。处理器支持HyperThreading技术时，BIOS内会出现相应的选项BIOS内对HyperThreading的支持默认是打开的，关闭也很容易再有就是主板的BIOS也得包含对HyperThreading技术的支持，这样当主板配合支持HyperThreading技术的奔腾4处理器时，BIOS里会出现关于HyperThreading状态的设置，用户可根据自己的需要决定是否启用这项技术，操作起来非常的简单方便。在软件方面，支持多线程的操作系统是最首要的，以便为应用程序提供底层支持。对于最流行的Windows系统，WindowsXP家庭版或专业版已经包含了对HyperThreading技术的优化，它们是Intel推荐的操作系统，而Windows2000虽然也支持多线程，但因为未进行优化，所以不建议使用，至于Windows98和WindowsMe这类不支持多线程的操作系统，它们对HyperThreading毫无意义。如果要使用Linux操作系统，则需要2.4.18以上版本的核心才能支持HyperThreading技术。请注意，为了恰当的启动操作系统对多处理器的支持，需要在含有HyperThreading技术的系统上重新安装操作系统。开启HyperThreading技术支持后，在WindowsXP操作系统下会显示系统拥有2颗Pentium4处理器，也可以检查任务管理器，察看两颗处理器的资源占用情况。对于具体的应用软件来说，它们需要支持多线程操作才能直接从中获益。要最大限度的发挥HyperThreading技术的优势，即使是已经支持多线程的应用程序也需要经过相应的优化，这样才能尽量合理的均衡安排多个线程的运行，减少冲突，保证获得最大的性能增进。如果应用程序不经专门优化，虽然也能运行，但是运行的效率就不能保证了。Intel正在不遗余力的与各软件厂商协作合作，共同开发能最大限度发挥出HyperThreading技术的软件和技术。至于不支持多线程操作的应用软件，单独运行时并不能体会到HyperThreading技术的好处，但还是能间接的从操作系统进行多任务操作时获益。顶级的3.06GPentium4测试系统简介本次测试使用了Intel的D850EMVR主板和3.06G的Pentium4相搭配，它采用了新版的850E芯片组，正式提供了对PC1066规格RAMBUS内存的支持。Intel的主板一向具有做工严谨，追求稳定的风格，D850EMVR主板足以担当测试3.06GPentium4的重任。为了充分体现出3.06GPentium4的强大性能，尽量减少系统瓶颈，测试中使用了2条PC1066规格的三星RAMBUS内存，容量总计512M。3.06G的Pentium4加上PC1066RAMBUS内存，这种顶级处理器和顶级内存的搭配堪称梦幻组合。察看这颗3.06GHzPentium4的处理器信息，可以看出它仍为C1版核心，stepping值与之前的2.8GHz一样为7；通过新问世的SiSoftSandra2003测试软件，可以明确的看到3.06GHzPentium4对HyperThreading技术的支持状态为“Yes”，而2.8GHzPentium4的支持状态则为“No”。性能测试配置及说明考虑到测试平台已经使用了3.06G的Pentium4与PC1066RAMBUS内存这种顶级配置，所以显示子系统决定采用ATi的Radeon9700Pro显卡，说它是目前最强大的测试系统之一应不为过。为了考察3.06GPentium4的性能，我们让2.8GHz的Pentium4与它做对比测试，看看3.06GPentium4与2.8GHzPentium4这个之前的处理器之王相比各方面有多大提高。这次测试的另一个重点是检验HyperThreading技术的具体性能表现，我们利用多任务工作以及多线程应用程序，分别测试了启动和关闭HyperThreading技术情况下的系统性能情况。性能测试——系统综合性能ZDBusinessWinstone20021.0用来测试系统商业办公性能，包括了Word、Excel、Access、PowerPoint、FrontPage、WinZip、NortonAntiVirus、LotusNotes以及Netscape等实际应用；ZDContentCreationWinstone20021.0.1则用来测试系统的Web、图形和多媒体等内容创建性能，包括Photoshop、Premiere、Director、Dreamweaver、UltraDev、Navigator、WindowsMediaEncoder以及SoundForge等，具体成绩如下：在BusinessWinstone2002测试中，3.06GHz的Pentium4与2.8GHz的Pentium4相比领先并不算多，而开启3.06GHzPentium4的HyperThreading支持时，成绩基本无变化，显然在这类商业办公应用方面，HyperThreading没能发挥作用。3.06GHzPentium4在ContentCreationWinstone2002测试中表现还不错，它与2.8GHz的Pentium4相比快了5.4%，48.4分的成绩再创我们该项测试的得分新高；ContentCreationWinstone2002中包含了较高端的应用，它们很多都支持多线程处理，并会同时打开多个应用程序切换运行，在真正的多处理器系统中性能会有很大提高，遗憾的是开启HyperThreading支持时，3.06GHzPentium4的成绩反而有所