850MHz Athlon vs. 466MHz Alpha 21264

Tachyon meldt dat ze bij Ace's Hardware een leuke vergelijking hebben gemaakt, ze vergelijken de 850MHz Athlon met een 466MHz Alpha 21264. De Athlon heeft bijna de dubbele hoeveelheid aan megaherzjes maar is net iets sneller dan de Alpha. Dat is op zich wel aardig goed, maar met een stapel optimalisaties in de compiler wist de Alpha CPU de Athlon in elke floating point benchmark te verslaan :

The biggest difference between the Alpha and the powerhouses from AMD and Intel is the fact that the Alpha is a RISC chip. Now, internally the Athlon and PIII share many properties of RISC design philosophy, but one of the biggest advantage of a real RISC chip is the sheer amount of general purpose registers (GPRs) that the compiler can use. The Alpha has 32 integer and 32 floating point registers available for the compiler. This is in comparison to the 8 registers permitted by x86. Another 48 Integer and 40 floating-point rename registers can be used by the scheduler to avoid resource conflicts. We will show you why so much "compiler available" registers are important.

[...] I know, the Alpha DS10 is targeted at the low-end webserver market, and is a very decent number cruncher for technical and scientific applications, but if the price of the Alpha DS10 would come down a bit, and Compaq offers a faster Alpha processor in this system (say a 500-575 MHz), the Alpha DS10 could compete in the desktop Linux market. Failing this, the faster processor would surely make the Alpha DS10 incredibly popular for applications where crunching power is important, when you consider that the 21264 466MHz can outperform the best x86 processors today. To justify the price premium, Compaq should offer a faster processor. It would be a pity if this beautiful architecture would die, as we are convinced that we need more diversity on the market. The Linux community, Samsung, and Compaq can make sure that there is an alternative (besides Sun and Solaris, of course) to Intel and Microsoft.

Reacties (26)

[Onno]

</div><div class=b4>one of the biggest advantage of a real RISC chip is the sheer amount of general purpose registers</div><div class=b1>
Waarom? Wat heeft de complexiteit van de instructieset met het aantal registers te maken? Het lijkt mij dat die twee dingen gewoon volledig los van elkaar staan.
Je kunt ook zomaar een CISC processor maken met een gigantische lading registers.

[Hielko]

Onno (zo beter?), ik weet nog niet zo of die speller wel lekker zouden lopen. De aplha heeft wel heel veel brute rekenkraht maar volgens mij is de cache van de alpha best wel sloom en dat zou wel eens wat uit (veel) kunnen maken (zie coppermine versus athlon => coppermine is sneller in games ondanks de betere fpu van de athlon)

[Spees]

Ik ken het probleem met de x86 cputjes. Als je assembly gaat coden dan wordt je helemaal gek van het tekort aan registers. Dan moet je bij een beetje complex algoritme steeds registerinhouden wegschrijven naar geheugen en dat soort zooi. Je moet wel mega goed kunnen optimaliseren om dat zoveel mogelijk te kunnen vermijden.

[Hillie]

Onno: Doordat RISC een nogal versimpelde instructieset heeft (wat de snelheid verbetert), is het handig veel registers te hebben. Intermediate results van complexere instructies (uitgepakt tot een hoop simpele) kunnen dan gewoon ergens in een registertje gepompt worden, ipv dat er een hoop interactie met het geheugen plaats moet vinden. Zoals je wellicht weet kost geheugeninteractie nogal wat klokcykeltjes, dus dan zijn wat registers extra aardig voordeliger.
Tevens is het zo dat ALU's enz. op een RISC processor aardig wat simpeler zijn, waardoor er meer ruimte overblijft voor registers (SRAM vreet ook nogal wat oppervlak, maar is wel retesnel, dus buitengewoon geschikt voor registers). Er is nl. een grens aan silicium-oppervlak dat gebruikt kan worden...

hope this helps....

Space: inderdaad, ik kan me van het vak systeemprogrammering het ge-eikel met registers nog goed herinneren. Kwam ook weer terug in ontwerpen van digitale systemen. Doffe ellende allemaal, een beperkte set registers.

[Onno]

</div><div class=b4>Doordat RISC een nogal versimpelde instructieset heeft (wat de snelheid verbetert), is het handig veel registers te hebben.</div><div class=b1>
Jawel, maar dat geldt voor CISC net zo hard. En ik weet wel dat RISC processoren vaak veel registers hebben, maar het is m.i. geen kenmerk van RISC an sich.

</div><div class=b4>Als je assembly gaat coden dan wordt je helemaal gek van het tekort aan registers.</div><div class=b1>
Dat is juist leuk! (je code zo efficient mogelijk proberen te krijgen)
Er valt wat dat betreft veel meer eer te behalen met een IA32 processor dan met een Alpha (of een Itanium, of een ...)

</div><div class=b4>(zo beter?)</div><div class=b1>
Ja, dank je.

</div><div class=b4>ik weet nog niet zo of die speller wel lekker zouden lopen.</div><div class=b1>
Dat weet niemand. Ze bestaan nl. niet.

[ACM]

Gelukkig staat er ook bij dat die alpha bedoelt is voor de server markt... Maar aangezien ze wel veel cache hebben en erg snel met floating point zijn zouden ze wel heel goed voor gaming moeten zijn...

Onno, niet dat ik nou een echte fries ben, maar wat is er mis mee? Ik heb er bijna mijn hele leven gewoont (nu niet meer, want ze hebben er geen TU).

[Papillon]

Hmmmm.. Jammer alleen dat ze zo'n beetje de langzaamste 21264 hebben gepakt.. Dat ding loopt al een aardig tijdje op 700.. Met een .25 micron...stepping. Over niet al te lange tijd kun je de 1000+ Mhz versies verwachten.

Enne .... de I/O performance zie je niet terug.. Daar wint de Alpha.. niet een klein beetje maar... supervet... die heeft namelijk een 256 bits memory architectuur. >

[EfBe]

Een CISC (een pure CISC, de huidige x86 processoren zijn een blend tussen RISC en CISC, met meer CISC dan RISC, de alpha is ook een blend, maar meer RISC dan CISC. De alpha heeft bv net als de Ultrasparc gewoon multiply instructies) heeft veel meer chip oppervlak nodig voor transistoren tbv de microcode. Een Risc niet, waardoor er veel ruimte over is voor registers (en cache). De vele registers zijn sneller in SOMMIGE stukken code omdat men veel meer references kan vasthouden in de chip en niet hoeft te pushen en te poppen op stacks (ookal staat dat stukje vaak in de cache).

De floating point berekeningen zijn op een athlon retetraag door de stackbased fpu. Het is juist daarom dat Intel in de IA-64 zn stack based FPU heeft vervangen.

Ik moet wel zeggen dat een CPU vergelijk die niet op hetzelfde moederbord passen eigenlijk een beetje dom is. Wie weet ligt het wel aan de busspeed, de chipset of de compiler. Hebben ze hetzelfde programma gecompileerd voor x86 EN alpha?

[Hielko]

Otis: voor deze benchmarks hebben ze gebruik gemaakt van dezelfde linux distro versie (SUSE Linux 6.3), en als je kijk naar dat grafiekje hier bovenaan ze je 4 staven voor elke test, 1x athlon 1x alpha normaal en 2x alpha met optimalisaties in de compiler.

[Verwijderd]

Naast een vergelijking van games wil ik ook nog even optimalisaties voor beide processor-architecturen, real-world benchmarks, en een vergelijking op prijs.

Want mooie snelle maar onbetaalbare architecturen hebben we niks aan, idem voor snelle systemen zonder software waar je zelf wat aan hebt, en een performance-vergelijk met foute benchmarks of zonder optimalisaties aan beide kanten is ook verloren moeite *kuch* 3dnow2 *kuch* toch eens iets aan die verkoudheid doen