Pentium 4 power management halveert performance

Bert McComas van Inquest Market Research heeft een erg interessant artikel online gezet waarin nieuwe feiten boven water komen over de Pentium 4 aangaande het energieverbruik en bandbreedtegebruik. Belangrijkste nieuws is dat Intel de Pentium 4 heeft uitgerust met een ‘feature’ die in theorie voor een halvering van de performance van de Pentium 4 kan zorgen.

Misschien kan je nog van vorig jaar herinneren dat de verwachting toen was de Intel Pentium 4 een abnormaal hoog energieverbruik zou hebben, iets wat later flink mee bleek te vallen. Nu blijkt dat Intel daarvoor een feature in het leven heeft geroepen die de processor op halve snelheid laat lopen wanneer er meer dan de aanbevolen hoeveelheid energie wordt gebruikt :

Intel’s Thermal Design Guide has revealed that the absolute maximum power dissipation of the 1.5GHz P4 is actually 72.9 watts. This is 33% higher than the published system design specification, and essentially identical to the 1.33 GHz Athlon. In order to prevent the CPU from exceeding 54.7 watt, thermal throttling is used. If performance critical applications drive CPU power above its artificially low 54.7 watt limit, the CPU is halted with a 50% duty cycle (alternating 2 microseconds on; 2 microseconds off) until it cools down. This effectively turns your 1.5GHz processor into a 750MHz processor – just at the moment you demand peak performance. On the other hand, you will probably still be able to check your email at 1.5GHz. This scheme is described on page 23 of Intel’s P4 Thermal Design Guide. Commentary is already floating around the web that perhaps Intel feels guilty about selling 750MHz CPUs in 1.5GHz clothing, and thus has decided to cut the price by 50% as well.

Reacties (97)

[Verwijderd]

Het verhaal is trouwens niet geheel waar. Kijk maar eens op de frontpage van www.hardocp.com

[Cookie]

Way to go HlpDsK! Laat ik die tekst van HardOCP meteen maar quoten, om verder onzinnig geblaat meteen de kop in te drukken:

While I don't know Bert, I have had the pleasure of meeting him and you have seen his links here on the [H] many times. On this occasion I think Bert has been sucking the crack pipe a bit too hard or either must have been in a terrible auto accident and had his cranium lodged in his rectal cavity and did not notice before he wrote the above statement.

We have been running an over-volted overclocked Pentium4 with the factory heatsink installed now for some time. It has been running here beside my desk folding proteins for Stanford University now for a solid month and has stayed at 100% CPU utilization. I track its performance and I can assure you that it has not ever slipped into the throttling that Bert speaks about above. If Bert's apps are running at 50%, it is because he does not have the sense to put a heatsink on the CPU or either he is operating his P4 system in Hell. Bert is taking an Intel safety device and demonizing the P4 with it. Here is what Intel PR George Alfs had to say about Bert's statements.

Hi Kyle,
You can run benchmarks all day on a Pentium(R) 4 processor with the benchmarks unaffected by the thermal protection circuitry. The key is to have a robust heat sink and thermal solution. With the heat sink setup we designed for Pentium 4 processor systems, I have yet to see thermal protection kick in.
George.

I have to fully agree with George's statements and have a few things to add. Also, I think that "robust" need not be in his statement.

What Bert may not know is that some mainboards have an adjustment in the BIOS that you can set yourself with the temperature that you want throttle to. (On our systems we have left it at default and never messed with the settings.) Yes, YOU can turn this on and off and fully control it on some mainboards. If you want a shield in between you and a burned up processor, set it low; if you want to forego the safety feature, set the temp high. I know that MANY of you wished that AMD had the courtesy to include a feature such as this instead of leaving their Athlon and Duron CPUs totally unprotected.

We have never seen nor heard of the CPU throttling being active on any person's CPU and certainly have not experienced it ourselves under conditions more strenuous than 99.9% of the P4 in the field will ever encounter. I do not suggest that DIYers or hobbyist go the P4 route if they want to buy a system themselves, but bashing it on this front is simply idiotic and transparent to many people.

We here at the [H] have a lot of respect for Bert McComas' work and think he should step back up to the plate and possibly rephrase he statements in regards to this issue. Bert, we love you man, but you were just totally out to show Intel in a bad light this time, or were simply not thinking through the issue properly because you are being misleading and it looks to us as if you were trying to do it purposefully.

Kan Hielko meteen een nieuw artikel gaan schrijven .

[Verwijderd]

Ik heb het al als nieuws gesubmit toenstraks

[Cookie]

Ik ben zo vrij het verhaal eigenhandig te vertalen, voor degene die het lezen van die lap engelse tekst voor te moeilijk houden:

"Ookal ken ik hem niet, ik heb het genoegen gehad hem te ontmoeten en jullie hebben zijn links hier op [H] vaak gezien. In dit geval denk ik dat Bert iets te hard aan de waterpijp heeft liggen lurken, of hij heeft een verschrikkelijk auto-ongeval gehad, waarbij zijn cranium naar zijn rectale openening verschoven is, terwijl hij dat ondertussen niet in de gaten toen hij dat artikel schreef.

Wij hebben inmiddels geruime tijd een overklokte, mét verhoogd voltage, Pentium 4, uitgerust met standaard fabriekskoeler, geïnstalleerd staan. Hij heeft aldoor naast mijn bureau gestaan, proteïnen doorrekenend voor Stanford University gedurende een volle maand en bleef op 100% cpu-gebruik. Ik registreer de performance en ik kan jullie verzekeren, dat-ie nooit gas teruggenomen heeft, waar Bert het over heeft. Als Bert's apps op 50% draaien, dan is dat omdat hem het inzicht ontbrak een heatsink op de cpu te plaatsen, of hij werk met zijn PC in de hel. Bert neemt een veiligheidsvoorziening van Intel en maakt de P4 ermee zwart. Hier is wat Intel PR George Alfs over Bert's uitspreken te zegen had:

Hallo Kyle,

Je kunt de hele dag benchmarks draaien op een P4 processor, zonder dat de benchmarks door de thermal protection circuitry worden beïnvloed. De sleutel daartoe is een robuuste heatsink-fan combinatie. Met de heatsink-fan die wij voor P4 processor systemen ontworpen hebben, heb ik nog nooit de warmte-beveiliging in zien grijpen.

Ik moet volledig met George's verhaal instemmen en heb nog een paar zaken toe te voegen. Ik denk dat "robuust" niet eens in zijn verklaring hoeft te staan.

Wat Bert waarschijnlijk niet weet, is dat sommige mobo's een instelling in het BIOS hebben, waarmee je zelf kunt instellen bij welke temperatuur er ingegrepen moet worden.(Op onze systemen hebben we het op default gelaten en nooit met instellingen liggen klooien) Ja, jij kunt dit aan of uitzetten en het volledig beheersen op sommige mobo's. Als je een buffer wilt tussen jou en een doorgebrande processor, zet'm laag, als je beveiliging wil passeren, zet'm op hoog. Ik weet dat velen van jullie wensten dat AMD het fatsoen had gehad een dergelijk beveiliging in te bouwen, i.p.v. de Athlon en Duron volledig onbeschermd te laten.

Wij hebben nog nooit gehoord of gezien dat die beveiliging gas terug nam, op niemands CPU en we hebben het zeker zelf nog nooit ondervonden, onder condities die zwaarder zijn dan 99,9% van de situaties die een P4 ooit tegen zal komen. Ik ga niet adviseren dat DIY'ers en hobbyisten de P4 route moeten bewandelen als ze zelf een systeem willen bouwen, maar het op dit punt afkraken van de P4 is simpelweg idioot en doorzichtig voor veel mensen.

Wij hier op [H] hebben een hoop respect voor Bert's McComas werk en denken dat-ie aan de slag moet en mogelijk zijn beweringen herformuleren m.b.t. dit onderwerp. Bert, we houden van je man, maar je zat er helemaal naast om Intel in een slecht licht te plaatsen deze keer, of je hebt het niet goed doorgedacht, omdat je misleidend bent en het voor ons lijkt alsof je dat bewust probeerde te doen."

[sampoo]

Hoe zit het dan bij het draaien van benchmarks? Zou de P4 beter kunnen scoren zonder deze thermal control?
<edit>
En is het mogelijk om het uit te schakelen?

[Verwijderd]

Ik denk dat hij dan wel veel sneller is. Het is ook wel weer een beetje raar, ze maken een supersnelle processor die heel veel kost en ze laten hem op de helft van de snelheid lopen. Dat heeft geen verandering gebracht aan de prijs zo te zien.

[DeTeraarist]

Het is ook wel weer een beetje raar, ze maken een supersnelle processor die heel veel kost en ze laten hem op de helft van de snelheid lopen.

Dat doen ze toch altijd al .

[wicher|IA]

uitzetten?
turbo-knop!

[Verwijderd]

YES
laten we de turbo knop weer in 't leven roepen
vet

[Verwijderd]

Mijn pc heeft ook nog steeds een turbo knop. Wat 'ie doet? Gewoon, het turbo ledje aan en uit zetten

[Verwijderd]

Moet je mee uitkijken hoor.
Zo gaat het stroomverbruik omhoog.

[Verwijderd]

Intel heeft dus dezelfde problemen als AMD wat betreft verbruik/warmteontwikkeling en bouwen een soort Speedstep feature in. Lijkt me niet leuk als je een server hebt draaien die ineens als het druk wordt op halve snelheid gaat werken.
Om reacties te voorkomen:
Ik weet dat de P4 niet voor servers is gemaakt

[Verwijderd]

P4 niet voor servers gemaakt misschien, maar mensen die denken dat je alle servers alleen kan/moet uitrusten met Xeon's moeten zich ook na laten kijken

[majic]

helemaal mee eens...maar dat geloven maar weinig mensen door alle intel-hype waar mee ze volgestouwd zijn. Een Xeon is nouwelijks sneller, en alleen als je in 4-way gaat werken ZONDER intel chipset-basis is het enigzins interessant soms....maarja dan kan je beter voor PA-Risc, Sun of Alpha gaan.

De single en dual Xeon configuraties zijn echt swerelds grootste oplichtings praktijkjes...bah.

Een ppro had tenminste iets wezenlijk beters te bieden over normale desktop Pentium's ...meer cache, on-die cache, totaal andere structuur die zich beter leende voor server doeleinden. Een Xeon is niets anders dan een beetje aangepaste P3 ...Xeon 256K is nagenoeg identiek. Weet nu niet precies tot hoever de caches gaan van huidige xeons maar ik meen 2Mb @ gelimiteerde MHz (De Yields willen niet zo) .

[picobyte]

Nog effe wat opbouwende kritiek op deze quote van Majic:
...Xeon 256K is nagenoeg identiek.

Laat die nagenoeg maar weg!, als je tenminste niet het stempeltje bedoeld
De Xeon 256K=PIII en niets anders!

[edm]

>De single en dual Xeon configuraties zijn echt swerelds grootste oplichtings praktijkjes...bah.

De laatste keer dat ik gebenchmarkt heb voor MIJN applicatie, bleek de Xeon wel degelijk veel sneller te zijn. Maar als jij andere benchmarks voor JOUW applicatie hebt dan geldt die uitspraak daar misschien voor. Dit lijkt me typisch een geval van generaliseren, niet dan??

[SG]

Is meer 'n Speed_Thermische_Halverings_Scakelaar

Somige V8 motoren hebben ook zoiet schakelen ze 4 cilinders uit plus geven die cilinders 'n geringe kleplichting

maar de 220Km/U haalt ie nie meer is meer voor stad/file rijden voor brandstof besparing

Alleen bij intel doet ie dat bij 220km/u ipv bij word/email te kijken(30km/u)

[Verwijderd]

Die V8 die 4 cilinders uitschakelt is meer voor op de snelweg als je 120 rijdt en dus niet alle power nodig hebt, het omgekeerde dus van de P4

[SG]

somige V8 passen dat ook to bij zelfdiagnose (motorproblemen) en schakelen over op 'n noodloop met 4cillinders dat is meer van toepassing op intel ja

Die andere kan je vergelijken met AMD Speedstep voor mobile Palomino's

zoals ook Honda's VTEC tamme motor combineren met race motor.door 'n simpele hydraulische pinnetjes

[feuniks]

Op zich vindt ik het niet echt erg als mijn systeem op een gegeven moment op halve kracht loopt. Alleen zou ik zelf graag zien dat dit op momenten is dast ik de volle kracht niet nodig heb. Tijdens het meel checken lig ik echt niet wakker of ik een 1,5 GHz of een 100 MHz systeem heb. Sterker nog. Mensen die alleen dit soort dingen doen hebben helemaal geen 1,5 GHz nodig. Als ik echter met beeldbewerking (iets waar deze P4 uitermate geschikt voor zou zijn), dan wil ik juist de volledige kracht hebben. En juist op deze momenten zou het systeem op halve kracht gaan werken als ik het artikel goed gelezen heb? Dat vind ik een heel slechte zaak. Ik hoop dat intel snel dit gaat verhelpen. Ik neem aan dat een stukje software om dit uit te schakelen niet voldoende is, aangezien het helemaal naar een warmteprobleem klinkt.

[SG]

Als je zelf je P4 sys samensteld kan je kiezen voor een betere cooler waardoor de speedstep drempel verhoogt wordt en het terug schakelen wat uitgesteld wordt of niet meer gehaald wordt.

[GaMeOvEr]

Als je zelf je P4 sys samensteld kan je kiezen voor een betere cooler waardoor de speedstep drempel verhoogt wordt en het terug schakelen wat uitgesteld wordt of niet meer gehaald wordt.

Zo werkt het natuurlijk niet he....

Je warmte-afgifte blijft gelijk, alleen je voert het beter af. Dus het feit dat jouw CPU koeler blijft, komt alleen maar doordat jij een betere cooler/Heatsink combi gebruikt. De afgifte aan watts van je CPU blijft gelijk.

edit:


sampoo, you're welcome..

[Verwijderd]

Ik lees net in de Thermal Monitor implementation (p.23) van Intel dat de temperatuur inderdaad on-die wordt gemeten.

edit: en dat de switch temp niet instelbaar is

[Verwijderd]

Het is juist de vraag hoe de P4 bepaald wanneer hij in de "spaarstand" gaat draaien. Als dat dmv het meten van de temperatuur door de interne thermalsensor gaat, dan zou je met een betere actieve koeling de temp van de chip verlagen en ervoor kunnen zorgen dat hij niet in de "spaarstand" gaat lopen en dus op piekmomenten wel je volledige performance hebben...

, the CPU is halted with a 50% duty cycle (alternating 2 microseconds on; 2 microseconds off) until it cools down

De reden van die spaarstand is dus om de temperatuur van de chip naar beneden te halen. Met een goede actieve koeling wordt de P4 dus niet te warm, en zou hij niet in spaarstand hoeven te gaan en geniet je dus van je volle performance

edit : iets duidelijker verhaal van gemaakt...

[SG]

Het was maar een fictief voorbeeld om het probleem proberen te omzeilen.Maar voor-geassembleerde systemen zitten natuurlijk nog met de gebakken P4 peren.
Ik heb geen P4 wel 2 Cellies en 'n TB'tje moet op de centjes letten

[joca]

Volgens mij werkt dat niet zo. Je CPU zet een groot deel van het vermogen wat hij opneemt om in warmte. Als dit opgenomen vermogen erg groot wordt dan schakelt de P4 terug zodat hij minder vermogen opneemt en dus minder warmte afgeeft.

Het kiezen van een grotere koeler helpt hier dus niet bij, want deze brengt alleen de temperatuur omlaag, niet het opgenomen vermogen.

[SG]

Hoe meet die P4 dat via Temp sensor of Ampmeter Wattmeter thermisch beveiligings circuit ofzo dat is de vraag

en het wordt 'n ,

a thermal diode (required on all P4 platforms)

Dus als je de core beter koelt wordt die diode minder warm schakeld die de core clock bij 'n hogere wattage pas lager.

Die Thermische diode is afgesteld op 'n P4 BOX standaart koeler.

[DiSiLLUSiON]

Dat is dus hetzelfde als een pleister op de wond te doen.. en een pleister is misschien nog niet eens genoeg ook, beter is om gewoon te zorgen dat die hele wond er in de eerste plaats niet komt!

Foei Intel.... jullie maken het wel makkelijk voor concurrerende zandbakkers..

[sampoo]

Als je zelf je P4 sys samensteld kan je kiezen voor een betere cooler waardoor de speedstep drempel verhoogt wordt en het terug schakelen wat uitgesteld wordt of niet meer gehaald wordt.

Een betere cooler verlaagt toch niet het stroomverbruik van de P4? De P4 wordt koeler maar laat de thermal control dan wel toe dat er meer dan 54Watt verbruikt wordt?

GaMeOvEr bdankt voor het beantwoorden van mijn vragen [/overbodig]

[SG]

Ja die laat dat toe want die meet het opgenomen vermogen INDIRECT via de warmte ontwikkeling door 'n THERMISCHE diode als je hem extremer koelt "denk" die diode dat het vermogen minderes is bv 55 Watt terwijl ie 70Watt trekt

"n Watt meter intergreren is 'n heel stuk moeilijker en wordt de dy wat groter (analoge techniek ipv digitaal)

[ShadowLord]

Of je duwt je thermal diode in een bak met ijs

Dat is dan mischien extreem, maar de thermal diode gewoon ergens anders, waar het wat koeler is, plaatsen fixt het probleem ook.

Maar het is gewoon een vuile naaistreek van Intel. Ze zeggen dat het een 1.5 GHz is, hij kan 1.5 GHz, maar hij doet het niet.

Lekker je geld direct de prullenbak in.

[P5ycho]

Het is niet zo simpel hoor, de thermal diode uit de core vissen zonder em te mollen

oftewel: de thermal diode zit ingebakken in de CPU, ze bedoelen niet de diode onder de socket.

[Hielko]

Het wamteprobleem valt nog best mee als je de Pentium 4 vergelijkt met een AMD. Een 1,5GHz Pentium 4 zonder thermal protection produceert maximaal evenveel warmte als een 1,33GHz AMD (ongeveer 75 Watt). Het is dus erg jammer dat deze feature aanwezig is aangezien je met een goede koeler gewoon het maximaale uit een pentium 4 zou kunnen halen.

[SG]

Goed bezig Herman(iNtel)

[Verwijderd]

Wat een grap zeg
Heb je 1500MHz nodig, wordt de cpu daardoor te warm en schakeld ie dan maar terug naar 750MHz om af te koelen. Geen wonder dat de P4 zo slecht presteerde in de rc5 benchmarks.

[Verwijderd]

Wel knap is het dan dat ie relatief weinig warmte verbruikt als ie zoveel Watt verbruikt

[Verwijderd]

Eh... hij VERBRUIKT geen warmte, hij PRODUCEERT het...

[tweakerbee]

Verbruikte ie maar warmte * 786562 tweakerbee

[Raafz0r]

ja shit zeg, is opeens je warmte "op", omdat je je proc te ver overclockt. Looptie vast omdatie te koud wordt.

Bovendien, zal je kamer lekker koud van worden

* 786562 ZiEkE

[4POX]

Dat noemen we ook wel een "hoger rendament"

[feuniks]

If performance critical applications drive CPU power above its artificially low 54.7 watt limit, the CPU is halted with a 50% duty cycle (alternating 2 microseconds on; 2 microseconds off) until it cools down.

Dat laatste is de reden voor het feit dat er relatief weinig warmte vrijkomt. Als het te veel wordt, dan schakelen ze de CPU dus uit.

[koppie]

Ik begrijp het niet helemaal. Hij schakelt op halve kracht als ie teveel stroom verbruikt:

If performance critical applications drive CPU power above its artificially low 54.7 watt limit, the CPU is halted with a 50% duty cycle

En hij gaat weer op volle kracht werken als de temperatuur weer minder is:

until it cools down.

Of lees ik dit weer te precies??

[durkagain]

je leest het precies goed

[Verwijderd]

Tsja.. dat snapte ik dus ook niet.. Als dit precies klopt en je doet er dus een goede koeler op dan krijg je dus dat die telkens zoiets heeft van:
- Oh jee.. ik gebruik meer dan 54.7 watt! Hoppakee op halve snelheid!
- Oh.. ik ben alweer afgekoeld, ok, terug naar volle snelheid

Repeat ad nauseum.

Denk dat het niet helemaal precies klopt.. OF hij kijkt naar wattage OF hij kijkt naar temp lijkt me. En temp lijkt me waarschijnlijker.. mja.. zeker weten doe ik het dus ook niet..

[Verwijderd]

If performance critical applications drive CPU power above its artificially low 54.7 watt limit, the CPU is halted with a 50% duty cycle (alternating 2 microseconds on; 2 microseconds off) until it cools down.

Nee, dat is slim! Ze zetten die limiet op het watt-verbruik, en niet op temperatuur! Als de temperatuur "laten we zeggen" boven de 50graden zou komen, dat 'ie dan op halve snelheid gaat werken zou een veel betere oplossing zijn geweest: Dit probleem is dan simpel opgelost met een betere (desnoods gemodde) CPU koeling met een goede airflow. Intel's CPU's hebben een ingebouwde diode voor de temperatuurmeting, dus één transistor bij die miljoenen kan geen kwaad denk ik

[The System]

duuh het gaat ook om de verbruik en niet de afstoot van warmte

en idd dan had iedereen een alfa+delta erop geschroefd enzo dus gewoon op 100% kan blijven werken.. maar de verbruik blijft dan nog steeds te hoog.. en daar draait het uiteindelijk om..

[SG]

Denk toch dat beide belangrijk zijn

Groter vermogen verbruik betekend voor OEM systeem bouwers zwaardere voeding en voor mobo makers dikkere voeding traces en zwaardere elco's
voor stabiliteit garantie.

Meer warmte is ook niet gewenst kortere levenduur door hotspots en ook weer stabiliteits problemen

Het blijf in mijn ogen 'n paarde-middel hadden ze beter iets geavanceerder van de mobile reeks kunnen lenen

AMD lost het op 'n andere manier op zwaardere voeding zwaardere koeling ook 'n paardemiddel maar met behoud van performance.

[slacksoff]

dit is denk ik alleen bij de .18microns een probleem. de .13microns gebruiken minder volt/watt. dus dat zal daar minder snel gebeuren denk ik

[SG]

Die 0,13 gaan zo ook heel wat hoger clocken en met dubbele L2 cache groote is het probleem weer terug denk ik.

[Xtuv]

Nu is 't wachten op de eerste de beste Jappanner die zijn P4 open last en het eruit sloopt

[pica]

Hehe, wazige jappanner 38745 . Het lijken wel borg

Engage!