Vooruitblik op Pentium 4 op 65nm

Tom's Hardware Guide heeft via via een engineering sample van een Pentium 4-processor met de 65nm Cedar Mill-core gekregen. De Cedar Mill die Tom's Hardware in handen kreeg, was de 3,4GHz Pentium 4 653 met ondersteuning voor Virtualization Technology (VT). Opmerkelijk is, dat deze processor nog niet op de roadmaps van Intel staat. Wel staat er de 651 op, die ook gebruik maakt van de Cedar Mill-core, maar het zonder VT moet doen. Qua architectuur is er maar weinig aan de Prescott veranderd. Het is dus een echte die-shrink van 90nm naar 65nm. Wel zijn er enkele verandering aangebracht die niet gebruikte gedeelten van de core kunnen uitschakelen om zo energie te besparen. Dit en de verbeteringen die Intel heeft aangebracht in het 65nm-proces om lekstromen te verminderen, zorgt ervoor dat de Cedar Mill 9W minder energie nodig heeft dan de Prescott, die maximaal 95W verbruikt.

Uit de benchmarks blijkt dat de Cedar Mill niet sneller of langzamer is dan de Prescott. Logisch gezien er geen veranderingen in de architectuur zijn aangebracht. Toch weet de Cedar Mill één benchmark met een marge van 20% te winnen. Dit is de benchmark waarin gekeken wordt naar het energieverbruik van beide processors. Tom's Hardware Guide is dan ook erg positief over de Cedar Mill. Volgens de reviewer is dit de processor waar Intel een jaar geleden mee uit had moeten komen. Gezien het lage energieverbruik, verwacht Tom's Hardware Guide dat snelheden van 4GHz of hoger mogelijk zouden moeten zijn.

Reacties (41)

[Fulcrum2000]

Cedar Mill 9W minder energie nodig heeft dan de Prescott, die maximaal 95W verbruikt

Tom's Hardware Guide is dan ook erg positief over de Cedar Mill. Volgens de reviewer is dit de processor waar Intel een jaar geleden mee uit had moeten komen. Gezien het lage energieverbruik, verwacht Tom's Hardware Guide dat snelheden van 4GHz of hoger mogelijk zouden moeten zijn.

Deze twee quote's kan ik niet helemaal met elkaar rijmen. De nieuwe variant gebruikt slechts 9 W minder (<10%) en meteen gaat deze proc door het leven als energiezuinig Elke Watt winst is leuk, maar dat dit nu direct de oplossing is voor het hitteprobleem is een beetje veel van het goede lijkt me...

[Countess]

ik denk dat je het verschil moeten zoek in het verschil tussen TDP en 'dagenlijks' echt verbruik.
dat er delen van de core uit gezet kunnen worden vind je natuurlijk niet terug in de TDP van de processors (wat uit gaat van een worst case scienario of in intel geval 75% daarvan)
maar zijn in dagelijks gebruikt scheeld het wel degenlijk natuurlijk.
alles wat minder is als die 9Watt kan je dus waarschijnlijk aan die features toeschrijven.

[Mr. Detonator]

hij verbruikt dan wel ''maar'' 9 watt minder, maar laat dat nou nét die 9 watt zijn die bij een 90nm prescott in warmte wordt omgezet...

[m277755]

Alle 'watts' worden bij een 90nm prescott in warmte omgezet hoor, of 'verdwijnt' de rest zomaar?

[Verwijderd]

Niet alle gebruikte vermogen wordt omgezet in nutteloze warmte hoor.

Onzin.
energie kan slechts een beperkt aantal vormen aannemen zoals electrisch, licht, warmte en beweging. Aangezien een processor geen licht geeft en geen beweging maakt wordt alle energie omgezet in warmte. (Wet van behoud van energie)
Dus een gebruik van 90W electrische energie betekend ook dat er 90W warmte af komt.
In theorie hoeft een processor helemaal geen energie te gebruiken, maar aangezien het silicium van de transistors niet "ideaal" is, is er altijd sprake van schakel-verlies en verlies t.g.v. lekstroom.

[FrankNStein]

ik denk dat hij bedoelt, dat een gedeelte van die 95W gebruikt wordt voor het schakellen zelf (dus het openzetten, danwel sluiten van transistors), en een gedeelt als lekstroom verloren gaat.
Nu zal er in een Prescott veel meer aan lekstroom verloren gaan, dan 9w.
Ow, en ook niet vergeten, dat je bij een kleinere transistor ook minder energie nodig hebt om te schakelen.
Dus die 9W reductie zit er ook in dat je domweg minder energie nodig hebt voor het nuttig schakkelen...

[Admiral Freebee]

Niet alle gebruikte vermogen wordt omgezet in nutteloze warmte hoor. Warmte is een bijproduct van de schakelingen in de CPU.

Een goed voorbeeld is een gloeilamp. Als die 100W verbruikt dan wordt er slechts 5W gebruikt om licht te maken en de overige 95W wordt omgezet in warmte. Deze warmte is een ongewenst bijproduct. Een gloeilamp heeft dan ook een zeer slecht rendement.

Heb ik het juist zo?

@FrankNStein hierboven: Hmm, jij was me voor

[Rey Nemaattori]

Transistoren in een chip zijn alleang geen echt flip flops meer maar electrice circuits.. er zitten dus geen bewegende onderdelen in een cpu...het merendeel van de energie word omgezet in warmte...

[smimic]

nee,
ze merken op dat deze processor een jaar eerder uitgebracht had moeten worden omdat deze in staat zou zijn de athlon 64 naar de kroon te steken en zijn huidige prescott variant niet.

daarnaast zijn de intellekes behoorlijke heethoofdjes en performance per WATT is tegenwoordig ook een hype

[Countess]

omdat deze in staat zou zijn de athlon 64 naar de kroon te steken

behalve dat ze een stuk goedkoper zijn voor intel om te maken (per stuk bekeken) zijn ze maar marginaal beter als de oude. echt veel zou het dus niet gescheeld hebben.

[SKiLLa]

Mijn oude P3 1.0 @ 1.26 GHz draaidde idle ook rond de ~39 / 50 (idle /stressed) graden, terwijl de standaard Athlon 1.0 GHz van m'n pa idle al 50 graden was. Het lijkt per generatie gewoon stuivertje wisselen tussen AMD & Intel. Op m'n 1.5 jaar oude P4 3.4GHz kun je onder load makkelijk een eitje bakken

Maar on-topic: op het plaatje staat Intel '04 ... het design lijkt dus al een tijdje in de pipeline te zitten (was natuurlijk te verwachten, maar toch)

En 9W minder energie valt me erg tegen; gezien de shrink van 90 naar 65nm had ik toch ook wel een kleine 20~25% minder Watt verwacht.

Sowieso berekent Intel het vermogen al anders dan AMD, namelijk 75% van sustained worst-case scenario, terwijl AMD echt het sustained worst-case scenario berekent.

Dit is geen flame (ik heb immers zelf een P4 ;-) maar deze '65 nm P4 netburst engineering sample' kan dus eigenlijk 86 * 1.25 = ~ 107W slurpen; dus de quote

Gezien het lage energieverbruik, verwacht Tom's Hardware Guide dat snelheden van 4GHz of hoger mogelijk zouden moeten zijn.

vind ik enigszins overdreven ... 4 GHz zal wel haalbaar zijn, maar onder stress gaat ie waarschijnlijk ook gewoon thottlen (lees: zelfde snelheid, maar om elke instructie een NOP in de pipeline schieten; ofwel effectief 50% van de normale IPC).

Nu maar wachten op nieuwe (energie-zuinigere) processor-architecturen op 65nm ...

[Countess]

kan dus eigenlijk 86 * 1.25 = ~ 107W

dat is niet helemaal goed

intel pakt 75% van het max verbruik.
om van 75% weer 100% te maken moet je niet 75% x 1.25 doen want dan krijg je 93.75%
je moet het keer 1.33 doen.
want 75x1.33 = 99.75 namelijk (afgerond 100 dus)

dus 86Watt x 1.33 = 114,38Watt max verbruik voor de nieuwe intel proc.
stukje beter als de 126.35 watt van de oude.

[Verwijderd]

Sowieso berekent Intel het vermogen al anders dan AMD, namelijk 75% van sustained worst-case scenario, terwijl AMD echt het sustained worst-case scenario berekent.

Ik kom deze claim de laatste tijd wel meer tegen maar kan nergens een bewijs vinden.
Allereerst claimt Intel al niet eens dat het TDP het maximum is wat een processor kan gebruiken.
Thermal Design Power (TDP) represents the maximum amount of p ow er the thermal solution is required to dissipate. Note that the T D P s pecifications are thermal design requirements only and do not re fl e ct voltage regulation or power delivery specification changes.
(Ook in recentere datasheets te vinden, maar deze kwam ik snel tegen)

En uit de Intel datasheet voor prescott CPU's

Analysis indicates that real applications are unlikely to cause the processor to consume maximum power dissipation for sustained periods of time. Intel recommends that complete thermal solution designs target the Thermal Design Power (TDP) indicated in Table 26 instead of the maximum processor power consumption. The Thermal Monitor feature is intended to help protect the processor in the unlikely event that an application exceeds the TDP recommendation for a sustained period of time.

Het TDP is dus het maximum wat de koeling moet zien weg te werken, niet het maximum wat de processor kan genereren. Maar als de CPU langere tijd meer dan dit TDP aan stroom verbruikt grijpt de Thermal Monitor in waardoor het TDP bij Intel alsnog in normale situaties vrijwel "echt het sustained worst-case scenario" is.

Dus ik ben benieuwd waar die 75% vandaan komt. Het is wel zo dat een Intel CPU tijdelijk meer dan het TDP kan verstoken maar zelfs als je dat (dus niet sustained) getal gebruikt komen de meeste berekeningen slechts [url="http://\"http://www.cpuheat.wz.cz/html/IntelPowerConsumption.htm\"]zo'n 10~15% hoger [/url]uit.

Dus voorlopig beschouw ik die 75% claim maar als FUD.

@Luxx

Het verschil tussen deze 2 methoden bleek ooit de praktijk op ongeveer 25% te liggen,

Dat was dus 10-15 procent. De getallen van de link zijn namelijk de (net als AMD) berekende waarden Daarnaast geeft het TDP (als gedefinieert door Intel) dus niet het maximale verbruik aan maar een minimum waaraan de koeling moet voldoen. Dit geldt eigenlijk ook voor AMD. Beide processors kun je over hun TDP krijgen als je ze overklokt. Dat wil niet zeggen dat de berekening van AMD niet zuiverder is. Wel dat de methode van Intel in normale situaties niet veel verschilt én dus dat het onzinnig is om die berekende waarden te gebruiken voor een Intel processor. Dit aangezien de Thermal Monitor het met normale koeling onmogelijk maakt om die waarden sustained te bereiken.

Dus het getal is fout en de significantie die eraan gehecht wordt is ook nog eens zwaar overdreven.

[Luxx]

Het TDP is dus het maximum wat de koeling moet zien weg te werken, niet het maximum wat de processor kan genereren. Maar als de CPU langere tijd meer dan dit TDP aan stroom verbruikt grijpt de Thermal Monitor in waardoor het TDP bij Intel alsnog "echt het sustained worst-case scenario" is.

Intel bepaalt het TDP door een processor op verschillende mogelijke manier zo zwaar mogelijk te benchmarken, en te meten wat hij verbruikt... AMD bepaalt het maximum door uit te rekenen wat een processor zou verbuiken als alle transistoren in de meest energieslurpende stand staan(kort door de bocht). Aangezien AMD's theorie in de praktijk nooit (langer dan in miliseconde) voorkomt, is het eigenlijk overdreven hier rekening mee te houden, aldus Intel.

Het verschil tussen deze 2 methoden bleek ooit de praktijk op ongeveer 25% te liggen, of dat voor de Netburst vs Opteron architectuur was weet ik eigenlijk niet zeker. Dit verschilt namelijk per architectuur!!!!

Daarnaast hebben processoren overigens allerlei methoden om onder niet-full load energiezuiniger te zijn, deze worden in het TDP natuurlijk op geen enkele manier meegenomen. Omdat die verschillen in de laatste generaties pas écht groot worden, worden ze steeds interessanter, maar helaas zie je nog zelden goede 'benchmarks' hiervoor.

[Borromini]

Je vermenigvuldiging moet zelfs nog wat aangedikt worden
75% = 3/4 => moet je de TDP van Intel .1,333... (4/3) doen ipv .1,25 en dan kom je op ~115W.

Te laat dus.. Dubbelpost

[Martijn13]

Gezien het lage energieverbruik, verwacht Tom's Hardware Guide dat snelheden van 4GHz of hoger mogelijk zouden moeten zijn.

Intel ging toch ook over op functionaliteit en niet pure snelheid? Ik dacht dat er helemaal geen 4Ghz cpu's meer kwamen...
Wel fijn dat er weer eens wat minder stroom wordt verbruikt. Er is behalve VT dan wel niks aan de onderliggende architectuur veranderd, maar 9 watt is toch weer mooi meegenomen .

[swampy]

Mmm de netburst design heeft als nadeel dat het niet tot 10Ghz kan opschalen ... 10Ghz..je hoort me goed..dat was wat Intel van de netburst design verwachte...maar toen kwam de warmte en de energie problemen de kop opsteken!

Deze kan waarschijnlijk over 4Ghz...10Ghz is nog ver weg!

[Verwijderd]

Vergeet niet dat bepaalde gedeeltes intern in de CPU op dubbele snelheid lopen (misschien wel meer).

Een 4Ghz CPU heeft dan dus al gedeeltes op 8Ghz lopen, wat de 10Ghz opschaaling verklaart.

Procentueel gezien is het maar een zeer klein gedeelte van de CPU wat op die hogere snelheid werkt, maar toch draait het wel.

Toen Intel voor het eerst over de Pentium 4-architectuur sprak werd al verteld dat een deel van de chip op dubbele kloksnelheid zou gaan draaien.

nieuws: Warmteproblemen van Intel Prescott-core verklaard

[Zoida]

Je moet wel opletten wat je verstaat onder 'dubbele snelheid'.
De klokfrequentie blijft meestal gelijk, maar sommige onderdelen werken zowel op de stijgende als dalende kant (rising/falling edge) van de klok. Daardoor wordt dikwijls gezegd dat de klok dubbel zo hoog is als de fysieke waarde.

[_Thanatos_]

Nou poepoe, ik kan m'n P4 wel overklokken tot 12GHz, maar dan komt ie ook niet verder dan het bios. wat een prestatie zeg...

[Mr. Detonator]

mwa...7gig is toch al gehaald ?

dan wel met extreme koeling, maar netburst kan het aan....10 gig zal idd wat overdreven zijn

[Speedswitch]

Ja klopt, maar dat systeem was niet PIFast stabiel. @ 7 Ghz kwam je niet eens verder dan de bios. Het maximale wat je uit het systeem kon halen was 5.7 Ghz, dan was hij pas stabiel in SuperPI

bron: nieuws: Nieuw overklokrecord: Pentium 4 3,8 @ 7,2GHz

[gp500]

6 GHZ kan die (65 nm) makkelijk draaien bij goeie cores.
Enkel heb je goeie luchtkoeling nodig.

En dat kan je niet in een normale pc zetten.

[Verwijderd]

veel functionaliteit is leuk, maar veel functionaliteit, een hoge IPC én een hoge kloksnelheid is natuurlijk beter

Het is niet of-of maar meer en-en

[Database freak]

De verwachting is dat deze processor op 4ghz of meer gaat draaien? Waarom heeft Tommy-boy deze Engineering Sample dan niet even geoverclocked naar de 4ghz? Het lagere stroomverbruik op default voltage moet met verhoging hiervan dan toch tot hogere snelheden kunnen leiden?

Volgens de reviewer is dit de processor waar Intel een jaar geleden mee uit had moeten komen.

Een jaar geleden? Toen zaten veel chipfabrikanten nog op 130nm. Intel is al heel erg vroeg met dit proces. Er zijn nog zat founderies die op 130nm draaien. Intel loopt als ze 65nm in productie nemen 2 generaties voor op de achterblijvers en dan opmerken dat ze dit een jaar eerder hadden moeten doen?

[siepeltjuh]

hadden moeten doen, is wat anders als hadden kunnen doen.

Er word bedoelt dat ze een core met dit verbruik en snelheid enz een jaar eerder had meoten lanceren.

[Mr. Detonator]

lijkt wel of ze deze uitbrengen om een beetje te kunnen ''oefenen'' met het 65nm procedé

intel wordt pas weer interresant (voor mij) vanaf de yonah en merom..

[Verwijderd]

Dat zeiden ze alleen maar omdat ze tegen een bepaalde barriere opliepen.

Maar als het ineens mogelijk wordt, dan passen ze hun beleid hierop meteen weer aan natuurlijk.

[Verwijderd]

9 watt minder... nou wat een revolutie!
Pas als de Pentium 4 ook naar 37 graden in idle gaat(zoals mijn Athlon 64 3500+ met standaard koeler) en 39 graden tijdens stevig gebruik, zal ik mijn mening over de mini bakplaatjes van Intel bijschaven...

[Martijn13]

Mijn overgeklokte Pentium D820 (3.13Ghz) draait keurig netjes 42 graden idle met standaard koeler hoor

[Verwijderd]

Je bent de temperatuur onder belasting vergeten

[Countess]

bij mijn athlon64 3200+ @ 3500+ deed ook ongeveer 42 met standaard koeler @ idle... maar dan stond de CPU fan wel stil. (inmiddeld waterkoeling)

[Verwijderd]

X2 3800+ @2.4ghz = 40 idle / 50 stressed (2 cores!) Zalman 7000cu

[Steffy]

Dat ze nog steeds doorgaan met de naam P4, waar ze eerst om de 1 of 2 jaar met wat anders kwamen zitten we straks al 3Ghz lang aan de P4 vast, je zou toch denken dat er ondertussen een andere naam voor zou komen, P5 als meest logische

[casdebie]

Maar gelijk heeft steffy eignelijk wel, de gewone consument heeft geen flauw idee welke technologische verbeteringen er zijn doorgevoerd. Ze weten vaak niet eens de processorsnelheid te noemen laat staan features als hoeveel watt een bepaalde core verbruikt en of deze virtualisatietechniek bevat.

Een klant weet wel dat hij een P5 koopt en dat deze nieuwer/beter is dan een P4. Dus marketingtechnische gezien zou een andere naam best werken (kijk naar centrino)

[Countess]

de p staat voor pentium
pentum betekend 5.
dus de 5-5?

@ madegg
pentium is verzonden. maar wel gebazeerd op pentum wat dus gewoon 5 betekend.
eigenlijk staat pentium voor 5-86. teminste de eerste
maar de p2 was eigenlijk een 686 en had dus eigenlijk toen al geen pentium meer moeten heten.

[MadEgg]

Pentium betekent meer iets als 5e, niet 5.
Verder, waarom zou 5-4 wel logisch zijn en 5-5 niet?

[Verwijderd]

Ze stappen meestal over van naam als er gigantische veranderingen in de architectuur zitten. Netburst gaat nu al de hele P4 reeks mee.
Intel is met de nieuwe nummering zowiezo afgestapt van de pentium namen. Alles heet nu Pentium en Celeron.

[Ge Someone]

Je hebt dan inmiddels ook de productlijnen Pentium 4 , Pentium M, Pentium D en natuurlijk de Celeron en Celeron D.
De Pentium D wordt dus al niet meer Pentium 4 genoemd.

[Verwijderd]

dit word een leuk ding om in een paar dell pc te stampen.
amd is verder en bij de tijd dat deze met 4GHZ in de winkel licht zal amd al wel een 5500+ in de schappen hebben hangen.
en nee dan is de keuze niet moeilijk.