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Intel Pentium 4 3,4 GHz: Prescott vs Northwood
Paolo Corsini - 25 Maggio 2004
"Le cpu Intel Pentium 4 top di gamma per piattaforme Socket 478 sono attualmente proposte in due distinte versioni, Prescott e Northwood, dotate di core diversi ma operanti alle stesse frequenze. Analizzate caratteristiche e prestazioni, a confronto con la cpu Pentium 4 Extreme Edition in un testa a testa tra 21 processori"
Pagina 1 - Introduzione

titolo.jpg (38128 bytes)

Mancano poche settimane al debutto delle nuove soluzioni Pentium 4 per Socket 775 LGA: i primi sample sono stati esposti da tutti i produttori di schede madri taiwanesi in occasione del Cebit di Hannover, lo scorso mese di Marzo, ma non sarà prima della fine di Giugno che Intel presenterà ufficialmente le cpu 775 LGA. Il debutto di un nuovo Socket, tuttavia, non implica l'immediata uscita di scena delle precedenti piattaforme, in questo caso quelle Socket 478: la base di sistemi Pentium 4 basati su questa interfaccia, infatti, è talmente elevata che non pare possibile rimuoverla in tempi rapidi dalla roadmap Intel.

L'offerta Intel per processori Socket 478 prevede, al momento, 3 distinti processori: Pentium 4 C, basato su Core Northwood a 0.13 micron; Pentium 4 E, basato su Core Prescott e Pentium 4 Extreme Edition, basato sul core Gallatin a 0.13 micron evoluzione di quanto utilizzato per le cpu Xeon. I 3 processori hanno in comune Socket, bus Quad Pumped a 800 MHz e frequenza di clock di 3,4 GHz ma integrano al proprio interno significative differenze architetturali. Se Prescott e Northwood vengono posizionati, in termini di costo d'acquisto, sullo stesso piano la cpu Extreme Edition viene proposta da Intel quale top della gamma Pentium 4, destinata agli utenti che ricercano il massimo delle prestazioni velocistiche.

Se pare lecito e prevedibile attendersi un margine di vantaggio, a parità di frequenza di clock, per il processore Pentium 4 Extreme Edition, ben più interessante pare sulla carta lo scontro tra Core Prescott e Northwood. Il secondo è in commercio da ormai ben più di 12 mesi, dimostrando ottimi livelli prestazionali e una certa facilità nel salire di clock. Il primo, viceversa, è stato presentato lo scorso mese di Febbraio ma ancora oggi, dopo 3 mesi dalla presentazione, non viene offerto in volumi sul mercato nelle versioni a clock più elevato. Il debutto ufficiale della versione a 3,4 GHz risale alla fine del mese di Marzo, in quanto al lancio delle prime cpu Prescott Intel ha presentato la versione a 3,4 GHz ma non reso disponibile nessun processore di questo tipo alla stampa per le abituali analisi prestazionali.

Accompagnano questo processore una serie di problemi legati all'eccessivo consumo durante il funzionamento, caratteristica che richiede di utilizzare sistemi di raffreddamento particolarmente complessi e garantire un corretto flusso d'aria internamente al Case.
Prescott, d'altra parte, permette sulla carta una superiore crescita delle frequenze di clock grazie all'architettura con pipeline più lunghe rispetto a quelle del Core Northwood. Questa caratteristica penalizza le prestazioni a parità di frequenza di clock, ma grazie all'aumento della cache L2 portata a 1 Mbyte Intel è stata capace di garantire un allineamento delle performances del Core Prescott rispetto a quello Northwood a parità di clock, come già evidenziato in questo articolo.

Quella di 3,4 GHz è, al momento attuale, la più elevata frequenza di clock che Intel utilizza per le proprie cpu Desktop. Se pensiamo che la prima cpu a superare la barriera dei 3 GHz è stato il modello Pentium 4 3,06 GHz, introdotto nel mese di Novembre 2002, si può ben capire quanto poco le frequenze di clock siano cresciute negli ultimi 18 mesi, a dispetto del ritmo vertiginoso tenuto nei 2 anni precedenti. I processi produttivi non permettono più da soli di aumentare considerevolmente le frequenze, ma viene richiesta anche una forte ottimizzazione a livello di architettura. Questo spiega perché Intel metta a disposizione ben 3 differenti versioni di processore Pentium 4 alla massima frequenza di clock: Nortwood per garantire volumi al mercato, Extreme Edition quale soluzione per gli utenti più esigenti in termini di prestazioni velocistiche e Prescott quale base per la crescita futura.

Pagina 2 - Northwood e Prescott a 3,4 GHz

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processori_back_s.jpg (32001 bytes)

Le due cpu Pentium 4 3,4 GHz hanno package esterno identico, mentre le prime differenze iniziano ad evidenziarsi osservando la parte inferiore. Nel Core Northwood a 0.13 micron, infatti, i condensatori sono tutti della stessa dimensione, posizionati in modo simmetrico tra di loro. Per il Core Prescott a 0.09 micron, viceversa, i condensatori sono posizionati in modo differente e anche i componenti scelti variano.

La tabella seguente riporta le principali caratteristiche tecniche dei 3 Core che Intel propone per soluzioni Pentium 4 Socket 478:

Core

Northwood

Prescott

Extreme Edition

Processo produttivo 0.13 micron 0.09 micron 0.13 micron
Cache L1 8K data
12K µops instr.
16K data
12K µops instr.
8K data
12K µops instr.
Cache L2 512 Kbytes 1 Mbytes 512 Kbytes
Cache L3 - - 2 Mbytes
Bus 400 MHz
533 MHz
800 MHz
533 MHz
800 MHz
800 MHz
supporto HT si si si
Superficie Die 131 sqm 112 sqm 237 sqm
Transistor (milioni) 55 125 178
Layers 6 7 6
interconnessioni rame rame rame
set istruzioni SSE2 SSE3 SSE2
Pipeline 20 stages 31 stages 20 stages
TDP 82W 103W 93,1W

Il passaggio al processo produttivo a 0.09 micron effettuato con il Core Prescott ha permesso di ottenere una diminuzione della superficie del Die, scesa da 112 millimetri quadrati rispetto ai 131 del core Nortwood. Parallelamente è più che raddoppiato il numero di transistor integrati, da 55 milioni a 125 milioni, elemento che ha di fatto portato ad un aumento del consumo complessivo, con un TDP (Thermal Design Power) che raggiunge i 103 Watt con il core Prescott contro gli 82 del core Northwood.

La tabella seguente riporta tutti i processori Intel Pentium 4, con i differenti core, presentati dal debutto; alcune di queste cpu non sono più in commercio:

Cpu

Bus

Moltip.

Core

Micron

Cache L2

Supporto HT

Pentium 4 3,4 GHz EE 800 MHz 17x Gallatin 0.13 512 Kbytes si
Pentium 4 3,2 GHz EE 800 MHz 16x Gallatin 0.13 512 Kbytes si
Pentium 4 3,4 GHz E 800 MHz 17x Prescott 0.09 1 Mbyte si
Pentium 4 3,4 GHz 800 MHz 17x Northwood 0.13 512 Kbytes si
Pentium 4 3,2 GHz E 800 MHz 16x Prescott 0.09 1 Mbyte si
Pentium 4 3,2 GHz 800 MHz 16x Northwood 0.13 512 Kbytes si
Pentium 4 3,06 GHz 533 MHz 23x Northwood 0.13 512 Kbytes si
Pentium 4 3 GHz E 800 MHz 15x Prescott 0.09 1 Mbyte si
Pentium 4 3 GHz 800 MHz 15x Northwood 0.13 512 Kbytes si
Pentium 4 2,8 GHz E 800 MHz 14x Prescott 0.09 1 Mbyte si
Pentium 4 2,8 GHz A 533 MHz 21x Prescott 0.09 1 Mbyte no
Pentium 4 2,8 GHz 800 MHz 14x Northwood 0.13 512 Kbytes si
Pentium 4 2,8 GHz 533 MHz 21x Northwood 0.13 512 Kbytes no
Pentium 4 2,667 GHz 533 MHz 20x Northwood 0.13 512 Kbytes no
Pentium 4 2,6 GHz 800 MHz 13x Northwood 0.13 512 Kbytes si
Pentium 4 2,533 GHz 533 MHz 19x Northwood 0.13 512 Kbytes no
Pentium 4 2,5 GHz 400 MHz 25x Northwood 0.13 512 Kbytes no
Pentium 4 2,4 GHz 800 MHz 12x Northwood 0.13 512 Kbytes si
Pentium 4 2,4 GHz 533 MHz 18x Northwood 0.13 512 Kbytes no
Pentium 4 2,4 GHz 400 MHz 24x Northwood 0.13 512 Kbytes no
Pentium 4 2,266 GHz 533 MHz 17x Northwood 0.13 512 Kbytes no
Pentium 4 2,2 GHz 400 MHz 22x Northwood 0.13 512 Kbytes no
Pentium 4 2,0A GHz 400 MHz 20x Northwood 0.13 512 Kbytes no
Pentium 4 2,0 GHz 400 MHz 20x Willamette 0.18 256 Kbytes no
Pentium 4 1,9 GHz 400 MHz 19x Willamette 0.18 256 Kbytes no
Pentium 4 1,8 GHz 400 MHz 18x Northwood 0.13 512 Kbytes no
Pentium 4 1,8 GHz 400 MHz 18x Willamette 0.18 256 Kbytes no
Pentium 4 1,7 GHz 400 MHz 17x Willamette 0.18 256 Kbytes no
Pentium 4 1,6 GHz 400 MHz 16x Northwood 0.13 512 Kbytes no
Pentium 4 1,6 GHz 400 MHz 16x Willamette 0.18 256 Kbytes no
Pentium 4 1,5 GHz 400 MHz 15x Willamette 0.18 256 Kbytes no
Pentium 4 1,4 GHz 400 MHz 14x Willamette 0.18 256 Kbytes no
Pentium 4 1,3 GHz 400 MHz 13x Willamette

0.18

256 Kbytes no

Da segnalare il processore Pentium 4 2,8 GHz A; questo modello è destinato principalmente a clienti OEM ed è basato su Core Prescott a 0.09 micron, ma utilizza la frequenza di bus Quad Pumped di 533 MHz e non integra supporto alla tecnologia Hypertreading.

socket_cpu.jpg (20563 bytes)

Per la fine del mese di Giugno Intel prevede d'introdurre le nuove cpu Pentium 4 per Socket 775 LGA, nuova piattaforma per schede madri che verrà abbinata ai nuovi chipset Grantsdale e Alderwood. Assieme al nuovo Socket Intel introdurrà processori Pentium 4 Prescott con frequenza di clock di 3,6 GHz, per i quali tuttavia verrà adottato il processor number già visto per le cpu Pentium M basate su Core Dothan.

Pagina 3 - Configurazione di prova

Durante i test sono stati utilizzati i seguenti componenti:

Schede madri Asus SK8N rev 1.0 (Socket 940, chipset nVidia nForce3 PRO 150, memoria DDR400 Registered Dual Channel)
Asus A7N8X rev 2.0 (Socket A, chipset nVidia nForce 2 Ultra 400, memoria DDR400 Dual Channel)
Asus P4C800-E Deluxe (Socket 478, chipset Intel i875P Canterwood, memoria DDR400 Dual Channel)
Gigabyte K8NNXP (Socket 754, chipset nVidia nForce3 PRO 150, memoria DDR400)
Memoria 1 Gbyte DDR400 Corsair XMS PC3200 CAS 2 (2x512 Mbytes)
1 Gbyte DDR400 Registered CAS 2,5 - Athlon 64 FX (2x512 Mbytes)
Processori Intel Pentium 4 3,4 GHz Extreme Edition (Core Gallatin, bus 800 MHz) - memoria Dual DDR400
Intel Pentium 4 3,4 GHz E (Core Prescott, bus 800 MHz) - memoria Dual DDR400
Intel Pentium 4 3,4 GHz (Core Northwood, bus 800 MHz) - memoria Dual DDR400
Intel Pentium 4 3,2 GHz Extreme Edition (Core Gallatin, bus 800 MHz) - memoria Dual DDR400
Intel Pentium 4 3,2 GHz E (Core Prescott, bus 800 MHz) - memoria Dual DDR400
Intel Pentium 4 3,2 GHz (Core Northwood, bus 800 MHz) - memoria Dual DDR400
Intel Pentium 4 3 GHz E (Core Prescott, bus 800 MHz) - memoria Dual DDR400
Intel Pentium 4 3 GHz (Core Northwood, bus 800 MHz) - memoria Dual DDR400
Intel Pentium 4 2,8 GHz E (Core Prescott, bus 800 MHz) - memoria Dual DDR400
Intel Pentium 4 2,8 GHz (Core Northwood, bus 800MHz) - memoria Dual DDR400
Intel Pentium 4 2,6 (Core Northwood, bus 800 MHz) - memoria Dual DDR400
Intel Pentium 4 2,4 GHz (Core Northwood, bus 800 MHz) - memoria Dual DDR400
AMD Athlon 64 FX-53 Socket 940 (clock 2.400 MHz) - memoria Dual DDR400 Registered
AMD Athlon 64 FX-51 Socket 940 (clock 2.200 MHz) - memoria Dual DDR400 Registered
AMD Athlon 64 3.400+ (clock 2.200 MHz) - memoria DDR400
AMD Athlon 64 3.200+ (clock 2.000 MHz) - memoria DDR400
AMD Athlon 64 3.000+ (clock 2.000 MHz) - memoria DDR400
AMD Athlon XP 3200+ (Core Barton, clock 2.200 MHz, bus 400 MHz) - memoria Dual DDR400
AMD Athlon XP 3000+ (Core Barton, clock 2.100 MHz, bus 400 MHz) - memoria Dual DDR400
AMD Athlon XP 2800+ (Core Barton, clock 2.083 MHz, bus 333 MHz) - memoria Dual DDR400
AMD Athlon XP 2500+ (Core Barton, clock 1.833 MHz, bus 333 MHz) - memoria Dual DDR400
Hard disk Seagate Barracuda 7200.7 ST380011A (EIDE ATA-100, 7.200 rpm, 80 Gbytes)
2 hard disk, in configurazione Raid 0 (Striping); file system NTFS
Scheda video ATI Radeon 9800PRO; clock chip 380 MHz; clock memoria 680 MHz; 128 Mbytes memoria video DDR
Sistema operativo Windows XP Professional italiano
Service Pack 1
Driver video ATi Catalyst 3.10
DirectX 9.0b in italiano
Driver chipset nVidia nForce 3.13 (Socket A - Socket 940 - Socket 754)
Intel Chipset 5.1.1.1002 (Socket 478)
Intel Application Accelerator Raid edition 3.5.3 (Socket 478)
Benchmark Multimedia Content Creation Winstone 2004

Business Winstone 2004

Sysmark 2004

PC Mark 2004

Sciencemark 2.0 - Membench

Sandra 2004

Viewperf 7.1

Sciencemark 2.0 - Molecular Dynamic
Sciencemark 2.0 - Primordia
Sciencemark 2.0 - Cipher

Seti@home - text client 3.03

Unreal Tournament - Antalus

    1024x768 @ 32bit
    1600x1200 @ 32bit

Unreal Tournament - Asbestos
    1024x768 @ 32bit
    1600x1200 @ 32bit

3D Mark 2001 SE
    1024x768 @ 32bit
    1600x1200 @ 32bit

Comanche 4 Demo
    1024x768 @ 32bit
    1600x1200 @ 32bit

Quake 3 Arena demo four
    1024x768 @ 32bit
    1600x1200 @ 32bit

Gunmetal benchmark 1 - FSAA 2x
    1024x768 @ 32bit
    1600x1200 @ 32bit

Aquamark 3 - 1024x768

X2 The Threat
    1024x768 @ 32bit
    1600x1200 @ 32bit

3D Max 5.1
    Ape.max - 800x600 (secondi)
    rendering di singolo frame
    Anibal.max - 640x480 (secondi)
    rendering 321 frames della scena

Cinebench 2003
    CPU Benchmark (secondi)
    C4D Shading Scene 1 (fps)
    C4D Shading Scene 2 (fps)
    OpenGL SW-L Scene 1 (fps)
    OpenGL SW-L Scene 2 (fps)
    OpenGL HW-L Scene 1 (fps)
    OpenGL HW-L Scene 2 (fps)

Xmpeg 5.0 - Divx - Il grande Lebowsky
    Divx 5.11
    scena 6 - 10200 frames
    bit rate 780Kbps, 2 pass
    no audio

Xmpeg 5.0 - XviD- Il grande Lebowsky
    XviD-24062003-1
    scena 6 - 10200 frames
    bit rate 780Kbps, 2 pass
    no audio

Audiograbber 1.82 (secondi)
    192Kbit/s stereo high quality - Lame 3.95
    WMA 8 - 128 Kbit/s 44.100 Hz Stereo
    Traccia audio da 612 Mbytes, 1h 47s

Super Pi
    1 million
    4 million

Povray
    Benchmark 640x480 NoAA

Lightwave 7.5
    Radiosity_ReflectiveThings 320x240
    Raytrace 640x480

Cinema 4D
    Rendering Beetle.c4d 1024x768

Mainconcept MPEG Encoder
    Conversione in MPEG2 bitrate variabile
    Conversione in MPEG1 constant bitrate 1700
    Video ECS factory tour - DV 16,836 frames
    720x576

Windows Media Encoder 9
    Conversione di MPEG2 in WMV
    282 Kbit/s - Server Windows media
    Video ECS factory tour - DV 16,836 frames
    720x576

WinRAR 3,30 beta 5
    188 files - 231 Mbytes
    Metodo di compressione: migliore

I test sono stati eseguiti con i seguenti criteri:

  • l'hard disk è stato formattato e su di esso è stato installato Windows XP professional, patchato con Service Pack e tutti gli ultimi fix disponibili al momento dei test; sono stati caricati solo i driver necessari al corretto funzionamento del sistema operativo;

  • ogni benchmark è stato eseguito per almeno 2 volte, prendendo come valore riferimento quello medio; se i risultati ottenuti sono parsi inattendibili o eccessivamente diversi tra di loro si è provveduto a rieffettuare i benchmark fino ad un massimo di 5 volte;

  • al termine di ogni esecuzione dei benchmark il sistema è stato riavviato e l'hard disk deframmentato utilizzando il software Defrag contenuto in Windows XP Professional.

Pagina 4 - Test sintetici

sandra_2004.gif (12943 bytes)

sciencemark_membench.gif (11016 bytes)

Sostanziale allineamento tra i Core Northwood e Prescott nella bandwidth della memoria misurata da Sandra 2004; con Membench i valori di bandwidth non bufferizzati premiano i processori Pentium 4 Prescott rispetto a quelli Northwood, probabilmente per via della superiore incidenza della cache L2.

sciencemark_memory_latency.gif (13820 bytes)

La latenza di accesso della memoria è terreno di dominio delle cpu Athlon 64 e Athlon 64 FX, grazie al memory controller integrato on Die.

pcmark_2004.gif (10778 bytes)

PC Mark 2004 è un benchmark sintetico che misura le prestazioni del processore, riportando una misura che è frutto di una media ponderata dei vari sottotest. E' un tool sintetico, quindi utile per confrontare le prestazioni del proprio sistema con quelle ottenute dai processori in prova, ma non particolarmente indicativo delle prestazioni velocistiche effettive dei processori. Le cpu Intel Pentium 4 fanno segnare i migliori risultati assoluti, con al top la cpu Prescott a 3,4 GHz di clock.

Pagina 5 - Benchmark applicativi

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La versione 2004 del popolare benchmark Business Winstone riproduce il tipico scenario d'utilizzo di un PC in ambiente business o di produttività personale; include le seguenti applicazioni:

  • Microsoft Access 2002
  • Microsoft Excel 2002
  • Microsoft FrontPage 2002
  • Microsoft Outlook 2002
  • Microsoft PowerPoint 2002
  • Microsoft Project 2002
  • Microsoft Word 2002
  • Norton AntiVirus Professional Edition 2003
  • WinZip 8.1

I processori AMD Athlon 64 distanziano nettamente i concorrenti Pentium 4 in questo test; il core Prescott si avvantaggia su quello Northwood a parità di frequenza di clock, chiudendo a breve distanza dal processore Pentium 4 Extreme Edition.

mcc_2004.gif (10501 bytes)

Il Multimedia Content Creation 2004 riproduce il tipico scenario d'utilizzo di applicazioni multitasking; varie applicazioni sono tenute aperte nel sistema allo stesso momento e l'elaborazione passa da una all'altra. Il benchmark utilizza nelle misure i seguenti software:

  • Adobe Photoshop 7.0.1
  • Adobe Premiere 6.50
  • Macromedia Director MX 9.0
  • Macromedia Dreamweaver MX 6.1
  • Microsoft Windows Media Encoder 9 Version 9.00.00.2980
  • NewTek's LightWave 3D 7.5b
  • Steinberg WaveLab 4.0f

Rispetto al Business Winstone 2004 le cpu Pentium 4 ricuperano parte del divario sulle cpu Athlon 64, con il core Prescott che rimane però nettamente distanziato da quello Northwood a parità di frequenza di clock.

Pagina 6 - Giochi 3D: Aquamark 3, X2, 3D Mark 2001

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Sostanziale allineamento tra i core Northwood e Prescott con i giochi 3D: il processore Pentium 4 Extreme Edition fa registrare i migliori risultati complessivi, alla pari del concorrente Athlon 64 FX.

Pagina 7 - Giochi 3D: Comanche 4, Quake 3, UT2003

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Situazione pressoché allineata a quanto visto nel gruppo di test precedenti: i core Prescott e Northwood fanno registrare prestazioni pressoché allineate tra di loro, con l'unica differenza rappresentata da Comanche 4, titolo nel quale le cpu Pentium 4 Prescott pagano un netto divario rispetto a quelle Northwood di pari frequenza di clock.

Pagina 8 - Open GL professionale: Viewperf 7.1

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Viewperf 7.1 riproduce, con 6 viewsets differenti, i principali ambiti applicativi tipici dei software di grafica professionale in ambiente Open GL. Per questo motivo, mette particolarmente sotto stress il sottosistema video, il processore e la memoria di sistema. I risultati ottenuti nei vari viewsets sono differenti a seconda del tipo di processore utilizzato, ma si evidenzia un chiaro margine di vantaggio per il core Prescott sia su quello Northwood che sul più potente Extreme Edition.

Pagina 9 - Calcolo scientifico: Sciencemark

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All'interno del benchmark Sciencemark 2.0 sono presenti vari sottotest che sfruttano in modo particolare il processore, riproducendo lo scenario tipico delle applicazioni di calcolo scientifico. In questo genere di applicazioni le cpu AMD Athlon 64 riescono a far segnare, mediamente, le prestazioni più elevate; le cpu Pentium 4 Prescott restano nettamente distanziate da quelle Northwood a parità di frequenza di clock, ed è presumibile che questo andamento dipenda dalle più lunghe pipeline rispetto a quelle delle cpu Northwood ed Extreme Edition.

Pagina 10 - Calcolo scientifico: Super PI e Seti

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Super PI è un tool molto diffuso tra gli overclockers, in quanto permette di mettere sotto stress processore e memoria di sistema, rivelandosi essere un ottimo strumento per misurare la stabilità operativa del proprio sistema. Questo tool permette di calcolare fino a oltre 4 milioni di cifre decimali del noto p, pi greco, come esposto nella seguente nota:

In August 1995, the calculation of pi up to 4,294,960,000 decimal digits was succeeded by using a supercomputer at the University of Tokyo. The program was written by D.Takahashi and he collaborated with Dr. Y.Kanada at the computer center, the University of Tokyo. This record should be the current world record. ( Details is shown in the windows help. ) This record-breaking program was ported to personal computer environment such as Windows NT and Windows 95. In order to calculate 33.55 million digits, it takes within 3 days with Pentium 90MHz, 40MB main memory and 340MB available storage.

L'elaborazione con Super PI dipende fortemente dalla frequenza di clock e dall'architettura del processore: gli ottimi risultati delle cpu Athlon 64 vengono confermate anche dal modello Athlon 64 FX53, con i migliori tempi in entrambi i test. Interessante notare come il core Prescott faccia segnare, nell'elaborazione a 4 millions, un tempo inferiore a quello della cpu Pentium 4 Extreme Edition di pari frequenza di clock.

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Nell'elaborazione della WU di test (maggiori informazioni a questo indirizzo) con il client testuale di Seti@home, i processori Intel Pentium 4 sfruttano appieno i benefici della tecnologia Hyper-Threading, con la quale possono elaborare 2 WU in contemporanea; per questo motivo è stato riportato il tempo necessario ad eseguire due WU identiche. I migliori risultati in assoluto restano quelli della cpu Extreme Edition, con il core Prescott che distanzia chiaramente a parità di frequenza di clock quello Northwood.

Pagina 11 - Rendering: Lightwave e Cinema 4D

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Il rendering con Lightwave è una delle tipiche applicazioni nelle quali le cpu Intel Pentium 4 riescono a sfruttare al meglio i vantaggi della tecnologia Hyper-Threading. Se con il primo test, Radiosity_ReflectiveThings, le cpu Pentium 4 fanno segnare i migliori risultati in assoluto, con il test Raytrace le cpu AMD Athlon 64 ricuperano parte del divario; da notare, inoltre, che le cpu Prescott vengono distanziate da quelle Northwood in questo test, penalizzate presumibilmente dalle lunghe pipeline.

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Il rendering con il benchmark Cinema 4D evidenzia un andamento molto simile a quanto visto con Lightwave: le cpu Pentium 4 fanno segnare i migliori tempi complessivi, mentre analizzando in dettaglio il core Prescott rimane distanziato da quello Northwood.

Pagina 12 - Rendering: 3dsMax e Povray

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Il rendering con 3Ds Max 5.1 è uno degli ambiti applicativi nei quali le cpu Pentium 4 possono mostrare le ottimizzazioni software per le istruzioni SSE2 nonché sfruttare appieno i benefici della tecnologia Hyper-Threading. Nel rendering di un singolo frame, eseguito con la scena Ape.max, le cpu Pentium 4 fanno segnare i tempi migliori, soprattutto quelle Extreme Edition che sfruttano la cache L3 integrata on Die.

Risultati pressoché allineati con la scena anibal.max, nella quale le cpu Athlon 64 colmano buona parte del divario accumulato in precedenza. Da segnalare come in entrambi i test le cpu Intel Pentium 4 Prescott vengano distanziate da quelle Northwood a parità di frequenza di clock, per via delle più lunghe pipeline.

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I dati di rendering con Povray evidenziano risultati molto interessanti e, per certi versi, inattesi: le cpu Athlon 64 si posizionano all'ultimo posto dei test, distanziate anche dai modelli Athlon XP. Questo risultato è legato all'utilizzo del codice SSE2 nel rendering, set di istruzioni che nell'implementazione delle cpu Athlon 64 non ha prestazioni elevate, al posto di quello SSE sfruttato dalle cpu Athlon XP. Come già visto con 3DMax, i processori Prescott restano distanziati da quelli Northwood a parità di frequenza di clock: nel puro rendering le pipeline più lunghe impattano negativamente le prestazioni, al punto che la cache L2 raddoppiata non può riequilibrare le forze in campo.

Pagina 13 - Cinebench 2003

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Il test di puro rendering integrato nel benchmark Cinebench 2003 mostra un netto margine di vantaggio per le cpu Pentium 4, che sfruttano al meglio la tecnologia Hyper-Threading. Come già segnalato nei precedenti test di rendering puro, il core Northwood si avvantaggia chiaramente su quello Prescott avvicinandosi di parecchio alla cpu Pentium 4 Extreme Edition.

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Nei due restanti test del benchmark Cinebench 2003 vengono evidenziate le prestazioni del sistema con maggiore focus sulle performances video professionali. Anche in questo caso le cpu Prescott restano chiaramente distanziate da quelle Northwood a parità di frequenza di clock.

Pagina 14 - Multimedia: MP3 e WMA8

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La conversione di files audio in formato MP3, con codec Lame 3.95, fa segnare un sostanziale allineamento tra processori Pentium 4 e Athlon 64. Il Core Prescott dimostra di non gradire questo genere di elaborazioni, risultando essere distanziato da quelli Northwood ed Extreme Edition a parità di frequenza di clock.

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Il quadro non cambia significativamente passando al formato Windows Media Audio 8: le cpu Athlon 64 fanno segnare prestazioni allineate a quelle Pentium 4, con il miglior risultato registrato ad opera della cpu Athlon 64 FX53. Anche in questo caso il core Prescott resta distanziato, a motivo delle lunghe pipeline.

Pagina 15 - Creazione Divx e XviD

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Chiaro margine di vantaggio per le cpu Pentium 4 nella conversione di un filmato DVD in Divx: il miglior risultato assoluto è della cpu Pentium 4 3,4 GHz Extreme Edition, grazie in particolare alla cache L3 integrata on Die. Ottimo risultato della cpu Pentium 4 Prescott in questo test, con un lieve margine di vantaggio rispetto al processore Pentium 4 Northwood di pari frequenza di clock.

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Passando al formato XviD il quadro cambia in misura marginale: è il core Prescott, in questo caso, a far segnare il miglior risultato, grazie presumibilmente al Mbyte di cache L2 integrata on Die.

Pagina 16 - Encoding MPEG2 e MPEG1

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La conversione di un filmato da formato DV a MPEG 2, fatta con il tool Mainconcept MPEG Encoder, mostra un chiaro vantaggio per le cpu Pentium 4 rispetto a quelle Athlon 64. Come già evidenziato con la conversione Divx e Xvid, il core Prescott si avvantaggia leggermente su quello Northwood a parità di frequenza di clock.

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Nella conversione da formato MPEG2 a quello MPEG1 il quadro migliora nettamente per il processore Athlon 64 FX53, che sfrutta al meglio il proprio controller memoria Dual Channel DDR400 rispetto a quello a singolo canale della cpu Athlon 64 3.400+. Ottimo risultato nel complesso per le cpu Pentium 4 Prescott e Northwood, con valori pressoché allineati tra di loro.

Pagina 17 - Windows Media Encoder 9

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Nella conversione di un video MPEG2 in formato Windows Media Video, utilizzando la versione 9 di Windows Media Encoder, le cpu Pentium 4 fanno segnare le migliori prestazioni complessive, distanziando nettamente le cpu AMD Athlon 64. Ottimi, nel complesso, i risultati delle cpu Pentium 4 Prescott, più veloci delle cpu Pentium 4 Extreme Edition e di quelle Pentium 4 Northwood a parità di frequenza di clock.

Pagina 18 - Overclock

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Entrambe le cpu Pentium 4 a 3,4 GHz garantiscono buoni livelli di overcloccabilità; l'aumento di frequenza di clock dev'essere effettuato solo incrementando la frequenza di bus, in quanto il moltiplicatore di frequenza è bloccato nelle cpu retail. Entrambi i processori sono stati overcloccati alla frequenza di clock di 3.740 MHz, aumentando il bus dai 200 MHz di default a 220 MHz. Questo risultato è stato ottenuto senza overvoltare la cpu, utilizzando il dissipatore di calore fornito in bundle da Intel, abbassando la frequenza di lavoro della memoria con rapporto 5:4 rispetto a quella di bus.

Con sistemi di raffreddamento più complessi e aumentando il voltaggio di alimentazione Core della cpu è possibile ottenere frequenze di funzionamento superiori per entrambe le cpu, anche se i margini assoluti variano da processore a processore.

Analisi overclock Pentium 4 3,4E Pentium 4 3,4C Pentium 4 3,4E
@ 3.740 MHz
Pentium 4 3,4C
@ 3.740 MHz
%
Prescott
%
Northwood
Sciencemark 2.0 - Molecular Dynamic 96,4 87,3 87,4 77 9,34% 11,80%
Sciencemark 2.0 - Primordia 449 388,4 416,8 360,2 7,17% 7,26%
Sciencemark 2.0 - Cipher 13,6 13,1 12,4 11,95 8,82% 8,78%
3D Mark 2001 SE Pentium 4 3,4E Pentium 4 3,4C Pentium 4 3,4E
@ 3.740 MHz
Pentium 4 3,4C
@ 3.740 MHz
%
Prescott
%
Northwood
1024x768 @ 32bit 18954 18903 19297 19682 1,81% 4,12%
1600x1200@32bit 13203 13269 13282 13403 0,60% 1,01%
Comanche 4 Demo Pentium 4 3,4E Pentium 4 3,4C Pentium 4 3,4E
@ 3.740 MHz
Pentium 4 3,4C
@ 3.740 MHz
%
Prescott
%
Northwood
1024x768 @ 32bit 59,7 68,5 63,9 74,2 7,04% 8,32%
1600x1200@32bit 58,2 65,8 61,8 69,3 6,19% 5,32%
Aquamark 3 - 1024x768 Pentium 4 3,4E Pentium 4 3,4C Pentium 4 3,4E
@ 3.740 MHz
Pentium 4 3,4C
@ 3.740 MHz
%
Prescott
%
Northwood
Aquamark 3 Triscore 44509 44701 44695 45155 0,42% 1,02%
CPU Score 10440 10625 10595 11398 1,48% 7,28%
Super Pi Pentium 4 3,4E Pentium 4 3,4C Pentium 4 3,4E
@ 3.740 MHz
Pentium 4 3,4C
@ 3.740 MHz
%
Prescott
%
Northwood
1 million 40 41 38 38 5,00% 7,32%
4 million 194 205 185 188 4,64% 8,29%
Povray - Benchmark 640x480 NoAA 1857 1629 1684 1469 9,32% 9,82%
Cinema 4D - Rendering Beetle.c4d 1024x768 208 188 189 171 9,13% 9,04%
Mailconcept MPEG Encoder
Video ECS factory tour - DV 16,836 frames
720x576
Pentium 4 3,4E Pentium 4 3,4C Pentium 4 3,4E
@ 3.740 MHz
Pentium 4 3,4C
@ 3.740 MHz
%
Prescott
%
Northwood
Conversione in MPEG2 bitrate variabile 632 642 581 579 8,07% 9,81%
Conversione in MPEG1 constant bitrate 1700 432 429 410 393 5,09% 8,39%
Windows Media Encoder 9 Pentium 4 3,4E Pentium 4 3,4C Pentium 4 3,4E
@ 3.740 MHz
Pentium 4 3,4C
@ 3.740 MHz
%
Prescott
%
Northwood
Conversione di MPEG2 in WMV
282 Kbit/s - Server Windows media
Video ECS factory tour - DV 16,836 frames
720x576
778 869 732 811 5,91% 6,67%

L'aumento della frequenza di clock porta ad incrementi nei risultati prestazionali variabili a seconda del tipo di applicazione, ma sostanzialmente allineati tra le due tipologie di processore.

Pagina 19 - Analisi temperature

Per confermare i livelli di consumo della cpu Prescott abbiamo eseguito alcune misure utilizzando l'utility PC Probe fornita in dotazione con la scheda madre Asus P4C800-E Deluxe, piattaforma di test per i processori Pentium 4. Per forzare il processore alla massima temperatura possibile abbiamo mandato in esecuzione due istanze di Prime95, forzando nel pannello torture test l'opzione che implica la maggiore dissipazione termica possibile. I risultati parlano chiaramente a favore del core Northwood, con 47 gradi contro i 59 del core Prescott a pieno carico.

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Pentium 4 3,4 GHz Northwood

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Pentium 4 3,4 GHz Prescott

Le temperature riportate sono indicative e approssimano soltanto quelle effettive all'interno del core del processore. A parità di carico, tuttavia, emerge chiaramente come il core Prescott consumi molto di più, facendo segnare temperature di funzionamento ben superiori. In modalità idle la cpu Pentium 4 3,4 GHz Prescott ha fatto segnare una temperatura di funzionamento di 42 gradi centigradi, contro i 28 gradi della cpu Pentium 4 3,4 GHz Northwood nelle medesime condizioni d'impiego.

Pagina 20 - Conclusioni

Al termine di questa lunga analisi si delinea un quadro estremamente chiaro: le cpu Intel Pentium 4 Extreme Edition sono, al momento attuale, al top dell'offerta assieme alle cpu Athlon 64 FX. Entrambi i modelli, tuttavia, soffrono di un costo d'acquisto molto elevato, che li pone fuori dalla portata della maggior parte dei potenziali utenti. Le cpu Pentium 4 Northwood e Prescott, viceversa, bilanciano un costo ben più accessibile riuscendo a mantenere un livello di prestazioni nel complesso molto vicino a quello delle cpu Extreme Edition.

Nonostante le pipeline più lunghe, il core Prescott riesce a non accumulare un elevato svantaggio su quello Northwood nella maggior parte dei test; sussistono alcune eccezioni nelle quali il core Prescott riesce a distanziare quello Northwood, ma in altri casi è il processore Northwood ad avvantaggiarsi chiaramente, con quello Prescott che non riesce a colmare pienamente il divario grazie alla cache L2 raddoppiata. Nel complesso, tuttavia, il core Northwood riesce a mantenere un vantaggio medio su quello Prescott e questo resterà almeno sino a quando il set di istruzioni SSE3 verrà pienamente sfruttato in varie applicazioni. Il futuro, per Intel, resta tuttavia fisso sul Core Prescott ed è su questa tecnologia che Intel presenterà le prossime versioni di processore Pentium 4, sino a raggiungere la soglia di 4 GHz per la fine del 2004, stando ai dati delle più recenti roadmap.

Entrambi i core mostrano un'elevata tolleranza agli incrementi di clock: ottenere frequenze prossime a 3,8 GHz con tradizionale sistema di raffreddamento ad aria e senza effettuare alcun tipo di overvolt la dice lunga sulla qualità delle rese produttive Intel. Stupisce, in questo caso, il comportamento del core Northwood che riesce a garantire ampi margini nonostante utilizzi il processo a 0.13 micron. E' possibile ottenere frequenze anche più elevate in overclock, abbinando sistemi di raffreddamento più spinti: i risultati, tuttavia, sono molto variabili a seconda di quanto tollerante sia lo specifico sample di processore utilizzato.

Intel si appresta ad introdurre le nuove cpu Pentium 4 Prescott per Socket 775 LGA: da questi processori si attende una superiore tolleranza a frequenze di clock elevate e una parziale risoluzione dei problemi di eccessivo consumo propri di questo Core. Mancano dettagli precisi in merito ma resta da attendere solo un mese prima del debutto di queste nuove piattaforme. Nel frattempo, AMD avrà presentato le proprie cpu Athlon 64 e Athlon 64 FX per piattaforma Socket 939, catalizzando l'attenzione del mercato sui processori dopo che negli ultimi 2 mesi si è quasi esclusivamente discusso di nuovi chip video.