Teste do Processador Pentium 4 3,2 GHz "E" (Prescott)

Introdução

A Intel lançou na semana passada a sua nova safra de processadores Pentium 4, usando o novo núcleo "Prescott". Estes novos processadores são chamados Pentium 4 "E", são construídos com a nova tecnologia de 90 nm (0,09 mícron), e tem três principais diferenciais em relação ao Pentium 4 "comum": cache de memória L1 de dados aumentado de 8 KB para 16 KB (o total do cache L1 passou de 158 KB para 166 KB), cache de memória L2 aumentado de 512 KB para 1 MB, e o novo conjunto de instruções Streaming SIMD 3 (SSE-3).

Para uma explicação completa sobre o novo processador Pentium 4 com núcleo Prescott, leia o nosso artigo completo contendo explicações detalhadas e aprofundadas sobre este novo processador. Nós não iremos repetir aqui o que já explicamos em detalhes neste artigo.

Nós recebemos da Intel para testes o modelo topo de linha do Pentium 4 "E", de 3,2 GHz. O modelo de 3,4 GHz só será lançado em março. Como nós já testamos o Pentium 4 "normal" (núcleo Northwood) nas freqüências de 3 GHz, 3,2 GHz e 3,4 GHz, o Pentium 4 Extreme Edition de 3,2 GHz e de 3,4 GHz, além dos concorrentes Athlon 64 3200+ e 3400+, nada mais justo do que realizarmos um teste comparativo do novo Pentium 4 "Prescott" de 3,2 GHz com estes processadores. Temos, assim, um teste completo com os últimos processadores da Intel e da AMD. Um verdadeiro duelo de titãs.

Antes, porém, precisamos entender as diferenças básicas entre estes processadores. Para isto, compilamos a tabela abaixo.

A primeira grande diferença – e que devemos ter muito cuidado – é o fato da AMD não classificar os seus processadores de acordo com o seu clock, mas sim com uma unidade comparativa de desempenho. O Athlon 64 3200+ e 3400+ trabalham com um clock de apenas 2 GHz e 2,2 GHz mas, segundo a AMD, possuem desempenho comparável a um Pentium 4 de 3,2 GHz e de 3,4 GHz, respectivamente. Veremos se isto é verdade ou não.

A segunda diferença é em relação a como estes processadores se comunicam com a memória RAM. Os processadores Athlon 64 possuem dentro deles um circuito chamado controlador de memória, que não existe em outros processadores. Nas demais plataformas, é o chipset da placa-mãe (mais especificamente um circuito chamado ponte norte) que efetua a tarefa de comunicação com a memória RAM. O Athlon 64 acessa a memória RAM transferindo dois dados por pulso de clock, fazendo com que a sua taxa de transferência máxima com a memória RAM seja de 3.200 MB/s, não por acaso a mesma taxa máxima das memórias DDR400/PC3200. Ou seja, para tirar o máximo de proveito deste processador este tipo de memória é requerida.

O Athlon 64 possui dois barramentos externos. Um para o acesso à memória RAM e outro para acesso ao chipset. Este segundo barramento é chamado HyperTransport. Teoricamente esta arquitetura é melhor, já que nos demais processadores só há um barramento externo, que é usado para comunicar-se com o chipset (circuito ponte norte), que fica responsável por comunicar-se tanto com a memória RAM quanto com os demais circuitos do micro. Em teoria, o Athlon 64 pode comunicar-se com a memória e com os demais circuitos do micro ao mesmo tempo, coisa impossível nos demais processadores, por só existir um único caminho de comunicação.

Outra vantagem do HyperTransport é que ele tem um caminho separado para a transmissão e outro para a recepção de dados. Na arquitetura tradicional usada pelos outros processadores, um único caminho é usado tanto para a transmissão quanto para a recepção de dados. Em teoria, o Athlon 64 pode transmitir e receber dados ao mesmo tempo para o chipset.

Há uma grande confusão no mercado a respeito do barramento HyperTransport usado pelo Athlon 64 e precisamos esclarecê-la. Este barramento opera a 3.200 MB/s em cada direção (como explicamos, este barramento usa um caminho de transmissão separado do de recepção) e é por este motivo que ele é listado como sendo um barramento de 6.400 MB/s, embora isto não seja verdade. Ele opera a 800 MHz transferindo dois dados de 16 bits por pulso de clock, atingindo o desempenho como se estivesse operando a 1.600 MHz. Outro detalhe importante é que este barramento pode operar em quatro taxas de transferência: 400, 800, 1.200 e 1.600 MT/s. MT/s significa milhões de transferências por segundo. Dependendo da implementação do chipset usado, o barramento HyperTransport pode usar uma destas taxas inferiores, fazendo com que o desempenho do processador com o restante do micro (com exceção da memória) caia.

No caso do Pentium 4, ele transfere quatro dados por pulso de clock. É por este motivo que a Intel diz que o barramento externo destes processadores é de 800 MHz: 4x 200 MHz; na realidade o barramento roda a 200 MHz mas atinge um desempenho como se estivesse operando a 800 MHz. Com isto, a sua taxa de transferência máxima com a memória RAM é o dobro da do Athlon 64: 6.400 MB/s. Como as memórias DDR400/PC3200 só trabalham até 3.200 MB/s, em princípio não haveria qualquer ganho de desempenho no uso desta taxa adicional. Para usar todo o potencial no acesso à memória dos processadores Pentium 4, é necessário o uso de um chipset que ofereça o esquema DDR Dual Channel (Intel 875P, Intel 865PE, SiS 655FX, SiS 655TX e VIA PT880), onde os módulos de memória são acessados em canais separados, dobrando a taxa de transferência no acesso à memória. Ou seja, para tirar o máximo de proveito deste processador, é necessário ter uma placa-mãe com um chipset que ofereça o esquema DDR Dual Channel, usar memórias do tipo DDR400/PC3200 e instalar dois ou quatro módulos de memória de igual capacidade.

A terceira grande diferença entre estes processadores está na quantidade de memória cache. Em teoria, quanto mais deste tipo de memória o processador tiver, mais rápido ele será. O Athlon 64 tem o dobro de memória cache L2 em comparação ao Pentium 4 "comum", isto é, núcleo Northwood (1 MB vs. 512 KB), mas o novo Pentium 4 "E" (Prescott) tem a mesma quantidade de memória cache L2 do seu concorrente Athlon 64 (1 MB). Já o grande diferencial do Pentium 4 Extreme Edition é ter 2 MB de memória cache L3, batendo todos os processadores já lançados até hoje neste quesito.

Apesar de o Pentium 4 "E" (Prescott) e o Pentium 4 Extreme Edition terem mais memória cache do que o Pentium 4 "normal" (Northwood), todos estes modelos têm o mesmo tamanho. A única diferença significativa externa é a quantidade de capacitores existente na parte localizada entre os terminais do processador, como você pode conferir nas Figuras 1 e 2.

Figura 1: Parte inferior do Pentium 4 Extreme Edition, à esquerda, e do Pentium 4 (Northwood), à direita.

Figura 2: Parte inferior do Pentium 4 (Northwood), à esquerda, e do Pentium 4 E (Prescott), à direita.

A quarta grande diferença entre os processadores testados é o soquete que eles usam. Os processadores Athlon 64 usam um novo tipo de soquete, chamado soquete 754, que é incompatível com os soquetes usados por todos os outros processadores até hoje. Isto significa que, para migrar do Athlon XP – que usa um soquete de 462 pinos chamado soquete A – para o Athlon 64, é obrigatoriamente necessária a troca da placa-mãe. Já os processadores Pentium 4 – incluindo o novo Pentium 4 com núcleo Prescott – usam o tradicional soquete 478, mas você só poderá migrar para os modelos topo de linha caso a sua placa-mãe suporte o barramento externo de 200 MHz (ou 800 MHz, como a Intel o chama).

Figura 3: Pinagem do Athlon 64, à esquerda (soquete 754), e pinagem do Pentium 4, à direita (soquete 478).

É importantíssimo notar que tanto a AMD quanto a Intel pretendem mudar o tipo de soquete que os seus processadores usam durante este ano. Futuras versões do Athlon 64 usarão um novo soquete de 939 pinos, enquanto que futuras versões do Pentium 4 usarão um novo soquete de 775 pinos. Isto significa que futuros modelos de Athlon 64 e Pentium 4 necessitarão de um novo modelo de placa-mãe, e o upgrade do processador não será possível sem a troca da placa-mãe. Se a possibilidade de upgrade do processador é um ponto importante para você, é importante avaliar se vale a pena comprar logo um destes modelos topo de linha ou então esperar o lançamento dos modelos com o novo padrão de pinagem. Lembramos que normalmente processadores com novo padrão de pinagem são mais caros, pois além de serem lançamentos recentes, usam um novo tipo de placa-mãe.

Por fim, a quinta grande diferença entre os processadores testados é a tecnologia Hyper-Threading, existente somente nos processadores da Intel. Esta tecnologia faz com que o sistema operacional "pense" que há dois processadores instalados na máquina, aumentando o desempenho do PC. Clique aqui para uma explicação detalhada sobre este recurso.

A AMD tem ainda dois processadores que poderíamos ter incluído neste comparativo, mas não o fizemos porque a AMD não nos enviou modelos para testes, apesar de nossa insistência. O primeiro processador "excluído" é o Athlon XP 3200+ (atualizado em 13 de fevereiro de 2004: já colocamos no ar o teste Athlon XP 3200+ vs. Athlon 64 3200+ vs. Pentium 4 3,2 GHz). O segundo é o Athlon 64 FX, que é um Athlon 64 que acessa a memória em dois canais, obtendo o dobro do desempenho do Athlon 64 no acesso à memória (6.400 MB/s vs. 3.200 MB/s), sendo este o concorrente direto do Pentium 4 Extreme Edition. Ambos usam um soquete diferente dos demais processadores testados. O Athlon XP usa o soquete 462 (soquete A), enquanto o Athlon 64 FX usa o soquete 940. Outro detalhe importante é que o Athlon 64 FX só funciona em conjunto com memórias DDR registradas (isto é, com buffer), que são mais caras e um pouco mais lentas do que as memórias DDR comuns.