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Intel Pentium 4 6xx-Serie und Extreme Edition 3.73 GHz

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Seite 4: Stromverbrauch und C1E, TM2 und EIST (2)

EIST:

Absenkung des Taktes auch unter Last

Die logische Konsequenz ist die Implementierung einer weiteren Fähigkeit mobiler Prozessoren in Desktop-Prozessoren. Wenn die CPU unter Last läuft, dann arbeitet sie bei Intel immer noch mit vollem Takt, ist aber eventuell nur mit 30% ausgelastet. In vielen Spielen verschiebt sich die Last beispielsweise auf die Grafikkarte - und wenn diese mit den Berechnungen nicht hinterherkommt, langweilt sich der Prozessor bei niedriger Auslastung.

EIST muss im BIOS aktiviert werden - anschließend kann durch die
Einstellung "Minimaler Batterieverbrauch" unter
Windows das Feature betrieben werden.

Allerdings verbraucht er natürlich auch hier die volle Leistung - also wäre es interessant, wenn die Taktfrequenz auch hier für kurze Zyklen nach unten gesetzt werden könnte, um den Prozessor dann bei niedrigerer Taktfrequenz besser auszulasten und gleichzeitig Leistung zu sparen. Dieses wird bei EIST vorgenomen - mit Enhanced Intel Speedstep Technology wird vom Betriebssystem die CPU-Last überwacht und der Takt entsprechend angepasst.

Hohe Auslastung - trotzdem schaltet der Pentium 4 660
kurzzeitig auf 2,8 GHz herunter,wenn er
nicht die volle Performance benötigt.

Absenkung des Taktes durch niedrigeren FSB

Eigentlich unsinnig ist es, dass ein Prozessor ohne Last noch auf 2,8 GHz läuft - wenn er schließlich gar nicht belastet wird, kann er theoretisch auch auf Taktfrequenzen von 600 oder 800 MHz laufen, um nur die betriebssystemspezifischen Hintergrundaufgaben abzuarbeiten. Der Pentium M senkt deshalb beispielsweise den Takt auf derartig niedrige Frequenzen herab und senkt die Voltage weiter - doch das kann der Pentium 4 auch weiterhin nicht. Der minimale Takt, der erreicht werden kann, sind die 2,8 GHz, die durch 14 x 200 MHz erreicht werden. Der Pentium 4 hat also zusätzlich zu seinem hohen Multiplikator einen 14x-Multiplikator, um EIST zu aktivieren.

Durchaus könnte man noch weiter sparen - so wie AMD beispielsweise beim Athlon 64, denn bei diesem senkt man den Takt teilweise um über 50% herab. Mit 1000 MHz CPU-Takt kann man so noch etwas mehr am Verbrauch sparen, Intel donnert hier jedoch weiterhin mit hohem Tempo über die Leiterbahnen.

Die Praxis - der Stromverbrauch aktueller Prozessoren

Intel hat bislang zwei Prescott-Versionen im Programm - eine Variante mit 84 W Abwärme und eine Variante mit 115 W Abwärme. Bislang gehörten die 3,4 und 3,6 GHz Prescott-Prozessoren zu den heißen 115-W-Modellen mit einem sogenannten "Platform Requirement Bit "1" (PRB=1) und die Modelle darunter zur "Sparfraktion" mit 84 W Abwärme (Platform Requirement Bit "0" oder PRB=0). Einen Unterschied gibt es bei diesen beiden Modellen in der Strom-/Spannungs-Kennlinie. Die PRB=1-Modelle verwenden die B-Kennlinie mit maximal 119 Ampere und ziehen auch im unbelasteten Zustand bereits sehr viel Leistung. Die Modelle mit PRB=0 begnügen sich mit der Kennlinie A und insgesamt 78 Ampere. Unterschieden werden diese Modelle in der Platform Compatability Guide 04A:

To reduce confusion in proper motherboard selection, Intel has created a compatibility naming convention called, “Platform Compatibility Guide.” “04B,” and “04A,” will be the first Platform Compatibility Guides to be introduced. (Future specifications will use similar Platform Capability Guides where the first two digits represent the year the Guide is introduced and the 3rd digit stands for the market segment. “A,” applies to processors that fall in the Mainstream 2, 1 and Value market segments; where “B,” applies to processors that fall in the Performance and Mainstream 3 market segments. [Quelle]

Bislang hatten wir im D0-Stepping eine klare Unterscheidung: Über 3,4 GHz waren die Modelle mit 115W ausgezeichnet, unter 3,2 GHz mit 84W. Mit dem E0-Stepping ist nun auch ein Pentium 4 550 mit 3,4 GHz und 84W erhältlich, hinzu kommt ein Pentium 4 570J aus diesem Test mit eben 115W.

Mit dem neuen Pentium 4 660 und dem neuen Extreme Edition 3.73 ergeben sich folgende Werte:

Leistungsaufnahme (TDP in Watt)
Intel Pentium 4 570J (3,8 GHz, E0)
115
Intel Pentium 4 Extreme Edition (3,73 GHz, N0)
115
Intel Pentium 4 660 (3,6 GHz, N0)
115
Intel Pentium 4 560J (3,6 GHz, E0)
115
Intel Pentium 4 560 (3,6 GHz, D0)
115
Intel Pentium 4 550 (3,4 GHz, D0)
115
Intel Pentium 4 EE 3,46 GHz (S775)
110,7
Intel Pentium 4 EE 3,4 GHz (S775)
109,6
AMD Athlon 64 FX-55
104
Intel Pentium 4 3.4 GHz E Precsott (C0, S478)
103
Intel Pentium 4 3.2 GHz E Prescott (C0, S478)
103
Intel Pentium 4 EE 3.4 GHz (W0)
102,9
Intel Pentium 4 EE 3.2 Ghz (W0)
94
Intel Pentium 4 3.0 GHz E Prescott (C0, S478)
89
Intel Pentium 4 2.8 GHz E Prescott (C0, S478)
89
Intel Pentium 4 3.4 GHz Northwood
89
AMD Opteron u. Athlon 64
84,7
Intel Pentium 4 630-650 (3,0 - 3,4 GHz, N0)
84,7
Intel Pentium 4 550J (3,4 GHz, E0)
84,7
Intel Pentium 4 540-520 (3,2 - 2,8 GHz, E0/D0)
84,7

Bis 3.4 Ghz gibt es bei Intel also relativ stromsparende Prozessoren - darüber hinaus wechselt man auf die B-Kennlinie mit 119 Ampere und 115 W TDP. Daraus folgt natürlich, dass der Aufwand steigt, den die OEMs oder Selbstbastler vollziehen müssen, um den Prozessor im schlechtesten Fall auch noch adäquat zu kühlen. Der 3,4 GHz Pentium 4 650 dürfte demnach wirklich sehr interessant sein - er hat eine geringere TDP von 84W, besitzt auch die Stromspar-Features und das Execute-Disable Feature und hat ein gutes Preis-/Leistungsverhältnis, sodass er sich ziemlich in der Mitte des aktuellen Produktfeldes befindet.

In der Praxis haben wir natürlich auch wieder einige Tests durchgeführt. Der Enhanced-HaltState des E0-Prozessors sollte sich dabei vor allen Dingen im Idle-Bereich auswirken, also wenn der Prozessor im Leerlauf ist. Tatsächlich sehen wir, dass der Prescott-Prozessor im E0-Stepping und natürlich auch der neue Pentium 4 660 fast 30W weniger im Idle-Modus verbraucht als die Prescott D0-Prozessoren und zudem nun "nur" noch auf dem Niveau der Northwood-Kerne liegt. Der Pentium 4 Extreme Edition mit 3.73 Ghz besitzt die C1E-Funktion nicht - und brät deshalb schick auch unter Idle-Bedingungen:

Stromverbrauch Gesamtsystem - idle

Stromverbrauch Gesamtsystem - load

Im Lastmodus sind die Stromersparnisse bislang noch nicht zu sehen gewesen. Beim Pentium 4 660 haben wir nun zumindest einen geringfügig niedrigeren Wert, beim Pentium 4 Extreme Edition 3.73 Ghz hingegen einen deutlich höheren Wert, da er EIST nicht beherrscht. Mit 284W verbraucht er deutlich mehr als der Pentium 4 570J unter Last, was an der größeren Cache-Menge und der höheren Anzahl Transistoren liegt. Er ist sozusagen das neue Negativ-Beispiel in unserem Ranking. Bereiche über 250W sind schon eine Menge, denn im Vergleich erreichten wir bei unserem Athlon 64 4000+-Test nur knapp 212,7 Watt mit einem anderen, etwas unterschiedlichen Testsystem.

Der Athlon 64 hat mit Cool&Quiet sicherlich noch ein paar Vorteile gegenüber der Intel-Technik - man kann die Frequenz des Prozessors auf noch niedrigere Bereiche umschalten, es gibt Zwischenbereiche, wo man andere P-States fahren kann und somit kann auch unter Last teilweise die Stromaufnahme etwas deutlicher reduziert werden. Allerdings ist vieles auch in der Architektur des Prescotts begründet.

Sehr schade finden wir hingegen, dass der Pentium 4 Extreme Edition keine derartigen Features erhält. C1E wäre hier aufgrund des 14x-Multiplikators nicht denkbar und da Intel C1E mit EIST koppelt, sind beide Techniken nicht denkbar. Schade, dass man hier nicht einen anderen Weg gewählt hat - beispielsweise eine Extreme Edition-Art von EIST ähnlich der Technik in den Pentium M-Prozessoren. Besonders teure Prozessoren sollten auch besonders gute Features enthalten - und ein Absenken des FSBs auf beispielsweise 133 Mhz wäre hier ideal, um eventuell mit einem niedrigeren Multiplikator dem Kunden einen besonderen Nutzen gegenüber dem Pentium 4 660 zu bieten.

Zu EM64T kommen wir auf der nächsten Seite.