Pentium M mit 533 MHz FSB und Mobile 915-Chipsatz

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Der Pentium M ist momentan der klare Favorit, wenn man ein Notebook kaufen will: Er ist schnell, wird nicht warm und lässt auch gute Akkulaufzeiten zu. Ideale Voraussetzungen also, um in einem Notebook auch rechenintensive Anwendungen auszuführen, aber beispielsweise auch lange Präsentationen ohne Strom durch zu führen. Aufgrund der fehlenden Konkurrenz in diesem Bereich sind praktisch alle höherwertigen Notebooks mit dem Pentium M ausgestattet - nur wenige Desktop-Replacement-Systeme, die nicht auf Mobilität ausgelegt sind, basieren auf dem Pentium 4 oder dem Athlon 64. Allerdings hat der Pentium M im Vergleich zu den Intel Desktop-Prozessoren bislang einen Nachteil - die Chipsätze der i855-Serie sind mit DDR333, 4x AGP und auch sonst mäßigen Features etwas schlecht ausgestattet.

Das möchte Intel heute ändern. Im Laufe des letzten Jahres sind schon sehr viele Details über die heute vorgestellte Sonoma-Plattform ans Licht gekommen. So war klar, dass der Pentium M mit den neuen Chipsätzen einen schnelleren FSB von 533 MHz erhalten würde, dass wahrscheinlich PCI-Express und DDR2 unterstützt werden würden und auch Features wie Serial ATA und High-Definition-Audio in die Plattform wandern werden. Entsprechend sollen die Schwächen, die wir vor allen Dingen in unseren Pentium M für den Desktop-Bericht kritisiert haben, eleminiert werden. Hier störte uns vor allen Dingen der schlechte AGP-Durchsatz, der niedrige Speicherdurchsatz und auch die fehlenden Southbridge-Fähigkeiten der ICH4-M.

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Intel stellt also zunächst einmal neue Prozessoren vor - den Pentium M mit 533 MHz FSB und einem neuen Stepping:

Deutlich sichtbar sind einige Dinge:

Hinzu kommt der Mobile Intel 915 Express-Chipsatz, ein dem i915 für den Desktop sehr ähnlicher Chipsatz. Zusammen mit der Intel PRO/Wireless 2200BG oder 2915ABG-Netzwerklösung darf sich dann ein Pentium M-Notebook wieder "Centrino-Notebook" nennen. Somit frischt Intel nicht nur die Prozessoren auf, sondern das komplette Centrino-Paket wird leistungsfähiger und flexibler. Auch hier haben wir die Features zusammengestellt:

Drei Modelle gibt es - zum einen zwei Chipsätze mit integrierter Grafik (i915GM und i915GMS) sowie der i915PM, der nur mit einer diskreten Grafikkarte betrieben werden kann. Das kann beispielsweise eine PCI-Express-Lösung von NVIDIA oder ATI sein, auch mit den neuen aufrüstbaren Lösungen. Alle neuen Chipsätze haben jeweils die ICH6-M gemeinsam und somit viele Southbridge-Features, die es bislang nur für den Desktop-Bereich gab. Für Notebooks besonders interessant ist die Serial ATA-Fähigkeit und HD-Audio, aber auch mit dem neuen Expresscard-Standard kann man viel anfangen. Die neuen Wireless-Lösungen von Intel runden das Paket dann ab.

Auf den nächsten Seiten wollen wir uns zunächst den Veränderungen am Pentium M und schließlich auch am Chipsatz widmen.


Zwei große Veränderungen und ein paar kleinere Begleiterscheinungen stecken in dem neuen Pentium M mit 533 MHz.

Höhere Bandbreite:

Zunächst ist der Prozessor mit einem schnelleren Quad-Pumped-Bus an die Northbridge angebunden. Bislang hatte der Pentium M nur 400 MHz FrontSideBus, es passten also maximal 3,2 GB/s Daten gleichzeitig über den Bus. Im Vergleich zu den aktuellen Desktop-Prozessoren ist dies sehr wenig - die Pentium 4 Prozessoren besitzen eine Bandbreite von 6,4 GB/s, das neue Extreme Edition-Modell mit FSB1066 sogar 8,5 GB/s. Für den Notebook-Markt ist eine derart hohe Bandbreite sicherlich nicht so entscheidend, trotzdem wird der FSB zum Flaschenhals, wenn andere Techniken mit hoher Bandbreite eingesetzt werden. Der Schritt zu 533 MHz FSB war deshalb schon lange klar - nun besitzen die neuen Pentium M-Modelle also eine Bandbreite von knapp 4,2 GB/s.

Execute Disable Speicherschutz:

Die zweite Veränderung betrifft die Implementierung des Execute Disable genannten Speicherschutzes in den Pentium M. Das bisherige Stepping des Dothan-Kerns unterstützte diesen Standard noch nicht, im neuen Stepping, welches erstmals für die 533 MHz-Modelle zum Einsatz kommt, ist es erstmals möglich, NX-Bit zu verwenden.

Intel bietet mit den "J"-Prozessoren im Desktop-Bereich bereits das Execute Disable-Bit. Erfahrungen hat man damit schon, denn bereits im Itanium ist ein entsprechendes Feature Standard. Das Execute Disable-Bit kommt eigentlich aus dem 64-Bit-Bereich und wird auch bei vielen anderen Prozessoren bereits eingesetzt. AMD war hier zwar Vorreiter im Desktop-Bereich, aber erfunden hat man das dort "NX-Bit" genannte Feature nicht. Intel hat mit der Implementierung etwas gewartet, denn um einen funktionierenden Speicherschutz zu gewährleisten, braucht es ein entsprechendes Betriebssystem. Windows XP ist mit dem Service Pack 2 in der Lage, den Speicherschutz zu nutzen. Auch finden wir auf der Webseite von Microsoft eine sehr gute Erläuterung, was der Ausführungsschutz überhaupt ist.

Execute Disable hilft, dass Code aus besonderen Speicherbereichen nicht ausgeführt werden kann. Das Feature ist deshalb von besonderer Bedeutung, weil viele Viren sogenannte "Buffer overflow"-Attacken verwenden, die durch Execute Disable verhindert werden können. Effektiv wird also einigen Viren das Handwerk gelegt, indem die Ausführung ihres Codes unterbunden wird. Dieses wird dadurch verwirklicht, dass für jeden Speicherbereich ein Bit in der Page Table Entry (PTE) existiert, der bestimmt, ob in dem Speicherbereich Daten ausgeführt werden dürfen oder nicht. Ist ein Speicherbereich als nicht ausführbar gekennzeichnet, aber es soll etwas ausgeführt werden, weist der Prozessor den Code zurück. Effektiv handelt es sich also nicht mehr um eine PAE32bit-Adressierung, sondern um eine PAE36bit-Adressierung. Diese ist normalerweise nur in Servern zu finden, bei denen die Speicheradressierung größer als 4 GB sein muss - in Desktop-Rechnern ist dies neu.

Intel implementiert nun Execute Disable nicht nur in den LGA775-Prozessoren, die das "J" im Namen führen, sondern auch beim neuen Pentium M. Weiterhin muss das Bios das Feature entsprechend unterstützen und aktivieren, was bei Mainboards im Desktop-Bereich eher ein Problem ist, als bei einer abgestimmten Mobile-Plattform. Das Betriebssystem - in den meisten Fällen wohl Windows XP - muss es natürlich ebenso unterstützen. Problematisch kann allerdings die Softwareunterstützung sein, denn einige Programmierer haben selbstmodifizierenden Code innerhalb "legalem" Programmcode verwendet. Aus diesem Grund ist hier die Validierung der Programme für den NX-Support die größte Herausforderung, notfalls lässt sich deshalb Execute Disable auch im Bios ausschalten. Aber es gibt auch einen Weg auf der Seite des Betriebssystems.

Unten haben wir dargestellt, wie Execute Disable auf einem Rechner mit Windows XP Home und Service Pack 2 funktioniert. Man kann feststellen, ob der Computer Execute Disable unterstützt, indem man einen Rechtsklick auf den Arbeitsplatz ausführt und der "Eigenschaften" auswählt. Hier sieht man den Eintrag "Physikalischer Adressschutz", was bedeutet, dass Execute Disable aktiviert ist (Bild 1). Die Konfiguration kann über den Reiter "Erweitert" durchgeführt werden. Hier kann Execute Disable entweder komplett deaktiviert werden oder einzelne Programme vom Schutz ausgenommen werden. Das ist vor allen Dingen dann sinnvoll, wenn ein Tool Execute Disable nicht unterstützt und mit einer Fehlermeldung abstürzt, weil der Programmierer einen Buffer Overflow in seinem Code verwendet hat (Bild 2).

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Mit dem Tool NXTest von Robert Schlabbach kann man recht einfach darstellen, ob alles ordnungsgemäß funktioniert. Das Tool testet, ob NX-Bit aktiviert ist - es ist zwar nur für Itanium und Opteron/Athlon 64 geschrieben worden, aber der Execute Disable-Schutz ist identisch, kann also auch damit getestet werden. Nach dem Aufrufen sieht man folgendes Fenster:

Startet man nun den Test, meldet das Betriebssystem die gewünschte Warnung - Execute Disable ist aktiv. Das meldet anschließend auch das Programm, wenn das Betriebssystem die Ausführung des Codes verhindert hat:

Insgesamt ist die Unterstützung von Execute Disable sicherlich keine bahnbrechende Neuerung, aber immerhin bietet Intel auf Notebook-Seite nun ein Feature der Desktop-Prozessoren mehr. Auf Hyperthreading und EM64T wird man sich jedoch noch gedulden müssen, da Intel diese Technologien für den Notebook-Markt nicht zwingend erforderlich betrachtet.

Ansonsten bleibt vieles beim Alten: Der Dothan wird weiterhin auf 90nm-Technik hergestellt, am Kern hat man sonst nur kleinere Details geändert, die sich allerdings allesamt nicht auf die Performance auswirken werden. Allerdings macht man den 90nm-Kern wohl fit für höhere Taktfrequenzen, denn man führt nicht nur das neue Top-Modell gleich mit 2,13 GHz ein, sondern weist die Hersteller auch an, ihre Kühlungen statt wie bisher für 21 W Abwärme für 27 W Abwärme fit zu machen. Der Grund liegt in zwei Teilbereichen:

Zum einen hat sich die Spannung der Prozessoren leicht verändert:

Der höchstgetaktete Dothan besitzt nun im Vergleich zum Vorgänger eine leicht höhere Spannung bei VID#A. Statt 1,34 V liegen nun 1,372 V am Prozessor an, also ca. 2,5% mehr Spannung. Dies ist wohl aufgrund des höheren Taktes notwendig. Hingegen fällt die VID#D etwas ab, hier sind es 0,016 V weniger, die Intel für den Prozessor beanschlagt. Ähnlich ist es beim Battery Optimized Mode (in der Tabelle mit BOM beschrieben). Der Battery Optimized Mode von 600 MHz hat Intel für die neuen Modelle gestrichen, dafür existiert nun ein entsprechender niedrigster Speed Step mit ähnlich niedriger Spannung von 0,988 V bei 800 MHz. Bislang hatten die Dothan-Modelle hier noch 1,052 V gefordert.

Ersichtlich werden also zwei Dinge: Beim Top-Modell muss man mittels einer leicht höheren Spannung die etwas höhere Taktfrequenz herausholen, insgesamt wird man aber in einigen Bereichen entweder etwas mehr Leistung erhalten oder den Stromverbrauch minimal senken können. Außer bei den Top-Modellen bleibt hier aber praktisch alles beim Alten.

Zum anderen - und das ist der zweite Grund für die 27 W Abwärme - möchte Intel den Dothan sicherlich noch auf 2,26 GHz und eventuell auch noch auf 2,4 GHz anheben. Dass die CPU die 2,4 GHz eigentlich ohne große Probleme verkraftet, konnten wir schon bei unserem Pentium M-Overclocking-Test sehen, wo der Prozessor mit der Standard-Spannung auf 2,4 GHz zu übertakten war. Doch für diese Frequenzen muss Intel den Notebookherstellern bereits jetzt ein Signal geben, auf welche Abwärme die Kühlungen ausgelegt sein müssen. Aus diesem Grund hebt man die TDP von 21 W auf 27 W an - um also knapp 30%. Zu einem schneller leeren Akku wird das bei vergleichbarer Taktfrequenz allerdings nicht führen - denn die TDP beschreibt nur die maximale Abwärme, die ein Prozessor erreichen kann, aber nicht die typische Leistungsaufnahme. Hier wird sich der bisherige Dothan vom neuen Modell nicht unterscheiden.

In der Übersicht bedeutet dies, dass der Dothan folgende Leistungsaufnahmen besitzt:

Wie sich dies in konkreter Akkulaufzeit auswirken wird und wie die Gesamtstromaufnahme des Systems aussieht, werden wir in Tests mit dem neuen Prozessor natürlich versuchen nach zu vollziehen.

Auf der nächsten Seite kommen wir nun zu den deutlicheren Veränderungen - nämlich zu den Chipsätzen.


Die Bezeichnung macht es hier schon deutlich: Der Mobile 915-Chipsatz ist dem Desktop 915-Chipsatz sehr ähnlich. In unseren Chipsatz-Vorstellungen zu den i915P/G und i925X-Chipsätzen für den Desktop sind wir schon auf viele Details eingegangen, die nun auch Einzug in den mobilen Bereich finden. Allerdings gibt es auch eine Reihe von Unterschieden zu der Desktop-Version des Chipsatzes, weshalb sich ein detaillierter Blick auf die Mobile-Versionen lohnt.

Drei Varianten wird es geben:

Im Vergleich zum i855-Chipsatz hat Intel an verschiedenen Stellen verbessert: Performance wird man insbesondere aus dem höheren 533 MHz FSB gewonnen haben, aber man bietet auch mit DDR2-533 und einem Dual Channel Speichercontroller neue Speicherstandards im Notebookbereich. Folgende Kombinationen sind denkbar:

Intel geht davon aus, dass in den Notebooks, die mit DDR ausgestattet sind, auch nur ein Kanal zum Einsatz kommt. Diese Notebooks sind dann auf einen niedrigen Preispunkt getrimmt und deshalb macht der Einsatz von Dual Channel oder DDR2 keinen Sinn. Anders sieht es bei den High-End-Notebooks aus - dann soll DDR2-533 zum Einsatz kommen und auch Dual Channel eingesetzt werden, denn es macht ja wenig Sinn, auf den teuersten Speicher zu setzen, aber nur einen Kanal zu verwenden.

Allerdings sollte eine einzige Rechnung den Sinn von DDR2-533 im Dual-Channel Betrieb in Frage stellen:

Der Pentium M ist nur mit 4.,2 GB/s angebunden. Selbst, wenn man noch einen geringen Overhead für den I/O-Traffic zum Speicher hin hinzurechnet, sollte man eine Bandbreite von 8,5 GB/s also kaum erreichen. Ausreichen könnte also bereits der Single-Channel DDR2-533-Betrieb, da der Speicher dann synchron angebunden ist. Wie gut hier die Zugriffe laufen, hängt natürlich auch davon ab, ob Intel die Zugriffe auf einen sychronen Betrieb ausgelegt hat und/oder ob es Hindernisse bei unterschiedlichen Taktfrequenzen aufgrund der Asynchronität gibt. Dies werden wir schlussendlich in einigen Tests herausfinden müssen.

Für den Notebook-Bereich ist dies natürlich wieder einmal eher unwichtig: Hier bestimmt der Hersteller mehr oder weniger, welchen Speichertyp er einsetzt. Für das Desktop-Segment, welches ja eigentlich sowieso inoffiziell besteht, ist jedoch sicherlich interessant, ob man als Käufer für den selbstgebauten HTPC vielleicht lieber auf ein DDR2-533-Modul oder sogar auf zwei setzen muss.

In den Versionen mit integrierter Grafik versteckt sich der Intel Graphics Media Accelerator 900 (GMA900). Auch wenn es unlogisch ist, so könnte in diesen Notebooks mit integrierter Grafik die Verwendung von Dual Channel DDR2-533 durchaus sinnvoll sein, da so die zur Verfügung stehende Bandbreite für die Grafikapplikationen steigt und nicht so stark den CPU-Traffic behindert. Ansonsten bietet Intel mit der Display Power Saving Technology eine Möglichkeit, den Stromverbrauch des Displays zu senken, Features wie der DVI-Ausgang und ein TV-Out sind für moderne Laptops ebenso hervorragend. Auch die maximale Auflösung wurde auf 2048x1536 bei 75 Hz aufgebohrt - somit kann man den Laptop nun auch mit der integrierten Grafik an einem High-End-Display betreiben. Die 3D-Features haben wir ebenfalls bereits im Desktop-Chipsatzreview auseinandergenommen - sie unterstützt DirectX9, ist aber ansonsten einer dedizierten Grafik natürlich unterlegen.

Bestandteil des Chipsatzes ist natürlich die Southbridge. Hier setzt Intel die ICH6-M ein, die im Groben der ICH6 entspricht und um Stromsparfeatures erweitert wurde. Sie besitzt allerdings ansonsten alle Features der Desktop-Southbridge:

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High-Definition-Audio:

Auch hier können wir praktisch auf unser Review zu den Desktop-Chipsätzen verweisen. Die Vorteile wollen wir an dieser Stelle nicht noch einmal aufgreifen, deshalb verweisen wir auf die Seite 12 des genannten Reviews, wo wir ausführlich auf die Features und Unterschiede zum AC97-Codec eingehen. Verweisen können wir auch auf die sehr guten Messergebnisse in unseren Mainboard-Tests - Intel ist also auf dem guten Weg, qualitativ sehr guten Sound auf kostengünstige Weise zu integrieren.

Für das Notebook bietet sich Dank der Features des High-Definition-Audios die Möglichkeit, mehrere Audiostreams gleichzeitig zu verwenden - beispielsweise lässt sich mittels HD-Audio gleichzeitig ein Playback ausgeben und man kann beispielsweise über Kopfhörer und Mikrophon telefonieren. Multimediale Fähigkeiten werden somit möglich - und Dank Jack Retasking wird es auch möglich sein, Ein- und Ausgabebuchsen einfach gegeneinander auszutauschen. Auch digitale Schnittstellen werden aufgrund der Features der Codecs wohl nun endlich bei den Laptops häufiger vorkommen als in der Vergangenheit.

Serial ATA:

Zu den Serial ATA-Features brauchen wir ebenso nichts zu sagen - auch hier verweisen wir auf die oben genannten Features. Wie schon die ICH6 bietet die ICH6-M nur noch einen ATA/100-Controller, somit lassen sich hier nur zwei P-ATA-Geräte anschließen. Für einen Desktop-Rechner wird das jedoch eher ein Problem als für ein Notebook. Raid bzw. Intels Matrix Raid Technology ist nicht offiziell integriert - zumindest validiert Intel den Chipsatz nicht für diese Funktion. Die Frage ist aber, ob man ein Notebook mit zwei Festplatten im Raid 0 oder 1 oder im Matrix Raid überhaupt vorfinden wird. Interessanter wird auch dieses bei Desktop-Systemen auf Basis des Pentium M, hier bleibt abzuwarten, ob die Hersteller hier vielleicht die Desktop-Version der ICH6-M verbauen.

Der Serial ATA-Controller unterstützt auch AHCI und somit Features wie Native Command Queuing (NCQ). Für das Notebook ist sicherlich noch interessant, dass das Link Power Management noch einmal etwas Strom sparen könnte.

Expresscard:

Neben den üblichen vier PCI-Express x1-Slots, wie man sie auf den Desktop-Boards kennt, kommt bei Notebooks auch der neue "Expresscard"-Standard zum Einsatz. PCMCIA-Slots wird man jedoch auch noch weiter finden, denn der Chipsatz unterstützt schließlich auch noch den normalen PCI-Standard. Auf Expresscard.org findet man alle Informationen zum neuen Expresscard-Standard, miniaturisierten TV- und Soundkarten oder sonstigen Erweiterungsmodulen auf dieser Basis steht nun also nichts mehr entgegen. Kernfeatures sind zwei Größen, die ExpressCard 34 ist kleiner als die ExpressCard 54, wobei beide jedoch kleiner sind als die aktuellen PCMCIA-Karten. Als Bussystem dient zum einen PCI-Express, zum anderen ist aber auch eine USB 2.0-Anbindung möglich. Der Hersteller einer ExpressCard-Lösung kann sich den Bus also aussuchen - der Steckplatz und dessen Größe ist hingegen derselbe.

Ein paar Worte noch zur neuen Wireless-Lösung, die ja schließlich zum neuen Centrino-Paket gehört: Intel bietet mit dem PRO/Wireless 2915ABG nun auch eine 802.11a/b/g-Lösung an - egal, wo man unterwegs ist, findet man einen Access Point, so kann man sich also einloggen. Die TriBand-Lösung kann also sowohl im 2,4 GHz wie auch im 5 GHz-Bereich funken. Gerade in den USA ist der "a"-Standard recht verbreitet, sodass man gerade dann flexibler ist, wenn man oft unterwegs ist. Zudem sind nun auch neue Security-Standards implementiert, beispielsweise IEEE802.11i und WPA2 sowie die Cisco Compatible Extensions 3. Auch bei der Software hat Intel noch einmal geupdated - die PROSET/Wireless-Software liegt nun in der Version 9.0 bei.

Kommen wir nun zu einem Fazit für die neue Plattform:


Klare Sache: Intel verbessert den Pentium M, wo es Sinn macht. Die CPU selber ist für den Notebook-Bereich bereits perfekt, also kann man sich hier etwas zurücklehnen und nur in Details kleine Verbesserungen einschieben. Die Execute-Disable-Unterstützung ist sicherlich sinnvoll, auch der FSB von 533 MHz hilft dem Prozessor sicherlich, noch etwas schneller zu Werke zu gehen. Wie der Performancevorteil sich nun im Detail auswirken wird, werden wir in den Tests der ersten Notebooks mit der Sonoma-Plattform sehen.

Ein Update vertrug der i855-Chipsatz sicherlich - und somit ist der Pentium M durch die i915-Serie nun endlich wieder up-to-date. DDR2 hilft, durch die niedrigere Spannung von 1,8 V Strom zu sparen, PCI-Express ermöglicht neue Grafikdimensionen für Notebooks, die ExpressCard-Unterstützung ermöglicht neue Erweiterungskarten, Serial ATA moderne Festplatten und mit High-Definition-Audio werden Notebooks in Zukunft wohl zur Multimedia-Zentrale. Auch hier müssen wir jedoch erst einmal ein paar Tests abwarten. Beispielsweise wird sicherlich sehr interessant, wie sich das Dual Channel-Speicherinterface tatsächlich auswirkt, obwohl der FSB die volle Dual Channel DDR2-Performance gar nicht benötigt.

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Auch verfolgt Intel ehrgeizige Ziele - man möchte neue Konzepte mit der Sonoma-Plattform und zukünftigen Generationen wie der Napa-Plattform (Dual Core Yonah-CPU, Caligosta-Chipsatz, Golan-Wireless-Card) ermöglichen, strebt für das Jahr 2010 im Rahmen des Battery Life Optimization Program eine Akkulaufzeit von einem kompletten Tag an und versucht mit dem Wireless Verification Program eine flächendeckende, einheitliche WLAN-Zertifizierung vorzunehmen. Aufgrund des Wachstums im Notebook-Markt ist dies wohl auch die richtige Strategie - denn wenn Notebooks ebenso leistungsfähig werden wie Desktop-PCs, will sicherlich niemand mehr einen nichtportablen Klotz unter dem Schreibtisch stehen haben.

Interessant wird jedoch die abgewandelte Desktop-Funktionalität des Pentium M. Mainboards von AOpen und DFI wird es sicherlich geben, denn die beiden Firmen haben sich ja bereits dem i855GME gewidmet. In unserem Review haben wir die Schwächen des i855-Chipsatzes im Vergleich zu den aktuellen Desktop-Chipsätzen gesehen - ob dies mit einem 533 MHz schnellen FSB nun besser wird, müssen wir abwarten. Auch hier hilft sicherlich nur ein Testbericht.

Weitere Links:

Weitere Mainboard- und CPU-Reviews findet man in unserer Testdatenbank unter Prozessoren, Mainboards Intel oder Mainboards AMD. Interessante Informationen oder Probleme mit der getesteten Hardware? Support nötig und Probleme mit der Hardware? Ab in unser Forum!

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