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

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In den letzten Tagen wird man von Intel-Neuigkeiten überschwemmt - nicht nur plant man früher als bisher mit der Virtualisierungstechnik Vanderpool auf den Markt zu kommen, auch sehen wir immer häufiger Pressemitteilungen über den Fortschritt bei der Produktion von Dual-Core-Prozessoren. Angeblich soll schon bald ein erstes Modell kommen, auch mit der 65-nm-Technik sei man gut vorangeschritten. Doch dies ist alles Zukunftsmusik für das zweite Halbjahr - aktuell muss Intel noch mit Single-Core-Prozessoren konkurrenzfähig sein und poliert deshalb heute noch einmal die Pentium 4-Serie auf. Mit der neuen 6er-Serie bekommt der Pentium 4 nun 2 MB L2-Cache und ein paar andere Fähigkeiten, von denen wir schon beim letzten IDF im September berichtet hatten. Hinzu kommt eine weitere Extreme Edition für Gamer - mit 3,73 GHz und ähnlicher Ausstattung.

Technisch gesehen hat Intel für die neue 6er-Serie, die man heute mit vier Modellen einführt, ein paar Lücken zu AMD gefüllt: AMD konnte im letzten Jahr bereits mit x86-64-Befehlssätzen auftrumpfen und viel Aufmerksamkeit durch die 64-Bit-Fähigkeit der Prozessoren erlangen. Sinn hat dies für die meisten Käufer nicht gemacht - es fehlt bislang immer noch an einem fertigen Windows XP 64 Bit. Allenfalls im Serverbereich machte so die Unterstützung über Linux-Derivate Sinn, da hier auch Speicherbereiche über 4 GB effektiv genutzt werden können. Heute stellt Intel nun offiziell die ersten x64-64-Prozessoren vor, obwohl es diese schon für Dell und HP auf Kundenwunsch eine Zeit lang gab. Bei Intel heißt die 64-Bit-Erweiterung EM64T - ist aber ansonsten der AMD-Lösung sehr ähnlich.

Die zweite Lücke entstand über Cool´n´Quiet, einer Technik zum Absenken des Prozessortaktes und der Spannung zum Stromsparen. Intel besitzt so eine Technik - allerdings nur in den mobilen Prozessoren. Im Desktop-Bereich war dies neu, brachte AMD aber auch einiges an Lob ein, da die Abwärme aktueller Prozessoren aufgrund kleinerer Strukturen und zunehmender Leakage immer bedenklichere Höhen annimmt. Intel konterte letztes Jahr zunächst mit der "J"-Serie - den Pentium 4 570J hatten wir ja auch schon im Test. Nun bringt man mit EIST ein erweitertes Modell mit in die Prozessoren, welches wir uns natürlich auch in diesem Test ansehen werden.

Mit 2 MB L2-Cache, dem Execute Disable-Bit, aktueller 90-nm-Technik und dem neuen LGA775 möchte man nun AMD weiter in Schach halten.

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Hier die aktuellen Intel-Prozessoren in der Übersicht:

Der Unterschied zwischen dem bisherigen Prescott und die Unterschiede zwischen der 6er-Serie und der neuen Extreme Edition kann man schon aus dieser Tabelle erkennen. Gegenüber dem bisherigen Prescott kommt nun ein größerer Cache zum Einsatz, der natürlich die Anzahl der Transistoren wachsen lässt. Allerdings sieht man auch, dass der Kern komplexer geworden ist - beim normalen Pentium 4 Extreme Edition auf 130-nm-Technik waren insgesamt 2,5 MB Cache vorhanden (L2 + L3-Cache), nun sind es nur noch 2 MB, aber die Transistoranzahl ist identisch geblieben. Dies liegt vor allen Dingen in der Implementierung von neuen Techniken gegenber dem Northwood-Kern: NX-Bit, EIST, EM64T, aber auch Techniken des Prescott-Kerns (SSE3) sind hier in erster Linie zu nennen. Der Pentium 4 Extreme Edition 3.73 GHz hat hingegen kein EIST - er hat einen Multiplikator von 14x und somit operiert er bei 1066 MHz FSB bereits auf dem niedrigsten Speed-Step-Level.

Gleich geblieben ist die Spannung der Prozessoren, auch am Hyperthreading hat sich gegenüber der bisherigen Prescott-Serie nichts geändert. Der Pentium 4 Extreme Edition hat hingegen eine ganze Reihe neuer Features enthalten, weil er auf dem "alten" Northwood-Design basierte. Er kennt nun auch SSE3 und das NX-Bit, aber er hat nun auch die 31-stufige Pipeline des Prescott. Wie sich dies auf die Performance im einzelnen auswirkt, werden wir später innerhalb der Tests sehen. Die Reduzierung des Caches wirkt sich hingegen nicht auf die Leistung aus - der Cache des Northwood-2M-Kerns ist ein Inclusive-Cache und somit befinden sich alle Inhalte des L2-Caches auch im L3-Cache. Hier sind 2 MB vorhanden - somit existiert im Endeffekt kein Unterschied in der Cache-Größe zwischen der bisherigen Extreme Edition und der neuen Extreme Edition.

Vorgestellt werden heute erst einmal fünf Modelle:

Auf den nächsten Seiten werden wir uns die Besonderheiten der 6er-Serie und der neuen Extreme Edition genauer ansehen.


2 MB L2-Cache:

Intel verdoppelt bei der neuen 6xx-er Serie den L2-Cache des Pentium 4. Zum Einsatz kommt der Prescott-2M-Kern, der unter anderem auch starke Ähnlichkeit zum letzte Woche vorgestellten Xeon mit 2 MB L2-Cache hat. Der hier verwendete Irwindale-Kern ist im Endeffekt ein für den Dual-CPU-Betrieb validierter Prescott-2M-Kern. Durch das Upgrade auf 2 MB L2-Cache verschwindet praktisch der Vorteil der Extreme Edition-Serie - denn diese hatte Dank eines 2 MB L3-Caches bislang die Möglichkeit, sehr schnell auf größere Datenmengen zuzugreifen. In Bereichen, wo Programme vollständig im Cache abgelegt werden können, erreicht ein Prozessor eine sehr gute Performance - wenn er hingegen Daten in den Hauptspeicher schieben muss, wird seine Geschwindigkeit durch die Bandbreite des Speichers begrenzt.

Verdeutlichen kann man sich dies am besten, wenn man die erreichten Performancewerte anschaut, die der Pentium 4 660, der Pentium 4 Extreme Edition 3.46 GHz und der Pentium 4 Extreme Edition 3.73 GHz besitzen:

Pentium 4 660
3.6 GHz

Pentium 4
Extreme Edition 3.73 GHz

Pentium 4
Prescott


Pentium 4
Northwood

Pentium M
Dothan

Pentium M
Banias

Pentium 4
Extreme Edition 3.46 (Gallatin)

Deutlich zu sehen: Die Performance bricht bei allen Prozessoren zunächst beim Übergang vom L1- auf den L2-Cache ein, anschließend noch einmal, wenn der L2-Cache nicht mehr die Daten aufnehmen kann und die Daten in den Arbeitsspeicher übertragen werden müssen. Hier sieht man dann schlussendlich auch, dass die Bandbreite der Speicheranbindung limitierend ist.

Bei den neuen Prescott-2M-Modellen ist der Einbruch praktisch bei der 2 MB-Grenze zu erkennen - und somit kann der Prozessor hier Performance im Gegensatz zur 5xx-Serie herausholen, die nur 1 MB L2-Cache besessen hat. Der Northwood bricht bereits bei 512 kB L2-Cache ein - und auch beim Pentium M kann man die Cache-Größe deutlich erkennen: 1 MB beim Banias und 2 MB beim Dothan.

Interessant ist der Vergleich der letzten Extreme Edition-Prozessoren: Der "neue" besitzt einen schnelleren L2-Cache, der alte einen L3-Cache, der deutlich langsamer ist als der L2-Cache. Bis zum Einbruch der Performance beim L2-Cache besitzt er die typischen Charakteristiken eines Northwood-Prozessors.

NX-Bit / Execute Disable:

Über das NX-Bit oder Execute Disable haben wir schon im Review des Pentium 4 570J berichtet. Es hat die Aufgabe, Codeausführung in Datenseiten zu unterbinden. Da viele Viren einen Buffer Overflow nutzen, um über das Überschreiben einer Rücksprungadresse Code auszuführen, ist der Execute Disable-Schutz eine sinnvolle Ergänzung, um die Verbreitung von Viren einzudämmen. Wie der Schutz genau funktioniert, kann man in unserem Pentium 4 570J-Artikel nachlesen. Pflicht ist übrigens das Service Pack 2 von Windows - und ein entsprechendes Bios des Mainboardherstellers.

90-nm-Fertigung:

Nichts Besonderes mehr - 90 nm ist bei Intel mittlerweile Standard. Auch der Pentium 4 Extreme Edition ist nun ein 90-nm-Prozessor - und somit hat Intel praktisch alle neuen Prozessoren auf diese Fertigung umgestellt. Es verbleiben natürlich auch noch die alten Prozessoren im Portfolio, die 130-nm-Technik wird also nicht von heute auf morgen abgeschaltet. Trotzdem wird man auch in Zukunft eine Migration erkennen können. Weiterhin arbeitet Intel bereits mit Hochdruck an der Nachfolgetechnik - die ersten 65-nm-Prozessoren sollen schon produziert worden sein. Welche Herausforderungen hier auf Intel zukommen, kann man am besten in unserem Artikel zur 90-nm-Technik nachlesen, in dem wir auch detailliert auf Litographietechniken eingegangen sind.

Am Die-Shot wird es deutlich: Die Ähnlichkeit mit dem Prescott ist
zu erkennen - nur die Cache-Fläche im unteren Bereich ist nun doppelt
so groß wie beim Prescott 1M.

SSE3:

Der Pentium 4 5xx hatte es schon lange, doch dem Pentium 4 Extreme Edition fehlten die SSE3-Befehlssätze bislang noch. Er basierte auf dem Northwood-2M-Kern, der dem Northwood bis auf die Cache-Architektur absolut identisch ist. Da der Northwood kein SSE3 verstand, konnte auch die Extreme Edition kein SSE3. Mit der Umstellung auf den Prescott 2M-Kern kann nun auch der Pentium 4 Extreme Edition 3.73 GHz mit SSE3 umgehen. Auch hier haben wir die Vorteile bereits detailliert beschrieben, ebenso lohnt hier der Blick in den Artikel zum Pentium 4 Prescott, der vor über einem Jahr verfasst wurde. Durch die Nutzung der neuen Befehlssätze können Programmierer ihren Code effektiver ausführen lassen - dadurch laufen Berechnungen schneller ab.

31-stufige Pipeline:

Nochmal etwas Neues für die Extreme Edition und etwas normales für den Prescott. Durch die Umstellung auf die 90-nm-Technik erhält der Pentium 4 Extreme Edition natürlich auch die lange Pipeline des Prescott-Prozessors. Bislang besaß er eine 20-stufige Pipeline wie alle Northwood-Prozessoren, nun ist es eine 31-stufige Pipeline. Welche Nachteile sich durch die längere Pipeline ergeben, haben wir in einer Gegenüberstellung der 3,4 GHz-Prozessoren von Intel vorgenommen. Welche Verbesserungen Intel am Design des Northwoods durchgeführt hat, damit diese Nachteile möglichst selten auftauchen, haben wir im ursprünglichen Prescott-Artikel beschrieben. Insgesamt wird sich auch in unseren Benchmarks in diesem Test wieder zeigen, dass der Prescott durch die Verlängerung der Pipeline etwas an seiner Pro-Takt-Leistung eingebüßt hat.

FSB800 / FSB1066:

Schlussendlich bleibt Intel auch bei der kürzlich eingeführten Unterscheidung der Prozessoren durch den Front-Side-Bus. Die Extreme Edition-Prozessoren besitzen den neuen FSB mit 1066 MHz - also zumindest das Modell mit 3,46 GHz und der neue CPU mit 3,73 GHz. In dem Review zum Pentium 4 Extreme Edition 3.46 GHz haben wir schon die Vorteile des neuen FSB dargestellt, aber auch gesehen, dass der Performancevorteil sich je nach Anwendung zwischen 1 und 5% bewegt. Im Endeffekt ist also der Unterschied zwischen dem neuen Pentium 4 Extreme Edition und dem Pentium 4 6xx, der nur einen FSB von 800 MHz hat, sehr gering. Sobald Intel einen Pentium 4 670 vorstellt, so vermuten wir, wird der Pentium 4 Extreme Edition mit 3,73 GHz überflügelt.

Auf der nächsten Seite schauen wir uns Besonderheiten zum Stromverbrauch durch EIST an.


C1E:

Im Review des Pentium 4 570J haben wir schon C1E als Neuheit angepriesen - der Enhanced HaltState bewirkt, dass der Pentium 4 bei Nichtbelastung auf 2,8 GHz heruntertaktet. In den Tagen, in dem man Tools wie "CPU-Cool" oder Ähnliches verwendet hat, kannten viele User sicherlich noch das Problem, dass der Prozessor ständig mit Volllast lief - und entsprechend heiß den Betrieb verrichtete. CPU-Cool nutzte dann den C1-Modus des Prozessors. Sofern nichts zu tun war, setzte er den Prozessor in einen MWAIT/HALT-Modus und die CPU-Temperatur konnte aufgrund des Leerlaufbetriebs vom Prozessor sinken. Früher war dies aufgrund des geringen Stromverbrauchs eines Prozessors mehr ein Goodie als ein Feature, denn das Tool wurde nicht wirklich benötigt. Heute benötigen Prozessoren im Betrieb aber 50 bis 115 W je nach Modell - und somit ist es schon als kritisch anzusehen, wenn die CPU immer auf 115 W laufen würde.

Derartige MWAIT-Instruktionen werden heute direkt vom Betriebssystem ausgenutzt, um einen C1-Modus zu aktivieren. Das Prinzip ist dasselbe, nur ist der Leerlaufmodus praktisch in die Betriebssysteme integriert. Extra-Tools braucht man also nicht mehr. Allerdings ist es immer noch ärgerlich, wenn der Prozessor mit 3,8 GHz und voller Spannung laufen muss und somit auch im Idle-Modus noch seine Stromaufnahme höher ist als eigentlich notwendig.

Auswirkungen von C1E: Der Stromverbrauch des Prozessors
wird dauerhaft gesenkt und dadurch auch indirekt die Lautstärke
des Systems auf ein niedrigeres Niveau gesenkt.

Aus diesem Grund hat sich zunächst im Bereich der mobilen Prozessoren eine Technik entwickelt, um die Frequenz und Spannung der Prozessoren zu verändern. Intel nutzt seit dem Pentium III im mobilen Bereich diese Technik, genannt SpeedStep. Mit SpeedStep verändert der Prozessor im laufenden Betrieb seinen Takt. Wird beispielsweise heutzutage ein Pentium M 755 mit 2,0 GHz eingesetzt und seine Rechenleistung nicht benötigt, so taktet er sich auf bis zu 600 MHz herunter. Weiterhin kann auch die Spannung abgesenkt werden - beim Dothan ist dies beispielsweise eine Spannung von nur noch 0,988 V. Das hilft, die Stromaufnahme des Prozessors effektiv zu senken und auch die Temperatur ganz extrem zu mindern.

Enhanced SpeedStep ist ein Bestandteil der mobilen Prozessoren. Im Desktop-Bereich hatte Intel bislang keine Prozessoren mit einem derartigen Feature. Hier verwendet man nun seit dem Pentium 4 570J einen Enhanced HaltState, den es bereits im Server-Bereich gibt. Mit der Einführung der Prescott-verwandten Nocona-Prozessoren existiert in den Xeon-Prozessoren mit  "Demand Based Switching" eine ähnliche Technologie.

Die im Desktop-Bereich Enhanced HaltState genannte Technologie ist eigentlich der Demand Based Switching-Technik identisch. Auch hier wird bei Idle-Zeiten zusätzlich zum C1-Modus ein C1E-Modus aktiviert, der den Prozessor dann erst einmal auf 2,8 GHz heruntersetzt und anschließend die Spannung des Prozessors herunterdreht. Genauso funktioniert dies bei den E0-Steppings des Prescotts - auch hier werden 2,8 GHz und niedrigere Spannung gegenüber der üblichen 1,25 bis 1,4 V angelegt. Allerdings werden bei den Nocona-Prozessoren die Caches aufgrund der NetBurst-Architektur nicht heruntergetaktet. Es ist davon auszugehen, dass somit auch beim Pentium 4 die Caches weiterhin auf vollem Takt laufen.

Eine Formel kann uns dabei Auskunft geben, in welcher Form dies der Stromaufnahme hilft:

Power = C * V² * f + Leakage

Die Frequenzminderung hat ebenso einen Einfluss auf die Stromaufnahme, aber insbesondere natürlich die Spannung, die sogar im Quadrat auf die Aufnahme wirkt. Zudem wird die Leakage ganz erheblich vermindert.

Der Sinn dieses Modus besteht aber eigentlich nicht darin, dem Enduser ein ruhiges Gewissen zu verpassen, wenn er im Idle-Modus recht niedrige Temperaturen im Hardwaremonitor abfragen kann, sondern er bringt die Möglichkeit, entweder etwas günstigere Kühlmöglichkeiten zu verwenden oder die Akustik in heutigen PCs zu optimieren. Gerade dies kann ein Vorteil sein, denn wenn der PC nicht die volle Leistung benötigt, kann eine im Bios implementierte Lüftersteuerung die Gehäuse- und den CPU-Lüfter herunterdrehen und damit den Geräuschpegel beeinflussen.

Dabei unterstützen alle Prescott-basierenden Prozessoren im E0-Stepping das Feature. Neben dem Intel Pentium 4 wird dies dementsprechend auch der Celeron D der Fall sein, allerdings kommt dieses Feature nur für Sockel 775-Prozessoren. Wenn das Board eine dynamische Anpassung der VID unterstützt, was mit FMB2.0 / VRM10.0 der Fall sein sollte, unterstützt das Board hardwaretechnisch das Feature - und es bedarf auch keiner Betriebssystem- oder Softwareanpassung, da das Feature hardwareseitig gesteuert wird. Das ist durchaus ein Vorteil gegenüber der AMD-Technologie Cool & Quiet, die zusätzlich einen Prozessortreiber benötigt.

TM2:

Was C1E bewirkt, wenn der Prozessor im Idle-Modus ist, bewirkt der Thermal Monitor 2 (TM2), wenn der Prozessor zu heiss wird.

Mit der ersten Version des Thermal Monitors schuf Intel einen wirksamen On-Die-Schutzmechanismus (On-Die-Clock-Modulation) für den Prozessor. Funktioniert die Kühlung nicht effektiv, so steigt die Temperatur bis zu einer vordefinierten Maximaltemperatur an. Wird diese Temperatur erreicht, schiebt der Prozessor innerhalb von nur 100ns Wartezyklen ein, in denen er keine Berechnungen durchführt. Hierdurch bleibt er betriebsbereit, läuft zwar auf hoher Temperatur, aber er kann weiterhin Berechnungen durchführen. Durch die Wartezyklen bleibt er natürlich hinter seiner Normalperformance zurück.

Im Bild sieht man die Funktionsweise des Thermal Monitors 1. Der Proc_Hot#-Pin ist dafür verantwortlich, bei Überhitzung des Prozessors den Schutzmechanismus auszulösen. Anschließend wird der interne Takt des Prozessors moduliert, es resultiert daraus ein Betrieb mit "Pausen", um die Temperatur wieder unter das kritische Niveau zu bringen. Der Prozessor läuft dabei aber weiter - und wird vor allen Dingen nicht beschädigt.

Anstatt wie beim Thermal Monitor 1 einfach die Prozessortaktung auszusetzen und Rechenoperationen zu blockieren, bis der Prozessor die kritische Temperatur wieder verlassen hat, setzt Intel beim Thermal Monitor 2 ebenfalls auf Enhanced HaltState und taktet zum einen den Prozessor herunter, zum anderen setzt man auch die Spannung herunter. Somit erwärmt sich der Prozessor nicht mehr so stark, die Temperatur kann sinken. Erst wenn dies nichts bringt, wird die klassische Taktfrequenzbremse eingesetzt. Gerade durch die Veränderung der Spannung kann der Prozessor wieder einmal deutlich Abwärme sparen - es gilt dasselbe wie beim C1E-Modus.

Wie man sieht, gelingt es durch diese Modifikation, die Blockierung der Rechenoperationen zu modifizieren und das System dadurch selbst bei hoher Temperatur besser performen zu lassen.

Auch hier gilt - jeder Pentium 4 und Celeron D-Prozessor auf Basis des E0-Kerns kann mit dem Feature zurecht kommen, aber auch hier muss das Bios wieder das Feature unterstützen und entsprechend aktivieren. Auch hier ist keine besondere Hardwarevoraussetzung notwendig, wenn das Board die dynamische Veränderung der VID unterstützt. Es wird auch keine Softwareunterstützung benötigt.

Auf der nächsten Seite nehmen wir EIST als neues Feature und den Stromverbrauch im Praxistest genauer in den Augenschein.


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.


AMD startete bereits früh mit x86-64 - und nutzte die Gelegenheit, um die 64bit-Fähigkeit der eigenen Prozessoren auszuschlachten. Sicherlich praktisch ist die x86-64-Fähigkeit bislang bei Servern, denn durch die Unterstützung von Linux-Betriebssystemen kann ein Opteron-Server gerade in Bereichen über 4 GB den Speicher einfacher verwalten. Im Desktop-Bereich sieht es hingegen anders aus. Hier ist in der Regel nicht Linux im Einsatz, demnach muß man noch auf ein fertiges Betriebssystem warten. Microsoft kündigte eine fertige 64bit-Version bereits für die nahe Zukunft an, bislang kann man sich aber nur mit Beta-Versionen x86-64 unter Windows ansehen.

Intels EM64T ist in großen Bereichen x86-64 absolut identisch. Wie AMD unterstützt auch Intel die drei verschiedenen 64bit-Modes :

Im Endeffekt besteht also die Möglichkeit, die Prozessoren unter einem 32bit-Betriebssystem ohne 64bit-Funktionalität zu nutzen oder ein 64bit-Betriebssystem zu nutzen und dann auch 32bit-Code im Kompatibilitätsmodus ausführen zu lassen. Auch existiert ein reiner 64bit-Modus. Vorteile bringt der 64bit-Modus in der größeren Speicher-Adressierbarkeit, in zusätzlichen Registern (8-SSE und 8-Gen Purpose) sowie doppelter Präzision bei Integer Operationen. Allerdings erwartet Intel hier nur einen deutlichen Vorteil bei der Speicheraddressierbarkeit und keinen generellen Performance-Vorteil durch die Verwendung des 64bit-Modus. Diese Vorteile können aber nur genutzt werden, wenn auch ein Betriebssystem installiert wurde, welches 64bit-Modes unterstützt und der Chipsatz und das Bios den EM64T-Modus ebenfalls kennt.

Hier und da unterscheiden sich die beiden Standards, was es sicherlich nicht leichter macht, eine allumfassende Betriebssystemunterstützung zu erreichen, aber sowohl Intel wie auch AMD werden in Zukunft weiterhin die 64bit-Werbetrommel rühren. Die Frage ist nur, was bringt es dem Kunden ?

Windows XP 64bit mit einem EM64T-Prozessor

Bringt EM64T mehr Performance?

Für diesen kurzen Vergleich haben wir eine Windows 64bit Evaluations-Kopie installiert und diese mit möglichst identischen Treibern mit der 32bit-Version verglichen. Hierbei existieren natürlich nicht nur Vorteile und Nachteile aufgrund der Performance von EM64T, sondern vor allen Dingen auch aufgrund der unterschiedlichen Softwarereleases. Es läßt sich also nur mit deutlichen Unterschieden eine Aussage darüber treffen, ob EM64T tatsächlich etwas aus Leistungssicht bringt.

Das erste Problem entsteht dabei schon in der Verwendung der Benchmarks - welcher Benchmark unterstützt bereits 64bit ? Bei uns ist es nur Sisoft Sandra, allerdings in einer neuen 2005er-Variante. Hinzu kommen einige andere Benchmarks, die wir exemplarisch mitverwendet haben:

Teilweise deutliche Verbesserungen - teilweise auch Einbrüche. Die verwendeten Benchmarks sind natürlich klar 64bit-optimiert - sie sollen ja gerade zeigen, das x64-64 eine Verbesserung bringt. Klar ist deshalb, dass dies sicherlich nicht typische Verbesserungen sind. Da viele Benchmarks auch synthetischer Natur sind, können sie sehr gut angepasst werden - und zeigen dann natürlich brachiale Ausschläge. Die 32bit-Applikationen hingegen laufen entweder gar nicht (Aquamark 3 stürzt direkt nach dem Start mit einer Fehlermeldung ab) oder laufen leicht langsamer, was wahrscheinlich an den Beta-Treibern liegt. Hier muß man also noch abwarten, wie sich die Performance im 64bit-Bereich entwickelt.

Einige Mainboards unterstützen schon EM64T ohne
Bios-Update - so beispielsweise das Abit AA8XE Fatal1ty

Auch ist es noch nicht möglich, Windows XP 64bit zu kaufen - zudem existieren, wie man auch an unseren Benchmarks sehen kann, kaum handelsübliche Applikationen, die EM64T bereits nutzen können. Sicherlich wird sich 64bit mit der Zeit verbreiten, allerdings erscheint es als klar, dass dies durchaus noch dauern könnte. Heute existieren bereits eine Hand voll Vorhaben, 64bit-Spiele und Applikationen zu launchen. In einen Hype sollte man deshalb jedoch noch nicht verfallen.


Natürlich interessiert uns auch, wie die neuen Prozessoren des "N0"-Steppings sich bei höheren Taktraten verhalten. Den Pentium 4 mit 4.0 Ghz hat Intel ja fallen gelassen, bekannt ist aber, dass fast alle aktuellen Pentium 4 Modelle auf der hohen Frequenz laufen könnten, wenn die Abwärme entsprechend abgeführt werden kann. Mit einer Wasserkühlung oder sehr guten Luftkühlern ist dies kein Problem. Wir haben uns für unseren Test jedoch nur einen Standard-Luftkühler geschnappt und nicht auf extremere Varianten der Kühlung gesetzt - derartigen Thematiken werden wir demnächst in einem ausführlicheren Artikel nachgehen.

Für unseren Overclocking-Test haben wir diesmal zu einem Abit AA8XE Fatal1ty-Mainboard gegriffen, welches wir demnächst auch in einem Review präsentieren werden:

Durch Klick auf das Bild gelangt man zu einer vergrößerten Ansicht

Lassen wir zunächst einmal die Ergebnisse sprechen:

Pentium 4 Extreme Edition 3.73 Ghz @ 4.6 Ghz

Pentium 4 660 @ 4.12 Ghz

Beide Prozessoren ließen sich sehr gut übertakten - der Pentium 4 660 erreichte absolut stabile 4.12 Ghz, unser Pentium 4 Extreme Edition erstaunte uns aber besonders und lieferte bis 4.35 Ghz ein recht stabiles System. Durch unsere Luftkühlung waren wir natürlich bei der Vergabe der Spannung etwas vorsichtiger. 1.525V lagen an. Da der Prozessor bis 4.6 Ghz noch in Windows XP bootete und dort auch noch lief, aber schon Programmabstürze und unsinnige Benchmarkergebnisse lieferte, kann man eventuell mit einer effektiveren Kühlung und einer noch minimal höheren Spannung ein noch besseres Ergebnis erreichen. Unser instabiles System kann natürlich auch andere Gründe haben - denn bei einem FSB von über 1320 Mhz treten auch gerne einmal andere Probleme auf...

Das Testsystem

Eine Auflistung der verwendeten Hardware und Software darf natürlich nicht fehlen. Wir verwenden für die Testsysteme möglichst identische Setups, um die Ergebnisse nicht zu verfälschen. Schwierig ist dies bei neuen Chipsätzen und neuen Features wie PCI-Express - dann sind meistens neue Treiber für die Grafikkarten und Mainboards notwendig, teilweise sogar andere DirectX-Versionen oder Service-Packs. Aus diesem Grund wird von Zeit zu Zeit ein komplett neuer Setup nötig, den wir jedoch so lange wie möglich hinauszögern, um eine entsprechend umfangreiche Vergleichsbasis zu ermöglichen. Folgende Hardware und Software haben wir eingesetzt:

Intel Testplattform für Sockel 775 (1066 MHz):

Intel Testplattform für Sockel 775 (800 MHz):

AMD Testplattform für Sockel 939:

Alle restlichen Umgebungsvariablen wurden identisch belassen.

Im Vergleich zum ersten Sockel 775-Testbericht konnten wir eigentlich alle Treiber bis auf den unerheblichen Chipsatztreiber identisch belassen. Auch die AMD Athlon 64-Benchmarks haben wir mit identischen Treibern durchgeführt, nur für die neuen nForce 4-Tests mussten wir auf einen aktuelleren ForceWare upgraden, wobei wir die Settings allerdings auf den neuen ForceWare übertrugen und deshalb eine gute Vergleichbarkeit gegeben ist. Im Gegensatz zu den ersten Sockel 775-Tests konnten wir mit dem neuen Mainboard nun auch 3-3-3-10-Timings fahren, was wir aus Vergleichbarkeitsgründen mit den AMD-Prozessoren einstellten, um hier ebenfalls den niedrigen Latenzen gerecht zu werden. An den Benchmarks wurde nichts geändert.

Das eingesetzte Mainboard ist ein Intel D925XECV2, welches wir bereits in einem Mainboard-Roundup präsentiert haben:

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Gründlich, wie man es von Intel gewohnt ist, stimmt natürlich der FSB bei beiden Prozessoren bis auf die letzte Kommastelle:

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Schön zu sehen ist ebenso, dass die CPUID auf 0xF43 gewechselt hat und dass CPUZ den Prozessor mit einem N0-Stepping erkennt.

Kommen wir nun also zu den Benchmarks:


Sysmark 2002 Internet Content Creation (Bapco)

Ein typischer Office-Benchmark ist der Sysmark 2002, ein professioneller Benchmark zur Messung der Application Performance. Er ist sogar dank der Verwendung von einigen Programmen, die SMP unterstützen, multiprozessorfähig, deshalb könnten wir ihn auch in derartigen Reviews zur Darstellung von Hyperthreading sehr gut verwenden. Über Macros werden bei diesem Benchmark bestimmte typische Befehle in Programmen ausgeführt und die Arbeitsgeschwindigkeit des Systems gemessen. Nicht nur die CPU-Performance spielt dabei natürlich auch eine Rolle, auch das Memory Subsystem ist nicht unbeteiligt. Sonstige Komponenten, die ebenso ins Gewicht fallen würden, haben wir konstant gelassen : Die Festplattenperformance ist ebenso maßgebend, diese ist jedoch in beiden Systemen aufgrund der Serial ATA-Festplatte gleich.

Betrachten wir zuerst den Sysmark 2002 Internet Content Creation Test. Dieser beinhaltet die folgenden Applikationen :

Klare Sache: Der Pentium 4 Extreme Edition 3.73 Ghz setzt sich an die Spitze. Zwar hat der 570J eine etwas höhere Taktfrequenz, aber mit 2 MB L2-Cache kann er dem Rest davonziehen. Der Pentium 4 660 kann mit EIST knapp auf das Niveau eines Pentium 4 570J kommen - auch hier zahlt sich der größere L2-Cache also aus.

Sysmark 2002 Office Productivity (Bapco)

Als nächstes haben wir den Office Productivity Test von Sysmark 2002. Auch hier sind einige bekannte Programme enthalten, die vor allen Dingen im Office-Bereich oft verwendet werden :

Bei diesem Test erhalten wir folgendes Ergebnis :

Wieder liegt der Pentium 4 660 und der Pentium 4 Extreme Edition 3.73 Ghz in Führung.

ScienceMark 2.0

Science Mark 2.0 ist ein recht umfangreicher Benchmark, wir verwenden jedoch in diesem Fall nur die Cache- und Memory-Benchmarks des Tools. Sicherlich gibt es auch ein paar andere interessante Bereiche, aber für einen CPU-Benchmark macht dieser Ausschnitt am meisten Sinn. Science Mark kann man sich selber hier herunterladen, wir haben uns dafür entschlossen, die Ergebnisse hier als Grafiken darzustellen. Bei ScienceMark 2.0 betrachten wir nur die beiden neuen Prozessoren:

Pentium 4 660

Pentium 4 Extreme Edition 3.73 Ghz

Hier hat sich im Vergleich zum Prescott nicht viel geändert - der Prescott-2M-Cache besitzt praktishc dieselben Latenzzyklen, nur die Speicherlatenz ist etwas höher. Dafür kommen wir auf eine geringfügig höhere Bandbreite, die hier natürlich auch vom Cache beeinflußt wird.


Sisoft Sandra CPU Drystone ALU (Sisoftware)

Sisoft Sandra ist ein synthetischer Benchmark und aufgrund seiner leichten Anwendung und dem kompakten Download-Umfang ein recht beliebtes Tool zum Vergleich des PCs. Für Mainboard-Reviews wird dieser Benchmark oft verwendet, doch zeigt er dabei nur die genaue CPU-Frequenz in der Leistungsbeurteilung wieder - dort ist er also nur ein abschreckendes Beispiel. Recht sinnig ist er jedoch hier einsetzbar, auch wenn die Performance-Bewertung nichts mit der realen Performance eines CPUs zu tun hat, sondern eher einen Trend aufzeigt, denn die Berechnungen, die Sisoft Sandra anstellt, sind wirklich rudimentär.

Zunächst wollen wir die CPU-Benchmarks kurz ansehen :

Sisoft Sandra CPU Whetstone FPU

Sisoft Sandra MMX Integer

Sisoft Sandra MMX FP

Sisoft Sandra Memory Int

Sisoft Sandra Memory Float

Auch hier liegt der Pentium 4 Extreme Edition gut - aber es zeigt sich eine stärkere Ähnlichkeit zum Prescott-Kern als zum Vorgängerkern, dem Northwood-2M. So waren die Extreme Edition-Prozessoren besonders im MMX-Benchmark bislang sehr stark - aufgrund der längeren Pipeline ähnelt das Ergebnis für den Pentium 4 Extreme Edition 3.73 Ghz jetzt eher dem Ergebnis des 570J. Zulegen kann der EE 3.73 deutlich im Speicherbenchmark - auch Sisoft Sandra reagiert hier auf den größeren Cache. Unter anderem kann der Pentium 4 660 deshalb hier auch sehr gut abschneiden, in den restlichen Benchmarks liegt er ungefähr auf dem Niveau eines Pentium 4 560.


Cinebench 2003 - Rendering 1 CPU (Maxon)

Cinebench ist ein Benchmark, der zur Performancemessung von Systemen für die Software Cinema 4D von Maxon entwickelt worden ist. 3D Modelling ist natürlich auf leistungsfähige CPUs angewiesen und so ist Cinema 4D auch SMP-fähig. Wir haben den Cinebench bislang auch für unsere Mainboard-Tests und für Dual-CPU-Tests verwendet, da er in diesem Bereich sehr gut ist und wir noch keinen vergleichbaren Benchmark im Portfolio hatten. Cinebench 2003 basiert auf CINEMA 4D R8 von Maxon, diese Version kann mit bis zu 16 Prozessoren umgehen. Einige typische Arbeitsvorgänge von Cinema 4D werden simuliert und über den Benchmark abgespult, dieser berechnet dann die Frames pro Sekunde.

Cinebench 2003 - Rendering 2 CPU (HT)

Cinebench 2003 C4D Shading

Cinebench 2003 OpenGL SW-L

Cinebench 2003 OpenGL HW-L

Auch in Cinebench zeigt sich die Ähnlichkeit zum Prescott - aus diesem Grund fällt der Intel Pentium 4 Extreme Edition 3.73 auch in einigen Benchmarks deutlich hinter das 3.46 Ghz-Modell zurück. In anderen Benchmarks wiederum - so beispielsweise bei C4D Shading - lag der Extreme Edition 3.46 Ghz nicht gut, nun kann der Pentium 4 Extreme Edition 3.73 Ghz punkten. Bei OpenGL HW-L liegt das Modell sogar einmal vor dem Pentium 4 570J - hier zeigt sich der Vorteil des 1066 Mhz schnellen FSBs.

Der Pentium 4 660 orientiert sich mal wieder am Pentium 4 560 - fast immer liegt er knapp vor dem älteren Prozessor.


SpecViewPerf 7.0 3DSMax (SPEC)

SpecViewPerf ist ein Benchmark der SPEC.org, er ist kostenlos und kann ebenfalls heruntergeladen werden, allerdings ist die 7.0er Version mit mehreren hundert MB doch ein ganz schöner Brocken. Was macht der Benchmark ?

quote:
The first benchmark released by the SPECopc group was SPECviewperf®, which measures the 3D rendering performance of systems running under OpenGL.
Unsere Grafikkarte ist nun aktuell und schnell, aus diesem Grund präsentieren wir jetzt wieder alle sechs Teilbereiche : 3DSMax-01, UGS-01, DRV-08, DX-07, Light-05 und Proe-1.

SpecViewPerf DRV-08

SpecViewPerf DX-07

SpecViewPerf Light-05

SpecViewPerf Proe-01

SpecViewPerf UGS-01

Die Extreme Edition-Prozessoren konnten bislang in diesem Benchmark auch nur in Teilbereichen richtig gut aussehen, der Pentium 4 Prescott war hier meistens geeigneter. Nun sieht man dies deutlicher am Abschneiden des Pentium 4 Extreme Edition 3.73 Ghz. Im Gegensatz dazu ist der Pentium 4 660 dem Pentium 4 560 teilweise unterlegen - der größere Cache scheint hier also eher nichts zu bringen. Als Grund für das geringfügig schlechtere Abschneiden z.B. in DRV-08 könnten Auswirkungen von EIST zu nennen sein.


KibriBench (Adept Development)

KibriBench ist ein 3D-Renderer - und deutlich CPU-belastend. Wir verwenden die Map "City", die ziemlich leistungsfressend ist. Kribi ist SMP-fähig und somit kommt auch Hyperthreading hier zum Einsatz. Auch diesen Benchmark haben wir neu für unsere CPU-Tests entdeckt, auch er nutzt neue Technologien wie Hyperthreading aus.

Bei Kribi ist wieder einmal 3.46 GHz besser als 3.73 GHz. Durch die längere Pipeline fällt der neue Extreme Edition sogar hinter den alten High-End-Prozessor zurück. Wieder einmal ist die Performance eher mit dem Pentium 4 570J vergleichbar. Hingegen scheint der größere Cache durchaus etwas zu bringen, denn der Pentium 4 660 kann sich etwas vom Pentium 4 560 absetzen.

XMpeg 5.03 (XMpeg)

Xmpeg 5.0.3 ist ein Komprimierungs-Tool, welches mit DivX umgehen kann. Wir verwenden für diesen Test den neuen Codec 5.1.1 in der Version und komprimieren ein Video. Es wurde dabei eine ca. 200MB großte MPEG-2 Datei umgewandelt, wobei wir die Audio-Verarbeitung deaktivierten. Zwar zeigt das Programm die durschnittliche Frame-Zahl pro Sekunde an, wir dividieren aber die kompletten Frames durch die benötigte Zeit. Derartige Komprimierungen waren schon immer ein kräftiger Leistungstest für Prozessoren.

Hier zeigt sich ein anderes Bild - die 2 MB Cache scheinen hier Wunder zu wirken und bewirken ein sehr gutes Abschneiden von den beiden neuen Prozessoren.


PCMark 2004 - CPU (Futuremark)

PCMark 2004 ist der nächste Benchmark in unserer Sammlung. Dieser Benchmark ist die neuste Kreation aus dem Hause Madonion und prüft die Leistung von CPU und Speicher. Heruntergeladen werden kann dieser Benchmark in unserer Download-Area oder bei Futuremark. Enthalten sind zwei Tests - ein reiner CPU-Benchmark und ein sogenannter Memory-Test, der die Bandbreite des Systems messen soll. Als dritten Benchmark findet man einen Harddisk-Benchmark, der jedoch eine sehr hohe Messungenauigkeit besitzt und deshalb für Festplattentests nicht zu empfehlen ist. Der CPU-Test gibt hauptsächlich die Taktung wieder. Beim Memory-Test merkt man deutlich, wenn ein Prozessor einen größeren Cache besitzt.

PCMark 2004 Memory

Der PCMark-CPU-Test zeigt einen klaren Sieger aufgrund der hohen CPU-Frequenz, der Pentium 4 570J ist hier immer noch die Nr. 1. Allerdings ist der Pentium 4 Extreme Edition 3.73 Ghz natürlich aufgrund des hohen Taktes direkt dahinter zu finden. Der Cache befördert auch den Pentium 4 660 mal wieder vor den Pentium 4 560. Beim Memory-Test sind die FSB1066-Prozessoren von Intel natürlich führend. Der Cache scheint aber auch hier Auswirkungen auf den Benchmark zu machen, denn der Pentium 4 660 kann sich deutlich vor dem Pentium 4 570J einfinden.

TMPGEnc MPEG Encoder (TMPGEnc)

TMPGEnc ist der nächste Benchmark in unserem Test. TMPGEnc ist ein sehr guter Video-Encoder, der ebenfalls SMP-fähig ist und somit von Hyperthreading Gebrauch macht. Da TMPGEnc zunehmend verwendet wird, eignet er sich als guter Benchmark im Vergleich zu anderen ähnlichen Programmen, wie beispielsweise Flask Mpeg.

Achtung : Weniger ist hier besser !

Auch hier ähnelt das Abschneiden des Pentium 4 Extreme Edition 3.73 dem Prescott - und so liegen der Pentium 4 570J und das neue Intel-Topmodell in Führung. Der Pentium 4 660 und der Pentium 4 560 liegen wieder einmal fast gleich auf.


Lame mp3 Codec und CDex (Lame)

LAME ist ein weiteres Kompressionstool. Es handelt sich um einen freien mp3-Codec, den wir zusammen mit CDex zum Komprimieren einer CD verwenden. Wir komprimieren hier den Inhalt einer kompletten CD mit elf Songs zu mp3-Dateien mit einer Bitrate von 128 mbit. Interessant ist dabei, das zu Beginn des mp3-Booms dies noch lange dauerte - das Rippen der .wav-Dateien von der CD dauerte mit 4x oder 8x CD-ROM-Laufwerken eine Ewigkeit, anschließend war der Rechner eine Stunde mit dem Encodieren beschäftigt. Jetzt ist die CD in knapp zwei Minuten ausgelesen, während der Rechner bereits im Hintergrund die Dateien komprimiert. Schneller als die CD wieder ins Regal eingeordnet ist, hat man also die Dateien per USB 2.0 auf seinem mp3-Player :

Achtung : Weniger ist hier besser !

Eine gute Performance eines High-End-Prozessors ist dies nicht - bei LAME gerät der Pentium 4 Extreme Edition 3.73 Ghz deutlich unter die Räder. Die älteren Pentium 4 Extreme Edition-Prozessoren liegen hier deutlich besser.

WinRAR (RARLab)

WinACE und WinRAR sind neben WinZIP die weit verbreitesten Datei-Komprimierungsprogramme. WinZIP haben wir indirekt bereits mit Sysmark 2002 mitgetestet, hier wollen wir genauer auf die beiden Programme eingehen. Während WinRAR nach unseren Erfahrungen auf Pentium 4-Systemen - eventuell aufgrund von SSE2-Optimierungen - schneller ist, nutzt WinACE wohl keine derartigen Optimierungen, hier liegen Athlon XP und Pentium 4 immer näher zusammen. Wie sieht es hier aus ?

Achtung : Weniger ist hier besser !

Bei WinRAR lagen die älteren Pentium 4 Extreme Edition und auch der Northwood im allgemeinen nicht sehr gut - hier kann der Pentium 4 Extreme Edition 3.73 Ghz also wieder deutlich zulegen. Er kommt allerdings immer noch hinter dem Pentium 4 570J ins Ziel. Der Pentium 4 660 liegt sehr gut - er platziert sich knapp dahinter.

WinAce (WinAce)

Achtung : Weniger ist hier besser !

Auch hier bringt Cache etwas - und so sieht der Pentium 4 660 sehr gut aus und auch der Pentium 4 Extreme Edition mit 3.73 Ghz kommt am Pentium 4 570J vorbei.


3DMark 2001 SE (Futuremark)

3DMark 2001 ist sicherlich einer der beliebtesten Benchmarks - nicht nur bietet das Gamers Headquarter von Futuremark auch eine tolle Vergleichsbasis, sondern es lassen sich mit diesem, eigentlich als Grafikkarten-Benchmark konzipierten Programm auch recht gut Performance-Vergleiche anstellen. Je nach Auflösung erreicht man dabei eher eine Grafikkarten-Auslastung oder eine CPU-Auslastung - aus diesem Grund haben wir den Benchmark auch mit 1024x786 durchgeführt, das reicht bei unserer Geforce 6800 GT um zu zeigen, wo ein stärkerer CPU mehr Leistung bringen kann. Die neue 2003er-Version verwenden wir aus zwei Gründen nicht : Zum einen hat eine CPU/Plattform-Performance fast keinen Einfluß auf das Ergebnis, der Benchmark ist deshalb für CPU-Tests ungeeignet. Zum anderen gab es in der letzten Zeit aufgrund von Optimierungen nVidias und ATIs einige Diskussionen - hier wollen wir jedoch nicht mit einsteigen und beschränken uns deshalb auf die ältere 2001er-Version.

Trotz 266 Mhz mehr kein besseres Ergebnis für den Pentium 4 Extreme Edition mit 3.73 Ghz - die alten Northwood-Modelle sind hier deutlich besser. Allerdings scheint der 2 MB-Cache hier zu beflügeln und so kann sich der Pentium 4 660 sogar vor den Pentium 4 570J setzen.

3DMark 2003 (Futuremark)

3DMark 2003 kennt auch jeder - nur ist das Programm leicht in den Verruf gekommen, weil die Grafikkartenhersteller hier gerne etwas optimiert haben. Für unsere CPU-Tests ist das allerdings nicht erheblich, da wir immer bei demselben Treiber und derselben Grafikkarte bleiben. Aus diesem Grund können wir 3DMark 2003 für den Vergleich recht gut einsetzen, auch wenn die Unterschiede recht gering sind - die Grafikkarte trägt hier die Hauptlast.

Was im 3DMark 2001 noch schlecht aussah, sieht hier wieder gut aus - die 2 MB L3-Cache scheinen den Prescott-2M-Kern zu guter Leistung zu beflügeln und so liegen die beiden neuen Prozessoren gut im Rennen. Wichtiger ist hier aber eine gute Grafikkarte - denn die Ergebnisse liegen alle im Bereich einer sehr kleinen Bandbreite.

Quake 3 Arena 640x480 (ID Software)

Als nächstes werfen wir einen Blick auf Quake 3 Arena. Quake 3 Arena ist schon ein Klassiker im Bereich der Benchmarks, deshalb setzen wir ihn auch weiterhin ein, haben ihn für unsere CPU-Tests aber erst jetzt wieder aus dem Archiv geholt. Die Demo 001 wird in der Konsole mit dem Befehl timedemo 1 und demo demo001 aktiviert, den Benchmark haben wir bei 640x480 mit 16 bit laufen lassen, um die CPU am meisten zu fordern. Hier sehen wir die Ergebnisse :

Bei Quake 3 Arena ist der alte Extreme Edition mit 3.46 GHz mal wieder so schnell wie der neue - schade. Der Pentium 4 660 hingegen scheint aufgrund des 2 MB L2-Caches gut mithalten zu können.

Return to Castle Wolfenstein 640x480 (Activision)

Return to Castle Wolfenstein basiert auf der Quake 3-Engine, ist aber ungleich anspruchsvoller. Getestet wurde nach den 3DCenter-Regeln für dieses Spiel und mit der dort beschriebenen Time-Demo Checkpoint durchgeführt. Dieser Link führt zur besagten Time-Demo bei 3DCenter, das Spiel muß man sich jedoch selbst besorgen, denn eine Demo ist im Internet leider nicht verfügbar.

Auch hier war der alte Pentium 4 Extreme Edition mit 3.46 Ghz schneller als der neue. Das Ergebnis ist sonst ähnlich wie bei Quake 3 Arena einzustufen.


UT2003 Flyby 640x480 (Epic)

Unreal Tournament 2003 ist als Demo verfügbar, in die eine Benchmark-Funktion eingebaut ist. Ein Skript testet bei verschiedenen Auflösungen, es gibt eine Flyby-Demo und ein Botmatch, die die Leistungsfähigkeit des Systems für die Vollversion zeigen soll. Hier die Ergebnisse bei 640x480 mit 16 bit, denn auch hier wollen wir natürlich die Belastung auf die CPU verlagern :

UT2003 Botmatch 640x480

Auch hier ist der Pentium 4 Extreme Edition mit 3.46 Ghz praktisch so schnell wie das 266 Mhz schnellere Modell. Der Pentium 4 660 hingegen kann sich recht gut platzieren im Vergleich der Intel-Prozessoren. Deutlich dominierend sind hier die AMD Athlon 64-Prozessoren.

Unreal Tournament 2004 - Flyby 1024x768 (Epic)

Etwas hungriger bezüglich der Grafikkartenleistung ist UT2004 - aber in einigen Bereichen limitiert auch die CPU, weshalb sich auch dieser Benchmark perfekt für das Messen der CPU-Performance eignet. Wir haben den Benchmark wie immer mit niedriger Auflösung getestet.

Unreal Tournament 2004 - Assault 1024x768

Auch hier dominiert AMD - und auch hier kann der Pentium 4 Extreme Edition 3.46 GHz am neuen Topmodell vorbeiziehen.


Comanche 4 640x480 (Novalogic)

Comanche 4 ist für Auflösungen von 1024x786 durchaus noch als CPU-Benchmark zu gebrauchen, bei höheren Auflösungen limitiert jedoch die Grafikkarte. Der Benchmark nutzt viele Pixel- und Vertexshader, allerdings wird neben einer hervorragenden Grafikkarte auch ein starker CPU benötigt. Das Spiel basiert auf DirectX 8 und ist in der Demo zum Downloaden erhältlich. Die Demo besitzt einen integrierten Benchmark, hier kann man also vor dem Kauf auch feststellen, ob das Spiel auf dem gewünschten PC ruckelfrei läuft. Wir verwenden ihn zur Leistungsmessung.

Auch hier kommt der Pentium 4 Extreme Edition mit 3.73 Ghz nicht wirklich auf Zack - der Pentium 4 660 kann hingegen den Pentium 4 570J im Schach halten.

Serious Sam 640x480 (Croteam)

Serious Sam ist auch neu bei unseren CPU-Tests - das Game ist hinreichend bekannt, wir verwenden die integrierte Benchmark-Funktion, natürlich mit 640x480 und niedrigsten Settings, um die Grafikkarte möglichst nicht zu belasten und die CPU zu fordern. Hier das Ergebnis :

Bei Serious Sam schlägt der Pentium 4 Extreme Edition mit 3.73 Ghz den Pentium 4 Extreme Edition 3.46 Ghz knapp - aber das ist eigentlich nicht genug für einen Prozessor, der auf dem Papier 266 Mhz schneller ist. Der Pentium 4 660 hingegen hält den Pentium 4 570J in Schach und plaziert sich deshalb wieder einmal recht gut.

DroneZMark 640x480 (Zetha Games)

DroneZMark liefert nur mit einer starken Grafikkarte eindeutige Werte für einen CPU-Test - mit einer GeForce 6800 GT ist dies jedoch kein Problem. So haben wir hier ziemlich eindeutige Werte, DroneZ reagiert allerdings sehr gerne auch auf einen großen Cache, wie man in unseren bisherigen Tests sehen konnte.

Bei DroneZ haben wir schon oft gesehen, dass ein großer Cache wahre Wunder vollbringt. Somit liegen hier die beiden neuen Prescott-2M-Prozessoren deutlich in Führung.


Codecreatures 1024x768 (Codecult)

Auch Codecreatures ist ein Benchmark für Grafikkarten - und dabei sogar ein recht anspruchsvoller. Ursprünglich wollten wir diesen Benchmark in den Reviews nur dazu verwenden, um aufzuzeigen, wo die CPU- und Chipsatzhersteller noch etwas verbessern könnten und wo eher eine neue Grafikkarte angebracht ist. Aus diesem Grund handeln wir Codecreatures auch recht schnell mit nur einer Auflösung (1024x786) ab, die zeigt, das hier unsere Geforce 6800 zwar gute Werte bringt, aber die Frameraten immer noch sehr niedrig sind.

Gute Ergebnisse sehen wir für die neuen Prozessoren in diesem Benchmark.

Aquamark 3 Score (Massive Development)

Aquamark 3 ist ein leistungsfähiger Test für Grafikkarten, aber auch bei ihm sieht man einen Effekt bei einer schnellen CPU. Wir verwenden die kostenlose Version, die man unter obigem Link herunterladen kann. Die Score ist dabei ähnlich wie bei den Benchmarks von Futuremark auch online vergleichbar mit anderen Systemen.

Wieder kein erfreuliches Ergebnis für den Extreme Edition - aber dafür ein gutes für den Pentium 4 660.

X2 The Threat - 640x480 (Egosoft)

X2 ist ein Weltraum-Egoshooter, der auch in einer Demoversion zum Herunterladen existiert, die wir hier für diesen Test verwenden. Die Software wird von uns in einer niedrigen Auflösung getestet, da das Spiel bei höheren Auflösungen beginnt, grafikkartenlastig zu werden.

Bei X2 kann der Pentium 4 Extreme Edition 3.73 Ghz wieder einmal zulegen, aber auch der Pentium 4 660 sieht hier sehr gut aus.


FarCry Pier 800x600 (Crytek)

FarCry ist wohl das Spiel des Jahres 2004 und ein Grund, sich mal wieder einen neuen PC zu leisten. Das Spiel ist sowohl stark Grafikkarten-lastig bei höheren Auflösungen und hohen Details, aber es existiert auch eine sehr hohe CPU-Belastung, gerade bei niedrigeren Auflösungen ohne viele Details. Wir verwenden deshalb den Benchmark mit Standard-Settings und unterschiedlichen Auflösungen.

Farcry Pier 1024x768

Farcry Pier 1280x1024

Farcry Pier 1600x1200

In FarCry liegt der neue Pentium 4 Extreme Edition 3.73 wieder fast auf dem Niveau des Pentium 4 Extreme Edition 3.46 Ghz - eigentlich etwas wenig für 266 Mhz mehr Takt. Der Pentium 4 660 liegt hingegen praktisch auf demselben Niveau vor dem Pentium 4 570J - das ist ein gutes Ergebnis.

Kommen wir nun zum Fazit


Schauen wir wieder einmal kurz auf die Preise der neuen Prozessoren. Viele Händler haben den Pentium 4 6xx schon gelistet:

Die Pentium 4 5xx-Serie ist mittlerweile bereits recht preiswert geworden - die 6xx-Serie siedelt sich direkt darüber an. Durchschnittlich kann man sagen, dass ein Pentium 4 550 soviel kostet wie ein Pentium 4 640 - also ein Prozessor mit 2 MB L2-Cache, aber 200 Mhz weniger Takt. Hinzu kommen Features wie EIST und EM64T, die der Pentium 4 5xx noch nicht kennt - aber auch er besitzt mit C1E und NX-Bit sinnvolle neue Techniken.

Aus dem Rahmen fällt der Pentium 4 Extreme Edition. Die Modelle mit 2 MB L3-Cache auf Basis des Northwood-Kerns hatten sicherlich ihre Daseinsberechtigung aufgrund des größeren Caches. Aber muß es nun ein Pentium 4 Extreme Edition mit 3.73 Ghz sein ? Hier fallen uns neben dem astronomisch hohen Preis und der durchwachsenen Performance im Vergleich zu den restlichen Prozessoren gleich mehrere Gründe ein, warum er eigentlich uninteressant geworden ist. Seinen Bonus des FSB1066 kann er nicht ausspielen, viel Performance bringt dieser hohe FSB nicht, aber dafür muß man zu einem teureren i925XE-Board greifen.

Auch seine Leistungsaufnahme ist unverschämt hoch, dadurch ist eine leise Kühlung ebensowenig einfach zu realisieren. Einem Prozessor, der so teuer ist, dann auch noch ein Feature vorzuenthalten, welches die kleineren Prozessoren haben, ist eigentlich wirklich schade. EIST würde gerade dem Pentium 4 Extreme Edition gut stehen. Als normaler Prescott-2M kann man zudem auch durch Overclocking einen Extreme Edition erhalten - der Status des "besonderen Prozessors" als Gallatin-Abstammender hat er nun auch eingebüßt. Der "Spieleprozessor" schlechthin ist er nicht mehr - und für Office- und Compression-Anwendungen, wo er führend ist, benötigt man sicherlich keinen 1000 Euro-Prozessor.

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Besser gefällt hingegen der Pentium 4 660. Würde es ihn mit 3.8 Ghz bereits geben, so hätte der Pentium 4 Extreme Edition schon komplett ausgedient. Der Pentium 4 660 platziert sich durchweg vor dem Pentium 4 560 aufgrund des größeren Caches, kann oft auch am Pentium 4 570J vorbei und besitzt mit EIST und EM64T zwei interessante Techniken. Von EIST kann der Käufer jetzt schon profitieren, von EM64T wird er sicherlich erst in ein paar Monaten einen richtigen Nutzen ziehen können.

Die Frage ist, ob diese Features zusammen mit der besseren Performance schon einen Mehrpreis von knapp 25 bis 30% rechtfertigen. C1E ist sicherlich ausreichend und hat den Hauptkritikpunkt, die hohe Stromaufnahme im Idle-Betrieb, bereits beseitigt. EIST als Zusatz hat in unseren Tests nur eine geringe Auswirkung auf die Stromaufnahme gezeigt - kein Wunder, denn wenn wir Benchmarks ausführen, dann soll schließlich die CPU auch belastet sein. Dass dann keine großen Stromersparnisse möglich sind, sollte schon aus dem Sinn eines Benchmarks zu erschließen sein.

Sinnvoll ist das Feature beispielsweise bei partieller Belastung des Systems - beispielsweise in Home-Entertainment-Systemen, die mit dem Abspielen von mp3-Dateien, AVI-Files und Videos nicht ausgelastet sind. EM64T hingegen kann erst richtig beurteilt werden, wenn ein Betriebssystem vorhanden ist, welches einen finalen Status besitzt - und für das auch reichlich Applikationen erhältlich sind. Unsere Tests zeigten zwar mal Vor- und mal Nachteile, bis zum finalen Status kann man allerdings sicher sein, dass sich EM64T in den meisten Applikationen in einem kleinen Perforanceplus niederschlagen könnte.

Uns gefallen also im Moment vor allen Dingen die Mainstream-Pentium 4-Prozessoren. Wer etwas Geld sparen will und vielleicht nur ein günstiges Office-System zusammenstellen möchte, der kann zu der 5xx-Serie greifen. Hier bekommt man C1E und das NX-Bit gepaart mit guter Performance zu einem sehr gute Preis/Leistungsverhältnis. Wer jedoch eher spielen will, multimediale Anwendungen hat oder etwas mehr Performance sucht und dafür auch gerne ein paar Euros mehr investieren möchte, der greift zur 6er-Serie - erhält damit mehr Cache, dadurch eine bessere Leistung - und mit EIST und EM64T auch noch zwei neue Techniken dazu. Wer hingegen hauptsächlich spielt, wird nach der Durchsicht der Spielebenchmarks wohl zum Athlon 64 greifen...

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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