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Pentium processor Extreme Edition 9xx

No segundo semestre de 2005 a Intel lançou seus processadores duais, o Pentium D e o Pentium processor Extreme Edition. A principal diferença é que o Pentium D tem dois núcleos sem HT, e o Pentium processor Extreme Edition tem dois núcleos HT, sendo portanto visto pelo sistema como quatro processadores.  

Figura 1 – Pentium Extreme Edition

A tabela abaixo mostra os quatro primeiros processadores duais da Intel.

Mais recentemente foram lançados novos processadores duais, sendo a maioria deles já usando o processo de fabricação baseado na tecnologia de 65 nm. Este artigo trata especificamente dos novos modelos do Pentium Extreme Edition. Além do modelo 840 já existente, agora existem dois novos modelos: 955 e 965. A tabela que se segue compara as características desses três processadores.

Figura 2 – Agora são três modelos de Pentium Extreme Edition

As principais diferenças entre os dois novos modelos (965 e 955) e o primeiro (840) são:

Processo de 65 nm – Permitiu a redução do custo de produção, já que em um único waffer é possível produzir um número maior de chips.

FSB de 1066 MHz – Depois de chegar a 800 MHz em 2003, esses novos chips chegam ao novo patamar de clock externo. São na verdade 266 MHz em modo QDR (Quad Data Rate), resultando em 1066 milhões de transferências por segundo.

Virtualização – Nova tecnologia que permite a execução simultânea de múltiplos sistemas operacionais pelo mesmo processador.

O Pentium Extreme Edition que recebemos para avaliação foi um modelo 955, de 3.46 GHz, cujas características são apresentadas na tabela abaixo.  

Figura 3 – Características do Pentium Extreme Edition 955

É importante observar que este processador é bastante quente. Apesar de usar o processo de 65 nm, dissipa os mesmos 130 watts do modelo 840, fabricado com 90 nm. Tivemos que substituir o cooler original da Intel por um modelo da Thermaltake (Silent 775). Em uso normal essa substituição não era tão necessária, mas nas condições extremas sofridas pelo processador durante os testes de desempenho, todo cuidado é pouco, por isso optamos por melhorar a refrigeração.

Vale lembrar que os próprios modelos fabricados com 90 nm do Pentium 4 sofreram uma pequena redução no aquecimento à medida em que o processo de fabricação foi amadurecido. Por exemplo, o Pentium 4 HT de 3.2 GHz, com 90 nm, dissipava inicialmente 103 watts, e os modelos mais recentes (stepping E0) dissipam cerca de 84 watts. Provavelmente os novos modelos de 65 nm também apresentarão futuras reduções no aquecimento.

Uma dica: para comprar o modelo “menos quente”, faça o seguinte:

1) Verifique em http://processorfinder.intel.com os modelos existentes e cheque o seu S-Spec number, o código de 5 dígitos que identifica o processador.

2) Ao fazer a compra, verifique na etiqueta existente na caixa do processador, se o S-Spec number é o que você selecionou. Na figura 4, vemos que o código é SL7PW. O S-Spec# é sempre um código de 5 dígitos, sendo que o primeiro dígito é sempre “S”. Normalmente fica embutido na numeração mais extensa indicada na caixa.

Figura 4 – Checando o S-Spec# na caixa do procesador

Também é possível verificar o S-Spec# estampado na face superior do processador, como vemos na figura 5.

Figura 5 – O S-Spec# pode ser visto também na face superior do processador.

O processador que recebemos para avaliação é uma “amostra de engenharia”. São versões com as mesmas características das vendidas no comércio. As amostras de engenharia são enviadas para avaliação por fabricantes, parceiros da Intel e publicações especializadas em hardware. Normalmente essas versões de processadores são “destravados”, ou seja, aceitam ser reprogramados com multiplicadores diversos para definir seu clock interno. O modelo de 3.46 GHz opera como padrão com o multilicador 13 (13 x 266,66 MHz = 3.46 GHz), mas pode ser reprogramado para 3,73 GHz ou 4 GHz, por exemplo, com o uso dos multiplicadores 14 e 15. Obviamente isso é overclock e pode danificar o processador.

Normalmente as amostras de engenharia também não têm a identificação usual na sua face superior, como a mostrada na figura 5. Pode existir um código diferente ou simplesmente ter a indicação “INTEL CONFIDENTIAL”. O modelo que recebemos veio sem inscrição alguma (figura 6).

Figura 6 – Processador Pentium Extreme Edition (amostra de engenharia).

Nossos testes foram realizados com uma placa mãe Intel D975XBX. Usamos 1 GB de memórias DDR2/667, da Corsair. É baseada no chipset Intel 975X Express.  

Figura 7 – Placa mãe Intel D975XBX

Quatro “processadores”

Processadores Pentium 4 HT são vistos pelo sistema operacional (desde que suporte múltiplos processadores, como é o caso do Windows XP) como dois processadores lógicos. O mesmo ocorre com os processadores de núcleo duplo, como o Pentium D. No Pentium Extreme Edition, cada um dos seus dois núcleos é HT, portanto é visto como quatro processadores lógicos. A figura 8 mostra como esses processadores são apresentados no Gerenciador de dispositivos do Windows XP.  

O Gerenciador de tarefas do Windows XP (basta pressionar Control-Alt-Del e clicar em Desempenho) mostra quatro gráficos de uso da CPU, como vemos na figura 9.

Graças ao núcleo duplo, o Pentium EE tende a ter um desempenho duas vezes maior em comparação com um processador Pentium 4 de clock equivalente. Como cada um desses núcleos é HT, o processador apresenta um ganho adicional de 10% a 30%, dependendo da aplicação. É importante observar que esse ganho de velocidade é obtido apenas nas aplicações que fazem uso do multiprocessamento, ou seja, dividir a sua carga de trabalho entre os processadores disponíveis. A maioria dos programas atuais que manipulam áudio, vídeo e imagem usam tal recurso.

Testes de benchmark

Fizemos diversos testes de desempenho (benchmarks) com este novo processador, usando programas específicos para este fim, como o PC Mark 2005. Programas de benchmark normalmente apresentam os resultados das medidas de desempenho através de uma pontuação. O ideal é comprara a pontuação obtida por processadores diferentes, dando uma boa idéia de quantas vezes um processador é mais veloz que outro. Usamos dois computadores para comparação:

Micro 1:
Pentium 4 de 3.2 GHz, FSB de 800 MHz, placa Intel D915PCY, 1 GB de memória DDR2/533 (dual channel), placa ATI X850 (PCI Express), HD Samsung de 80 GB, 7200 RPM.

Micro 2:
Pentim Extreme Edition de 3.46 GHz, FSB de 1066 MHz, placa Intel D975XBX, 1 GB de memória DDR2/667 (dual channel), placa ATI X850 (PCI Express), HD Samsung de 80 GB, 7200 RPM.

Vejamos então os resultados dos testes obtidos por esses dois processadores.

PCMark 2002

Esse é um programa de benchmark bem antigo, inclusive pode ser obtido gratuitamente no site do seu fabricante (www.futuremark.com). Atualmente o PCMark 2002 não é mais usado para avaliar processadores modernos (pode até mesmo travar com os processadores mais recentes), mas resolvemos usá-lo aqui porque dá uma boa idéia do rendimento em aplicações que não fazem uso de multiprocessamento.

PCMark 2002

O Pentium Extreme Edition, com um de seus núcleos não utilizado no teste, foi apenas 13% mais veloz que o Pentium 4 de 3.2 GHz. O ganho foi devido ao fato de seu clock ser 8% maior, ao FSB mais veloz, e à cache L2 de 2 MB (são 2 MB em cada núcleo), contra 1 MB do Pentium 4. É importante notar então que não conseguiremos ganhos expressivos de desempenho somente pelo fato do processador ser dual. Os ganhos ocorrerão nas aplicações que usam o recurso, e também quando executarmos múltiplos programas “pesados” simultaneamente.

PCMark 2004

Este é um programa de benchmark mais indicado para avaliar processadores duais, já que entre os seus diversos testes utiliza o multiprocessamento. As pontuações obtidas pelos dois processadores no teste foram:

PCMark 2004 - CPU

O PCMark 2004 realiza diversos testes: processador, memória, vídeo, HD. Como estamos comparando os processadores, preferimos simplificar e apresentar apenas o teste de CPU. O Pentium Extreme Edition marcou 6600 pontos, contra 4900 do Pentium 4 de 3.2 GHz, um ganho de 34%. Note que nesse teste, o Pentium 4 está usando o Hyper-Threading. O Pentium Extreme Edition divide o trabalho entre dois núcleos reais, levando então uma vantagem maior. A vantagem não foi maior por dois motivos:

1) O PC Mark 2004 não dá trabalho para os quatro “processadores virtuais”, e sim, para apenas dois.

2) O programa faz uma miscelânea de processamentos diversos, entre os quais apenas alguns deles tiram proveito do multiprocessamento.

Esse é o risco de usar programas antigos para avaliar processadores novos. Se o usuário trabalha com programas mais antigos que não fazem uso das novas tecnologias, de nada adianta fazer testes que envolvem essas tecnologias. Já para ter uma idéia do ganho de performance em programas mais novos, devemos usar programas de benchmark mais recentes.

PCMark 2005

O PC Mark 2005 faz testes de desempenho de CPU parecidos com o do PCMark 2004, mas utiliza em alguns deles, quatro processamentos independentes simultâneos. O Pentium 4 Extreme Edition, visto como quatro processadores, tem nesses testes uma pontuação maior que a do Pentium 4 HT, que é visto como apenas dois processadores.

PCMark 2005

Marcando cerca de 6000 pontos contra 4100 do Pentium 4 HT, o Pentium Extreme Edition mostrou ser 46% mais veloz. Lembramos mais uma vez que o programa faz uma bateria de testes, sendo que alguns usam os quatro processadores, outros usam dois, e outros apenas um. O ganho será maior quando usarmos uma aplicação que faz uso intensivo dos quatro processadores lógicos. São os casos das aplicações que geram conteúdo de multimídia. Mostraremos esse teste a seguir.

A vantagem dos dois núcleos HT

Os testes de CPU feitos pelo programa PC Mark 2005 dão uma idéia boa da vantagem dos processadores duais, e da vantagem ainda maior com o uso do HT nos dois núcleos. A tabela que se segue mostra os resultados individuais obtidos em cada um dos testes de CPU feitos pelo programa.

Os testes indicados com M1 e M2 são os que usam o multiprocessamento. No teste M1 são executadas duas tarefas simultâneas que demandam 100% de uso da CPU: compressão e criptografia de arquivos. A mesma tabela mostra que essas duas tarefas, executadas de forma individual, são feitas à velocidade de 9,1 MB/s e 79,3 MB/s. Quando são executadas de forma simultânea, as velocidades praticamente não foram alteradas, graças aos dois núcleos do processador. Já os testes M2 executam quatro tarefas de forma simultânea. Como são quatro tarefas e apenas dois núcleos, a velocidade deveria cair à metade, mas não cai graças ao HT. Ao invés dos quatro índices M2 caírem pela metade, ficam de 10% a 20% maiores. É o ganho de um processador com dois núcleos HT, em comparação com um processador com dois núcleos sem HT.

DIVX 6

O DIVX é um CODEC de vídeo no padrão MPEG-4. É muito popular, usado para distribuição de vídeo na Internet. Uma das aplicações interessantes é a conversão de DVD para arquivos AVI, usando o DIVX em conjunto com programas como o FlaskMPEG. No nosso teste copiamos inteiramente o conteúdo de um filme de um DVD para o disco rígido, usando o programa DVD Decrypter. A partir daí usamos o FLASKMPEG versão 078 (www.flaskmpeg.net) e o DIVX versão 6.22 (www.divxmovies.com) para converter o filme para um grande arquivo AVI. Dependendo da taxa de compressão utilizada, um filme de duas horas fica reduzido a apenas 700 MB, podendo ser gravado em um CD-R.   

Figura 10 – Usando o FlaskMPEG e o DIVX para converter um DVD para arquivo AVI

Durante essa conversão, tipicamente os processadores duais ou com HT levam vantagem, já que o trabalho pode ser facilmente dividido entre os processadores. É preciso entretanto utilizar versões mais recentes dos programas, pois fazem uso mais otimizado dos recursos oferecidos pelos processadores mais modernos. Por exemplo, usando a verão 060 do FlaskMPEG e a versão 6.1 do DIVX, os resultados mostram que o Pentium Extreme Edition é 46% mais rápido que o Pentium 4 de 3.2 GHz. Fazendo entretanto o teste com as versões mais recentes dos programas (FlaskMPEG 078 e DIVX 6.22), os resultados foram os seguintes:

FlaskMPEG 078 + DIVX 6.22

Vemos antão que a vantagem do Pentium Extreme Edition foi ainda maior com o uso de versões mais novas e otimizadas dos programas. Lembre-se que estamos comparando modelos de clocks diferentes, o que significa uma pequena vantagem adicional nos resultados obtidos pelo Pentium Extreme Edition.

OBS: Você pode encontrar tabelas detalhadas de medidas de desempenho de vários processadores, feitas com diversos programas, em www.tomshardware.com.

Overclock para 4 GHz

Como é uma amostra de engenharia, o processador que testamos tem seu multiplicador destravado. É possível então acessar o CMOS Setup e alterar as configurações de clock. Mantendo o FSB em 1066 MHz e o multiplicador em 15x, seu clock interno aumentou para 4 GHz.

Durante o uso normal do computador, não foram observados travamentos na velocidade de 4 GHz. A temperatura do processador permaneceu em limites seguros, variando entre 55 e 60 graus. Entretanto sabemos que o Gerenciamento de energia do Windows reduz automaticamente a velocidade do processador em períodos de ociosidade. O processador na verdade só opera com a sua velocidade máxima quando é mais solicitado. Chegamos a fazer uma medida de desempenho com o programa PC Mark 2002, que não utiliza os dois núcleos de forma simultânea. A temperatura do processador aumentou para cerca de 65 graus, e os resultados podem ser vistos na tabela abaixo:

PC Mark 2002

O aumento de desempenho foi de 15%, o mesmo aplicado sobre o aumento de clock. Devido ao alto custo do processador e da possibilidade de queimá-lo com o overclock, não fizemos outros testes de benchmark nessa velocidade. Poderemos entretanto fazê-lo em um artigo posterior, com a instalação de um sistema de refrigeração mais avançado, como um water cooler.

Preço x desempenho

O Pentium Extreme Edition 955 é um processador caro. No seu lançamento (abril/2006) era cotado a 999 dólares, em lotes de 1000 peças. É um preço elevado para o mercado de médio e pequeno porte. A maioria dos usuários, sobretudo no Brasil, não comprariam esse processador (nem mesmo este autor que vos escreve), mas certamente existe mercado para aplicações profissionais pesadas em que “tempo é dinheiro”. Nosso objetivo com este artigo técnico passa longe da questão do preço. O importante é divulgar agora a tecnologia que em um futuro próximo será comum. Basta lembrar que no final de 2002, o primeiro Pentium 4 HT, de 3.06 GHz, também tinha um preço elevadíssimo. Hoje processadores na faixa de 3 GHz já estão ao alcance da maioria dos usuários de micros de médio porte.

/// FIM ///