Intel Pentium 4 2.40C

Tällä kertaa tarkastellaan hieman lähemmin Intel Pentium 4 2.40C GHz -prosessoria. Intelhän julkaisi keväällä P4 3.0 GHz -mallin i875P-piirisarjan julkaisun yhteydessä ja hieman myöhemmin i865PE-piirisarjan kanssa 2.4 GHz-, 2.6 GHz- ja 2.8 GHz-mallit. C-sarjan myötä P4-prosessorit tukevat nyt 200 MHz:n FSB:tä sekä HyperThreading-teknologiaa. Ja mikä parasta, uuden sarjan 2.4 GHz -prosessori on lähes yhtä halpa hinnaltaan kuin vanha 533 MHz -malli. Ei liene siis yllätys, että tässä artikkelissa tutustutaan tarkemmin kaikista mielenkiintoisimpaan vaihtoehtoon, eli 2.4C GHz:iin. Erityisesti tässä artikkelissa on tarkoitus katsoa kuinka 2.4 GHz ylikellottuu, sillä Internet on täynnä erilaisia uusien P4-prosessorien hienoista ominaisuuksista kertovia artikkeleita ja minulla ei ole mitään mielenkiintoa toistaa samoja asioita eri sanoin.

Prosessori:

Testiprosessoria etsiessäni tulin huijanneeksi hiukan, sillä kysyin Akibasta esitestattua prosessoria ja macci testasikin sopivasti muutamia prosessoreja ja lähetti erän parhaan testiin. Akibahan myy sivuillaan valmiiksi esitestattuja 2.4@3.4 GHz 1.525 V (Ilmajäähdytys, Zalman CNPS-7000CU) -prosessoreja, joten hyvää kellotusprosessoria etsiessä ei ole mikään pakko ruveta tilaamaan sokkona, vaan yksinkertaisesti hankkia hyvän kellotuspotentiaalin omaavan prosessorin suoraan Akibasta, kuten minä tein. Testi ei kuitenkaan rajoitu tähän, vaan mukana on kaksi muutakin 2.4C GHz -prosessoria, jotka on enemmän tai vähemmän arvotusti hyllystä valkattuja.

Kuten jo aiemmin mainitsin, en aio kertoa tässä yhteydessä oikeastaan mitään kovasti hypetetyistä ominaisuuksista vaan kiinnostuneet voivat tutkia P4-prosessoria tarkemmin Intelin virallisesta datasheetistä. Tutustutaan kuitenkin nyt muutamiin tärkeisiin asioihin, jotka koskettavat lähemmin P4:n ylikellotusta.

Prosessori

Jännite:

Uudet P4:t ovat C1-steppingistä alkaen käyttäneet jännitteitä väliltä 1.475-1.55 V. Malliston yläpää on yleensä merkitty 1.55 V:lle ja häntäpää, kuten testissä oleva 2.4 GHz, 1.525 V:lle. En ole nähnyt yhtään 1.475 V -jännitteelle speksattua prosessoria kaupan hyllyssä, mutta mikäli sellaisia näkyy, on melkoisen luultavaa että ne ovat keskimäärin hiukan parempia kellottumaan, kuin korkeammilla jännitteillä käyvät (spekulointia). Mutta asia joka kiinnostaa ehkä eniten kellotusta ajatellen, on korkein sallittu prosessorille syötettävä jännite. Speksien mukaan 1.75V on korkein sallittu jännite ja se todellakin tarkoittaa idle-jännitettä. Rasituksessahan P4:sten käyttöjännitteen on tarkoituskin tippua, toisin kuin monet luulevat. Itseasiassa speksien mukaan 1.525V-prosessorin käyttöjännite rasituksessa tulisi olla välillä 1.345-1.425 V. Yllätyitkö? Ainakin minä yllätyin ensimmäistä kertaa datasheettejä lueskellessani. Monet valittavat, kun emolevyllä prosessorin käyttöjännite laskee alle 1.525 V:n, vaikka kyseinen jännite onkin speksattu maximijännite prosessorille ja rasituksessa jännitteen pitäisi olla huomattavasti alhaisempi.

Lämpötilat:

Niinkuin yleisesti tiedetään, on prosessorin ytimen lämpötilan tipuuttaminen on yksi helpoimmista keinoista saada prosessori kellottumaan paremmin. Ensin kuitenkin katsellaan mitä datasheetit kertovat P4:n suosituslämpötiloista ja jäähdytyksestä. Seuraava lista koskee ensimmäisten kolmen rivin osalta vain 2.4C GHz-prosessoria.

• Suunniteltu lämpöteho (TDP): 66.2W
• Minimilämpötila: 5C
• Maximilämpötila: 74C
• Lämpötila tulee mitata heatspreaderin päältä, geometrisestä keskipisteestä (ei ytimestä!).
• Intel suosittelee, että jäähdytysratkaisut tulee mitoittaa TDP:n mukaan, eikä prosessorin maximaalisen lämmöntuoton mukaan.
• Oikein suunniteltua jäähdytysratkaisua käytettäessä on tarkoitus, että lämpötilan ohjauspiiri (TCC) aktivoituu vain hyvin lyhyiksi ajoiksi kerrallaan raskaimpia sovelluksia ajettaessa. (throtthling)
• Jäähdytyksen pettäessä prosessori sammuu automaattisesti lämpötilan ylittäessä noin 135C:n

Näiden speksien varjossa lienee selvää, että vakiojäähdytykseltä ei voi odottaa kovin kummoisia tehoja. Speksit kertovat suoraan, että jäähdytysratkaisun ei tarvitse olla edes tarpeeksi tehokas lämmön siirtämiseen maksimikuormituksella, koska TCC vähentää tehoja lämpötilan liikaa kohotessa. Hyvä puoli tässä on se, että vakiojäähdytys on kuitenkin suunniteltu siten, että se siirtää ilmaan TDP:n verran lämpöenergiaa 42C:ssä, joka on korkein sallittu jäähdytysilman lämpötila. Normaalistihan prosessorin jäähdytysilma on selkeästi viileämpää ja lämmönsiirtäminen ilmaan on helpompi urakka (tässä vaiheessa vakiocooleri pudottaa jäähdytystehoa hiljentämällä tuuletinta, mutta ei siitä sen enempää). Jokatapauksessa viimeistään tässä vaiheessa taitaa olla selvää, että kunnon ylikellottamista varten on syytä hankkia riittävän tehokas jäähy vakiocoolerin tilalle.

Käsittelin tässä vain muutamia asioita varsin kattavasta Intelin julkaisemasta Thermal Design Guidelines Design Guide -opuksesta, jonka lukeminen on suositeltavaa kaikille asiasta kiinnostuneille. Viimekädessä meillä jää vain muutama tärkeä asia muistettavaksi: ensiksikin prosessori on yritettävä pitää hengissä (ei liikaa jännitettä tai lämpöä). Toisekseen mitä pienempi on ytimen lämpötila, sitä paremmin se kellottuu. Kolmanneksi muistetaan, että käyttöjännitettä nostamalla saadaan lisää kellottuvuutta ja vähentämällä prosessorin lämpötilaa voidaan prosessorille antaa enemmän jännitettä (jopa yli 1.75V, jätetään taustatieto tähän olettamukseen tällä kertaa kuitenkin käsittelemättä).

Mahdolliset kellottuvuutta haittaavat ongelmat:

Testipenkissä majailevat 2.4C GHz -prosessorit on lukittu 12X-kertoimelle ja tästä johtuen kellotus on hoidettava tuttuun Intel-tyyliin väylää nostamalla. Ongelmaksi muodostuu tietysti testialusta, jonka on kestettävä hyvin korkeita väylätaajuuksia. Nopealla laskutoimituksella on helppo havaita, että jo 2.4 GHz@3.6 GHz tarvitsee 300 MHz FSB:n, joka on tarkoittaa uusimmillakin emolevyillä vähintään 50%:n kellotusta. Toisekseen mikään toistaiseksi kohtaamani muisti ei kestä tälläisiä kellotaajuuksia, joten onneksi i865PE- ja i875P-piirisarjoissa on 5:4- ja 3:2-muistikertoimet, joilla 300 MHz:n väylää käytettäessä muistien kellotaajuus laskee joko 240 tai 200 MHz:iin. Näihin olettamuksiin perustuen valitsin testialustaksi Asus P4P800 -emolevyn, jonka kellotusominaisuudet ovat erittäin hyvät, sekä sille kaveriksi kaksi kappaletta Kingston 256MB HyperX PC3000 -muistikampoja, jotka kykenevät helposti 250 MHz:n nopeuksiin tiukimmilla asetuksilla.

Jäähdytys:

Testikoneeseeni on integroitu kohtuullisen tehokas vesijäähdytys, joten päätin käyttää ainoastaan sitä. Ei ilmajäähdytystestejä tällä kertaa. Vesijäähdytys koostuu Hydor Seltz L30 -vesipumpusta, WaterCube GT3 -vesiblokista, XCC Chipper I-Cu GPU-blokista ja isosta jäähdyttimestä. Lämmönsiirtokyky ei ole ongelma, sillä systeemi on varsin kykenevä siirtämään enemmän lämpöenergiaa ilmaan kuin mikään työpöytäkone on kykenevä tuottamaan. Normaaleissa olosuhteissa veden lämpötila on vain pari astetta jäähdytysilmaa korkeampi jo muutamalla Sunonin 26db 92x92x25 -tuulettimella. Seuraavassa muutamia kuvia jäähdytysjärjestelmästä.

Jäähdytys

Jäähdytys

Testi prosessori 1#: Pentium 4 2.40C GHz:

Alla tarkat tiedot testiprosessoreista

• PROD. CODE: BX80532PG2400DSL6WF
• FPO#: L311A849-0736
• VERSION#: C30333-002
• PACKDATE: 05/12/03
• MALAYSIA

Testi prosessori 2#: Pentium 4 2.40C GHz:

• PROD. CODE: BX80532PG2400DSL6WF
• FPO#: 3314A505-8479
• VERSION#: C30333-002
• PACKDATE: 05/30/03
• COSTA RICA

Testi prosessori 3#: Pentium 4 2.40C GHz:

• PROD. CODE: BX80532PG2400DSL6WF
• FPO#: L310A700-0211
• VERSION#: C30333-002
• PACKDATE: 04/30/2003
• MALAYSIA

Spekseissä ei mitään erikoista.

Prosessori

Testiprosessori 1# kellotus

Aloitin kellotukset normaalisti asentamalla Windowsin ja tarvittavat ajurit vakiokelloilla. Tämän jälkeen buuttasin Windowsiin vakiokelloilla ja -asetuksilla (muistien kerroin 1:1, MAM päällä, nopeimmat muistiasetukset ja vakiovoltit), jonka jälkeen käytin SetFSB-ohjelmaa varsinaiseen kellotukseen. Väylätaajuutta megahertsi kerrallaan nostamalla pääsin erittäin vaatimattomaan 12x210 MHz:n tulokseen. Joten jouduin jo alkuun laittamaan muistien kertoimen asetukselle 5:4 ja niiden käyttöjännitteen 2.85 V:lle. Uusi yritys toimi paremmin ja kone toimi aina 3300 MHz (12x275 MHz) saakka. Koska käytössä oli vielä vakiovoltit prosessorilla, olin varsin tyytyväinen hyvään alkuun.

Ja prosessori olikin merkittävästi parempi, sillä lukemattomien kokeilujen ja kaatumisten jälkeen löytyivät korkeimmat vakaat asetukset.

• CPU jännite: vakio (1.525 V)
• Muistin jännite: 2.85 V
• AGP jännite: 1.8 V
• Muistien kerroin: 3:2
• AGP/PCI kellotaajuus: 72/36 MHz
• Muistien ajoitukset: 2-2-2-5
• FSB: 309 MHz

Sanoisin 2.4@3.71 GHz -kellotusta vakiojännitteella varsin vaikuttavaksi. Emolevy jäi tällä kertaa rajoittamaan prosessorin kellottuvuutta, sillä 309 MHz on ehdottomasti korkein vakaa kellotaajuus kahta muistikanavaa käytettäessä (vakaa = voin ajaa CPUBurnP6:sta ja CPUBurnMMX:ää niin kauan kuin haluan). Olen lähes sanaton, todisteeksi pari screenshottia.

CPU kellotaajuus

Muistin kellotaajuus

Prosessorien 2# & 3# kellotus

Valitettavasti kaksi muuta testiprosessoria eivät olleet kovin kummoisia. Testiprosessori 2# kykeni vakiovolteilla ainoastaan 3.2 GHz:n menoon ja korotetulla jännitteellä (1.625 V) 3.3 GHz oli maksimi. Testiprosessori 3# oli vain hieman parempi ja kykeni vakiovolteilla 3.3 GHz:n kelloihin ja korkeammalla jännitteellä hieman yli 3.4 GHz kaatoi koneen. Itseasiassa testiprosessori 2#:n piti olla esitestattu, mutta jostain syystä se ei ilmeisesti todellakaan sitä ollut. Näyttää siltä että Costa Ricassa pakatut prosessorit lienevät yleisesti ottaen huonompia, kuin Malesiassa pakatut.

Testit

Testiosiossa vertaillaan kellotettua 2.4C GHz -prosessoria itseään vastaan. Ajoin testit maksimikelloilla ja vakiokelloilla. Varsinainen tarkoitus tässä testiosiossa on näyttää kuinka paljon kellottaminen parhaimmillaan nopeuttaa koneen suorituskykyä. Diagrammeissa oikeassa alakulmassa näkyvä prosenttiluku ilmaisee kuinka paljon nopeampi kellotettu prosessori on verrattuna vakioon. En tässä yhteydessä vielä puutu muistikertoimien vaikutukseen kokonaissuorituskykyyn, vaan asiaa käsitellään tulevassa Asus P4P800 -arvostelussa.

WinRAR 3.10

CDex 1.50

PCMark2002

SiSoft Sandra 2003

Superpi 8M

Unreal Tournament 2003

3DMark2001SE

Quake III Arena

Ylikellotetun koneen suorituskyky on loistava. Tulokset ovat kautta linjan 25-50% parempia kuin kellottamattomalla koneella. Näin kovasti kellottuvaa prosessoria en ole nähnyt sitten.. öhmm, sitten 1700+@2550 MHz Athlon XP:ni. Ehkä kysymys on tällä kertaa poikkeuksellisen hyvästä prosessorista ja yhtä hyvät ovat todella harvassa, mutta jos olet etsimässä itsellesi todella hyvää ylikellotuskonetta, niin 2.4C GHz:n P4 ja i865PE/i875P-piirisarjallinen emolevy on ehkä paras valinta.

Yhteenveto

Intel Pentium 4 2.40C   + Halpa + Hyvä suorituskyky jo vakionakin + Erinomainen suorituskyky kellotettuna - Ehkä liian pieni kerroin - Valitettavasti kaikki 2.4C GHz prosessorit eivät kellotu hurjasti

Vaikka tässä testissä ei käsiteltykään tai testattu P4:n tärkeitä ominaisuuksia, kuten 200 MHz:n FSB:tä tai HyperThreadingia, kannattaa muistaa niiden tärkeys. Jos esimerkiksi kellotat 2 GHz:n Celeronin 4 GHz:ksi, se on silti todella hidas verrattuna jo 2.4 GHz:n P4:ään. Joten perusominaisuudet ovat ne jotka tekevät prosessorista nopean ja ylikellotus on vain jotain millä siitä saa vielä nopeamman. Tulokset puhuvat puolestaan ja ylikellottamalla halpa, mutta hyvin varusteltu 2.4C GHz -prosessori, vie markkinoiden kalleimpia ja tehokkaimpia prosessoreja mennen tullen.

Lisätietoja