Bericht: Intel Pentium 4 im Hyperthreading Spezial

Vorwort

Unser Hauptartikel zum neuen Pentium 4 mit 3066 MHz konnte nur in sehr wenigen Einzelapplikationen die Vorteile von Hyper-Threading zeigen. Von 16 Applikationen waren insgesamt nur drei in sogenannte Threads unterteilt, wodurch sich teilweise deutliche Performance-Vorteile ergaben. Doch wie bereits in unseren Grundlagen-Artikel angesprochen, profitiert ein Prozessor mit Hyper-Threading-Support nicht nur von speziell dafür entwickelten Anwendungen. Auch Systemumgebungen, bei denen viele Anwendungen parallel laufen, lassen sich deutlich beschleunigen. Aus diesem Grund haben wir spezielle Multi-Tasking-Szenarios zusammengestellt, um hier für mehr Klarheiten zu sorgen. Da im normalen Büro-Alltag nur selten damit zu rechnen ist, dass eine Anwendung das Hoheitsrecht über die Ressourcen des Computers besitzt, wie es bei unseren Standard-Benchmarks nunmal der Fall ist, sind folgende Multitaksing-Szenarios an mancher Stelle einfach praxisnäher.

Was haben die Überstunden unseres i850E-Systems mit PC4200 Rambus wohl ergeben?

Lesezeichen

Da Intels Hyper-Threading nicht ganz ohne ist, haben wir uns dafür entschieden, insgesamt drei Artikel zu diesem Thema zu veröffentlichen, die aufeinander aufbauen.

• Was ist Hyper-Threading? [1]
  Die Grundlagen
  
  
• Intel Pentium 4 3066 MHz im Test [2]
  HyperThreading-Support für den Desktop
  
  
• Intel Pentium 4 im Hyperthreading Spezial [3] (Dieser Artikel)
  Benchmarks über die pure Theorie hinaus

Da dies der letzte Artikel der Serie ist, bekommt dem Grundwissen über Hyper-Threading eine besondere Bedeutung zu und sollte keinesfalls links liegen gelassen werden.

Multitasking mit Seti

Um Seti@Home als faire Hintergrundanwendung nutzen zu können, mussten wir sicher gehen, dass das System mit und das System ohne Hyper-Threading während des Tests identisch belastet wurden. Da Seti aber gerade auf einem Multi-Prozessor-System so gut wie nie in den Idle-Zustand geht, es hat ja einen eigenen Prozessor für sich, auch wenn dieser nur virtueller Natur ist, mussten wir bei diesem Test die Task-Priorität von Seti auf Normal setzen. Letztendlich hat das Hyper-Threading-System dennoch nach Abschluss der Benchmarks mehr geschafft, als es das System mit deaktivieren Hyper-Threading. Es ergeben sich also nicht nur die Nach- bzw. Vorteile die im Folgenden deutlich werden.

und Quake 3 Arena

Seti und Quake 3 Arena   Normal: Ohne Belastung 353,6 P4 3.06 HT an 250,9 P4 3.06 HT aus 237,9   Max: Ohne Belastung 301,6 P4 3.06 HT an 196,3 P4 3.06 HT aus 179,9 Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)

Sicherlich sind die mit Seti im Hintergrund erreichten Frameraten nur noch ein Schatten der im Einzeltest erreichten 350fps, dennoch lassen sich mit Hyper-Threading 13 Bilder pro Sekunde mehr ins Ziel retten. Das macht 5,5 Prozent (9,1 bei Max-Details) mehr Leistung in Quake 3 alleine und dabei hat Seti auf dem virtuellen Dual-Prozessor-System sogar noch mehr der WU geschafft. Nicht schlecht für den Anfang.

und 3DMark2001

Seti und 3DMark2001 SE Ohne Belastung 13.099 P4 3.06 HT an 10.234 P4 3.06 HT aus 7.351 Angaben in Punkten

Der Verlust durch Seti ohne Hyper-Threading liegt bei mehr als 40 Prozent. Mit Hyper-Threading liegt dieser Verlust nur bei etwas mehr als 20 Prozent. Hyper-Threading kann somit die Leistung beim gleichzeitigen Betrieb von Seti und dem 3DMark2001 SE deutlich steigern.

und UT2003

Seti und Unreal Tournament2003   Flyby: Ohne Belastung 162,3 P4 3.06 HT an 139,7 P4 3.06 HT aus 78,5   Botmatch: Ohne Belastung 75,9 P4 3.06 HT an 50,8 P4 3.06 HT aus 31,4 Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)

Ohne Hyper-Threading verliert man in UT2003 durch den gleichzeitigen Betrieb von Seti mehr als 50 Prozent der ursprünglichen Leistung. Hyper-Threading kann dieses Verhältnis wenigstens teilweise verbessern. So verliert man im Flyby nur noch 14 Prozent der eigentlichen Leistung und im Botmatch nur noch 33 Prozent. Durch Hyper-Threading erhöht sich die Leistung gegenüber eines gleichgetakteten Prozessors ohne Hyper-Threading um 60 bis 78 Prozent. Wenn man die Werte ohne Hyper-Threading als 100% ansieht, erreicht man im Flyby somit 178 Prozent dieser Leistung und im Botmatch 160 Prozent.

und WinACE

Seti und WinACE Ohne Belastung 2:49 P4 3.06 HT an 3:54 P4 3.06 HT aus 4:00 Angaben in Minuten, Sekunden

WinACE verliert durch den gleichzeitigen Betrieb von Seti auch bei aktiviertem Hyper-Threading noch etwa 30 Prozent seiner ursprünglichen Leistung. Die Leistung mit Hyper-Threading liegt aber dennoch 2,5 Prozent über der Performance ohne Hyper-Threading. WinACE und Seti harmonieren somit nicht gerade optimal, so dass der Zuwachs durch Hyper-Threading eher gering ausfällt.

Multitasking mit Media Player

Ach wie häufig ist das Computerspiel ohne die passende musikalische Untermalung eine eher triste Angelegenheit. Deshalb ist es im Computer-Alltag gar nicht so selten, dass beim Spielen im Hintergrund der Windows Media Player oder Winamp für etwas Stimmung sorgt. Wir haben uns für dieses Szenario den Windows Media Player 8.0 ausgesucht. Trotz einer massiven Belastung des Systems traten jedoch mit und ohne HT keine Soundhänger auf.

und Quake 3

Media Player und Quake 3 Arena   Normal: Ohne Belastung 353,6 P4 3.06 HT an 278,9 P4 3.06 HT aus 272,9   Max: Ohne Belastung 301,6 P4 3.06 HT an 262,5 P4 3.06 HT aus 259,2 Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)

Zwischen einem und zwei Prozent kann der Pentium4 in dieser Konstellation durch Hyper-Threading hinzugewinnen. Der Pentium4 verliert somit in beiden Fällen etwas mehr als 20 Prozent seiner reinen Leistung durch den zusätzlichen Einsatz des Media Players unter Quake 3 Arena.

und 3DMark2001

Media Player und 3DMark2001 SE Ohne Belastung 13.099 P4 3.06 HT an 12.601 P4 3.06 HT aus 12.535 Angaben in Punkten

Im 3DMark2001 SE fällt der Verlust durch den zusätzlichen Einsatz des Media Players mit knapp vier Prozent relativ gering aus und auch Hyper-Threading kann die Leistung in diesen Regionen nur um einen halben Prozentpunkt verbessern.

und UT2003

Media Player und UT2003   Flyby: Ohne Belastung 162,3 P4 3.06 HT an 160,6 P4 3.06 HT aus 160,1   Botmatch: Ohne Belastung 75,9 P4 3.06 HT an 71,8 P4 3.06 HT aus 70,7 Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)

Auch unter UT2003 fallen die Leistungseinbußen durch den Betrieb des Media Players eher gering aus. im schlechtesten Fall verliert man aber dennoch knapp sieben Prozent der reinen Spielleistung. Durch Hyper-Threading erreicht man hier nur zwischen 0,3 und 1,5 Prozent mehr Leistung.

und Comanche4

Media Player und Comanche 4 Ohne Belastung 62,2 P4 3.06 HT an 59,2 P4 3.06 HT aus 58,8 Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)

Auch unter Comanche 4 sind die Verluste durch den Media Player eher gering und somit die Gewinne, die man mit aktiviertem Hyper-Threading wieder herausholen kann, natürlich auch. So kann durch Hyper-Threading gerade einmal eine Leistungssteigerung von unter einem Prozent verbucht werden. Ingesamt verliert man so durch den Media Player knapp fünf Prozent der maximal möglichen Leistung.

Multitasking mit Flask

Mal wieder einen neuen Film im Laden erstanden, der sogleich ins Archiv auf der heimischen Festplatte mit entsprechender Konvertierung in das MPEG4-Format aufgenommen werden muss? Dass das Konvertieren in das nötige Format mit FlaskMPEG mit Hyper-Threading deutlich schneller von statten geht, konnten wir bereits zeigen, doch dennoch braucht die Konvertierung eines kompletten Films seine Zeit. Doch Spielen oder Arbeiten während Flask im Hintergrund läuft, war bisher ein Geduldsspiel bzw. überhaupt nicht möglich. Kann hier die Hyper-Threading Technologie Abhilfe schaffen?

und Quake 3

Flask und Quake 3 Arena   Normal: Ohne Belastung 353,6 P4 3.06 HT an 213,9 P4 3.06 HT aus 204,3   Max: Ohne Belastung 301,6 P4 3.06 HT an 204,8 P4 3.06 HT aus 179,7 Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)

In Quake3 Arena und gleichzeitig laufendem Flask kann der Pentium4 durch Hyper-Threading seine Leistung bei "Normal-Settings" um knapp 5 Prozent steigern. Unter "Max-Settings" reicht es sogar für eine Leistungssteigerung von fast 14 Prozent. Aber natürlich bleibt auch hier die zusätzliche Belastung nicht ohne Auswirkung auf die Leistung. Dies wäre jedoch auch vermessen anzunehmen.

und 3DMark2001

Flask und 3DMark2001 SE Ohne Belastung 13.099 P4 3.06 HT an 8.434 P4 3.06 HT aus 6.883 Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)

Im 3DMark2001 SE kann der Pentium4 durch Hyper-Threading seine Leistung um 22,5 Prozent steigern und erreicht so 122,5 Prozent eines gleichgetakteten Pentium4 ohne Hyper-Threading. Dennoch liegt das Ergebnis mehr als 35 Prozent hinter der ohne zusätzliche Belastung erreichten 3DMark2001 SE Performance.

und UT2003

Flask und UT2003   Flyby: Ohne Belastung 162,3 P4 3.06 HT an 80,3 P4 3.06 HT aus 54,9   Botmatch: Ohne Belastung 75,9 P4 3.06 HT an 32,7 P4 3.06 HT aus 28,2 Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)

Sicherlich geht die gebotene Leistung ziemlich stark zurück, wenn Flask und UT2003 gleichzeitig laufen, jedoch kann man durch Hyper-Threading hier im Flyby immerhin fast 36 Bilder pro Sekunde mehr erhalten, was einem Lesitungszuwachs von 46 Prozent gegenüber einem 3,06GHz Pentium 4 ohne Hyper-Threading entspricht. Im Botmatch, in dem der Prozessor eine wesentlich wichtigere und aufwendigere Arbeit verrichten muss, legt die Leistung mit Hyper-Threading immerhin noch um fast 16 Prozent zu.

und Comanche4

Flask und Comanche 4 Ohne Belastung 62,2 P4 3.06 HT an 31,4 P4 3.06 HT aus 30,4 Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)

Comanche 4 muss bei zusätzlicher Belastung nahezu 50 Prozent seiner Leistung einbüßen und auch Hyper-Threading kann nur bedingt zu einer merklichen Leistungssteigerung verhelfen. So steigert sich die Performance von Comanche 4 gerade einmal um etwas mehr als drei Prozent, wenn Hyper-Threading aktiviert ist.

Multitasking mit McAfee

Der Virenschutz ist in der heutigen Zeit wichtiger denn je. Pausenlos flattern Virenmails in die Postfächer und nur ein dauerhafter, im Hintergrund aktiver Wächter kann den PC wirksam gegen die kleinen Progrämmchen verteidigen und auch ein wöchentlicher Komplettcheck darf natürlich fehlen. Doch wie so häufig wird er mal wieder wegen einer zu großen Systemlast, die das Arbeiten stark behindert, vorzeitig beendet. Ob Hyper-Threading hiert etwas bewirken kann?

mit Photoshop 7.0

McAfee und Photoshop   Durchschnittliche Zeit: Ohne Belastung 1:07 P4 3.06 HT an 1:44 P4 3.06 HT aus 2:13 Angaben in Minuten, Sekunden

Auch Photoshop lässt die zusätzliche Belastung durch McAfee nicht kalt, dennoch bewältigt das System mit Hyper-Threading diese Hürde wesentlich besser. Genau genommen ergibt sich ein Leistungsunterschied von ca. 28 Prozent. Ebenfalls sehr beachtlich!

Fazit

Viele Benchmarks und doch ein einheitliches Bild: Die Systemleistung profitiert durch Hyper-Threading! Dennoch muss man klar differenzieren. Beansprucht ein Hintergrundprozess eine Prozessor-Resource sehr stark, wie es z.B. FlaskMPEG tut, kann auch Hyper-Threading keine Wunder bewirken. Grundsätzlich ist allerdings auch ein starker Leistungseinbruch bei viel Arbeit im Hintergrund durch Intels „neue“ Technik nicht zu verhindern. Eine Verminderung derselbigen ist jedoch unter allen Lebenslagen zu beobachten. Ein negative Wirkung von Hyper-Threading auf die Systemleistung, wie von Einigen prognostiziert, trat nicht ein, so dass wir eine Aktivierung dieser Technologie in jedem Falle empfehlen können.

Mit dem Nachfolger des derzeitigen Pentium 4, welcher noch auf den Codenamen Prescott hört, möchte Intel Gerüchten zu Folge Hyper-Threading II vorstellen. Was sich wohl hinter dieser Bezeichnung verbergen mag? Vielleicht gesellen sich ja zu den zwei virtuellen Prozessoren beim aktuellen Hyper-Threading nocheinmal zwei hinzu? In etwas mehr als einem halben Jahr, also Mitte 2003, werden wir sicher schlauer sein.

Ihr wollt über den Artikel diskutieren, habt Fragen, Lob oder Kritik auf dem Herzen? Am besten tut ihr all dies auf ForumBase.de [4] oder in unserem IRC-Channel [5] #computerbase im QuakeNet.