5/30 Intel Pentium 4 der 600-Serie : 64-Bit, 2 MB L2-Cache und SpeedStep

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Extended Memory 64 Technology

Als AMD als erster Hersteller am 22. April 2003 64 Bit mit dem Opteron einführte und nur kurze Zeit später am 23. September das neue Zeitalter in Form der Athlon 64- und Athlon 64 FX-CPUs auch im Desktopsegment einläutete, hielt sich Intel erstaunlich bedeckt. Zwar kursierten schon eine ganze Weile Gerüchte über eine „Yamhill“ getaufte Erweiterung in Intels Prozessoren im Netz und der Schachzug des Konkurrenten lies die Spekulationen erneut aufflammen. Offiziell dauerte es dann jedoch bis zum 28.6.2004, denn an diesem Tag stellte Intel erste Xeon-Server-Prozessoren mit der hauseigenen 64-Bit-Erweiterung, getauft auf den Namen EM64T (Extended Memory 64 Technology), vor.

Windows XP x64 auf Intel Pentium 4 650
Windows XP x64 auf Intel Pentium 4 650

Knapp zwei Monate später erblickten erste Pentium 4-CPUs mit EM64T das Licht der Welt, die allerdings einigen OEMs vorbehalten waren und um die der Prozessorhersteller keinen Medienrummel veranstaltete. Der offizielle Startschuss für 64 Bit auf dem Desktop-Markt wurde von Intel hingegen weiterhin von der Verfügbarkeit entsprechender Software (sprich Windows XP für 64 Bit) abhängig gemacht. Zwar liegen dem geneigten Endkunden bis auf Linux-Versionen und einige Release Candidates und Betaversionen aus dem Windows-Lager auch aktuell noch keine fertigen Betriebssysteme vor, doch dieses Blatt sollte sich den letzten Gerüchten zufolge im kommenden April endlich wenden. Der heutige Launch der EM64T-Technologie für den Privatkunden dürfte ein klarer Indikator sein.

Windows XP 64
Windows XP 64
Windows XP x64 - der Internet Explorer 64-Bit ist nicht Standard
Windows XP x64 - der Internet Explorer 64-Bit ist nicht Standard

Nüchtern betrachtet konnte AMD aus ihrem technologischen Paukenschlag die letzten Monate abseits des Servermarktes somit kaum Profit schlagen. Rechtzeitig zur Einführung der benötigten Software ist der größte Konkurrent und Marktführer ebenfalls mit einer entsprechenden Lösung am Markt vertreten. Die nachfolgenden Benchmarks sollen einen ersten Einblick der theoretischen Leistungsfähigkeit der 64-Bit-Technologien von AMD und Intel vermitteln. Auf das Feature selber wollen wir an dieser Stelle nicht noch einmal eingehen, haben wir uns der Materie in unserem Athlon 64-Launch-Bericht doch bereits detailliert gewidmet (alternativ im ComputerBase-Lexikon).

nVidia Blobby Dancer
  • Intel Pentium 4 650 (3,4 GHz):
    • Win 64 - 64.exe
      56,0
    • Win 64 - 32.exe
      41,0
    • Win 32 - 32.exe
      40,8
  • AMD Athlon 64 3800+ (2,4 GHz):
    • Win 64 - 64.exe
      55,5
    • Win 64 - 32.exe
      42,0
    • Win 32 - 32.exe
      41,8

Bei Blobby Dancer handelt es sich um eine von nVidia veröffentlichte Grafik-Demo mit einer kleinen, surrealen Figur, die sich auf einer Tanzfläche bewegt, die Form ändert und recht farbenfroh daher kommt. Obwohl die Demo nur auf nVidia-Karten ab PS 2.0 läuft und mit einer wirklichen Spielszene nicht zu vergleichen ist, zeigt sie doch deutlich, dass auch Grafik-Anwendungen merklich von 64 Bit profitieren können.

POV-Ray 3.6
Angaben in Punkten
  • Intel Pentium 4 650 (3,4 GHz):
    • Win 64 - 32.exe
      39.445
    • Win 32 - 32.exe
      39.077
    • Win 64 - 64.exe
      37.117
  • AMD Athlon 64 3800+ (2,4 GHz):
    • Win 64 - 64.exe
      52.869
    • Win 64 - 32.exe
      52.428
    • Win 32 - 32.exe
      51.569

POV-Ray (Persistence of Vision Raytracer) ist ein kostenloses Programm zur Erstellung realistischer dreidimensionaler Grafiken und für alle gängigen Plattformen erhältlich. AMD kann hier im 64-Bit-Modus leichte Verbesserungen erzielen, wohingegen der Pentium 4 deutlich schlechter abschneidet.

7-Zip 4.06 Beta - Komprimieren
Angaben in MIPS
  • Intel Pentium 4 650 (3,4 GHz):
    • Win 64 - 64.exe
      2.601
    • Win 64 - 32.exe
      2.506
    • Win 32 - 32.exe
      2.493
  • AMD Athlon 64 3800+ (2,4 GHz):
    • Win 64 - 64.exe
      3.247
    • Win 64 - 32.exe
      2.794
    • Win 32 - 32.exe
      2.724
7-Zip 4.06 Beta - Dekomprimieren
Angaben in MIPS
  • Intel Pentium 4 650 (3,4 GHz):
    • Win 64 - 64.exe
      1.855
    • Win 32 - 32.exe
      1.748
    • Win 64 - 32.exe
      1.724
  • AMD Athlon 64 3800+ (2,4 GHz):
    • Win 64 - 64.exe
      2.534
    • Win 64 - 32.exe
      2.431
    • Win 32 - 32.exe
      2.215

Bei der verwendeten Version des kostenlosen Pack-Programms 7-Zip handelt es sich um eine nicht öffentliche Beta. Mit einer fertigen 64-Bit-Version ist nach aktuellem Stand etwa im April zu rechnen. Von Konkurrent Winrar soll es im März eine öffentliche Beta zum Test geben.

Sowohl AMD als auch Intel können hier im 64-Bit-Modus einen Performance-Gewinn erzielen, wobei dieser bei AMD deutlicher ausfällt.

Sandra 2005 SR1 - Arithmetic ALU
Angaben in MIPS
  • Intel Pentium 4 650 (3,4 GHz):
    • Win 64 - 64.exe
      12.036
    • Win 32 - 32.exe
      10.009
  • AMD Athlon 64 3800+ (2,4 GHz):
    • Win 64 - 64.exe
      11.622
    • Win 32 - 32.exe
      10.896
Sandra 2005 SR1 - Arithmetic FPU
Angaben in MFLOPS
  • Intel Pentium 4 650 (3,4 GHz):
    • Win 64 - 64.exe
      4.601
    • Win 32 - 32.exe
      4.136
  • AMD Athlon 64 3800+ (2,4 GHz):
    • Win 64 - 64.exe
      4.259
    • Win 32 - 32.exe
      3.736
Sandra 2005 SR1 - Arithmetic SSE2
Angaben in MFLOPS
  • Intel Pentium 4 650 (3,4):
    • Win 64 - 64.exe
      7.276
    • Win 32 - 32.exe
      7.013
  • AMD Athlon 64 3800+ (2,4 GHz):
    • Win 64 - 64.exe
      5.005
    • Win 32 - 32.exe
      4.856
Sandra 2005 SR1 - Multimedia Int
  • Intel Pentium 4 650 (3,4 GHz):
    • Win 64 - 64.exe
      25.370
    • Win 32 - 32.exe
      24.405
  • AMD Athlon 64 3800+ (2,4 GHz):
    • Win 32 - 32.exe
      22.664
    • Win 64 - 64.exe
      17.818
Sandra 2005 SR1 - Multimedia Float
  • Intel Pentium 4 650 (3,4 GHz):
    • Win 64 - 64.exe
      41.782
    • Win 32 - 32.exe
      32.360
  • AMD Athlon 64 3800+ (2,4 GHz):
    • Win 64 - 64.exe
      27.581
    • Win 32 - 32.exe
      24.373

Auch Sandra zeigt größtenteils Vorteile für den 64-Bit-Modus. Lediglich im Multimedia Integer-Test zeigt der AMD-Prozessor im 64-Bit-Modus sehr deutliche Schwächen und fällt weit hinter das Ergebnis im 32-Bit-Modus zurück. Da der Wert jedoch ziemlich aus der Reihe fällt, könnte hier durchaus auch ein Fehler im Programm vorliegen.

MiniGzip 1.1.4
Angaben in Sekunden
  • Intel Pentium 4 650 (3,4 GHz):
    • Win 64 - 64.exe
      5,64
    • Win 64 - 32.exe
      9,48
    • Win 32 - 32.exe
      9,55
  • AMD Athlon 64 3800+ (2,4 GHz):
    • Win 64 - 64.exe
      4,38
    • Win 64 - 32.exe
      9,69
    • Win 32 - 32.exe
      9,77

Das Packprogramm MiniGzip wird von AMD nur an Tester ausgegeben und ist Teil des im Processor Performance Evaluation Guide vorgesehenen Testprogramms für AMDS Prozessoren. Im 32-Bit Modus ist der Athlon 64 noch langsamer als der Pentium 4, profitiert allerdings stärker vom 64-bit-Modus und kann sich vor Intel setzen.

Von einigen Ausreißern (POV-Ray bei Intel, Sandra 2005 bei AMD) abgesehen, zeigen auf 64 Bit optimierte Anwendungen auf dem entsprechenden 64-Bit-Betriebssystem gegenüber der 32-Bit-Anwendung auf einem herkömmlichen OS einen deutlichen Vorteil.

Lame 3.97 Alpha 2
Angaben in Minuten, Sekunden
  • Intel Pentium 4 650 (3,4 GHz):
    • Win 64 - Intel Compiler 8.1, HT - 32.exe
      1:26
    • Win 32 - Intel Compiler 8.1, HT - 32.exe
      1:27
    • Win 64 - MS Compiler, HT - 32.exe
      1:40
    • Win 32 - MS Compiler, HT - 32.exe
      1:40
    • Win 64 - Intel Compiler 8.1, HT - 64.exe
      1:47
    • Win 64 - MS Compiler, HT - 64.exe
      2:08
  • AMD Athlon 64 3800+ (2,4 GHz):
    • Win 64 - Intel Compiler 8.1, HT - 32.exe
      1:44
    • Win 32 - Intel Compiler 8.1, HT - 32.exe
      1:47
    • Win 64 - MS Compiler, HT - 32.exe
      1:52
    • Win 32 - MS Compiler, HT - 32.exe
      1:52
    • Win 64 - Intel Compiler 8.1, HT - 64.exe
      1:56
    • Win 64 - MS Compiler, HT - 64.exe
      1:59

Das von uns mittels verschiedenster Compiler unterschiedlich optimierte Lame kann hingegen noch nicht überzeugen. Selbst eine mit Intels Compiler auf 64 Bit getrimmte Programmversion muss sich den herkömmlichen 32-Bit-Varianten klar geschlagen geben. Dabei kam eine auf Multi-Thread-Betrieb optimierte modifizierte Version von Lame zum Einsatz, bei der im 64-Bit-Modus allem Anschein nach noch keine SSE2-Unterstützung implementiert wurde.

Im Vorfeld der Veröffentlichung der ersten Athlon 64-Prozessoren vernahm man immer wieder die Befürchtung, dass der auf 512 KB halbierte L2-Cache in Verbindung mit den längeren Registern die durch 64 Bit mögliche Mehrleistung egalisieren könnte. Wie unser Test zeigte, ist diese Befürchtung umsonst gewesen - beide Versionen der K8-Architektur skalieren prozentual gesehen gleich und lassen keinen unterschied erkennen.

Auf die Frage, ob und inwieweit aktuelle Spiele bereits von 64 Bit profitieren, werden wir in Kürze in einem separaten Artikel ausführlich eingehen. Mit Spielen wie „Stalker: Shadows of Chernobyl“, „Shadow Ops: Red Mercury“ und einer Version des bereits erhältlichen „Far Cry“ sind bereits die ersten Titel angekündigt und mit „Blobby Dancer“ gibt es zumindest schon einen synthetischen Benchmark, der die Vorteile von 64 Bit im Games-Segment aufzeigt.

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