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1、突破突破 3G 大关！大关！“超线程超线程”Pentium 4 急速狂飙急速狂飙http:/ 年 11 月 14 日 评测编辑：MacIntel 再次树立处理器的频率里程碑再次树立处理器的频率里程碑 CPU 领域的竞争近年来愈加激烈，为了在性能大战中获胜，各处理器厂商无不加紧研发进度，除了争相采用新的体系结构，提升自己的处理器工作频率也是个直接有效的手段，1GHz 和 2GHz 这两个频率界限被陆续打破，而 Intel 在今天正式发布了 3.06G 的 Pentium 4处理器，这意味着 3GHz 这一曾经的频率巅峰也已经被征服了。超长流水线设计配以不断升级的先进生产工艺，Pentium 4
2、架构的处理器频率极限会在5GHz 以上，所以 3.06G 的 Pentium 4 其实也只能算是一个中间站而已，但对于目前来说，它显然是无可争议的最强 x86 处理器。在 3.06G 的 Pentium 4 问世前，Intel 的旗舰产品是8 月 26 日发布的 2.8G Pentium 4，因为 AMD 于 10 月 1 日宣布的 AthlonXP2800+对其构成了一定威胁，因此 Intel 如期发布新的 3.06G Pentium 4，无疑再次巩固了自己在性能方面的优势地位。3.06GHz 的 Pentium 4 仍然采用 0.13 微米铜互连工艺生产，拥有 12KB 一级追踪缓存和8K
3、B 一级数据缓存，以及 512KB 的二级缓存，它具备增强的浮点/多媒体单元、高级传输高速缓存、指令跟踪高速缓存、动态乱序执行、SSE 指令、SSE2 指令、快速执行引擎，并采用了 533MHz 的系统总线，这些和之前问世的 Pentium 4 是相同的。3.06GHz（右）与 2.8GHz（左）Pentium 4 处理器的上部对比3.06GHz（左）与 2.8GHz（右） Pentium 4 处理器的底部对比从外形上看，3.06GHz 的 Pentium 4 与之前的 2.8GHz Pentium 4 非常接近，但底部的电容组件的大小以及排列方式还是有区别的。在处理器的工作电压方面，如果你有
4、印象的话，2.8GHz 的 Pentium 4 处理器那 1.525V 的电压已经比之前的 Pentium 4 有所提升，而3.06GHz 的 Pentium 4 再次升高到了 1.550V，显然 Intel 决定采用更高的电压以便为它提供更稳定的保障，它的设计功耗则达到了 81.8W。一一“芯芯”二用？二用？HyperThreading 技术引入技术引入 除了提升处理器的频率，Intel 还为 3.06GHz 的 Pentium 4 注入了新的活力。与之前的Pentium 4 相比，除了高达 3GHz 以上的运行频率，3.06GHz 的 Pentium 4 最大的闪光之处就是它包含了 Hyp
5、erThreading 技术，即“超线程”技术，简称 HT 技术，Intel 宣称对于多任务操作以及运行多线程应用程序会有较大帮助。尽管 HyperThreading 技术是第一次引入主流桌面处理器领域，但它并不是初次露面，早在今年年初的 Intel 春季年度开发论坛上，当时发布的“Prestonia”核心 Xeon MP 处理器就已经包含了该技术。Intel 最初把 HyperThreading 定位于高档的工作站和服务器领域，经过大半年的“预热”和准备，才正式在 Pentium 4 中实现。对于 Pentium 4 或 Xeon 处理器来说，因为它们具有超长流水线、高工作频率的架构特点，当
6、运行一般的软件时，处理器有很多部分的运算单元是暂时闲置的，造成了大量处理器资源的浪费，而且频率越高浪费越大，HyperThreading 技术的设计思想是让这些闲置的运算单元同时去并行执行其他线程的运算，从而最大限度的利用好处理器资源。因此，理论上具备 HyperThreading 技术的处理器要比不具备该技术的处理器拥有更高的执行效率。HyperThreading 技术的基本原理是在一个物理处理器核心基础上虚拟两个逻辑处理器核心，每个逻辑处理器核心都拥有各自的一套寄存器，如通用寄存器、控制寄存器及 APIC 寄存器等，两套寄存器通过名为“thread level parallelism”的技
7、术协同处理多个线程，使处理器具备同时运行两个程序，或者是一个程序中两个线程的并行运算能力。对于支持多线程的操作系统和应用软件来说，它们会认为具备 HyperThreading 技术的系统中确有两个处理器，从而发出并行运算两个线程的指令要求，如果这两个线程可以由处理器中的不同运算单元分别完成，那 HyperThreading 技术就可以让它们并行运算，从而达到了提高性能的目的；反之，如果这两个线程都需要由处理器中的同一运算单元完成，那就无法实现并行运算了，也就不会提高性能，此时 HyperThreading 技术无法发挥作用。带有 HyperThreading 技术的 Pentium 4 标志，
8、注意添加的“H T”字样以前多线程处理能力只有真正的多处理器系统才具备，现在拥有 HyperThreading 技术的单个处理器也能做到了，这确实是个较大的进步。需要强调的是使用 HyperThreading 技术的Pentium 4 或 Xeon 处理器，它们并不像 IBM 的 Power4 或 AMD 的 hammer 那样真正集成两个物理处理器核心，即不具备完整的双倍运算单元，所以其多线程处理能力是有限制和不完备的，还不能等效真正的双处理器。另外，因为多线程处理对处理器缓存等资源也提出了更高的要求，而拥有 HyperThreading 技术的 Pentium 4 在这方面并无加强，所以它
9、运行多线程应用的性能也必然与真正的双处理器系统存在不少差距。虽然一般来说使用 HyperThreading 技术应该会提高系统的性能，但如果出现资源不足的情况，甚至还可能会出现使用了 HyperThreading 技术后某些应用反而性能下降的情况；对此Intel 方面承认确实存在有极少数性能下降的情况，但绝大多数应用程序的性能会有所提高，特别是使用多线程应用程序和同时运行两个应用程序时。我们后面将通过实际的测试来求证 HyperThreading 技术对系统各方面性能的影响。实现实现 HyperThreading 技术的具体要求技术的具体要求 应该说 HyperThreading 技术是相当值
10、得赞许的，但要具体实现包含该技术处理器的价值，还需要硬件和软件各方面的支持。首先需要合适的主板芯片组，这方面不需担心，845PE、845GE、845GV 以及加入 PC1066 支持的新版 850E 这些新问世的产品当然没问题，其他几乎所有能正式支持 533MHz 前端总线的 Intel 芯片组也可以，但 A-stepping 的 845G芯片组除外。处理器支持 HyperThreading 技术时，BIOS 内会出现相应的选项BIOS 内对 HyperThreading 的支持默认是打开的，关闭也很容易再有就是主板的 BIOS 也得包含对 HyperThreading 技术的支持，这样当主板
11、配合支持HyperThreading 技术的奔腾 4 处理器时，BIOS 里会出现关于 HyperThreading 状态的设置，用户可根据自己的需要决定是否启用这项技术，操作起来非常的简单方便。在软件方面，支持多线程的操作系统是最首要的，以便为应用程序提供底层支持。对于最流行的 Windows 系统，Windows XP 家庭版或专业版已经包含了对 HyperThreading 技术的优化，它们是 Intel 推荐的操作系统，而 Windows2000 虽然也支持多线程，但因为未进行优化，所以不建议使用，至于 Windows 98 和 Windows Me 这类不支持多线程的操作系统，它们对
12、 HyperThreading 毫无意义。如果要使用 Linux 操作系统，则需要 2.4.18 以上版本的核心才能支持 HyperThreading 技术。请注意，为了恰当的启动操作系统对多处理器的支持，需要在含有 HyperThreading 技术的系统上重新安装操作系统。开启 HyperThreading 技术支持后，在 Windows XP 操作系统下会显示系统拥有 2 颗 Pentium 4 处理器，也可以检查任务管理器，察看两颗处理器的资源占用情况。对于具体的应用软件来说，它们需要支持多线程操作才能直接从中获益。要最大限度的发挥 HyperThreading 技术的优势，即使是已经
13、支持多线程的应用程序也需要经过相应的优化，这样才能尽量合理的均衡安排多个线程的运行，减少冲突，保证获得最大的性能增进。如果应用程序不经专门优化，虽然也能运行，但是运行的效率就不能保证了。Intel 正在不遗余力的与各软件厂商协作合作，共同开发能最大限度发挥出 HyperThreading 技术的软件和技术。至于不支持多线程操作的应用软件，单独运行时并不能体会到 HyperThreading 技术的好处，但还是能间接的从操作系统进行多任务操作时获益。顶级的顶级的 3.06G Pentium 4 测试系统简介测试系统简介 本次测试使用了 Intel 的 D850EMVR 主板和 3.06G 的 P
14、entium 4 相搭配，它采用了新版的850E 芯片组，正式提供了对 PC1066 规格 RAMBUS 内存的支持。Intel 的主板一向具有做工严谨，追求稳定的风格，D850EMVR 主板足以担当测试 3.06G Pentium 4 的重任。为了充分体现出 3.06G Pentium 4 的强大性能，尽量减少系统瓶颈，测试中使用了 2 条PC1066 规格的三星 RAMBUS 内存，容量总计 512M。3.06G 的 Pentium 4 加上 PC1066 RAMBUS 内存，这种顶级处理器和顶级内存的搭配堪称梦幻组合。察看这颗 3.06GHz Pentium4 的处理器信息，可以看出它仍
15、为 C1 版核心，stepping 值与之前的 2.8GHz 一样为 7；通过新问世的 SiSoft Sandra2003 测试软件，可以明确的看到 3.06GHz Pentium4 对 HyperThreading 技术的支持状态为“Yes”，而 2.8GHz Pentium4 的支持状态则为“No”。性能测试配置及说明性能测试配置及说明 考虑到测试平台已经使用了 3.06G 的 Pentium 4 与 PC1066 RAMBUS 内存这种顶级配置，所以显示子系统决定采用 ATi 的 Radeon 9700 Pro 显卡，说它是目前最强大的测试系统之一应不为过。为了考察 3.06G Pent
16、ium 4 的性能，我们让 2.8GHz 的 Pentium 4 与它做对比测试，看看3.06G Pentium 4 与 2.8GHz Pentium 4 这个之前的处理器之王相比各方面有多大提高。这次测试的另一个重点是检验 HyperThreading 技术的具体性能表现，我们利用多任务工作以及多线程应用程序，分别测试了启动和关闭 HyperThreading 技术情况下的系统性能情况。性能测试性能测试系统综合性能系统综合性能 ZD Business Winstone 2002 1.0 用来测试系统商业办公性能，包括了Word、Excel、Access、PowerPoint、FrontPage、WinZip、Norton AntiVirus、Lotus Notes 以及 Netscape 等实际应用；ZD Content Creation Winstone 2002 1.0.1 则用来测试系统的Web、图形和多媒体等内容创建性能，包括Photoshop、Premiere、Di
