Seid Kurzem hat die Dual und Multi Core Ära bei den Desktop PCs begonnen, die Hauptsächlich von Intel mit viele Rummel und Promotion verbreitet wurde. AMD hat dagegen fast still und heimlich die Dual Core CPUs auf den Markt geschmissen. Dieses Review beschäftigt sich mit dem Vergleich zwischen dem Pentium 4 3,46 EE und dem Pentium D 820. Die Ergebnisse, besonders beim Übertakten, werden den einen oder anderen beeindrucken.

Pentium 4 3,46 Extreme Edition

Für den Sockel LGA775 gibt es 4 verschiedene Extreme Edition Prozessoren, die sich von einander unterscheiden. Die 3,4 und 3,46EE gehören zu der „niedrigsten“ Stufe dieser Reihen. Diese haben den Gallatin Kern, welcher auf dem alten Northwood basiert und wurden vom Sockel 478 adaptiert. Im Gegensatz zum Pentium 4 EE 3,73 und Pentium XE 840 verfügen diese nur über 512kb L2 Cache, haben dafür aber einen 2 MB großen L3 Cache. Der  Pentium 4 3,73 EE verfügt zwar über einen 2MB grossen L2 Cache, hat aber keinen L3 nicht zur Verfügung. Bei dem Pentium EX 840 teilen sich die beiden Prescott Kerne jeweils 1MB L2 Cache. Die neuen Dual Core Prozessoren nutzen nicht mehr den 1066MHz FSB, sondern einen 800MHz FSB. Beim Pentium 4 3,46EE und 3,73EE sieht es da noch anders aus. Beide nutzen den 1066MHz schnellen Quadpumped FSB. Diese Unterschiede machen die Extreme Editions zu besonders leistungsstarken Prozessoren und heben diese von dem Durchschnitt ab.

Wir haben die LGA775 Variante des Pentium 4 3,46EE für unsere Tests genutzt. Die Standardtaktfrequenz lag bei 3,46Ghz. Der FSB ist auf 266MHz gesetzt und wird in Verbindung mit einem 13er Multiplikator genutzt, um die Frequenz zu erreichen. Was man bei den aktuellen Pentium Reihen immer sieht, ist der IHS(Integrated Heat Spreader). Diese wird zum einen aus Sicherheitsgründen verwendet, um die empfindliche Core vor dem Druck des Kühlkörpers zu schützen und zum anderen die Hitze verteilen. Die Core wird im 130nm Prozess gefertigt, wobei sie bei der 3,73EE Version schon in 90nm gefertigt wird. Die TDP (Thermal Design Power) wird mit 110W angegeben und die Vcore Spannung liegt Standardmäßig bei 1,6V. Als Feature gelten die Erweiterungen MMX, SSE, SSE2, Hyper Pipelined, NetBurst, Rapid Execution Engine und HT(Hyper-Threading). Die 3,46EE CPU wurde im Gegensatz zur 3,73EE und EE 840 Version für 32bit Anwendungen entwickelt und unterstützt nicht die Erweiterung EM64T(Extended Memory 64 Technology). Die Extreme Editions sind nicht zu allen Mainboards kompatibel und brauchen spezielle Chipsätze. Die kompatiblen Chipsätze für den Pentium 4 3,46EE für Sockel LGA775 sind Intel 925X, 925XE und die neuen 944XE, 945P/G und 955XE. Die Unterstützung ist aber auch vom Hersteller zu Hersteller anders. ASUS gehört zu den wenigen Herstellern, die alle EE Versionen unterstützen. Der Preis der 3,46EE liegt teilweise noch bei 900€ aber ist auch schon für 500€(gebraucht, E-Bay) erhältlich.

Intel Pentium D 820

Meine Wahl fiel auf den „langsamsten“ und günstigsten der Dual Core Reihe. Diese Wahl erwies sich am Ende als ein Glückstreffer(später mehr dazu). Der Pentium D 820 ist mit 2,8Ghz getaktet und nutzt den 14er Multiplikator. Um die Verlustleistung so niedrig wie nur möglich zu halten, liegt die VCore bei 1,3V. Die Prescott Reihe hat den Namen „Hitzkopf“ nicht umsonst bekommen. Trotz der angegebenen TDP von Intel sind die Temperaturunterschiede sichtbar. Der  Pentium 4 3,46EE hat laut der TDP 110W, wobei ein Pentium 4 540 mit 3,4Ghz 115W hat. Bei den Dual Core Reihen wurde nochmals an der Verlustleistung gearbeitet und die TDP soll beim Pentium D 820 bei 95W liegen. Die beiden Prescott Cores zusammen erhielten einen neuen Codenamen, die nun als „Smithfield“ bekannt sind. Der Preis dieser CPU liegt bei knapp 250€. Mainboards gibt es inzwischen auch wie Sand am Meer und man hat die Qual der Wahl. Die Dual Core Generation hat viele Features und Erweiterungen, die ihnen verliehen wurden. Dazu gehören neben MMX, SSE, SSE2, Hyper Pipelined, NetBurst auch über SSE3 und EM64T. Somit besteht die Möglichkeit die 64bit Versionen von Windows und Linux nutzen zu können.  Der Unterschied zwischen dem Pentium D 840 und dem Pentium Extreme Edition 840 liegt allein in dem aktivierten HT. Somit ist HT dem EE 840 vorbehalten, wodurch man dann 2 reelle und 2 logische Cores zur Verfügung hat.

Wie bei allen Boxed Kühler kommt neben der Handbüchern, dem jeweiligen Aufkleber mit dem Pentium D Label, auch ein CPU Kühler aus Aluminium. Mir persönlich reicht so ein Kühler nie aus und kann allerhöchstens als Grafikkarten Kühler für Middle-End Karten dienen. Gekühlt wurde erst mit dem Scythe Ninja CPU Kühler und danach mit Wasserkühlung. Wie bekannt, geben wir uns nicht mit Standardfrequenzen zufrieden. Deswegen reicht ein Boxed Kühler niemals aus um sein System so weit zu bringen. 

Zum Vergleich kommt nun eine Tabelle mit verschiedenen Prozessoren von Intel.

  Pentium EE 840 Pentium D Pentium M Pentium 4 Pentium 4 EE Pentium 4 EE
Kern: Smithfield Smithfield Dothan Prescott 2M Gallatin Prescott 2M
Takt: 3,2 GHz 2,8 – 3,2GHz 1,5 - 2,26 GHz 3,0 - 3,8 GHz 3,4 - 3,46 GHz 3,73 GHz
FSB(QDR): 800 MHz 800 MHz 400/533 MHz 800 MHz  800/1066 MHz 1066 MHz
Fertigung: 90 nm 90 nm 90 nm 90 nm 130 nm 90 nm
Sockel: 775 775 479 775 478/775 775
TDP: 130 W 95-130 W 27 W 84-115 W 110 W 115 W
Transistoren: 230 Mio. 230 Mio. 140 Mio. 169 Mio. 169 Mio. 169 Mio.
Kern Größe: 206mm² 206mm² 83,6 mm² 135 mm² 240 mm² 135 mm²
L1 Cache: 2 x 12kµops + 16KB 2 x 12kµops + 16KB 32KB + 32 KB 12kµops + 16KB 12kµops + 8KB 12kµops + 16KB
L2 Cache: 2 x 1024 KB 2 x 1024 KB  2048 KB 2048 KB 512 KB 2048 KB
L3 Cache: - - - - 2048 KB -
Befehlssätze: MMX, SSE, SSE2,SSE3, EM64T MMX, SSE, SSE2,SSE3, EM64T MMX, SSE, SSE2 MMX, SSE, SSE2,SSE3, EM64T MMX, SSE, SSE2 MMX, SSE, SSE2,SSE3, EM64T
Hyper-Threading: Ja Nein Nein  Ja Ja  Ja

Benchmarks

Das Testsystem war ein heisses Thema, da man ein Mainboard brauchte, dass nicht nur Extreme Edition Prozessoren, sondern auch die Dual Core Serien unterstützt. Am Ende stand die Wahl zwischen dem Abit AW8 und dem ASUS P5WD2 Premium. Das Abit Board fiel aus der näheren Wahl, da die Unterstützung nicht sicher war. Deswegen entschied ich mich für das ASUS P5WD2 Premium, wobei ich die Wahl bis heute nicht bereue. Bei dem Speicher konnte man dem Umstieg auf DDR2 nicht mehr entkommen. Aus diesem Grund griff ich zum CM2X512A-6200 von Corsair. Der Speicher ist für einen Takt von 800Mhz und den Dualbetrieb ausgelegt. Für den insgesamt 1Gb Speicher musste ich 188€ und für das Mainboard 200€ hergeben. Die Komponenten waren optimal für mein Vorhaben geeignet und waren die Investition wert. Als Grafikkarte diente die Club3D X800XL.

Beim Vergleich des 3,46EE mit einer auf Prescott basierenden CPU muss der Prescott ca. 300 MHz schneller getaktet sein um auf die gleiche Leistung zu kommen. Diesen Vorsprung verschafft sich der 3,46EE durch das effizientere Northwood Design, welches mit zusätzlichen 2MB L3 Cache auf Höchstleistung gebracht wurde. Diese Erkenntnisse erweisen sich in der Praxis. In Benchmarks, die kein HT und Multi Core Support haben. Die Optimierungen auf EM64T und SSE2 und SSE3 verschaffen dem Pentium D einen weiteren Vorsprung. Deswegen sieht man sofort, ob die Anwendung oder Spiel solch einen Support hat, denn ohne diese Erweiterungen und Befehlssätze wird der Pentium D nicht vollständig ausgereizt. Bei Programmen wie Cinema4D oder SiSoftware Sandra merkt man sofort, ob diese aktiv sind, oder nicht.  Die SiSoftware Sandra 2004er Version unterstütz keinen Dual Core, kein EM64T und auch kein SSE3, was den Vergleich etwas besser machte, um die Core Leistung mit einander vergleichen zu können. Als Grafikkartentreiber kam der Catalyst 5.7 zum Einsatz. Für den Chipsatz wurden die INF Treiber von Intel eingesetzt, die in der Version 7.2.1.1003 waren. Um die Leistung der beiden Prozessoren zu vergleichen, habe ich fast den gleichen Takt gesetzt, um die Leistung vergleichen zu können. Für die Benches wurden zum einen 3Dmark01-05, Everest, SiSoftware Sandra, aber auch Spiele wie Doom 3, Unreal 2004 und Far Cry. Hier die jeweiligen Benches der CPUs zum Vergleich: SiSoftware Sandra mit Standardtaktung

  ALU FPU iSSE2
 Pentium D 820(2,8GHz) 14 968 MIPS 4 021 MFLOPS 6 931 MFLOPS
 Pentium 4 3,46EE(3,46GHz) 10 726 MIPS 4 520 MFLOPS 7 713MFLOPS

   Everest Speicherbenchmarks mit Standardtaktung

  Lesedurchsatz Schreibdurchsatz Verzögerung
Pentium D 820(2,8GHz) 6 035 MB 2 290 MB 86,7ns
Pentium 4 3,46EE 3,46GHz) 4 854 MB 1 649 MB 81,4ns

     Benches mit Standardtaktung

  3DMark05 3DMark03 3DMark01SE Doom 3 Far Cry UT2004
Pentium D 820(2,8GHz) 4 901 Marks 10 473 Marks 19 809 Marks 75,7 fps 55,92 fps 112,71 fps
Pentium 4 3,46EE(3,46GHz) 5 025 Marks 11 124 Marks 24 961 Marks 82,2 fps 72,63 fps 151,05 fps

Um die beiden Prozessoren mit einander besser vergleichen zu können, habe ich die Taktfrequenz des Pentium D von 2,8GHz auf 3,46Ghz erhöht. Somit sollten die Benches auf dem gleichen Niveau liegen und zeigen, wer die Nase vorn hat. SiSoftware Sandra mit angeglichenem Takt:

  ALU FPU iSSE2
Pentium D 820(3,46GHz) 17 213 MIPS 4 964 MFLOPS 8 544 MFLOPS
Pentium 4 3,46EE(3,46GHz) 10 726 MIPS 4 520 MFLOPS 7 713MFLOPS

Everest Speicherbenchmarks mit angeglichenem Takt:

  Lesedurchsatz Schreibdurchsatz Verzögerung
Pentium D 820(3,46GHz) 7 121 MB 2 513 MB 80,6 ns
Pentium 4 3,46EE 3,46GHz) 4 854 MB 1 649 MB 81,4ns

    

Benches mit angeglichenem Takt:

  3DMark05 3DMark03 3DMark01SE Doom 3 Far Cry UT2004
Pentium D 820(3,46GHz) 5 041Marks 11 042Marks 22 520Marks 81 fps 65 fps 134 fps
Pentium 4 3,46EE(3,46GHz) 5 025 Marks 11 124 Marks 24 961 Marks 82 fps 73 fps 151 fps

Nach dem Angleichen habe ich mich daran gemacht die jeweils höchste Taktfrequenz der CPU heraus zu finden. Die 4 Ghz waren für den Northwood schon immer eine kaum überwindbare Hürde und so erging es auch dem 3,46EE. Die CPU wurde bei 4 Ghz instabil und somit musste ich mich mit einer Taktfrequenz von 3,9GHz begnügen. Die CPU war ziemlich instabil und somit musste ich mich da mit der Taktfrequenz von 3,9GHz begnügen. Dieser Wert ergab sich aus dem FSB 300MHz und dem Multiplikator 13, wodurch auch der FSB(QDR) von den ehemalig 1066MHz auf 1200MHz anstieg. Die Spannung der Northbridge musste für einen stabilen Betrieb von 1,5V auf 1,55V und die VCore auf 1,675V gesetzt werden. Dadurch ergab sich am Ende ein stabiler Takt, den die CPU gut vertragen konnte.  Bei dem Pentium D war es nicht so recht bekannt, wie weit man da gehen kann und was wirklich möglich ist. Es gab zu lesen, dass die Pentium Extreme Edition 840 für knapp 1100€ maximal auf 3,8GHz übertaktet werden kann und man nicht einmal mit Kompressorkühlung weiter gehen konnte. Somit machte ich mich langsam auf den Weg mit meiner nur 250€ teueren Pentium D 820 CPU den höchsten Takt zu finden. Die CPU erwies sich als sehr stabil bei 3,6GHz und ich ging getrost weiter auf die 3,8GHz zu. Diese machten keinerlei Probleme und deswegen habe ich 3,9GHz angesteuert. Der FSB lag bei 279MHz und der Multiplikator unverändert bei 14. Den Vcore habe ich inzwischen von 1,3 auf 1,5 erhöht. Die Northbridge hatte weiterhin die Spannung bei 1,475V und der FSB(QDR) war somit bei 1112MHz. Dies überschreitet die schöne 1066Mhz Grenze der EE. Dadurch sahen die Benchmarks auch schon wieder anders aus.

SiSoftware Sandra hohem Takt:

  ALU FPU: iSSE2
Pentium D 820(3,9GHz) 21 407 MIPS 5 627 MFLOPS 9 692 MFLOPS
Pentium 4 3,46EE(3,9GHz) 12 064 MIPS 4 896 MFLOPS 8 694 MFLOPS

Everest Speicherbenchmarks hohem Takt:

  Lesedurchsatz Schreibdurchsatz Verzögerung
Pentium D 820(3,9GHz) 7 948 MB 2 701 MB 74,7 ns
Pentium 4 3,46EE 3,9GHz) 5 836 MB 2 146 MB 67,5 ns

    Benches mit angeglichenem hohem Takt(Club3D x800XL@452/1 166):

  3DMark05 3DMark03 3DMark01SE Doom 3 Far Cry UT2004
Pentium D 820(3,9GHz) 5 139 Marks 11 397 Marks 24 426 Marks 83 fps 78 fps 150 fps
Pentium 4 3,46EE(3,9GHz) 5 710 Marks 12 611 Marks 28 098 Marks 84 fps 81 fps 166 fps

Der P4 3,46EE war mit 4GHz leider nicht stabil zu bekommen, deswegen machte ich mich an den Pentium D heran und wollte testen, ob mehr als 3,9GHz drin waren. Zu meinem Erstaunen und Glück ging da doch noch eine Menge. Von meinem Prescott war ich zwar schon gewöhnt, dass er 4,3GHz aushielt, doch bei dem neuen Dual Core war ich etwas skeptischer Die Hürde von 4GHz hat der Pentium D 820 problemlos gemeistert und ich wagte mich an 4,2GHz ran. Zu meinem Erstaunen lief er damit. Leider reichte meine Kühlung nicht mehr aus, den Takt stabil zu halten. Die Temperatur stieg über 70°C und ich bekam Freezes. Es reichte aber immerhin aus, um die Benches durchführen zu können. Hier also die Ergebnisse für 4Ghz und 4,2GHz.

SiSoftware Sandra am Limit:

  ALU FPU: iSSE2
Pentium D 820(4GHz) 21 376 MIPS 5 731 MFLOPS 9 883 MFLOPS
Pentium D 820(4,2GHz) 25 177 MIPS 5 375 MFLOPS 11 139 MFLOPS

Everest Speicherbenchmarks am Limit:

  Lesedurchsatz Schreibdurchsatz Verzögerung
Pentium D 820(4GHz) 7 996 MB 2 377 MB 72,8 ns
Pentium D 820(4,2GHz) 8 442 MB 2 333 MB 68,8ns

      Benches mit angeglichenem am Limit:(Club3D x800XL@452/1 166):

3DMark05 3DMark03 3DMark01SE Doom 3 Far Cry UT2004
Pentium D 820(4GHz) 5 790 Marks 12 695 Marks 25 818 Marks 93 fps 76 fps 152 fps
Pentium D 820(4,2GHz) 5 827 Marks 12 350 Marks 26 481 Marks 94 fps 94 fps 160 fps

Diese Taktfrequenz wurde bisher nicht von dem Pentium Extreme Edition 840 erreicht! Die Leistungssteigerung der gerade mal 250€ teuren Pentium D 820 Variante beträgt 50%. Um den vollen Support der einzelnen Erweiterungen und Features freizulassen, habe ich die die Benches noch einmal laufen lassen mit der SiSoftware Sandra Version 2005. Hier kamen dann schon etwas erstaunlichere Ergebnisse zu tage. Die ALU Berechnung lag bei 44 204 MIPS, FPU bei 2 508 MFLOPS und iSSE2 bei 24 823 MFLOPS. Wie man auf dem Bild sieht, ist das die doppelte Leistung eines Athlon 64 X2 4800+. Da es aber bekannt ist, dass SiSoftware Sandra etwas Intel freundlicher ist, wird nicht weiter darauf eingegangen.

Fazit:

Mit einer Kompressorkühlung und Volt-Mods lässt sich aus dieser CPU sicherlich noch mehr rausholen. Leider habe ich so etwas momentan nicht zur Verfügung und muss mich deswegen mit einer Wasserkühlung zufrieden geben. Nichtsdestotrotz scheint diese CPU ein Glücksgriff gewesen zu sein und ich werde versuchen mehr heraus zu holen. Mit der Pentium D Reihe spielt Intel ganz vorne mit, da der Preis circa 100€ unter dem kleinsten Dual Core Prozessors von AMD bewegt. Somit könnte sich Intel, durch den günstigen Preis, wohl schneller den Weg in die deutschen Wohnzimmer bahnen.   Der Pentium 4 3,46EE kann bei Spielen den Pentium D 820 schlagen, da sein höherer Takt bisweilen mehr Leistung bei Spielen bringt, als der zweite Kern des Dual Core-Prozessors. Sobald die Spiele den vollen Dual und Multi Core Support haben, wird dieser aber eine Niederlage einstecken müssen. Der Preisunterschied der beiden ist enorm. Der Pentium 4 3,46EE kostete 2-3 Mal mehr als der Pentium D 820. Beides sind interessante Prozessoren, die Extreme Edition hat zwar die Spiele-Krone inne, aber der Pentium D ist eine Alternative bei diesem Preis. Wer aber mehr mit Cinema4D, Encodern und anderen Leistungsstarken Anwendungen, die 2 Cores voll beanspruchen können, sollte auf jeden Fall zu einem Pentium D greifen. Auch sehr nützlich und lukrativ ist die Möglichkeit z.B. gleichzeitig Filme zu codieren und nebenbei ruckelfrei etwas zu spielen.   

by Bolef2k