王者雄风 3.2GHz奔腾4XE处理器详细评测
关注+2004-10-08作者：蓝点
半路杀出的至尊版
即将踏入2003年的时候，大家谈论最多的莫过于首先踏足零售市场的64bit处理器-K8，关心它的性能，关心它未来的价格，更多的是关心它到底会给我们带来什么？尽管Intel对于AMD推出64位处理器并没有太多的评论，但对于64位的处理器，Intel首席技术执行官Gelsinger曾经在IDF上提到："AMD和APPLE推出自己的64bit桌面处理器太快了，现在的桌面级PC的使用者根本用不到4GB的寻址空间。根据常识，地址空间每两年增加一个位，我们目前在1GB，已开始接近2 GB。照着这个理论，64bit桌面处理器应该出现在2006年7月份左右。"
无论Intel怎么看待K8的到来，但却在K8正式发售的不久，Intel在美国IDF的第一天(按惯例这一天也是关于处理器相关技术的讨论)就宣布：将在60天后推出一款Pentium4处理器的至尊版--Pentium4 Extreme Edition，简称P4 XE，拥有2MB的三级缓存，比起拥有1MB二级缓存的K8更让人吃惊，产品定位于高端桌面市场。
在11月底，我们终于等到了第一颗进入国内的测试样品，频率并没有太大的意外，仍然为3.2G，PGA Socket 478针脚，中文名称P4至尊版。在我们拿到CPU的同时，在东瀛市场上也传来了P4 XE上市的消息，正式上市价格确定在了11800日元，折合人民币约8300元。看来，如果P4 XE能够在12月到达中国市场的话，无论是OEM市场还是零售市场，相信价格问题会是一个主要的障碍。不过考虑到市场竞争力，相信Intel不久后就会把P4 XE的零售价格调整至AMD Athlon64 FX附近，搭配其的品牌机将会有更大的价格优惠。
Pentium4 XE 3.2G庐山真面目
我们拿到的工程样品的CPU产地哥斯达黎加，产品号 80532PG0882M，制造工艺0.13微米，从外观上来看和此前的P4处理器一样，唯一区别就是背面已经排得满满的元件。
从外观上来看和此前的P4处理器一样，唯一区别就是背面已经排得满满的元件
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制造工艺方面，P4 XE并不是一个应用新技术的产品，仍然沿用0.13微米的制造工艺，看来0.09微米的工艺还是要等到Prescott的出现。P4 XE 3.2G核心电压仍然是1.55v，和之前的速度之王P4 3.2G一样，比起AMD K8略高0.05v(K8为1.5v)。晶体管方面，由于增加了2M的三级缓存，使小小的CPU竟然容下了1亿8千万晶体管，比起最初发布的Socket423的P4(4200万)多了将近4倍！集成了如此多的晶体管，功率也顺理成章地从之前P4 3.2G的82W提升到现在的92.1W。由于CPU核心大小和散热面积并没有改变，这样一来对于散热器而言无疑将要求更加严格。
此前盛传Prescott的功率将达到120W左右，发热量超大的消息一度在网上被媒体热炒，不过最新的消息表明，功率增大的Prescott只是Socket478接口独有缺点。由于Intel把LGA775接口的P4 Prescott处理器的工作电流降低到68A，在额定的1.225V工作电压下，功耗只有83.3W，发热量也随之降低，同样也不会因为功率过大对一些周边设备造成影响。
这次收到的送测样品鲜有的没有附送散热风扇，因此我们并不能得知原配的是什么型号的风扇，不过从此前展会中Intel展示的平台来看，中央塞铜的Zalman Cu7000-CNPS是它的标配，可见P4 XE在选用散热器方面的确不能马虎。有鉴于此，我们在整个测试中也使用了极为强劲的AVC Z7H7059进行散热，一个纯铜底座插铝鳍片的散热片。同时在这里3也建议有条件使用高频率P4处理器的用户，尽量选用散热性能优良的风扇。
一定要尽量选用散热性能优良的风扇
P4 XE是XEON的简版？
为了凸现P4 XE的与众不同，Intel赋予它多达2MB的三级缓存，加上512KB的二级缓存，P4 XE的缓存多达2.5M，这样的配置让我们不禁想起了服务器版本的XEON处理器，到底它和XEON有没有关系？
到底它和XEON有没有关系？
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让我们一起看看最新的XEON 3.2G的技术特性，同一频率下有1M和2M L3Cache的两个版本，最大功率也和P4 XE一样为92.1W，核心电压1.525v，采用604针PPGA FC PGA2封装，前端总线为533MHz。尤其值得注意的是，P4 XE 3.2G在CPUID上和XEON 3.2G同为0F25h，Core Stepping也同为M0。除了针脚数、外观不同之外，我们很难从技术特性上对P4 XE和XEON进行区别。P4 XE更像是800MHz前端总线的XEON处理器，说它是Xeon的简化版或者桌面版也是毫不为过。在此前，Intel还从来没有把服务器领域的CPU直接移植到桌面处理器领域中，这不禁让我们想起了AMD方面的AthlonMP。
P4 XE作为XEON的简化版，让人第一时间想起的问题就是：P4 XE能否双处理器SMP运行？不过相信Intel为了避免桌面型处理器对服务器市场产生冲击，多半也会屏蔽掉处理器的SMP功能，以此来拉开P4 XE和XEON的区别。可惜我们本次只拿到了一颗P4 XE 3.2G，能否SMP的测试只能等待进一步的测试来证实了。
L3 Cache到底有什么作用？
过去的大部分时间中，无论是Intel还是AMD都只是把Cache缓存的重点放在了L2 Cache上，容量一再进行提升。L3 Cache的出现即便是Xeon系列的处理器也只是最近的事情。最新的Xeon处理器 3.06G/3.2G被赋予了1M/2M的L3 Cache，然而在前端总线上仍然只是533MHz，带宽只有4.2G，想比起已经达到800MHz前端总线的Pentium4而言还有所逊色。现在Intel还发布了号称至尊版的P4 XE，三级缓存也达到了前所未有的2M，比起Xeon来说在规格上甚至优先，到底2M的三级缓存能够给我们带来什么呢？
在Willamette核心到Northwood核心的过渡中，L2缓存提升从256K提升到512K是一个很重要的改变，虽然在处理器本身的运算上并没有太大的帮助，但在一些实际应用程序的测试中我们可以肯定地看到，L2缓存容量的提升可以直接带来整体性能的改变。因此，此后我们也看到了AMD在Thoroughbred核心到Barton核心时的L2 Cache容量的改变，带来的直接裨益也是有目共睹的。但是，不要以为单纯的成倍增加L2 Cache能够带来性能成倍的提升，在相同的处理器架构中，由于工艺和发热量的限制，能够保证同样全速运行的L2 Cache容量是一定的，不然Intel和AMD就不用花大力气去研发下一代的CPU。在二级缓存的寻址能力、工艺、发热量这些因素中，我们觉得二级缓存的寻址能力是一个更重要的决定因素。在许许多多的测试结果可以看到，L2 Cache容量的翻倍只会或多或少的改变3%-15%的性能，因此在最新公布的Prescott(Intel下一代处理器)也只是配备了和Pentium-M处理器一样的1M L2 Cache。
我们要注意到，Intel集成在P4 XE上的L3 Cache不仅仅是容量上单纯的512K->1M->2M的提升，重要的是它的运行速度是和CPU外频一样的，最大程度的保证了CPU工作时和内存之间的数据交换速度，保证了单周期内和二级缓存之间的延时一致的，在数据的不断调用过程中并不会因为延时的问题造成不必要的等待和性能损耗。因此我们在测试中可以明显看到，L3 Cache的增加的确使得P4在多媒体处理上有10%的性能提升，并且在其他性能上也“一并”得到了不同程度的提升。
无论是二级缓存256K到512K的提升，还是Hyper Threading超线程技术的加入，还是前端总线从400MHz到533MHz到800MHz的提升，每一次Intel在Pentium4处理器技术方面的改进，都或多或少的给用户带来了性能的提升。回首Pentium4的发展历程，Pentium4系列处理器在这方面的确做得要比AMD处理器要坚决一些。
Intel没有公布任何关于L3 Cache和L2 Cache之间有什么差异性，在价格上或者工艺上有没有差别，但可以肯定的是，在处理器的工作原理来看，容量较小的L2缓存在纯数学运算中是肯定要快于容量较大的L3缓存的，而L3 Cache又远大于物理内存的数据交换速度。用一个很简单的角度去看，增加的的L3 Cache等效于增加了若干容量的物理内存，在处理器速度没有变化的时候这样的等式是成立的。
主板芯片组方面的支持
现有的主板芯片组中，所有芯片组厂商都推出了正式支持800MHz FSB前端总线的产品，其中包括：Intel 875、865、848P、部分845PE；VIA PT800、PT880；SIS 655FX；ALI M1683。
因此上述的几个芯片组都可以顺利的支持Pentium4 XE。不过如果需要正确识别CPU ID的话，就必须重新刷新厂商公布的最新版BIOS。当然，为了配合Pentium4 XE和Prescott的推出，Intel在明年4月左右发布一系列全新的芯片组，其中包括高端市场取代875芯片组的Alderwood，主流市场的Grantsdale和集成显卡的Grantsdale-G等三款芯片组，支持双通道DDR2 533/400，加入全新的PCI-Express IO架构，支持最多4个SATA磁盘的ICH6/R，CPU插槽方面也部分变更为全新的LGA775，现有的每一项主板技术都将在明年得到全面升级，配合他们，Pentium4处理器的性能将会得到更大程度的发挥。
在诸多技术中，最抢眼的当然数DDR2技术的引入了，因为每一次内存架构的大变动，都能够刺激消费者的升级欲望，有助于推动市场的良性循环。不过DDR2的引入也并不会一帆风顺，nVIDIA就曾经在DDR2和DDR之间的选择碰过钉子，希望明年的4月，我们真的能够迎来DDR2的面孔。PCI-Express IO架构的引入同样也是明年4月份的一个重点，先期出现的会是PCI Express x16，大大缓解目前PCI 32带来的诸多IO设备传输中带宽不足的情况，详细的技术分析我们将会在获得更多资料后另行推出，请读者密切关注。此外，全新引入的LGA775插槽也是一个亮点之一，专门搭配LGA 775接口的Prescott处理器，由于Intel把LGA775接口的P4 Prescott处理器的VR cct工作电流降低到68A，在额定的1.225V工作电压下，功耗只有83.3W，比传说中的100W以上要低了不少，温度也会随之降低。
板载显卡的Grantsdale-G在明年4月的技术更新中同样得到青睐，由于此前推出的845GE和865G系列并没有获得太多的好评，因此在Gransdale-G上Intel决定做出更大的改进。显卡方面搭配了全新的第三代整合显卡，目前并没有太多详细资料透露，不过相信改进的重点仍然放在多媒体应用和游戏性能方面，能否在成本和主流游戏性能上寻求到更好的平衡点，成为Gransdale-G成功与否的关键。
测试平台
| 硬件平台 | |
| CPU | Intel Pentium4 Extreme Editon 3.2GHz |
| 主板 | Intel Desktop Board D875PBZ 映泰BioStar K8NHA Pro |
| 内存 | TwinMos PC3200 256MB×2 |
| 硬盘 | Seagate Barracuda7200.7 160GB 2MB |
| 显卡 | 七彩虹 Radeon 9800XT 256MB |
| 软件平台 | |
| 系统软件 |
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| 驱动程序 |
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| 测试软件 |
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1、为了能够更加平衡的表现Pentium4平台和AMD平台的性能，我们都选取了支持双通道的两款主板作为测试平台，而且就目前而言，双方的系统都是最高配置的。
2、软件选取方面，除了有大部分读者都会进行的3Dmark、PCmark之类的测试软件，还会按照我们一贯测试CPU的流程，加入实际多媒体软件的测试对比。
WCPUID截图
CPU-Z截图
CPU基准测试
在几个测试的软件中，由于频率方面一直都占据着十分明显的优势，而且多媒体指令集一直都是Intel的强项，Intel Pentium4在这个项目中的领先也是预料中的事情。不过让人奇怪的是，在单纯的CPU测试中，P4 XE 3.2G反而落后于P4 3.2G，PCmark和SISoft中的测试结果都同样反映了这点，难道是L3 Cache的出现拖了P4 XE的后腿？
super Pi是一个很古老的测试软件了，目前最快的CPU计算104万位的Pi值已经到了40秒以下的成绩了，估计这也是我们最后一次使用它来进行测试了。SuperPi成绩的高低与CPU和内存子系统关切最密切。结果看来，P4 XE 3.2G比P4 3.2G快了将近10%，但同时也落后于AMD Athlon64 FX-51，在这一个赛站上的比试P4 XE稍稍落后。
综合性能测试
ZDNET几乎每年更新版本的CC winstone和Business Winstone，今年已经在年末的时候发布了2004版的最新软件，不过由于从美国订购仍需一段时间才能够收到产品，我们这次使用的仍然是CCwinstone2003和Business Winstone2002进行测试。在ZDNET的两个测试软件中出现了很有趣的结果，P4 XE 3.2G和Athlon64 FX-51各自赢得了一站的冠军。
SYSmark的测试中，长达两个多小时的模拟真实操作的测试让我们对结果更为相信，以人工操作的速度不断模拟运行办公软件和一些创作软件，最终通过加权得出总分。在SYSmark的测试中，基本上和ZDNET的结果一致。由于内容创作(Internet Content Creation)方面具有更大的优势，因而即便Athlon64 FX-51在office应用上稍占上风，在综合成绩上Pentium4 XE 3.2G仍然领前。
在综合性能测试中，P4 XE 3.2G的表现都要比P4 3.2G抢眼，在两个频率最高的CPU对抗中，P4 XE要领先大概5%。
游戏性能测试
在专门测试的软件中，Intel Pentium4系列并没有讨到太多的便宜，不过在实际的游戏应用中，P4 XE 3.2G的表现却有目共睹。测试软件和真实游戏之间怎么去看待怎么去平衡，还有待读者自己去辨证了。
真实软件测试
无论测试出来的结果是如何的快，电脑终归都是用来工作和娱乐的，因此真刀真枪的在真实软件中较量是极为关键的。我们选取了极为有代表性的LAME来进行MP3解码压缩，用XMPEG来进行DVD转录成DIVX格式，从两方面进行流媒体压缩的测试。
在真实软件的测试中，Pentium4 XE 3.2G占有天时地利的优势，总量达到2.5M的L3 Cache在流媒体压缩中起到了决定性的作用，取得胜利也是理所当然的，同频率的P4 3.2G一样表现十分抢眼。
总结
第一次出现在桌面系统的L3 Cache被赋予了P4 XE身上，身上留着XEON的血液的P4 XE在频率没有提升的情况下，很好的守住了Pentium4处理器的权威和尊严，成为了2003年度全程的性能之王。从年度的Pentium4 3.0G到年末的Pentium4 XE 3.2G，可以看到03年里Intel在CPU频率上的跳跃是保守的，估计这也是0.13微米制程的最后防线了。要想在技术和频率上都得到满意的答案，我们需要期待它的出现——Prescott。
在以往的多次CPU测试中，凭着频率上的极大优势，凭着SSE2多媒体指令集的广泛性，P4处理器往往都会取得较大领先的优势。不过这一切在Athon64发布以后渐渐出现了变化，同样支持SSE和SSE2多媒体指令集的Athlon64 FX-51已经拍马赶上，两者之间的差距在逐渐缩小，让人多多少少都对AMD明年的计划充满期待。在2003年即将变成过去的时候，我们能够预见，明年的处理器市场的竞争将更趋激烈，制造工艺和核心技术的更新让我们期待万分，到底Prescott能够给我们带来什么？到底AMD明年会如何出招应对？只能进行拳击赛的CPU市场给我们留下了很多问号。
太平洋电脑网 文/太平洋评测室