Starcie gigantów

Do firmy AMD produkującej od dłuższego czasu 64-bitowe procesory Athlon 64 do domowych pecetów dołączył wreszcie Intel z najnowszym Pentium 4 6xx i Extreme Edition. Sprawdziliśmy wydajność procesorów obu producnetów w środowisku 64-bitowym

Dlaczego w pełni 64-bitowe komputery są wciąż rzadkim widokiem? Cena podzespołów, choć istotna, nie wydaje się decydującym czynnikiem. W końcu niejeden fan komputeryzacji inwestuje w swoją maszynę grube tysiące złotych. Główne problemy były dotychczas dwa: brak odpowiedniego oprogramowania oraz słaba wiedza użytkowników na temat tego, co oferują 64-bitowe procesory i jak ich możliwości wykorzystać. Właśnie dlatego zdecydowaliśmy się porównać dwa najwydajniejsze „64-bitowce” tam, gdzie w grę wchodzi kod x86-64, czyli na 64-bitowym systemie z odpowiednio optymalizowanymi aplikacjami. Przyjrzeliśmy się też dokładnie temu, co nowa architektura może wnieść do typowych zastosowań domowego komputera. Choć zarówno AMD, jak i Intel mają już w swojej ofercie spory wybór 64-bitowych procesorów – Pentium 4 z serii 6xx i 5×1 oraz Athlon 64 – wydajność postanowiliśmy sprawdzić, porównując dwa najszybsze procesory obu producentów, które w środowisku 32-bitowym oferują zbliżoną wydajność. Do pojedynku po stronie AMD stanął więc Athlon 64 FX-55, barwy Intela reprezentował zaś najnowszy Pentium 4 Extreme Edition 3,73 GHz.

Cała prawda o 64 bitach

Wiele osób wciąż nie wie, co oznacza architektura 64-bitowa i jaki ma wpływ na wydajność. Czy takie procesory mogą wykonywać dwa razy więcej operacji? Czy są dwa razy szybsze niż ich 32-bitowe odpowiedniki? Oczywiście nie.

Istnieją tylko dwie zasadnicze różnice między „starymi” a „nowymi” procesorami. Pierwsza to szersze (64-bitowe) rejestry. Ich znaczenie dla wydajności procesora jest duże, choć niedecydujące. Znajdują one bowiem zastosowanie tylko wtedy, gdy procesor operuje na odpowiednio wielkich liczbach. Można tu podać uproszczony przykład. W trakcie zwykłego dodawania dwóch liczb potrzebne są trzy rejestry – po dwa na składniki i jeden na sumę. Procesor zużywa więc tyle samo mocy przerobowej na dodanie 4 i 16, jak 32142 oraz 771. Różnica ujawnia się dopiero, gdy składnik ma więcej niż 32 bity. Wtedy do jego przechowania potrzeba dwóch albo i więcej rejestrów, no chyba że mamy procesor o architekturze x86-64. Dysponując dwukrotnie większą ilością miejsca, można w jednym kroku wykonać operację, na którą starsze modele potrzebowały dwóch kroków. Szczególnie duże korzyści ujawniają się przy obliczeniach zmiennoprzecinkowych (jednostki SIMD od dawna korzystają z długich rejestrów), jak również przy skomplikowanych operacjach matematycznych. Warunek jest jeden: kod programu musi być odpowiednio zoptymalizowany, a system – 64-bitowy. To ostatnie z kolei oznacza konieczność wykorzystania 64-bitowych sterowników. Nie oszukujmy się – złożenie odpowiedniej platformy jest obecnie dość kłopotliwe, tym bardziej, że 64-bitowa wersja Windows XP, którą można za darmo pobrać ze strony Microsoftu, jest jeszcze edycją próbną, a wiele firm wciąż nie udostępniło odpowiednich sterowników do swoich urządzeń.

Druga cecha „64-bitowców” to rozszerzony obszar adresowy pamięci. Teoretyczne maksimum przy adresowaniu 32-bitowym to 4 gigabajty. Można oczywiście korzystać z różnych sztuczek, takich np. jak PAE (Physical Address Extension), dzięki któremu Windows 2000/XP jest w stanie „obsłużyć” 8 lub nawet 64 GB (w wersji DataCenter). Takie rozwiązania wpływają jednak niekorzystnie na wydajność. Tymczasem procesor 64-bitowy bez problemu może współpracować z 1024 GB (adresowanie 40-bitowe) lub nawet 16 TB (!) pamięci (48-bitowe adresowanie wirtualne). Taka konfiguracja jest obecnie niewyobrażalna, ale przecież w 1981 roku Bill Gates mówił, że wystarczy nam 640 KB pamięci operacyjnej. To liczba o trzy rzędy wielkości mniejsza od wymagań dzisiejszych systemów.

Platforma testowa
ProcesorPłyta głównapamięć RAMKarta graficznaDysk twardyZasilacz
AMD Athlon 64 FX-55 (3700 zł)MSI K8N Neo4 (nVidia nForce4 Ultra)2 x OCZ PC4200 EL Dual CH Platinum Edition (400 MHz)nVidia GeForce 6800 GT 256 MB (PCI Express)Maxtor DiamondMax Plus 9 (80 GB)Tagan TG480-U01
Intel Pentium 4 Extreme Edition 3,73 MHz (4100 zł)Abit Fatal1ty AA8XE (Intel 925XE)2 x Micron PC4200 DDR2 (533 MHz)nVidia GeForce 6800 GT 256 MB (PCI Express)Maxtor DiamondMax Plus 9 (80 GB)Tagan TG480-U01
Close

Choć staramy się je ograniczać, wykorzystujemy mechanizmy takie jak ciasteczka, które pozwalają naszym partnerom na śledzenie Twojego zachowania w sieci. Dowiedz się więcej.