Spotřeba Prescottu - test revizí

Jak to začalo - problém s deskami

Prescott vypadal dva roky před uvedením jako velmi nadějný čip. Uživatelé si od nových 90nm transistorů s 50nm velikostí přechodu slibovali vyšší frekvence při nižší spotřebě, přesně jako tomu bylo u starších generací. Psal se rok 2002. Na jaře 2003 Intel uvedl čipové sady i875P a i865. Trochu postrašen (neexistující) hrozbou Athlonu 64 narychlo zakomponoval do čipsetu dual-channel DDR400 a zvýšil frekvenci FSB na 800 MHz (původně mělo být 667 MHz). Protože se však chtěl ještě více pojistit, vydal nové požadavky na napájení, takové, které zvládnou i budoucí procesor Prescott.

Starší základní desky pro socket 478 se dělily do dvou kategorií podle schopnosti dodat dostatečné množství proudu:

Flexible Motherboard specifikace (socket 478)	Požadovaný maximální proud	typické zastoupení mezi procesory
Northwood FMB1	60A	Pentium 4 s jádrem Willamette Pentium 4 s jádrem Northwood do 2.8 GHz
Northwood FMB2	70A	Pentium 4 s jádrem Northwood nad 3 GHz

Specifikace Northwood FMB2 se objevila s příchodem Pentia 4 na 3.06 GHz na podzim roku 2002. Protože Intel tehdy chtěl co nejvíc oslabit pozici AMD před příchodem Athlonu 64, hnal frekvenci vysoko. Bohužel však jádro Northwood již tak snadno na frekvence 3 GHz a výše nedosahovalo, výtěžnost výroby byla nižší. Intel proto zvýšil napětí z původních 1.525V na 1.550V, čímž výtěžnost opět dostal do přijatelných mezí. Bohužel však na úkor spotřeby. Podle jistých zákonů fyziky platí následující:

Jakmile se zvedá napětí, roste proud (dle Ohmova zákona) a zároveň se zvyšuje spotřeba - a to s druhou mocninou. V ideálních podmínkách zvýšení napětí o 5 procent zvýší spotřebu o 10,25 procent (1.05 * 1.05 = 1,1025). Pro uživatele to znamenalo zhruba tolik, že starší desky dle Northwood FMB1 nebyly schopné uživit Pentium 4 na 3.06 GHz. V případě nainstalování takového procesoru došlo k přetěžování desky, která se tak po delší době téměř s jistotou spálila.

Ale zpět k Prescottu. Na jaře 2003 existovala nová specifikace Prescott FMB1 (dále jen FMB1). Ta si kladla za cíl umožnit provozování nové generace Pentia 4 na nových základních deskách s čipsety i875P a i865 (s deskami dle Northwood FMB2 se tedy už nepočítalo, svůj půlrok slávy si odbyly). Plán počítal s odběrem 78A. Jenže... v průběhu roku 2003 se ukázalo, že takové množství patrně nebude stačit. Intel urychleně vydal novou specifikaci Prescott FMB1.5:

Flexible Motherboard specifikace (socket 478)	Požadovaný maximální proud	typické zastoupení mezi procesory
Prescott FMB1 (Loadline B)	78A	Pentium 4 s jádrem Prescott - pomaleji taktované modely
Prescott FMB1.5 (Loadline B)	91A	Pentium 4 s jádrem Prescott - výkonné modely

V té době se již začaly objevovat zprávy o tom, že Prescott má problémy se spotřebou. Výrobci základních desek hromadně odstraňovali z webových stránek informaci o tom, že jejich výrobky podporují jádro Prescott. Průšvih byl na světě - základní desky z jara 2003 nebyly v drtivé většině případů koncipované na dalších 13A odběru, tedy navýšení požadavku o cca 17 procent.

Horror pokračuje - patice LGA

Po poněkud krkolomném uvedení Prescottu (detaily za chvíli) Intel vytasil novou patici - LGA775. Její hlavní zajímavostí byla absence pinů na procesoru... a také to, že počet kontaktních ploch dodávajících proud se zvýšil více než dvaapůlkrát (z 85 na 226) a počet zemnících ploch o polovinu (ze 180 na 273). Podíl napájení na celkovém počtu vývodů se tak zvýšil z 55 procent na 65 procent.

To ale není vše. Protože ještě před uvedením Prescottu AMD stihlo uvést svůj Athlon 64, který nejen že naplnil očekávání, ale spíše je dokonce předčil, byla zde nutnost dosahovat ještě vyšších frekvencí. AMD se svými Athlony, byť zpočátku hůře dostupnými, nemělo problémy ani se spotřebou, ani s frekvencí a - co je asi nejdůležitější - dosahovalo skvělých výsledků v testech. 91A evidentně nebylo dostačující, a tak vznikla další specifikace FMB2:

Flexible Motherboard specifikace (socket LGA775)	Požadovaný maximální proud	typické zastoupení mezi procesory
Prescott FMB1 (775_VR_CONFIG_04A)	78A	Pentium 4 s jádrem Prescott - pomaleji taktované modely
Prescott FMB2 (775_VR_CONFIG_04B)	119A	Pentium 4 s jádrem Prescott - výkonné modely

Tady už se s tím v Intelu nepárali - rovnou 119A, o padesát procent víc než původní FMB1.

Rozčlenění do kategorií

Uvedené povídání o "historii" je důležité z toho důvodu, že Intel (naštěstí) jednotlivé specifikace FMB zachoval. Již vyrobené desky pro socket 478 s FMB1 (z jara 2003) nezůstaly bez podpory, jen se výběr procesorů poněkud snížil. Prostě a jednoduše Intel stanovil limity spotřeby na vyráběné kusy.

V okamžiku uvedení Prescottu v únoru 2004 byly následující modely:

2.4 GHz, 2.8 GHz a 3.0 GHz - specifikace FMB1 (Loadline B - Mainstream)
3.2 GHz a 3.4 GHz - specifikace FMB1.5 (Loadline A - Performance)

Modely do 3.0 GHz včetně bylo možné umístit do základní desky z jara 2003. Ale modely na 3.2 a 3.4 GHz již vyžadovaly desku schopnou dodat 91A - většina takových desek se objevila až na podzim / v zimě 2003, tedy těsně před uvedením. Aby si Intel pojistil, že 91A Prescotty nezačnou hromadně ničit základní desky, implementoval do procesoru zjednodušené jednobitové ovládání násobiče - nominální násobič se zapne až v okamžiku, kdy k tomu dá BIOS příkaz nastavením mikropaměti procesoru - Model Specific Registers (MSR). V opačném případě zůstane násobič na standardní hodnotě 14x. Při frekvenci 2.8 GHz (14x 200) by i výše taktované FMB1.5 procesory měly vyhovět FMB1 a v desce fungovat.

K podobnému rozčlenění kupodivu došlo i u základních desek s paticí LGA775. A to ne z důvodu kompatibility, ale kvůli šetření nákladů. 119A je již pořádná dávka proudu, základní deska musí obsahovat víc regulátorů napětí, víc kondenzátorů atd. A to něco stojí. Některé levné desky s paticí LGA775 proto umí pouze čipy dle FMB1, tj. 78A Prescotty. Stejně jako u socketu 478, je i zde pro 119A přítomna ochrana s násobičem 14x.

Poznámka: Někteří výrobci, především Asus, se chlubí, že dokázali odemknou násobič Pentia 4 (konkrétně u Asusu funkce LockFree). Jak už vyplývá z textu výše, o žádné odemknutí se nejedná, je to bezpečnostní vlastnost vysokoodběrových Pentií 4... a především tato funkce je od Intelu, Asus se o ní vůbec nijak nezasloužil.