Spotřeba Prescottu - test revizí

Jak probíhalo měření a co bylo cílem

Cílem dnešního testu bylo vyzkoušet, jak je na tom jádro Prescott se spotřebou. Srovnání proběhlo jednak se starším jádrem Northwood, tak i mezi revizemi.

Protože dnes už v obchodě nelze sehnat ani Northwood ani Prescotty revizí C0 a D0, musel jsem se uchýlit k testování vzorků. Ze společnosti AAC Czech se mi podařilo sehnat následující procesory:

Northwood 3.4 GHz revize D1 / socket 478
Prescott 3.0 GHz revize C0 / socket 478
Prescott 3.2 GHz revize C0 / socket 478
Prescott 3.4 GHz revize D0 / socket 478
Prescott 3.8 GHz revize E0 / LGA775

Na uvedeném výčtu mě mrzí, že se nejedná o jednu frekvenci. A bohužel také testované čipy jsou různých FMB specifikací. Ve výsledcích se proto může projevit "nemoc" vyšších specifikací FMB v podobě vyšší statické spotřeby.

Test byl založen na měření spotřeby pomocí UPSky zapojené mezi zásuvku a zdroj (v tomto případě Fortrony FSP350-60PN(PF) a FSP350-60THN-P). Ta přes USB vracela hodnoty o aktuálním zatížení.

Měřila se tudíž spotřeba celého počítače - včetně účinnosti zdroje a napěťových regulátorů na základní desce. Aby bylo možné minimalizovat vliv ostatních komponent, posloužil 4GB disk Seagate Medalist s 5400 / minutu, grafická karta ATI s 8MB RAM do PCI a dva moduly neznačkových DDR400 po 256MB (nastavení časování By SPD).

Základní desky byly od firmy Asus - modely P4P800 pro socket 478 (čipset 865PE + ICH5R) a P5GD1 (čipset 915P + ICH6R). Rozdílné základní desky způsobí menší nesrovnalosti naměřených čísel vlivem toho, že spotřeba čipsetu 915P je o cca. 5W vyšší.

Procesory byly zatěžovány kombinací BurnK7 a Prime95 verze 22. Tato kombinace se ukázala jako nejúčinnější. Každý z programů byl pomocí Správce souborů nastaven na vlastní logický procesor:

BurnK7 běžel na CPU0, Prime95 na CPU1.

Jako chladič posloužilo "cosi" dimenzované na středně výkonné Northwoody - pasiv od Glacialtech. Tento čistě hliníkový pasiv byl ofukován 92 mm ventilátorem s cca. 2000 otáčkami za minutu. Chladič byl zvolen tak, abychom ho mohli použít na všechny procesory bez ohledu na socket - z toho důvodu ani nebyl upevňován do ohrádky, ale jen volně položen (po natření kvalitní bílé tepelně-vodivé pasty Arctic Cooling Silicone). Všechny procesory tak dostaly stejné výchozí podmínky.

Při testování jsme se snažili změřit teploty čipů. Bohužel se ukázalo, že měření prováděná základní deskou mají důvěryhodnost podobnou pohledu do skleněné koule - tak například Northwood na 3.4 GHz v klidu hlásil teplotu 24 stupňů. I přes to, že v místnosti bylo chladno (odhadem kolem 17 stupňů Celsia), je takový údaj naprostý nesmysl. Na stejném procesoru pak základní deska provedla ještě další "kousek" - když při zatížení hlásila teplotu pouze 50 stupňů, přičemž procesor už zpomaloval. Fakticky bych tedy v klidu musel přičíst 10 stupňů a v zátěži až 25 a teploty pak přepočítávat. Čidlům se v tomto případě absolutně nedá věřit ! Že Asusy měří totální "kraviny", je dávno profláknuté.

Jako čidlo s trochou důvěryhodnosti proto bylo zvoleno externí čidlo ze skříně s předním panelem. To jsme umístili do těsné blízkosti kontaktu Heat Spreaderu s chladičem. I když ani toto nebylo zrovna ideální měření, poskytlo nám to alespoň přibližné výsledky. Uznávám ale, že pro přesná měření bude v budoucnu nutné použít nějaké průmyslové řešení, většina počítačových čidel, zdá se, plní napůl funkci generátoru náhodných čísel (ještě že mám u sebe v počítači páskové v socketu, nakonec se ukáže, že je ze všech nejpřesnější).

Northwood

Jako první na testování jsem vzal jádro Northwood, které bylo velmi oblíbené, protože poskytovalo vynikající výkon a uživateli bylo hodnocené jako relativně studené. Pravda je ovšem taková, že za přijatelně energeticky náročné můžeme považovat pouze modely do 2.8 GHz. Právě do 2.8 GHz včetně držel Intel napětí na maximálně 1.525V. Proudový odběr byl necelých 56A maximálně.

Procesory nad 3 GHz už však mohou být dodávány (a často se tak děje) s napětím 1.55V. Proudový odběr se u nich pohybuje od 65A výše - nejrychlejší 3.4 GHz čip pak má 71.6A. Zatímco tedy do 2.8 GHz jsme na maximu do 80W, 3.4 GHz už má víc než 100W spotřeby.

Údaje výrobce
Max. napětí (VID): 1.55V
Max. proud v klidu: 27A
Max. proud v zátěži: 71.6A

Systém s Pentiem 4 Northwood 3.4 GHz v klidu spotřebuje asi 90W. Protože čip má úsporné režimy Halt a Stop Grant, není prakticky rozdíl mezi frekvencemi 3.0 a 3.4 GHz. Rozdíl při plném zatížení je cca. 10W na každých 200 MHz. Pokud bereme, že účinnost je 70 procent (ztráty ve zdroji a na napěťových regulátorech na desce), je to zhruba 7W na 200 MHz jen pro procesor.

Pokud se podíváme, co udělá s procesorem vyšší napětí, vyjde nám, že (vcelku pochopitelně) ovlivňuje spotřebu mnohem významněji než frekvence. Každých 0.05V rozdílu se projeví cca. 12W. Spotřeba v klidu tak razantní vliv nemá. Musím však připustit, že teplota v klidu se podle externího čidla zvýšila - při 1.55V činila 27 stupňů, při 1.60V 30 stupňů a při 1.70V 34 stupňů. Je tedy možné, že vyšší napětí zvyšuje účinnost napájení (zdroje a regulátorů) - čímž se spotřeba snižuje -, avšak zároveň do procesoru putuje energie více - čímž se naopak spotřeba zvyšuje (ale významněji, než se snížila vlivem vyšší účinnosti). Jak tomu přesně je, nelze vzhledem ke způsobu měření určit. Jistou roli může sehrát i nepřesnost měření.

Prescott C0 3.0 GHz / FMB1, 78A

Prvním z Prescottů v testu je nejstarší veřejně dostupná revize C0. Tento kus běží na 3.0 GHz, což ho pasuje do kategorie FMB1, tedy 78A. Čistě podle výpočtu by měl tento procesor maximálně spotřebovat "pouze" 100W, tedy zhruba stejně co Northwood 3.4 GHz (a zhruba o 8W více než Northwood na stejné frekvenci 3.0 GHz). Na revizi C0 se jedná o nejvyšší model se specifikací FMB1.

Údaje výrobce:
Max. napětí (VID): 1.40V
Max. proud v klidu: 40A
Max. proud v zátěži: 78A

Protože v tomto případě už frekvence nemá prakticky kam klesat, měřil jsem pouze vliv napětí. Na 1.375V procesor v klidu spotřebuje 81W a při zatížení 172W. Spotřeba v klidu při tomto napětí je poměrně příjemná, teplota změřená externím čidlem těsně u Heat Spreaderu procesoru dosahovala pouze 35 stupňů, což je sice víc než u Northwoodu, ale jinak stále pěkná hodnota - nezapomínejme, že Prescott má menší jádro a vlivem menších transistorů se výdej tepla koncentruje do mnohem menší plochy, tj. teplota musí při stejném odběru zákonitě vzrůst.

Zajímavé jsou údaje při zvýšení napětí na 1.40V, tedy maximum, co si Intel dovoluje dodat do prodeje. S takovým nepovedeným kusem se dostáváme na maximum 100W, tedy stejně jako u Northwoodu 3.4 GHz. Při přímém porovnání Prescott 1.4V vs. Northwood 1.55V, oba na 3GHz, vychází Prescott o něco hůře - spotřebuje v klidu stejně, ale při zatížení o 20W více. To, zcela pochopitelně, není příliš příjemné zjištění pakliže víme, že výpočetní výkon obou čipů je plus mínus stejný.

Na druhou stranu je nutné zmínit, že při porovnání s Northwoodem 3.4 GHz (tj. papírově 100W vs. 100W) vychází oba procesory vyrovnaně. Znamená to, že Prescott ve specifikaci FMB1 není Northwoodu spotřebou tak vzdálen, aby se jednalo o nějak převratný rozdíl.