Celeron Coppermine — процессор для систем начального уровня

Celeron Coppermine - процессор для систем начального уровня

История

В апреле 1998 года компания Intel объявила о намерении поделить рынок процессоров на сегменты и представила первый процессор семейства Celeron, ориентированного на применение в компьютерах стоимостью до $1000. За это время Intel Celeron претерпел очень много значительных изменений.

Первую половину прошлого года можно назвать одним из самых неудачных для Intel периодов. Все новые продукты в течение всего года, включая давно ожидаемые процессоры на новом ядре Coppermine, постоянно откладывались по различным причинам. С наступлением осени вышел в свет долгожданный продукт - процессор, построенный по 0.18 мкм технологии. Pentium III. Процессор имел 256-килобайтный встроенный кэш второго уровня, работающий на частоте ядра.

Первые Celeron с частотами 266 и 300 МГц представляли собой обычные Pentium II без кэша второго уровня. В результате, если их производительность в офисных приложениях и можно было назвать сносной, то в играх безкэшевые Celeron терпели полное фиаско. Единственное, чем удалось запомниться этим процессорам, так это отличной разгоняемостью. Лишенные внешних микросхем L2 кэша, которые не давали возможности сильно увеличивать выше номинала частоту обычных Pentium II, практически все Intel Celeron 266 без проблем разгонялись до 400 МГц. Однако все же низкая производительность этих процессоров не позволила стать им популярными, и Intel была вынуждена искать выход из ситуации.

Этим выходом оказались новые Celeron с частотами от 300 МГц, построенные на ядре Mendocino, производство которых началось в августе 1998 года. Эти процессоры имели L2 кэш, и не какой-нибудь, а интегрированный в ядро и работающий на частоте процессора. То есть получилась парадоксальная ситуация: новые Celeron хоть и имели L2 кэш меньшего размера, чем у Pentium II (128 Кбайт против 512 Кбайт), но работал он на полной частоте процессора, а не на половинной, как у Pentium II. Плюс, благодаря его интеграции в ядро, латентность кэша второго уровня была несколько меньше, чем у "старшего брата". В результате, теперь по производительности Celeron практически не отставали от Pentium II, да и разгонялись намного лучше. Например, ставший народным хитом Intel Celeron 300A с ядром Mendocino часто можно было заставить работать на 450 МГц. В общем-то, до выхода Intel Pentium III, Celeron по своим характеристикам мог вполне соперничать с Pentium II.

Но в процессоры линейки Intel Pentium III был добавлен новый набор SIMD-инструкций SSE для вычислений с плавающей точкой. Celeron их не поддерживал, и с этого момента он начал отставать по возможностям от процессоров, ориентированных на применение в более дорогих компьютерах. К тому же, с ростом процессорных частот объем информации, обрабатываемой процессором, неуклонно рос, и применяемая в Intel Celeron 66-мегагерцовая системная шина становилась ощутимым узким местом. В то время, как Pentium III выпускались со 100- и 133-мегагерцовой системной шиной, частота шины Celeron оставалась неизменной с первого дня выпуска - 66 МГц.

Ну а вскоре, с переводом линейки Pentium III на технологию 0,18 мкм, Intel усовершенствовала ядро, и теперь новые Pentium III, так же как и Celeron, стали обладать L2-кэшем, работающем на полной частоте ядра. Новое ядро, названное Coppermine, обладало встроенным L2-кэшем размером 256 Кбайт, превосходившем L2-кэш в Celeron не только по объему, но и по латентности. И это снова привело к значительному отрыву в производительности дорогих процессоров Pentium III от дешевых Celeron.

Именно с таким положением дел мы и подошли к началу 2000 года, когда Intel планировала очередные изменения в линейке Celeron.

Согласно планам компании Intel, Celeron, вслед за Pentium III, также должен был быть переведен на технологию производства 0,18 мкм и новое ядро Coppermine. Однако, в отличие от Pentium III, кэш в новых Celeron планировалось сделать в два раза более маленьким - 128 Кбайт. Зато при этом частота системной шины дешевых процессоров наконец должна была сдвинуться с отметки в 66 МГц. Но, в результате, это так и осталось в планах...

Celeron на ядре Coppermine128 выпускаются, начиная с частоты 533 МГц. При этом на рынке представлены и 533-мегагерцовые модели с ядром Mendocino. Для их различия Intel маркирует новые Celeron как Celeron 533A. Что же касается остальных более скоростных моделей, то все они имеют ядро Coppermine128.

Celeron Coppermine 566 Мгц (Celeron 2)

Новый Celeron с ядром Coppermine и 128 Кбайтным L2-кэшем вышел, а вот частота его системной шины так и осталась 66 МГц. Итак, спецификация:

- Ядро Coppermine128, произведенное по технологии 0,18 мкм

- Частота 566 МГц (коэффициент умножения 8.5x)

- Кэш первого уровня 32 Кбайта (по 16 Кбайт на инструкции и данные)

- Интегрированный в ядро 128 Кбайтный L2 кэш, работающий на частоте ядра (256-битный Advanced Transfer Cache)

- Advanced System Buffering

- Имеет набор SIMD-инструкций SSE

- 370-контактный FC-PGA Socket-370 CPU интерфейс

- Системная шина GTL+, работающая на частоте 66 МГц

- Напряжения питания ядра - 1.5В

Intel Celeron на ядре Coppermine128 - это не что иное, как тот же самый Intel Pentium III, но с электрически отключенной половиной L2-кэша. Это значит, что оставшиеся 128 Кбайт встроенного в ядро кэша второго уровня работают абсолютно так же, как и 256 Кбайт кэша в Intel Pentium III. Именно поэтому разговоры о том, что кэш в новых Celeron медленнее и имеет большую латентность, чем кэш Pentium III, не имеют под собой никакого основания.

Поэтому все же основным отличием Celeron от Pentium III следует считать частоту системной шины. К сожалению, у новых Celeron она осталась такой же, как и у старых - 66 МГц. Видимо, от планировавшегося изначально перевода дешевых процессоров на частоту FSB 100 МГц Intel пришлось отказаться ввиду малого падения производительности при уменьшении размера L2-кэша вдвое. А допустить, чтобы дешевые процессоры работали так же, как и дорогие, Intel не могла, и поэтому была вынуждена искать искусственный "тормоз". И такой "тормоз" был найден - достаточно было просто сделать системную шину недостаточно быстрой для современных нужд. При частотах, на которых работают современные процессоры Celeron, 533 МГц и выше, объем информации, обрабатываемой процессором, значительно превосходит 533 Мбайта/с - пропускную способность 66-мегагерцовой системной шины. В результате CPU может попросту простаивать в ожидании новых данных или при их передаче в память.

Есть у Celeron на новом ядре и еще пара мелких отличий от современных Pentium III. Во-первых, как и в старых Celeron, новые не имеют функции выдачи серийного номера - одной из самых неоднозначных функций Pentium III, по поводу которой в свое время был поднят сильный шум в прессе. Во-вторых, напряжение питания ядра Celeron несколько меньше, чем у аналогичных Pentium III - всего 1,5В. В этом нет ничего странного - это просто следствие более низкой частоты системной шины. Поэтому при разгоне можно смело повышать напряжение на ядре до значений, используемых у Pentium III, - 1,6-1,65В.

Теперь посмотрим, чем же новые Celeron на ядре Coppermine лучше старых на ядре Mendocino. Первое и самое главное с точки производительности отличие - это различная архитектура кэша второго уровня. Хотя он и имеет одинаковый размер у обоих процессоров, кэш новых Celeron, как и Pentium III, - это так называемый Advanced Transfer Cache. Практически, это означает, что он имеет в четыре раза более широкую шину с ядром (256 бит против 64 бит у старых Celeron) и более низкую латентность (в четыре раза меньшую, чем, например, у Pentium III с ядром Katmai). Теоретически эти различия в структуре L2-кэшей процессоров Intel Celeron должны обеспечить значительное превосходство новых моделей в скорости работы.

Еще одним достаточно важным преимуществом Celeron с ядром Coppermine128 является поддержка набора SIMD-команд SSE, позволяющих значительно увеличить эффективность расчетов в 3D-играх и задачах обработки потокового звука и видео. Хотя, пока приложений, использующих новые SSE-инструкции, не так много, тенденция к увеличению их числа прослеживается.

Естественно, нельзя не отметить то, что, помимо более тонкой технологии производства (0,18 мкм против 0,25 мкм), новые Celeron имеют и несколько другую упаковку, хоть и вставляются в тот же самый процессорный разъем Socket 370. Если старые Celeron использовали Plastic Pin Grid Array (PPGA) формат, где собственно кристалл закрывался металлической крышкой, то в новых Celeron применен Flip-Chip Pin Grid Array (FC-PGA) и процессорный кристалл открыт. Это в первую очередь позволяет улучшить охлаждение чипа, так как кулер в FC-PGA примыкает непосредственно к процессорному ядру. В результате, учитывая и более тонкую технологию, и лучшее охлаждение, и меньшее напряжение питания, новые Celeron наверняка без особых проблем смогут достичь отметки в 1 ГГц и выше. Что же касается имеющихся на рынке моделей с ядром Coppermine128, то благодаря вышеперечисленному они имеют гораздо более низкое тепловыделение и рабочую температуру, а следовательно, лучше разгоняются. Например, Celeron 533A с ядром Coppermine128 выделяет до 17,1 Вт тепла, в то время как Celeron с ядром Mendocino выделяет до 28,3 Вт.

- Теперь посмотрим на производительность нового Intel Celeron. В тестировании принимал участие Celeron с частотой 566 МГц. В качестве системной платы использовалась Microstar MSI BXMaster.

Работа процессора в офисных приложениях:

Новый Intel Celeron 566 не демонстрирует никакого скачка в производительности по сравнению со старым Intel Celeron, построенном на старом ядре Mendocino.

Ситуация полностью аналогична предыдущему случаю, с той лишь разницей, что Intel Celeron 566 отстал тут еще больше. В тест SysMark 2000 входят приложения, более чутко реагирующие на величину пропускной способности процессорной шины, в частности, приложения для видеомонтажа, редактирования звука и синтеза речи.

Посмотрим, как ведет себя новый Celeron в играх:

В этом режиме узким местом в системе является видеокарта, и поэтому все системы, построенные на столь разных процессорах, показали одинаковые результаты.

Влияние пропускной способности процессорной шины видно еще сильнее. Да, явно недостаточно сегодняшним играм 66 МГц. Кстати, по этому тесту хорошо видно, что и 66-мегагерцовой шины памяти также явно недостаточно. Выигрыш от перехода на 100-мегагерцовую шину памяти составляет более 10%. И это неудивительно - AGP 4x, например, может прокачивать до 1,06 Гбайт/с, в то время как 66-мегагерцовая SDRAM может дать только 533 Мбайт/с, являясь, таким образом, самым узким местом в системе при работе с 3D-графикой.

Разгон

Одной из основных особенностей ядра Coppermine, помимо более совершенной 0.18 мкм технологии, стал как раз интегрированный кэш второго уровня размером 256 Кбайт. То есть, наконец-то и mainstream процессоры стали обладать архитектурой, дружественной оверклокингу. Что, собственно, сразу и сказалось - младшие модели, использующие ядро Coppermine, Pentium III 500E и Pentium III 550E также получили возможность работать на частотах, сильно превосходящих номинальные. Соответственно, последовавшие за Pentium III процессоры Celeron на ядре Coppermine128, обладая хоть и 128-килобайтным, но интегрированным в ядро кэшем, также не разочаровали оверклокеров.

На настоящий момент из современных процессоров возможностью разгона в полтора раза повышением частоты системной шины обладают как младшие модели Intel Pentium III с ядром Coppermine, так и младшие модели Intel Celeron с ядром Coppermine128.

Выводы

К сожалению, с переходом на новое ядро Intel Celeron ничего хорошего так и не принес. Intel встроила в него мощный тормоз, не дающий показать этому процессору своих архитектурных преимуществ. Единственный плюс, который пока есть у Celeron, - это низкая цена, дающая возможность использовать его в системах крайне невысокой стоимости. Однако и в этом случае следует иметь в виду, что использование совместно с ним системных плат, позволяющих тактовать память на 100 МГц при работе процессора с 66-мегагерцовой FSB, может дать существенный выигрыш в производительности.

Таким образом, Intel Celeron на ядре Coppermine128 можно рассматривать как продолжение линейки дешевых процессоров - никаких существенных плюсов, разве что кроме поддержки SSE, с практической точки зрения он не имеет. Однако необходимо отметить, что младшие модели процессоров легко разгоняются установкой 100 МГц на системной шине. Celeron 566 может быть разогнан в полтора раза - до 850 МГц.

В этом случае новые Celeron будут являться очень даже неплохим выбором, хотя, конечно, разгон Intel Pentium III на ядре Coppermine дает больший прирост производительности.

Использованы материалы, предоставленные Ильей Гавриченковым (iXBT), gavric@ixbt.com. Процессор предоставлен фирмой "Информа". Виталий Герасевич, gerasevich@belmednet.com (c) компьютерная газета