Si rinnova lo scontro tra AMD ed Intel, i maggiori produttori di microprocessori a livello mondiale. Analizziamo e confrontiamo caratteristiche e prestazioni delle due CPU di punta di entrambe le case: Intel Pentium 4 3.06 GHz HT e AMD Athlon XP 3000+ Barton.

Intel Pentium 4 3.06GHz (Hyper-Threading)
L’ultima evoluzione del processore Intel Pentium 4 ha ormai raggiunto e superato la soglia del 3 GHz, introducendo una sostanziale novità nella tecnica di realizzazione dei microprocessori.
Il nuovo core, derivato dal passato Northwood e non molto diverso dallo stesso, implementa una nuova tecnologia chiamata Hyper-Threading, capace di ottimizzare l’utilizzo reale della CPU ed aumentare di conseguenza le performance.

La tecnologia Hyper-Threading consente al sistema di essere visto come multiprocessore (sistemi con più di una cpu) pur possendendo una singola unità di calcolo e di conseguenza consente l’elaborazione in parallelo di due thread (con HT il sistema operativo vede 2 microprocessori).
Intel ha introdotto questa tecnologia dopo aver analizzato l’utilizzo del processore durante le normali applicazioni desktop. Queste ricerche hanno portato alla conclusione che in media il consumo percentuale di risorse cpu si attesta sul 40-50% e la causa di questa scarsa efficienza consiste proprio nell’esecuzione sequenziale delle istruzioni.
I vantaggi apportati dall’introduzione della tecnologia Hyper-Threading sono individuabili essenzialmente nel miglioramento di Multithreading e Multitasking.
Per Multithreading si intende la divisione in segmenti di un programma in modo da semplificarne la gestione. E’ possibile creare un processo per ogni funzione e quindi gestire in modo agevole il codice di un programma. Multitasking è invece la capacità di gestire più compiti (task, per l’appunto) alla volta ed è una delle funzioni che usiamo più spesso in un computer: chi non tiene più di un programma aperto contemporaneamente? Ebbene, questo è multitasking.
La tecnologia Hyper-Threading consente al sistema operativo di assegnare le risorse della CPU in modo analogo ad un sistema multiprocessore e quindi può potenzialmente minimizzare i cicli di multitasking per consentire una maggiore risposta dal sistema e quindi maggiori prestazioni.

Hyper-Threading come tutte le nuove tecnologie ha introdotto molti cambiamenti nelle architetture e ha cambiato anche il modo di scrivere il codice dei programmi per adattarli alla nuova tecnologia. Questo comporta un costo notevole in termini di tempo per l’effettivo utilizzo della nuova tecnologia. Per utilizzare Hyper-Threading (HT) servono essenzialmente una CPU con il supporto a HT, una scheda madre compatibile con Hyper-Threading ed un sistema operativo con supporto multiprocessore che supporti Hyper-Threading.
Gli unici sistemi operativi che supportano la nuova tecnologia di Intel sono Microsoft Windows XP, sia nella versione Professional che in quella Home, e Linux.
Le schede madri capaci di supportare la nuova tecnologia Intel sono quelle provviste dei chipset iE7205, i850E, i845PE e i845GE. I fornitori concorrenti non offrono supporto all’Hyper Threading, almeno non ufficialmente.

AMD Athlon XP 3000+ (core Barton)
Dopo un periodo di crisi dovuta alla netta superiorità della famiglia di processori Pentium 4 di Intel, l’introduzione del nuovo chipset nForce 2 da parte di nVidia ha rinnovato la battaglia fra le due grandi case e ha messo in luce le nuove potenzialità delle cpu Athlon XP di AMD.
Per dare man forte al nuovo chipset nVidia, con supporto DDR400 a doppio canale e AGP 8X, AMD ha inoltre immesso nel mercato un nuovo core chiamato Barton, l’evoluzione del vecchio core Thoroughbred step B.

Il core Barton non presenta sostanziali innovazioni rispetto a Thoroughbred-B e la novità di maggior rilievo è l’aumento della cache L2 da 256KB a 512Kb. La frequenza di sistema (FSB) adottata è di 333 MHz, la cache L1 rimane di 128Kb, così come la tecnologia di fabbricazione a 130 nanometri.
L’aggiunta di 256Kb di cache ha costretto AMD all’aumento della dimensione del die del 20% circa, che ora è di ben 101 mmq, e del numero di transistor integrati nel processore da 37,6 milioni a 54,3 milioni. La complessità di realizzazione del processore è quindi aumentata e il numero di processori ottenibili da una lastra di silicio è notevolmente diminuito a causa dell’incrmento del die, cosa che influenza negativamente i costi di produzione che tenderanno al rialzo. Nella figura sottostante si possono vedere chiaramente le nuove celle contenenti la cache L2 (a sinistra il core Barton, a destra il core Thoroughbred-B).

L’incremento della dimensione del die non porta solo svantaggi: l’abilità di raffreddarsi del processore è notevolmente aumentata grazie alla maggiore superficie di contatto tra dissipatore e processore. Questo si concretizza nella maggior capacità di overclock teorica in quanto la stabilità verrebbe minata in minor modo dalla temperatura del core.
Le release del core Barton in commercio attualmente corrispondono alla frequenza di 3000+ (2167 MHz), 2800+ (2083 MHz) e 2500+ (1830 MHz) mentre è prevista la release 3200+ entro i primi 4-5 mesi del 2003.
Come si può notare dalle frequenze reali AMD sta continuando a classificare i processori secondo le performance e non secondo le frequenze raggiunte dal core ed alcune cpu Athlon XP con core Thoroughbred-B possono addirittura avere velocità maggiore (in frequenza reale) della cpu di fascia più alta con core Barton.

I sistemi di testing
Entrambi i sistemi sono provati con le seguenti configurazione ed adottando i software: Ziff Davis Businness Winstone 2002, Ziff Davis Multimedia Content Creation 2003, Quake III Arena, Unreal Tournament 2003.

Perfomance
Businness Winstone 2002 è un benchmark in grado di testare le perfomance di un sistema nell’ambiente desktop e in quello office.
AMD risulta vincente in questo campo grazie all’efficentissima unità di calcolo aritmetico integrata nei processori Athlon e distanza Intel Pentium 4 di un buon margine.

Multimedia Content Creation 2003 è un altro benchmark di casa Ziff Davis in grado di analizzare le perfomance in campo multimediale, mettendo in prova il sistema su applicazione di fotomontaggio, webdesign e audio/video.
In questo test si fa molto sentire la frequenza reale della CPU e la capacità di elaborare istruzioni velocemente. Come era possibile immaginare Intel Pentium 4 distanzia di molto la cpu di Amd grazie alla maggiore velocità del core.

Il test migliore per la grafica 3D OpenGL è sicuramente Quake 3 Arena, che da fin dall’uscita ha reso il compito difficile alle schede video e ai sistemi di prova.
Allo stato attuale Quake 3 Arena è uno dei pochi giochi a sfruttare al meglio la virgola mobile e ad avere ottimizzazioni per le istruzioni particoari dei processori (MMX, 3DNow!, SSE).
Anche in questa prova risulta vincitore il Pentium 4 di Intel, che distanza Athlon XP 3000+ di parecchi fotogrammi.

Unreal Tournament 2003 è il gioco più adatto per il benchmarking delle capacità Direct3D di una scheda video e la sua modalità FlyBy consente un’analisi intensa delle capacità del microprocessore.
AMD e Intel si contendono la vittoria per pochi frame al secondo a favore di Intel, dimostrando l’elevata capacità di calcolo di entrambi i processori.

Conclusioni
Intel riesce a scalzare AMD in quasi tutti i test di performance tranne nelle applicazioni di ufficio, dove trionfa AMD con un buon margine. Entrambi i processori si confermano ottime scelte poichè il gap prestazionale è minimo. In attesa dell’uscita di AMD Opteron ed Athlon 64, il core Barton è un ottimo compromesso fra la nuova e la vecchia generazione di processori. Intel Pentium 4 è il più veloce processore desktop esistente anche se la tecnologia HyperyThreading potrebbe non avere molto futuro, dato il grande impegno dei programmatori necessario all’implementazione della stessa (MMX docet).