COMPUTADORES AVANÇADOS ESSA TECNOLOGIA JA ESTA SUPERADA
Computadores avançados com o Pentium 4 - parte 1/3
Autor: Laércio Vasconcelos
julho/2004
Os modelos mais avançados do Pentium 4 são realmente processadores velozes, mas para tirar o maior proveito e extrair seu máximo desempenho é preciso usar uma placa mãe à altura, contando com recursos avançados, tais como memória de duplo canal, FSB de 800 MHz e suporte à tecnologia Hyper-Threading. Neste artigo fizemos uma série de medidas de desempenho usando diferentes modelos de placas de CPU avançadas para Pentium 4.
Parte 2
Parte 3
Copyright (C)
Laércio Vasconcelos Computação
Nenhuma parte deste site pode ser reproduzida sem o consentimento do autor. Apenas usuários individuais estão autorizados a fazer download ou listar as páginas e figuras para estudo e uso próprio e individual, sem fins comerciais.
O Pentium 4 e a placa mãe
Existem “computadores com Pentium 4” e “computadores com Pentium 4”. Parecem idênticos, mas existem diferentes opções de desempenho e preço. É importante ressaltar que o desempenho não depende apenas da velocidade do processador. Existem outras características que têm impacto direto no desempenho final, como as memórias de duplo canal, o FSB de 800 MHz e a tecnologia Hyper-Threading (HT). Sem conhecer essas características, o usuário desavisado pode comprar um computador com preço um pouco menor mas ter um desempenho muito pior, já que o desempenho não depende apenas do clock do processador. Podemos encontrar, por exemplo, dois modelos aparentemente com a mesma configuração: Pentium 4 de 2.8 GHz, 512 MB de memória, HD de 80 GB e vídeo integrado. Entretanto, o modelo mais barato pode usar uma placa mãe de baixa qualidade, pode usar uma versão do Pentium 4 com 8 MHz mas com FSB menor e sem a tecnologia HT, pode usar memórias mais lentas e de canal simples, ao invés do duplo canal, pode ter um vídeo onboard de desempenho baixo. Muitas vezes, para conseguir oferecer um PC com um preço um pouco menor, o fabricante pode piorar muito a qualidade geral dos componentes. Como o usuário normalmente só conhece características básicas, como a velocidade do processador e a quantidade de memória, e não conhece os conceitos mais avançados, acaba decidindo pela máquina pior, mesmo que a diferença no preço seja pequena.
Comprar um PC com Pentium 4 de alta velocidade é um investimento que vale a pena, principalmente para quem trabalha com programas “pesados”. Mas este investimento pode ir por água abaixo se as demais peças do computador, principalmente a placa mãe, não tiverem um desempenho à altura do processador.
A qualidade da placa mãe
O usuário mais envolvido com software, com pouco conhecimento sobre hardware, muitas vezes não sabe o que é a placa mãe, também chamada de placa de CPU. Ela é a placa mais importante do computador, e nela ficam instalados o processador, a memória e vários outros circuitos importantes. Para que um computador tenha alto desempenho e confiabilidade, ele precisa usar uma placa mãe com alto desempenho e confiabilidade. Infelizmente existem certos fabricantes que usam nas suas placas, componentes de baixa qualidade. Conseguem assim produzir placas baratas, mas com confiabilidade duvidosa. Essas placas são as preferidas dos produtores de micros que querem conseguir o menor preço possível, com sacrifício da qualidade.
Fizemos uma pesquisa entre os usuários do nosso site, e mais de 3000 deles deram a opinião sobre as suas placas. Os conceitos foram cinco: excelente, bom, regular, fraco e péssimo. Atribuímos a esses conceitos as notas 10, 8, 6, 4 e 2. A partir de então calculamos a média final. Os usuários foram bastante rigorosos, nenhuma marca obteve média acima de 9. As maiores notas foram as seguintes:
MSI
8,92
Asus
8,82
Soltek
8,57
Abit
8,43
Gigabyte
8,39
Intel
8,24
É bom citar algumas das outras marcas comuns no mercado nacional.
Soyo
7,86
FIC
7,36
ECS
6,59
ASRock
5,75
PC Chips
4,65
Os computadores que analisamos eram equipados com placas MSI e Gigabyte.
Quem compra um micro montado, sem saber o que é uma placa mãe, normalmente recebe produtos equipados com placas ECS, ASRock, ou pior ainda, PC Chips. Mas quem seleciona as melhores peças para montar seu próprio micro, bom boa qualidade, seleciona uma das placas citadas com médias superiores a 8 na nossa tabela, ou pelo menos das marcas Soyo e FIC, com médias acima de 7.
As placas de CPU usadas nos três computadores testados foram as seguintes:
Micro 1:
Placa MSI modelo MS-6728, chipset Intel 865G
Micro 2:
Placa Gigabyte modelo GA-8IG1000MK, chipset Intel 865G
Micro 3:
Placa Gigabyte modelo GA-8VM533M-RZ, chipset VIA PM266A
Os micros 1 e 2 têm características semelhantes, usam placas de CPU com o mesmo chipset, o Intel 865G. O micro 3 é inferior, pois sua placa de CPU tem um chipset mais modesto, o VIA PM266A. Mostraremos que nas medidas de desempenho realizadas com processadores iguais nos três computadores, os micros 1 e 2 apresentarão resultados bem próximos, enquanto o micro 3 apresentará resultados inferiores.
Placa do micro 1: MSI MS-6728
Placa do micro 2: Gigabyte GA-8IG1000MK
Placa do micro 3: Gigabyte modelo GA-8VM533M-RZ
Hyper-Threading
As versões mais novas do Pentium 4 contam com esta tecnologia (HT), que resulta em aumento de desempenho de 10% a 40%, em comparação com um Pentium 4 sem HT. Veja por exemplo a conversão de um filme de DVD para CD. Quem já realizou este trabalho sabe que é uma tarefa bem demorada. Um Pentium III de 1 GHz faz a conversão em cerca de 6 horas. Um Pentium 4 de 2.8 GHz sem HT faz o mesmo trabalho em 2 horas e 23 minutos, já um Pentium 4 de 2.8 GHz com HT faz a conversão em apenas 1 hora e 47 minutos. O ganho de velocidade nesta aplicação é de cerca de 35%, e a grande vantagem é que um Pentium 4 HT custa o mesmo que um Pentium 4 de mesmo clock, sem HT.
O Windows XP “enxerga” um Pentium 4 HT como sendo dois processadores. Veja ao seção “Histórico do uso de CPU”, existem dois gráficos.
A tecnologia HT consiste em utilizar partes do processador que estão ociosas para executar dois programas de uma só vez. Um computador pode executar inúmeros programas ao mesmo tempo, mas a cada instante o processador executa apenas um. O tempo do processador é então dividido entre os diversos programas, e o usuário tem a sensação de que todos os programas são executados simultaneamente. Um processador Pentium 4 HT permite que a cada instante, dois programas simultaneamente sejam executados. Por isso esses processadores são “vistos” pelo sistema operacional como se fossem dois processadores. O usuário pode então executar dois programas “pesados” ao mesmo tempo, sem praticamente notar perda de desempenho. Certos programas, como a conversão de DVD para CD, nas suas versões mais novas, já são otimizados para tirar proveito da tecnologia Hyper-Threading.
Os modelos de Pentium 4 que têm tecnologia Hyper-Threading são:
2.40C, 2.60C, 2.80C, 2.80E, além de todos os modelos de 3 GHz e superiores.
Os processadores Pentium 4 com HT possuem na sua caixa, a indicação “Supports Hyper-Threading Technology”, e ainda duas faixas inclinadas na cor laranja, com as letras “H” e “T”, na parte superior direita.
Caixa de um processador Pentium 4 com HT
Pentium 4 Prescott
As mais recentes versões do Pentium 4 pertencem à classe Prescott, e tem características avançadas em comparação com as classes anteriores (Willamette e Northwood). A cada dois anos, a Intel e outros fabricantes de chips criam novos processos de fabricação que permitem a miniaturização de cerca de 30% nos milhões de transistores que formam os chips. Os primeiros modelos de Pentium 4 (Willamette) tinham transistores com 0,18 micron (o mícron vale um milésimo de milímetro). A segunda geração do Pentium 4 era chamada Northwood, e usava transistores de 0,13 micron, e finalmente a atual, chamada Prescott, usa transistores de 0,09 micron (ou 90 nanometros).
Pentium 4 2.80E, um dos modelos do Prescott. Observe a indicação “1M” para a cache L2.
A miniaturização dos transistores permite ao fabricante fazer vários melhoramentos, como redução do custo, redução do aquecimento, aumento da velocidade e dos recursos avançados do chip. Um dos principais melhoramentos foi o aumento da cache L2 (256 kB no Willamette, 512 kB no Northwood e 1 MB no Prescott). A cache L2 serve para acelerar o desempenho da memória. Uma cache L2 maior tende portanto a melhorar o desempenho do processador, principalmente nas aplicações que fazem uso intensivo da memória.
O Pentium 4 de classe Prescott tem outros melhoramentos que serão explicados a seguir, como as instruções SSE3 que otimizam o uso da tecnologia HT nas instruções que fazem processamento de áudio e vídeo.
Instruções SSE3
Periodicamente a Intel introduz novas instruções aos seus processadores. Isto ocorreu pela primeira vez em 1997, quando foram introduzidas 57 novas instruções ao processador Pentium. Essas instruções eram chamadas MMX (MultiMedia eXtensions), e eram especializadas em processamento de som, vídeo e imagem. O processador passou a ser chamado de Pentium MMX. Todos os processadores posteriores, tanto da Intel quanto dos concorrentes, também passaram a usar instruções MMX. Ao lançar o Pentium III, novas instruções chamadas SSE foram incorporadas ao processador, também voltadas para processamento de som, vídeo e imagem. Finalmente no lançamento do Pentium 4 foram adicionadas instruções SSE2. Graças a todas essas instruções, os computadores passaram a ser capazes de manipular filmes e sons com alta velocidade. Hoje é possível, por exemplo, processar arquivos de vídeo de alta resolução no computador, com qualidade similar à de um filme em DVD.
Os novos processadores Pentium 4 Prescott receberam mais 9 instruções especializadas, chamadas SSE3. Essas instruções melhoram ainda mais o desempenho nas aplicações de áudio e vídeo, fazendo uso mais eficiente da tecnologia HT.
FSB
O FSB (Front Side Bus), também chamado de System Bus, é um conjunto de sinais eletrônicos que partem do processador e são ligados no chipset. A partir daí o processador tem acesso à memória e às demais partes do computador. Um processador com FSB mais veloz também tende a ser mais veloz. No caso do Pentium 4, existem modelos com FSB operando a 400 MHz, outros mais modernos operando a 533 MHz, e finalmente outros ainda mais modernos que operam a 800 MHz, o que significa que teoricamente é capaz de realizar 800 milhões de acessos à memória por segundo. Processadores com FSB mais veloz tendem a ser mais eficientes quando usam programas que fazem acessos intensivos à memória. Por exemplo, entre um Pentium 4 com FSB de 400 MHz e outro com FSB de 533 MHz, o modelo de 533 MHz tende a ser mais veloz. Modelos com FSB de 800 MHz levam vantagem ainda maior. O FSB de 800 MHz é mais importante nos modelos que utilizam a tecnologia Hyper-Threading. Lembre-se que um Pentium 4 HT é capaz de executar a cada instante, dois programas ao mesmo tempo. Sendo assim, tende a fazer ainda mais acessos à memória. Praticamente todos os modelos do Pentium 4 HT possuem FSB de 800 MHz, mas para obter o máximo desempenho, é preciso que a memória também seja de 800 MHz.
Memórias DDR266, DDR333, DDR400
As atuais placas de CPU usam memórias do tipo DDR (Double Data Rate). Essas memórias são encontradas com várias velocidades. As mais simples são do tipo DDR266, capazes de fazer 266 milhões de acessos por segundo. Processadores mais velozes devem preferencialmente operar com memórias mais velozes. O ideal é quando usamos memórias com velocidade igual à do FSB do processador. Por exemplo, um Pentium 4 com FSB de 400 MHz apresenta sem desempenho máximo quando ligado a memórias DDR400.
Módulo DDR
Memórias com duplo canal
Operando com FSB de 800 MHz, as versões mais avançadas do Pentium 4 deveriam operar preferencialmente com memórias de 800 MHz, entretanto não existem ainda memórias tão velozes. Por isso a Intel criou uma arquitetura de memória chamada dual channel (duplo canal). A idéia é muito simples. Dois módulos de memória idênticos, ambos do tipo DDR400, operam em paralelo para oferecer desempenho equivalente a 800 MHz. Computadores de menor custo podem operar com canal simples, sobretudo aqueles com processadores com FSB mais lento. Mas para os modelos avançados, com FSB de 800 MHz, somente as memórias em duplo canal permitem obter o desempenho máximo. Note que existem algumas placas de CPU de baixo custo que oferecem FSB de 800 MHz para o Pentium 4, porém sem o duplo canal. A memória fica então limitada a 400 MHz com canal simples, prejudicando o desempenho do processador.
Serial ATA
Aos poucos as interfaces IDE estão sendo substituídas pelas suas novas versões, chamadas de Serial ATA. Discos Serial ATA (SATA) foram lançados em 2003, mas seus preços, mesmo em meados de 2004, ainda eram muito elevados, apesar do seu desempenho ser sensivelmente maior que os dos modelos IDE mais velozes (ATA-100 e ATA-133, que transferem dados respectivamente a 100 MB/s e 133 MB/s). As placas de CPU mais avançadas possuem tanto as interfaces IDE comuns quanto interfaces SATA. O usuário que estiver disposto a pagar um pouco mais caro por um PC com disco rígido SATA pode fazê-lo. Mas quem quiser economizar um pouco (ou então comprar um disco rígido IDE de maior capacidade pagando o mesmo valor de um modelo SATA de capacidade menor), pode optar inicialmente por um disco IDE, e futuramente, quando os preços caírem, instalar um disco rígido SATA. Quem optar por uma placa de CPU barata não terá interfaces SATA, e não poderá fazer este upgrade futuro.
Conectores Serial ATA
Vídeo onboard x offboard
No final dos anos 90 tornaram-se comuns as placas de CPU com circuitos de som e vídeo onboard, dispensando o uso de placas de som e placas de vídeo, permitindo assim a produção de micros mais baratos. No início o som onboard era de qualidade inferior ao oferecido por uma placa de som avulsa (“offboard”), mas nos últimos anos, sobretudo a partir de 2002, os circuitos de som onboard tiveram sua qualidade bastante melhorada. Hoje podemos afirmar que praticamente todas as placas de CPU possuem som onboard, e normalmente de alta qualidade. A maioria delas possui seis canais de áudio, podendo operar até com sistemas de alto-falantes 5.1.
Melhoramento paralelo tem ocorrido com o vídeo onboard. Para quem quer altíssimo desempenho, ainda é necessário utilizar uma boa placa de vídeo, mas podemos conseguir um desempenho muito bom, satisfatório para praticamente todas as aplicações gráficas, inclusive a maioria dos jogos modernos. Isso tudo depende também da placa mãe utilizada. Podemos encontrar diferenças muito grande no desempenho do vídeo onboard, ao compararmos placas de CPU com chipsets diferentes. O vídeo onboard de chipsets Intel e Nvidia normalmente tem desempenho maior que os dos chipsets VIA e SiS.
Mesmo que seja usado vídeo onboard, é importante que a placa de CPU tenha também um slot AGP 8x para futuros upgrades. Se o usuário decidir instalar uma boa placa de vídeo 3D, poderá contar com este slot de alta velocidade. Se for usada uma placa de CPU mais simples, é possível que o slot AGP presente seja 4x, resultando em desempenho menor. Existem ainda placas de CPU com vídeo onboard que nem mesmo possuem slot AGP. Nesses casos, o único upgrade de vídeo possível é a instalação de uma placa de vídeo 3D PCI. Infelizmente a taxa de transferência de um slot PCI é 16 vezes menor que a de um slot AGP 8x, o que prejudica seriamente o seu desempenho.
O Chipset
A maioria das características citadas acima depende diretamente do chipset utilizado. Ao comprar um PC com uma placa de CPU ultrapassada, provavelmente o seu chipset será limitado e você não poderá contar com os seus recursos de alto desempenho. É do chipset que dependem as seguintes características de uma placa de CPU:
*
FSB do processador
*
Velocidade máxima das memórias
*
Memórias em duplo canal
*
Slot AGP 8x
*
Vídeo onboard de alto desempenho
*
Som onboard de alta qualidade
*
Interface para discos Serial ATA
*
Suporte a processadores mais velozes
*
Suporte à tecnologia Hyper-Threading
A Ponte Norte é o componente do chipset que liga o processador, a memória e o slot AGP. Também contém o vídeo onboard e é um chip quente, por isso usa sempre um dissipador de calor ou um cooler.
A ponte sul é o outro componente do chipset, responsável pelo controle dos slot PCI. Contém as interfaces IDE, interfaces Serial ATA, interfaces USB, circuitos de som e rede.
É preciso então prestar muita atenção no chipset utilizado na placa mãe. Um chipset muito simples, ou mesmo ultrapassado, certamente resultará em queda drástica no desempenho do processador e limitará as possibilidades de upgrades futuros.
Placas de CPU equipadas com o mesmo chipset tendem a apresentar desempenhos similares quando usamos processadores e memórias iguais, ou seja, torna-se um “empate técnico”. A escolha entre as duas placas fica então direcionada por outros fatores, como por exemplo, os circuitos adicionais existentes na placa, recursos extras, número de slots para expansão e a reputação do fabricante.
Overclock e DDR500
O overclock é uma espécie de “envenenamento”, que consiste em colocar um processador e a placa mãe para operarem com uma velocidade maior que a normal. Por exemplo, fazer um Pentium 4 de 3 GHz operar com 3.3 GHz. Este operação deve ser feita apenas por usuários com bons conhecimentos de hardware, pois pode ser perigosa, caso não seja prestada muita atenção no sistema de refrigeração do computador. Mesmo sendo poucos os usuários que fazem overclock, os fabricantes de placas de CPU as preparam para que possam operar com velocidades mais elevadas. O fato de uma placa funcionar bem com overclock é um indício muito forte que seu funcionamento será extremamente confiável quando for utilizada com sua velocidade normal.
A técnica mais comum para aumentar a velocidade do processador consiste em aumentar o seu clock externo. Isso normalmente resulta em aumento na velocidade de acesso às memórias. Por exemplo, para aumentar um Pentium 4 de 3 GHz para 3.3 GHz, seu FSB irá operar com 880 MHz, ao invés de 800 MHz. As memórias DDR400 passarão a operar com velocidade 10% maior, e por isso podem não funcionar corretamente. Em casos de overclock, é altamente recomendável utilizar memórias mais rápidas, como DDR450 ou DDR500.
Programas para medir desempenho
No passado, muitas revistas técnicas faziam comparações de desempenho entre produtos de diversos fabricantes, sobretudo computadores. Foram então desenvolvidos diversos programas para facilitar as medições. A antes tradicional revista PC Magazine criou o programa PC Magazine Winbench, que depois passou a ser chamado apenas de Winbench. Ainda são muito utilizados programas desta fonte, como o 3D Winbench e o Winstone.
Existem vários outros programas para benchmark, mas atualmente uma empresa, a Futuremark, destaca-se na elaboração desses programas. Produz programas como o SysMark, o PCMark e o 3DMark.
O programa PCMark2004
As medidas de desempenho podem ser normalmente feitas de duas formas: benchmarks sintéticos ou benchmarks de sistema. Os benchmarks sintéticos procuram medir individualmente o desempenho de cada subsistema do computador: processador, memória, disco rígido, placa de vídeo, rede, etc. Os programas de benchmark de sistema medem o desempenho geral, levando em conta todos esses fatores. Benchmarks de sistema são baseados na execução de tarefas de programas populares, como o Microsoft Office, Corel Draw, AutoCAD, Adobe Premiere, etc.
O desempenho final do computador depende muito do desempenho do disco rígido, por isso as medidas de desempenho de sistema tendem a ser muito próximas, mesmo quando usamos processadores com velocidades bem diferentes. Por exemplo, você não notará muita diferença ao utilizar o Microsoft Word em computadores de 1 GHz, 2 GHz ou 3 GHz. Também não notará diferença, por exemplo, durante o processamento de uma planilha ou banco de dados grande. A maior parte do tempo nesses casos é usada no acesso ao disco, e apenas uma pequena parte é usada no processamento.
O programa 3DMark03
Situação semelhante ocorre na medição do desempenho para geração de imagens 3D. A geração dessas imagens é feita pelo processador e pela placa de vídeo (ou pelo vídeo onboard). Entretanto o trabalho da placa de vídeo é muito maior que o do processador. Se usarmos placas de vídeo iguais em computadores de 1 GHz, 2 GHz e 3 GHz, notaremos alguma diferença nos desempenhos, mas não serão proporcionais a 1:2:3. Talvez o modelo de 1 GHz seja apenas 30% mais lento que o de 3 GHz para este tipo de tarefa, e não 3 vezes mais lento, já que isso depende muito mais da placa de vídeo que do processador.
A partir do exposto, temos duas orientações sobre medidas de desempenho:
a) As medidas de desempenho 3D não são fatores decisivos para comparar processadores, principalmente quando se tratam de processadores parecidos. É válido usar essas medidas para comparar placas de vídeo, ou então chipsets com vídeo onboard.
b) Os benchmarks de sistema também não são bons parâmetros para medir o desempenho de processadores, pois os resultados dependem muito mais do disco rígido, e da quantidade de memória.
O programa 3D Winbench 2000
Um dos vários testes feitos pelo programa 3D Winbench 2000
CONTINUA NA PARTE 2....
Parte 2
Parte 3
Autor: Laércio Vasconcelos
julho/2004
Os modelos mais avançados do Pentium 4 são realmente processadores velozes, mas para tirar o maior proveito e extrair seu máximo desempenho é preciso usar uma placa mãe à altura, contando com recursos avançados, tais como memória de duplo canal, FSB de 800 MHz e suporte à tecnologia Hyper-Threading. Neste artigo fizemos uma série de medidas de desempenho usando diferentes modelos de placas de CPU avançadas para Pentium 4.
Parte 2
Parte 3
Copyright (C)
Laércio Vasconcelos Computação
Nenhuma parte deste site pode ser reproduzida sem o consentimento do autor. Apenas usuários individuais estão autorizados a fazer download ou listar as páginas e figuras para estudo e uso próprio e individual, sem fins comerciais.
O Pentium 4 e a placa mãe
Existem “computadores com Pentium 4” e “computadores com Pentium 4”. Parecem idênticos, mas existem diferentes opções de desempenho e preço. É importante ressaltar que o desempenho não depende apenas da velocidade do processador. Existem outras características que têm impacto direto no desempenho final, como as memórias de duplo canal, o FSB de 800 MHz e a tecnologia Hyper-Threading (HT). Sem conhecer essas características, o usuário desavisado pode comprar um computador com preço um pouco menor mas ter um desempenho muito pior, já que o desempenho não depende apenas do clock do processador. Podemos encontrar, por exemplo, dois modelos aparentemente com a mesma configuração: Pentium 4 de 2.8 GHz, 512 MB de memória, HD de 80 GB e vídeo integrado. Entretanto, o modelo mais barato pode usar uma placa mãe de baixa qualidade, pode usar uma versão do Pentium 4 com 8 MHz mas com FSB menor e sem a tecnologia HT, pode usar memórias mais lentas e de canal simples, ao invés do duplo canal, pode ter um vídeo onboard de desempenho baixo. Muitas vezes, para conseguir oferecer um PC com um preço um pouco menor, o fabricante pode piorar muito a qualidade geral dos componentes. Como o usuário normalmente só conhece características básicas, como a velocidade do processador e a quantidade de memória, e não conhece os conceitos mais avançados, acaba decidindo pela máquina pior, mesmo que a diferença no preço seja pequena.
Comprar um PC com Pentium 4 de alta velocidade é um investimento que vale a pena, principalmente para quem trabalha com programas “pesados”. Mas este investimento pode ir por água abaixo se as demais peças do computador, principalmente a placa mãe, não tiverem um desempenho à altura do processador.
A qualidade da placa mãe
O usuário mais envolvido com software, com pouco conhecimento sobre hardware, muitas vezes não sabe o que é a placa mãe, também chamada de placa de CPU. Ela é a placa mais importante do computador, e nela ficam instalados o processador, a memória e vários outros circuitos importantes. Para que um computador tenha alto desempenho e confiabilidade, ele precisa usar uma placa mãe com alto desempenho e confiabilidade. Infelizmente existem certos fabricantes que usam nas suas placas, componentes de baixa qualidade. Conseguem assim produzir placas baratas, mas com confiabilidade duvidosa. Essas placas são as preferidas dos produtores de micros que querem conseguir o menor preço possível, com sacrifício da qualidade.
Fizemos uma pesquisa entre os usuários do nosso site, e mais de 3000 deles deram a opinião sobre as suas placas. Os conceitos foram cinco: excelente, bom, regular, fraco e péssimo. Atribuímos a esses conceitos as notas 10, 8, 6, 4 e 2. A partir de então calculamos a média final. Os usuários foram bastante rigorosos, nenhuma marca obteve média acima de 9. As maiores notas foram as seguintes:
MSI
8,92
Asus
8,82
Soltek
8,57
Abit
8,43
Gigabyte
8,39
Intel
8,24
É bom citar algumas das outras marcas comuns no mercado nacional.
Soyo
7,86
FIC
7,36
ECS
6,59
ASRock
5,75
PC Chips
4,65
Os computadores que analisamos eram equipados com placas MSI e Gigabyte.
Quem compra um micro montado, sem saber o que é uma placa mãe, normalmente recebe produtos equipados com placas ECS, ASRock, ou pior ainda, PC Chips. Mas quem seleciona as melhores peças para montar seu próprio micro, bom boa qualidade, seleciona uma das placas citadas com médias superiores a 8 na nossa tabela, ou pelo menos das marcas Soyo e FIC, com médias acima de 7.
As placas de CPU usadas nos três computadores testados foram as seguintes:
Micro 1:
Placa MSI modelo MS-6728, chipset Intel 865G
Micro 2:
Placa Gigabyte modelo GA-8IG1000MK, chipset Intel 865G
Micro 3:
Placa Gigabyte modelo GA-8VM533M-RZ, chipset VIA PM266A
Os micros 1 e 2 têm características semelhantes, usam placas de CPU com o mesmo chipset, o Intel 865G. O micro 3 é inferior, pois sua placa de CPU tem um chipset mais modesto, o VIA PM266A. Mostraremos que nas medidas de desempenho realizadas com processadores iguais nos três computadores, os micros 1 e 2 apresentarão resultados bem próximos, enquanto o micro 3 apresentará resultados inferiores.
Placa do micro 1: MSI MS-6728
Placa do micro 2: Gigabyte GA-8IG1000MK
Placa do micro 3: Gigabyte modelo GA-8VM533M-RZ
Hyper-Threading
As versões mais novas do Pentium 4 contam com esta tecnologia (HT), que resulta em aumento de desempenho de 10% a 40%, em comparação com um Pentium 4 sem HT. Veja por exemplo a conversão de um filme de DVD para CD. Quem já realizou este trabalho sabe que é uma tarefa bem demorada. Um Pentium III de 1 GHz faz a conversão em cerca de 6 horas. Um Pentium 4 de 2.8 GHz sem HT faz o mesmo trabalho em 2 horas e 23 minutos, já um Pentium 4 de 2.8 GHz com HT faz a conversão em apenas 1 hora e 47 minutos. O ganho de velocidade nesta aplicação é de cerca de 35%, e a grande vantagem é que um Pentium 4 HT custa o mesmo que um Pentium 4 de mesmo clock, sem HT.
O Windows XP “enxerga” um Pentium 4 HT como sendo dois processadores. Veja ao seção “Histórico do uso de CPU”, existem dois gráficos.
A tecnologia HT consiste em utilizar partes do processador que estão ociosas para executar dois programas de uma só vez. Um computador pode executar inúmeros programas ao mesmo tempo, mas a cada instante o processador executa apenas um. O tempo do processador é então dividido entre os diversos programas, e o usuário tem a sensação de que todos os programas são executados simultaneamente. Um processador Pentium 4 HT permite que a cada instante, dois programas simultaneamente sejam executados. Por isso esses processadores são “vistos” pelo sistema operacional como se fossem dois processadores. O usuário pode então executar dois programas “pesados” ao mesmo tempo, sem praticamente notar perda de desempenho. Certos programas, como a conversão de DVD para CD, nas suas versões mais novas, já são otimizados para tirar proveito da tecnologia Hyper-Threading.
Os modelos de Pentium 4 que têm tecnologia Hyper-Threading são:
2.40C, 2.60C, 2.80C, 2.80E, além de todos os modelos de 3 GHz e superiores.
Os processadores Pentium 4 com HT possuem na sua caixa, a indicação “Supports Hyper-Threading Technology”, e ainda duas faixas inclinadas na cor laranja, com as letras “H” e “T”, na parte superior direita.
Caixa de um processador Pentium 4 com HT
Pentium 4 Prescott
As mais recentes versões do Pentium 4 pertencem à classe Prescott, e tem características avançadas em comparação com as classes anteriores (Willamette e Northwood). A cada dois anos, a Intel e outros fabricantes de chips criam novos processos de fabricação que permitem a miniaturização de cerca de 30% nos milhões de transistores que formam os chips. Os primeiros modelos de Pentium 4 (Willamette) tinham transistores com 0,18 micron (o mícron vale um milésimo de milímetro). A segunda geração do Pentium 4 era chamada Northwood, e usava transistores de 0,13 micron, e finalmente a atual, chamada Prescott, usa transistores de 0,09 micron (ou 90 nanometros).
Pentium 4 2.80E, um dos modelos do Prescott. Observe a indicação “1M” para a cache L2.
A miniaturização dos transistores permite ao fabricante fazer vários melhoramentos, como redução do custo, redução do aquecimento, aumento da velocidade e dos recursos avançados do chip. Um dos principais melhoramentos foi o aumento da cache L2 (256 kB no Willamette, 512 kB no Northwood e 1 MB no Prescott). A cache L2 serve para acelerar o desempenho da memória. Uma cache L2 maior tende portanto a melhorar o desempenho do processador, principalmente nas aplicações que fazem uso intensivo da memória.
O Pentium 4 de classe Prescott tem outros melhoramentos que serão explicados a seguir, como as instruções SSE3 que otimizam o uso da tecnologia HT nas instruções que fazem processamento de áudio e vídeo.
Instruções SSE3
Periodicamente a Intel introduz novas instruções aos seus processadores. Isto ocorreu pela primeira vez em 1997, quando foram introduzidas 57 novas instruções ao processador Pentium. Essas instruções eram chamadas MMX (MultiMedia eXtensions), e eram especializadas em processamento de som, vídeo e imagem. O processador passou a ser chamado de Pentium MMX. Todos os processadores posteriores, tanto da Intel quanto dos concorrentes, também passaram a usar instruções MMX. Ao lançar o Pentium III, novas instruções chamadas SSE foram incorporadas ao processador, também voltadas para processamento de som, vídeo e imagem. Finalmente no lançamento do Pentium 4 foram adicionadas instruções SSE2. Graças a todas essas instruções, os computadores passaram a ser capazes de manipular filmes e sons com alta velocidade. Hoje é possível, por exemplo, processar arquivos de vídeo de alta resolução no computador, com qualidade similar à de um filme em DVD.
Os novos processadores Pentium 4 Prescott receberam mais 9 instruções especializadas, chamadas SSE3. Essas instruções melhoram ainda mais o desempenho nas aplicações de áudio e vídeo, fazendo uso mais eficiente da tecnologia HT.
FSB
O FSB (Front Side Bus), também chamado de System Bus, é um conjunto de sinais eletrônicos que partem do processador e são ligados no chipset. A partir daí o processador tem acesso à memória e às demais partes do computador. Um processador com FSB mais veloz também tende a ser mais veloz. No caso do Pentium 4, existem modelos com FSB operando a 400 MHz, outros mais modernos operando a 533 MHz, e finalmente outros ainda mais modernos que operam a 800 MHz, o que significa que teoricamente é capaz de realizar 800 milhões de acessos à memória por segundo. Processadores com FSB mais veloz tendem a ser mais eficientes quando usam programas que fazem acessos intensivos à memória. Por exemplo, entre um Pentium 4 com FSB de 400 MHz e outro com FSB de 533 MHz, o modelo de 533 MHz tende a ser mais veloz. Modelos com FSB de 800 MHz levam vantagem ainda maior. O FSB de 800 MHz é mais importante nos modelos que utilizam a tecnologia Hyper-Threading. Lembre-se que um Pentium 4 HT é capaz de executar a cada instante, dois programas ao mesmo tempo. Sendo assim, tende a fazer ainda mais acessos à memória. Praticamente todos os modelos do Pentium 4 HT possuem FSB de 800 MHz, mas para obter o máximo desempenho, é preciso que a memória também seja de 800 MHz.
Memórias DDR266, DDR333, DDR400
As atuais placas de CPU usam memórias do tipo DDR (Double Data Rate). Essas memórias são encontradas com várias velocidades. As mais simples são do tipo DDR266, capazes de fazer 266 milhões de acessos por segundo. Processadores mais velozes devem preferencialmente operar com memórias mais velozes. O ideal é quando usamos memórias com velocidade igual à do FSB do processador. Por exemplo, um Pentium 4 com FSB de 400 MHz apresenta sem desempenho máximo quando ligado a memórias DDR400.
Módulo DDR
Memórias com duplo canal
Operando com FSB de 800 MHz, as versões mais avançadas do Pentium 4 deveriam operar preferencialmente com memórias de 800 MHz, entretanto não existem ainda memórias tão velozes. Por isso a Intel criou uma arquitetura de memória chamada dual channel (duplo canal). A idéia é muito simples. Dois módulos de memória idênticos, ambos do tipo DDR400, operam em paralelo para oferecer desempenho equivalente a 800 MHz. Computadores de menor custo podem operar com canal simples, sobretudo aqueles com processadores com FSB mais lento. Mas para os modelos avançados, com FSB de 800 MHz, somente as memórias em duplo canal permitem obter o desempenho máximo. Note que existem algumas placas de CPU de baixo custo que oferecem FSB de 800 MHz para o Pentium 4, porém sem o duplo canal. A memória fica então limitada a 400 MHz com canal simples, prejudicando o desempenho do processador.
Serial ATA
Aos poucos as interfaces IDE estão sendo substituídas pelas suas novas versões, chamadas de Serial ATA. Discos Serial ATA (SATA) foram lançados em 2003, mas seus preços, mesmo em meados de 2004, ainda eram muito elevados, apesar do seu desempenho ser sensivelmente maior que os dos modelos IDE mais velozes (ATA-100 e ATA-133, que transferem dados respectivamente a 100 MB/s e 133 MB/s). As placas de CPU mais avançadas possuem tanto as interfaces IDE comuns quanto interfaces SATA. O usuário que estiver disposto a pagar um pouco mais caro por um PC com disco rígido SATA pode fazê-lo. Mas quem quiser economizar um pouco (ou então comprar um disco rígido IDE de maior capacidade pagando o mesmo valor de um modelo SATA de capacidade menor), pode optar inicialmente por um disco IDE, e futuramente, quando os preços caírem, instalar um disco rígido SATA. Quem optar por uma placa de CPU barata não terá interfaces SATA, e não poderá fazer este upgrade futuro.
Conectores Serial ATA
Vídeo onboard x offboard
No final dos anos 90 tornaram-se comuns as placas de CPU com circuitos de som e vídeo onboard, dispensando o uso de placas de som e placas de vídeo, permitindo assim a produção de micros mais baratos. No início o som onboard era de qualidade inferior ao oferecido por uma placa de som avulsa (“offboard”), mas nos últimos anos, sobretudo a partir de 2002, os circuitos de som onboard tiveram sua qualidade bastante melhorada. Hoje podemos afirmar que praticamente todas as placas de CPU possuem som onboard, e normalmente de alta qualidade. A maioria delas possui seis canais de áudio, podendo operar até com sistemas de alto-falantes 5.1.
Melhoramento paralelo tem ocorrido com o vídeo onboard. Para quem quer altíssimo desempenho, ainda é necessário utilizar uma boa placa de vídeo, mas podemos conseguir um desempenho muito bom, satisfatório para praticamente todas as aplicações gráficas, inclusive a maioria dos jogos modernos. Isso tudo depende também da placa mãe utilizada. Podemos encontrar diferenças muito grande no desempenho do vídeo onboard, ao compararmos placas de CPU com chipsets diferentes. O vídeo onboard de chipsets Intel e Nvidia normalmente tem desempenho maior que os dos chipsets VIA e SiS.
Mesmo que seja usado vídeo onboard, é importante que a placa de CPU tenha também um slot AGP 8x para futuros upgrades. Se o usuário decidir instalar uma boa placa de vídeo 3D, poderá contar com este slot de alta velocidade. Se for usada uma placa de CPU mais simples, é possível que o slot AGP presente seja 4x, resultando em desempenho menor. Existem ainda placas de CPU com vídeo onboard que nem mesmo possuem slot AGP. Nesses casos, o único upgrade de vídeo possível é a instalação de uma placa de vídeo 3D PCI. Infelizmente a taxa de transferência de um slot PCI é 16 vezes menor que a de um slot AGP 8x, o que prejudica seriamente o seu desempenho.
O Chipset
A maioria das características citadas acima depende diretamente do chipset utilizado. Ao comprar um PC com uma placa de CPU ultrapassada, provavelmente o seu chipset será limitado e você não poderá contar com os seus recursos de alto desempenho. É do chipset que dependem as seguintes características de uma placa de CPU:
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FSB do processador
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Velocidade máxima das memórias
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Memórias em duplo canal
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Slot AGP 8x
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Vídeo onboard de alto desempenho
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Som onboard de alta qualidade
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Interface para discos Serial ATA
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Suporte a processadores mais velozes
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Suporte à tecnologia Hyper-Threading
A Ponte Norte é o componente do chipset que liga o processador, a memória e o slot AGP. Também contém o vídeo onboard e é um chip quente, por isso usa sempre um dissipador de calor ou um cooler.
A ponte sul é o outro componente do chipset, responsável pelo controle dos slot PCI. Contém as interfaces IDE, interfaces Serial ATA, interfaces USB, circuitos de som e rede.
É preciso então prestar muita atenção no chipset utilizado na placa mãe. Um chipset muito simples, ou mesmo ultrapassado, certamente resultará em queda drástica no desempenho do processador e limitará as possibilidades de upgrades futuros.
Placas de CPU equipadas com o mesmo chipset tendem a apresentar desempenhos similares quando usamos processadores e memórias iguais, ou seja, torna-se um “empate técnico”. A escolha entre as duas placas fica então direcionada por outros fatores, como por exemplo, os circuitos adicionais existentes na placa, recursos extras, número de slots para expansão e a reputação do fabricante.
Overclock e DDR500
O overclock é uma espécie de “envenenamento”, que consiste em colocar um processador e a placa mãe para operarem com uma velocidade maior que a normal. Por exemplo, fazer um Pentium 4 de 3 GHz operar com 3.3 GHz. Este operação deve ser feita apenas por usuários com bons conhecimentos de hardware, pois pode ser perigosa, caso não seja prestada muita atenção no sistema de refrigeração do computador. Mesmo sendo poucos os usuários que fazem overclock, os fabricantes de placas de CPU as preparam para que possam operar com velocidades mais elevadas. O fato de uma placa funcionar bem com overclock é um indício muito forte que seu funcionamento será extremamente confiável quando for utilizada com sua velocidade normal.
A técnica mais comum para aumentar a velocidade do processador consiste em aumentar o seu clock externo. Isso normalmente resulta em aumento na velocidade de acesso às memórias. Por exemplo, para aumentar um Pentium 4 de 3 GHz para 3.3 GHz, seu FSB irá operar com 880 MHz, ao invés de 800 MHz. As memórias DDR400 passarão a operar com velocidade 10% maior, e por isso podem não funcionar corretamente. Em casos de overclock, é altamente recomendável utilizar memórias mais rápidas, como DDR450 ou DDR500.
Programas para medir desempenho
No passado, muitas revistas técnicas faziam comparações de desempenho entre produtos de diversos fabricantes, sobretudo computadores. Foram então desenvolvidos diversos programas para facilitar as medições. A antes tradicional revista PC Magazine criou o programa PC Magazine Winbench, que depois passou a ser chamado apenas de Winbench. Ainda são muito utilizados programas desta fonte, como o 3D Winbench e o Winstone.
Existem vários outros programas para benchmark, mas atualmente uma empresa, a Futuremark, destaca-se na elaboração desses programas. Produz programas como o SysMark, o PCMark e o 3DMark.
O programa PCMark2004
As medidas de desempenho podem ser normalmente feitas de duas formas: benchmarks sintéticos ou benchmarks de sistema. Os benchmarks sintéticos procuram medir individualmente o desempenho de cada subsistema do computador: processador, memória, disco rígido, placa de vídeo, rede, etc. Os programas de benchmark de sistema medem o desempenho geral, levando em conta todos esses fatores. Benchmarks de sistema são baseados na execução de tarefas de programas populares, como o Microsoft Office, Corel Draw, AutoCAD, Adobe Premiere, etc.
O desempenho final do computador depende muito do desempenho do disco rígido, por isso as medidas de desempenho de sistema tendem a ser muito próximas, mesmo quando usamos processadores com velocidades bem diferentes. Por exemplo, você não notará muita diferença ao utilizar o Microsoft Word em computadores de 1 GHz, 2 GHz ou 3 GHz. Também não notará diferença, por exemplo, durante o processamento de uma planilha ou banco de dados grande. A maior parte do tempo nesses casos é usada no acesso ao disco, e apenas uma pequena parte é usada no processamento.
O programa 3DMark03
Situação semelhante ocorre na medição do desempenho para geração de imagens 3D. A geração dessas imagens é feita pelo processador e pela placa de vídeo (ou pelo vídeo onboard). Entretanto o trabalho da placa de vídeo é muito maior que o do processador. Se usarmos placas de vídeo iguais em computadores de 1 GHz, 2 GHz e 3 GHz, notaremos alguma diferença nos desempenhos, mas não serão proporcionais a 1:2:3. Talvez o modelo de 1 GHz seja apenas 30% mais lento que o de 3 GHz para este tipo de tarefa, e não 3 vezes mais lento, já que isso depende muito mais da placa de vídeo que do processador.
A partir do exposto, temos duas orientações sobre medidas de desempenho:
a) As medidas de desempenho 3D não são fatores decisivos para comparar processadores, principalmente quando se tratam de processadores parecidos. É válido usar essas medidas para comparar placas de vídeo, ou então chipsets com vídeo onboard.
b) Os benchmarks de sistema também não são bons parâmetros para medir o desempenho de processadores, pois os resultados dependem muito mais do disco rígido, e da quantidade de memória.
O programa 3D Winbench 2000
Um dos vários testes feitos pelo programa 3D Winbench 2000
CONTINUA NA PARTE 2....
Parte 2
Parte 3
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