Im Test vor 15 Jahren: Als Hyper-Threading aus einem Kern mehr machte
tl;dr: Bis Ende 2002 lieferten sich AMD und Intel über Jahre einen harten Schlagabtausch mit immer höher getakteteren Einkern-Prozessoren. Doch im November vor 15 Jahren war Schluss damit: Der Pentium 4 3,06 GHz (Test) nutzte erstmals schon lange verbaute Transistoren für Hyper-Threading und bot damit zwei logische Kerne.
Ohne passenden Chipsatz und Mainboard geht nichts
Hyper-Threading erlaubt es dem Pentium 4 in ausgewählten Modellen, in einem physischen Prozessorkern zwei Threads parallel abzuarbeiten. Wie das möglich war, erklärte ComputerBase parallel zum CPU-Test in einem eigenen Hyper-Threading-Technik-Artikel. Inzwischen ist diese Technik in vielen Intel- und seit Ryzen auch in AMD-Prozessoren zu finden, dort unter der nicht geschützten Bezeichnung „Simultaneous Multi-Threading“.
Da der Pentium 4 mit Hyper-Threading eine gänzlich neue Technik einführte, mussten sowohl Chipsatz als auch das dazugehörige Mainboard den neuen Prozessor unterstützen. Die Intel-Chipsätze unterstützten – bis auf den i845G in der ersten Revision – das neu eingeführte Hyper-Threading. Anders sah es bei den Chipsätzen von SiS und VIA aus. Während sich VIA zur Veröffentlichung des neuen Pentiums gar nicht zum Thema Hyper-Threading äußerte, wurde bei SiS auf eine neue Revision der Chipsätze verwiesen.
Doch nicht nur der Chipsatz musste passen, damit ein Pentium 4 mit Hyper-Threading in Betrieb genommen werden konnte. Die Mainboard-Hersteller mussten für die Hauptplatinen auch ein BIOS-Update veröffentlichen. Wenn der Hersteller also das Update zu spät veröffentlichte, dann mussten Nutzer trotz passendem Chipsatz warten, bis der neue Prozessor verwendet werden konnte.
| Features | i850E | i845E | i845PE | i845G | i845GE | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Unterstützte CPU-Sockel | Sockel 478 | |||||
| Northbridge-Features | ||||||
| Northbridge | KC82850E | KC82845E | KC82845PE | KC82845G | KC82845GE | |
| Multiprozessor-Unterstützung | Nein | |||||
| Hyper-Threading-Unterstützung | Ja | Nein (ab B-Step) | Ja | |||
| Integrierte Grafik | Nein | Ja Intel Extreme GFX 200 MHz |
Ja Intel Extreme GFX 266 MHz |
|||
| Front Side Bus | ||||||
| 400 MHz | Ja | |||||
| 533 MHz | Ja | |||||
| Speichertakt | ||||||
| 100 MHz | Ja (400) | Ja | Nein | Ja | Nein | |
| 133 MHz | Ja (533) | Ja | ||||
| 166 MHz | Nein | Ja | Ja (inoffiziell) | Ja | ||
| 200 MHz | Nein | |||||
| Asynchroner Speichertakt | Ja | |||||
| Speicher-Slots (max.) | 4 | 3 | 2 | |||
| Speicher-Unterstützung | ||||||
| SDRAM | Nein | Ja | Nein | |||
| DDR-SDRAM | Nein | Ja | ||||
| (Dual)-Rambus | Ja | Nein | ||||
| AGP-Modus | ||||||
| 1× | Nein | |||||
| 2× | Ja | |||||
| 4× | Ja | |||||
| 8× | Nein | |||||
| Southbridge-Features | ||||||
| Southbridge | Intel 82801 BA | Intel 82801 DB | ||||
| Festplattencontroller | ||||||
| ATA 33/66 | Ja | |||||
| ATA 100 | Ja | |||||
| ATA 133 | Nein | |||||
| Anzahl PCI-Slots (max.) | 6 | |||||
| USB-Ports (max.) | 4 | 6 | ||||
| USB 2.0 | Nein | Ja | ||||
| FireWire | Nein | |||||
| Sonstiges | ||||||
| I/O-Link | Hub Interface (266 MByte/s) |
|||||
Eine weitere Hürde stellte das Betriebssystem dar. Um Hyper-Threading zu verwenden, musste Windows XP Home/Professional sowie Windows 2000 oder Linux ab Kernel-Version 2.4.18 verwendet werden. Bei Windows musste zusätzlich noch auf den Multiprozessor-Kernel gewechselt werden. Falls dies nicht automatisch geschah, konnten Nutzer im Gerätemanager den Wechsel anstoßen. Zurückwechseln ohne Neuinstallation des Betriebssystems war allerdings nicht möglich.
Der Pentium 4 brachte die Transistoren schon länger mit
Interessant war, dass der Pentium 4 nicht erst in den Modellen mit Hyper-Threading über die erforderlichen Transistoren verfügte, sondern alle Northwood-Modelle diese Funktion bereits intern vorhielten – Gerüchten zufolge soll sogar schon der erste Pentium 4 auf Basis von Willamette grundsätzlich Hyper-Threading im Die getragen haben. Zwei bis drei Millionen Transistoren sollten zur Umsetzung der Technik zusätzlich notwendig gewesen sein.
Hoher Stromverbrauch forderte einen Kupfer-Kühler
Mit 3,06 GHz stieß der neue Pentium 4 mit Hyper-Threading auch in Sachen Takt in neue Sphären vor. Daraus resultierte eine für das Jahr 2002 beachtliche Leistungsaufnahme des in 130 nm gefertigten Prozessors, im Test überholte der Pentium 4 3,06 GHz sogar den ineffizienten Pentium 4 2,0 GHz mit Willamette-Kern. 81,8 Watt verbrauchte das System allein bei Last auf der CPU, daraus folgte auch die Notwendigkeit einer stärkeren Kühlung.
Intel legte dem Pentium 4 mit 3,06 GHz deshalb einen neuen Boxed-Kühler bei, der eine Bodenplatte aus Kupfer besaß, um die Wärme besser abführen zu können. Zudem wurde der Abstand zwischen den Aluminiumlamellen deutlich verringert. Zugleich entwickelte Intel auch ein Design eines Referenzkühlers, der unter anderem von EKL angeboten wurde. Dieses setzte auf einen Kupferkern und radial dazu angeordneten Lamellen.
Trotz des bereits hohen Taktes ließ sich der Pentium 4 mit Hyper-Threading noch weiter übertakten. Im Test konnte ComputerBase durch die Erhöhung der Spannung um 0,1 Volt einen Takt von 3,6 GHz erreichen. Im Test vor 15 Jahren stellte sich aber die Frage nach dem Sinn einer Übertaktung, denn „noch mehr Leistung braucht ein Desktop-System zum jetzigen Zeitpunkt definitiv nicht“, wie ComputerBase damals urteilte.
In Spielen kein Thema, in Anwendungen flink
In den Spiele-Benchmarks machte sich mit dem Pentium 4 mit 3,06 GHz allerdings schnell Ernüchterung breit. Weder Unreal Tournament (2003) noch Commanche 4 oder Quake 3 Arena konnten Vorteile aus der theoretisch möglichen parallelen Abarbeitung von zwei Threads ziehen. Stattdessen zeigten alle drei Titel nur geringe Zugewinne gegenüber dem Pentium 4 mit 2,8 GHz, die aus dem leicht höheren Takt folgten. Auch 15 Jahre später ist diese Erkenntnis noch eine aktuelle, zum Teil kann Hyper-Threading auch heute noch massiv Leistung kosten.
In einem weiteren Test testete ComputerBase dann allerdings, wie sich Hyper-Threading auf die Leistung in Spielen auswirkt, wenn im Hintergrund zu einem Spiel eine weitere Anwendung ausgeführt wird. Bei der Kombination von Flask und Unreal Tournament 2003 konnte sich durch die parallele Abarbeitung der beiden Threads ein Zuwachs zwischen 16 und 46 Prozent beobachtet werden – gegenüber der separaten Ausführung des Spiels brachen die FPS allerdings weiterhin stark ein.
Ein gänzlich positives Bild zeichnete sich wiederum in Anwendungen ab. So konnte ComputerBase bei dem MPEG4-Encoding mit Flask einen Leistungszuwachs von rund 20 Prozent mit aktiviertem Hyper-Threading verzeichnen. Damit war der Pentium 4 mit 3,06 GHz mit DDR333 und aktiviertem Hyper-Threading zwölf Prozent schneller als mit teurem Rambus-Speicher und deaktiviertem Hyper-Threading. In Seti@Home brachte Hyper-Threading dem Pentium 4 gar eine um knapp 30 Prozent höhere Leistung ein.
Hohe Leistung zu einem hohen Preis
Der Pentium 4 3,06 GHz war damit im November 2002 der schnellste erhältliche Prozessor für Privatanwender. Das ließ sich Intel aber auch bezahlen: 637 US-Dollar rief der Hersteller aus. Mit der gleichzeitigen Preissenkung der anderen Pentium-4-Prozessoren kostete der Pentium 4 mit Hyper-Threading über 50 Prozent mehr als der Pentium 4 mit 2,8 GHz, für den 401 US-Dollar verlangt wurden.
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Versuche ich keine anderen Anwendungen laufen zu lassen
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Nutze ich andere Anwendungen parallel (Encoding, Streaming etc.)
Auswertung der letzten Umfrage
Vergangene Woche hat die Redaktion die Leser gefragt, welchen Mainboard-Hersteller sie aktuell präferieren. Von den sieben von der Redaktion aufgelisteten Herstellern konnte Asus mit knapp einem Drittel der Stimmen den größten Teil der Leser für sich verbuchen – das mag auch daran liegen, dass Asus nahezu alle Plattformen und Preisklassen bedient. Auf dem zweiten Platz folgt ASRock mit 21 Prozent der Stimmen. Mit 16 respektive 11 Prozent wählten die Umfrageteilnehmer Gigabyte und MSI auf den dritten und vierten Platz. 15 Prozent gaben an, keine Präferenz für einen Hersteller zu haben. Supermicro (zwei Prozent), EVGA (ein Prozent) und Biostar (null Prozent) bilden das Schlusslicht. Andere Hersteller als die aufgelisteten konnten zusammengenommen kein Prozent der Stimmen erreichen.
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ASRock
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Asus
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Biostar
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EVGA
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Gigabyte
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MSI
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Supermicro
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Einem anderen Hersteller
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Woher soll ich das jetzt schon wissen?
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