Unregistered
2001-05-08, 13:01:06
Hi,
ich habe ein MSI Board (VIA) + Celi 700er + 256 MB RAM
mit meiner Voodoo Banshee Grafikkarte hatte ich immmer so um die 30FPS bei Halflife Counterstrike.
Jetzt hab ich mir ne GEFORCE GTS geleistet, hab aber nur 10 FPS, wisst ihr vieleicht an was das liegen kann?
mfg
Unregistered ;)
StefanV
2001-05-10, 16:20:33
@guest2
Wie gut Intel ist, das beweist der P4 und die RAMBUS Politik...
Hier ein auszug:
Ist ein wenig lang...
Fehler Nr. 1 - Kleiner L1 Daten Cache
Ich konnte es zunächst auch nicht glauben als ich die Ergebnisse sah, aber Intel's Statement bestätigte mir diese. Der Pentium 4 hat einen äußerst unterdimensionierten 8KB großen L1 Daten Cache. Das entspricht der Größe des L1 Caches zu Zeiten des 486, über 10 Jahre her. Es gibt halt Idioten die niemals etwas lernen. Der L1 Cache ist der wichtigste Speicher im gesamte Computer. Es ist der erste Speicher an den sich der Prozessor wendet, und mit dessen Zugriff der Prozessor die meiste Zeit verbringt. Zu Zeiten des 486 merkte Intel schnell, das 8 KB einfach zu wenig sind. Schnell verdoppelte man die Größe auf 16 KB, und später 32 KB, 16 KB für Code und 16 KB für Daten in der 6. Generation. AMD ging mit dem Athlon sogar ncoh einen Schritt weiter, und vervierfachte den L1 - Cache auf 128 KB (64 KB Daten und 64 KB Code)
Eine Rückkehr zu 8 KB ist einfach idiotisch. Klar, man spart sich ne Menge Transistoren auf dem Chip. Aber man verringert auch gleichzeitig die Performance für jedes verdammte Windows - Programm da draußen. 8 KB ist nicht besonders viel an Daten. Bei einer Auflösung von 1024x768 bei 32 Bit Farbtiefe, belegen 2 Zeilen bereits 8 KB. Eine Veränderung von mehr als 2 Zeilen gleichzeitig überfüllt den L1 - Cache des Pentium 4 bereits.
Meine Tests zeigen, das der Pentium 4 Daten von in der Größe von 8 KB extrem schnell verarbeiten kann. Aber bei 16 oder gar 32 KB ist er kein bißchen schneller als der Pentium III. Trotz der Tatsache das der L1 - Cache des Pentium III viel langsamer als der des Pentium 4 verarbeitet die Daten in etwa so schnell wie der L2 - Cache des Pentium 4. Die 64 KB des Athlon 900 jedoch schlagen auch den L2-Cache des Pentium 4. Der Athlon kann die die Achtfache Menge an Daten in der gleichen Zeit verarbeiten wie der Pentium 4.
Fehler Nr. 2 - Kein L3 - Cache
Intel hatte ursprünglich einen 1 MB großen L3 - Cache für den Pentium 4 vorgesehen. Dieser Cache, ähnlich dem des Back-Side Cache des G4 oder dem dem großen L2-Cache beim orignial Pentium III und Athlon, liefert noch einen weiteren sehr schnellen Speicher, und vermeidet Zugriffe auf den lansamen Hauptspeicher. Der L3 - Cache wurde beim veröffentlichten Pentium 4 komplett gestrichen. Wie ich bereits sagen, eine Idioten dort bei Intel lernen es wohl nie. Intel hätte es besser wissen müssen, durch ihre Erfahrungen mit dem ursprünglich veröffentlichten Celeron, der ja um seinen L2-Cache gebracht wurde. Bereits da hätte man bei Intel lernen müssen, das mal den Cache tunlichst NICHT weglassen sollte. Es scheint so, das man bei Intel sehr früh merkte das die 8 KB L1-Cache zuwenig sind, und plante dann eben als Ausgleich einen L3-Cache ein. Aber unter dem Druck der aufkam, und unter dem sich Intel gezwungen sah den Prozessor um wichtige Eigenschaften zu kürzen, wurde eben kurzerhand der L3-Cache eliminiert.
Ihr fragt euch welches Ausmaß an Auswirkungen dieser Schnitt zur Folge hatte? Beachtet doch einfach mal die Tatsache, das Intel einen Pentium III mit 1 oder 2 MB L2-Cache herstellt - den Pentium III Xeon. Trotz der Tatsache das er teurer ist als ein normaler Pentium III... fragt doch mal jemanden ob er seinen Xeon verkaufen würde und sich von dem Geld einen normalen Pentium III kaufen würde. Meine Tests mit Working Sets zw. 245 KB und 2 MB zeigen, das ein 700 Mhz Xeon mit 2 MB L2-Cache den Pentium 4 in Punkto Speicherzugriffen links liegen läßt. Aber wieviel ist nun ein Working Set von 256 KB bis 2 MB? Nun, das entspricht etwa der Größe einer unkomprimierten Bitmap. Dies ist der Grund, warun ein Power Mac G4 unter Photoshop einen Pentium III geradezu niedermetzelt. Und die Tatsache, das Intel den L3 - Cache weggelassen hat hat zur Folge, das der Pentium 4 nicht der G4 - Killer geworden ist, der er sein könnte.
Fehler Nr. 3 - Der Decoder wurde verkrüppelt
Ein weiterer Schritt 10 Jahre zurück: Intel hat eine ziemlich idiotische Art gewählt, um sich dem Problem der U-V Paare und des 4-1-1 Limits vergangener Generationen anzunähern: Man entfernte ganz einfach die zusätzlichen Decoder, und kehrte zurück zu einem einzelnen. Und plötzlich kann nur noch eine Maschinencode - Instruktion pro Taktzyklus durchgeführt werden. Die Idee und der Gedanke der hinter dieser Idiotischen Logik steckt ist folgender: Der Trace - Cache macht die Decodierung der einzelnen Instruktionen jeden Taktzyklus überflüssig, da ja das Ergebnis des Decodierens abgelegt wird. Nur hat man da eine Kleinigkeit übersehen: Dies funktioniert ausschließlich, wenn der Code der grade ausgeführt wird bereits decodiert wurde, und auch noch im Trace - Cache liegt.
Jetzt kommt das große Aber... Wenn jetzt ein Teil vom Code aufgerufen wird, der NICHT im Trace - Cache decodiert liegt, muß der Prozessor bis auf den L2-Cache oder gar bis auf den Hauptspeicher zurückgreifen, um sich 64 Byte an Code zu holen. Dann muß der Prozessor diese 64 Byte übersetzen (=decodieren). Eine typische x86 - kompatible Instruktion hat eine Länge von 3 Byte, demnach entsprechen 64 Byte an Code 21 Maschinencode - Instruktionen. Angenommen, alle 64 Byte des Codes müssen ausgeführt werden.. wie lange dauert es jetzt bis der Pentium 4 diese 64 Byte übersetzt hat? Exact 21 Taktzyklen. Und wie lange dauert die Ausführung dieser 64 Byte an Code? Mehr als 21 Taktzyklen. Und jetzt erinnert euch mal an den Pentium III und den Athlon, und vergleicht es. Denn diese beiden benötigen für diesen Vorgang grade mal 7 - 11 Taktzyklen.
Fehler Nr. 4 - Der Durchsatz des Trace Cache ist zu gering
Erinnert ihr euch noch an den Vergleich den ich angestellt hatte, mit dem schwächsten Glied einer Kette? Wir haben mittlerweile schon rausgefunden, das der Decoder nur einen einzigen Wert einer Micro - Op im Trace Cache zwischenspeichern kann. Wenn man Intels Spezifikationen etwas weiterliest, kann man entdecken, das der Trace - Cache grade mal 3 Micro - Ops innerhalb eines Taktes an die Recheneinheiten weitergeben kann.
Der Trace - Cache gibt diese Micro - Ops weiter an den Prozessor-Kern, welcher sie dann in einer oder mehreren zuständigen Recheneinheiten ausführt. Intels's Pentium 4 Übersicht erwähnt, das der Pentium 4 Sieben solcher Recheneinheiten besitzt:
•Die zwei ALUs, die mit doppelter Geschwindigkeit laufen für einfach Addition und Subraktion.
•Eine ALU die mit normaler Geschwindigkeit läuft, und für Shift/Rotations zuständig ist. Einfach gesagt, eine ALU für komplexere Berechnungen.
•Eine Einheit um aus dem Speicher auszulesen
•Eine Einheit um in den Speicher zu schreiben
•Eine Floating Piont Move Unit, welche die Fähigkeit hat, im Speicher zu lesen und zu schreiben.
•Eine FPU die für Fließkommaberechnungen und MMX - Operationen zuständig ist.
Zusammen können diese Recheneinheitenen also 9 Micro - Ops pro Takt durchführen: 4 einfache Integer-Rechnungen, eine komlexe Integer-Rechnung, einen Lese- und einen Schreibvorgang im Speicher, eine Fließkommaberechnung und eine MMX - Operation.
Klingt ja eigentlich sehr nett und schnell. Dummerweise kann der Trace - Cache grade mal 3 Micro - Ops pro Takt zu den Recheneinheiten schicken. Während wir beim Pentium III die Sitation haben, das der Decoder die Recheneinheiten mit insgesamt 3 Instruktionen und 6 Micro - Ops (4-1-1) pro Takt füttern kann, wurde der Pentium 4 soweit verkrüppelt, das er grade mal eine Instruktion und Drei Micro-Ops mit einem Takt an die Recheneinheiten übermittlen kann.
Bei gut optimiertem Code, der dem 4-1-1 Prinzip folgt und somit sowohl auf dem Pentium III als auch auf dem Athlon optimal läuft, ist der Pentium 4 geradezu dazu verdammt bei gleicher Taktfrequenz langsamer zu laufen. Ich habe dies mit einigen Code - Sequenzen überprüft. Kein Wunder mehr, das der Athlon 900 den Pentium 4 in den Benchmarks schlägt.
Fehler Nr. 5 - Fehlerhafte Verteilung auf die Recheneinheiten
Dies ist eine direkte Folge des Fehlers Nr. 4, und zwar das die Aufteilung auf die Spezialgebiete der einzelnen Recheneinheiten absolut falsch erfolgt ist.
Überlegt doch mal mal... 5 von den 7 Recheneinheiten sind dazu da, mit den klassischen 8 Integer - Registern EAX EBX ECX EDX ESI EDI EBP ESP zusammenzuarbeiten. Mittlerweile ist auch klar, das der Pentium 4 enorme Probleme damit hat, nicht auf ihn optimierten Code auszuführen.
Intel's eigene Dokumente heben besonders die häufige Verwendung der neuen MMX - Registers hervor. Zwei 64- und zwei 128 Bit Register, die bereits in der 6. Generation eingeführt wurden. Trotzdem ist nur eine einzige Recheneinheit für MMX zuständig. Und wenn man noch bißchen weiterliest merkt man, das diese auch noch dazu nur eine Micro - Op jeden zweiten Takt annehmen kann. Das bedeutet also, in anderen Worten gesagt, der 1,5 Ghz Pentium 4 kann höchstens 750 Millionen Fließkommaberechnungen oder MMX - Operationen durchführen. Aber MMX ist doch grade eines der Dinge, auf die Intel so schwört!!!
Warum wird eine Funktion verkrüppelt, in die Intel so große Hoffnungen setzt?
In einem Anfall von Grenzdebilität hat Intel 3 Integereinheiten in den Kern gesteckt, wobei zwei von ihnen mit doppelter Geschwindigkeit laufen. Somit können die ALUs demnach 5 Micro - Ops pro Takt bearbeiten. Aber wir wissen bereits auch, das der Trace - Cache grade mal 3 Micro - Ops pro Takt an alle Recheneinheiten weitergeben kann. Somit muß also immer mindestens eine der Integereinheiten pro Takt pausieren. Es geht ja nicht mal, das die beiden mit doppelter Geschwindigkeit laufenden ALUs mit Micro - Ops gefüttert werden, das wären dann 4 Micro - Ops. Warum verschwendet Intel dann wertvolle Transistoren für eine Integereinheit die brach liegt, kürzt aber im gleichen Zuge eine dringendst benötigte FPU weg??????? Diese Aktion ist nicht mehr nur mit absoluter Grenzdebilität und Idiotie zu erklären...
Fehler Nr. 6 - Der Barrel Shifter wurde entfernt
Erläuterung des Übersetzters: Was war die Funktion des Barrel Shifters?
Der Barrel Shifter war dazu da, eine große komplexe Rechnung, deren Abarbeitung viele viele Takte gedauert hätte, in mehrere simple Rechnungen aufzuteilen. Hierzu ein Beispiel:
Wir nehmen an, wir möchten die Zahl 50 mit 10 Mulitplizieren. Das Ergebnis wäre 500. Um dieses Ergebnis per Multiplikation auszurechnen bräuchte eine CPU ca. 15 - 17 Takte. Der Barrel Shifter teilt dies auf, in 2 * 50 + 8 * 50. Diese Aufteilung dauert einen Takt. Der Vorteil ist aber jetzt, das 2 * 50 gleich 50 + 50 ist, und Addition wesentlich schneller durchzuführen ist als ein Produkt. Dann hätten wir mit 2 Takten schon mal ziemlich viel errechnet. Jetzt fehlt nur noch 8 * 50. Wie es der Zufall will ist 100 / 50 gleich 2, also ist 8 * 50 gleich 4 * 100. Dies herauszufinden dauerte wieder einen Takt. Jetzt sind wir schon mal bei 3. Und jetzt rechnet der Prozessor 4 * 100. Das geht wesentlich schneller als 8 * 50, es dauert ca. 2 - 4 Takte. Wir sind jetzt schon bei... sagen wir 7 Takten. Und jetzt müssen die zwei Einzelergebnisse nur noch addiert werden, was ja aus der ersten Aufteilung noch bekannt ist. Wieder ein Takt. Die gesamte Berechnung hat nun also 10 Takte gedauert, anstelle von ca. 15 wenn die CPU 50 * 10 rechnen würde. Soweit hoffentlich klar.. und jetzt weiter im Text...
Es scheint so, als ob Intel einen weiteren Schritt in Richtung 486 gemacht hätte, ja sogar fast schon in Richtung 286, indem sie den bis dahin sehr schnellen Barrel Shifter, der bis dato für Shift/Rotation zuständig war (im 386, 486 und Pentium, ebenso wie im 68020, 68030, 68040 und PowerPC) entfernten. Anstelle dessen haben sie eine spezielle neue ALU geschaffen, die in Zukunft diese Funktion erfüllen soll. Dem Design nach läuft diese Unit mit Taktfrequenz des Prozessors, kann also eine Berechnung pro Takt durchführen. In der Realität dauert es jedoch 4 - 6 Takte bis eine Berechnung durchgeführt ist. Die Einheit arbeitet also langsamer als bisher. Sowohl der 486, als auch der Pentium als auch der Athlon schaffen dies innerhalb eines einzigen Taktes.
Doch wie schwer wiegt dieser Fehler? Für Emulations - Code ist es zerstörend. Shift - Instruktionen werden sehr oft und extrem häufig verwendet, beispielsweise für eine schnelle Anzeige von Daten aus Tabellen, für zielgenaue Adressierung, für Auslagerung, und für viele weitere Funktionen. Aus irgendeinem unbekannten Grund wollten Intel's Ingenieure keine weiteren Transistoren mehr zur Verfügung stellen um die Shifts wieder schneller zu machen, da man ja unbedingt Transistoren für einen überflüssige mit doppelter Geschwindigkeite laufende ALU hernehmen mußte.
Intel widerspricht sich in seinen Dokumenten hier selber. Einseits hatte Intel jahrelang die Benutzung von Aufteilen und Addieren (Shift and Add) forciert. Denn das sparte dem Prozessor wertvolle Takte. Es war schneller eine Zahl zu verdoppeln, indem man sie mit sich selber addierten, und die gleiche Zahl mit 8 zu Multplizieren, und die Ergebnisse dann zu addieren, anstatt die Zahl mit 10 zu multiplizieren. Aus welchem Grund auch immer, auf dem Pentium 4 fuktioniert dieser Trick zwar weiterhin, benötigt jedoch 6 bis 7 Takte um erstmal die Aufteilung zu schaffen von 10 * Zahl in 2 * Zahl + 8 * Zahl, was leider den großen Vorteil vieler kleiner Berechnungen anstelle einer großen zunichte macht.
Dies scheint etwas mit der Tatsache zu tun zu haben, das im ursprünglichen Design des Pentium 4 noch zwei weitere Recheneinheiten vorhanden waren: zwei AGUs (Adress Generation Unit), deren Funktion es war möglichst schnell einen Zugriff auf zufällige Speicheradressen zu ermöglichen. In früheren Chips enthielt die AGU den Barrel Shifter, um schnell eine Tabelle zu durchsuchen, was der Pentium 4 jetzt nur noch über die langsamen ALUs machen kann. Der „Shift und Add“ - Trick wurde vollführt von der AGU, durch einen kleinen Programmier - Trick namens LEA (Load Effective Adress). Dieser Trick ist nun dank Intel zur Nutzlosigkeit verkommen.
Fehler Nr. 7 - Der Partial Register Stall wurde durch eine gleich schlechte Lösung ersetzt
Es ist wahr das dieser Fehler endlich der Vergangenheit angehört. Doch leider ist die Lösung die Intel für dieses Problem gefunden hat nicht sonderlich elegant. Intel reichte die Tatsache nicht, eine Lösung zu bieten die schlechter ist als die der Konkurrenz, nein, die Lösung ist sogar schlimmer als das eigentliche Problem. Will man nun ein bestimmtes Register ansprechen, muß leider erst die Shift/Rotate ALU benutzt werden. Das heißt das ein simples lesen oder schreiben eines 8 Bit Registers längern dauern kann als der Zugriff auf den L1 - Cache... Das nennt man wahren Rückschritt.
Fehler Nr. 8 - Es dauert mehr Takte bis ein Befehl ausgeführt ist.
Das ist eigentlich nicht wirklich ein Fehler, es ist eigentlich der Effekt und die Wirkung der sieben vorangegangenen absolut idiotischen Fehler. Der Endergebniss der Kastration des Pentium 4 ist, das alltägliche Code - Sequenzen jetzt mehr Taktzyklen benötigen um durchgeführt zu werden, als dies in der 6. Generation der Fall war. Intel vertraut auf den höheren Takt des Pentium 4 um dieser Tatsache entgegenzuwirken. Und es hat auch seine Wirkung, allerdings nur gegenüber den älteren Pentium III Prozessoren. Gegenüber dem Athlon zeigt es keinerlei Wirkung, weil dieser immer noch eindeutig schneller ist.
Wie ich eben erwähnte benötigen typische Sequenzen an Code nun mehr Taktzyklen um durchgeführt zu werden. Dies ist ein Effekt der grenzdebilen Entscheidung, das nur noch eine Instruktion pro Takt übersetzt werden muß. Und das nur 3 Micro - Ops pro Takt zu den Reicheneinheiten gelangen. Der längeren Pipeline kommt ebenfalls eine Gewisse Schuld an der Langsamkeit der Pentium 4 zu. Fließkommaberechnung, wie z.B. Verzweigungen, Sprünge und zufällige Zigriffe länger brauchen, da es einfach länger dauert die Pipeline wieder aufzufüllen.
Die Entscheidung
Wem es jetzt immer noch nicht klar ist.. der Pentium 4 ist eine Katastrophe für die PC - Benutzer. Es ist ein grausam verstümmelter Prozessor, welcher weder den Designvorstellunge entspricht, noch die vesprochene Leistung bringt. Er verschwendet wertvolle Transistoren und Platz im Chip. Er übergibt die Verantwortung den Software - Entwicklern wieder, denn nun sind diese wieder zuständig für den schnellen Ablauf ihres Codes. Und das entgegen der Entwicklung des Marktes, der AMD und Transmeta folgen. Es läßt 10 Jahre alte Technologie wieder aufleben, die Intel damals abgeschafft hatte, aber scheinbar mittlerweile vergessen hat warum. Und das Ding ist einfach langsamer als ein existierender Pentium III, Celeron oder AMD - Chip.
Intel muß noch zahlreiche Änderungen am Design durchführen. Der L1 - Cache muß größer werden, der L3 - Cache sollte zumindest nicht nur auf dem Papier existieren. Es sind wieder mehr Decoder notwendig, damit mehr Instruktionen pro Takt übersetzt werden können. Die Transfer - Rate von Trace - Cache zu den Recheneinheiten muß erhöht werden, und zusätzliche FPU und MMX - Recheneinheiten sollten hinzugefügt werden. Wenn all diese Änderungen erst einmal durchgeführt sind, dann, aber wirklich erst dann wird der Pentium 4 zum Ernsthaften Konkurrenten für den ältenren Pentium III und Pentium III Xeon, und die Rückkehr der Performance - Krone wird wieder zurückkehren nach Hause, da sie sich ja bisher bei AMD befindet.
Intel, DELL, Gateway und andere Händler haben absichtlich die Verbraucher getäuscht, und die Performance des Pentium 4 betreffend gelogen. Sie sind momentan darin verwickelt, einen unnützen, überteuerten Haufen Hardware an die Dummen und ahnungslosen Anwender zu bringen. Macht das was ich gemacht habe mit meinen zwei Pentium 4 Maschinen. Schickt sie sofort zurück an Gateway und DELL, und laßt sie wissen das sie Scheiße verkaufen. Ein Athlon - System für 1500$ ist eine weitaus bessere Entscheidung als ein Pentium 4 für über 4000$. Ich habe absolut keine Zweifel in diesem Punkt, und bitte jedermann von Intel, DELL oder Gateway meine Ergebnisse zu widerlegen, und zu beweisen das sie falsch sind.
Ich möchte auch auf eine excellente Website hinweisen, die ich selber seit Jahren lese. Http://x86.org <http://x86.org/> - über diese habe ich viele der Informationen aus diesem Review. Die Site wird beinahe jeden Tag aktualisiert, und bietet die neuesten technischen Informationen aus dem Hause Intel. Anm. der Übersetzers: Englische Seite.
Weitere Seiten die ich euch nur ans Herz legen kann (Anm. der Übersetzters: Alle Englisch):
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