De Standard Performance Evaluation Corporation, kortweg SPEC genoemd, is een non-profitorganisatie die gestandaardiseerde benchmarks opstelt waarmee de rekenkracht van processors en computersystemen op een objectieve manier kan worden gemeten. De resultaten worden op de site van SPEC aangemeld en gepubliceerd. Bekende tests voor het meten en vergelijken van de snelheid van processors zijn ondermeer SPECint (integer) en SPECfp (floating point). Onlangs werden een paar interessante nieuwe scores aan de SPEC-overzichten toegevoegd, ondermeer afkomstig van HP's recentelijk uitgebrachte rx1600 1Usystemen met daarin twee Itanium 2 Low Voltage Deerfield-processors.

De 1GHz Deerfield LV Itanium 2 is voorzien van 1,5MB L3-cache en bedoeld voor blades en clusteromgevingen waar de capaciteiten van IA64-bit hard- en -software van pas komen. De Deerfield LV verbruikt met zijn Thermal Design Point van 52W de helft minder vermogen dan de normale Itanium 2 Madison-processors, maar presteert per clock gelijkwaardig. Op het onlangs door Tweakers.net bezochte IDF 2004 maakte Intel bekend later dit jaar met een opvolger te komen voor de LV Deerfield, te weten de 1,2GHz LV Fanwood met 3MB L3-cache.
Ondertussen heeft AMD ook twee nieuwe Opteron-cores uitgebracht met een lager verbruik van elektrische energie: de Opteron 146HE, 246HE en 846HE met een kloksnelheid van 2GHz en een maximum opgenomen vermogen van 55W, en de Opteron 140EE, 240EE en 840EE op 1,4GHz met een maximaal verbruik van slechts 30W.

Prestaties en opgenomen vermogen zijn tegenwoordig, met 'warme broodjes' zoals de 3,xGHz Pentium 4 E's en EE's (soms letterlijk), een 'hot issue'. Maar niet alleen in de high-end desktop- en HPC-markt, ook op andere niveaus zoals in de mobile en servermarkt speelt het aantal verstookte Watts een belangrijke rol. Het mobile segment laten we hier even voor wat het is en beperken ons tot een selectie van diverse workstation- en serverprocessors van AMD en Intel. Een overzicht:
 |
 | CPU | Kloksnelheid | Cache | FSB | Prijs ($) | TDP-Max |  |
 |
 | Itanium 2 6M |  | 1,5GHz |  | 6MB L3 |  | 400MHz |  | 4.227 |  | 107-130W |  |
 |
 | Itanium 2 4M |  | 1,4GHz |  | 4MB L3 |  | 400MHz |  | 2.247 |  | ?-130W |  |
 |
 | Itanium 2 3M |  | 1,3GHz |  | 3MB L3 |  | 400MHz |  | 1.338 |  | ?-130W |  |
 |
 | Itanium 2 1,5M |  | 1,4GHz |  | 1,5MB L3 |  | 400MHz |  | 1.172 |  | ?-99W |  |
 |
 | Itanium 2 LV 1,5M |  | 1GHz |  | 1,5MB L3 |  | 400MHz |  | 744 |  | 52-62W |  |
 |
 | Itanium 2 LV 3M** |  | 1,2GHz |  | 3MB L3 |  | 533MHz |  | n.n.b. |  | ?-60W* |  |
 |
 | Xeon 2M DP |  | 3,2GHz |  | 2MB L3 |  | 533MHz |  | n.n.b. |  | 92-110W |  |
 |
 | Xeon 1M DP |  | 3,2GHz |  | 1MB L3 |  | 533MHz |  | 851 |  | 92-110W |  |
 |
 | Pentium 4 EE |  | 3,4GHz |  | 2MB L3 |  | 800MHz |  | 999 |  | 102,9-?W |  |
 |
 | Pentium 4 EE |  | 3,2GHz |  | 2MB L3 |  | 800MHz |  | 929 |  | 92,1-?W |  |
 |
 | Pentium 4 |  | 3,4GHz |  | 512KB L2 |  | 800MHz |  | 417 |  | 89-?W |  |
 |
 | Pentium 4 E |  | 3,2GHz |  | 1MB L2 |  | 800MHz |  | 278 |  | 103-?W |  |
 |
 | Pentium 4 E |  | 3GHz |  | 1MB L2 |  | 800MHz |  | 218 |  | 89-?W |  |
 |
 | Pentium 4 E |  | 2,8GHz |  | 1MB L2 |  | 800MHz |  | 178 |  | 89-?W |  |
 |
 | Opteron 848 |  | 2,2GHz |  | 1MB L2 |  | n.v.t. |  | 1.514 |  | 89-?W |  |
 |
 | Opteron 846 |  | 2GHz |  | 1MB L2 |  | n.v.t. |  | 1.165 |  | 89-?W |  |
 |
 | Opteron 248 |  | 2,2GHz |  | 1MB L2 |  | n.v.t. |  | 851 |  | 89-?W |  |
 |
 | Opteron 246 |  | 2GHz |  | 1MB L2 |  | n.v.t. |  | 690 |  | 89-?W |  |
 |
 | Opteron 148 |  | 2,2GHz |  | 1MB L2 |  | n.v.t. |  | 733 |  | 89-?W |  |
 |
 | Opteron 146 |  | 2GHz |  | 1MB L2 |  | n.v.t. |  | 278 |  | 89-?W |  |
 |
 | Opteron 846HE |  | 2GHz |  | 1MB L2 |  | n.v.t. |  | 1.514 |  | 55-?W |  |
 |
 | Opteron 840EE |  | 1,4GHz |  | 1MB L2 |  | n.v.t. |  | 1.514 |  | 30-?W |  |
 |
 | Opteron 246HE |  | 2GHz |  | 1MB L2 |  | n.v.t. |  | 851 |  | 55-?W |  |
 |
 | Opteron 240EE |  | 1,4GHz |  | 1MB L2 |  | n.v.t. |  | 851 |  | 30-?W |  |
 |
 | Opteron 146HE |  | 2GHz |  | 1MB L2 |  | n.v.t. |  | 733 |  | 55-?W |  |
 |
 | Opteron 140EE |  | 1,4GHz |  | 1MB L2 |  | n.v.t. |  | 733 |  | 30-?W |  |
 |
 | Athlon 64 FX-51 |  | 2,2GHz |  | 1MB L2 |  | n.v.t. |  | 733 |  | 89-?W |  |
 |
* Schatting ** Nog niet leverbaar (verwacht tweede helft 2004)
Intel roept al een tijd dat de Itanium ook de minder dure marktsegmenten zal gaan bedienen en de Deerfields lijken die belofte op papier in ieder geval waar te kunnen maken. Met een prijskaartje van net boven tot ruim onder de duizend dollar, zijn deze dual processors concurrerend geprijsd ten opzichte van de dual Opteron- en Xeon-modellen. Deerfield-opvolgers Fanwood 1,6GHz en LV Fanwood 1,2GHz zullen later dit jaar gaan verschijnen, volgens Intels roadmaps. Ten opzichte van Deerfield wordt een cacheverdubbeling verkregen (3MB L3-cache), zal de FSB naar 533MHz worden opgevoerd en krijgt de chip een power modulatietechniek mee. Deze feature varieert voortdurend voltage en kloksnelheid naar de behoefte van dat moment, om gemiddeld een zo laag mogelijk verbruik te realiseren.
Op het middensegment richten zich ook de Opterons. De geringe vermogensopname van de laag geklokte Opteron x40EE en x46HE valt positief op. In contrast daarmee staan de desktop- en workstationprocessors Pentium 4 3,4GHz, Pentium 4 E 3,2GHz, Pentium 4 EE en Xeon op 3,2 en 3,4HGHz met L3-cache. Die staan allemaal regelmatig 100Watt of meer af aan hun heatsink en de omgeving. De Overige Pentium 4C en Pentium 4E-modellen blijven daar meestal net onder en doen het met een TDP van 89W niet beter of slechter qua verbruik als de overige Opterons en de Athlon 64 FX-51. Wat ook opvalt is dat de Pentium 4E Prescotts relatief scherp geprijsd zijn.
Bovenaan prijkt de Itanium 2 6M 1,5GHz en dat is om meerdere redenen een logische plek. De grote plak silicium is zijn gewicht in goud meer dan waard en het is per slot van rekening de processor met de grootste cache en de meeste transistors aan boord. Ook in het verbruik zit de chip aan de top: een maximaal verbruik van 130 Watt wordt verlangd voor het leveren van topprestaties. Je gaat je bijna afvragen of de Itanium 2 in staat zal zijn om - als een hond die zijn eigen staart achterna zit - real time zijn eigen invloed op de global warming te voorspellen en te visualiseren met metereologische IA64-software
. Hoe het met de prestaties is gesteld zien we in de volgende benchmarks.
Om te zien wat de verschillende processors aan pure rekenkracht in huis hebben, kloppen we aan bij SPEC.org voor de SPECint- en SPECfp-resultaten. Niet van alle processors die in het overzicht op de vorige pagina stonden zijn scores voorhanden. Geselecteerd werden de hoogste SPECint base2k- en SPECfp base2k-scores die gemeld stonden. Tevens zijn er geschatte scores van de nog niet gereleaste Itanium 2 Fanwood overgenomen van de gerespecteerde Paul DeMone.
SPECint base2k
 |
 | SPECint base2k |  |
 |
 | Pentium 4 EE 3,2GHz |   1570 |  |
 |
 | Xeon 3,2GHz 2M |   1532 |  |
 |
 | Opteron 148 |   1405 |  |
 |
 | Pentium 4 E 3,2GHz |   1384 |  |
 |
 | Athlon 64 FX-51 |   1376 |  |
 |
 | Xeon 3,2GHz 1M |   1365 |  |
 |
 | Pentium 4 3,4GHz |   1325 |  |
 |
 | Itanium 2 6M 1,5GHz |   1322 |  |
 |
 | Opteron 146 HE |   1289 |  |
 |
 | Pentium 4 E 3GHz |   1276 |  |
 |
 | Opteron 146 |   1271 |  |
 |
 | Pentium 4 E 2,8GHz |   1205 |  |
 |
 | Itanium 2 LV Fanwood 1,2GHz* |   1050 |  |
 |
 | Opteron 140 EE |   948 |  |
 |
 | Itanium 2 LV Deerfield 1GHz |   827 |  |
 |
* Nog niet leverbaar (verwacht tweede helft 2004). Geschatte score
In SPECint base2k verslaan twee dezelfde Pentium-cores duidelijk AMD's K8-Hammer; de ene keer op Socket 478 als Pentium 4 EE, de tweede keer als dual processor Xeon 3,2GHz. In beide gevallen met 2MB L2-cache. De Opteron 148 wordt op de hielen gezeten door de Prescott 3,2GHz en de Athlon 64 FX-51. De Itanium 2 6M 1,5GHz en Opteron 146HE zijn hier middenmoters. De zuinige laaggeklokte chips LV Fanwood, Opteron 140EE en LV Deerfield vormen de achterhoede.
SPECfp base2k
 |
 | SPECfp base2k |  |
 |
 | Itanium 2 6M 1,5GHz |   2119 |  |
 |
 | Itanium 2 LV Fanwood 1,2GHz* |   1700 |  |
 |
 | Opteron 148 |   1505 |  |
 |
 | Pentium 4 EE 3,2GHz |   1497 |  |
 |
 | Itanium 2 LV Deerfield 1GHz |   1444 |  |
 |
 | Pentium 4 E 3,2GHz |   1438 |  |
 |
 | Pentium 4 E 3GHz |   1382 |  |
 |
 | Athlon 64 FX-51 |   1371 |  |
 |
 | Xeon 3,2GHz 2M |   1338 |  |
 |
 | Pentium 4 E 2,8GHz |   1327 |  |
 |
 | Opteron 146 HE |   1306 |  |
 |
 | Pentium 4 3,4GHz |   1295 |  |
 |
 | Opteron 146 |   1291 |  |
 |
 | Xeon 3,2GHz 1M |   1200 |  |
 |
 | Opteron 140 EE |   1012 |  |
 |
* Nog niet leverbaar (verwacht tweede helft 2004). Geschatte score
Als het om floating-point calculaties gaat staan de Itaniums met hun neuzen vooraan. Zelfs een voorzichtig geschatte score van de aanstaande LV Fanwood 1,2GHz door Paul DeMone, streeft een 2,2GHz Opteron 148 voorbij. De Pentium 4 Extreme Edition presteert gelijkwaardig aan de K8, met slechts 0,5% verschil. Een Itanium 2 LV Deerfield op 1GHz komt ook maar 4% tekort op de Opteron 148. DeMone meent dat de IA64-compilers flink verbeterd moeten zijn. De zuinige Opteron 140EE vormt het sluitlicht met een prestatie die minder dan de helft bedraagt ten opzichte van de 1,5GHz Itanium 2 6M. De Opteron 148 en Pentium 4 EE zijn in beide benchmarks in de voorste gelederen te vinden en het meest constant als het om performance gaat. Maar harde prestaties alleen zijn niet alles, zoals in de volgende benchmarks zal blijken.
Behalve prestaties pur sang, zijn ook andere processoreigenschappen gewenst in sommige omgevingen. Het energieverbruik en de daarmee verbonden warmteafgifte vormen op den duur hindernissen in blade clusters. De geleverde prestatie en het opgenomen vermogen moeten dan in balans zijn. Om te kijken hoe het daarmee zit met de performance/Watt-verhouding zijn de scores berekend per aantal Watts dat de processor verbruikt rond het Thermal Design Point.
SPECint base2k/TDP Watt
 |
 | SPECint base2k/TDP Watt |  |
 |
 | Opteron 140 EE |   31,6 |  |
 |
 | Opteron 146 HE |   23,4 |  |
 |
 | Itanium 2 LV Fanwood 1,2GHz* |   17,5 |  |
 |
 | Pentium 4 EE 3,2GHz |   17,0 |  |
 |
 | Xeon 3,2GHz 2M |   16,7 |  |
 |
 | Itanium 2 LV Deerfield 1GHz |   15,9 |  |
 |
 | Opteron 148 |   15,8 |  |
 |
 | Athlon 64 FX-51 |   15,5 |  |
 |
 | Pentium 4 3,4GHz |   14,9 |  |
 |
 | Xeon 3,2GHz 1M |   14,8 |  |
 |
 | Opteron 146 |   14,3 |  |
 |
 | Pentium 4 E 3GHz |   14,3 |  |
 |
 | Pentium 4 E 2,8GHz |   13,5 |  |
 |
 | Pentium 4 E 3,2GHz |   13,4 |  |
 |
 | Itanium 2 6M 1,5GHz |   12,4 |  |
 |
* Nog niet leverbaar (verwacht tweede helft 2004). Geschatte score
Nu worden er rollen omgedraaid; de Itanium 2 Madison smelt door het ijs en laat zien per afgegeven Watt de laagste integerresultaten te behalen. De Opteron HE en EE steken hier met kop en schouders boven de rest uit en met name de 140 EE laat zien op welke eigenschap hij vooral geconstrueerd is: zuinigheid. De Itanium 2 LV Fanwood zal het straks met een eervolle derde plaats moeten doen.
SPECfp base2k/TDP Watt
 |
 | SPECfp base2k/TDP Watt |  |
 |
 | Opteron 140 EE |   33,7 |  |
 |
 | Itanium 2 LV Fanwood 1,2GHz* |   28,3 |  |
 |
 | Itanium 2 LV Deerfield 1GHz |   26,6 |  |
 |
 | Opteron 146 HE |   23,7 |  |
 |
 | Itanium 2 6M 1,5GHz |   19,8 |  |
 |
 | Opteron 148 |   16,9 |  |
 |
 | Pentium 4 EE 3,2GHz |   16,3 |  |
 |
 | Pentium 4 E 3GHz |   15,5 |  |
 |
 | Athlon 64 FX-51 |   15,4 |  |
 |
 | Pentium 4 E 2,8GHz |   14,9 |  |
 |
 | Pentium 4 3,4GHz |   14,6 |  |
 |
 | Opteron 146 |   14,5 |  |
 |
 | Xeon 3,2GHz 2M |   14,5 |  |
 |
 | Pentium 4 E 3,2GHz |   14,0 |  |
 |
 | Xeon 3,2GHz 1M |   13,0 |  |
 |
* Nog niet leverbaar (verwacht tweede helft 2004). Geschatte score
Ook hier geeft de zuinigheid van de Opteron 140 EE de doorslag. Door hun sterke SPECfp/resultaat, gecombineerd met bescheiden vermogenopnames, eindigen de LV Fanwood en LV Deerfield hier op respectievelijk de tweede en derde plaats. De Opteron 146HE en Itanium 2 6M 1,5GHz volgen op gepaste afstand.
Conclusie
Op basis van de vorige SPEC-scores heeft Intel in absolute zin de prestatiekroon in handen op enkelvoudig processorniveau. MP-systemen is een ander verhaal. De Opteron 148 wint nooit maar eindigt wel steeds op een fraaie derde plek en toont zich net als de Pentium 4 EE een goede allrounder. De hoge opgenomen vermogens van sommige Intel-processors laten een barrière zien waar Intel met de Netburst-architectuur en de hoge kloksnelheden als eerste tegenaan lijkt te lopen. Dat geldt ook voor de 130W van een laaggeklokte Itanium 2 Madison en de 89W TDP's van de andere AMD64 procesors. Duidelijk is ook dat Intel best wel efficiënte chips kan maken, zoals Deerfield, Fanwood en in feite de Pentium M (Banias/Dothan) in notebooks ook al laten zien. Intel zal er voorlopig een hele kluif aan hebben om op basis van cijfers en prijzen de Opteron HE- en EE-modellen in de blade servermarkt van zich af te houden, zou je denken. Het efficiënte K8-ontwerp met SOI/techniek werpt zijn vruchten af. Intel zit niet stil ondertussen; ook zij werken aan andere materialen voor procédees. Inmiddels schijnt Intel er van doordrongen te zijn dat er alternatieven nodig zijn voor de Pentium 4-architectuur. Dat is echter een aardig thema voor een volgende keer.