Pentium 4 3,06 GHz mit Hyper-Threading

Mit dem Pentium 4 3,06 GHz führt Intel die Hyper-Threading-Technik bei Desktop-Prozessoren ein. Das neue CPU-Topmodell gaukelt dem Betriebssystem einen zweiten, virtuellen Prozessor vor und verbessert so im Idealfall die Auslastung der vorhandenen Recheneinheiten.

Mit Hyper-Threading, kurz HT, meint Intel eigentlich Simultaneous Multithreading (SMT). Das Verfahren kann die Verarbeitung mehrere Programm-Fäden, eben der so genannten Threads, stark beschleunigen. Intel entwickelte HT unter dem Codenamen Jackson Technology und führte es bereits Anfang dieses Jahres bei den Xeon-Serverprozessoren mit Prestonia-Kern ein.

SMT unterscheidet sich grundsätzlich von Symmetric Multiprocessing (SMP), also dem Einsatz mehrerer physischer Prozessoren. HT erhöht die Anzahl der tatsächlich vorhandenen Recheneinheiten des Pentium 4 nicht, sondern steigert lediglich deren Auslastung. Dadurch laufen häufiger mehrere Threads gleichzeitig ab. Echte Multiprozessor-Rechner bieten deutlich mehr Leistung.

Laut Intel sind für die Integration von Hyper-Threading in den Kern des Pentium 4 lediglich ein bis zwei Prozent mehr Transistoren nötig, was gemeinsam mit den zusätzlichen Verdrahtungsleitungen die Fläche des Siliziumchips um etwa fünf Prozent vergrößerte. Das Die des neuen Pentium 4 3,06 GHz ist aber nicht größer als das seiner Vorgänger mit Northwood-Kern, weil die für HT nötigen Zusatzelemente dort schon immer eingebaut, aber nicht nutzbar waren (und sind). Erst ab der 3,06-GHz-Version schaltet Intel HT frei; auch bei allen kommenden Nachfolgern soll die neue Technik nutzbar sein. Im nächsten Jahr soll die Prescott-Generation des Pentium 4 die verbesserte SMT-Version HT2 bringen.

Der Pentium 4 mit Hyper-Threading läuft nur auf explizit dafür freigegebenen Mainboards, zu denen zurzeit nur neue Modelle mit den Intel-Chipsätzen i845E, i845PE, i845G, i845GE und i850E zählen. Der Mainboard-Hersteller Asus hat schon eine Kompatibilitätstabelle ins Web gestellt, andere folgen hoffentlich bald. Außerdem ist ein HT-taugliches BIOS nötig und Intel empfiehlt ausschließlich den Einsatz der Home- oder Professional-Version von Windows XP mit Service Pack 1 oder Linux ab Kernel 2.4.18. Beim Einsatz älterer Betriebssysteme sollte man HT im BIOS-Setup abschalten, weil diese -- sofern sie überhaupt mit zwei Prozessoren zurechtkommen -- nicht zwischen tatsächlich vorhandenen und virtuellen Prozessoren unterscheiden können. Das wiederum kann Leistungseinbußen nach sich ziehen.

Im c't-Labor musste sich der neue Pentium 4 3,06 GHz mit und ohne Hyper-Threading mit seinem Konkurrenten AMD Athlon XP 2800+ und seinem 2,8-GHz-Vorgänger messen. Die üblichen Benchmarks wie die SPEC CPU2000, der BAPCo SYSmark 2002 oder der 3DMark 2001 SE zeigen nur einen geringen Vorsprung des 3,06-GHz-Prozessors, der um lediglich 9,5 Prozent schneller getaktet ist als sein Vorgänger. In vielen Benchmarks hält auch der Athlon XP 2800+ mit seinen 2,25 GHz "echter" Taktrate noch gut mit, sofern man den Pentium 4 und den Athlon mit PC2700-Speicher paart.

Doch mittlerweile sind von manchen Software-Paketen optimierte Versionen erhältlich, die auf dem Pentium 4 mit PC1066-Rambus-Speicher deutlich schneller laufen als auf dem Athlon XP. Dazu gehören Newtek Lightwave 3D 7.5 und Cinema 4D Release 8 von Maxon, die auch besonders gut mit Hyper-Threading funktionieren. Eine Vorab-Version des neuen Cinema 4D war auf dem 3,06-GHz-Renner mit dem Intel-Mainboard D850EMVR (Nachfolger des D850EMV2) und PC1066-RAM gute 30 Prozent schneller als auf dem Athlon XP 2800+, der auf einem nForce-2-Board mit zweikanaligem PC2700-Speicher lief.

Auch einige Video- und Audio-Transkodierungsprogramm legen dank Hyper-Threading deutlich zu. Dazu gehören Magix mp3 maker platinum, der DivX-5-Codec oder der neue AVI/MPEG-2-Codec 1.3 von Main Concept. Letzterer transkodiert auf dem Intel Pentium 4 3,06 GHz ohne Hyper-Threading und auf dem Athlon XP 2800+ bereits rund 30 PAL-Vollbilder pro Sekunde, also schneller als Echtzeit. Mit HT geht es nochmals 20 Prozent schneller.

Es gibt aber auch Software, die überhaupt nicht von Hyper-Threading profitiert: Das ist beispielsweise beim G Data DaViDeo onDVD der Fall, das stur an einem Prozessor klebt. In solchen Fällen bringt HT trotzdem den Vorteil, dass eine weitere Anwendung noch zügig arbeitet. Intel erläutert zahlreiche Multitasking-Testprozeduren, etwa die gleichzeitige Nutzung von McAffee VirusScan, Adobe Acrobat und Microsoft Word, bei denen Hyper-Threading deutliche Geschwindigkeitsvorteile bringt. Im Praxistest zeigte HT tatsächlich teilweise verblüffende Beschleunigungswirkung bei der Arbeit mit vielen offenen Alltags-Programmen.

Durch die höhere Auslastung der Recheneinheiten des Pentium 4 und die enorme Taktfrequenz erreicht das Intel-Flaggschiff eine Thermal Design Power (TDP) von 81,8 Watt -- auch das ist ein Leistungsrekord für Desktop-Prozessoren. Daher sind für stabilen Betrieb leistungsstarke Netzteile und gute Prozessorkühler nötig. Doch ohne HT hätte Intel den Prozessor wohl noch deutlich höher takten müssen, um ein vergleichbares Leistungsplus zu erreichen. Hyper-Threading erscheint daher als eine sehr interessante Innovation, die eine bessere Nutzung des oftmals brach liegenden Potenzials des Pentium 4 ermöglicht. Umfangreiche Detailinformationen zur Hyper-Threading-Technik und Benchmarks finden Sie in der kommenden c't-Ausgabe 24/02, ab Montag, 18.11.02 am Kiosk. (ciw)