Intel的新年大礼──新款Northwood处理器测试报告
评测与市场
2002年1月7日，Intel终于正式发布了传闻已久的 “Northwood”P4处理器，并同时向世人展示了两颗频率分别为2.2GHz和2.0GHz(其中，2GHz的型号为了和旧的2GHz相区别，已被命名为2.0AGHz)的基于Northwood核心的P4处理器产品。它们将在近期上市，并在未来半年左右的时间里肩负起与Athlon XP处理器征战的重任，因此Northwood的发布被业界公认为是新年的第一件大事，毕竟在新年之初发布Northwood P4处理器，其意义耐人寻味。
Northwood──刺向Athlon XP的利剑
众所周知，Intel最初发布的P4处理器的代号为“Willamette”，它有两种封装：mPGA 423和后来的mPGA 478，后者被定名为“Willamette-N”，两者都采用了相同的0.18μm铝制造工艺，二级缓存容量为256KB。而Northwood核心的P4处理器虽然也和Willamette-N一样采用了mPGA 478封装，但两者之间却有着本质的区别：（图1）
首先，Northwood P4采用了更精细的0.13μm铜制造工艺，新的制造工艺有助于缩小微处理器的核心面积，以Northwood和Willamette为例，在采用0.13μm制造工艺后，Northwood的核心面积由原来Willamette P4处理器的217mm2缩小为现在的146mm2，缩小了近1/3。在当前通常采用200mm或300mm晶元的情况下，Intel就能够利用相同的晶元来制造更多的处理器，其效能接近于原来的两倍，因此生产成本得到了很大的降低。引用Kevin Krewell先生的话来说：“原来的0.18μm的处理器生产成本可能要100美元，但换用了0.13μm制作工艺以后成本也就只有55美元了”。除此之外，0.13μm制造工艺带来的另外一个直接好处就是工作电压的降低。Intel表示，以目前的技术可以使Northwood仅需要1.4V核心电压就达到2.5GHz。而相关资料也显示，2.2GHz的Northwood处理器仅仅需要1.370V的电压支持就可以正常工作。而实测中，由于受到主板电压精确性和飘移的影响，我们拿到的两块Northwood处理器在Intel 845D主板上的默认电压为1.5V，不过与原来的Willamette-N处理器1.75V的核心电压相比也低了不少。由于工作电压的降低，Northwood P4处理器的发热量减少也是显而易见的。2.2GHz的Northwood处理器的设计发热量为55.1W，而Intel向外界公布的发热量为49.8W，明显低于前两款产品。Intel副总裁William就曾表示：“3GHz的Northwood的耗电量将与2GHz、0.18μm的Willamette-N处理器相同”。由此可见，新的Northwood处理器在发热量上确实有明显的降低。不过，虽然整体发热量减少，但集中发热仍然是一个不可回避的问题，除了P4已加强的散热封装以外，一个相当够“劲”的散热器还是必不可少的。（图2）
其次，新款的Northwood P4处理器拥有512KB的全速二级缓存，是原来Willamette处理器的两倍。从理论上说，缓存容量的大小对处理器性能的影响是决定性的，因此虽然处理器在整体架构以及实际的寻址单元上并没有什么变化，但这增加的256KB二级缓存势必将对整个处理器的性能带来积极的影响，特别是在目前应用程序日趋庞大、数据交换更趋频繁的情况下，更大容量的二级缓存有助于提高处理器的执行效能。
而另外，本来传闻Northwood将支持533MHz的前端总线，这意味着Northwood的带宽将达到8 byte×133 million/s×4 = 4.256 GB/s，必将使Northwood处理器的性能再上一个台阶。但实际的情况却有了变化，首批推出的2.2GHz和2.0GHz Northwood处理器仍然采用了400MHz前端总线。533MHz前端总线的新版Northwood处理器将于今年第二季度面市。界时，其频率将达到2.26GHz或2.4GHz，这才是我们希望看到的、最真实的Northwood。因此，我们现在需要做的就是再等一段时间。
性能测试
为了全面考察新款Northwood处理器的性能表现，在本次测试中，我们不仅引入了Willamette-N P4 2GHz的测试数据，而且还找来了一块Athlon XP1900+来做对比，相信本次测试基本上能反映目前Northwood处理器的性能水平。
测试平台
主板：Intel 845D公板(i845D)
MSI 6367(nForce 220D)
CPU：Willamette-N P4 2GHz
Northwood P4 2.0AGHz、2.2GHz
Athlon XP1900+
内存：Micron 256MB PC2100 DDR DRAM (CL=2.5)
显卡：耕昇GeForce2 Ultra 64MB DDR
硬盘：IBM 60GXP 60GB ATA/100
光驱：SONY 16×DVD-ROM
显示器：Acer P791
系统：Windows 2000+Service Park 2
DirectX8.1
驱动：Intel INF v3.20.1008enu
Intel Application Accerlator 1.1
NVIDIA 22.88公版
测试数据（图3）
图3
处理器级的整数性能和浮点性能
从SiSoft Sandra 2001 Perfessional te的测试结果来看，Athlon XP1900+的表现有点令人吃惊，虽然实际频率只有1.6GHz，但它的整数和浮点性能的测试结果却超过了Northwood P4 2.2GHz。其实，出现这样的情况，我们已经在前几期的Athlon XP1900+和Willamette-N P4 2GHz对比测试中就已经见过了。在此项测试中，Athlon系列处理器的测试成绩总是大幅度领先于Intel的P4处理器。而在同级别的Northwood P4 2.0AGHz和Willamette-N P4 2GHz的比较当中，Northwood P4 2.0AGHz的性能差别并不是很明显，基本上处于同一个档次上。
办公及商用性能
在办公及商用性能上面，本次测试引入3个测试项目，分别是Business Winstone2001、Content Creation Winstone 2001以及SYSmark2001，它们都是系统级的整体性能专业测试软件，测试内容将涉及到大多数的日常主流办公软件，图形多媒体创作，以及WEB创建方面的内容，因此其测试结果基本上可以真实反映处理器在办公及商用方面的性能。（图4）
从测试结果来看，Northwood P4 2.2GHz在其中两个测试项目中独占鳌头，性能表现非常突出，特别是在SYSmark2001的Internet Content Creation测试项中的表现尤为出色，领先第二名Athlon XP1900+达18%之多，领先的幅度确实有点惊人。可以看出，Northwood P4处理器的512KB二级缓存确实对提升处理器的效能有很大的帮助，特别是在办公软件和Web应用方面，使得Northwood P4的性能得到一个明显的提升。而Northwood P4 2.0AGHz和Willamette-N P4 2GHz的测试成绩也能很好地说明这一点，在Business Winstone2001和SYSmark2001两项测试中，Northwood P4 2.0AGHz都要分别领先Willamette-N P4 2GHz大约7%左右。在Content Creation Winstone 2001中，Northwood P4 2.0AGHz也要领先3.6%左右。而且，更重要是我们看到，Northwood P4 2.0AGHz的性能表现与Athlon XP1900+的差距已经在缩小，可以想象，等到第二季度533MHz前端总线的新版Northwood P4处理器出来之后，相信结果还会有令人意想不到的变化。
3D游戏及专业3D性能
3D游戏测试一直是衡量处理器性能的测试项目之一，比较流行的是使用Quake3。在本次测试中，我们还采用了一款新的3D游戏测试软件──DroneZmarK。它是新推出的基于DroneZ game markers ZethagameZ游戏的测试软件，通过运行一系列的3D场景来衡量一个系统3D游戏性能。为了将系统瓶颈制造在处理器而非3D显卡方面，我们在Quake3和DroneZmarK中都选择了640×480×16bit这一很低的分辨率。
测试结果显示，Northwood P4 2.2GHz 和2.0AGHz的表现都非常令人满意，在这两项测试中都要好于Athlon XP1900+，而Willamette-N P4 2GHz则处于垫底的位置，三者的性能差异十分明显。而在纯专业3D应用的SPECviewperf 6.1.2以及体现D3D性能的3D Mark2001测试中，也几乎延续了上面的格局，领先的依然是Northwood P4 2.2GHz。
多媒体编码性能
Intel一直强调P4处理器在多媒体编码上的性能，因此本次测试我们也着重考量了几款处理器的多媒体编码性能，使用的软件是目前比较流行的视频转换软件──FlaskMPEG+DivX4.11，它同样也对Athlon XP和P4处理器进行了优化。
测试情况显示，P4处理器在多媒体编码上确实有着不错的性能，包括Willamette-N P4 2GHz在内的3款P4处理器的性能都要好于Athlon XP1900+，不过这也与它们的频率高有关系，毕竟在多媒体编码上，频率高低对性能也有一定的影响。不过，从以往的测试情况来看，Intel系列处理器在这方面还是具有一定的优势。
总 结
从整个测试的情况来看，在采用了新的制造工艺和增大了二级缓存之后，新的Northwood P4处理器在性能上确实得到了一个明显的提升，尤其是Northwood P4 2.2GHz，它的发布不仅使Intel继续保持着频率上的优势，而且性能表现也令人满意，从而为第二季度533MHz前端总线的新版Northwood处理器的发布做好了铺垫。现在唯一需要考虑的就只剩下价格因素了，目前每千颗Northwood P4 2.2GHz处理器的批发价格为562美元，而2.0AGHz的价格要364美元，Willamette-N P4 2GHz每千颗的价格目前为342美元，因此新款Northwood的价格并不高。我们有理由相信，新款的Northwood P4处理器，必将给新年的处理器市场带来一丝新意。
Intel Pentium 4和AMD Athlon XP规格对照表（图5）
