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Anomalie e irregolarità riscontrate nei risultati di alcuni benchmark sembrano dovuti al sistema di protezione termica del Pentium 4
di Giorgio Gobbi
PC Professionale Milano 21 maggio 2001
Le prime avvisaglie del problema si sono avute con la pubblicazione dell'articolo "Can the Pentium 4 recover?" di InQuest Research (Inqst.com) dell'11 aprile. L'autore Bert Comas, dopo aver illustrato il funzionamento della cache del P4 e averne messo in evidenza i punti deboli, dissipa un malinteso sul consumo di energia del P4. Anziché pubblicare il consumo massimo assoluto di energia, Intel specifica quella che chiama "thermal design power dissipation envelope", espressione abbastanza nebulosa per indicare un compromesso o una raccomandazione, ovvero un livello di consumo che la maggior parte delle applicazioni si suppone non superi di frequente. In realtà questo consumo di energia non deve essere superato per non rendere instabile il sistema o causare un crash. A tale scopo Intel ha inserito un diodo termico nel punto più critico del P4 e ha introdotto il Thermal Monitor, che al superamento di una soglia prefissata (54,7 W per il modello a 1,5 GHz) disattiva temporaneamente il processore per il 50% del tempo e ne evita il surriscaldamento. Come è specificato in grassetto nel data sheet del P4, il controllo termico automatico deve essere obbligatoriamente attivato via Bios per mantenere il P4 entro le specifiche di sicurezza.
Nelle scorse settimane da più parti sono stati segnalati risultati incostanti e contraddittori sottoponendo a benchmark il P4. Hardware-Unlimited.com e InQuest Research hanno eseguito una lunga serie di misure e rilevazioni sul comportamento di vari esemplari di Pentium 4 in diverse circostanze, per appurare la causa dei cali di prestazioni riscontrati. In certe condizioni il P4 da 1,7 GHz, dopo pochi minuti di funzionamento, manifesta una riduzione di prestazioni non attribuibili ad altri componenti del sistema; a volte la condizione è irreversibile e si risolve riavviando il programma o il sistema. Questo è stato riscontrato con Quake III e con benchmark come Atlas e LinPack. Nell'articolo "The war escalates, Athlon takes on Pentium 4" Bert Comas pubblica formule e grafici che tendono a indicare che il sistema di protezione termica del P4, soprattutto con le motherboard Intel, rallenta a intermittenza il processore per salvaguardarne l'integrità. Il punto più caldo del P4, presumibilmente la Fpu o l'Alu, in condizioni d'uso particolarmente pesanti subisce incrementi di temperatura troppo repentini per essere assorbiti da qualunque dissipatore termico. Ecco quindi la necessità del Thermal Monitor, che nei momenti più impegnativi riduce le prestazioni dei P4 a 1,7 GHz a valori persino inferiori rispetto ai P4 di clock più basso, che non hanno questo problema. Secondo Comas, il P4 a 2 GHz arriverebbe a consumare 110 W massimi senza un meccanismo di controllo (83,6 W per il P4 1,7), quindi la perdita di prestazioni, misurata fino a un 30-40% con il P4 1,7, sarebbe anche maggiore. Il P4 Northwood, realizzato con il processo da 0,13 micron, non avrà questi problemi.
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