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64位性能预演:Intel/AMD对决64位WinXP平台(3)
人气: 日期: 2005/2/16现在让我们来看看，在包括了图形子系统3D能力的游戏应用程序中情况会怎样。早先Windows XP Professional x64 Edition的beta版在这个应用中表现了非常低的性能。当时我们认为这个低下的性能水平应该归咎于不成熟的驱动程序。现在已经过了很长一段时间了，并且RC1操作系统出现了，这┪侍庥Ω貌辉俅嬖凇Ｈ梦颐强纯凑飧鐾撇馐遣皇钦返模?/P>
64位处理器在32位游戏从64位OS中运行的性能是相当令人满意的。毫无疑问，显卡驱动程序的64位版本已经有了重大的改进。所以，在Windows XP Professional x64 Edition中我们的系统在3D应用程序中的性能现在比得上平常32位OS中相同任务的性能了。
然而，笔者仍然要强调，测试的Athlon 64和Pentium 4处理器在64位Windows版本中的性能还是稍低于在32位操作系统中获得的结果。不过这个性能差异不超过5％，所以笔者决定暂时不管它。
总结获得的结果，有一个最终的图表显示了在从Windows XP Professional SP2切换到Windows XP Professional x64 Edition时，在基于具有AMD64支持的Athlon 64和具有Intel Extended Memory 64 Technology支持的Pentium 4系统上的性能变化。
这个图表非常清楚地说明了32位应用程序在Windows XP Professional x64 Edition中的性能几乎不依赖于CPU中64位扩展实现的类型。带有EM64T技术的Intel Pentium 4和采用AMD64技术的AMD Athlon 64两者在Windows XP Professional x64 Edition中运行32位应用程序时几乎是等效的。注意，在两个系统上这个效率都是相当高的，在最差的情况下，在64位操作系统中运行32位应用程序的性能比相同应用程序运行在32位OS中最多减慢了5％。
当我们在Windows XP Professional x64 Edition中测试32位应用程序的时候，我们获得了相当合理的结果。下面我们将研究Athlon 64和Pentium 4处理器在原生64位程序中的性能。
64位应用程序性能
在Intel和AMD的CPU中，除了实现的64位扩展的软件兼容性之外，它们还在硬件中有完全不同的执行。这正是搭载64位操作系统的应用程序在具有AMD64和EM64T的CPU上会显示不同性能变化的原因。为了详细研究Athlon 64和Pentium 4处理器在Windows XP Professional x64 Edition的64位模式中的性能，我们使用了几个已经存在32位和64位版本的基准测试。
一个被广泛采用，并包含32位和64位模式的测试应用程序是SiSoft Sandra 2005 SP1。根据操作系统的版本，这个程序运行在32位或64位核心上。因此，我们可以使用SiSoft Sandra 2005 SP1的小范围综合基准测试来比较Athlon 64和Pentium 4处理器在64位模式中的性能，并对比它们在32位模式中的性能。
获得的结果非常奇怪。当具有EM64T支持的Pentium 4处理器在几乎每个基准测试中从转换到64位模式中受益的时候，来自AMD的竞争对手非常频繁地在64位OS中取得较32位操作系统中更低一点的分数。然而，笔者马上可以肯定地说，这个结果并不代表基于Athlon 64的系统在64位操作模式中有任何总体性能损失。事实上问题在于SiSoft Sandra 2005 SP1基准测试，它为Intel EM64T构架做了更好的优化。我们的分析显示，SiSoftware使用了一个Intel编译器来形成用于基准测试的执行代码。此外，32位和64位基准测试版本使用了基于不相等指令集的不同算法。因此，不应该只根据这个特殊的基准测试结果就下结论。
现在让我们来观察我们的测试对象在其它应用程序中的表现。少数几个可用于32位以及64位模式的程序之一是PovRay 3.6着色系统。我们使用了内建的基准测试来测试支持EM64T的Pentium 4处理器和Athlon 64处理器在Windows XP Professional x64 Edition中的性能（图表中的分数越高越好）：
在这里我们看到了与SiSoft Sandra 2005 SP1的结果完全不同的情况。Athlon 64处理器由于64位AMD64扩展，运行得比在32位模式中快了25％。具有EM64T的Intel Pentium 4正好相反，在64位模式中慢了25％。
为了Intel和AMD CPU的性能研究，我们使用的下一个基准测试是小巧的Pi-Bench程序，它用近似小数来表示Pi值。下面的图表显示了它花费多长时间来完成给定精度的计算。
在这个测试中，我们看到64位模式明显对Athlon 64以及具有EM64T的Pentium 4有利。不过，Athlon 64处理器在64位模式中的性能提升要高一点，达到了55％，而Pentium 4只有35％的性能收益。
我们今天将用于基准测试目的的另一个任务是使用zlib测试文件压缩。下面的图表显示了我们的测试对象花费多少时间来完成这个任务。
在我们使用为AMD64和EM64T的64位扩展优化的执行代码时，我们再次看到了重大的性能提升。在这个情况下，具有AMD64技术的CPU性能增长了120％，而使用Intel EM64T技术的CPU方面，在64位模式中的性能增长了65％。换句话说，我们再次看到，AMD的64位扩展执行显然比Intel对x86构架的64位扩展更有效率。
我们还将运行多一个计算基准测试，测量多快能建立Mandelbrot集。在
我们看到了跟PovRay 3.6相同的情况。这个基准测试的64位版本在具有EM64T支持的Pentium 4处理器上运行得比32位版本慢。在Athlon 64处理器方面，情况正好相反：使用64位扩展改善了计算性能达29％。
具有EM64T技术的Pentium 4处理器的这个表现是相当合乎逻辑的。实际上Athlon 64处理器最初就是作为64位方案来开发的。这意味着Athlon 64在执行32位代码时完全不能用到它的某些潜力。结果，Athlon 64处理器对于32位和64位代码执行指令的速度几乎是一样的。然而，由于有额外的寄存器可以使用，在某些情况下性能可以显著地提升。
至于支持EM64T技术的Pentium 4处理器，情况又有所不同。当Intel工程师开发NetBurst构架时，他们没有考虑到这个构架向64位模式可能的升级。这就是为什么他们在决定引入EM64T支持时不得不稍微修改Prescott核心的NetBurst构架的原因。这也正好解释了为什么基于Prescott的Pentium 4处理器在32位应用程序中有时会比它们的前任Northwood更慢。但这还不是全部。有些指令，例如像整数乘法或移位，由于NetBurst构架的特性，在64位模式中会比32位中执行得慢得多。因此，对于EM64T，具有整数算法的程序有时可能会导致它们减慢，虽然有更多的多用途寄存器和寄存器带宽更高也无济于事。
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