Процессор атлон – Обзор процессора AMD Athlon 600 МГц

Содержание

Обзор процессора AMD Athlon 600 МГц

Кажется, со времени 486 процессоров, когда и Intel и AMD сосуществовали бок о бок и практически не конкурировали между собой, пользуясь одними и теми же технологиями, AMD впервые имеет шанс положить Intel на лопатки. Почему? Ответ прост — на рынке появился новый процессор седьмого поколения AMD Athlon.

Но сначала обратимся к истории. Первым процессором, который AMD разрабатывала самостоятельно, был K5, выпущенный в 1996 году. Сейчас о нем уже мало кто помнит, правда и помнить там особо нечего. Как всегда, опоздав с выпуском этого кристалла, отставая по тактовой частоте и производительности, AMD не смогла тогда завоевать расположения пользователей.

После этого провала AMD приобрела забытую сейчас фирму NexGen, еще одного независимого разработчика x86 процессоров, который обладал передовой на то время технологией и в небольших количествах выпускал кристаллы без арифметического сопроцессора. Используя эти наработки, AMD спроектировала новое поколение своих CPU — K6. По операциям с целыми числами эти процессоры стали превосходить аналоги от Intel, однако блок операций с плавающей точкой все еще оставлял желать лучшего. А так как начинающие активно набирать популярность игры в жанре Action опирались в своих вычислениях именно на FPU, AMD K6 вновь ждал провал.

AMD не сдавалась и для нужд компьютерных игр предложила использовать не сопроцессор, а специально спроектированный набор SIMD-инструкций 3DNow!. Так появился процессор AMD K6-2, в котором к обычному ядру K6 добавился еще один блок операций с числами одинарной точности с плавающей точкой. Благодаря тому, что он мог выполнять однотипные вычисления с четырьмя парами операндов одновременно, на специально оптимизированных под 3DNow! приложениях K6-2 показывал неплохую производительность. Однако, из специально и как следует оптимизированных оказался только Quake2, а потому пользователи, в большинстве своем, остались недовольны.

Тогда AMD к своему процессору K6-2 добавила интегрированный в ядро кеш второго уровня, работающий на частоте кристалла. Это спасло производительность — полученный K6-III мог успешно конкурировать с аналогами, однако, Intel практически задавил это начинание ценами. Celeron обходился значительно дешевле, обеспечивая, тем не менее, вполне пристойное быстродействие.

В результате мы получили то, что получили. Находясь в состоянии ценовой войны, Intel и AMD пришли к тому, что самые дешевые Intel Celeron продаются практически по себестоимости, если не ниже, а на рынке дорогих процессоров обосновался другой продукт от Intel — Pentium III. Единственный оставшийся шанс выжить для измотанной и порастерявшей в борьбе свои капиталы AMD — вылезти на рынок дорогих и производительных процессоров. Причем, закрепиться на нем не за счет цены — этим оружием в совершенстве владеет Intel, который может сбрасывать цены значительно сильнее AMD, а за счет быстродействия. Именно это и попыталась сделать AMD, выбросив на рынок процессор нового поколения — Athlon.

Если подойти к архитектуре AMD Athlon поверхностно, то основные его параметры можно обрисовать следующим образом:

  • Чип, производимый по технологии 0.25 мкм
  • Ядро нового поколения с кодовым именем Argon, содержащее 22 млн. транзисторов
  • Работает в специальных материнских платах с процессорным разъемом Slot A
  • Использует высокопроизводительную системную шину Alpha EV6, лицензированную у DEC
  • Кеш первого уровня 128 Кбайт — по 64 Кбайта на код и на данные
  • Кеш второго уровня 512 Кбайт. Расположен вне процессорного ядра, но в процессорном картридже. Работает на половинной частоте ядра
  • Напряжение питания — 1.6В
  • Набор SIMD-инструкций 3DNow!, расширенный дополнительными командами. Всего 45 команд
  • Выпускаются версии с частотами 500, 550, 600 и 650 МГц. Версия с частотой 700 МГц появится в ближайшее время

Следует иметь в виду, что когда в начале 2000 года начнет функционировать новая Дрезденская Fab30, выпускающая Athlon по 0.18 мкм технологии, на которую AMD возлагает особые надежды, что-то из перечисленных выше параметров может и поменяться.

Однако таким простым процессор AMD Athlon кажется только лишь на первый взгляд. На самом же деле за этими несколькими строками скрываются многочисленные архитектурные инновации, которые мы рассмотрим позднее. Однако и простые характеристики AMD Athlon впечатляют. Например, как нетрудно заметить, Athlon превосходит Intel не только по максимальной тактовой частоте (у Intel Pentium III она 600 МГц, да и к тому же при этом он работает на повышенном до 2.05В напряжении ядра), но и по размеру кеша первого уровня, который у Intel Pentium III всего 32 Кбайта.

Перейдем же к более подробному рассмотрению архитектуры AMD Athlon.

Системная шина

Прежде чем углубляться в сам процессор, посмотрим, чем же отличается системная шина EV6, примененная AMD, от привычной интеловской GTL+. Внешнее сходство бывает обманчиво. Хотя процессорный разъем Slot A на системных платах для процессора AMD Athlon выглядит также как и Slot 1, перевернутый на 180 градусов, шинные протоколы и назначения контактов у Intel Pentium III и AMD Athlon совершенно различны. Более того, различно даже число задействованных сигналов — Athlon использует примерно половину из 242 контактов, в то время как Pentium III всего четверть. Внешняя похожесть вызвана тем, что AMD просто хотела облегчить жизнь производителям системных плат, которым не придется покупать особенные разъемы для установки на Slot A системные платы. Только и всего.

На самом же деле, хоть EV6 и работает на частоте 100 МГц, передача данных по ней, в отличие от GTL+ ведется на обоих фронтах сигнала, потому фактическая частота передачи данных составляет 200 МГц. Если учесть тот факт, что ширина шины EV6 — 72 бита, 8 из которых используется под ECC (контрольную сумму), то получаем скорость передачи данных 64бита х 200 МГц = 1,6 Гбайт/с. Напомню, что пропускная способность GTL+, работающей на 100 МГц в два раза меньше — 800 Мбайт/с. Повышение частоты GTL+ до 133 МГц дает увеличение пропускной способности при этом только до 1,06 Гбайт/с. Казалось бы, как в случае с GTL+, так и с EV6 получаются внушительные значения пропускной способности. Однако, только современная PC100 память может отожрать от нее до 800 Мбайт/с, а AGP, работающий в режиме 2x — до 528 Мбайт/с. Не говоря уже о PCI и всякой другой мелочевке. Получается, что GTL+ уже сейчас может не справляться с передаваемыми объемами данных. У EV6 же в этом случае все в порядке, потому эта шина более перспективна.

При этом, как частота GTL+ может быть увеличена со 100 до 133 МГц, планируется, что и частота EV6 также впоследствии достигнет значения 133 (266), а затем и 200 (400) МГц. Однако планы эти могут и не осуществиться — реализовать работу на материнской плате EV6, требующую большего количества контактных дорожек, несколько сложнее, особенно на больших частотах. Хотя если у AMD все получится, пропускная способность системной шины может достичь 2.1 и 3.2 Гбайта/с соответственно, что позволит беспрепятственно применять в Athlon-системах, например, высокопроизводительную 266-мегагерцовую DDR SDRAM.

Еще одна интересная особенность EV6 заключается в поддержке многопроцессорных систем, на рынок которых AMD планирует выйти в наступающем году. В отличие от GTL+, EV6 обеспечивает соединение точка-точка между процессорами и чипсетом, что позволяет выделить всю пропускную способность шины для каждого процессора. Теоретически таким образом может подключаться до 14 процессоров. Ограничения же на количество процессоров в интеловских системах обусловлено, в частности, и тем фактом, что общая пропускная способность GTL+ делится поровну между CPU. Потому, EV6 кажется перспективной и при использовании в многопроцессорных системах.

EV6 GTL+

Кеш

Прежде чем переходить непосредственно к функционированию AMD Athlon, хочется затронуть тему L1 и L2 кешей.

Что касается кеша L1 в AMD Athlon, то его размер 128 Кбайт превосходит размер L1 кеша в Intel Pentium III аж в 4 раза, не только подкрепляя высокую производительность Athlon, но и обеспечивая его эффективную работу на высоких частотах. В частности, одна из проблем используемой Intel архитектуры Katmai, которая, похоже, уже не позволяет наращивать быстродействие простым увеличением тактовой частоты, как раз заключается в малом объеме L1 кеша, который начинает захлебываться при частотах, приближающихся к гигагерцу. AMD Athlon лишен этого недостатка.

Что же касается кеша L2, то и тут AMD оказалось на высоте. Во-первых, интегрированный в ядро tag для L2-кеша поддерживает его размеры от 512 Кбайт до 16 Мбайт. Pentium III, как известно, имеет внешнюю Tag-RAM, подерживающую только 512-килобайтный кеш второго уровня. К тому же, Athlon может использовать различные делители для скорости L2-кеша: 1:1, 1:2, 2:3 и 1:3. Такое разнообразие делителей позволяет AMD не зависеть от поставщиков SRAM определенной скорости, особенно при выпуске более быстрых моделей.

Благодаря возможности варьировать размеры и скорости кеша второго уровня AMD собирается выпускать четыре семейства процессоров Athlon, ориентированных на разные рынки.

Архитектура. Общие положения

Вот мы и подошли к рассказу о том, как же, собственно, работает Athlon. Как и процессоры от Intel с ядром, унаследованным от Pentium Pro, процессоры Athlon имеют внутреннюю RISC-архитектуру. Это означает, что все CISC-команды, обрабатываемые процессором, сначала раскладываются на простые RISC-операции, а потом только начинают обрабатываться в вычислительных устройствах CPU. Казалось бы, зачем усложнять себе жизнь? Оказывается, есть зачем. Сравнительно простые RISC-инструкции могут выполняться процессором по несколько штук одновременно и намного облегчают предсказание переходов, тем самым позволяя наращивать производительность за счет большего параллелизма. Говоря более просто, тот производитель, который сделает более «параллельный» процессор, имеет шанс добиться превосходства в производительности гораздо меньшими усилиями. AMD при проектировании Athlon, по-видимому, руководствовалась и этим принципом.

Однако перед тем, как начать работу над параллельными потоками инструкций, процессор должен их откуда-то получить. Для этого в AMD Athlon, как впрочем и в Intel Pentium III, применяется дешифратор команд (декодер), который преобразует поступающий на вход процессора код. Дешифратор в AMD Athlon может раскладывать на RISC-составляющие до трех входящих CISC-команд одновременно. Современные интеловские процессоры могут также обрабатывать до трех команд, однако если для Athlon совершенно все равно, какие команды он расщепляет, Pentium III хочет, чтобы две из трех инструкций были простыми и только одна — сложной. Это приводит к тому, что если Athlon за каждый процессорный такт может переварить три инструкции независимо ни от чего, то у Pentium III отдельные части дешифратора могут простаивать из-за неоптимизированного кода.

Перед тем, как попасть в соответствующий вычислительный блок, поступающий поток RISC-команд задерживается в небольшом буфере (Instruction Control Unit), который, что уже неудивительно, у AMD Athlon расчитан на 72 инструкции против 20 у Pentium III. Увеличивая этот буфер, AMD попыталась добиться того, чтобы дешифратор команд не простаивал из-за переполнения Instruction Control Unit.

Еще один момент, заслуживающий внимания — вчетверо большая, чем у Pentium III, таблица предсказания переходов размером 2048 ячеек, в которой сохраняются предыдущие результаты выполнения логических операций. На основании этих данных процессор прогнозирует их результаты при их повторном выполнении. Благодаря этой технике AMD Athlon правильно предсказывает результаты ветвлений где-то в 95% случаев, что очень даже неплохо, если учесть, что аналогичная характеристика у Intel Pentium III всего 90%.

Посмотрим теперь, что же происходит в Athlon, когда дело доходит непосредственно до вычислений.

Целочисленные операции

С целочисленными операциями у процессоров от AMD всегда все было в порядке. Со времен AMD K6 процессоры от Intel проигрывали именно в скорости целочисленных вычислений. Тем не менее, в Athlon AMD напрочь отказалась от старого наследия.

Благодаря наличию трех конвейерных блоков исполнения целочисленных команд (Integer Execution Unit) AMD Athlon может выполнять три целочисленные инструкции одновременно. Что же касается Pentium III, то его возможности ограничиваются одновременным выполнением только двух команд.

Отдельно хочется затронуть вопрос конвейеров. Оптимальной глубиной конвейера для процессоров с современными скоростями считается 9 стадий. Увеличение этого числа приводит к ускорению процесса обработки команд, так как скорость работы конвейера определяется работой самой медленной его стадии. Однако, в случае слишком большого конвейера при ошибках в предсказании переходов оказывается что большая часть работы по исполнению команд, уже вошедших на конвейер выполнена напрасно. Его приходится очищать и начинать процесс заново.

Потому в AMD Athlon глубина целочисленных конвейеров составляет 10 стадий, что близко к оптимуму. К сожалению, поклонники продукции Intel снова не услышат ничего утешительного, так как конвейер в Pentium III состоит из 12-17 стадий в зависимости от типа исполняемой инструкции.

Вполне закономерными в свете вышеизложенного выглядят результаты теста ZD CPUMark 99, измеряющего производительность операций с целыми числами и памятью:

Вот это да! Первый тест и первый крупный успех AMD Athlon — его превосходство над Intel Pentium III на той же тактовой частоте составляет более 20%! Вот что значит большой кеш плюс большее количество лучше организованных конвейеров! Однако пока не стоит особенно обольщаться, скорость работы современных приложений, особенно игр, зависит от целочисленной производительности не так сильно, как от вещественночисленной. Потому посмотрим, что же представляет из себя новый конвейерный FPU в Athlon.

Вещественные операции

С замиранием сердца обращаем наш взгляд на блок FPU, встроенный в Athlon. Как мы все хорошо помним, для предыдущих процессоров AMD операции с плавающей точкой были настоящей ахиллесовой пятой. Главной проблемой было то, что блок FPU в K6, K6-2 и K6-III был неконвейеризированый. Это приводило к тому, что хотя многие операции с плавающей точкой в FPU от AMD выполнялись за меньшее число тактов, чем на интеловских процессорах, общая производительность была катастрофически низкой, так как следующая вещественная операция не могла начать выполняться до завершения предыдущей. А что-то менять в своем FPU AMD в то время не хотела, призывая разработчиков к отказу от его использования в пользу 3DNow!.

Но, похоже, прошлый опыт научил AMD. В Athlon арифметический сопроцессор имеет конвейер глубиной 15 стадий против 25 у Pentium III. Не следует забывать, что, как уже говорилось выше, более длинный конвейер не всегда обеспечивает лучшую производительность. К тому же, существенным недостатком Intel Pentium III, которого в Athlon, естественно нет, является неконвейерезируемость операций FMUL и FDIV.

FPU в Athlon объединяет в себе три блока: один для выполнения простых операций типа сложения, второй — для сложных операций типа умножения и третий — для операций с данными. Благодаря такому разделению работы Athlon может выполнять одновременно по две вещественночисленные инструкциии. А ведь такого не умеет даже Intel Pentium III — он выполняет инструкции только последовательно!

Так что, как это ни странно, FPU интеловских процессоров оказался не таким уж замечательным, как это принято было считать ранее. Результаты теста ZD FPU WinMark это подтверждают — AMD переиграла Intel на чужом поле:

Только работая на частоте 650 МГц Pentium III удается догнать новый суперFPU AMD Athlon. Результат крайне непривычный, но многообещающий — наконец-то процессор от AMD должен задать жару и в 3D играх.

MMX

На первый взгляд с выполнением MMX-операций у Athlon по сравнению с K6-III изменений не произошло. Однако это не совсем так. Хотя и MMX-инструкции используются в крайне небольшом числе приложений, AMD добавила в этот набор еще несколько инструкций, которые также появились в MMX-блоке процессора Pentium III. В их число вошли нахождение среднего, максимума и минимума и изощренные пересылки данных.

Если обратить внимание на архитектурные особенности, то в AMD Athlon имеется по два блока MMX, потому на обоих процессорах — и на Athlon, и на Pentium III — может выполняться одновременно пара MMX-инструкций. Однако, MMX-блоки в AMD Athlon имеют большую, чем у Pentium III латентность, что теоретически должно приводить к отставанию этого CPU в MMX-приложениях. Для того, чтобы протестировать реальную скорость MMX мы воспользовались старым добрым тестом Intel Media Benchmark:

Странно, но, несмотря на теоретический проигрыш, Athlon на практике все равно остается на высоте. Этот успех можно отнести как на счет большего кеша или лучшего декодера инструкций. Однако, еще раз должен отметить, что реально используют MMX очень малое число программ, потому, если даже Athlon бы проигрывал Pentium III в повседневной работе это, скорее всего, заметно бы не было.

А вот что касается вещественных SIMD-инструкций, то они приобретают все большее и большее значение.

3DNow!

Блока 3DNow! в AMD Athlon коснулись сильные изменения. Хотя его архитектура и осталась неизменной — два конвейера обрабатывают инструкции, работающие с 64-битными регистрами, в которых лежат пары вещественных чисел одинарной точности, в сам набор команд было добавлено 24 новинки. Новые операции должны не только позволить увеличить скорость обработки данных, но и позволить задействовать технологию 3DNow! в таких областях, как распознавание звука и видео, а также интернет 🙂 Кроме этого, по аналогии с SSE были добавлены и инструкции для работы с данными, находящимися в кеше. Поддержка обновленного набора 3DNow! уже встроена в Windows 98 SE и в DirectX 6.2.

Таким образом, в набор 3DNow! входит теперь 45 команд, против 71 инструкции в SSE от Intel. Причем, судя по всему, использование новых команд должно дать еще больший эффект от 3DNow! В доказательство этого факта AMD распространила дополнительный DLL для известного теста 3DMark 99 MAX, задействующий новые возможности процессора.

Специально для оценки эффективности процессора в 3D-играх, 3DMark 99 MAX предлагает индекс CPU 3DМark, просчитывающий 3D-сцены, но не выводящий их не экран. Таким образом, получается результат, зависящий только от возможностей процессора по обработке 3D-графики и от пропускной способности основной памяти. Мы изучили быстродействие AMD Athlon по этому тесту как с использованием старого 3DNow!, так и с новым Enhanced 3DNow! и без этой технологии вообще. Для сопоставления результатов был протестирован и Intel Pentium III, с включенной SSE-оптимизацией и без нее:

Как мы видим, AMD Athlon по этому тесту чрезвычайно силен. Даже без использования новых 3DNow! инструкций он остается в недосягаемости для процессоров Intel. Все это дает нам право ожидать выдающейся производительности в 3D-играх. А мы обратим взор на гораздо более актуальный вопрос — эффективность различных наборов SIMD-инструкций: SSE и 3DNow!. Для этого посмотрим на прирост производительности в 3DMark 99 MAX при включении соответствующей оптимизации:

Что же, результат показателен. Если старый набор 3DNow!, состоящий из 21 инструкции, обеспечивал выигрыш практически аналогичный приросту производительности от SSE, то новый 45-командный выводит SIMD инструкции от AMD далеко вперед. Правда, все это результаты синтетического теста, что будет в реальных приложениях зависит от разработчиков. А мы можем только лишь их призвать оптимизировать свои изделия как под SSE, так и под 3DNow!, тем более после выхода AMD Athlon оба набора стали гораздо более близки по своим возможностям.

Производительность

После того, как мы рассмотрели устройство AMD Athlon с разных позиций и протестировали его различные части синтетическими тестами, пришло время посмотреть, как он будет вести себя в реальной жизни. Пока фанаты AMD предвкушают высокие результаты их нового фетиша, опишем наши тестовые системы.

Система на базе AMD Athlon:

  • Процессор AMD Athlon 600 МГц;
  • Системная плата MSI MS-6167;
  • Видеокарта Diamond Viper V770 Ultra;
  • Звуковая карта Creative Sound Blaster Live!;
  • Жесткий диск IBM IBM DJNA 372200
  • 128 Мбайт SEC PC-100 SDRAM

Система на базе Intel Pentium III:

  • Процессор Intel Pentium III 550 и 600 МГц. Данные по Intel Pentium III 650 МГц получены путем разгона до 6,5х100 МГц;
  • Системная плата ABIT BE6;
  • Видеокарта Diamond Viper V770 Ultra;
  • Звуковая карта Creative Sound Blaster Live!;
  • Жесткий диск IBM IBM DJNA 372200
  • 128 Мбайт SEC PC-100 SDRAM

Тесты проводились под управлением операционной системы MS Windows98 SE, во всех 3D-тестах было установлено разрешение 800x600x16.

Первым делом по сложившейся традиции посмотрим на скорость, обеспечиваемую AMD Athlon в офисных приложениях:

Скорость Athlon, работающего на частоте 600 МГц, оказывается практически такой же, как и у Pentium III 650 МГц. Да, лучшая работа с целыми числами и больший кеш обеспечивают превосходство Athlon над Pentium III в бизнес-приложениях при одинаковой тактовой частоте. Однако, толку от того что MS Word или MS Excel будет работать быстрее — немного. Где действительно нужна скорость, так это в современных 3D-играх. Но для начала прикинем скорость в 3D на синтетическом тесте 3DMark 99 MAX:

Athlon не разочаровал нас и здесь. Даже без специальной оптимизации под новые 3DNow!-инструкции этот процессор обеспечивает превосходство даже над Intel Pentium III, работающем на большой тактовой частоте. Но перейдем же, наконец, к реальным тестам — 3D-играм. Первой в списке будет OpenGL-игра Quake2, имеющая специально оптимизированный под 3DNow! минипорт:

Хотя в Quake2, на котором AMD ранее демонстрировала преимущества технологии 3DNow!, и процессоры K6-2 и K6-III вели себя неплохо, такого выигрыша в 25% от Athlon никто даже не ожидал. А ведь это не синтетический тест, а реальное приложение, причем во многом зависящее от возможностей видеокарты. При этом следует иметь в виду, что в нашей тестовой системе была установлена видеокарта на чипе nVidia Riva TNT2. Если бы это была 3dfx Voodoo3, то преимущество было бы еще больше! Но чтобы не подозревать AMD в жульничестве, мы воспользовались и другим игровым OpenGL приложением, к которому AMD руку приложить еще не успела — Quake3 Arena Test:

Ну что же, мы опять видим то самое 25-процентное преимущество AMD Athlon во всех режимах, кроме High Quality, где скорость ограничивается уже возможностями графической карты, а не процессора. Так что, высокоскоростной конвейерный FPU теперь не только не подводит AMD, но и дает возможность стать Athlon самым быстрым процессором для игр. Подтверждение этому можно найти и в результатах Direct3D-игр, например Expendable:

И снова даже Intel Pentium III 650 не может нагнать нашего героя. Ну и в заключение — результаты по одной из самых тяжелых для процессора игр, Unreal:

В принципе, сказать уже нечего — как не крути, AMD Athlon получается быстрее Intel Pentium III.

Что же, тот факт, что Athlon всегда обгоняет Pentium III, говорит сам за себя. Наличие прекрасного арифметического сопроцессора, высокая целочисленная производительность и качественная поддержка SIMD-инструкций превратили Athlon в отличный процессор для развлечений и повседневной работы.

Разгон

Делая всесторонний обзор нового процессора, нельзя не остановиться и на таком важном пункте, как разгон. Правда, поводов для оптимизма здесь немного.

Хотя ядро Athlon не имеет никакой внутренней фиксации ни умножения, ни частоты, номинальная скорость процессора задается расположением нескольких резисторов на процессорной плате. Потому, если вы хотите изменить какие-либо параметры CPU, вы вынуждены снимать картридж, автоматически теряя гарантию и рисковать собственным процессором, перепаивая детальки.

Правда, есть и другой способ. Процессорная плата Athlon снабжена технологическим разъемом, доступ к которому возможен, к слову сказать, опять-таки после снятия картриджа. Посредством этого разъема к CPU может быть подключен дополнительный адаптер, позволяющий изменить умножение и частоту шины. Огорчает одно — непонятно, где брать эти адаптеры. Пока мы не слышали ни о штучных, ни о серийных поставках этих деталей.

Что касается конкретных результатов, то Kryotech разгоняет в своих охлаждающих установках AMD Athlon 600 до 800 МГц, и это внушает оптимизм.

То есть, Athlon вполне разгоняем, но сделать это на практике очень непросто. Поэтому, похоже, разгон этого процессора не станет таким массовым спортом, как оверклокинг Intel Pentium III или Celeron. Тем не менее, недобросовестные продавцы, ищущие легкой наживы и имеющие необходимые навыки, легко могут заняться перемеркировкой процессоров Athlon. Против таких махинаций, к сожалению, AMD не предлагает никакой защиты.

Чипсеты

Прекратив разрабатывать процессоры под гнездо Super 7 и начав продвигать собственный Slot A и системную шину EV6, AMD оказалась отрезана от всех интеловских наработок на поприще чипсетов и системных плат. Теперь AMD придется самой создавать необходимую инфраструктуру, чтобы мы могли приобрести не только процессор, но и системную плату, оборудованную Slot A.

И, судя по первым успехам, ей это удалось. На первое время компания разработала собственный набор логики AMD 750, имеющий кодовое имя Irongate, а также собственный дизайн системной платы — Fester, который был растиражирован рядом тайваньских производителей.

Сам чипсет AMD 750 не представляет собой ничего особенного — по возможностям он аналогичен i440BX. Но большего, в принципе, и не надо. AMD Athlon, как мы видели, и так работает нормально и даже обгоняет по производительности конкурирующие продукты.

AMD 750 имеет традиционую архитектуру и состоит из северного моста AMD 751 и южного AMD 756. Северный мост обеспечивает взаимодействие посредством шины EV6 процессора с памятью и шинами PCI и AGP, поддерживая до 768 Мбайт оперативной памяти PC100 в не более чем трех модулях, AGP 2x и 6 PCI bus maser устройств. Южный мост, осуществляющий интерфейс со всей периферией, кроме обычных функций, умеет работать с UltraDMA/66 IDE-устройствами.

Здесь хочется затронуть еще одну волнующую всех проблему — совместимость. Все мы помним, что для функционирования предыдущих плат, ориентированных на процессоры AMD, требовалась установка специального минипорта, включающего AGP GART драйвер. Этот момент вызывал наибольшие нарекания пользователей, так как часто драйвер отказывался нормально работать с определенными видеокартами. Для корректной работы Athlon с AGP драйвер тоже надо устанавливать, однако можно сказать уверенно — его реализация во много раз изменилась к лучшему. Нам не удалось найти ни одной карты из современных, которая бы работала некорректно. И вообще, говоря о стабильности и совместимости — проблем AMD Athlon ни при работе под Windows 98, ни при работе под Windows NT не вызывал. Так что с надежностью и стабильностью Athlon-систем все должно быть в порядке.

Любопытно, но как оказалось из-за того, что шина EV6 используется и в процессорах Alpha, Irongate может применяться на системных платах и под этот процессор, в частности, системная плата UP1000 от API (для Alpha) основывается именно на этом чипсете.

Хотя на данный момент Irongate выглядит вполне современно, пройдет какое-то время, и его возможностей будет явно недостаточно. AMD, хотя и продолжает свои разработки, планируя внедрить в Irongate поддержку AGP 4x и памяти PC133 или Direct RDRAM, делает это крайне неохотно. По расчетам компании к проектированию Athlon-чипсетов должны быть привлечены тайваньские производители VIA, SiS и ALI, которые не отказались поучаствовать в продвижении нового процессора на рынок.

VIA уже объявила свой Athlon-чипсет KX133, который отличается от Irongate поддержкой памяти PC133 и AGP 4x. Архитектура KX133 также традиционная — северный мост VT8371 и любой южный мост от имеющихся у VIA чипсетов, например VT82C686A. Видимо, именно этот чипсет станет впоследствии самым массовым, на то есть все предпосылки. Обладая более широкими возможностями, например поддержкой до 2 Гбайт оперативной памяти, он появится на рынке уже в четвертом квартале.

Ну а если говорить о более далеких перспективах, то там нас ждут и SMP, и поддержка более скоростной системной шины, и решения с интегрированной графикой. Так что, видимо, с чипсетами под AMD Athlon все будет в порядке.

Системные платы

Для облегчения жизни разработчикам плат AMD разработала референс-дизайн Fester, который и был им передан в расчете на то, что к выходу Athlon тайваньские производители заполнят рынок платами своего изготовления. Сама AMD выпустила лишь небольшое количество плат, предназначенных только для демонстрации, а не для продажи. Однако, в действительности, все произошло не совсем так, как хотелось AMD.

Дело в том, что предложенный дизайн был шестислойным, в то время как практически все современные материнские платы — четырехслойные. Этот момент вызвал некоторые затруднения у производителей, и с платами получилась небольшая задержка. Более того, даже первые выпущенные серийно платы MSI пришлось отзывать из-за низкой стабильности. На производственные трудности наложилось и давление, оказываемое Intel, который во время дефицита чипсетов имеет неплохое влияние на производителей. Таким образом, к настоящему моменту объявлены только платы шести производителей — MSI, Gigabyte, FIC, Asus, Biostar, и GVC, а доступно и того меньше.

Есть информация, что ASUS и FIC работают в настоящий момент над созданием собственно, четырехслойного дизайна, однако, ждать плодов их творчества следует еще не скоро.

Нам удалось раздобыть образцы только двух плат под AMD Athlon — MSI MS-6167 и Gigabyte GA-7IX. Говорят, что уже доступны еще две платы — FIC SD11 и GVC QS750, однако нам их в продаже найти не удалось. Что же касается найденных нами образцов от MSI и Gigabyte, то они выполнены на основе дизайна Fester: MSI подошла к вопросу бесхитростно и просто повторила референс-дизайн. Gigabyte же подошел к делу более творчески и внес отдельные косметические изменения. Однако все равно в результате мы имеем две платы, похожие как капли воды.

Microstar MS-6167 Gigabyte GA-7IX

Обе платы выполнены в ATX-формате, основаны на чипсете AMD 750, поддерживают процессоры со скоростями до гигагерца и имеют по 5 слотов PCI, 2 — ISA, 1 — AGP и по три разъема под DIMM. Естественно, имеется поддержка UltraDMA/66. Системный мониторинг также присутствует и реализован контроллером W83782D. Единственные видимые отличия есть только в BIOS Setup — MS-6167 имеет большее число настроек для работы с памятью. Setup же 7IX более понятен для неискушенного пользователя.

Что касается скоростей работы обоих плат — то они практически идентичны и рассмотрение их различия не заслуживает внимания. Думается, наиболее логичным шагом в настоящий момент будет немного подождать выхода системных плат и от других фирм, которые занимались редизайном Fester. Эти платы как могут быть более скоростными, так и наделены новыми возможностями, например, опциями для беспрепятственного разгона Athlon.

Выводы

Пора подводить итоги. AMD Athlon является на сегодня самым быстрым x86-процессором с передовой архитектурой, что подтверждают наши тесты. Intel сейчас ничего не может противопоставить успеху AMD — архитектура Katmai практически исчерпала свои возможности, в то время как AMD может беспрепятственно увеличивать частоты своих кристаллов. Переход Intel на технологию 0.18 мкм вряд ли надолго сможет решить проблему: завод AMD в Дрездене, который будет выпускать Athlon по аналогичной технологии, но с применением медных проводников находится уже практически на стадии запуска. Кроме того, без изменения архитектуры ядра Intel неоткуда почерпнуть дополнительного прироста быстродействия, потому вся надежда микропроцессорного гиганта должна возлагаться на Willamette, который, впрочем, выйдет не очень скоро.

Короче, AMD имеет все шансы утереть нос Intel и не только поправить свое пошатнувшееся материальное положение, но и отодвинуть Intel на второй план. Для этого только лишь и надо, что удовлетворить спрос на Athlon и системные платы для него. Однако, сделать это, не имея больших производственных мощностей, будет не очень просто.

В результате ситуация может повернуться как в пользу AMD, так и против нее. А нам остается только ждать, смотреть и искренне надеяться, что справедливость восторжествует.

Процессор AMD Athlon 600 предоставлен фирмой CHI, тел. (095)158-6816
Системная плата MSI Ms-6167 предоставлена фирмой Инел
Системная плата Gigabyte GA-7IX предоставлена фирмой Формоза
Процессор Intel Pentium III 600 предоставлен интернет-магазином www.dostavka.ru

www.ixbt.com

Процессоры AMD Athlon 64 и Athlon 64 X2 для Socket AM2

Изучаем последние «белые пятна» истории процессоров

Мы думали, что в рамках тестирования устаревших платформ придется ограничиться всего двумя статьями, посвященными процессорам под Socket AM2, куда не вошли очень многие интересные с исследовательской точки зрения модели, однако действительность оказалась к нам чуть более благосклонной – удалось добыть еще четыре Athlon 64. Причем очень хорошо заполняющие пробелы предыдущих тестирований, так что сегодня мы ими и займемся. Подключив к участию также и Sempron 3200+ из первой статьи, но не устраивая межплатформенных соревнований. Причина – проста и понятна: особо не с кем сравнивать. Как мы уже убедились сверху все семейство Athlon 64 X2 (за исключением, может быть, топового 6400+) «перекрывают» такие процессоры, как А4-3400 или даже специфичный и нишевый Celeron G530T, ну а среднему классу и супротив Celeron G460 сложно устоять. А вот как там дела в среднем и нижнем классе обстоят (точнее, обстояли) внутри – как раз и любопытно взглянуть. Чем мы и займемся.

Конфигурация тестовых стендов

Процессор Sempron 3200+ Athlon 64 3000+ Athlon 64 3500+
Название ядра Manila Orleans Orleans
Технология пр-ва 90 нм 90 нм 90 нм
Частота ядра, ГГц 1,8 1,8 2,2
Кол-во ядер/потоков вычисления 1/1 1/1 1/1
Кэш L1, I/D, КБ 64/64 64/64 64/64
Кэш L2, КБ 128 512 512
Оперативная память 2×DDR2-667 2×DDR2-667 2×DDR2-667
Сокет AM2 AM2 AM2
TDP 65 Вт 65 Вт 65 Вт

Начнем с одноядерных моделей. Как видим, для полного счастья нам по-прежнему не хватает еще Sempron 3400+: у него та же частота, что у Sempron 3200+ и Athlon 64 3000+, но кэш-памяти 256К байт. Т.е. если бы удалось найти такую модель, мы бы получили полную линейку L2 (128/256/512) для одноядерных моделей на одинаковой частоте. Но что удалось добыть – то удалось. Зато Athlon 64 вообще появились среди протестированных, причем сразу два, так что можно будет и прирост относительно тактовой частоты оценить.

Процессор Athlon 64 X2 4200+ (W) Athlon 64 X2 4200+ (B) Athlon 64 X2 4400+
Название ядра Windsor Brisbane Windsor
Технология пр-ва 90 нм 65 нм 90 нм
Частота ядра, ГГц 2,2 2,2 2,2
Кол-во ядер/потоков вычисления 2/2 2/2 2/2
Кэш L1 (сумм.), I/D, КБ 128/128 128/128 128/128
Кэш L2, КБ 2×512 2×512 2×1024
Оперативная память 2×DDR2-800 2×DDR2-800 2×DDR2-800
Сокет AM2 AM2 AM2
TDP 89 Вт 65 Вт 89 Вт

В списке двухъядерных моделей будут три процессора, два из которых носят одинаковое название – увы, но таковы издержки «старых» систем наименования по частоте или рейтингу производительности: дуплеты, триплеты и более того тогда сыпались как из рога изобилия. Причем 4200+ (равно как и 3800+, 4600+, 5000+… продолжить самостоятельно) еще в какой-то степени повезло – «тезки» имели одинаковые частоты и емкость L2. Почему вообще образовались пары? Сначала Athlon 64 X2 использовали 90 нм кристалл Windsor, а потом перешли на 65 нм Brisbane. Получился такой вот своеобразный бардак, в другой подлинейке подросший. Дело в том, что Windsor мог иметь как 1 МиБ кэш-памяти, так и 2 МиБ (512К/1024К на ядро, соответственно), а Brisbane – только меньшее из этих значений. В результате Athlon 64 X2 4000+/4400+/4800+ и далее были совсем разными. Например, 90 нм 4400+ (тоже участник нашего тестирования) это 2,2 ГГц и 2х1024 L2, а 65 нм 4400+ – 2,3 ГГц и 2х512. Неразбериху усугубляло и то, что массовые Windsor были как обычными (TDP 89 Вт), так и энергоэффективными (TDP 65 Вт), а Brisbane – только вторыми. В общем, в ассортименте AMD было три массовых Athlon 64 X2 4200+ и еще один встраиваемый процессор с таким же названием (на деле – тот же АМ2, тот же Brisbane, но 35 Вт)! А как их можно было различить? Только по маркировке, причем полной – начало было сходным, т.е. ADO4200 – два процессора: надо еще и «хвостик» для ясности читать.

В общем, такой вот экскурс в историю, дабы напомнить любителям поныть о добрых старых временах и непонятности нынешних процессорных номеров о том, как тогда все обстояло на самом деле 🙂 Что же касается темы тестирования, то нам эта тройка Athlon 64 X2 позволит поискать ответы сразу на три вопроса. Первые два – очевидны: полезность увеличенной кэш-памяти («канонический» 4200+ против 4400+) и соотношение производительности двух микроархитектур. Третий же «всплывает» если внимательно посмотреть на ТТХ: 4200+ на Windsor это в точности два Athlon 64 3500+ в одном сокете. Соответственно, и польза (или ее отсутствие) от второго ядра будет видна очень хорошо, причем без «возмущающего» эффекта от общей кэш-памяти или разной емкости кэшей.

  Системная плата Оперативная память
AM2 ASUS M3A78-T (790GX) 8 ГБ DDR2 (2×800; 5-5-5-18; Unganged)

Как мы уже писали ранее, с поддержкой оперативной памяти процессорами под АМ2 есть свои тонкости. Одноядерные модели официально ограничены DDR2-667, но на практике не имеют ничего против установки частоты 800 МГц. Это положительный момент, но есть и отрицательный – делители могут быть только целочисленными, так что «истинные» 800 получаются только в процессорах, частота которых нацело делится на 400. Во всех остальных случаях все несколько хуже – для процессоров с частотой 1,8 ГГц реальный режим работы памяти вообще DDR2-720, а при 2,2 ГГц получаем DDR2-732. Понятно, что с учетом слабости (с точки зрения современности) самих ядер (или, даже, ядрышек :)) это особой роли не играет, но помнить о таком поведении «старичков» стоит.

Тестирование

Традиционно, мы разбиваем все тесты на некоторое количество групп, и приводим на диаграммах средний результат по группе тестов/приложений (детально с методикой тестирования вы можете ознакомиться в отдельной статье). Результаты на диаграммах приведены в баллах, за 100 баллов принята производительность референсной тестовой системы iXBT.com образца 2011 года. Основывается она на процессоре AMD Athlon II X4 620, ну а объем памяти (8 ГБ) и видеокарта (NVIDIA GeForce GTX 570 1280 МБ в исполнении Palit) являются стандартными для всех тестирований «основной линейки» и могут меняться только в рамках специальных исследований. Тем, кто интересуется более подробной информацией, опять-таки традиционно предлагается скачать таблицу в формате Microsoft Excel, в которой все результаты приведены как в преобразованном в баллы, так и в «натуральном» виде.

Интерактивная работа в трёхмерных пакетах

Мы долго разрывались в сомнениях – это одно- или двухпоточные тесты, так что полная определенность в вопросе крайне приятна 🙂 Все-таки первое, причем еще и наблюдается проблема с миграцией процесса по ядрам, свойственная многоядерным процессорам без общей кэш-памяти. А последняя здесь важна – как видим, Athlon быстрее равночастотного Sempron аж на 20%, да и дальнейшее увеличение L2 тоже почти 10% прибавляет. На первый взгляд это кажется несущественным на фоне прироста от увеличения тактовой частоты, но не забываем, что 3000+ и 3500+ разделяет целых 400 МГц. Соответственно, возникает вопрос – каким образом AMD планировала скомпенсировать уменьшение емкости кэш-памяти в Athlon 64 X2 4400+ на Brisbane увеличением частоты всего на 100 МГц, если этот кристалл при прочих равных еще и чуть медленнее, чем Windsor? Впрочем, делать выводы по первой группе тестов, конечно, несколько опрометчиво, так что подождем.

Финальный рендеринг трёхмерных сцен

Несмотря на резко изменившийся характер нагрузки, Brisbane по-прежнему при прочих равных немного медленнее Windsor. Но более интересно не это, а практически линейная масштабируемость приложений по ядрам. Даже сверхлинейная, что тоже вполне объяснимо – у одноядерного процессора есть одно ядро на все-все-все, а не только потоки прикладной программы, а двух- и более уже может «изыскать» дополнительные ресурсы для служебных процессов с меньшим ущербом для основной работы. Хотя по тоже вполне понятным причинам абсолютные показатели старичков уже далеко не впечатляют: Celeron G465 (современный, с Hyper-Threading, но физически одноядерный и низкочастотный), к примеру, набирает 35 баллов в этой группе тестов, т.е. на уровне Athlon 64 X2 3800+ и лишь на 10% меньше, чем 4200+.

Упаковка и распаковка

Прирост от многоядерности всего 20%, хотя уж два-то ядра умеют использовать два теста из четырех. Но недостатком Athlon с точки зрения этих программ является отсутствие общей кэш-памяти, так что ничего удивительного нет. Даже если ее количество удвоить – 4400+ обгоняет 3500+ в 1,3 раза, а аналогичное соотношение для двух- и одноядерных Celeron равно 1,47. Развернутые комментарии излишни: Pentium D были еще хуже с точки зрения практической реализации, но и на примере Athlon 64 X2 тоже хорошо заметна порочность пути создания многоядерных процессоров путем механического объединения нескольких ядер в одном корпусе. Безусловно, это лучше, чем ничего, но хуже, чем изначально многоядерный дизайн как в тех же Phenom или, хотя бы, Core Duo, за последнее время ставший стандартом де-факто в отрасли.

Кодирование аудио

Линейная масштабируемость и невосприимчивость к емкости кэш-памяти – это мы знали и раньше. Так что относительно новым стал очередной проигрыш Brisbane. Это уже становится однообразным 🙂

Компиляция

Масштабируемость почти линейная, поскольку здесь уже важна кэш-память, зато можно проследить – насколько она важна. Только не стоит забывать об эксклюзивной ее архитектуре. С учетом этого видим, что переход от 192 КБ (суммарно) Sempron 3200+ к 640 КБ Athlon 64 3000+ дает почти 30% прироста быстродействия. А вот дальнейшее ее увеличение с 640 до 1152 КБ добавляет 10% – в какой-то степени тоже близко к линейной масштабируемости.

Математические и инженерные расчёты

Пара потоков и здесь небесполезна, пусть и в меньшей степени, чем в предыдущих двух группах. Ее значение даже повыше, чем у кэш-памяти или тактовой частоты. Но ничего нового в этом, конечно, нет.

Растровая графика

И здесь пара ядер востребована большинством приложений, пусть и не в полной мере. Зато, кстати, от кэша пользы немного – к вящей радости тех, кто в свое время покупал Sempron. Сейчас, впрочем, ни их, ни Athlon 64, ни даже Athlon 64 X2 в таковом качестве использовать можно только на безрыбье: 62 балла это не только 65 нм Athlon 64 X2 4200+, но и… одноядерный Celeron G440. В среднем, конечно – пакетные тесты ACDSee любым Athlon 64 X2 выполняются заметно быстрее, однако такая обработка изображений яркое, но, к сожалению, исключение из правил. Другие RAW-конвертеры, где на этапе «проявки» можно распараллелить работу одновременной обработкой нескольких фотографий, поведут себя аналогично. Но после проявки обычно наступает этап ретуширования и прочего – обычно, куда более длительный. Со всеми вытекающими. Особенно для любителей всего альтернативного – если Photoshop частично задействовать многопоточность умеет, то GIMP этому пока вовсе не обучен.

Векторная графика

На первый взгляд и эти две программы тоже, однако это не совсем так – основной проблемой Athlon 64 X2 в них оказывается отсутствие единой кэш-памяти, что и низводит эффект от второго ядра почти до нуля. А то и ниже – Brisbane здесь оказался даже хуже равночастотного Orleans.

Кодирование видео

И вновь близкая к линейной масштабируемость, а также слабая зависимость от емкости кэш-памяти. Все бы, конечно, хорошо… Если сравнивать процессоры только друг с другом, а не с современными моделями, но именно этим мы сегодня и занимаемся. К счастью для старичков, которые для работы такого рода, безусловно, уже не слишком пригодны, даже если достались даром.

Офисное ПО

А вот поработать с такими программами в принципе можно. Не потому, конечно, что «старые» процессоры так уж быстры, а потому, что и новые не слишком далеко ушли от них, поскольку большинство современных технологий приложениями этого класса не используются. Однако какой-никакой прогресс и в однопоточной производительности тоже за прошедшие годы наблюдался, так что даже Celeron G465 обходит Athlon 64 X2 4400+ на 25%. С одной стороны, вроде бы, и ничего критичного. С другой же… а зачем терпеть пусть и мелкие, но неудобства?

Java

Прирост от двухъядерности почти линейный. А вот в плане требовательности JVM к кэш-памяти мы, наконец-то, нащупали тот порог, выше которого можно не «дергаться»: со 192 КБ до 640 КБ почти 15%, но с 640 до 1152 КБ лишь 3%. На SBDC мы наблюдали второе, да и вообще большинство современных процессоров ведут себя подобным образом – в частности, многоядерные Athlon II не хуже аналогичных по частоте и количеству ядер Phenom II, но на то они и современные: либо есть L3, либо L2 большой (от 512К и далее) емкости. А вот «старичков» оказалось полезным протестировать хотя бы для того, чтобы в очередной раз убедиться, что не все зависимости можно продлять бесконечно в любую сторону – бывают пороги, которые все резко меняют. Особенно когда речь идет о кэш-памяти, которой либо хватает (и тогда дальнейшее увеличение уже ничего почти не дает), либо не хватает (и тогда все очень резко замедляется).

Игры

Как мы уже как-то писали, запуск современных игр на одноядерных процессорах – занятие не для слабонервных. Однако получить какой-никакой результат можно, порадоваться почти линейному приросту от второго вычислительного ядра тоже можно, а вот дальше мысль останавливается 🙂 Достаточно вспомнить, что самый быстрый двухъядерный процессор, а именно Pentium G2120 набирает 119 баллов, а самый быстрый четырехъядерный Athlon II X4 651 дотягивает до 121 балла. Выше, конечно, есть всяческие Phenom II, FX и Core, но нам сейчас более интересны бюджетные модели, поскольку главными героями являются слишком уж старые процессоры. Используемая видеокарта на NVIDIA GeForce GTX 570, безусловно, избыточна для обоих названных групп CPU, так что получаем чистое их сравнение. Вот выше уже большой прирост получить сложно – результат Core i7-3770K равен 159 баллам. А вот ниже – почти двукратная разница между современными процессорами за «около 100 долларов» и «старичками», т.е. из примерно 150% отрыва i7-3770K от Athlon 64 X2 4200+ первые 100% приходятся на пропасть между последним и современными бюджетниками. Это, повторимся, даже при использовании видеокарты, которая практически никогда в реальных компьютерах не соседствует ни с какими Athlon. Вывод? Неоднократно уже озвученный: при ориентации на игровое применение компьютера основные средства должны быть потрачены на видеокарту. Во вторую очередь – видеокарта. И в третью – она же. А процессор куда менее важен. Естественно, это не должна быть модель среднего класса шестилетней давности и уже точно не бюджетный процессор того времени, а вот из современных устройств – можно обойтись и недорогим. Можно, конечно, и дорогим, если финансы «не жмут», но только после того, как будет приобретена соответствующая видеокарта. А вот прежде чем приобретать новую дорогую видеокарту для старого компьютера, нужно три раза подумать – возможно, что для начала стоит обновить платформу. Ничего нового, конечно, в этом нет, но в очередной раз убедиться в справедливости прописных истин всегда приятно 🙂

Многозадачное окружение

Запуск этого экспериментального теста на Sempron (да и одноядерных Athlon 64), как тоже уже было сказано, относится к области стресс-тестирования, поскольку его однократный прогон занимает несколько часов, однако тут уже хорошо заметна разница между играми и «обычными» приложениями. Простая – если в интерактиве низкая производительность это приговор системе, то в прочем… Ну, работает медленно – и что? С задачей же за какое-то время справляется в конечном итоге. Даже если в буквальном смысле слова «перегрузить» компьютер несколькими задачами такого рода, что их и по одной-то на нем вряд ли будут решать. Более интересно другое: как видим, о линейной масштабируемости здесь (в отличие от некоторых других тестов) речь не идет: Athlon 64 X2 4200+ («правильный» т.е. 90 нм) быстрее, чем Athlon 64 3500+ примерно в полтора раза. На момент анонса платформы АМ2 отпускные цены этих двух моделей были равны 359 и 184 долларам соответственно, причем немалое количество тогдашних покупателей Х2 выбирали их «на перспективу»: в расчете на то, что через пару лет одноядерный процессор однозначно потребуется на что-нибудь менять, а вот двухъядерный еще поработает. Можно ли считать это состоявшимся хотя бы сейчас – споры не утихают 🙂 Но интересно даже не это, а то, что в результате развязавшихся уже в том же 2006 году ценовых войн, не прошло и искомой пары лет, как Athlon 64 X2 сильно подешевели. В частности, с июля 2007 года «66-балльный» 6000+ начал отгружаться по 178 долларов. Нехитрая арифметика: 184+178-359=3 доллара в которые обошелся бы такой немного растянутый апгрейд без смены платы и с предположением, что 3500+ после него не нашел бы своего покупателя, вместо покупки 4200+ на старте. Конечно, вряд ли кто-то мог предполагать именно такое развитие событий (и вообще: Если бы я был такой умный до, как моя Сара после (с)), но любителям «перспективных» платформ и процессоров стоит помнить о том, что бывал и такой вот исторический опыт.

Итого

Как Athlon 64 X2 соотносятся с современными процессорами мы оценили еще в прошлый раз, а с Sempron разобрались в позапрошлый, почему сегодня и решено было отойти от «дальних» сравнений, просто заполнив пробелы в знаниях о процессорах для Socket AM2. Вот с этой точки зрения на испытуемых и взглянем.

Sempron и одноядерные Athlon 64 на деле очень похожи. Заметно, конечно, что большая емкость кэш-памяти дает последним немало, однако, фактически, Athlon с разным L2 отличаются друг от друга не менее заметно. По диаграмме кажется, что более, но не стоит забывать, что Sempron 3400+ нам найти не удалось, а вот он как раз, скорее всего, встроился бы в промежуток между Sempron 3200+ и Athlon 64 3000+ образом, подобным Athlon 64 Х2 4200+ и 4400+. В общем, различия между одноядерными семействами искусственные: второе начиналось чуть выше, чем первое заканчивалось. Единственной точкой пересечения можно считать разве что Sempron 3600+ и Athlon 64 3000+: более высокая частота пусть и при 256К L2 вполне может позволить первому процессору иногда даже обгонять второй. Но, кстати, обратите внимание на то, насколько разные рейтинги для этого нужны: 3600+ и 3000+. Хотя у обоих процессорах они по указаниям AMD указывают на производительность, однако гранаты явно разной системы 😉 Что всегда лило воду на мельницу приверженцев версии, что на деле рейтинг указывает вовсе не какую-то объективную (пусть и гипотетическую) производительность сравнительно с эталонным Athlon  на каком-то наборе приложений, а частоту сравнимых по производительности процессоров Intel. Только разных – Celeron и Pentium 4 соответственно. За давностью лет, да и сменой системы маркировки процессоров AMD на, мягко говоря, более удобную и логичную (точнее, вот уже несколько новых более удобных и логичных), естественно, серьезно заниматься этим вопросом сегодня нет смысла, но раз уж у нас в своем роде экскурс в историю, почему бы эту самую историю в очередной раз не вспомнить? 🙂

Рейтингование же Athlon 64 Х2 по сути контрольный выстрел в лоб официальной версии. Понятно, что массовое ПО не сразу стало хотя бы двухпоточным, однако в перспективе других вариантов развития событий изначально не прослеживалось. И к чему мы пришли? 500 очков Athlon 64 дает прирост итогового балла нашей методики в 1,19 раза, а 300 очков между семействами – 1,2 раза (если сравнить Athlon 64 Х2 3800+ и Athlon 64 3500+). Но следующие 400 очков уже внутри Athlon 64 Х2 – лишь 1,07 раза! В общем, судить по рейтингу разных семейств о производительности – занятие совсем неблагодарное, хотя официально для этого его и вводили. Впрочем, у Athlon 64 Х2 рейтинги уже никак не сопоставишь и с тактовой частотой процессоров Intel – не было Pentium D с официальными частотами по 4 ГГц и выше. Но и Pentium 4 таких тоже не было.

Сравнение же двух вариантов Athlon 64 Х2, т.е. Brisbane и Windsor, тоже уже интересно лишь с исторической точки зрения, но перекликается с современностью. Да и с рейтингами тоже – как видим, процессор на более новом кристалле настолько устойчиво отстает от равного по ТТХ предшественника, что 65 нм Athlon 64 Х2 4200+ стоило бы иметь частоту хотя бы на 100 МГц выше, т.е. 2,3 ГГц. Увы, но такой Brisbane назывался Athlon 64 Х2 4400+, с чем он точно не имел ничего общего. Понятно, что проблему можно было бы решить более грамотной раздачей рейтингов, но ведь без них ее можно было бы и вовсе не создавать. А почему это перекликается с современностью? Brisbane дешевле в производстве, чем Windsor и несколько экономичнее – прямая аналогия с Sandy Bridge и Ivy Bridge. Но есть и серьезные различия: при равных ТТХ Ivy таки быстрее Sandy во-первых, и называются такие процессоры по-разному во-вторых. В общем, ругая Intel за слишком уж небольшой прирост от освоения техпроцесса 22 нм, стоит помнить, что бывали в истории случаи и хуже.

На этом мы заканчиваем архивную тему – как минимум до ввода в эксплуатацию новой версии методики тестирования. На очереди – заключительная версия процессорных итогов, благо материала по сравнению с промежуточной накопилось достаточно: почти столько же, сколько было в последней. Осталось только изучить производительность новых процессоров AMD для Socket AM3+, чем мы в следующей статье и займемся.

 

www.ixbt.com

Процессоры AMD Athlon 64 для Socket AM2 / Процессоры и память

Не так давно мы познакомились с плюсами и минусами перевода процессоров AMD Sempron на процессорный разъем Socket AM2. Тогда мы отметили незначительный прирост производительности там, где он был, и изменение рейтинговой системы. Сегодня мы продолжаем экскурсию в Socket AM2 и посмотрим, что он дал обычным (одноядерным) процессорам AMD Athlon 64.

AMD Athlon 64 AM2

Напомним, что переход на Socket AM2 был необходим для того, чтобы дать процессорам AMD возможность работать с более быстрой памятью DDR2, тем самым, увеличив производительность системы на их основе. В отличие от бюджетной линейки Sempron, процессоры Athlon 64 получили поддержку не только DDR2-400/533/667, но и DDR2-800. В остальном никаких других существенных изменений не произошло, ни архитектурно, ни в рейтинговых системах.

Напомним, основные характеристики новых и уходящих процессоров, в виде таблиц:

Athlon 64 Socket AM2






 

Частота CPU, ГГц

Частота HT, МГц

L2, Кб

Техпроцесс

Двухканальный контролер памяти

64bit

NX-bit

Cool’n’Quiet

Athlon 64 3800+

2,4

1000

512

90нм, SOI

Да

Да

Да

Да

Athlon 64 3500+

2,2

1000

512

90нм, SOI

Да

Да

Да

Да

Athlon 64 3200+

2,0

1000

512

90нм, SOI

Да

Да

Да

Да

Athlon 64 3000+

1,8

1000

512

90нм, SOI

Да

Да

Да

Да

Athlon 64 Socket 939









 

Частота CPU, ГГц

Частота HT, МГц

L2, Кб

Техпроцесс

Двухканальный контролер памяти

64bit

NX-bit

Cool’n’Quiet

Athlon 64 4000+

2,4

1000

1024

90нм, SOI

Да

Да

Да

Да

Athlon 64 3800+

2,4

1000

512

90нм, SOI

Да

Да

Да

Да

Athlon 64 3700+

2,2

1000

1024

90нм, SOI

Да

Да

Да

Да

Athlon 64 3500+

2,2

1000

512

90нм, SOI

Да

Да

Да

Да

Athlon 64 3400+

2,2

800

512

130нм, SOI

Да

Да

Да

Да

Athlon 64 3200+

2,0

1000

512

90нм, SOI

Да

Да

Да

Да

Athlon 64 3000+

1,8

1000

512

90нм, SOI

Да

Да

Да

Да

Athlon 64 Socket 754










 

Частота CPU, ГГц

Частота HT, МГц

L2, Кб

Техпроцесс

Двухканальный контролер памяти

64bit

NX-bit

Cool’n’Quiet

Athlon 64 3700+

2,4

800

1024

90нм/130нм, SOI

Нет

Да

Да

Да

Athlon 64 3400+

2,4

800

512

90нм/130нм, SOI

Нет

Да

Да

Да

Athlon 64 3400+

2,2

800

1024

130нм, SOI

Нет

Да

Да

Да

Athlon 64 3300+

2,4

800

256

130нм, SOI

Нет

Да

Да

Да

Athlon 64 3200+

2,2

800

512

90нм/130нм, SOI

Нет

Да

Да

Да

Athlon 64 3200+

2,0

800

1024

90нм/130нм, SOI

Нет

Да

Да

Да

Athlon 64 3000+

2,0

800

512

90нм/130нм, SOI

Нет

Да

Да

Да

Athlon 64 2800+

1,8

800

512

90нм/130нм, SOI

Нет

Да

Да

Да

Как видно из таблиц, ускорение подсистемы памяти не повлияло на рейтинговую систему. А вот модельный ряд сократился. От части это обусловлено отказом от производства более дорогих чипов с 1 Мб кэш-памяти второго уровня, которые являлись неплохими конкурентами Athlon 64 X2, особенно в играх. Кроме того, уже в начале следующего года просматриваются тенденции вытеснения всей линейки процессоров Athlon 64 двухъядерными X2, цена на младшие модели которых (Athlon 64 X2 3600+) уже к концу этого года должна приблизиться к отметке 100 $, притом, что процессоры Sempron тоже должны стать двухъядерными и вытеснить Athlon 64 снизу. Но не будем пока хоронить, еще довольно новые, процессоры.

Если сравнить размеры коробок, то для AM2 упаковка стала компактнее, что можно положительно охарактеризовать – уносить много процессоров будет удобнее.

Внутри упаковки находятся: процессор, «обновленный» кулер, руководство пользователя и наклейка-логотип – ничего неожиданного.


AMD Athlon 64 Socket 939 и Socket AM2 сверху

Как уже было отмечено, внешних изменений обновленные процессоры имеют очень мало. Сверху их выдает только маркировка, которая теперь стала выглядеть как ADA3200IAA4CN. Расшифровывается все примерно следующим образом: ADA – Athlon 64 для рабочих станций, 3200 – рейтинг процессора, I – тип корпуса 940 pin OµPGA (Socket AM2), A – переменное напряжение питания ядра (≈1,25-1,35 В), A – переменная максимально допустимая температура (≈65-69°C), 4 – размер кэш-памяти второго уровня 512 Кб, CN – ядро Orleans.


AMD Athlon 64 Socket 939 и Socket AM2 снизу

Снизу процессор для Socket AM2 уже относительно легко отличить по лишней ножке (на фото ее можно найти на правом процессоре в нижнем левом углу).

А теперь полная информационная сводка о тестируемом процессоре и использованной памяти GEIL DDR2-800, полученная с помощью утилиты CPU-Z.

Для сравнения приводим информацию и о AMD Athlon 64 3200+ Socket 939 c DDR-400 Hynix.

Разгон

Тестовый образец Athlon 64 3200+, со стандартным «боксовым» кулером, удалось практически с ходу разогнать до 2700 МГц, но дальнейшее наращивание частоты приводило к снижению стабильности работы системы.

При этом модули GEIL DDR2-800 удалось запустить в режиме DDR2-900, хотя и с увеличением Command Rate до 2T.

Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

3dnews.ru

самый дешёвый четырёхъядерник / Процессоры и память

С появлением микроархитектуры Zen стратегия AMD на процессорном рынке стала базироваться на очень простом принципе: компания старается обеспечивать лучшие характеристики (в первую очередь по числу ядер и поддерживаемых потоков) по более выгодной цене. Семейства Ryzen 7, Ryzen 5 и Ryzen 3 при таком подходе оказались более дешёвыми альтернативами для Core i7, i5 и i3, и именно это во многом обеспечивает их популярность у покупателей. Но несмотря на то, что цена – это один из самых важных аргументов в продвижении процессоров AMD, совсем дешёвых Socket AM4-процессоров в ассортименте у этого производителя до недавних пор не существовало. Для тех покупателей, которые не располагали как минимум 100-долларовым бюджетом,  выделенным на покупку CPU, AMD могла лишь предложить старые процессоры для Socket FM2+ семейств Kaveri и Godavari либо ещё более старые процессоры AMD FX класса Piledriver. Но привлекательность таких предложений в современных условиях вызывает обоснованные сомнения, и это стало заметной проблемой.

Данная проблема дополнительно усугубилась тем, что компания Intel с внедрением дизайна Kaby Lake начала выпускать очень привлекательные процессоры начального уровня – двухъядерные Pentium с поддержкой технологии Hyper-Threading. Такие недорогие четырёхпоточные CPU быстро завоевали признание и стали очень популярным вариантом для бюджетных конфигураций.

Тем не менее оставлять Pentium c Hyper-Threading совсем без конкуренции в начальном рыночном сегменте AMD всё же не стала. Спустя примерно полгода после их появления в продаже «красный чипмейкер» принял решение создать свою альтернативу «гиперпням» и пустить для этого в дело имевшиеся в его распоряжении четырёхъядерные чипы Bristol Ridge. Такие процессоры поставлялись AMD по OEM-каналам примерно с середины прошлого года, но летом было объявлено, что теперь для исправления ситуации в нижнем ценовом сегменте Bristol Ridge станут доступны и для розничных покупателей.

Вообще, семейство Bristol Ridge в первую очередь включает в себя гибридные процессоры A-серии с интегрированным графическим ядром Radeon (поколения Volcanic Islands). Однако для конкуренции с Pentium были спроектированы специальные модели с отключённой графикой – такие процессоры AMD отнесла к отдельному модельному ряду Athlon X4. В результате покупатели бюджетных систем с дискретными видеокартами получили выбор между двухъядерными Kaby Lake с Hyper-Threading и четырёхъядерными процессорами Bristol Ridge, которые базируются на микроархитектуре Excavator. Какой вариант лучше – мы и решили выяснить в нашем очередном материале.

Для проведения тестирования нам пришлось взять модель Athlon X4 950. Несмотря на то, что в серии Bristol Ridge компания AMD запланировала три модификации процессоров без интегрированной графики, в продаже реально доступна только эта, средняя модель. Тем не менее благодаря наличию даже одного такого процессора экосистема Socket AM4 приобрела необходимую полноту. Сегодня для этой платформы можно приобрести процессор с ценой от $51 до $499, и доступный Athlon X4 950 может стать отличным вариантом начального уровня, который со временем можно будет заметить одним из существующих Ryzen серии Summit Ridge или даже перспективным Ryzen серии Pinnacle Ridge.

⇡#Athlon X4 для Socket AM4: что нового

В теории всё выглядит достаточно неплохо. Новая версия Athlon X4 представляет собой производную от наиболее современных APU компании AMD, относящихся к поколению Bristol Ridge. Такие APU пришли на рынок мобильных решений ещё в 2016 году, а в этом году семейство расширилось за счёт чипов для настольных систем. Конструктивно Bristol Ridge можно охарактеризовать как перенос Carrizo в современную экосистему. В процессе этого переноса в APU сохранились вычислительные ядра Excavator и графическое ядро класса Volcanic Islands (дискретный аналог архитектуры R9 Fury с меньшим количеством потоковых процессоров), но добавился более новый контроллер памяти, поддерживающий DDR4 SDRAM. Кроме того, архитектурно Bristol Ridge больше напоминают системы-на-чипе (SoC), что позволило вписать их в экосистему Socket AM4.

Интересующие нас представители серии Athlon X4, как и раньше, интегрированной графики лишены. Графический процессор, естественно, присутствует на полупроводниковом кристалле, но он аппаратно заблокирован, что позволяет AMD задействовать при производстве Athlon X4 кремниевую отбраковку, которая не смогла попасть в полноценные гибридные процессоры A-серии. В результате Athlon X4 представляют собой недорогие четырёхъядерники для платформы Socket AM4, которые кардинально отличаются от схожих по количеству ядер чипов Ryzen 3 своей базовой микроархитектурой. Процессорные ядра в Bristol Ridge были спроектированы в эпоху, предшествовавшую появлению архитектуры Zen, а значит, Athlon X4 для Socket AM4, как и их Socket FM2+-собратья, относятся к прямым потомкам Bulldozer.

Если конкретнее, то лежащие в основе актуального поколения APU вычислительные ядра Excavator представляют собой эволюционное развитие ядер Steamroller, которые, в свою очередь, появились в результате оптимизации Piledriver. Как говорит сама AMD, по показателю IPC (по числу выполняемых за такт инструкций) Excavator превосходит предшествующее ядро Steamroller примерно на 5-15 процентов. Прогресс достигается за счёт увеличения объёма кеш-памяти данных первого уровня до 32 Кбайт на ядро, а также благодаря полуторакратному расширению буфера адресов ветвлений, что улучшает результативность работы алгоритмов предсказания переходов. Кроме того, в Excavator добавлена поддержка 256-битных векторных инструкций из набора AVX2.

Однако не стоит переоценивать все такие дополнения, ведь они сделаны на откровенно устаревшем фундаменте. Ждать каких-то чудес производительности от Excavator явно не следует, и хорошей иллюстрацией слабости данной микроархитектуры может послужить тот факт, что во время представления первых процессоров серии Ryzen представители AMD говорили о 52-процентном превосходстве Zen над Excavator по показателю IPC. То есть при прочих равных четырёхъядерные Ryzen 3 способны обеспечить как минимум в полтора раза более высокую производительность, чем современные Athlon X4. А это значит, что между Athlon X4 для Socket AM4-систем и «полноценными» процессорами Ryzen существует колоссальный разрыв хотя бы с точки зрения эффективности базовой микроархитектуры. И этим дело не ограничивается. В бюджетных CPU компания AMD заложила ещё несколько дополнительных «ухудшений».

Одна из основных потерь, которую понёс современный Athlon X4, касается системы кеширования. В отличие от представителей серий FX или Ryzen, в процессорах этого семейства вообще нет кеш-памяти третьего уровня. Кроме того, в ядрах Excavator сократился и объём L2-кеша. Раньше в CPU такого класса на каждый двухъядерный модуль Bulldozer приходился кеш второго уровня объёмом по 2 Мбайт. Теперь он стал вдвое меньше, и четырёхъядерные Athlon X4 для Socket AM4 располагают лишь небольшим L2-кешем ёмкостью 2 Мбайт суммарно.

Серьёзные претензии вызывает и встроенный в Bristol Ridge двухканальный контроллер памяти. AMD реализовала в этих процессорах поддержку DDR4, но она совсем не такая, как в Ryzen. Bristol Ridge проектировался заметно раньше, и контроллер памяти в нём оказался намного хуже. В частности, максимальная частота поддерживаемой памяти ограничена режимом DDR4-2400, причём более высокие скорости недоступны и через разгон – для них банально не предусмотрены делители. Не впечатляет и эффективность этого контроллера. Bristol Ridge ощутимо проигрывает Ryzen в латентности подсистемы памяти и катастрофически уступает в реальной пропускной способности. Таким образом, переход на использование DDR4 производительность представителей семейства Athlon X4 только ухудшил.

Athlon X4 950 Ryzen 3 1200

Что касается встроенных в процессор элементов SoC, то и они у новых Athlon X4 тоже сильно отличаются от того, что предлагает AMD в процессорах семейства Ryzen. Самая серьёзная потеря затронула шину для взаимодействия с дискретными графическими ускорителями: для этой цели Athlon X4 предлагает лишь восемь линий PCI Express 3.0. То есть видеокарты в Socket AM4-платформах, построенных на базе таких бюджетных процессоров, будут работать «не в полную силу».

В дополнение к урезанной графической шине процессорная SoC в Bristol Ridge поддерживает две дополнительные линии PCI Express 3.0, которые могут быть конвертированы в два порта SATA, а также четыре порта USB 3.0. Расширить этот набор можно за счёт подключения внешнего южного моста, для соединения с которым в процессоре зарезервировано ещё четыре линии PCI Express 3.0. Поскольку способ взаимодействия с набором системной логики у Athlon X4 точно такой же, как и у Ryzen, процессоры поколения Bristol Ridge полностью совместимы с любыми Socket AM4-материнскими платами, включая модели, построенные на чипсетах A320, B350 и даже X370.

Скудные характеристики Athlon X4 объясняются его происхождением. Изначально дизайн Bristol Ridge был нацелен на применение в мобильных системах, поэтому многое из того, в чём нет острой необходимости в ноутбуках, пошло под нож ради оптимизации энергопотребления. И в этом есть некоторая положительная сторона: энергосберегающие технологии в Bristol Ridge сделали большой шаг вперёд, позволяя соблюдать тонкий баланс между производительностью и энергопотреблением.

Но самое важное заключается в том, что, несмотря на использование при производстве Bristol Ridge полупроводниковой технологии с разрешением 28 нм, данный процессорный дизайн получился вполне энергоэффективным. В частности, все представители десктопного семейства Bristol Ridge вписываются в 65-ваттный тепловой пакет, в том числе даже модели с графическим ядром и рабочими частотами порядка 4 ГГц. Достигается это во многом благодаря тому, что производственный партнёр AMD, компания TSMC, внедрил специальную «высокоплотную» разновидность 28-нм техпроцесса, похожую на технологию, которая применяется при выпуске GPU. В результате современные Athlon X4 смогли получить не только сравнительно невысокое тепловыделение и энергопотребление, но и конфигурируемый TDP. Номинальный тепловой пакет этих процессоров, как и у полноценных APU, установлен на уровне 65 Вт, но в случае необходимости его рамки могут быть ужесточены до 35 Вт.

⇡#Athlon X4 950 в подробностях

Когда AMD объявляла о начале розничных продаж десктопных процессоров семейства Bristol Ridge, она говорила о модельном ряде, состоящем из восьми APU A-серии и трёх процессоров Athlon X4 без встроенной графики. Новые модификации Athlon X4 должны были получить модельные номера 940, 950 и 970 и, согласно спецификации, различались бы тактовыми частотами, установленными на уровне 3,2, 3,5 и 3,8 ГГц соответственно. Однако впоследствии AMD решила отказаться от розничной реализации бюджетных Socket AM4-процессоров «широким фронтом» и ограничилась поставками лишь единичной четырёхъядерной модели Athlon X4 950.

Стоит напомнить, что в экосистеме Socket FM2+ модельный ряд процессоров Athlon X4 был весьма представителен. Он формировался из многочисленных четырёхъядерных чипов Kaveri с частотами от 3,0 до 4,0 ГГц и впоследствии получил дополнение в виде Carrizo с частотой 3,5 ГГц. При переносе Athlon X4 в более актуальную платформу Socket AM4 от былого изобилия не осталось и следа. Причём единственный Athlon X4 для Socket AM4 – это ещё и сильно «зарезанный» по характеристикам процессор. Если пытаться провести параллели между Athlon X4 950 и предшественниками для Socket FM2+, то наиболее близкой по характеристикам моделью окажется Athlon X4 845, в то время как популярные Athlon X4 860K (и более быстрые модели) родом из 2015 года новинку заметно превосходят.

Зато это позволило компании AMD установить на Athlon X4 950 очень привлекательную цену. Его официальная стоимость составляет $51, что делает данный процессор самым доступным четырёхъядерником, который вдвое дешевле младшего представителя в серии Ryzen 3. Благодаря такому предложению AMD надеется привлечь на свою сторону покупателей бюджетных систем, которые до настоящего момента ориентировались на Intel Pentium поколения Kaby Lake с поддержкой Hyper-Threading.

При этом характеристики Athlon X4 950 на фоне прочих дешёвых процессоров с возможностью исполнения четырёх потоков выглядят достаточно многообещающе:

AMD Athlon X4 950 AMD Ryzen 3 1200 Intel Pentium G4560
Кодовое имя Bristol Ridge Summit Ridge Kaby Lake
Технология производства, нм 28 14 14+
Ядра/потоки 4/4 4/4 2/4
Базовая частота, ГГц 3,5 3,1 3,5
Частота в турборежиме, ГГц 3,8 3,4
Технология XFR Нет +50 МГц Нет
Разгон Поддерживается Поддерживается Не поддерживается
L2-кеш 2 × 1 Мбайт 4 × 512 Кбайт 2 × 256 Кбайт
L3-кеш Нет 2   ×  4 Мбайт 3 Мбайт
Поддержка памяти DDR4-2400 DDR4-2666 DDR4-2400
Линии PCI Express 3.0 для GPU 8 16 16
TDP, Вт 65 65 54
Разъём Socket AM4 Socket AM4 LGA1151 v1
Официальная цена $51 $109 $64

Основная проблема Athlon X4 950 – устаревшая микроархитектура с низкой удельной производительностью, в остальном же никаких очевидных изъянов в приведённом списке спецификаций не видно.

В диагностической программе CPU-Z характеристики Athlon X4 950 выглядят следующим образом.

Реальные рабочие частоты Athlon X4 950 оказываются немного выше номинала. В Bristol Ridge работа технологии Turbo Core привязана исключительно к показаниям встроенных в ядро датчиков температуры и потребляемой мощности и никак не зависит от того, какое количество ядер процессора реально работает, а какое находится в состоянии простоя. Поэтому, несмотря на то, что номинальная частота Athlon X4 950 – 3,5 ГГц, в большинстве случаев он работает на 3,7-3,8 ГГц. Причём активация турборежима нередко происходит даже при исполнении ресурсоёмких многопоточных программ.

В таком состоянии расчётное тепловыделение Athlon X4 950 остаётся в 65-ваттных рамках. Однако имеется возможность снизить TDP через настройки UEFI BIOS материнской платы. Минимальный уровень потребления составляет 35 Вт, что в теории может быть востребовано в случае использования такого CPU в компактных системах. В таком экономичном режиме реальная частота Athlon X4 950 оказывается ниже номинала и в ресурсоёмких приложениях плавает в интервале от 3,0 до 3,4 ГГц.

⇡#Разгон

Хотя в названии Athlon X4 950 нет литеры K, коэффициент умножения у этого процессора не зафиксирован, что открывает путь к сравнительно простому разгону. Впрочем, не стоит забывать, что процессорный дизайн Bristol Ridge пришёл в десктопы из мобильной среды, а это значит, что основанные на нём чипы оптимизированы скорее под низкое энергопотребление, чем под высокие частоты.

Поэтому вполне закономерно, что на практике разгонный потенциал Athlon X4 950 оказался достаточно скудным, и с повышением напряжения питания до 1,5 В нам удалось добиться устойчивой работы нашего экземпляра всего лишь на частоте 4,2 ГГц.

Хотя 28-нм Athlon X4 с ядрами Excavator по оверклокерскому потенциалу немного превосходит 14-нм Ryzen, которые обычно удаётся разогнать до частот порядка 4,0 ГГц, хорошим результатом такой разгон всё равно назвать невозможно. Более ранние потомки Bulldozer были способны работать на значительно более высоких частотах. Например, предшествующие Athlon X4 950 процессоры той же серии с модельными номерами из девятой сотни, предназначенные для платформы Socket FM2+ и базирующиеся на дизайне Kaveri, без особого труда брали частоты в диапазоне от 4,5 до 4,8 ГГц.

При этом максимально доступные для представителей поколения Bristol Ridge частоты ограничиваются отнюдь не тепловыделением. Температура Athlon X4 950 в разгоне остаётся сравнительно невысокой. Повышение же частоты стопорится из-за каких-то глубинных ограничений в полупроводниковой структуре, которые препятствуют безошибочной работе CPU на скоростях сильно выше номинальной.

Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

3dnews.ru

Двухъядерные процессоры / Процессоры и память

Двухъядерные процессоры

Вступление

Самым значимым событием 2005 года в области микропроцессоров стало появление
в продаже CPU с двумя ядрами. Причем появление в продаже двухъядерных процессоров произошло очень быстро, и без особых трудностей. Самым большим достоинством новых продуктов
явилось то, что переход к двухъядерной системе не требовал смены платформы. Фактически любой
пользователь современного компьютера мог придти в магазин и поменять один только процессор
без смены материнской платы и остального «железа». При этом уже установленная операционная система
моментально обнаруживала второе ядро (в списке оборудования появлялся второй процессор),
и никакой специфической настройки программного обеспечения не требовалось (не говоря уже о полной
переустановки ОС).

Идея появления подобных процессоров лежит на поверхности. Дело в том, что производители CPU
практически достигли потолка наращивания производительности своих продуктов.
В частности AMD уперлась в частоту 2.4Ггц при массовом производстве процессоров Athlon 64.
Справедливости ради отметим, что лучшие экземпляры способны работать на частотах 2,6-2,8Ггц,
но их тщательно отбирают и выпускают в продажу под маркой Athlon FX (соответственно модель
с частотой 2,6Ггц имеет маркировку FX-55, а 2,8Ггц — маркировку FX-57). Однако выход столь удачных кристаллов
очень мал (это легко проверить разогнав 5-10 процессоров).
Следующий скачек в тактовой частоте возможен при переходе на более тонкий техпроцесс,
но этот шаг запланирован компанией AMD только на конец этого года (в лучшем случае).

У компании Intel ситуация похуже: архитектура NetBurst оказалась неконкурентоспособной
в плане производительности (макс. частота 3,8 ГГц) и тепловыделения (~150 Вт). Смена ориентации и разработка новой архитектуры
должна занять некоторое время (даже с учетом большого количества наработок Intel). Поэтому,
для Intel выпуск двухъядерных процессоров также является большим шагом вперед по повышению
производительности. В сочетании с успешным переходом на 65 нм техпроцесс, подобные процессоры
смогут на равных конкурировать с продуктами AMD.

Главным инициатором в продвижений двухъядерных процессоров выступила компания AMD,
которая сначала представила соответствующий Opteron. Что касается настольных процессоров,
то здесь инициативу перехватила компания Intel, анонсировавшая процессоры Intel Pentium D и Intel Extreme Edition.
А через считанные дни, состоялся анонс линейки процессоров Athlon64 X2 производства AMD.

Итак, обзор двухъядерных процессоров мы начинаем с рассмотрения Athlon64 X2

Процессоры AMD Athlon 64 X2

Первоначально компания AMD объявила о выпуске 4х моделей процессоров: 4200+, 4400+, 4600+ и 4800+
с тактовыми частотами 2,2-2,4Ггц и разным объемом кеш-памяти второго уровня. Цена на процессоры
находится внутри диапазона от ~430$ до ~840$. Как мы видим, общая ценовая политика выглядит не очень дружественно
к среднестатистическому пользователю. Тем более, что самый дешевый двухъядерный процессор Intel
стоит ~260$ (модель Pentium D 820). Поэтому, что бы увеличить привлекательность Athlon 64 X2, AMD
выпускает модель X2 3800+ с тактовой частотой 2.0 Ггц и объемом кеша L2 = 2×512Кб. Цена на этот процессор начинается с 340$.

Поскольку для производства процессоров Athlon 64 X2 используется два ядра (Toledo и Manchester),
то для лучшего восприятия сведем характеристики процессоров в обну таблицу:







Наименование Степпинг ядра Тактовая частота Объем кеш-памяти L2
X2 4800+ Toledo (E6) 2400Мгц 2 x 1Мб
X2 4600+ Manchester (E4) 2400Мгц 2 х 512Кб
X2 4400+ Toledo (E6) 2200Мгц 2 x 1Мб
X2 4200+ Manchester (E4) 2200Мгц 2 х 512Кб
X2 3800+ Manchester (E4) 2000Мгц 2 х 512Кб

Все процессоры имеют кеш-память первого уровня 128Кб, штатное напряжение питания (Vcore) 1,35-1,4В,
а максимальное тепловыделение не превышает 110 Вт. Все перечисленные процессоры имеют форм-фактор Socket939,
используют шину HyperTransport = 1Ггц (множитель HT = 5) и произведены по 90нм техпроцессу с использованием SOI.
Кстати, именно использование столь «тонкого» техпроцесса позволило добиться рентабельности производства двухъядерных
процессоров. Для примера ядро Toledo имеет площадь 199 кв. мм., а количество транзисторов достигает 233,2 миллионов!

Если посмотреть на внешний вид процессора Athlon 64 X2, то он совершенно не отличается от
других процессоров Socket 939 (Athlon 64 и Sempron).
Запуск утилиты CPU-Z позволяет нам получить следующую информацию:

Двухъядерные процессоры

Стоит обратить внимание, что линейка двухъядерных процессоров Athlon X2 унаследовала от Athlon64
поддержку следующих технологий: функция энергосбережения Cool’n’Quiet, набор команд AMD64, SSE — SSE3,
функцию защиты информации NX-bit.

Как и процессоры Athlon64, Двухъядерные Athlon X2 имеют двухканальный контроллер памяти DDR
с максимальной пропускной способностью 6,4 Гб/с. И если для Athlon64 пропускной способности DDR400
было достаточно, то для процессора с двумя ядрами это потенциальное узкое место, которое
негативно влияет на производительность. Впрочем, серьезного падения скорости не будет,
поскольку поддержка многоядерности была учтена при разработке архитектуры Athlon64.
В частности в процессоре Athlon X2 оба ядра находятся внутри одного кристалла;
и при этом процессор имеет один контроллер памяти и один контроллер шины HyperTransport.

В любом случае, несоответствие пропускной способности памяти будет ликвидировано
после перехода на Socket M2. Напомню, что это произойдет уже в этом году и соответствующие
процессоры будут иметь контроллер памяти DDR-II.

Пара слов о совместимости новых процессоров Athlon X2. На всех последних протестированных
материнских платах топовый процессор Х2 4800+ заработал без каких-либо проблем.
Как правило это были платы на чипсетах nVidia nForce4 (Ultra & SLI), а также плата
на чипсете ATI Xpress 200 CrossFire™ (ECS KA1 MVP Extreme).
Когда же я установил этот процессор на плату
Epox 9NDA3+ (nVidia nForce3 Ultra), то второе процессорное
ядро операционной системой обнаружено не было. И прошивка последней версии биоса ситуацию
не исправила. Но это частный случай, а в целом статистика совместимости двухъядерных процессоров с материнскими платами
весьма и весьма положительна.

Тут же уместно будет отметить, что у новых двухъядерных процессоров нет каких либо специфических требований к дизайну модуля питания материнской платы. Более того,
максимальное тепловыделение процессоров Athlon X2 не выше тепловыделения
процессоров Athlon FX выпущенных по 130 нм техпроцессу (т.е. чуть выше 100Вт).
В то же время, двухъядерные процессоры Intel потребляют энергии почти в полтора раза больше.

Пару слов скажем о разгоне.

Из всех процессоров AMD разблокированный множитель имеют только
технические семплы и процессоры линейки FX. А двухъядерные Athlon X2, как и одноядерные Athlon 64 / Sempron
имеют заблокированный в сторону увеличения множитель. А в сторону уменьшения множитель
разблокирован, поскольку именно путем понижения множителя работает технология энергосбережения
Cool’n’Quiet. А для разгона процессора нам бы хотелось иметь разблокированный множитель
именно в сторону увеличения, для того что бы все остальные компоненты системы работали в штатном
режиме. Но AMD пошла по стопам Intel и с определенного момента запретила разгон таким способом.

Впрочем, разгон путем повышения HTT еще никто не отменял и не запрещал. Но при этом
нам придется подобрать качественную память, или использовать понижающий делитель частоты
памяти. Кроме того, необходимо уменьшить множитель шины HT, что впрочем, не оказывает никакого
влияния на уровень производительности.

Итак, используя воздушное охлаждение нам удалось разогнать процессор Athlon X2 4800+
с штатной частоты 2,4 Ггц до частоты 2,7 Ггц. При этом напряжение питания (Vcore) было увеличено
с 1,4В до 1,55В.

Двухъядерные процессоры

Статистика разгона показывает, что данный экземпляр продемонстрировал не самый плохой прирост частоты. Однако на большее рассчитывать не приходится, поскольку самые «удачные» ядра AMD отбирает для производства процессоров с частотой 2,6Ггц и 2,8Ггц.

Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

3dnews.ru

характеристики и разгон :: SYL.ru

Процессор AMD Athlon 64 x2 модели 5200+ позиционировался производителем как двухъядерное решение среднего уровня на базе АМ2. Именно на его примере и будет изложен порядок разгона данного семейства устройств. Запас прочности у него достаточно неплохой, и при наличии соответствующих комплектующих можно было получить вместо него чипы с индексами 6000+ или 6400+.

процессор amd athlon 64 x2

Смысл разгона ЦПУ

Процессор AMD Athlon 64 x2 модели 5200+ можно легко превратить в 6400+. Для этого достаточно только повысить его тактовую частоту (в этом и заключается смысл разгона). Как результат – конечная производительность системы вырастет. Но при этом увеличится и энергопотребление компьютера. Поэтому не все так просто. Большинство компонентов компьютерной системы должно иметь запас по надежности. Соответственно, материнская плата, модули памяти, блок питания и корпус должны быть более высокого качества, это значит, что и стоимость у них будет выше. Также система охлаждений ЦПУ и термопаста должны быть специально подобраны именно для процедуры разгона. А вот со штатной системой охлаждения не рекомендуется экспериментировать. Она рассчитана на стандартный тепловой пакет процессора и с увеличенной нагрузкой не справится.

Позиционирование

Характеристики процессора AMD Athlon 64 x2 явно указывают на то, что он относился к среднему сегменту двухъядерных чипов. Были и менее производительные решения – 3800+ и 4000+. Это начальный уровень. Ну а выше в иерархии находились ЦПУ с индексами 6000+ и 6400+. Первые две модели процессоров теоретически можно было разогнать и получить из них 5200+. Ну а сам 5200+ можно было модифицировать до 3200 МГц, и за счет этого получить вариацию уже 6000+ или даже 6400+. Причем технические параметры у них были практически идентичными. Единственное что могло изменяться, так это количество кэша второго уровня и технологический процесс. Как результат уровень их производительности после разгона практически не отличался. Вот и получалось, что при меньшей стоимости конечный владелец получал более производительную систему.

характеристики процессора amd athlon 64 x2

Технические характеристики чипа

Характеристики процессора AMD Athlon 64 x2 могут существенно отличаться. Ведь было выпущено три его модификации. Первая из них носила кодовое название Windsor F2. Работала она на тактовой частоте в 2,6 ГГц, имела 128 кбайт кэша первого уровня и, соответственно, 2 Мб второго уровня. Изготавливался этот полупроводниковый кристалл по нормам 90 нм технологического процесса, а тепловой его пакет был равен 89 Вт. При этом максимальная температура его могла достигать 70 градусов. Ну и напряжение, подаваемое на ЦПУ, могло быть равно 1,3 В или 1,35 В.

Чуть позже появился в продаже чип с кодовым названием Windsor F3. В этой модификации процессора изменилось напряжение (в этом случае оно понизилось до 1,2 В и 1,25 В соответственно), увеличилась максимальная рабочая температура до 72 градусов и уменьшился тепловой пакет до 65 Вт. В довершение к этому изменился и сам технологический процесс – с 90 нм до 65 нм.

Последний, третий вариант процессора носил кодовое название Brisbane G2. В этом случае частота была поднята на 100 МГц и составляла уже 2,7 ГГц. Напряжение могло быть равным 1,325 В, 1,35 В или 1,375 В. Максимальная рабочая температура снижалась до 68 градусов, а тепловой пакет, как и в предыдущем случае, был равен 65 Вт. Ну и сам чип изготавливался по более прогрессивному 65 нм технологическому процессу.

Сокет

Процессор AMD Athlon 64 x2 модели 5200+ устанавливался в сокет АМ2. Второе его название – сокет 940. Электрически и в отношении программного обеспечения он совместим с решениями на базе АМ2+. Соответственно, приобрести для него материнскую плату пока еще возможно. Но вот сам ЦПУ уже купить достаточно сложно. Это неудивительно: процессор появился в продаже в 2007 году. С тех пор успело уже поменяться три поколения устройств.

процессор amd athlon 64 x2 5200 характеристики

Подбор материнской платы

Достаточно большой набор материнских плат на базе сокета АМ2 и АМ2+ поддерживал процессор AMD Athlon 64 x2 5200. Характеристики у них были самые разнообразные. Но вот чтобы по максимуму стал возможен разгон этого полупроводникового чипа, рекомендуется обращать внимание на решения на базе чипсета 790FX или 790Х. Стоили подобные материнские платы дороже среднего. Это логично, так как возможности для разгона у них были значительно лучше. Также плата должна быть изготовлена в форм-факторе АТХ. Можно, конечно, попытаться разогнать данный чип и на решениях мини-АТХ, но плотная компоновка радиодеталей на них может привести к нежелательным последствиям: перегреву материнской платы и центрального процессора и выходу их из строя. В качестве конкретных примеров можно привести PC-AM2RD790FX от Sapphire или 790XT-G45 от MSI. Также достойной альтернативой приведенным ранее решениям может стать M2N32-SLI Deluxe от Asus на базе чипсета nForce590SLI, разработанного NVIDIA.

Система охлаждения

Разгон процессора AMD Athlon 64 x2 невозможен без качественной системы охлаждения. Тот кулер, который идет в коробочной версии данного чипа, не подходит для этих целей. Он рассчитан на фиксированную тепловую нагрузку. При увеличении производительности ЦПУ его тепловой пакет возрастает, и штатная система охлаждения уже не будет справляться. Поэтому нужно покупать более продвинутую, с улучшенными техническими характеристиками. Можно порекомендовать для этих целей использовать кулер CNPS9700LED от Zalman. При наличии его данный процессор можно смело разгонять до 3100-3200 МГц. При этом особых проблем с перегревом ЦПУ точно не будет.

рабочая температура процессора amd athlon 64 x2

Термопаста

Еще один важный компонент, который нужно учитывать перед тем, как разогнать процессор AMD Athlon 64 x2 5200 +, это термопаста. Ведь чип будет функционировать не в режиме штатной нагрузки, а в состоянии увеличенной производительности. Соответственно, к качеству термопасты выдвигаются более жесткие требования. Она должна обеспечивать улучшенный теплоотвод. Для этих целей рекомендуется заменить штатную термопасту на КПТ-8, которая отлично подойдет для условий разгона.

Корпус

Процессор AMD Athlon 64 x2 5200 будет работать с увеличенной температурой в процессе разгона. В некоторых случаях она может подниматься до 55-60 градусов. Чтобы компенсировать эту увеличенную температуру, одной качественной замены термопасты и системы охлаждения будет недостаточно. Также нужен корпус, в котором воздушные потоки могли бы хорошо циркулировать, а за счет этого обеспечивалось бы дополнительное охлаждение. То есть внутри системного блока должно быть как можно больше свободного пространства, и это бы позволило за счет конвекции обеспечить охлаждение компонентов компьютера. Еще лучше будет, если в нем будут установлены дополнительные вентиляторы.

Процесс разгона

Теперь разберемся с тем, как разогнать процессор AMD ATHLON 64 x2. Выясним это на примере модели 5200+. Алгоритм разгона ЦПУ в это случае будет таким.

  1. При включении ПК нажимаем клавишу Delete. После этого откроется синий экран БИОСа.
  2. Затем находим раздел, связанный с работой оперативной памяти, и снижаем частоту ее работы до минимума. Например, задано значение для ДДР1 333 MHz, а мы опускаем частоту до 200 MHz.
  3. Далее сохраняем внесенные изменения и загружаем операционную систему. Потом с помощью игрушки или тестовой программы (например, CPU-Z и Prime95) проверяем работоспособность ПК.
  4. Опять перезагружаем ПК и заходим в БИОС. Здесь теперь находим пункт, связанный с работой шины PCI, и фиксируем ее частоту. В этом же месте необходимо зафиксировать данный показатель для графической шины. В первом случае значение должно быть установлено в 33 MHz.
  5. Сохраняем параметры и перезагружаем ПК. Заново проверяем его работоспособность.
  6. На следующем этапе выполняется перезагрузка системы. Заново входим в БИОС. Здесь находим параметр, связанный с шиной HyperTransport, и устанавливаем частоту работы системной шины в 400 МГц. Сохраняем значения и перезагружаем ПК. После окончания загрузки ОС тестируем стабильность работы системы.
  7. Потом перезагружаем ПК и входим заново в БИОС. Здесь необходимо теперь перейти в раздел параметров процессора и увеличить частоту системной шины на 10 МГц. Сохраняем изменения и перезагружаем компьютер. Проверяем стабильность системы. Затем, постепенно повышая частоту процессора, доходим до того момента, когда он перестает стабильно работать. Далее возвращаемся к предыдущему значению и опять тестируем систему.
  8. Затем можно попытаться дополнительно разогнать чип с помощью его множителя, который должен быть в этом же разделе. При этом после каждого внесения изменений в БИОС сохраняем параметры и проверяем работоспособность системы.

Если в процессе разгона ПК начинает зависать и вернуться к предыдущим значениям невозможно, то необходимо сбросить настройки БИОСа на заводские. Для этого достаточно найти в нижней части материнской платы, рядом с батарейкой, джампер с надписью Clear CMOS и переставить его на 3 секунды с 1 и 2 контакта на 2 и 3 контакты.

как разогнать процессор amd athlon 64 x2

Проверка стабильности системы

Не только максимальная температура процессора AMD Athlon 64 x2 может привести к нестабильной работе компьютерной системы. Причина может быть вызвана рядом дополнительных факторов. Поэтому в процессе разгона рекомендуется проводить комплексную проверку надежности работы ПК. Лучше всего для решения этой задачи подходит программа Everest. Именно с ее помощью и можно проверить надежность и стабильность работы компьютера в процессе разгона. Для этого лишь достаточно после каждых внесенных изменений и после окончания загрузки ОС запускать эту утилиту и проверять состояние аппаратных и программных ресурсов системы. Если какое-то значение выходит за допустимые границы, то нужно перезагружать компьютер и возвращаться к предыдущим параметрам, а затем заново все тестировать.

Контроль системы охлаждения

Температура процессора AMD Athlon 64 x2 зависит от работы системы охлаждения. Поэтому по окончании процедуры разгона необходимо проверить стабильность и надежность работы кулера. Для этих целей лучше всего использовать программу SpeedFAN. Она и бесплатная, и уровень ее функциональности достаточный. Скачать ее из Интернета и установить на ПК не составит особого труда. Далее ее запускаем и периодически, в течение 15-25 минут, контролируем количество оборотов кулера процессора. Если это число стабильно и не уменьшается, то все в порядке с системой охлаждения ЦПУ.

процессоры amd athlon 64 x2 dual core

Температура чипа

Рабочая температура процессора AMD Athlon 64 x2 в штатном режиме должна изменяться в диапазоне от 35 до 50 градусов. В процессе разгона этот диапазон будет уменьшаться в сторону последнего значения. На определенном этапе температура ЦПУ может даже превысить 50 градусов, и в этом ничего страшного нет. Максимально допустимое значение – 60 ˚С, приблизившись к которому, рекомендуется прекратить какие-либо эксперименты с разгоном. Более высокое значение температуры может негативно сказаться на полупроводниковом кристалле процессора и вывести его из строя. Для проведения замеров в процессе операции рекомендуется использовать утилиту CPU-Z. Причем регистрацию температуры необходимо осуществлять после каждого внесенного изменения в БИОС. Также нужно выдержать интервал в 15-25 минут, в течении которого периодически проверять, как сильно нагрелся чип.

Отзывы владельцев

Процессоры AMD Athlon 64 x2 Dual Core для сокета АМ2 хоть и были выпущены достаточно давно, но даже сейчас, спустя 7 лет после старта продаж, большинство повседневных задач им по силам. Это и прослушивание музыкальных композиций, и воспроизведение видео в форматах «*.avi» или «*.mpeg4», это серфинг на интернет-порталах, это простенькие игры начального уровня, и текстовые документы, и электронные таблицы, и базы данных. Со всем этим чип справится без особых проблем. А вот с 3D-моделированием, программированием и требовательными игрушками могут возникнуть проблемы. В этом случае сам ПК должен быть более производительным и ориентированным на решение подобных задач. Именно на это и указывают отзывы владельцев ПК на базе данного центрального процессора.

максимальная температура процессора amd athlon 64 x2

Итоги

Процессор AMD Athlon 64 x2 модели 5200+ был одним из наиболее доступных двухъядерных решений на момент своего выхода. При этом превратить его путем разгона в 6000+ или 6400+ не составляло особого труда. Нужны были лишь качественные комплектующие и немного времени. Все остальное по силам даже начинающему пользователю. Алгоритм разгона, приведенный в рамках этой статьи, является универсальным и позволяет даже современные процессоры «АМД» разгонять аналогичным образом.

www.syl.ru

десктопный Carrizo / Процессоры и память

Гибридные процессоры семейства Kaveri остаются основным предложением компании AMD для настольных персональных компьютеров на протяжении вот уже более двух лет. AMD бросила основные силы на разработку перспективной микроархитектуры Zen, а потому старается по возможности сократить свои издержки, связанные с подготовкой каких бы то ни было новых продуктов с различными воплощениями дизайна Bulldozer. Вот и произошедшее этой весной плановое обновление модельного ряда десктопных процессоров в исполнении Socket FM2+ не принесло никаких принципиальных перемен. Фактически AMD лишь немного нарастила тактовые частоты хорошо знакомых нам APU, базирующихся на процессорной микроархитектуре Steamroller и располагающих графическими ядрами семейства GCN 1.2. А это значит, что все анонсированные в течение февраля  – марта модели гибридных процессоров компании AMD для настольных систем – это снова хорошо знакомые нам Kaveri (или, если угодно, Godavari).

Конечно, такое замедление прогресса вряд ли может служить поводом для гордости. Особенно на фоне того, что Steamroller – далеко не самая свежая микроархитектура в арсенале AMD. Дело в том, что мобильные системы в середине прошлого года всё же удостоились внимания инженеров: для них было предложено нечто новенькое – процессоры Carrizo на усовершенствованной микроархитектуре Excavator. Но симметричные предложения для десктопов не планировались вовсе. Дизайн Carrizo получил явную ориентацию на энергоэффективность, а потому применять его в моделях для платформы Socket FM2+ без серьёзной переделки AMD посчитала нецелесообразным. В результате мобильные процессоры по сравнению со своими настольными собратьями ушли несколько вперёд, но, по большому счёту, это мало кого волнует, потому что любые решения AMD с микроархитектурами класса Bulldozer заведомо уступают актуальным предложениям Intel во всём, кроме производительности графического ядра.

Впрочем, всё это не означает, что микроархитектура Excavator пройдёт мимо десктопного сегмента. Первые «переходные» процессоры для платформы Socket AM4, которая в перспективе должна будет стать типичной средой обитания для APU и CPU на базе принципиально нового дизайна Zen, будут основываться именно на базе Excavator. Принесут эту микроархитектуру в настольный сегмент запланированные на вторую половину этого года продукты семейства Bristol Ridge, которые помимо вычислительных ядер Excavator смогут предложить также интегрированную GCN 1.2-графику и контроллер памяти с поддержкой DDR4 SDRAM.

Однако AMD не была бы собой, если бы в изначальный достаточно стройный и логичный план по ходу дела не начали бы вноситься изменения. Одним из таких изменений стало недавнее появление среди десктопных процессоров для Socket FM2+ на базе Kaveri непредвиденной модели с дизайном Carrizo. Этим нежданным пришельцем стал Athlon X4 845, который, говоря формально, APU даже не является, а представляет собой процессор без графического ядра. Тем не менее от этого такая новинка выглядит даже интереснее. Ведь в итоге Athlon X4 845 – не только единственный на данный момент носитель микроархитектуры Excavator в настольном сегменте, но и самый дешёвый десктопный чип, способный предложить четыре почти полноценных вычислительных ядра. Столь оригинальный и соблазнительный продукт просто не мог быть обойдён вниманием нашей лаборатории, и поэтому он удостоился отдельного обзора.

Но ещё более значимым фактором, подогревающим интерес к Athlon X4 845, выступает то, что этот процессор даёт возможность заранее оценить, чего можно ожидать от Bristol Ridge в части вычислительной производительности. Кроме того, интригует и оригинальность этого продукта. Несмотря на то, что Athlon X4 845 основывается на наиболее современной версии микроархитектуры Bulldozer, он зашёл в линейку процессоров для Socket FM2+ не сверху, а снизу, выступая бюджетным и энергоэффективным решением. Объясняется это отчасти тем, что мы имеем дело с процессором, который стал десктопным поневоле: на самом деле под названием Athlon X4 845 производитель реализует полупроводниковые кристаллы Carrizo, которые либо имеют неработоспособное графическое ядро, либо неспособны вписаться в мобильные тепловые пакеты 15-35 Вт. То есть, говоря по-простому, Athlon X4 845 – это грубая десктопная адаптация ноутбучного чипа. Но уместен ли такой процессор в линейке продуктов для настольных систем? Давайте разберёмся.

⇡#Athlon X4 845 в подробностях

На первый взгляд характеристики Athlon X4 845 выглядят вполне привычно. Недаром AMD поместила этот процессор в старую линейку Athlon X4, в которую входят четырёхъядерные процессоры без графического ядра в исполнении Socket FM2+. Однако истинная сущность Athlon X4 845 – Carrizo – легко проявляется при более пристальном знакомстве и, например, хорошо видна в любой диагностической программе.

В основе Athlon X4 845 лежит два двухъядерных бульдозерных модуля с микроархитектурой Excavator. Отличия по сравнению с предшествующей, хорошо знакомой нам по Kaveri микроархитектурой Steamroller заключаются не только в малоосязаемых и незначительных улучшениях, а напротив, они видны невооружённым глазом. Достаточно посмотреть на подсистему кеш-памяти. В Steamroller кеш второго уровня вдвое сократился в объёме и теперь на каждый двухъядерный модуль отводится лишь 1 Мбайт L2. Зато L1-кеш данных, напротив, стал вдвое вместительнее. Его объём возрос до 32 Кбайт на ядро, причём попутно его ассоциативность увеличилась до восьмикратной, что должно поспособствовать снижению доли промахов.

Что же касается тактовой частоты, то, из-за ориентации десктопного Carrizo на начальный уровень, у него она ниже, чем у большинства Athlon X4 с дизайном Kaveri. Номинальная частота Athlon X4 845 составляет 3,5 ГГц, но благодаря имеющемуся в этом процессоре турбо-режиму (технология Turbo Core) она может динамически подниматься до 3,8 ГГц.

Обратить внимание стоит и на показатель расчётного тепловыделения. Для Athlon X4 845 он установлен в 65 Вт, что делает данный процессор одним из наиболее экономичных предложений в линейке четырёхъядерников компании AMD без интегрированной графики. Любопытно, что год назад, во время анонса мобильных Carrizo, представители компании утверждали, что выпуск процессоров с таким дизайном и тепловыми пакетами, превышающими 45-ваттную величину, невозможен. Однако по характеристикам Athlon X4 845 мы видим, что тогда AMD явно лукавила.

Ещё одно примечательное улучшение Athlon X4 845 по сравнению с предшественниками – появление поддержки AVX2-инструкций. Intel добавила этот набор команд в свои процессоры ещё в поколении Haswell, а теперь аналогичная функциональность становится доступна и в десктопной продукции AMD.

Подводя итог сказанному, приведём таблицу, в которой сопоставляются характеристики Athlon X4 845 и других актуальных моделей CPU, входящих в эту же серию.

  Athlon X4 880K Athlon X4 870K Athlon X4 860K Athlon X4 845 Athlon X4 840
Кодовое имя

Kaveri

Kaveri

Kaveri

Carrizo

Kaveri

Процессорный разъём

Socket FM2+

Socket FM2+

Socket FM2+

Socket FM2+

Socket FM2+

Количество ядер/потоков

4/4

4/4

4/4

4/4

4/4

Тактовая частота

4,0 ГГц

3,9 ГГц

3,7 ГГц

3,5 ГГц

3,1 ГГц

Максимальная частота в турборежиме

4,2 ГГц

4,1 ГГц

4,0 ГГц

3,8 ГГц

3,8 ГГц

Разблокированный множитель

Есть

Есть

Есть

Нет

Нет

L2-кеш

2 × 2 Мбайт

2   ×  2 Мбайт

2   × Мбайт

2 × 1 Мбайт

2   ×  2 Мбайт

L3-кеш

Нет

Нет

Нет

Нет

Нет

Поддержка DDR3

1866/2133

1600/1866

1600/1866

1866/2133

1600/1866

Расширения набора инструкций

SSE4.2, AVX, AES

SSE4.2, AVX, AES

SSE4.2, AVX, AES

SSE4.2, AVX2, AES

SSE4.2, AVX, AES

Встроенная графика

Нет

Нет

Нет

Нет

Нет

Технология производства

28 нм

28 нм

28 нм

28 нм

28 нм

TDP

95 Вт

95 Вт

95 Вт

65 Вт

65 Вт

Официальная цена

$99

$94

$79

$68

Н/д

Для полноты картины следует упомянуть, что Athlon X4 845 основывается ровно на таком же 28-нм полупроводниковом кристалле Carrizo, как и мобильные процессоры FX, A10 и A8 восьмитысячной серии. Этот кристалл изначально содержит 3,1 млрд транзисторов и имеет площадь 250 мм2. Однако в Athlon X4 845 его значительная часть попросту не работает – в этом процессоре отключено не только графическое ядро, но и компоненты южного моста, которые среди прочего имеются в мобильном чипе Carrizo.

Полупроводниковый кристалл Carrizo

Полупроводниковый кристалл Carrizo

В итоге в десктопном варианте Carrizo реально функционирует не более половины исходного кристалла. Иными словами, выпустив Athlon X4 845, AMD скорее ставила своей первоочередной задачей открытие канала для сбыта производственной отбраковки, а не развитие линейки Athlon X4.

Полупроводниковый кристалл Carrizo

Принципиальные отличия Athlon X4 845 от всех иных Socket FM2+-процессоров приводят к тому, что эта новинка совместима с имеющимся парком материнских плат только после обновления UEFI. Впрочем, вряд ли это станет серьёзной проблемой. Все ведущие производители уже выпустили версии прошивок с необходимыми изменениями.

⇡#Микроархитектура Excavator

Итак, появление Athlon X4 845 вводит в лексикон приверженцев настольных систем сразу пару новых кодовых имён: Excavator – это новая, следующая за Steamroller микроархитектура семейства Bulldozer, и Carrizo – дизайн гибридных процессоров, собранных из вычислительных ядер Excavator и графического ядра класса GCN 1.2. Стоит отметить, что Excavator выступает конечной точкой развития микроархитектур семейства Bulldozer. Вслед за ней в процессоры AMD должна прийти принципиально новая микроархитектура Zen, с внедрением которой компания связывает амбициозные планы по своему возвращению на позиции ведущего игрока процессорного рынка. И, говоря о переходе от Excavator к Zen, необходимо помнить ещё одно кодовое имя: Bristol Ridge – это перспективные «промежуточные» процессоры для мобильных и настольных систем, которые перенесут дизайн Carrizo в экосистему Zen и добьются её первоначального принятия индустрией ещё до появления принципиально новых APU и CPU.

Всё это значит, что микроархитектура Excavator не станет залётным гостем в десктопном сегменте. Ей отведена достаточно серьёзная роль. Фактически она будет сопровождать нас до начала 2017 года. Athlon X4 845 же – это своего рода пробный шар, по которому мы имеем возможность составить первоначальное мнение об этой микроархитектуре ещё до появления на рынке новой платформы Socket AM4 и процессоров Bristol Ridge.

На нашем сайте уже был опубликован достаточно подробный материал о процессорах Carrizo в общем и микроархитектуре Excavator в частности. Здесь же мы просто упомянем основные факты, достаточные для понимания того, чем же так примечателен Athlon X4 845.

И начнём с самого главного: Excavator – это такая же 28-нм процессорная микроархитектура, как и предшествующая ей Steamroller, но переработанная с целью улучшения энергоэффективности. Проектирование Excavator велось с прицелом на попадание процессоров в 15-ваттный тепловой пакет, и в итоге эта микроархитектура действительно показывает впечатляющее увеличение производительности в условиях жёстких рамок по тепловыделению. Но происходит это в первую очередь за счёт более высоких тактовых частот, достижимых Excavator при серьёзно ограниченном энергопотреблении и тепловыделении.

Полупроводниковый кристалл Carrizo

Ключом к покорению таких рубежей стало применение при проектировании ядра технологических библиотек с высокой плотностью расположения транзисторов, которые при разработке традиционных процессоров обычно не используются. Подобный подход характерен скорее для GPU, однако в данном случае он оказался полезен и при создании энергоэффективного процессорного дизайна. Плотность размещения транзисторов полупроводникового кристалла Excavator по сравнению с Steamroller выросла в среднем на 23 процента, и в случае Carrizo это освободило дополнительный транзисторный бюджет для встраивания в процессор более мощного графического ядра и компонентов южного моста.

Полупроводниковый кристалл Carrizo

Однако одними лишь технологическими улучшениями дело не ограничивается. AMD обещает, что на одной и той же частоте Excavator по сравнению со Steamroller способен исполнять на 4-15 процентов больше инструкций за счёт усовершенствований на низком уровне микроархитектуры. Достигается это преимущество благодаря увеличению размеров и изменению алгоритмов работы кеш-памяти первого уровня. В частности, ёмкость L1-кеша данных в Excavator увеличилась вдвое – до 32 Кбайт на ядро. Кроме того, AMD говорит и о снижении латентности этого кеша вкупе с улучшением эффективности предварительной выборки данных.

Полупроводниковый кристалл Carrizo

Другая причина улучшения показателя IPC (количества исполняемых за такт инструкций) – полуторакратное увеличение размера буфера адресов ветвлений. Это делает предсказание переходов в ядре Excavator статистически более правильным. В случае же ошибок микроархитектура Excavator обещает ускоренный сброс конвейера вещественных чисел.

К портрету Excavator остаётся лишь добавить появление поддержки AVX2-инструкций – набора, в который входят векторные 256-битные целочисленные команды и векторные команды для операций с тремя операндами. Впрочем, пока такие инструкции применяются в реальных программах не слишком часто, да и не стоит забывать о том, что исполняются они блоком FPU, который в архитектурах класса Bulldozer всего один на каждые два ядра.

Иными словами, каких-то особенных преимуществ у Excavator нет. А весь обещанный прогресс легко может быть сведён на нет уменьшением объёма L2-кеша, размер которого составляет теперь не 2, а 1 Мбайт на каждый двухъядерный модуль. Иными словами, у четырёхъядерных процессоров с микроархитектурой Excavator общий объём кеш-памяти составляет всего 2 Мбайт, чего для многих современных приложений может не хватать. И особенно критичен данный недостаток именно для APU, в которых третий уровень кеширования вообще не предусмотрен.

⇡#Северный мост и производительность подсистемы памяти

Кажется, что основная часть изменений в Excavator по сравнению с Steamroller проведена в подсистеме памяти. Отчасти это действительно так, но далеко не все перемены можно оценить со знаком плюс. Да, L1-кеш стал больше и эффективнее, но кеш-память второго уровня серьёзно пострадала – её суммарный размер у Athlon X4 845 уменьшился до скромных 2 Мбайт (похожий объём кеша характерен лишь для процессоров Intel Celeron), а ведь остальные Athlon X4 могут похвастать 4-мегабайтным L2-кешем.

Полупроводниковый кристалл Carrizo

Ещё один удар по производительности подсистемы памяти оказался нанесён через встроенный в процессорный кристалл Carrizo северный мост. Его частота у Athlon X4 845 снижена до 1,1-1,3 ГГц (точное значение зависит от нагрузки), в то время как в процессорах семейства Kaveri северный мост работает на частоте 1,8 ГГц. Учитывая же, что частью встроенного северного моста является контроллер памяти, можно ожидать, что производительность Athlon X4 845 при работе с DDR3 SDRAM окажется ниже, чем у процессоров с более ранним дизайном.

Полупроводниковый кристалл Carrizo

Проверить всё это несложно. Для этого мы воспользовались традиционным инструментом – утилитой Cache & Memory Benchmark из пакета AIDA64. Тест был проведён для четырёхъядерных Athlon X4 860K (Steamroller) и Athlon X4 845 (Excavator), работающих на одинаковой фиксированной частоте 3,5 ГГц c одной и той же DDR3-2133-памятью со схемой задержек 9-11-11-31.

Полупроводниковый кристалл Carrizo

 

Полупроводниковый кристалл Carrizo

Steamroller 3,5 ГГц 

 

 Excavator 3,5 ГГц

    

Результаты вполне ожидаемы и объяснимы. Скорость кеш-памяти у Carrizo, как и обещала AMD, стала выше, что отчасти компенсирует её меньший суммарный объём. Но вот с основным массивом оперативной памяти процессор с новой микроархитектурой Excavator работает заметно хуже. Особенно сильно это проявляется в выросшей почти на 20 процентов латентности – сниженная частота работы северного моста не могла не дать о себе знать. Очевидно, что за счёт этого разработчики AMD хотели сделать Carrizo экономичнее, но в данном случае такое стремление негативно повлияло на производительность.

Кстати, мобильные корни Carrizo видны и ещё в одной неприятной особенности встроенного в Athlon X4 845 северного моста. Расположенный в нём контроллер графической шины обладает лишь восемью линиями PCI Express 3.0. И это не только лишает пользователей десктопного Carrizo возможности построения мульти-GPU конфигураций, но и вносит дополнительные ограничения в производительность видеоподсистемы.

Полупроводниковый кристалл Carrizo

Конечно, пропускной способности шины PCI Express 3.0 x8 для современных графических карт в большинстве случаев вполне достаточно, но это не отменяет того факта, что в сборках на базе Athlon X4 845 графика в любом случае будет работать не в полную силу.

⇡#Особенности турборежима

При тестировании Athlon X4 845 мы заметили, что технология Turbo Core работает в нём не совсем так, как у его предшественников с дизайном Kaveri. Раньше турборежим у Socket FM2+-процессоров включался только в том случае, если вычислительная нагрузка ложилась не более чем на половину ядер, а встроенные в процессор датчики фиксировали благоприятный температурный фон. По этим причинам повышенную тактовую частоту у Kaveri можно было наблюдать лишь при малопоточной и достаточно лёгкой нагрузке. В ресурсоёмких же приложениях частота всегда сбрасывалась до номинального значения или даже ниже.

У Athlon X4 845 же всё стало совсем по-другому. В процессорах поколения Carrizo работа технологии Turbo Core привязана исключительно к показаниям встроенных в ядро датчиков температуры и потребляемой мощности и никак не зависит от того, какое количество ядер процессора реально работает, а какое находится в состоянии простоя. А если к этому прибавить тот факт, что для Athlon X4 845 установлен достаточно либеральный для чипа с мобильными корнями тепловой пакет, то становится совершенно очевидно, что переходить в турборежим он способен гораздо чаще. И действительно: несмотря на то, что номинальная частота Athlon X4 845 – 3,5 ГГц, в большинстве случаев этот процессор работает на 3,7-3,8 ГГц. Причём, активация турборежима нередко происходит даже при исполнении ресурсоёмких многопоточных программ.

В качестве иллюстрации покажем, например, как изменяется реальная частота во время прохождения стресс-теста в LinX 0.6.5.

Полупроводниковый кристалл Carrizo

Даже в течение создающего очень серьёзную нагрузку теста стабильности частота вычислительных ядер тяготеет к величине 3,8 ГГц. Иными словами, переходить в режим с повышенной частотой Athlon X4 845 умудряется при весьма тяжёлой нагрузке. Процессоры поколения Kaveri на такое были совершенно неспособны. Получается, что по средней реальной частоте работы Athlon X4 845 сопоставим с Athlon X4 860K: Carrizo почти всегда работает с активированным турборежимом, а Kaveri наоборот – чаще функционирует в своём номинальном режиме. Впрочем, справедливости ради стоит отметить, что провалы частоты ниже штатного значения – в данном случае до 3,1 ГГц – никуда не делись и у Athlon X4 845. Но теперь их можно наблюдать лишь эпизодически.

Столь охотное включение процессором Carrizo турборежима подкрепляется и ещё одним наблюдением: нагрев Athlon X4 845 во время работы очень скромен. В тестировании мы по традиции пользовались воздушным кулером Noctua NH-U14S, и максимальная температура CPU, которая была зафиксирована во время прогонов теста LinX, достигала лишь 39 градусов (согласно показаниям термодатчика в процессорном гнезде). Так что причины агрессивности технологии Turbo Core у Athlon X4 845 не вызывают никаких вопросов.

⇡#Разгон

Процессор Athlon X4 845 относится к числу бюджетных и потому не входит в оверклокерскую серию, что однозначно следует из его модельного номера, в конце которого нет литеры К. Это значит, что его множитель заблокирован, и 35x – это максимальный коэффициент умножения, который можно выставить в BIOS материнской платы для данного CPU. Тем не менее разогнать Athlon X4 845 всё-таки можно: современные Socket FM2+-материнские платы позволяют покорять повышенные частоты другим способом – через увеличение частоты BCLK.

Впрочем, даже с учётом имеющегося обходного пути особых достижений в плане разгона от Athlon X4 845 ожидать не стоит. Не забывайте, этот процессор основан на дизайне Carrizo, который имеет мобильные корни и нацелен на энергоэффективность, а вовсе не на работу на высоких тактовых частотах. К тому же разгон через увеличение частоты основного тактового генератора в Socket FM2+-системах не всегда проходит безболезненно. Например, при таком подходе к оверклокингу часто возникают сбои в работе встроенного в чипсет SATA-контроллера, лечить которые с переменным успехом приходится его переводом из AHCI в IDE-режим и дополнительным увеличением напряжений VDDA и APU1.2V.

Но и даже после всех подобных ухищрений разгон десктопного Carrizo не даёт особых поводов для радости. Например, наш экземпляр Athlon X4 845 продемонстрировал устойчивую работоспособность лишь на частоте 4,2 ГГц, которая была достигнута увеличением BCLK до 120 МГц.

Полупроводниковый кристалл Carrizo

Для обеспечения стабильности в таком состоянии напряжение на процессоре пришлось поднять до 1,6 В, но в данном случае эта величина не кажется чрезмерной – штатное напряжение процессоров Athlon X4 845 находится в диапазоне 1,46-1,49 В. Не давал никаких поводов для беспокойства и температурный режим. Нагрев разогнанного процессора во время тестирования стабильности в LinX, по данным термодиода под процессорным гнездом, не превышал 44 градусов. Кстати, пользоваться именно расположенным на материнской плате термодатчиком, а не измерительными средствами самого CPU заставляет традиционная для продукции AMD странная калибровка, из-за которой показатели встроенных в Carrizo термодатчиков совершенно неправдоподобны.

Подытоживая всё сказанное в данном разделе, остаётся признать, что Athlon X4 845 – очень плохой кандидат для эксплуатации на повышенных частотах. Разгонять его сложно из-за нестабильности материнских плат при ускорении базового тактового генератора, а частотный потенциал самого этого чипа значительно ниже, чем у его собратьев из семейства Kaveri. И это обусловлено не неудачностью конкретного экземпляра CPU, а глобальными причинами – оптимизацией для мобильного применения и в первую очередь высокоплотной компоновкой транзисторов в полупроводниковом кристалле Carrizo.

Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

3dnews.ru

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *