Обзор микропроцессоров AMD Phenom 9500/9600 |
|
Наверное, сегодня мало кого удивит упоминание того, что в настоящее время положение компании AMD на рынке микропроцессоров довольно нестабильно. Все, что было завоевано во времена господства микроархитектуры NetBurst в стане Intel, – солидная доля рынка, признание системных интеграторов, любовь оверклокеров и простых пользователей – было в одночасье потеряно с выходом процессоров Intel c микроархитектурой Core. Несмотря на то, что показатели объемов продаж AMD никогда не превышали и даже не приближались к Intel, в плане предпочтений подготовленных пользователей и оверклокеров в вышеуказанный период AMD по-настоящему доминировала. Приверженность пользователей была столь велика, что в первое время после выхода микропроцессоров Core 2 Duo, многие просто отказывались верить, что их кумир в одночасье безнадежно отстал от своего конкурента. В наших краях, где при выборе того или иного продукта народ зачастую голосует сердцем, былое признание позволило AMD еще какое-то время продержаться в лидерах. Однако отставание микропроцессоров AMD Athlon от Intel Core 2 Duo было столь значительным, что для сохранения завоеванной доли рынка от AMD срочно требовался ответный ход. Вместо этого компания направила все усилия, и что главное, денежные средства на реализацию собственного производства наборов микросхем путем покупки канадской компании ATI. С появлением первого результата данных усилий – выходом чипсета AMD 690G (V) с интегрированным видеоядром, компания составила вполне достойную конкуренцию Intel в секторе офисных и недорогих развлекательных ПК, наметив тем самым ориентир на ближайший год. Конечно, можно предположить, что в покупке компанией AMD канадской ATI лежит куда более глубокий смысл, чем просто желание заиметь собственное производство чипсетов. На это прозрачно намекают и сами представители AMD, рассказывая о своих планах на разработку многоядерных микропроцессоров, где часть ядер будет выполнять роль графического процессора (GPU) – проекте Fusion. Однако, работая в бюджетном секторе рынка, и "скармливая" прессе прогнозы грядущих технологических переворотов, денег не заработаешь. Компании AMD как воздух была необходима линейка процессоров для систем среднего и высшего уровней производительности, способных конкурировать с модельным рядом Intel Core 2 Duo и Core 2 Quad. И вот, наконец, свершилось. Осенью 2007 года состоялся официальный анонс семейства микропроцессоров AMD Phenom. То есть отставание от своего прямого конкурента, компании Intel, анонсировавшей свои Core 2 Quad еще осенью 2006-го, составило не меньше года. Надо сказать, срок, по меркам IT-рынка, просто гигантский. Однако вышеназванный анонс на деле оказался из класса так называемых бумажных – реально в продаже Phenom стали появляться лишь недавно. Что же это за процессоры? Что они собой представляют? И смогут ли они составить реальную конкуренцию процессорам Intel? На эти и многие другие вопросы мы попытаемся ответить в данном материале. AMD PhenomКак и полагается в таких случаях, микроархитектура, лежащая в основе нового семейства процессоров, получила свое кодовое название. Правда, AMD долго не могла определиться с выбором имени. Ранее, еще до выхода в свет, архитектура носила кодовое название AMD K8L, которое довольно явно подчеркивало, что новые процессоры не будут сильно отличаться от предшественников AMD Athlon 64 (X2) известных под именем AMD К8. Очевидно, что такое положение дел совсем не устраивало маркетологов компании, и вскоре, незадолго до анонса, микроархитектура получила название AMD К10, что официально звучит, как AMD Family 10h Processors. То есть по классификации AMD Phenom – это уже десятое поколение процессоров компании. Внимательный читатель может заметить, что вечно спешащие маркетологи перешагнули целое поколение. В последствии микроархитектура получила название Stars Core, поскольку названия новых процессорных ядер брались из области астрономии. Само же семейство новых четырехъядерных процессоров получило имя Phenom, происходящее от слова "феномен". К презентации нового семейства процессоров компания приурочила выход наборов логики AMD 7хх, являющихся системной основой для новых CPU, а за платформой закрепилось название Spider. Таким образом, после долгих лет довольствования чипсетами сторонних разработчиков и последующей разорительной покупки ATI AMD, наконец-то, смогла представить миру собственную платформу по схеме компании Intel – вот новый процессор, а вот набор микросхем, с которым он будет лучше всего работать.
Что касается самой микроархитектуры в целом, то в сравнении с предыдущим поколением К8 она была основательно переработана, и процессоры K10 обзавелись рядом ключевых особенностей. В первую очередь изменения коснулись организации работы кэш-памяти разных уровней. Шина обмена данными L1 c LSU (Load-Store Unit - модуль загрузки/выгрузки данных) была расширена до двух 128-битных линий чтения и двух 64-битных линий записи. В свою очередь шина L1-L2 была расширена до 128 бит. Появилась технология предвыборки данных напрямую в кэш-память первого уровня (L1), минуя кэш-память L2, что, во-первых, позволяет повысить скорость данной операции, во-вторых, снижает нагрузку на саму L2. Помимо этого, нового процессоры обзавелись общей для всех ядер кэш-памятью третьего уровня (L3) объемом 2 MB, расположенной в контроллере ОЗУ. Визуальное представление об организации различных уровней кэш-памяти процессоров Phenom дает нижеследующая диаграмма. Двухканальный 64-битный контроллер оперативной памяти получил возможность работать не только с готовящимися уйти в прошлое модулями DDR2, но и с модулями, соответствующими новому стандарту DDR3. При этом первые модели AMD Phenom будут способны работать только с DDR2, а реальная поддержка DDR3 появится только в будущем. Количество исполнительных блоков, выполняющих операции с плавающей запятой, осталось прежним и равно трем, но их разрядность расширилась с 64 до 128 бит. Помимо этого, процессор обзавелся новым набором SIMD-инструкций SSE4A, который на горе программистов несовместим с SSE4.1, анонсированный компанией Intel вместе с процессорами на ядре Penryn. Таким образом, мы видим повторение ситуации почти десятилетней давности, когда у Intel был MMX, а у AMD – 3DNow!, и программы "затачивались" под процессор одной из компаний. Учитывая, что Intel была гораздо популярней, чаще всего это были процессоры Pentium. И несмотря на то, что сегодня ситуация выглядит несколько по-другому, популярность компании Intel все так же высока, потому из-за подобных расхождений AMD может здорово проиграть. Изменился и тип шины, а точнее, ее версия. В отличие от предшествующих Athlon 64, работавших с HyperTransport 2.0, процессоры Phenom используют новую шину HyperTransport 3.0 При этом обратная совместимость с версией 2.0 сохранена. Как видите, нововведений довольно много. Насколько полезными они окажутся на практике, покажет тестирование, однако предварительно можно сказать о том, что расширение шины L1-L2 повысит производительность процессоров при выполнении 128-битных SIMD-инструкций SSE и SSE2, а также увеличит скорость работы с оперативной памятью. В то же время в теории 128-битные блоки выполнения операций с плавающей запятой способны обеспечить более высокую скорость выполнения научных вычислений и окажутся полезными при 3D-моделировании. Отдельно стоит отметить то, что контроллер памяти процессоров AMD Phenom может работать в двух режимах, именуемых Ganged и Unganged. Первый – это обычный спаренный режим, в котором два 64-битных контроллера работают в двухканальном 128-битном режиме. Соответственно, во втором случае оба контроллера работают независимо друг от друга, что может дать преимущество в скорости при использовании многопоточных режимов работы. В отличие от своего прямого конкурента – четырехъядерного процессора Intel Core 2 Quad, фактически представляющего собой два двухъядерных Core 2 Duo, заключенных в один корпус, четыре ядра микропроцессора AMD Phenom физически выполнены на одном кристалле. Безусловно, такая организация непременно скажется на конечной стоимости продукта, так как процент выхода годных кристаллов будет гораздо ниже, поскольку в том случае, когда хотя бы одно из ядер окажется дефектным, бракованным будет признан весь кристалл. Впрочем, способ борьбы с данной издержкой производства AMD уже изыскала. Бракованные кремниевые пластины с тремя рабочими ядрами будут использоваться для производства более дешевых процессоров Phenom X3. Кристаллы первых моделей микропроцессоров Phenom выполняются по 65 нм техпроцессу, а последующие будут изготавливаться по более тонкой 45 нм технологии. В настоящее время модельный ряд микропроцессоров AMD Phenom содержит лишь две модификации с индексами производительности 9500 и 9600. Хотя на первой презентации упоминалась еще одна модель – 9700, а Интернет-магазины даже принимали предварительные заказы на ее покупку, в продаже данный процессор пока так и не появился. Отличия моделей 9500 и 9600 заключаются лишь в тактовой частоте. AMD Phenom 9500 работает на частоте 2200 МГц, а модификация с индексом 9600 быстрее на 100 МГц. Остальные технические характеристики приведены в нижеследующей таблице.
Несколько обособленно в модельном ряду присутствует предназначенный для оверклокеров микропроцессор AMD Phenom 9600 Black Edition, особенностью и единственным отличием которого от базовой модели является лишь разблокированный коэффициент умножения тактовой частоты. Учитывая, что по рекомендациям компании цена на данный процессор не должна отличаться от обычного Phenom 9600, данная модификация является весьма интересным ходом, направленным на привлечение энтузиастов. А что, все вполне логично и благородно. Люди, не приемлющие разгон, просто для того, чтобы приобщиться к сообществу компьютерных энтузиастов, Black Edition не купят, в то время как заядлый оверклокер будет упорно гнать даже заблокированный 9600. В то же время давать официальное разрешение на разгон за дополнительные деньги тоже не красиво. Так любовь энтузиастов не завоюешь. Так что похоже на то, что AMD не оставляет надежды вернуть себе былое признание оверклокеров. Что касается совместимости, то для полноценной реализации всех возможностей Phenom необходимо использовать материнскую плату с поддержкой разъема Socket AM2+. Физически разъем ничем не отличается от предшествующего AM2, а все различия кроятся в электронике. Зато новый микропроцессор можно установить и в старую плату. Правда, при этом пользователь лишается поддержки модулей памяти DDR2-1066 и новой версии шины HyperTransport 3.0. Здесь же стоит отметить, что по сообщаемой AMD информации, наиболее полная реализация всех возможностей новых процессоров гарантируется при использовании материнских плат на основе новых наборов микросхем AMD 790FX и их модификаций. В завершение нашего знакомства с Phenom взглянем на сам микропроцессор и… не глядя на маркировку, не найдем в нем никаких отличий от предшествующих ему Athlon 64 в корпусе AM2. Конфигурация тестового стендаДля тестирования производительности новых процессоров использовался следующий набор оборудования: Здесь стоит обратить внимание на еще один момент, касающийся нашумевшей ошибки в блоке TLB, кэш-памяти третьего уровня микропроцессоров Phenom, в определенных условиях приводящих к зависанию системы. Для исправления данного недостатка компанией AMD был выпущен соответствующий патч, который производители материнских плат c поддержкой Phenom включают в обновленные версии BIOS. Однако использование "заплатки" не проходит бесследно. В нашем случае предварительное тестирование показало, что после установки обновленной BIOS с интегрированным патчем производительность системы снизилась на 7-10 %. При этом на некоторых других платах падение производительности доходило даже до 15%. Естественно, тестирование проводилось на версии BIOS c "заплаткой". РазгонПоскольку у обычных AMD Phenom множитель вычисления тактовой частоты заблокирован, разгон микропроцессоров осуществлялся старым-добрым способом: путем увеличения частоты системной шины. Пределы были найдены довольно быстро. AMD Phenom 9500 покорилась частота 2509 МГц, модели с индексом 9600 удалось достигнуть рубежа 2600 МГц. Что характерно, процессоры абсолютно не реагировали на увеличение напряжения питания. Даже самые высокие значения не позволили добиться хоть сколько-нибудь заметного увеличения частоты. Не помогали и "пляски с бубном" вроде понижения множителя шины HyperTransport или уменьшения частоты оперативной памяти, а также повышения напряжения питания различных узлов. Между тем даже достигнутые значения частот намного превышают частоты процессоров, присутствующих на рынке. ТестированиеПодсистема памяти Начнем с проверки пропускной способности подсистемы памяти, измеряемой с помощью модуля Cache and Memory Benchmark диагностической утилиты Lavalys Everest v4. С модулями оперативной памяти микропроцессоры AMD традиционно работают быстрее, чем CPU Intel. Сказывается преимущество конструктивной особенности, заключающейся во встроенном контроллере памяти. С ОЗУ Phenom работают ощутимо быстрее, чем Intel Core 2 Duo, но от Athlon X2 ушли недалеко. Очевидно, что весь свой потенциал процессор раскроет только после выхода модификаций с контроллером, способным работать с DDR3 SDRAM. Комплексные тесты Наиболее серьезным и "продвинутым" пакетом для комплексного тестирования системы на сегодняшний день является обновленный пакет SYSMark 2007 компании BAPCO. Основной особенностью SYSMark 2007 является тот факт, что для тестирования системы им используются исключительно реально существующие и широко распространенные приложения. Те, которые изо дня в день запускают на своих ПК и используют для работы миллионы людей во всем мире. Пакет состоит из четырех сценариев, каждый из которых включает ряд операций, производимых определенным набором приложений, характерным для определенной области использования ПК. В общем зачете по результатам пакета SYSMark 2007 процессоры AMD Phenom уверенно лидируют, не оставляя Core 2 Duo никаких шансов. Снова напомним, что данный тестовый пакет не использует каких-либо немыслимых комбинаций из нескольких приложений, только обычные операции с реальными приложениями. Получается, что процессоры AMD Phenom, несмотря на свою специфичность, заключающуюся в четырехъядерности, для реальной жизни все же подходят лучше. Пожалуй, сценарий E-Learning является самым безразличным к мощности процессора. С его точки зрения, все процессоры практически равны. Чего не скажешь о сценарии Office Productivity. Судя по его результатам, для офисных приложений процессоры AMD Phenom куда более предпочтительней популярных Core 2 Duo. В приложениях для создания видеоконтента разница в производительности испытуемых несколько меньше, однако пальму первенства Phenom сдавать не собираются.
В области 3D-моделирования Phenom снова одерживают безоговорочную победу. Комментировать здесь нечего.
Далее следует популярный пакет тестов PCMark 2005. В отличие от SYSMark, он лишь имитирует работу реальных приложений, но, тем не менее, в настоящий момент способен давать вполне адекватную и всестороннюю оценку производительности системы. И снова модули микропроцессора Phenom оказываются ощутимо быстрее. Недоумение вызывает лишь "провал" производительности при проверке графической подсистемы. В следующем тестовом пакете CINEBENCH 9.5, основанном на профессиональном программном обеспечении для создания 3D-сцен – CINEMA 4D, ситуация повторяется. Графическая подсистема ПК на базе процессоров AMD Phenom здорово проигрывает Core 2 Duo. Проигрывают детища AMD и при рендеринге 3D сцены силами одного ядра – сказывается меньший, чем у Core 2 Duo, объем кэш-памяти, выделяемой каждому ядру. Преимущество у Phenom в многопоточном рендеринге обусловлено вдвое большим, чем у оппонентов, количеством ядер.
Математические и научные расчеты Программа ScienceMark 2.0 эмулирует такие производимые на компьютере научные вычисления, как определение кинетической и потенциальной энергии молекул кристаллической решетки металла при различной температуре, расчет зарядов ядра и электронов и другие сложные математические вычисления. Здесь AMD Phenom снова быстрее. Сказываются и большее количество ядер и улучшенный 128-битный блок операций с плавающей запятой. Единственная задача, выполняемая программкой Super Pi, – это определение значения числа Пи (3.14) с высокой точностью. То есть это математическая задача в чистом виде. В нашем случае расчет выполнялся с точностью 1 и 8 миллионов знаков после запятой. Поскольку Super Pi работает исключительно с одним ядром, за счет значительно более объемной кэш-памяти второго уровня, с данной задачей гораздо быстрее справляется процессор Intel Core 2 Duo. Кодирование видео-, аудиоданных Следующий набор приложений, включающий в себя задачи кодирования DVD-видео самыми популярными кодеками – DivX и XviD, а также его конвертация в понятный подавляющему большинству мобильных телефонов формат 3gp, под многопоточность оптимизирован слабо, поэтому здесь Phenom снова проигрывают процессору Core 2 Duo из-за меньшего объема кэш-памяти.
То же самое касается и задачи сжатия звукового потока кодеком Lame 3.97 в формат MP3. Размер исходного WAV-файла составлял 750 MB. Обработка изображений Adobe Photoshop является наиболее популярным и функциональным растровым редактором. Для замера производительности систем в данной задаче с помощью скрипта производилась обработка пятимегапиксельных фотографий в несжатом формате TIF (около 15 МB каждая) более чем 30 фильтрами. Здесь процессоры AMD Phenom снова вырываются в лидеры. Программа The Panorama Factory предназначена для сшивки панорамных изображений из отдельно снятых кадров. Приложение отличается весьма высокой точностью выполнения сшивки, но, как следствие, большой ресурсоемкостью. Обработке подвергались восемь пятимегапиксельных фотографий.
Поскольку при сшивке панорамы приложение The Panorama Factory выполняет несколько операций одновременно, процессорам AMD снова удалось занять лидирующие позиции. Архивация данных Архиватор WinRAR является одной из самых популярных и эффективных программ для сжатия данных. Очевидно, что приложение WinRAR неплохо оптимизировано под многопоточность. Сжатие данных с помощью этого архиватора процессоры Phenom выполняют гораздо быстрее. Полусинтетические игровые тесты Полусинтетические игровые тесты 3D Mark 2005 и 2006 хорошо известны и широко распространены.
Особых преимуществ при обработке игровой 3D-графики процессоры Phenom не продемонстрировали. Зато в многозадачных средах, таких как хорошо оптимизированный под многопоточность тест процессора из пакета 3D Mark 2006, Phenom почти вдвое быстрее Core 2 Duo. Об игровых приложениях можно сказать то же самое. Энергопотребление Уровень энергопотребления измерялся с помощью индикатора мощности блока питания FLOSTON LXPW560W. То, что уровень энергопотребления систем на базе четырехъядерных процессоров AMD Phenom значительно выше, чем у двухъядерных, – факт вполне ожидаемый и логичный. ВыводыПосле знакомства с новыми процессорами AMD Phenom у нас остались несколько двоякие впечатления. Феноменальной производительности от новых CPU мы не увидели. В однопоточных приложениях они ненамного быстрее предшествующих Athlon 64 и зачастую даже медленнее двухъядерного решения конкурента – Core 2 Duo. С другой стороны, в многопоточных средах Phenom демонстрирует почти прямо пропорциональный количеству ядер рост производительности. К тому же перспектива получить настоящий четырехъядерный процессор за сумму, не превышающую $300, выглядит крайне заманчиво. Даже самые младшие четырехъядерные процессоры Intel ощутимо дороже. При этом AMD хорошо позаботилась о том, чтобы при переходе на новый процессор у пользователя была возможность обойтись минимумом затрат. Фактически для получения полноценной четырехъядерной системы AMD можно поменять лишь процессор. В то же время поклонники компании, желающие получить максимум, могут купить плату на основе топового набора микросхем AMD 790FX с поддержкой шины HyperTransport 3.0 и реализовать Multi-GPU систему на базе четырех видеокарт Radeon. Единственное, что пока недоступно поклонникам AMD, – это оперативная память стандарта DDR3 SDRAM. У желающих приобщиться к данной технологии есть лишь два варианта: либо покупать продукты Intel, либо ждать процессоров AMD Phenom с новым контроллером памяти. Безусловно, с появлением в продаже микропроцессоров AMD Phenom конкуренция на рынке непременно обострится. AMD Phenom ощутимо дешевле четырехъядерных процессоров Intel и в большинстве случаев быстрее Core 2 Duo. Особенно в приложениях, оптимизированных под многопоточность, которых сегодня становится все больше. Если в ближайшее время AMD сможет хотя бы на треть снизить цены на Phenom, то процессоры смогут составить довольно жесткую конкуренцию как Intel Core 2 Duo, так и Core 2 Quad. По материалам www. techlabs. by
|
