Раздел: Компьютерная документация -> Компьютеры -> Процессоры

Дебют AMD AM2: долгожданная DDR2 на платформе AMD Athlon X2

Сегодняшний день можно назвать точкой отсчёта новой эпохи процессорной архитектуры от компании AMD. Именно сегодня компаний AMD анонсировано начало поставок двухъядерных процессоров AMD Athlon 64 FX-62 и AMD Athlon 64 X2 5000+, совместимых с новым процессорным разъёмом AMD Socket AM2, поддерживающих технологию AMD Virtualization и небуферированную память DDR2, Разумеется, наряду с топовыми процессорами была анонсирована вся линейка новых чипов AMD Athlon 64 X2, AMD Athlon 64 и AMD Sempron, совместимых с разъёмом Socket AM2.

Да, долгожданная реализация поддержки памяти DDR2 чипами AMD – несомненно, крупное событие, хотя, по сути, радикальных изменений в архитектуре самого процессорного ядра на этот раз не случилось. Анонсированные сегодня одно- и двухъядерные процессоры под новый разъём Socket AM2 обладают новым контроллером памяти с поддержкой DDR2. Наряду с этим впервые реализована поддержка ряда новых технологий, оптимизирована работа уже известных функций, введён ряд других архитектурных инноваций. Однако – на эволюционной основе, не более, что в какой-то степени отражает новый степпинг ядра - Revision F. Сводя воедино анонсированные сегодня реальные инновации архитектуры, можно насчитать четыре пункта:

1. Поддержка памяти DDR2 SDRAM
2. Поддержка технологии AMD Virtualization (AMD-V)
3. Реализация процессоров с экономичным энергопотреблением
4. Реализация поддержки 2-канальной памяти процессорами семейства Sempron

Ключевое событие, заложенное в переход на новую версию процессоров AMD для настольных ПК с новым 940-контактным разъёмом AM2 - реализация поддержки памяти DDR2. Поскольку контроллер памяти интегрирован в процессор, главной сложностью этого этапа является совсем не появление новых типов памяти (благо DDR2 уже получила широкое распространение и даже успела значительно подешеветь), и даже не появление каких-либо особых версий чипсетов под новую платформу (хотя нужда в хороших чипсетах никогда не отпадала). Главный вопрос в том, насколько качественно AMD удалось реализовать этот самый интегрированный контроллер с поддержкой DDR2.

Для начала мы попробуем разложить по полочкам всю имеющуюся на сегодняшний день информацию о новых чипах, затем перейдём к тестированию.

Архитектура

Итак, новые процессоры AMD представляют собой 940-контактные чипы K8 для настольных систем с поддержкой 128-битной памяти DDR2 под новый процессорный разъём Socket AM2. С этого момента на прилавках магазинов начнут появляться один за другим Socket AM2 версии чипов AMD для всех сегментов рынка - Athlon 64, Athlon 64 X2 и Sempron. Объединяет эти чипы DDR2-версия процессорного ядра - Revision F, хотя для каждого сегмента имеется своё рабочее название.

• Windsor - двухъядерные Socket AM2 процессоры Athlon 64 FX и Athlon 64 X2, с поддержкой 2-канальной памяти DDR2-533/667/800 и технологии Pacifica. Производятся с применением норм 90 нм техпроцесса с использованием SOI; обладают 2 x 1 Мб кэша L2.
• Orleans - одноядерные Socket AM2 процессоры Athlon 64 с поддержкой 2-канальной памяти DDR2-533/667 и технологии Pacifica. Производятся с применением норм 90 нм техпроцесса с использованием SOI; обладают 1 Мб кэша L2.
• Manila - одноядерные недорогие Socket AM2 процессоры Sempron с поддержкой 2-канальной памяти DDR2-533/667. Производятся с применением норм 90 нм техпроцесса с использованием SOI; обладают до 256 Кб кэша L2.

Несколько отклоняясь от темы всё же отмечу, что с массовым появлением DDR2 версий недорогих чипов AMD Sempron, которое ожидается уже этим летом, эпоху широкого использования памяти DDR1 можно будет назвать стремительно летящей в небытие. Стремительность в этом плане, конечно же, вещь относительная, да и о полном сворачивании производства Socket 939 процессоров речи пока не ведётся, но для трезвомыслящих покупателей это должно стать вполне отчётливым звоночком...

Новая ревизия F с прежним 90 нм техпроцессом, поддержкой скоростной памяти до DDR2-800, заявленной технологии Pacifica, экономичного энергопотребления, потребовала некоторого внутреннего редизайна. На картинке ниже, где сравниваются двухъядерные чипы ревизий E и F, легче всего заметна увеличившаяся площадка между кэшами L2.

Windsor VS Toledo

Впрочем, рисунок лишь схематично воспроизводит масштаб. На самом деле, площадь нового ядра Rev. F увеличилась относительно версии Rev. E примерно на 13% - до 220 кв. мм (с 194 кв. мм). Соответственно – на 18%, увеличился и размер 1 Мб кэшей L2 – со 106 кв. мм у Rev. E (у первых степпингов - 115 кв. мм) до 126 кв. мм у процессоров Rev. F. И в то же время площади расположения SRAM кэш-памяти кэшей L2 уменьшились. Если 1 Мб кэш L2 у чипов Rev. E занимает площадь 41,4 кв. мм (соответственно, 82,8 кв. мм для двухъядерной конструкции), то у новых процессоров Rev. F этот показатель уменьшился до 38,7 кв. мм (77,4 мм в двухъядерной версии).

Увеличилось количество транзисторов, составляющих каждый чип. Если у ныне доступных в магазинах двухъядерных процессоров K8 насчитывается 233 млн. транзисторов, то у чипов Rev. F их уже 243 млн., то есть, примерно на 4% больше. Полная аналогия и с одноядерными процессорами: 120 млн. транзисторов у одноядерного чипа K8 сменяются 129 млн. транзисторов у процессора Rev. F, здесь увеличение ещё больше, на 7,5%.

Увеличение площади ядра с уменьшением площади кэша и тем же техпроцессом производства процессоров Rev. F наталкивает на размышления. Действительно, чипы AMD K8 степпингов Rev. D и Rev. E выпускались и выпускаются с тем же 90 нм техпроцессом PD-SOI (Partially Depleted Silicon-on-Insulator), c 9-слойной медной металлизацией.

Итого, площадь ячеек SRAM в кэше уменьшилась, количество транзисторов выросло, равно как и общая площадь чипа. Можно, конечно, списать всё на новый контроллер памяти DDR2 (действительно, поддержка DDR2-800 взамен DDR-400 потребовала значительной переделки сигнальных линий) и поддержку технологии Pacifica, но сдаётся мне, что-то ещё будет "тикать" в этих процессорах до поры до времени. Например, заложенная, но пока не заявленная поддержка технологии Presidio (аналог Intel LaGrande). По хорошему, пока что толком неизвестно что делать с той же виртуализацией – AMD Pacifica, может, и она, как с самого начала реализованная в архитектуре 64-битность, также по большому счёту "простоит в стойле" до появления нового поколения операционных систем Microsoft Vista.

На самом деле, судя по последним публикациям в Сети, значительный редизайн ядра (именно ядра, а не контроллера памяти) ожидается в связи с появлением следующих степпингов - Revision G и Revision H. В случае Rev. G ожидается, как минимум, значительный редизайн модуля предсказаний ветвлений, а в Rev. H - даже новое поколение модуля FPU (Floating Point Unit).

Схематическое изображение потенциальных ядер Rev. G и Rev. H

В рамках этой статьи нет никакого смысла останавливаться на подробностях следующего поколения архитектур AMD64, однако отмечу, что скорее всего, в новоявленной ревизии ядра какого-то существенного редизайна модулей, от которых напрямую зависит производительность, не было. Иными словами, прироста производительности если и стоит ожидать, то только за счёт роста тактовых частот и эффективности реализации нового контроллера памяти.

Однако ещё одно значительное изменение, реализованное в новых AM2 процессорах ревизии F, всё же имеется, ибо объявлены версии чипов с различным энергопотреблением. Теперь AMD будет выпускать экономичные процессоры для настольных ПК класса Energy Efficient Desktop Processor. В эту категорию подпадает ряд новых Socket AM2 чипов AMD Athlon 64 X2, AMD Athlon 64 и AMD Sempron с поддержкой технологии AMD Cool‘n’Quiet и уменьшенным энергопотреблением. Новые экономичные чипы будут сгруппированы в два подкласса, с TDP 65 Вт и TDP 35 Вт.

Представьте себе, теперь в магазине можно будет встретить три версии чипа с совершенно схожим названием - AMD Athlon 64 3500+ или 3800+ , один из них "обычный", с TDP 89 Вт, другой Energy Efficient, с TDP 65 Вт, и, наконец, третий вариант - Energy Efficient Small Form Factor Desktop Processor AMD Athlon 64 X2, с TDP 35 Вт. Процесоры AMD Athlon 64 3500+ и 3800+ будут представлены в версиях под разъёмы Socket 939 и Socket AM2, то же самое в случае в процессорами AMD Sempron 64 3000+, 3200+, 3400+, 3500+ и 3600+.

В названиях чипов между тем, разницы никакой, отличие только в цене, номерах партий чипов да в указании TDP на коробках. Спору нет, к появлению новых процессоров Intel Conroe необходимо готовиться как следует, но от такой "обстоятельности" становится жутковато...

Несколько слов о розничных поставках, маркировке и ориентировочных оптовых ценах новых Socket AM2 чипов AMD. На момент написания статьи пришлось оперировать предварительными не подтверждёнными официально данными, поэтому они будут представлены в достаточно сжатом виде. Вот так будет выглядеть маркировка коробочных ("боксовых") версий процессоров:

• SDAXXXXCNBOX – означает линейку Sempron, XXXX - PR-рейтинг чипа
• ADAXXXXCUBOX – означает линейку Athlon 64 X2 c 1 Мб суммарного кэша L2, XXXX - PR-рейтинг чипа
• ADAXXXXCSBOX – означает линейку Athlon 64 X2 with 2 Мб of L2 cache, XXXX - PR-рейтинг чипа
• ADAFXXXCSBOX – означает Athlon 64 FX, где два последних XX – номер модели

К сожалению, на момент написания статьи наша тестовая лаборатория не располагала какой-либо рабочей документацией о Socket AM2 процессорах AMD в целом и о чипе Athlon 64 X2 4000+, принимавшем участие в этом сравнительном тестировании, в частности. Обычно журналистам такие подробности становятся известны несколько загодя, да случай не тот. Скажу больше, возможность приурочить тестирование к официальному анонсу AM2 чипов никак не связана с деятельностью российского подразделения AMD, а состоялась только благодаря московскому представительству компании MSI, за что им огромное спасибо.

Вот почему присказка-цветочек столь короткая и поверхностная. "Копнуть глубже" удастся только после официального анонса чипов. Мы же переходим к сказке-ягодке, а именно - изучению возможностей нового процессорного ядра, нового контроллера памяти DDR-2 и сравнению их работы с возможностями архитектуры предыдущего поколения.

Познакомимся с участниками нашего сегодняшнего тестирования. Процессор AMD Athlon 64 X2 4000+, конечно же, не топовый чип в новой линейке Socket AM2 процессоров и рекордов он сегодня явно не поставит, но с другой стороны, познакомиться поближе с одним из потенциально "самых ходовых чипов" – может, оно и к лучшему.

Процессор имеет следующую маркировку:

AMD Athlon 64 X2
ADA4000IAA6CS
ACBYF 0551RPAW

Попробуем разобрать OPN этого чипа - ADA4000IAA6CS. Первые три буквы "ADA", означающие бренд и исполнение, достаточно привычны, как и четыре следующих за ними цифры, означающие PR-рейтинг процессора. Зато символа "I" в нынешней редакции документа "AMD Athlon 64 Processor Power and Thermal Data Sheet" не присутствует. По аналогии с имеющимися обозначениями этой позиции, где "A" означает 754-контактный корпус OµPGA, а "D" – 939-контактный OµPGA, делаем вывод, что "I" отныне присвоен 940-контактным чипам под Socket AM2. Следующие два символа – "А" и "А", означают напряжение ядра и температуру корпуса чипа соответственно. Для обоих случаев обнаруживаем в таблицах, что "А" означает "Variable".

Что ж, и на том спасибо. Табличка, расшифровывающая значение следующей цифры как объём кэша L2, заканчивается на "5", то есть, на 1 Мб, из чего делаем логичный вывод, что "6" должна означать 2 Мб (2 х 1Мб). Два последних символа, означают степпинг чипа. Официальные данные заканчиваются на "CG" – Rev. E4, так что "CS" вполне может соответствовать какому-то варианту Rev. F.

Информация, полученная с помощью утилиты CPU-Z, подтверждает эти данные и вносит дополнительные уточнения о напряжении питания ядра и степпинге чипа - Rev. F2.

Изучение внешнего вида Socket AM2 процессора, равно как и разъёма Socket AM2 в сравнении с Socket 939 показывает, что помимо добавления ещё одного контакта изменилось расположение "заглушек", так что 939-контактный чип в Socket AM2 вставить никак не удастся. Своеобразная "защита от дурака". Не вооружённого молотком.

Помимо этого стоит отметить изменённый крепёж системы охлаждения в системах с Socket AM2. Вместо привычных множественных выступов у Socket 754/940/939 систем, в случае Socket AM2 обнаруживаем по одному симметрично расположенному выступу для крепления кулера с каждой стороны.

В сегодняшнем тестировании принимала участие системная плата MSI K9N SLI Platinum в форм-факторе ATX, предназначенная для работы с Socket AM2 процессорами AMD Athlon 64/X2/FX.

Плата выполнена на чипсете NVIDIA nForce 570 SLI, поддерживает до четырёх модулей DIMM DDR2-800 в 2-канальном режиме (до 8 Гб в сумме), оснащена двумя слотами PCI Express x8 (один из них – с поддержкой PCI Express x16), двумя слотами PCIe x1, тремя слотами PCI 2.3, четырьмя интерфейсами SATA2 с поддержкой RAID 0, 1, 0+1, 7.1-канальным HD Audio, Dual Gigabit LAN, десятью портами USB 2.0 и т.п.

Плата также интересна поддержкой технологии Dual CoreCell с оверклокерской функцией D.O.T. Express и бесшумным охлаждением компонентов Silent Heatsink.

В целом же, новая серия чипсетов NVIDIA nForce 500, начало поставок которой практически приурочено к анонсу чипов Socket AM2, состоит из четырёх модификаций по каждому сегменту рынка, где раньше доминировали наборы логики nForce4 SLI X16, nForce4 SLI, nForce4 Ultra и nForce4.

Несколько кратких пояснений по спецификациям чипсетов. Реализованная в версии nForce 590 SLI технология Link Boost означает, что в случае использования чипсета nForce 590 SLI совместно с графикой GeForce 7900 GTX пиковая производительность интерфейса возрастает на 25% - с 8 Гб/с до 10 Гб/с.

О так называемой "SLI Ready" памяти EPP (Enhanced Performance Profiles) мы уже писали в наших новостях и публикациях. Такую память уже анонсировала компания Corsair Memory, и нам лишь остаётся дождаться в нашей лаборатории появления комплектов для её тестирования.

Функция TCP/IP Offload знакома по версиям чипсетов для серверных приложений. Теперь она присутствует в большинстве чипсетов серии nForce 500, а принцип её работы показан на слайде ниже.

Что касается поддержки технологии Teaming, суть её заключается в объединении двух Ethernet MAC уровней, присутствующих в чипсетах новой серии, для удвоения пропускной способности канала. Иными словами, используя два встроенных 1Gbps контроллера LAN можно получить единый LAN контроллер с производительностью до 2 Gbps.

И, наконец, функция FirstPacket, оптимизирующую приоритеты рассылки пакетов данных, включая приложения VoIP.

Ключевой элемент сегодняшнего тестирования - комплект из двух 240-контактных модулей памяти CM2X1024-6400PRO серии XMS2 6400 производства компании Corsair Memory, ёмкостью 1 Гб каждый, с таймингами 5-5-5-12.

Итого, в тестовом стенде использовались следующие компоненты:

Системная плата MSI K9N SLI Platinum на чипсете NVIDIA nForce 570 SLI
Процессор Athlon 64 X2 4000+, Socket AM2, 2,0 ГГц
Память Corsair 2 x 1 Гб DDR2-800
Видеокарта ATI Radeon X1900XTX 512 Мб

В качестве платформы для сравнения была собрана система на следующих компонентах:

Системная плата MSI K8N Diamond Plus на чипсете NVIDIA nForce4 SLI x16
Процессор Athlon 64 X2 4200+, Socket 939, номинальная частота 2,20 ГГц
Память Corsair 2 x 512 Мб DDR 400
Видеокарта ATI Radeon X1900XTX 512 Мб

Схожие условия тестирования для адекватного сравнения платформ достигались следующим образом: множитель процессора Athlon 64 X2 4200+ устанавливался в значение 10, то есть, итоговая тактовая частота устанавливалась в то же значение, 2000 МГц.

Синтетические тесты

Итак, в самом начале мы с вами вроде бы выяснили: поскольку никаких изменений, существенно влияющих на производительность новых AM2 чипов, в процессорное ядро новой ревизии не вносилось, следует поискать зависимости изменения производительности от режима работы контроллера памяти. Поскольку в новых процессорах AMD (как и в "старых" К8) всё завязано на HyperTransport и FSB нет как класса, интегрированный в чип контроллер памяти не согласовывается толком, не "звучит в унисон" ни с одним типом памяти, начиная от DDR2-400 и DDR2-533, заканчивая DDR2-667, DDR2-800 и даже DDR2-1066.

Вот почему основной упор в наших тестированиях был сделан на подбор самых разнообразных режимов работы памяти, хотелось досконально рассмотреть изменение производительности системы в зависимости от частоты и таймингов памяти. Можно, конечно было, ради интереса добавить в сравнительные таблицы результаты тестирования других чипов AMD или других процессорных архитектур. Но смысла в этом мало, поскольку нам показалось более наглядным аппроксимировать в последствии разницу в производительности систем с Socket AM2 и Socket 939 процессорами на другие статьи, где фигурируют Socket 939 чипы, нежели обеднить наши результаты, приведя меньшее количество тестирований Socket AM2 системы с разными настройками памяти.

На этой странице мы приводим результаты тестирования в синтетических бенчмарках. Для удобства результаты работы системы с памятью DDR2 выделены оттенками жёлтого цвета, системы с памятью DDR400 - зелёным. После типа памяти указаны значения таймингов памяти, при которых проводилось тестирование.

Начнём с пакета Everest Ultimate ver. 2.80.534.

Самые первые результаты тестирования наглядно подтверждают тезис о том, что да, действительно, процессорам AMD с поддержкой памяти DDR2 совершенно нечего было бы делать в эпоху распространения DDR2-533, не говоря уж об DDR2-400. Впрочем, на практике, если где и заметен более-менее впечатляющий "отрыв", так это у системы с DDR2-800, с приличной латентностью. Даже DDR2-667 местами "сливает" обычной не "разогнанной" памяти DDR-400.

Теперь посмотрим, какое мнение на этот счёт у другого синтетического пакета - PCMark'05.

В целом, выше сказанное вполне подтверждается итогами тестирования с помощью PCMark'05.

А это – финальный вердикт PCMark'05:

Итого, подводя черту под результатами тестирования новой системы в синтетических тестах и обобщая результаты можно отметить, что в целом латентность и производительность памяти DDR400 фактически сравнима с системой, оснащённой памятью DDR2-667 4-4-3.

То есть, руководствуясь этими тестами, если бы мне сейчас "приспичило" поменять систему на базе Socket 939 Athlon 64 X2 и памяти DDR400, а в продаже не было бы ничего лучше сочетания такого же Athlon 64 X2 под Socket AM2 и памяти DDR2-667, вряд ли бы овчинка стоила выделки. Совсем другое дело DDR2-800, однако всё равно перед покупкой придётся внимательно изучить ценники на эту память. Сейчас посмотрим, как эта "овчинка" будет выглядеть при тестировании в реальных приложениях...

Тестирование в реальных приложениях

Перед тем как перейти к тестированию в реальных приложениях - ещё один ключевой тест, 3DMark 2005 Pro.

О, да, здесь "репутация" памяти DDR2-667 выглядит несколько более надёжно, хотя, ради справедливости надо признать, даже со "старшей" DDR2-800 система ни звёзд, ни попугаев с неба не хватает. Небольшой закономерный прирост есть – факт. Но не более того.

Теперь посмотрим, на что способна тестовая система в реальных приложениях.

Все бенефиции под корень рубятся высокой латентностью памяти. Как не крути, а в этом тесте DDR1 смотрится весьма достойно, хотя и теряет первенство.

Теперь – несколько типичных и бескомпромиссных игровых 3D тестов.

Вот, собственно говоря, что и требовалось доказать. Да, в игровых приложениях та же картина – если у вас нет возможности прикупить DDR2-800, лучше в это дело пока не ввязываться. Даже при её использовании прирост производительности не выходит за рамки пределов погрешности измерения.

Итоги и выводы

Итак, комом ли вышел первый DDR2 блин от AMD? Несмотря на множество "но", неудачным этот дебют назвать нельзя. Хотя бы потому, что на уже имеющейся в рознице компонентной базе можно добиться вполне приемлемых результатов, хоть и незначительно, но превышающих возможности предыдущего поколения.

Другое дело, стоит ли торопиться с покупкой Socket AM2 системы прямо сейчас. Новые равночастотные процессоры как правило чуть дороже, нежели их Socket 939 аналоги, и вряд ли их TDP, снизившийся с 89 Вт до, например, 65 Вт (35 Вт версии ещё дороже) - такой уж сильный стимул менять систему.

А что же цены на память? Где и как закупаться - это, конечно, личное дело каждого, но судя по текущим ценам, покупка модулей DDR2-800 обойдётся примерно на треть дороже нежели такого же комплекта DDR2-667, и лишь примерно на 10% будет дешевле купить DDR400 с CL2. Вот DDR2-533 обойдётся дешевле чуть ли не вполовину, но судя по тестам, кому она даром нужна-то, в привязке к Socket AM2.

И всё же апгрейдится или по крайней мере по возможности переходить на новую платформу смысл есть уже сейчас. Не возьмусь аппроксимировать результаты сегодняшних тестов на старшие модели процессорного ряда Socket AM2 с полной уверенностью, но всё же начинать думать о замене платформы стоит хотя бы потому, что Socket AM2, по всем приметам, приходит к нам относительно надолго. По крайней мере, следующая ревизия ядра - Rev. G, анонс которой обещан на декабрь 2006, точно будет выпускаться под Socket AM2. Наряду с переходом на новый 65 нм техпроцесс у новых ядер ожидаются определённые усовершенствования вычислительных модулей и дальнейшая оптимизация кэша, что не может не сказаться на производительности.

Также вполне очевидно, что количество анонсов новых "оверклокерских" – да что там говорить, и обычных DDR модулей в ближайшее время катастрофически приблизится к нулю. И действительно, куда их теперь – разве что для платформы VIA EDEN, так там больших скоростей никогда не требовалось. В общем, теперь переход индустрии на DDR2 можно вполне назвать если не законченным, то уж вполне делом решённым, это точно. А практически полным этот переход, я так думаю, можно будет считать ближе к Новому Году, и вряд ли и без того дорожающую DDR1 спасут даже недорогие Socket 939 процессоры Sempron.

И, наконец, ответ на ещё один интересный вопрос. Действительно ли был смысл AMD "выжидать" массовое появление памяти DDR2-800, чтобы эффектно выпустить ядро с поддержкой этого типа памяти, или всё же Socket AM2 чипам стоило появиться раньше, дабы болезненный переход на новый процессорный разъём к этому времени уже был бы позади? Те, кто хотя бы по диагонали пробежали наш материал, могут лишь усмехнуться, отвечая на этот вопрос. Да уж, время в AMD "тянули" не зря. Обратной и весьма приятной стороной такой задержки стала отличная готовность индустрии, особенно, производителей системных плат, к выходу в розницу. Всё уже давно проверено-перепроверено и по сути, остановка была за малым - за сегодняшней отмашкой AMD...

Автор: Владимир Романченко, Дмитрий Софронов
Источник: www.3dnews.ru