Прошло уже почти полгода с момента представления платформы AMD с эволюционным Socket 939, а совсем недавно были объявлены и новые модели для него — Athlon 64 4000+ и Athlon 64 FX-55. От своих предшественников они отличаются прежде всего возросшей частотой. Влияние этого параметра на скорость в общем очевидно.
Однако в настоящий момент компания AMD выпускает множество моделей, которые отличаются не только частотой, но и объемом L2-кэша, возможностями контроллера памяти, так что выбор процессора по этим параметрам достаточно сложен. Особенно если учесть, что стоимость одинаковых по частоте моделей может отличаться более чем в два раза.
Учитывая возрастающую популярность этой платформы, нам показалось интересным провести сравнение всех возможных процессоров AMD64 с частотой 2,4 ГГц и попробовать разобраться, как и на какие приложения влияют указанные выше параметры чипа.
К сожалению, последние анонсы процессоров внесли некоторую неразбериху в стройные ряды продуктов AMD и поэтому (уже в который раз) напомним расшифровку OPN-номеров (на примере Athlon 64 3200+ с кодом ADA3200AEP5AP).
| OPN-номера процессоров AMD K8 | ||
| ADA | Тип | OSA: AMD Opteron OSB: Opteron (30W) OSK: Opteron (55W) ADA: Athlon 64 ADAFX: Athlon 64 FX SDA: Sempron |
| 3200 | Индекс/рейтинг, зависит от модели | |
| A | Разъем | A: 754 C: 940 D: 939 |
| E | Напряжение питания | C: 1,55 В E: 1,50 В I: 1,40 В M: 1,30 В Q: 1,20 В S: 1,15 В |
| P | Макс. температура корпуса процессора | P 70°C |
| 5 | Объем кэша L2 | 3: 256 КБ 4: 512 КБ 5: 1 МБ |
| AP | Ревизия ядра | AP: C0 AR: CG AX: CG AW: CG |
Данная таблица имеет свойство расширяться с выходом новых моделей. Причем новые значения могут появляться во всех полях. Например, достаточно свежий AMD Sempron 3100+ имеет маркировку SDA3100AIP3AX.
Приведенная далее таблица рейтингов не является полной, однако все современные модели в ней представлены.
Таблица рейтингов AMD Athlon 64 | |||
| Номер модели | Частота | Объем кэша L2 | Разъем |
| 4000+ | 2,4 ГГц | 1 МБ | 939-pin |
| 3800+ | 2,4 ГГц | 512 КБ | 939-pin |
| 3700+ | 2,4 ГГц | 1 МБ | 754-pin |
| 3500+ | 2,2 ГГц | 512 КБ | 939-pin |
| 3400+ | 2,4 ГГц | 512 КБ | 754-pin |
| 3200+ | 2,0 ГГц | 1 МБ | 754-pin |
| 3200+ | 2,0 ГГц | 512 КБ | 939-pin |
| 3000+ | 2,0 ГГц | 512 КБ | 754-pin |
| 3000+ | 1,8 ГГц | 512 КБ | 939-pin |
Интересно отметить, что рейтинг, хотя и служит оценкой производительности, в то же время не дает однозначной информации о параметрах процессора. Например Athlon 64 3400+ есть и в варианте 2,2 ГГц/1 МБ L2. Аналогично и с 3200+ и 3000+. К счастью, цифра, которая показывает объем кэша L2, легко может быть найдена в маркировке.
Еще большую путаницу вносит то, что бывают не только разные модели, имеющие одинаковый рейтинг, но и наоборот — по существу одинаковые процессоры могут иметь разные имена. Например, Athlon 64 FX-51 и Opteron 148, Athlon 64 FX-53 и Athlon 64 4000+.
Итак, для данной статьи мы подобрали процессоры архитектуры AMD64 с частотой 2,4 ГГц для всех современных сокетов. Ими стали:
- ADAFX53CEP5AT: AMD Athlon 64 FX-53, 2,4 ГГц, Socket 940, L2 1 МБ (Н/Д(0))
- ADAFX53DEP5AS: AMD Athlon 64 FX-53, 2,4 ГГц, Socket 939, L2 1 МБ (Н/Д(0))
- ADA3800DEP4AW: AMD Athlon 64 3800+, 2,4 ГГц, Socket 939, L2 512 КБ (Н/Д(0))
- ADA3700AEP5AR: AMD Athlon 64 3700+, 2,4 ГГц, Socket 754, L2 1 МБ (Н/Д(0))
- ADA3400AEP4AR: AMD Athlon 64 3400+, 2,4 ГГц, Socket 754, L2 512 КБ (Н/Д(0))
В скобках приведена примерная стоимость продукта в Москве по данным сайта www.price.ru.
Кроме того, в тестах участвует «старый» процессор Athlon 64 3400+ ADA3400AEP5AP (Н/Д(0)) с параметрами 2,2 ГГц, Socket 754, L2 1 МБ. Также мы попробовали сделать 3400+ из 3800+ — просто установив только один модуль памяти. Результаты совпали настолько, что приводить их просто не имеет смысла.
Данные шесть процессоров помогут нам оценить требования со стороны приложений к таким характеристикам процессоров, как объем кэша L2, двухканальность и регистровость памяти. Формально есть еще одно отличие — скорость внешнего HT-линка, так что в некоторых тестах возможно и влияние этого параметра.
Анализ продуктов под Socket 939 мы уже проводили ранее, здесь же кратко упомянем его особенности:
- двухканальная работа с обычной (не регистровой) памятью DDR400;
- поддержка частоты HT-линка в 1 ГГц.
Отметим, что в этой статье используются данные, полученные по нашей «старой» методике. Дополнительно на диаграммы мы добавили результаты процессоров Intel Pentium 4 с частотой 3,4 ГГц на ядрах Prescott и Northwood на платформе i875 с двухканальной памятью DDR400. Однако анализировать их результаты мы не будем, поскольку это уже было сделано ранее. Здесь же можно просто оценить их скорость по сравнению с многочисленным семейством K8.
Тестовый стенд
- Процессоры:
- AMD Athlon 64 3400+ (2,2 ГГц), Socket 754
- AMD Athlon 64 3400+ (2,4 ГГц), Socket 754
- AMD Athlon 64 3700+ (2,4 ГГц), Socket 754
- AMD Athlon 64 FX 53 (2,4 ГГц), Socket 940
- AMD Athlon 64 FX 53 (2,4 ГГц), Socket 939
- AMD Athlon 64 3800+ (2,4 ГГц), Socket 939
- Intel Pentium 4 3,4E ГГц (Prescott), Socket 478
- Intel Pentium 4 3,4 ГГц (Northwood), Socket 478
- Системные платы:
- ABIT KV8-MAX3 (версия BIOS 17), Socket 754
- ASUS A8V Deluxe (версия BIOS 1003 beta 023), Socket 939
- ASUS P4C800 Deluxe (версия BIOS 1016), Socket 478
- ASUS SK8N (версия BIOS 1004), Socket 940
- Память:
- 2x512 МБ PC3200 DIMM DDR SDRAM TwinMOS (2-2-2-5)
- 2x512 МБ PC3200 DIMM DDR SDRAM Registered Corsair (2-2-2-5)
- Видео: Manli ATI Radeon 9800Pro 256Mb
- HDD: Western Digital WD360, SATA, 10000 об/мин, 36 ГБ
Системное программное обеспечение:
- Windows XP Professional SP1
- DirectX 9.0b
- ATI Catalyst 3.9
- Intel Chipset Installation Utility Intel 5.1.1.1002
- VIA Hyperion 4.51
- VIA SATA драйвер 2.10a
- NVIDIA UDP 3.13
RightMark Memory Analyzer
Тестирование начнем с проверки скорости работы с памятью в программе RMMA. Эти синтетические тесты для тестируемых процессоров помогут убедиться, что все системы функционируют в своих штатных режимах без потери скорости.
Необходимость такой проверки была вызвана тем, что первые тесты процессоров степпинга CG показали неожиданно низкие результаты на некоторых материнских платах. Детально исследовав ситуацию, мы пришли к выводу, что «не все BIOSы одинаково полезны». Дело в том, что процессоры нового степпинга (в отличие от прошлого — C0) имеют возможность работы с более чем двумя модулями памяти на частоте 400 МГц. Однако для этого используется специальный режим «2T Command Rate», который повышает надежность работы с большим количеством банков, однако существенно снижает скорость записи в память: тесты показали всего около 2600 МБ/с вместо положенных 3200 МБ/с. Естественно, что это снижение привело и к провальным результатам тестов в реальных приложениях.
Проблема оказалась в версиях BIOS, используемых в тестируемых материнских платах. Несмотря на то, что устанавливались всего два модуля и использовались оптимизированные настройки, параметр 2T Command Rate оказывался включенным. Иногда проблема решалась его принудительным отключением (на стабильности ПК в тестах это не сказалось), а в самых тяжелых случаях приходилось отключать его с использованием программы wpcredit. Попутно была обнаружена еще одна тонкость в конфигурировании встроенного контроллера процессоров семейства К8. При использовании более чем одного банка памяти (а обычно их бывает два, четыре или восемь), можно использовать режим чередования, который может добавить еще несколько процентов скорости. При этом одни версии BIOS просто автоматически его включают, а другие даже не имеют соответствующего пункта в BIOS SETUP. К сожалению, этот режим невозможно включить «на ходу», однако проверить его состояние при некоторой сноровке можно (например, той же wpcredit).
Первая диаграмма — скорость чтения из памяти. Мы видим четкое разделение продуктов от AMD по встроенному контроллеру памяти на поддерживающие одноканальный и двухканальный режимы работы. Отметим, что измеренная скорость чтения очень близка к максимуму.
Интересно, что скорость чтения больше (на 1,6%) у процессора Athlon 64 FX-53, оснащенного регистровыми модулями памяти, чем у новой модели для Socket 939, работающей с обычными модулями. С другой стороны, отличие не столь значительно, чтобы на него обращать особое внимание. Посмотрим, что будет в остальных тестах.
Вторая диаграмма — скорость записи, практически повторяет первую. Точно так же продукты AMD разбились на две группы. И в этот раз новому Athlon 64 FX-53 не повезло — он отстает на 1,68% от предшественника.
Третья и четвертая диаграммы показывают латентность работы с памятью для тестируемых процессоров. В этот раз мы, наконец, видим значительную разницу для моделей с регистровой и нерегистровой памятью. Для Athlon 64 FX-53/940 задержки значительно больше. Посмотрим, как это отразиться на тестах в реальных приложениях, к которым мы сейчас приступаем.
* результаты для процессоров Pentium 4 получены в версии RMMA 3.2 по методике, описанной в этой статье.
3ds max
Из процессоров AMD64 в лидерах Athlon 64 FX-53, причем на старом сокете. Остальные результаты показывают, что для 3dsmax в целом зависимость идет только от тактовой частоты ядра (в рамках одной архитектуры), а двухканальность памяти и объем L2-кэша не играют существенной роли.
Lightwave
Результат еще более показателен, чем у 3dsmax, — частота, частота и еще раз частота. Так что если вы покупаете процессор для работы именно в этих программах, можно неплохо сэкономить: стоимость Athlon 64 3400+ почти в три раза меньше, чем Athlon 64 FX-53.
LAME
Вот и в третий раз мы видим приложение, которому интересна только частота. Все процессоры AMD64 с одинаковой частотой показывают совершенно идентичные результаты.
DivX
Ох… уже не понятно, как это комментировать. В этом тесте определяющим фактором снова является частота. Хотя есть и небольшая зависимость от скорости работы с памятью (одноканальные решения проигрывают около 3%).
Windows Media Video 9
Продолжаем … «Картина полностью идентична предыдущей» (C).
Canopus ProCoder
А в этой программе чуть интереснее — видна сильная зависимость скорости кодирования от объема L2-кэша: Athlon 64 FX-53 почти на 6% быстрее, чем Athlon 64 3800+.
Mainconcept MPEG Encoder
Продолжаем считать приложения, чувствительные только к частоте ядра (конечно с оговоркой «для одной архитектуры»). Это уже шестое…
(Win)RAR
В тесте (Win)RAR самыми быстрыми являются процессоры с большим кэшем (переход с 512 КБ на 1 МБ «стоит» 6% скорости). И частота, как всегда, дает очень заметный эффект. Интересно, что процессоры с одинаковым рейтингом 3400+ дают и одинаковые результаты в этом тесте.
7-zip
Картина результатов этого теста просто радует глаз — нет ни одной пары близких результатов, кроме Athlon 64 FX-53 на 940 и 939 сокете. И можно сказать, что 7zip хочет всего — и частоты, и кэш-памяти побольше, и доступ к оперативной памяти двухканальный. А максимальный разброс результатов среди 2,4-гигагерцовых процессоров составил более 15%.
Игры
Наконец мы видим рост скорости из-за отказа от регистровых модулей у Athlon 64 FX-53! Конечно, 2–3% по современным меркам совсем не много, однако приятно, когда практика хоть немного согласуется с теорией.
Кроме того, в играх наблюдается значительный эффект от использования двухканальных контроллеров памяти у Athlon 64 FX-53 и Athlon 64 3800+. От объема L2-кэша скорость в играх зависит меньше. Как и в тесте Win(RAR), в игре Serious Sam 2 процессоры с рейтингом 3400+ имеют одинаковые результаты.
Заключение
Мы рассмотрели зависимость скорости в различных приложениях от частоты, объема L2-кэша, контроллера памяти на примере процессоров семейства AMD K8. Конечно, для других моделей результаты могут отличаться, однако если код будет тем же самым (то есть не будет сильно оптимизирован, например, под Pentium 4), то, скорее всего, и результаты сравнения Celeron с Pentium 4 и чипсетов i865/i848 будут аналогичны.
В качестве заключения приведем таблицу, в которую сведем вместе все полученные результаты. В ячейках стоит % роста скорости. Указаны только цифры, большие 3 по абсолютному значению.
| Частота (3700+ против 3400+(2,2/1M)) | Объем кэша L2 (3700+ против 3400+) | Двухканальный контроллер (3800+ против 3400+) | (Не)регистровость памяти (FX-53 (939) против FX-53) | |
| RMMA 3.1 memory read | 98,1 | |||
| RMMA 3.1 memory write | 98,2 | |||
| RMMA 3.1 d-cache latency, minimal | 15,9 | |||
| RMMA 3.1 d-cache latency, maximal | 13,6 | |||
| 3DStudioMAX | 9,8 | |||
| Lightwave 7.5 | 9,1 | |||
| Lame | 9,2 | |||
| Divx | 8,9 | |||
| Wmv9 | 8,9 | |||
| canopus | 7,3 | 4,5 | ||
| mainconcept | 9,2 | |||
| 7zip | 9,4 | 5,0 | 9,6 | |
| Rar | 6,0 | 6,0 | ||
| RtCW | 5,4 | 3,6 | 7,1 | 3,5 |
| Serious Sam : TSE | 5,3 | 5,1 | 6,6 | 3,1 |
| UT2003 | 7,0 | 5,3 | 4,9 |
Как мы и писали ранее, в целом больше всего на скорость влияет частота. При этом зависимость у многих протестированных приложений по данному параметру почти линейная. Для некоторых задач важным является двухканальный контроллер памяти, здесь отличились 7zip и все три игры. Объем кэша L2 существенно влияет на скорость в программе Canopus ProCoder, архиваторах и играх. Использование процессорами для Socket 940 регистровых модулей памяти на скорости сказывается мало. Только две игры показали на 939-й версии процессора результат, на 3,1–3,5% больший.
Конечно, мы уже неоднократно видели, что профессиональные приложения 3dsmax и Lightwave зависят исключительно от частоты ядра, однако факт, что для работы с ними можно использовать не самый дорогой процессор, продолжает радовать :)
