Процессоры AMD Athlon 64 и Athlon 64 FX


«— И все-таки не зря мы ждали, мужики!»
известная реклама

Первые процессоры архитектуры AMD64 появились еще в апреле этого года. Тогда компания AMD представила серверные модели Opteron серии 200. Их можно было использовать в одно- и двухпроцессорных конфигурациях. К сожалению частоты представленных процессоров (1,4—1,8 ГГц) сначала не очень порадовали пользователей. Однако благодаря своей уникальной архитектуре Opteron показал неплохие результаты. К осени модельный ряд Opteron расширился за счет как новых частот, так и новых серий. Сегодня AMD предлагает уже три серии процессоров для применения в одно- (серия 100), двух- (серия 200) и четырех- или восьмипроцессорных (серия 800) системах. Максимальная частота для процессоров Opteron сейчас составляет 2 ГГц (модели XX6).

Однако «не серверами едиными», и рынок ждал и даже требовал показать что-то действительно новое, массовое, недорогое — для всех. Масса слухов и предположений о частоте, сокете, объеме L2 кэша и даже названии новых настольных процессоров будоражили воображение. И вот в последней трети сентября AMD наконец раскрыла свои планы завоевания рынка.

Итак, 23 сентября официально представлены модели для настольных ПК:

  • AMD Athlon 64 3200+
  • AMD Athlon 64 FX-51

Кроме того, объявлено о выпуске процессоров для ноутбуков (класса DTR (DeskTop Replacement), класса замены настольному ПК) с рейтингами 3000+ и 3200+, но поскольку они отличаются от Athlon 64 только отсутствием закрывающей кристалл крышки, то особо про них пока говорить не будем, а просто чуть позже опубликуем статью и про такой процессор. Отметим только, что мобильная технология динамического изменения частоты и напряжения Cool'n'Quiet может быть задействована у всех процессоров архитектуры AMD64, дело только за поддержкой такой функциональности материнской платой. И конечно, пока процессоры Mobile Athlon 64 могут использоваться только в DTR-системах: они потребляют до 89 Ватт — например, версия 3000+ потребляет 81 Вт. Кстати этот показатель у Opteron составляет 85 Вт для младших моделей и 89 Вт для 2,0 ГГц и выше (это же касается и Athlon 64/Athlon 64 FX) — для процессоров архитектуры AMD64 всех линеек потребляемая мощность определяется исключительно частотой.

Итак, попробуем теперь расставить все по своим местам. Для начала советуем прочитать наши прошлые материалы по архитектуре AMD64:

Поскольку про процессоры Opteron уже сказано и написано достаточно много, опишем новые продукты в виде отличий от них, благо ядра у всех практически одинаковые.

Процессор с названием Athlon 64 использует Socket 754 и имеет одноканальный интегрированный контроллер памяти с поддержкой DDR400 (не регистровой!). Он пришел на смену Athlon XP, который постепенно будет вытесняться с рынка. Несмотря на то что индекс производительности у нового процессора совпадает с максимальным у предшественника (а частота даже меньше), значительные отличия в архитектуре позволяют надеяться, что он будет превосходить Athlon XP 3200+ в скорости.

С Athlon 64 FX все еще проще — на момент анонса он отличался от Opteron только частотой, которая для модели FX-51 составляет 2,2 ГГц. Конечно, формально есть и отличие в поддержке памяти DDR400, однако, как мы увидим в дальнейшем, это не считается :). Этот процессор AMD позиционирует как high-end настольную модель. Хотя если учесть ее полную взаимозаменяемость с Opteron (в однопроцессорных системах), то становится ясно, что «позиционирование» это очень шаткое, и легко может быть проигнорировано особо сообразительными покупателями. :)

Несмотря на то что между контактами в сетке у обоих сокетов одинаковое расстояние в 1,27 мм, Socket 754 не является подмножеством Socket 940, поскольку его контакты расположены в квадрате 29 на 29 мм против 31 на 31 мм у 940-го. Поэтому в отличие от, например, известной пары i865/i875 и i848 производителям придется создавать разный дизайн плат для этих продуктов.

Однако оба сокета используют одинаковую систему крепления охлаждающих устройств.

Основание, на которое собственно и крепится кулер, состоит из двух частей: металлической подложки и пластмассовой рамки, которые располагаются с разных сторон материнской платы и скрепляются двумя винтами. Сам кулер крепится на рамку на две мощные защелки.

Кулеры, которые мы использовали, имели медное основание и приваренные медные ребра. Конструкция аналогична известным моделям Thermaltake Volcano 7+/11+. Кстати, по обилию знаков этой торговой марки на разных частях боксового кулера можно предположить, что именно эта компания помогала AMD в разработке систем охлаждения новых процессоров. Размеры у разных моделей немного отличались. У боксовой версии от Opteron 240 (без проблем работающей и с более быстрыми процессорами, включая Opteron 146) использовалось основание размером 55x75x5 мм и 46 ребер площадью по 12 см2. Вентилятор от Delta размером 70x70x15 мм модели AFB0712HBB имел встроенный термодатчик для регулировки оборотов (максимальное значение — 4300 об/мин). Вариант от Thermaltake имел другие параметры: основание 65x60x4 и 36 ребер по 18 см2, вентилятор тот же, но уже без датчика. Кроме цельномедных версий была и одна алюминиевая с медным цилиндром внутри. Кроме того, возможно использование и Zalman CNPS7000-Cu (однако он крепится винтами и поэтому для частых замен не очень удобен).

В принципе, дизайн кулера предполагает, что он немного обдувает и расположенные рядом с процессором модули памяти, однако одна из использованных версий имела ориентацию ребер вдоль длинной стороны сокета и поэтому (по крайней мере, на протестированных платах) непригодна для этой цели.

Что касается шума, то все вентиляторы очень тихие (для Delta паспортный уровень шума составляет 38,5 дБА при максимальных оборотах). Так что с этой точки зрения у новых продуктов AMD все в порядке, несмотря на то что количество транзисторов в ядре у них почти в два раза больше, чем у Athlon XP (105,9 млн. против 54,3).

Приведем сводную таблицу параметров старых и новых процессоров, которые претендуют на место в системном блоке настольного ПК. Opteron тут смотрится, конечно, несколько чужеродно, и приведен, скорее, для наглядного сопоставления с Athlon 64 FX. Однако и цена на модели серии 100 не такая страшная — от $250.

  Athlon XP Athlon 64 Athlon 64 FX Opteron Pentium 4
 
сокет Socket A Socket 754 Socket 940 Socket 940 Socket 478
рейтинг/модель 3200+ 3200+ FX-51 146  
частота 2,2 ГГц 2,0 ГГц 2,2 ГГц 2,0 ГГц 3,2 ГГц
шина 3,2 ГБ/с 6,4 ГБ/с 6,4 ГБ/с 6,4 ГБ/с 6,4 ГБ/с
память, скорость 6,4 ГБ/с* 3,2 ГБ/с 6,4 ГБ/с 5,3 ГБ/с 6,4 ГБ/с*
L1 I: 64КБ
D: 64 КБ
I: 64КБ
D: 64 КБ
I: 64КБ
D: 64 КБ
I: 64КБ
D: 64 КБ
I: 12000 мОп
D: 8 КБ
L2 512 КБ 1024 КБ 1024 КБ 1024 КБ 512 КБ

* определяется чипсетом

Несмотря на то что в этой таблице приведены официальные данные, в ней есть неточность — на самом деле процессоры Opteron (мы проверили как модели ранней ревизии — B3, так и последней — C0) прекрасно работают и с памятью DDR400! Дело, оказывается, только в том, что регистровых модулей с такой скоростью в апреле еще не было. Да и валидация памяти для серверных систем — процесс небыстрый. Будем считать, что AMD просто перестраховалась.

Что касается дальнейших планов компании, то тут можно предположить только одно — частоты будут повышаться. Для предыдущей архитектуры (ядро Barton) была достигнута отметка в 2,2 ГГц, а Athlon 64 FX с этого начинает. Так что можно надеяться, что будут и следующие, более быстрые процессоры, но революционная часть на этом завершена. Следующий большой шаг — переход на технологию 90 нм.

Внешне процессоры практически не отличаются друг от друга. Только у Athlon 64 корпус аналогичен последним «зеленым» Athlon XP с органическим основанием, а у Athlon 64 FX и Opteron он керамический. И конечно, все они закрыты металлической крышкой.

Что касается маркировки, то тут одним предложением не обойдешься :), но попробуем, исходя из текущей информации, хоть что-то расшифровать. Заметим, что эта информация не является строго официальной, поэтому в дальнейшем возможны изменения и дополнения.

Мы имели дело со следующими процессорами:

  • Opteron 240: OSA240CCO5AH
  • Opteron 244: OSA244CEP5AL
  • Opteron 146: OSA146CEP5AK
  • Athlon 64 FX-51: ADAFX51CEP5AK
  • Athlon 64 3200+: ADA3200AEP5AP

Итак, первая буква говорит о бренде: O — Opteron, A — Athlon 64. Вторая — о применении: S — Server, D — Desktop. Конечно, пока у нас есть только комбинации OS и AD, но кто знает, может, AMD выпустит и серверный Athlon 64? :-)

Третья буква по некоторым источникам определяет некий «Power Limit». Однако подробных объяснений пока нет, да и все протестированные процессоры имеют здесь букву «A», так что по этому параметру их пока не различишь.

Наконец, четвертым пунктом у нас идет номер модели. Для Opteron это три цифры, первая — номер серии, вторая пока равна четырем, а последняя, всегда четная, определяет частоту: от «0» для 1,4 ГГц до «6» для 2,0 ГГц. У Athlon 64 мы видим здесь индекс производительности в виде четырех цифр, которые соответствуют названию конкретной модели. Аналогичная ситуация и с Athlon 64 FX.

Далее следует вариант исполнения корпуса: A — 754-контактный OuPGA с крышкой (для Athlon 64), B — 754-контактный OuPGA без крышки (мобильный Athlon 64) и C — 940-контактный CuPGA тоже с железной крышкой у Opteron и Athlon 64 FX.

Следующая буква показывает напряжение ядра. Для первой модели Opteron, которую мы тестировали, оно составляет 1,55 В (буква C), а для всех остальных — 1,50 В (буква E). Предусмотрено использование букв через одну до Y, которая соответствует значению 1,00 В.

Седьмой показатель определяет рабочую температуру процессора. «O» соответствует 69°C, «P» — 70°C. Следующие по алфавиту буквы обозначают большую температуру, вплоть до «Z» — 105 градусов по Цельсию.

Последняя цифра показывает объем L2 кэша процессора: 1 — 64 КБ, 2 — 128 КБ, 3 — 256 КБ, 4 — 512 КБ, 5 — 1 МБ. Как легко убедиться, у представителей архитектуры AMD64 меньше одного мегабайта кэша пока нет.

Ну и, наконец, две последние буквы определяют степпинг, ревизию, сокет, количество когерентных шин HT и все такое. Главное запомнить, что если буквы старше AI, то это степпинг C0 или выше.

В общем, самыми важными (и простыми для запоминания :-)) являются первые три буквы, которые определяют серверный или настольный процессор, и, конечно, индекс модели, который показывает производительность в единицах, известных только самому производителю. :-)

Поскольку производительность — не единственное, что интересует покупателей, то сообщим и цены, по которым компания планирует продавать новые продукты: $417 за Athlon 64 3200+ и $733 за Athlon 64 FX-51 (мобильные процессоры пойдут за $417 и $278 за модели 3200+ и 3000+ соответственно). В целом, цены на уровне high-end настольных процессоров, но вот до желанных «$64 за 64 бита!» еще очень и очень далеко. С другой стороны, это лишь начало, и можно ожидать значительного снижения цен в ближайшие месяцы, однако сейчас все это только для очень нетерпеливых. Ну а количество проданных процессоров будет определяться и результатами, которые они покажут в тестах производительности.

Как вы помните, AMD еще во время представления Athlon XP опубликовала список приложений, которые использовались ею для присвоения рейтингов. Но вот использованием даже не рейтинга, а кодового имени (FX-51) у настольного процессора компания еще раз подчеркнула свой оригинальный подход к понятию «производительность».

Современная версия списка приложений, используемых для оценки скорости, выглядит так:

Productivity eTesting Labs inc. Business Winstone 2001
eTesting Labs inc. Business Winstone 2002
BAPCo SYSmark 2001 Office Productivity
Media Computing eTesting Labs inc. Content Creation Winstone 2002
eTesting Labs inc. Content Creation Winstone 2003
RAW AVI to MPEG2 (Bbmpeg, AVItoMPEGg2)
XMPEG 5.0 patched / DivX (5.03 Pro bundle) MPEG2 to MPEG4
RazorLAME 1.1.5 MP3 encoder
BAPCo SYSmark 2001 Internet Content Creation
WinRAR
3D Gaming Futuremark Corporation 3DMark 2001SE (D3D Hardware T&L)
Futuremark Corporation 3DMark 2001SE (D3D Software T&L)
Futuremark Corporation 3DMark 2003 Hardware
Futuremark Corporation 3DMark 2003 Software
Futuremark Corporation 3DMark 2003 CPU
Aquamark (1024x768)
Commanche 4 Demo (1024x768x32)
Half-Life Smokin' (1024x768x32)
Jedi Knights II demo (1024x768x32)
QuakeIII Demo2 (1024x768x32)
Return to Castle Wolfenstein 3D (1024x768x32)
Serious Sam: Karnak: Peaceful Night Coup demo (1024x768x32)
Serious Sam: Second Encounter-Demo version (1024x768x32)
Unreal Tournment (1024x768x32)
Unreal Tournment 2003 Flyby
Unreal Tournment 2003 Botmatch
Splinter Cell (1_1_1)
Splinter Cell (1_1_2)
General Performance BAPCo SYSmark 2001 — Overall Performance

Безусловно, по сравнению с прошлым вариантом стало немного лучше — добавились популярные задачи типа кодирования медиаданных и архивирования. С другой стороны, обилие синтетических тестов типа SYSmark и Winstone немного смущает. Поскольку уже давно известно, что любой современный процессор с частотой порядка 2 ГГц в силах обеспечить достойную работу в современных офисных приложениях. Конечно, есть примеры получения по 1000 электронных писем с упакованными вложениями в день и постоянной проверки всего этого (включая двухгигабайтную почтовую базу) антивирусом, но в этом случае нужно апгрейдить не железо :-), да и указанная синтетика такую ситуацию не проигрывает.

Туда же выкидываем тесты 3DMark с «D3D Software T&L», поскольку если уж человек потратился на такой процессор и не стал покупать достойную видеокарту, то, видимо, он не играть на компьютере будет.

С некоторыми играми типа QuakeIII тоже не очень ясно — стоит ли покупать новый процессор для увеличения количества fps с 220 до 290? :-) Да и в руководстве по проведению тестов от AMD, бывает, проскакивает «Select «Preferences» to «Speed». С одной стороны, конечно, понятно, что не видеокарту хотим тестировать, но…

В общем, остается кодирование в MP3 (хотя… и так 5-10 минут на диск, зачем быстрее? :-)), преобразование в MPEG2 (но тоже непонятно, зачем это делать из RAW AVI? У всех диски большие и быстрые, чтобы хранить более полутора гигабайт за минуту?), а вот «MPEG2 в MPEG4» совершенно точно продолжает нервировать своей медлительностью.

Явно не хватает задач класса рендеринга и расчетных задач. Видимо, эти приложения компания относит уже к рабочим станциям. В целом, пожалуй, это правильно, поскольку, по многочисленным опросам, мощные ПК дома обычно используются сами знаете для чего :-). Однако позиционирование (опять это подозрительное слово :-)) процессора Athlon 64 FX легко может быть исправлено и в сторону «рабочих станций начального уровня», если он покажет в этих приложениях достойную скорость.

64-битные приложения и Windows XP for AMD64

Заранее хотим предупредить, что несмотря на цифры «64» в названии, действительно использовать 64-битные расширения на рабочих столах мы будем еще не скоро. Конечно, энтузиасты уже сейчас могут попробовать вкусить их, используя соответствующие версии Linux, однако реально массовое распространение 64-битного режима начнется только с выпуском компанией Microsoft своей ОС Windows для этой платформы. В настоящий момент компания работает над двумя версиями ОС — серверной и десктопной. Обе они уже существуют в виде бета-версий. У нас была возможность ознакомиться с пре-релизом Windows XP for AMD64.

полная картинка, 843КБ

Как вы видите на скриншоте, запуск обычного Microsoft Office XP, программы VirtualDub с кодеком DivX, файлового менеджера FAR прошли успешно. Чего нельзя сказать о графических приложениях. Несмотря на «полную совместимость», попытка запуска игр QuakeIII и Return to Castle Wolfenstein окончилась неудачей (игры не смогли настроить графическую систему). В то время как Serious Sam: The Second Encounter и Unreal Tournament 2003 Demo заработали без проблем. Что касается скорости, то на ее показатели в 3D-приложениях, которыми являются игры, очень большое влияние оказывают драйверы видеокарты. В данном случае Детонаторы NVIDIA версии 50.30 от мая этого года не хватали звезд с неба и показали 30-процентное падение скорости по сравнению с Windows XP Pro с драйвером 45.23. Видимо, именно портирование драйверов под новую систему (которое обязательно, поскольку драйвера в ней обязаны быть 64-битными) будет основной проблемой в первое время. Заметим, что ОС так их скрывает, что найти собственно файлы драйвера можно только вручную в проводнике. Попытка обнаружить их поиском в проводнике или файловом менеджере FAR окончилась неудачей. Есть и сомнения в версии используемого драйвера NVIDIA, поскольку в свойствах файла драйвера фигурирует цифра 50.40 и дата 8 августа этого года.

Конечно, и большинство консольных приложений тоже не должны иметь проблем с запуском под этой версией ОС. Исключение составляют программы, которые используют 16-битный код (например, в библиотеках), и те, что запускают для своей работы специальные системные драйверы, например, для доступа к аппаратным ресурсам (одна из таких программ — утилита для получения информации о процессоре, материнской плате и памяти, CPU-Z — не смогла показать полностью всю информацию под Windows XP for AMD64). Ну а о том, что скорость работы win32-приложений (не графических) в новой ОС по крайней мере не хуже, чем в 32-битной версии, говорит и тот факт, что показатели теста SPEC CPU2000, некоторые подтесты которого очень чувствительны к скорости памяти, практически не изменяются при работе в Windows XP for AMD64.

Чипсеты

Чипсеты для процессоров архитектуры AMD64 отличаются тем, что в случае десктопного применения они практически не влияют на скорость. Судите сами: память в таких системах подключается непосредственно к процессору, а единственный формально «толстый» потребитель информации — видеокарта — уже давно обзавелась своей объемной и быстрой памятью. Так что основные потоки информации циркулируют вне чипсета. Да, конечно, есть сеть и накопители, однако стандартные 100BaseTX требуют всего около 10 МБ/с, а жесткие диски хоть и совершенствуют интерфейс в направлении 150 МБ/с, но (также — для десктопов) сами по себе только приближаются к скоростям чтения с поверхности порядка 70—80 МБ/с.

Конечно, для рабочих станций у нас появляются и гигабитные сетевые контроллеры, и RAID-массивы на жестких дисках, однако это уже совсем другая история.

Еще одним интересным свойством чипсетов является их универсальность и масштабируемость. Поскольку с процессором(-ами) они общаются исключительно по стандартной шине HyperTransport, то, учитывая положительный опыт с Socket A, производители вполне могут рассчитывать на долгую жизнь своих разработок. Ну а то, что любой чипсет (по крайней мере, формально) может работать как с одним, так и с двумя и более процессорами, позволяет позиционировать один продукт на несколько рынков одновременно.

Однако у первого поколения настольных чипсетов есть и общий недостаток — они поддерживают только одну шину HT. Как вы помните по прошлым публикациям, чипсет AMD8000 отличается великолепными возможностями расширения, так как большинство чипов имеют две шины HT и могут подключаться последовательно (правда, «выходная» шина только восьмибитная). Поскольку HT в текущей редакции поддерживает скорость обмена до 6,4 ГБ/с, это позволяет не иметь узких мест для шести шин PCI-X, двенадцати PCI 2.2 64 бит/66 МГц или 48 обычных PCI 32 бит/33 МГц.

К сожалению, существующие решения не от AMD лишены таких возможностей, и область их применения ограничивается обычными ПК, а для перехода на следующий уровень производителям придется придумывать что-то новое.

Отметим, что помимо рассматриваемых сегодня продуктов от NVIDIA (nForce 3 Pro 150) и VIA (VIA K8T800), на рынок чипсетов для новых процессоров AMD также вышли изделия компаний ALI (ALi 1687) и SiS (SiS 755). Сейчас это двухчиповые решения, однако в планах стоят и одночиповые продукты. Кроме того, в будущем ожидается появление чипсетов с поддержкой шины PCI Express и 3GIO. К этому моменту и ATI обещает представить свои чипсеты, включая вариант с интегрированной графикой.

NVIDIA

Одним из первых чипсетов от сторонних компаний для процессоров AMD оказался NVIDIA nForce3 Pro 150. Это одночиповое решение сочетает в себе как мост для поддержки шин AGP и PCI, так и все стандартные для южного моста контроллеры:

  • 2 канала PATA/IDE с поддержкой UltraATA 133 и RAID
  • Fast Ethernet сетевой контроллер
  • 6 портов USB 2.0
  • AC'97 звуковой контроллер с поддержкой 5.1 и цифрового выхода

В следующую версию чипсета — с индексом 250 — планируется включить гигабитный сетевой контроллер, 2 порта PATA и 4 порта SATA. Ну а сегодняшние платы используют для SATA и Gigabit Ethernet внешние чипы.

В тестировании сегодня участвуют материнские платы на этом чипсете: ASUS SK8N для Socket 940 и Gigabyte K8NNXP для Socket 754.

Поскольку основная тема статьи — новые процессоры, то здесь приведем только краткие характеристики плат, а подробное сравнение оставим до следующего раза.

Плата ASUS SK8N

big picture, 500k
Gigabyte K8NNXP

big picture, 500k
Чипсет NVIDIA nForce3 Pro 150 NVIDIA nForce3 Pro 150
Поддержка процессоров Socket 940,
AMD Opteron, Athlon 64 FX
Socket 754,
AMD Athlon 64
Разъемы памяти 4 DDR
до 4 ГБ
3 DDR
до 3 ГБ
Слоты расширения AGP/ 5 PCI AGP/ 5 PCI
Порты ввода/вывода 1 FDD, 2 COM (один на планке), 1 LPT, 2 PS/2 1 FDD, 2 COM, 1 LPT, 2 PS/2
USB 4 USB 2.0 + 1 разъем на 2 USB 2.0 2 USB 2.0 + 2 разъема по 2 USB 2.0
FireWire 2 порта (один на планке, внешний контроллер TI) 3 порта (планки в комплекте, внешний контроллер TI)
Интегрированный в чипсет IDE-контроллер 2 порта PATA (ATA133) 2 порта PATA (ATA133)
Внешний IDE-контроллер Promise PDC20378 (1 порт PATA, 2 порта SATA) Silicon Image Sil3512 (2 порта SATA), GigaRAID IT8212 (2 порта PATA)
Звук AC'97-кодек Avance Logic ALC650 AC'97-кодек Avance Logic ALC658
Сетевой контроллер интегрированный Fast Ethernet интегрированный Fast Ethernet и внешний Gigabit Ethernet
I/O-контроллер ITE IT8712F-A ITE IT8712F-A
BIOS 4 Мбит
AMI BIOS
4 Мбит
AwardBIOS v6.00PG
Форм-фактор, размеры ATX, 30,5x24,5 см ATX, 30,5x24,4 см

Отметим, что у процессоров Athlon 64 есть некоторое ограничение в плане скоростей и объема памяти, вызванное применением нерегистровых модулей. В частности, на частоте 400 МГц можно использовать только 2 модуля, что ограничивает максимальный объем оперативной памяти в этом случае до 2 ГБ.

Как это обычно и бывает, первые продукты для новой архитектуры производитель старается «набить» по максимуму, считая, что у первых покупателей денег много и они могут себе позволить потратить значительную сумму. Так вышло и с SK8N и K8NNXP. Сейчас их можно приобрести примерно за $200. Конечно, для массового рынка это слишком много. Безусловно, вскоре мы увидим и версии без контроллеров FireWire и SATA, которые будут дешевле. Да и ежедневные анонсы других производителей говорят о будущей конкуренции на рынке плат для новых процессоров AMD, что также приведет к снижению цен.

VIA

Компания VIA тоже не смогла отказаться от такого свежего рынка и выпустила свой чипсет для новых процессоров AMD — VIA K8T800. Кстати, по первым обзорам Athlon 64 в Сети вы должны помнить и фантома с названием K8T400M (или даже K8М400 — с интегрированным видеоконтроллером), до массового производства плат на котором дело так и не дошло. Пока AMD откладывала выпуск своего настольного процессора, VIA выпустила новую версию своего чипсета :-) (хотя, скорее всего, просто переименовала старый).

В отличие от чипсета nForce3, он выполнен в почти классическом варианте — с северным и южным мостом, которые соединены шиной 8X V-Link с пропускной способностью 533 МБ/с (в некоторых источниках указывается цифра в 1 ГБ/с). В качестве high-end южного моста используется чип VT8237 (уже известный по платам на KT600), который поддерживает:

  • восемь портов USB 2.0
  • два порта Parallel ATA133/100/66 с поддержкой до 4 устройств
  • звуковые решения от VIA: VIA Vinyl 5.1 & Vinyl Gold 7.1
  • два порта SATA с поддержкой RAID (V-RAID: RAID 0, RAID 1, RAID 0+1, JBOD)
  • интегрированный 10/100 BaseT сетевой контроллер
  • подключение Gigabit Ethernet companion controller

Как одно из достоинств своего чипсета, компания представляет технологию Hyper8, за красивым названием которой скрывается поддержка режима шины HyperTransport между процессором и чипсетом 16 бит/800 МГц в обе стороны.

Действительно, у плат на nForce3 эти параметры составляют «всего» 8 бит/600 МГц в одну сторону и 16 бит/600 МГц в другую. Однако такое формально большое отличие не играет сегодня практически никакой роли, поскольку у любого чипсета под AMD64 единственным серьезным потребителем данных является видеоконтроллер на шине AGP, которая в настоящее время почти не загружена при реальной работе. Возможно, в будущем, для рабочих станций и серверов с шинами PCI-X и PCI Express это и будет важно, но сейчас несколько преждевременно. Поскольку BIOS платы на K8T800 позволяет настроить разрядность и частоту шины HT, то мы провели экспресс-тестирование в Return to Castle Wolfenstein и SPECviewperf и не выявили никаких отличий в скорости при работе в указанных режимах.

    

В тестировании принимали участие материнские платы ASUS K8V Deluxe и MSI K8T Neo для Socket 754. Результаты тестов плат практически совпадают. Для определенности на диаграммах приводятся показатели платы от ASUS. Но советуем относиться к результатам с осторожностью, так как использовались бета-версии BIOS, и с выходом релиза может многое измениться.

Плата ASUS K8V Deluxe

big picture, 500k
MSI K8T Neo

big picture, 500k
Чипсет VIA K8T800 + VT8237 VIA K8T800 + VT8237
Поддержка процессоров Socket 754,
AMD Athlon 64
Socket 754,
AMD Athlon 64
Разъемы памяти 3 DDR
до 3 ГБ
3 DDR
до 3 ГБ
Слоты расширения AGP/ 5 PCI/ ASUS WiFi AGP/ 5 PCI
Порты ввода/вывода 1 FDD, 2 COM (один на планке), 1 LPT, 2 PS/2 1 FDD, 1 COM, 1 LPT, 2 PS/2
USB 4 USB 2.0 + 2 разъема по 2 USB 2.0 4 USB 2.0 + 2 разъема по 2 USB 2.0
FireWire 2 порта (один на планке, внешний контроллер VIA) 2 порта (внешний контроллер VIA)
Интегрированный в чипсет IDE-контроллер 2 порта PATA (ATA133), 2 порта SATA 2 порта PATA (ATA133), 2 порта SATA
Внешний IDE-контроллер Promise PDC20378 (1 порт PATA, 2 порта SATA) Promise PDC20378 (1 порт PATA, 2 порта SATA)
Звук AC'97-кодек ADI AD1980 AC'97-кодек Avance Logic ALC655
Сетевой контроллер внешний Gigabit Ethernet (3Com) внешний Gigabit Ethernet (Realtek)
I/O-контроллер Winbond W83697HF Winbond W83697HF
BIOS 4 Мбит
AMI BIOS
4 Мбит
AMI BIOS
Форм-фактор, размеры ATX, 30,5x24,4 см ATX, 30,5x24,5 см

Как видно из таблицы, обе модели представляют собой типичные образцы high-end материнских плат. Обе используют внешние гигабитные сетевые адаптеры, звуковые 5.1-контроллеры позволяют подключать АС через оптический и коаксиальные цифровые выходы. Также впечатляет и возможное количество накопителей — по 6 подключается только к южному мосту и еще остается в запасе внешний ATA/RAID-контроллер.

Отметим, что на плате ASUS установлен специальный слот для подключения собственной карты беспроводного радиодоступа (идет в комплекте с Deluxe-версией) стандарта 802.11b (11 Мбит).

Конфигурации

Процессоры:

  • AMD Athlon XP 3200+
  • AMD Athlon 64 3200+
  • AMD Athlon 64 FX-51
  • AMD Opteron 146
  • Intel Pentium 4 3,2 ГГц

Материнские платы:

  • Athlon XP (Socket A): Albatron KX18D Pro II (nForce2 Ultra 400)
  • Athlon 64 (Socket 754): Gigabyte K8NNXP (nForce3 Pro 150), ASUS K8V Deluxe (K8T800)
  • Athlon 64 FX, Opteron (Socket 940): ASUS SK8N (nForce3 Pro 150)
  • Pentium 4 (Socket 478): ASUS P4C800 Deluxe (i875P)

Память:

  • два модуля по 256 МБ Kingmax DDR400 (2-3-3-5) для систем на Athlon 64, Athlon XP и Pentium 4
  • два модуля по 512 МБ от компании Legacy Electronics DDR400 ECC Registered (2.5-3-3-5) для систем на Athlon 64 FX-51 и Opteron (также использовалась как DDR333 с теми же таймингами), контроль ECC отключался в BIOS.

Видеокарта:

  • ATI Radeon 9800 Pro 256MB

Жесткий диск:

  • Western Digital WD360 (SATA, 10000 об/мин)

Программное обеспечение и драйвера:

  • Windows XP Pro SP1
  • DirectX 9.0b
  • набор драйверов для NVIDIA nForce3 версии 3.44
  • драйвера чипсета Intel версии 5.0.2.1003
  • видеодрайвер ATI CATALYST 3.7

Результаты тестов

Сначала отметим, что методика тестирования систем в этой статье отличается от использованной ранее. Так что сравнивать результаты напрямую нельзя. Тем более что мы поменяли и видеокарту.

Конечно, весь предложенный AMD список приложений мы использовать не стали. В этот раз мы рассмотрим игры, медиакодирование и архивирование, как наиболее процессороемкие приложения для настольных ПК.

Для повышения точности все тесты на реальных приложениях запускались минимум по три раза, и для отчета выбиралась медиана.

Игры

Для тестирования производительности в играх использовались следующие приложения:

  • Return to Castle Wolfenstein 1.41, id Software/Activision
  • Serious Sam: The Second Encounter 1.07, Croteam/GodGames
  • Unreal Tournament 2003 Demo 2206, Digital Extreme/Epic Games

Записанные в этих программах демо сцены (checkpoint, Grand Cathedral, botmatch-antalus, flyby-antalus) проигрывались в разных разрешениях с оптимизацией настроек «Качество», установленными в самой игре. В драйверах видеокарты не производилось никаких изменений кроме отключения VSync.

Отметим, что результаты показали высокую зависимость скорости от разрешения и, следовательно, от видеокарты. Только количество fps в сцене botmatch-antalus практически не снижалось при росте разрешения. Для отчета выбраны результаты в разрешении 1024x768. При игре в 800x600 разрыв между участниками будет больше, в то время как при 1600x1200 заметно сократится. А если использовать режимы антиалиасинга и анизотропии, то может так получиться, что разницы в результатах не будет совсем.

В этой, достаточно старой игре всегда были фаворитами процессоры компании Intel. Однако с выходом 64-битных процессоров от AMD ситуация сильно изменилась. Новые процессоры с частотой 2 ГГц идут наравне с Pentium 4 3,2 ГГц, а Athlon 64 FX пропорционально частоте увеличивает свой результат практически на 10% и выходит в лидеры.

Эта игра уже больше любит продукты AMD. И если ранее у нас был паритет между Athlon XP 3200+ и Pentium 4 3,2 ГГц, то теперь новые процессоры дружно вырываются вперед. Как и в прошлый раз, лидером является Athlon 64 FX-51.

Посмотрим также и на зависимость результатов от разрешения. На следующих двух диаграммах приводятся только данные по Athlon 64 FX-51 и Pentium 4 3,2 ГГц.



Мы видим, что RtCW является несложным заданием для ATI RADEON 9800 Pro, и результаты практически не зависят от разрешения. Преимущество Athlon 64 FX составляет от 10 до 6% в зависимости от разрешения.

Для Serious Sam: The Second Encounter ситуация другая — в разрешении 1600x1200 результаты систем практически совпадают, а вот при 800x600 разница составляет почти 30%.

В этой игре результаты в целом повторяют данные по Serious Sam: The Second Encounter. Однако разброс показателей в тесте flyby меньше и составляет всего 10%, в то время как в более сложном для процессора демо botmatch лидер выигрывает у конкурента уже 25%.

Для сравнения мы также провели тесты двух самых быстрых систем и с видеокартой NVIDIA GeForce FX 5900 Ultra (драйвер 45.23).

В целом расстановка сил сохраняется и в этом случае: Athlon 64 FX-51 выигрывает у Pentium 4 3,2 ГГц от 7,5% в RtCW до 26,7% в UT2003 botmatch.

Медиакодирование

Как и раньше, используются две популярные задачи: кодирование музыки в формат MP3 и видео в формат MPEG4(DivX). Однако в этот раз используются другие настройки и версии программ.

Для первой задачи мы взяли кодек Lame 3.93 и использовали три варианта настроек:

  • --preset standard -m s
  • --preset 192 -m s
  • --preset cbr 192 -m s

Все они создают файлы примерно одинакового размера со средним битрейтом 192 Кбит/с. В качестве исходного выступал WAV-файл длиной в 71 минуту (переписанный с CD-DA).

В этом тесте мы видим явную зависимость скорости кодирования от частоты, и Athlon XP 3200+ легко обгоняет все новые процессоры AMD с частотой 2,0 ГГц и даже немного опережает Athlon 64 FX-51. А в лидеры со своими 3,2 ГГц выходит продукт от Intel. Отрыв его от ближайшего преследователя составляет около 10%.

Кодирование видео в DivX (кодек версии 5.1) производилось из трейлера фильма в формате MPEG2 (длинна 2:25, разрешение 720x576) в программе VirtualDub (c поддержкой чтения формата MPEG2, версия 1.5.4) с использованием фильтров crop, deinterlace и resize.

И снова в лидерах Pentium 4 3,2 ГГц, но в этот раз Athlon 64 FX-51 его практически догнал. А вот Athlon XP 3200+ сильно сдал на этой задаче. В принципе, можно предположить, что дело в отсутствии у последнего SSE2, однако у нас нет практически никакой информации о поддержке SIMD у кодека DivX, так что утверждать, что дело именно в этом, мы не можем. Так же как и у Lame, заметно, что результаты практически не зависят от скорости памяти.

Архивирование

В архивировании применялись две программы: консольная версия RAR (версии 3.20) и 7-Zip (версии 3.09.01 beta). Настройки на максимальное сжатие: -m5 для RAR и -mx9 для 7-Zip.

В качестве входных файлов применялись:

  • исходные тексты ядра Linux (примерно 150 МБ)
  • драйверы для видеокарт NVIDIA (примерно 100 МБ)

Архиватор 7-Zip мы уже применяли ранее. Он показывает один из лучших результатов по степени сжатия, однако за это приходится расплачиваться большим временем работы. Для примера в таблице приведена эффективность в режиме максимальной компрессии (отношение объемов входного и выходного файла) и время работы архиваторов в секундах. За формат zip выступает консольная win32-версия архиватора pkzip версии 2.50 от PKWARE.

  zip rar 7z
коэффициент сжатия
driver 2,3 3,5 6,2
kernel 4,5 6,7 7,1
время, секунды
driver 9 55 116
kernel 10 68 368

Кстати, из этой таблицы видно, почему мы исключили из тестов архивирование в формат zip — скорость его работы определяется скорее параметрами жесткого диска, чем процессора. Да и степень сжатия у него заметно меньше, чем у конкурентов.

Единственный тест, где мы видим заметную разницу в работе Athlon 64 на разных чипсетах. Причем его скорость на nForce3 — лучшая среди всех участников. Отличием этой конфигурации от остальных является использование SATA-контроллера Sil3512. Возможно, дело в этом, а может, есть еще какой-то секрет в чипсете NVIDIA.

Если же сравнивать Pentium 4 3,2 ГГц и Athlon 64 FX-51, то последний в этот раз немного впереди.

Здесь у нас ситуация другая. Тест показывает зависимость как от скорости памяти (что не вызывает удивления, поскольку при архивировании тестовых файлов 7-Zip забирает более 300 МБ оперативной памяти), так и от частоты процессора. И похоже, что интегрированный контроллер у процессоров AMD ему нравится больше из-за меньших задержек. И снова в этом тесте Athlon 64 на nForce3 показывает хороший результат и почти догоняет лидера.

Выводы

Посмотрим на итоговую таблицу результатов:

  Athlon 64 FX-51
против
Pentium 4 3,2 ГГц
Athlon 64 3200+
против
Athlon XP 3200+
Athlon 64 3200+
против
Pentium 4 3,2 ГГц
игры
RtCW +10% +17% +1%
SSAM2 +20% +14% +14%
UT2003 flyby +10% +9% +7%
UT2003 botmatch +25% +18% +18%
медиакодирование
Lame VBR -11% -9% -19%
Lame ABR -10% -9% -17%
Lame CBR -10% -9% -18%
DivX -1% +4% -10%
архивирование
RAR, kernel +8% +26% +12%
RAR, driver +2% +40% +15%
7-Zip, kernel +10% +10% +6%
7-Zip, driver +8% +12% +4%

Итак, мы видим, что новый процессор компании AMD Athlon 64 FX-51 в игровых приложениях показывает отличную производительность, на 10 и более процентов опережая своего непосредственного конкурента Intel Pentium 4 3,2 ГГц. Однако не забудем, что результаты сильно зависят от используемой видеокарты, и если у вас 3D-ускоритель не высшего класса, то… нужно скорее пойти в магазин и купить его :-), иначе эффекта от потраченных на процессор денег можно и не заметить.

В кодировании в формат MP3 продукт Intel вне конкуренции — высокая частота ядра решает в этой задаче все. Тесты показывают, что подсистема памяти в данном случае практически не оказывает заметного влияния на результат.

Кодирование MPEG2 в формат DivX является более сложной задачей, здесь важны как скорость ядра, так и производительность шины процессор—память. Так что Athlon 64 FX практически догоняет Pentium 4. Остальные процессоры AMD показывают результат лучше своего предшественника Athlon XP.

В задачах архивирования Athlon 64 FX также опережает соперника. Причем для 7-Zip это заслуга интегрированного контроллера памяти, обеспечившего низкие задержки доступа в память.

В сравнении процессоров с равным рейтингом 3200+ — Athlon XP и Athlon 64 — последний выигрывает везде, за исключением MP3-кодирования. Однако с выпуском модели на 2,2 ГГц (надеемся, что это произойдет скоро) и эта неувязка исчезнет.

Что касается сравнения чипсетов NVIDIA и VIA для Athlon 64, то во всех тестах, за исключением архивирования в RAR, их результаты практически не отличаются. Однако просим рассматривать результаты K8T800 как предварительные.

В целом наши предыдущие предположения о производительности новых процессоров AMD оправдались. Да, они хороши, однако не так хороши, как всем хотелось бы. Безусловно, потенциал архитектуры виден и на этих образцах, но покупателей обычно интересуют все-таки не абстрактные рассуждения, а реальные результаты. Сложно сказать, исчерпало ли себя ядро Athlon XP, однако AMD действительно нужно было представить что-то новое и оригинальное. И, я думаю, это ей удалось.

Конечно, мы сегодня рассмотрели не все тесты нового процессора, но для начала вполне достаточно. Впереди у нас обсуждение результатов тестов на профессиональных приложениях, а также многочисленной синтетики.

Ну а напоследок попробуем разобраться, почему же у AMD вдруг нашелся такой интересный процессор, как Athlon 64 FX-51 — по всем параметрам очень напоминающий задерживающийся Opteron 148. Как один из вариантов развития событий, причем достаточно правдоподобный, предложим следующее.

Начиная с апреля, развитие линейки Opteron шло своим чередом — повышалась частота, выходили новые серии. Одновременно проверялась и работа процессора Athlon 64, который в отличие от Opteron использовал одноканальный контроллер памяти, и сказать, что он «разрабатывался отдельно от Opteron», пожалуй, нельзя. И использование нерегистровых модулей тоже представляется естественным для настольного процессора. Не очень понятно почему, но частота первого Athlon 64 составила 2,0 ГГц. Этого было явно мало для конкуренции с Pentium 4 3,2 ГГц. К тому же, обладая одноканальным контроллером памяти, процессор и по этому формальному признаку проигрывал конкуренту. И это несмотря на сегодняшние результаты — в играх Athlon 64 3200+ все равно бьет конкурента, в архивировании тоже, только скорость кодирования в MP3 и DivX подкачала.

Однако AMD нужна была яркая и безоговорочная победа. Так что, использовав версию, в общем-то, серверного процессора с частотой 2,2 ГГц и двухканальным контроллером памяти и убедившись, что регистровые модули с частотой 400 МГц уже производятся в достаточных объемах, она представила новый бренд — Athlon 64 FX, первый представитель которого отличался от других моделей сразу по двум параметрам: частотой (ядра) и скоростью памяти от Opteron и частотой (ядра) и двухканальным контроллером от Athlon 64.

Продажам линейки Opteron это не повредит, тем более что никто не мешает выпустить вскоре и эти процессоры с частотой 2,2 ГГц. Ну а выставив цену, немного превышающую стоимость Pentium 4 3,2 ГГц, компания AMD осталась на поле настольных процессоров.

Правда, остается небольшая неясность, связанная с использованием регистровых модулей памяти с этим процессором. Многие ожидали, что настольный high-end от AMD будет использовать обычные модули. Но если бы это произошло, то, во-первых, можно было бы не тянуть так долго с анонсом, а во-вторых, процессор мог бы составить конкуренцию Opteron серии 100, обладая большей частотой и работая с более дешевой памятью. Безусловно, для большинства пользователей регистровые модули (которые, по сути, нужны для поддержки больших объемов памяти) ассоциируются с рынком рабочих станций и серверов. Однако странно предполагать, что контроллер памяти у Athlon 64 FX и Opteron нужно сильно переделывать для работы с обычными модулями — ведь у Athlon 64 с этим нет проблем. Так что мы снова наблюдаем далекие и необъяснимые для простого человека рыночные игры.

Дальнейшая судьба Athlon 64 FX покрыта туманом. С одной стороны, останавливаться в наращивании мегагерцев AMD нельзя, с другой — модельный ряд Opteron почти закончен: после моделей x46 будут идти x48, а дальше придется расширять существующую систему обозначений. А за FX-51, скорее всего, последует FX-53 с увеличенной частотой. Выпускать настольный процессор, полностью аналогичный серверному, но с большей частотой (и возможностью работы только в однопроцессорных конфигурациях) — значит снизить темпы по завоеванию рынка рабочих станций.

Было бы странно предполагать, что у AMD есть технические проблемы с выпуском процессоров с большой частотой ядра и двумя-тремя шинами HT для работы в многопроцессорных конфигурациях. Но и рассчитывать, что массовый рынок перейдет на регистровую память — тоже несерьезно.

Так что в этих условиях AMD, скорее всего, выпустит модели Opteron с частотой 2,2 ГГц, которые будут оставаться самыми быстрыми серверными процессорами компании до перехода на 90-нанометровую технологию. Athlon 64 FX будет наращивать частоту до 2,6 ГГц или чуть выше и будет флагманом среди настольных процессоров AMD. При этом, учитывая необходимость использования регистровой памяти, он не будет поставляться в больших количествах. Хотя если это ограничение вдруг отменят в следующем году :-), то его шансы на массовость сильно возрастут. Ну а Athlon 64 успешно заменит современные Athlon XP.




Дополнительно

iXBT BRAND 2016

«iXBT Brand 2016» — Выбор читателей в номинации «Процессоры (CPU)»:
Подробнее с условиями участия в розыгрыше можно ознакомиться здесь. Текущие результаты опроса доступны тут.

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.