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.