AMD Athlon XP на новом ядре Thoroughbred

Уже прошло примерно три месяца с объявления AMD отхода от ядра Palomino, и мы еще помним те времена, когда ядро Palomino с нетерпением ожидали покупатели. Ну а теперь ситуация изменилась - пришло время прихода нового ядра. Как можно подумать из различных сообщений прессы, до выпуска процессора Hammer осталось несколько недель. К сожалению, реальность далека от планов, так что раньше конца года мы, наверное, Hammer не увидим. Ну а пока 0,18 мкм ядро Palomino заменяется 0,13 мкм ядром Thoroughbred, у которого снизилось тепловыделение и цена.

AMD Athlon XP 2200+ на новом ядре Thoroughbred

Структура нового ядра Thoroughbred

Сразу следует отметить, что ядро Thoroughbred не улучшает производительность процессора по сравнению со старым ядром. Ядро просто меньше, использует слегка уменьшенное число транзисторов и поэтому может работать на более высоких тактовых частотах. Нас будут интересовать четыре вопроса:

1. Насколько дешевыми будут процессоры?
2. Можно ли их будет разогнать и до какой частоты?
3. Какой кулер потребуется?
4. Будет ли новое ядро работать на нынешних материнских платах?

Мы постараемся ответить на все эти вопросы, равно как и оценить производительность нового процессора. Чтобы рассеять ваши надежды следует отметить, что ядро Thoroughbred поставляется пока что на частоте не выше 1,8 ГГц, что лишь на 66 Гц больше предыдущего ядра Palomino.

Ценовая политика AMD

В течение нескольких месяцев после выпуска Intel Pentium 4, было весьма недалеким решением его покупать. Если отбросить вопросы производительности, Pentium 4 был очень дорогим процессором, даже не столько из-за имени Intel на нем, сколько из-за высокой цены производства. Какие факторы влияют на цену процессора?

1. Число рабочих процессоров, получаемых с одной пластины
2. Размер ядра процессора
3. Технологический процесс производства
4. Размер пластины, из которой вырезаются процессоры
5. Цена упаковки процессора (www.3dnews.ru/reviews/mainsystem/package/) (все, что касается соединения кристалла с ножками процессора)

Ядро Intel Pentium 4 отличается большим размером, причем в будущем его функциональность будет только расти. В следующем году Prescott будет выпущен с 1 Мб L2 кэша на ядре процессора. Кэш большого размера сегодня является самым прожорливым потребителем транзисторов и пространства ядра. Решение Intel при столь большом размере ядра логично - как можно быстрее перейти на меньший техпроцесс и увеличить размер пластины (поскольку на пластине тогда будет больше чипов). В качестве примера можно привести ранний переход Intel на 0,13 мкм техпроцесс, а следующее ядро, Prescott, выйдет на 0,09 мкм техпроцессе, причем будет вырезаться из 300 мм пластин.

AMD использует несколько иной подход, лучше подходящий под нужды компании. Athlon XP и даже будущий процессор Hammer будут обладать очень небольшим размером ядра, что, кроме других вещей, является результатом отказа от применения кэша с отслеживанием. AMD слегка запоздала с переходом на 0,13 мкм техпроцесс, поскольку Intel его промышленно применил уже в январе этого года, но вот мы дождались и AMD. AMD не сможет использовать 300 мм пластины до 2005 года, так что им придется делать упор на относительно небольшие размеры ядра для будущих процессоров.

Слева - ядро Palomino, справа - Thoroughbred. Intel Pentium 4 больше обеих.

Можно посчитать, сколько процессоров получается из одной пластины. По данным AMD, из одной 200 мм пластины можно получить 322 кристалла Thoroughbred (0,13 мкм), в то время как для ядра Palomino (0,18 мкм) число кристаллов составляло 201. То есть общее число выхода кристаллов (не учитывая процент годных) повысилось на 60%.

Столь низкие цены AMD являются как раз следствием небольшого размера ядра. AMD не добавляет новых функций в процессор Athlon XP при переходе на 0,13 мкм ядро Thoroughbred, что предоставляет больший простор для снижения цены. Это не означает немедленного падения цен на Thoroughbred Athlon XP, однако AMD будет вести сейчас более агрессивную ценовую политику. Минусом такого подхода, конечно же, является производительность - новый Athlon XP работает нисколько не быстрее старого.

Как отличить Thoroughbred?

В интересах AMD как можно быстрее перенести выпуск своих процессоров на 0,13 мкм техпроцесс, поскольку при этом они получат большую маржу прибыли от своих маленьких процессоров. Насколько же мал размер ядра? Первый раз, когда мы увидели Thoroughbred несколько месяцев назад, мы были шокированы его небольшим размером. В приведенных спецификациях указано что-то около 80 кв.мм, но вы явно сможете отличить это ядро от предшественников невооруженным взглядом.

Слева направо - Thoroughbred 0,13 мкм, Palomino 0,18 мкм и Thunderbird 0,18 мкм

Ядро Thoroughbred выпускается с тактовыми частотами, лишь слегка выше старой модельной линии Palomino. Если быть более точным, то на новом ядре можно будет купить модели от 1700+ до 2200+. Не обращайте внимания на коричневую упаковку процессора на иллюстрации, поскольку это просто тестовый экземпляр процессора для обзора. На самом деле все процессоры будут иметь зеленую упаковку. В любом случае, отличие между упаковками разного цвета чисто эстетическое.

Процессоры снизу. Справа - Palomino, слева - Thoroughbred.

AMD изменила положение конденсаторов на новом ядре, поскольку очень трудно проложить проводки от низа упаковки до очень маленького ядра (всего 80 кв.мм).

То есть по внешнему виду разница, как говорится, налицо. А если вы будете заказывать по прайсу, тогда как указать новое ядро? Ответ тоже прост - в спецификациях процессоров Athlon XP (Ordering Part Number) мы видели строчку следующего вида: AX 1900 MT3C.

Первые две буквы - всегда AX для Athlon XP (Palomino), для Athlon MP там стоит значение AMP. Следующие четыре символа означают тактовую частоту или модельный номер процессора (для первых Athlon MP здесь указывалась тактовая частота, но на всех остальных процессоров AMD стала указывать модельный номер, а тактовая частота нигде на чипе не упоминается). Последние символы дают информацию о самом ядре, но по ним бесполезно определять Thoroughbred.

Так что при заказе Thoroughbred убедитесь, что первые четыре символа в спецификации - это AXDA, а не AX. Именно суффикс DA и указывает на новое ядро Thoroughbred. К примеру, номер для нашего 0,13 мкм Athlon XP 2200+ - AXDA2200DV3C.

Программно новое ядро определяется, как модель 8

Характеристики процессора

Архитектурные спецификации Thoroughbred аналогичны его 0,18 мкм предшественнику. Ниже приведены детали нового ядра, отличающие его от Palomino.

Вы можете заметить небольшое уменьшение числа транзисторов на ядре Thoroughbred. AMD смогла немного оптимизировать ядро, как это было и с Palomino. Вы также сможете заметить, что ядро Thoroughbred требует намного большего напряжения питания для достижения более низких тактовых частот, чем Intel Northwood. Мы еще остановимся на этом, когда будем обсуждать потенциал Thoroughbred по разгону.

Сравнение тепловыделения

Как видим, Thoroughbred выделяет на 12% меньше тепла по сравнению с эквивалентным процессором на ядре Palomino. Несмотря на такое уменьшение, ядро продолжает выделять больше тепла, чем ядро Intel Northwood, но это понятно, поскольку у Athlon XP выше параметр IPC. Вы также можете заметить, что у Northwood выше пиковый ток (Intel не сообщает данные о максимальном тепловыделении или о стандартном рабочем токе). При этом процессоры Intel потребляют меньшее напряжение, поэтому они и выделяют меньше тепла.

Тактовые частоты и ожидания

С выпуском ядра Thoroughbred AMD Athlon перешел на третью ступень эволюции. Первое ядро, Thunderbird, вышло около двух лет назад. Следующим шагом стало ядро Palomino в октябре 2001 года, среди новых функций которого можно отметить поддержку SSE и оптимизированную работу с кэшем. Теперь, в июне 2002, мы стали свидетелями выпуска Thoroughbred. В нем немного изменилась раскладка ядра, и уменьшился его размер.

С увеличением тактовой частоты на 66 МГц не следует ожидать от Athlon XP 2200+ чуда. Помните, что по сравнению с мартовским XP 2100+, сегодняшний 2200+ работает на выросших всего на 3,9% мегагерцах. То есть увеличение производительности будет еще меньше.

Так что пока самыми привлекательными функциями у Thunderbird являются уменьшившийся размер ядра и понизившееся тепловыделение.

Будет ли Barton?

Если посмотреть на планы AMD, то Thoroughbred является лишь промежуточным этапом в переходе с Palomino на ядро Barton. Размеры, прямоугольная форма Thoroughbred и новая раскладка ядра ясно дают понять, что AMD сделала возможным добавление L2 кэша на процессор. То есть компания может перейти к 512 кб кэша (Barton) практически не меняя раскладку.

Ядро Barton (преемник Thoroughbred) будет содержать 54 млн. транзисторов, что сходно с Intel Pentium 4 с его 55 млн. транзисторов. Поскольку Barton будет также опираться на 0,13 мкм техпроцесс, размер ядра вырастет с 80 кв. мм (Thoroughbred) до 115 кв. мм (Barton). И все равно, размер ядра Barton будет существенно меньше 164 кв. мм ядра Northwood у Intel. Благодаря этому, опять же, AMD сможет производить больше процессоров из одной пластины, хотя Intel вскоре перейдет на 300 мм (12'') пластины. AMD же производит кристаллы из 200 мм пластин (Fab 30 в Дрездене, Германия).

Последние планы от AMD. В старых версиях на смену Morgan планировалось ядро Appaloosa, теперь его нет.