AMD Phenom II X4 810: первый AM3 процессор с поддержкой DDR3

Авторы: Владимир Романченко, Дмитрий Софронов
Прошёл ровно месяц с момента дебюта первых 45-нм процессоров AMD для настольных ПК - Phenom II X4 для новой платформы AMD Dragon (см. наш материал Платформа AMD Dragon: дебют процессоров Phenom II X4), и вот – новый эпохальный анонс, призванный закрепить позиции AMD – первые процессоры AMD Phenom II под разъём AM3, впервые рассчитанные на работу с памятью DDR3. Сегодняшнее обновление платформы Dragon для настольных ПК представляет собой новые 45-нм трёхъядерные и четырёхъядерные процессоры AMD Phenom II под разъёмы AM2+ или AM3, поддерживающие на выбор память стандарта DDR2 или DDR3:

• AMD Phenom II X4 910 (2,6 ГГц)
• AMD Phenom II X4 810 (2,6 ГГц)
• AMD Phenom II X4 805 - (2,5 ГГц)
• AMD Phenom II X3 720 Black Edition (2,8 ГГц)
• AMD Phenom II X3 710 - (2,6 ГГц)

Ниже мы подробнее рассмотрим весь список нововведений процессорной архитектуры, реализованный в новых AM3 процессорах AMD Phenom II X4/X3, но для начала и для полной ясности – кратко о ключевых инновациях и преимуществах новинок. Прежде всего отметим, что новые 45-нм AM3 процессоры AMD Phenom II X4/X3 выполнены на базе той же микроархитектуры Deneb, на которой базируются все представленные месяц назад процессоры Phenom II X4 под разъём AM2+. В отличие от предыдущего поколения 65-нм процессоров AMD Phenom (K10) под кодовым названием Agena на базе микропроцессорной архитектуры Barcelona, процессоры AMD Phenom II X4 (Deneb) базируются на микропроцессорной архитектуре Shanghai с расширениями STARS. Ключевая разница между представленными месяц назад AM2+ и представленными сегодня AM3 процессорами заключается в том, что AM3 линейка оснащена новым интегрированным контроллером памяти и поддерживает оба типа современной оперативной памяти, DDR2 и DDR3. Помимо этого, представленные сегодня AM3 процессоры AMD Phenom II X4/X3 обладают замечательным свойством с точки зрения безболезненного апгрейда уже существующей платформы, поскольку совместимы с разъёмами AM2+ и AM3. Это даёт пользователю возможность приобрести такой процессор и всего лишь ценой дополнительной прошивки старой материнской AM2+ платы на первое время обойтись старыми компонентами, включая память DDR2, превратив процесс апгрейда в менее болезненное для кошелька мероприятие. И, наконец, цены новых процессоров, вполне привлекательные по нынешним меркам. Так, оптовая (в партиях от 1000 штук) цена 3-ядерных 2,8 ГГц процессоров AMD Phenom II X3 720 Black Edition заявлена на уровне всего лишь $145; 4-ядерный 2,6 ГГц AMD Phenom II X4 810 в оптовых партиях оценивается в $175. Кстати, по достоверной информации из надёжных российских источников, первые партии новых AM3 процессоров AMD Phenom II X4/X3 для российских дистрибьюторов отгружены, а начало продаж ожидается уже в начале марта – как в составе готовых настольных систем, так и в виде отдельного продукта.

---

Такова вкратце ключевая информация о представленных сегодня первых 45-нм AM3 процессорах AMD Phenom II X4/X3. Теперь плавно переходим к архитектурным особенностям новинок, и начнём с наиболее интересного – таблички со сводными характеристиками новинок, для наглядности дополненной AM2+ флагманами прошлого анонса, AMD Phenom II X4 940 Black Edition и AMD Phenom II X4 920.

AMD Phenom II X4
Модель	OPN	Част.	Кэш L2	Кэш L3	HT	Корп.	V ядра	TDP	Tемп, max	Память
940 Black Edition	HDZ940XCJ4DGI	3,0 ГГц	2 Мб	6 Мб	1,8 ГГц	AM2+	0,875 - 1,5 В	125 Вт	62°C	DDR2-1066
920	HDX920XCJ4DGI	2,8 ГГц	2 Мб	6 Мб	1,8 ГГц	AM2+	0,875 - 1,5 В	125 Вт	62°C	DDR2-1066
910	HDX910WFK4DGI	2,6 ГГц	2 Мб	6 Мб	2,0 ГГц	AM3	0,875-1,425 В	95 Вт	71°C	DDR2-1066 / DDR3-1333
810	HDX810WFK4FGI	2,6 ГГц	2 Мб	4 Мб	2,0 ГГц	AM3	0,875-1,425 В	95 Вт	71°C	DDR2-1066 / DDR3-1333
805	HDX805WFK4FGI	2,5 ГГц	2 Мб	4 Мб	2,0 ГГц	AM3	0,875-1,425 В	95 Вт	71°C	DDR2-1066 / DDR3-1333
AMD Phenom II X3
720 Black Edition	HDZ720WFK3DGI	2,8 ГГц	1.5 Мб	6 Мб	2,0 ГГц	AM3	0,850-1,425 В	95 Вт	73°C	DDR2-1066 / DDR3-1333
710	HDX710WFK3DGI	2,6 ГГц	1.5 Мб	6 Мб	2,0 ГГц	AM3	0,875-1,425 В	95 Вт	73°C	DDR2-1066 / DDR3-1333

Теперь самое время представить список ключевых архитектурных особенностей новых 3/4-ядерных AM3 процессоров AMD Phenom II. Выглядит он следующим образом:

• Поддержка технологии AMD64
• Возможность параллельных 32- и 64-битных вычислений
• Объём кэша L1 Cache (инструкции + данные) - 128 Кб на ядро (64 Кб + 64 Кб)
• Объём кэша L2 - 512 Кб на ядро; в сумме 2 Мб или 1,5 Мб
• Объём распределённого кэша L3 - 6 Мб или 4 Мб
• Шина HyperTransport – до 4000 млн. транзакций в секунду в полнодуплексном режиме или до 16,0 Гб/с I/O
• Ширина шины контроллера памяти – 128 бит
• Типы поддерживаемой памяти DDR2: PC2-8500 (DDR2-1066), PC2-6400 (DDR2-800), PC2-5300 (DDR2-667), PC2-4200 (DDR2-533) и PC2 3200(DDR2-400) unbuffered memory – AM2+
• Типы поддерживаемой памяти DDR3: до PC3-10600 (DDR3-1333) на AM3 платах
• Пропускная способность шины памяти: до 17,1 Гб/с в двухканальном режиме для AM2+; до 21 Гб/с в двухканальном режиме для AM3
• Суммарная производительность канала "процессор-система" (HyperTransport плюс память): до 33,1 Гб/с для AM2+, до 37 Гб/с для AM3
• Техпроцесс: 45 нм с DSL SOI
• Примерное количество транзисторов: 758 млн.
• Упаковка: 938-контактный органический microPGA корпус AM3 (у AM2+ - 940-контактный органический microPGA)
• TDP: 95 Вт
• Размер кристалла: 285 мм²
• Производство: фабрика Fab 36 в Дрездене, Германия

Мы не зря объединили AM2+ и AM3 процессоры AMD Phenom II в единую сравнительную таблицу, теперь нам гораздо проще выяснить основные отличия новых флагманов от прежних лидеров. Таким образом, новые "топовые" процессоры AMD Phenom II 810 и 720 отличаются от былых фаворитов Phenom II 940 и 920 процессорным разъёмом AM3, что позволяет им работать как с памятью DDR2 на платах AM2+, так и с памятью DDR3 на платах AM3. Помимо этого, новые процессоры заведомо более экономичны – TDP новинок составляет 95 Вт против 125 Вт у AM2+ чипов. Среди других отличий следует также отметить наличие 4 Мб кэша L3 у процессора Phenom II 810 против 6 Мб у старшего Phenom II 910 и AM2+ чипов, а также только три, а не четыре ядра у Phenom II 720, хотя, у него как у Black Edition имеется собственный бонус в виде разблокированного множителя. Что ж, объединение в современном "переходном" процессоре контроллеров памяти DDR2/DDR3 - ход вполне логичный и отлично продуманный в плане "наследственной" совместимости платформы с предыдущими поколениями. Однако какие именно реальные преимущества может дать переход на AM3 процессоры AMD Phenom II X4/X3 конечному покупателю? Очевидно, что для AM3 процессоров AMD Phenom II остаются актуальными все преимущества 45-нм техпроцесса, о которых мы говорили в день анонса AM2+ чипов AMD Phenom II. Но теперь к этому добавляются ключевые преимущества поддержки памяти DDR3 – а это прежде всего более высокие тактовые частоты памяти DDR3 и в сумме большая производительность шины процессор-память. К тому же, судя по улучшившимся характеристикам термодизайна, очередная ревизия ядра также пошла на пользу с плане снижения энергопотребления новых процессоров, так что можно надеяться на определённый прирост производительности новых систем при более скромном потреблении энергии.

---

В завершение нашего краткого "теоретического" вступления вкратце напомним, что новые 45-нм многоядерные процессоры AMD Phenom II являются компонентами новой платформенной технологии AMD Dragon, в которую в настоящее время также входят наборы логики семейства AMD 7 Series и графические карты семейства ATI Radeon HD 4800 Series. Совокупность возможностей всех компонентов платформы AMD Dragon позволяет говорить о реализации следующего комплекса технологий:

• Оптимизация системы с помощью ПО AMD OverDrive 3.0
• Архитектурные усовершенствования процессоров AMD Phenom II и 45-нм техпроцесс
• Увеличение кэша L3 до 4/6 Мб (Предыдущее поколение - 2 Мб)
• Встроенный двухканальный контроллер памяти DDR2/DDR3 с высокой пропускной способностью
• "Разлоченный" множитель у некоторых новых процессоров AMD Phenom II X4/X3
• Технология Cool'n'Quiet 3.0
• Технология Smart Fetch за счёт интеллектуальной регулировки объёма загрузки кэшей позволяет в некоторых режимах снизить суммарное энергопотребление кэшей L1/L2/L3 до 21%
• Технология HyperTransport 3.0
• Архитектура AMD64 with Direct Connect.
• Поддержка всего списка архитектурных улучшений STARS, впервые реализованных в архитектуре Barcelona (Agena): 128-битный контроллер памяти с возможностью работы в 2-канальном 64-битном режиме для независимого выполнения операций записи и чтения памяти, с физическим адресным пространством до 48 бит (поддержка памяти до 256 Тб); планировщик задач с плавающей запятой Wide Floating Point Accelerator, поддерживающий 36 новых 128-битных операций и обрабатывающий до двух операций SSE и одного SSE переноса за такт; буфер модуля выборки инструкций с 32-байтной структурой; модуль предсказания ветвлений с 512-ходовым предсказанием непрямых ветвлений; производительность кэша данных, увеличенная до одной 128-битной загрузки за такт, а производительность кэша данных L2 - контроллера памяти до 128-битной загрузки за такт
• Поддержка технологии AMD Virtualization Technology с функцией быстрой индексации Rapid Page Indexing, поддержка системы динамического управления тактовой частотой по каждому ядру
• The Ultimate Visual Experience для HD развлечений и игр – благодаря поддержке последних графических решений AMD включая Radeon HD 4870 X2 с 1600 потоковыми процессорами, 2 Гб памяти GDDR5 и производительностью до 2,4 teraFLOPS, появляется возможность высококачественного воспроизведения Blu-Ray контента и HD видеоигр
• Улучшенный антиалиазинг и анизотропная фильтрация - до 24x CFAA (Custom Filter AA)
• Поддержка DirectX 10.1
• Технология ATI CrossFireX
• Технология ATI Avivo HD
• Технология PCI Express 2.0

Теперь самое время переходить к практическому исследованию возможностей новых 45-нм AM3 процессоров AMD Phenom II X4/X3. Авторы: Владимир Романченко, Дмитрий Софронов

Как и что мы тестировали

Несмотря на то, что первый AM3 процессор Phenom II X4 810 появился в нашей тестовой лаборатории с достаточным для подробного тестирования запасом времени, в нашей сегодняшней публикации результатов его испытания с памятью DDR3 вы не увидите. Увы, производители системных плат не успели к моменту официального анонса AM3 процессоров Phenom II с соответствующими образцами DDR3 плат, поэтому, пользуясь универсальностью новых чипов, сегодня мы имеем возможность представить вашему вниманию результаты тестов с памятью DDR2. Тем не менее, анонсами о новых DDR3 платах под AM3 чипы Phenom II уже полнится интернет, и по мере поступления образцов таких плат в нашу лабораторию мы обязательно выпустим дополнительный материал с подробными исследованиями свойств новых процессоров с памятью DDR3. Информацию об основных характеристиках и рабочих частотах Phenom II X4 810 мы можем получить из скриншотов утилиты CPU-Z, которая прекрасно "понимает" новый процессор AMD. Ниже приведен скриншот утилиты AMD Overdrive, с помощью которой можно не только разогнать процессор, но и отслеживать загрузку ядер, напряжения и температуры. Фирменная утилита AMD рапортует о том, что на штатной частоте в состоянии покоя температура Phenom II X4 810 близка к 30 градусам Цельсия. Выглядит все это превосходно, хотя и закрадываются некоторые сомнения - неужели все так хорошо на самом деле? Под нагрузкой, которую создает утилита OCCT, процессор Phenom II X4 810 на штатных частотах прогрелся до 47.5 градусов Цельсия. Замечательный результат!

Разгон

До частоты 3,0 ГГц процессор Phenom II X4 810 разогнался легко и непринужденно. В этом мы и не сомневались. Результаты на этой частоте нам понадобятся для сравнения со старшей моделью - Phenom II X4 940, штатно работающем на этой же частоте. Поскольку у Phenom II X4 810 множитель заблокирован в сторону увеличения, разгонять процессор придется через повышение частоты системной шины. Вот что получилось в итоге: Разумеется, при этом пришлось в BIOS несколько понизить основные множители, чтобы частота шины HT не выходила за допустимые пределы. Разумеется, частоту работы оперативной памяти также пришлось изменить, с помощью делителя.

Тестирование

Мы будем сравнивать процессор Phenom II X4 810 с процессорами Phenom II X4 940 и Intel Core 2 Quad 9300. Частоты указаны на диаграммах. Результаты процессора Core i7 965 Extreme в этот раз не приведены, поскольку данный процессор стоит значительно дороже, не говоря уже о стоимости платформы в целом. Остальные условия тестирования не изменились. Видеосистема представлена картой Radeon HD4870X2, а оперативная память - Corsair DDR2-1066, 2 x 1 Gb. На диаграммах результаты Phenom II X4 940 показаны оттенками зеленого цвета, результаты Intel Core 2 Quad 9300 - синим цветом, а результаты Phenom II X4 810 - оттенками красного цвета. Более светлый оттенок обозначает более высокую тактовую частоту. Даже на штатной частоте в тесте чтения из оперативной памяти Everest Ultimate 4.6 новый Phenom II X4 810 показывает себя весьма неплохо, при этом с ростом частоты скорость закономерно возрастает. В тесте записи в память разброс результатов куда значительнее. Впереди со значительным отрывом оказывается Intel Core 2 Quad 9300, однако и новый Phenom II X4 810 демонстрирует значительное улучшение в скорости по сравнению со "старшим братом" - Phenom II X4 940. По всей видимости, сказывается более высокая частота работы контроллера оперативной памяти - 2000 МГц против 1800 МГц, соответственно. Возможно по этой же причине, в тесте копирования в памяти Phenom II X4 810 превосходит остальных участников тестирования, независимо от частоты их работы. Наибольшую латентностьпамяти, как и следовало ожидать, показывает процессор Intel Core 2 Quad 9300, поскольку "общается" с оперативкой через чипсет, а результаты Phenom II X4 810 и здесь смотрятся получше результатов Phenom II X4 940. В тесте Everest Ultimate 4.6 CPU Queen при равных рабочих частотах преимущество остается за процессором Intel, впрочем, разгон процессоров Phenom позволяет компенсировать это отставание. В данном тесте при равных рабочих частотах результаты Phenom II X4 810 чуть уступают результатам Phenom II X4 940, что можно объяснить более высоким объемом кэш-памяти третьего уровня у последнего. Однако дальнейший разгон Phenom II X4 810 по шине очень благотворно сказывается на его результатах и он становится безусловным лидером в этом тесте среди остальных участников. В тесте Everest Ultimate 4.6 CPU Zlib участники располагаются в порядке, соответствующем их рабочим частотам, а наличие у процессоров AMD кэш-памяти третьего уровня дает им небольшое превосходство над Intel Core 2 Quad 9300 при одинаковых частотах. В данном тесте картина выглядит похоже на предыдущую, за тем лишь исключением, что Intel Core 2 Quad 9300 при равных тактовых частотах оказывается впереди процессоров AMD. В этом тесте результаты Intel Core 2 Quad 9300 остаются недосягаемыми для процессоров AMD, до какой бы частоты они не были разогнаны. По результатам этого теста видно, как отлично масштабируется производительность Phenom II X4 810 с ростом частоты, хотя на одинаковых частотах Intel Core 2 Quad 9300 все же быстрее процентов на 10. В данном тесте ситуация аналогична предыдущей. В тесте WinRar 3.8 результаты говорят сами за себя - отличная масштабируемость по частоте и положительное влияние кэш-памяти третьего уровня. В тесте Cinebench 10 результаты Intel Core 2 Quad 9300 вне конкуренции, и только разгон помогает процессорам AMD с ним сравняться. Похожая ситуация складывается и в тесте 3DMark Vantage, который явно благоволит процессорам Intel. При низких настройках качества графики в CPU-тесте игры Crysis, результаты процессоров Phenom смотрятся чуть хуже результатов Intel Core 2 Quad 9300 при одной и той же тактовой частоте. Однако даже при незначительном увеличении уровня качества графики в игре, ситуация меняется в пользу процессоров Phenom. Дальнейшее увеличение качества графики не изменяют сложившуюся расстановку сил. Результаты процессоров Phenom выглядят очень прилично, при этом Phenom II X4 810 не стесняясь обгоняет "старшего брата" - Phenom II X4 940, что опять же может быть обусловлено более высокой скоростью работы встроенного контроллера оперативной памяти.

Итоги

Вполне очевидно, что новые 45-нм AM3 процессоры AMD phenom II X4/X3 удались на славу, этот факт можно констатировать даже до тестирования новых чипов совместно с памятью DDR3. Весьма благотворно на общей работоспособности системы отражается увеличение тактовой частоты шины HT контроллера оперативной памяти c 1800 МГц у процессоров предшествовавшей серии до - 2000 МГц у новинок. Также нельзя не отметить замечательный разгонный потенциал новых процессоров AMD Phenom II, и вероятно, этому вопросу будет посвящена ещё не одна публикация ближайшего времени. В целом же идея AMD по реализации возможности малозатратного перехода c AM2+ системы на AM3, к тому же контроллер памяти, поддерживающий любую DDR2/DDR3, заслуживает только похвал. Совокупность выше упомянутых факторов в сочетании со всеми преимуществами нового 45-нм техпроцесса и достаточно привлекательными ценами новых 3/4-ядерных чипов Phenom II не может не сказаться на продажах 4-ядерных процессоров Intel, особенно среднего ценового сегмента. Тем более, что, судя по разгонному потенциалу новых чипов AMD, их частотный потенциал ещё далеко не исчерпан. Также не исчерпанным можно назвать потенциал по объёму кэш-памяти L3, реализованный по максимуму не во всех новых процессорах. Таким образом, в перспективе можно ожидать появления AM3 процессоров Phenom II как с более высокими тактовыми частотами (вплоть до 4 Ггц, почему бы и нет), 6 Мб кэша L3 и поддержкой более производительной DDR3, так и всего спектра совсем уж недорогих бюджетных моделей с поддержкой DDR2/DDR3 и различными вариациями тактовых частот и объёмов кэша L3. Похоже, 2009 год обещает стать для AMD весьма насыщенным и продуктивным.