AMD Trinity для десктопа. Часть 2. Платформа и процессор

⇡#Как мы тестировали

Прошлое тестирование Trinity было целиком посвящено исследованию их графического ядра. Думается, на его счёт никаких вопросов не осталось: производительность предложенного AMD интегрированного видеоускорителя очень хороша. Но на практике не менее важна и остальная часть гибридного процессора – его вычислительные ядра. Эта тема и станет центральной для нашего второго тестирования. Соответственно, основная часть бенчмарков, с результатами которых мы предлагаем ознакомиться далее, выполнена с внешней графической картой, и встроенный в процессоры Trinity GPU на них, естественно, никакого влияния не оказывает. Иными словами, мы посмотрим на то, как x86-ядра с новой микроархитектурой Piledriver могут проявить себя при типичных задачах.

В реальном мире нам придётся столкнуться с серийными продуктами, которые не просто используют различные микроархитектуры, но и работают на разной тактовой частоте, в разных платформах и используют разнообразные технологии авторазгона. Поэтому подбирать участников для тестирования приходится исходя не столько из характеристик процессоров, сколько из их рыночного позиционирования.

Компания AMD предоставила нам для опытов процессор A10-5800K – это старший представитель десктопной линейки Trinity. При этом AMD преподносит свою линейку A10 как альтернативу интеловскому семейству Core i3, на что указывают и установленные на них цены. Следовательно, основными соперниками для главного героя этого обзора должны стать двухъядерники Intel, причём как поколения Ivy Bridge, так и остающегося популярным предыдущего поколения Sandy Bridge. Мы выбрали две наиболее близкие к A10-5800K по цене модели: Core i3-3220 и Core i3-2130. Кроме этого, в тестах приняли участие и продукты AMD, представляющие другие платформы. Естественно, Trinty был сопоставлен со своим предшественником, Socket FM1-процессором A8-3870K с дизайном Llano. А также с двумя моделями, живущими в Socket AM3+ инфраструктуре. Во-первых, с четырёхъядерным Bulldozer FX-4170, который эквивалентен A10-5800K по цене. А, во-вторых, со старинным носителем микроархитектуры K10, процессором Phenom II X4 970 образца середины 2010 года, который не только всё ещё продаётся, но и сравним с A10-5800K по цене.

В результате в тестах были задействованы следующие аппаратные и программные компоненты:

• Процессоры:
  • AMD A10-5800K (Trinity, 4 ядра, 3,8-4,2 ГГц, 4 Мбайт L2);
  • AMD A8-3870K (Llano, 4 ядра, 3,0 ГГц, 4 Мбайт L2);
  • AMD FX-4170 (Zambezi, 4 ядра, 4,2-4,4 ГГц, 4 Мбайт L2 + 8 Мбайт L3);
  • AMD Phenom II X4 (Deneb, 4 ядра, 3,5 ГГц, 2 Мбайт L2 + 6 Мбайт L3);
  • Intel Core i3-2130 (Sandy Bridge, 2 ядра + HT, 3,4 ГГц, 0,5 Мбайт L2 + 3 Мбайт L3).
  • Intel Core i3-3220 (Ivy Bridge, 2 ядра + HT, 3,3 ГГц, 0,5 Мбайт L2 + 3 Мбайт L3).
• Материнские платы:
  • ASUS Crosshair V Formula (Socket AM3+, AMD 990FX + SB950);
  • ASUS P8Z77-V Deluxe (LGA1155, Intel Z77 Express);
  • ASUS F2A85-V Pro (Socket FM2, AMD A85);
  • Gigabyte GA-A75-UD4H (Socket FM1, AMD A75).
• Видеокарта: NVIDIA GeForce GTX 680 (2 Гбайт/256-бит GDDR5, 1006/6008 МГц).
• Память: 2 x 4 Гбайт, DDR3-1866 SDRAM, 9-11-9-27 (Kingston KHX1866C9D3K2/8GX).
• Дисковая подсистема: Crucial m4 256 Гбайт (CT256M4SSD2).
• Блок питания: Corsair AX1200i (80 Plus Platinum, 1200 Вт).
• Операционная система: Microsoft Windows 7 SP1 Ultimate x64.
• Драйверы:
  • AMD Catalyst 12.8 Driver;
  • AMD Chipset Driver 12.8;
  • Intel Chipset Driver 9.3.0.1019;
  • Intel Graphics Media Accelerator Driver 15.26.12.2761;
  • Intel Management Engine Driver 8.1.0.1248;
  • Intel Rapid Storage Technology 11.2.0.1006;
  • NVIDIA GeForce 306.23 Driver.

При тестировании платформы, основанной на процессоре AMD A10-5800K, патчи операционной системы KB2645594 и KB2646060, адаптирующие поведение планировщика под микроархитектуры Bulldozer и Piledriver, были установлены.

Следует заметить, что вся гибридность процессоров Trinity (это же относится и к интеловским предложениям) при использовании дискретного графического ускорителя исчезает. В такой конфигурации встроенный в процессор GPU отключается, так что задействование его мощностей посредством OpenCL или DirectCompute становится невозможным. Впрочем, в приложениях, способных работать с этими интерфейсами, доступными становятся вычислительные ресурсы дискретной видеокарты.

⇡#Результаты вычислительных тестов

Всё в этом мире относительно, так что полученные результаты можно трактовать двояко. С одной стороны, хочется отметить, что выполненный компанией AMD перевод APU с микроархитектуры Stars на более современную Piledriver – это шаг, давший положительный эффект. Производительность Trinity по сравнению с Llano подросла примерно на 8 процентов: по крайней мере на такую величину A10-5800K в среднем обгоняет A8-3870K. Конечно, от этого правила есть и отклонения как в ту, так и в другую сторону, но это уже – издержки принципиальных различий микроархитектур.

С другой стороны, чтобы сделать процессор Trinity немного быстрее Llano, AMD пришлось установить ему почти в полтора раза более высокую частоту. То есть проведённое сравнение явно указывает и на недостатки ядер Piledriver. А ещё сильнее подчёркивает их то, что A10-5800K проигрывает Phenom II X4 970. Очевидно, что число исполняемых за такт инструкций в Piledriver тоже находится на низком уровне, как и в Bulldozer. Собственно, FX-4170 даже немного обгоняет A10-5800K, хотя в целом он имеет примерно такие же характеристики, превосходя Socket FM2-процессор лишь по тактовой частоте (незначительно) и наличию кеш-памяти третьего уровня.

Если же сравнивать A10-5800K с процессорами Intel, то можно сказать, что AMD оценила свою новинку весьма трезво. Средневзвешенно, в вычислительных бенчмарках старший Trinity работает по скорости примерно так же, как и представители семейства Core i3. Правда, не следует забывать, что Core i3 – это двухъядерные процессоры, в то время как A10-5800K считается четырёхъядерником. Хотя, конечно, ничего удивительного в этом нет. То, что два современных ядра AMD примерно равны по быстродействию одному интеловскому, мы говорили ещё при тестировании Bulldozer.

⇡#Результаты игровых тестов

В данном случае мы исследуем производительность x86-ядер в играх в отрыве от встроенного в гибридные процессоры графического ядра. Поэтому тесты выполнялись со внешней графической картой и в разрешении 1280х800 с высокими настройками качества. Такой подход позволяет оценить именно процессорную игровую мощь, не ограниченную возможностями каких бы то ни было видеоускорителей.

А вот тут представитель семейства Trinity смотрится значительно хуже. Нет, Llano на положенные 8 процентов он обгоняет. Вот только это не даёт ему ни малейшего шанса приблизиться к интеловским Core i3, которые при игровой нагрузке способны показать заметно более высокие результаты. Можно было бы возразить, что тут мы поместили Trinity в нетипичную среду и их в первую очередь предполагается использовать с интегрированной графикой, для которой скорости x86-ядер будет заведомо хватать. Но мы так не считаем. AMD явно рассчитывает на использование своих новых APU в том числе и с дискретной графикой. Иначе зачем было выпускать набор логики A85X с поддержкой CrossFireX и дополнять модельный ряд процессорами с аппаратно деактивированной графикой?

В общем, для геймерской системы с достаточно производительным видеоускорителем платформа Socket FM2 подходит, как мы видим, плохо. Дело тут, в первую очередь, в низкой производительности ядер Piledriver в играх. Но также напомним и ещё один момент: процессорами Trinity не поддерживается шина PCI Express 3.0.

⇡#Разгон

Платформа Socket FM1 была не очень-то дружественна к оверклокингу. Llano имели невысокий разгонный потенциал, повышение частоты базового тактового генератора нередко приводило к нестабильности, диапазон доступных делителей для частоты памяти был достаточно узким. Да и вообще, AMD не особенно-то и приветствовала разгон своих APU прошлого поколения, не адаптировав для них даже фирменную утилиту Overdrive. Но с выпуском новой платформы Socket FM2 и предназначенных для неё APU отношение у AMD существенно изменилось. Теперь оверклокерские возможности – это официально обозначенная сильная сторона гибридных процессоров. И с этой точки зрения представители семейства Trinity безоговорочно превосходят конкурирующие Core i3, которые вообще разгону не подвержены.

Дружественность платформы Socket FM2 к разгону проявляется во многом. В частности, в том, что среди процессоров для неё немало моделей с разблокированными множителями – они обозначаются литерой «K» в конце своего номера. Но и при разгоне частотой базового тактового генератора никаких особенных препятствий возникать не должно. В большинстве случаев её можно беспрепятственно поднимать на величину до 80% выше номинала без нарушения стабильного функционирования системы. Учитывать при этом надо лишь два момента: серьёзное изменение частоты тактового генератора приводит к неработоспособности D-Sub-вывода на материнских платах; а чтобы избежать сбоев в работе дисковой подсистемы в режиме AHCI, необходимо пользоваться драйвером AMD, а не штатным микрософтовским драйвером из комплекта поставки операционной системы. К этому необходимо добавить доступность широкого набора делителей для установки частоты памяти и то, что многострадальная утилита Overdrive наконец-то заработала — правда, со скрипом — и с гибридными процессорами.

Все перечисленные оверклокерские улучшения относятся к числу теоретических. На практике же энтузиасты, естественно, ожидают от Trinity увеличения разгонного потенциала, ведь в основе этих процессоров лежит микроархитектура Piledriver – наследница Bulldozer, способная к работе на достаточно высоких частотах.

Однако при практической проверке никакие особенно выдающиеся результаты разгона получить не удалось. Да, Trinity, как и Bulldozer, очень чутко реагирует на увеличение напряжения питания на вычислительных ядрах, отодвигая предел стабильной работоспособности каждый раз с его повышением. Однако серьёзно возрастает и тепловыделение, требуя неординарных методов охлаждения. При этом следить за допустимостью температурного режима практически невозможно. Если и раньше-то встроенные в ядра процессоров AMD термодатчики не отличались особенной аккуратностью в показаниях, то в Trinity они просто чудовищны. Например, в моменты простоя процессора они запросто могут выдавать температуру, близкую к нулевой, а демонстрация под нагрузкой температуры ниже комнатной для них – обычное дело. Поэтому обращаться приходится к показаниям датчика, реализованного на материнской плате, а он чрезмерно инерционен.

Как бы то ни было, в тестовой системе на базе материнской платы ASUS F2A85-V Pro, где процессор охлаждался воздушным кулером NZXT Havik 140, имеющийся A10-5800K удалось разогнать до 4,5 ГГц. Причём это – не предельный разгон, а частота, пригодная для использования в режиме 24х7. Для обеспечения стабильной работоспособности в таком состоянии напряжение питания процессорных ядер было увеличено на 0,15 В свыше штатного для нашего экземпляра CPU значения – до 1,5 В.

Таким образом, с точки зрения результирующих частот разгон вычислительных ядер Trinity похож на разгон Bulldozer. Схожая микроархитектура выливается и в схожий частотный потенциал. Принципиально иная платформа тут никаких существенных корректив не вносит.

Что же отличает Trinity, так это возможность разгона не только его вычислительной части, но и графического ядра. Причём с практической точки зрения – это вполне логичный для интегрированных систем сценарий. Встроенный в Trinity видеоускоритель подобен по производительности дискретной видеокарте Radeon HD 6570 и в целом далёк от пределов мечтаний. Поэтому многие продвинутые пользователи, которые купят новые Socket FM2-процессоры, вполне вероятно, захотят увеличить скорость графики через разгон. И это, действительно, способно принести определённые дивиденды. Нужно лишь помнить о том, что серьёзного увеличения 3D-производительности встроенного в Trinity графического ядра можно достичь и разгоном оперативной памяти, так что параллельно с увеличением частоты работы графики не следует пренебрегать и этой возможностью.

В процессе наших экспериментов нам удалось добиться стабильной работоспособности встроенного в A10-5800K графического ускорителя Radeon HD 7660D на частоте 1085 МГц, которая превышает номинальную величину на 285 МГц. Заметим, что для такого или подобного разгона графики требуется повышать соответствующее напряжение питания, которое в BIOS материнских плат обычно обозначается как напряжение встроенного в процессор северного моста, но по факту применяется и к графическому ядру. В нашем случае оно повышалось с номинальных 1,175 до 1,4 В.

Параллельно разгону графического ядра мы повысили до DDR3-2400 и частоту памяти. Это – предельный для процессоров Trinity режим при использовании номинальной частоты базового тактового генератора. Эксперименты показали, что к его стабильности нет никаких претензий, приходится лишь переводить параметр Command Rate в значение 2T.

Итоговый разгон проиллюстрируем скриншотом.

Разгон вычислительных ядер, графики и памяти позволил в тесте 3DMark'11 перевалить через границу 2000 очков (с профилем Performance). Таким образом, по сравнению с номинальным для A10-5800K состоянием графическая производительность возросла примерно на 25 процентов и достигла уровня дискретного видеоускорителя Radeon HD 6670. Неплохое достижение, не правда ли?

Разгон же вычислительной части сам по себе, похоже, не имеет столь же выраженной практической ценности. Сравнение показателей Physix Score говорит о том, что увеличение тактовой частоты A10-5800K до 4,5 ГГц приводит лишь к 11-процентному росту вычислительного быстродействия. AMD уже установила для процессоров Trinity высокие номинальные частоты, так что серьёзный прирост скорости при разгоне можно получить, разве только применяя экстремальные методы охлаждения. Например, по мнению производителя, с использованием жидкого азота должны быть достижимы частоты порядка 6,5 ГГц, но уже существуют свидетельства и о покорении процессором A10-5800K частоты 7,3 ГГц.

⇡#Выводы

В своё время мы не слишком оптимистично отнеслись к попыткам AMD вывести на рынок десктопных продуктов свои первые гибридные процессоры Llano. Они, конечно, были по-своему интересны, но скорее с теоретических позиций. В реальности же представить тот класс настольных систем, в котором они могли бы занять господствующее положение, было достаточно трудно.

Зато с Trinity – совсем другое дело. Их графическая производительность не просто высока по меркам интегрированных решений, она позволяет запускать 3D-игры в FullHD-разрешении. А это – настоящий качественный скачок, означающий, что Trinity может служить основой настольной игровой системы начального уровня без всяких оговорок. Неплохо, как мы убедились, обстоят дела и с вычислительной производительностью x86-ядер. Старшие представители этого семейства во многих случаях обеспечивают примерно такое же быстродействие, как процессоры Core i3. То есть предлагают вполне достаточную мощность для современных массовых систем.

Просуммировав эти оба факта, получаем, что платформа Socket FM2 и процессоры Trinity имеют шанс отвоевать себе немалое место в домашних системах. Конечно, энтузиасты новых технологий и заядлые геймеры вряд ли одобрят подобное решение. Но для среднестатистических пользователей, для которых игры составляют лишь небольшую часть активности наряду с Интернетом, потреблением мультимедийного контента и, возможно, какими-то несложными специфическими задачами, Trinity выглядит отличным выбором. В этом случае платформа Socket FM2 позволяет не только сэкономить средства, но и получить в итоге компактный, тихий и экономичный компьютер (в том числе и SFF или HTPC). Правда, для полноценной реализации такой возможности AMD не должна ограничивать поставки процессоров с 65-ваттным тепловым пакетом, как она почему-то поступала с Llano, а производители плат должны позаботиться о выпуске приемлемых по цене миниатюрных материнок.

При этом следует иметь в виду, что, как показали наши тесты, процессоры Trinity привлекательны лишь до тех пор, пока в систему с ними не ставится дискретная видеокарта. Дело в том, что в игровых приложениях скорость x86-ядер Piledriver на фоне конкурирующих предложений остаётся, мягко говоря, посредственной. И если при задействовании встроенного видеоядра это не столь важно, так как быстродействие игр в этом случае всё равно упирается в 3D-ускоритель и не ограничивается вычислительными ресурсами, то при использовании более производительной внешней графики эта неприятная особенность может легко выплыть наружу.

Что же касается заложенной в гибридные процессоры AMD идеи гетерогенных вычислений, то на данный момент мы не можем сказать, что в её силах существенно помочь продвижению Trinity на рынок. В целом программная экосистема пока не особенно готова к ускорению вычислений через OpenCL или Direct Compute. И хотя определённые подвижки в этом направлении есть, например способность задействования ресурсов графического ядра появилась в архиваторе WinZIP, нескольких фильтрах в Photoshop CS6 и в GIMP, а также в некотором количестве утилит для обработки изображений и видео (в частности, Musemage или vReveal), пока что принимать идеологию APU за новый стандарт ещё рановато. Подавляющее большинство ресурсоёмкого программного обеспечения, с которым пользователи компьютеров сталкиваются ежедневно, продолжает опираться в первую очередь на x86-ядра. К тому же AMD пока не предложила никакого решения проблемы с недоступностью ресурсов своего встроенного GPU при установке внешней видеокарты, а технологии сторонних разработчиков, такие как LucidLogix Virtu MVP, не отличаются ни удобством, ни гибкостью, ни стабильностью.