Обзор процессора A10-7800: новый Kaveri — дешевле и экономичнее

⇡#Описание тестовых систем и методики тестирования

Учитывая, что главный герой этого обзора, процессор A10-7800, относится к числу энергоэффективных решений, обладающих продвинутой интегрированной графической подсистемой, все тесты мы проводили без использования дискретной видеокарты. Именно для использования в таком виде и приобретаются большинством покупателей процессоры в исполнении Socket FM2+: их встроенный GPU достаточно хорош для того, чтобы они могли выступать основой универсальной системы начального уровня.

В качестве соперников для A10-7800 нами были взяты предшествующие представители семейства Kaveri, A10-7700K и A10-7850K, пара чётырёхъядерных процессоров семейства Richland, а также процессоры Intel Core i3 поколения Haswell. Среди двухъядерников Intel для сравнения с A10-7800 мы выбрали i3-4370, близкий к A10-7800 по цене, и Core i3-4160, который стоит на 25 процентов дешевле.

В итоге список задействованных в тестировании аппаратных компонентов выглядел следующим образом:

• Процессоры:
  • AMD A10-7850K (Kaveri, 4 ядра, 3,7-4,0 ГГц, 2x2 Мбайт L2, Radeon R7 Series);
  • AMD A10-7800 (Kaveri, 4 ядра, 3,5-3,9 ГГц, 2x2 Мбайт L2, Radeon R7 Series);
  • AMD A10-7700K (Kaveri, 4 ядра, 3,4-3,8 ГГц, 2x2 Мбайт L2, Radeon R7 Series);
  • AMD A10-6800K (Richland, 4 ядра, 4,1-4,4 ГГц, 2x2 Мбайт L2, Radeon HD 8670D);
  • AMD A10-6700 (Richland, 4 ядра, 3,7-4,3 ГГц, 2x2 Мбайт L2, Radeon HD 8670D);
  • Intel Core i3-4370 (Haswell, 2 ядра + HT, 3,8 ГГц, 2x256 Кбайт L2, 4 Мбайт L3, HD Graphics 4600);
  • Intel Core i3-4160 (Haswell, 2 ядра + HT, 3,6 ГГц, 2x256 Кбайт L2, 3 Мбайт L3, HD Graphics 4400).
• Процессорный кулер: Noctua NH-D15.
• Материнские платы:
  • ASUS A88X-Pro (Socket FM2+, AMD A88X);
  • ASUS Z97-Pro (LGA1150, Intel Z97).
• Память: 2x8 Гбайт DDR3-2133 SDRAM, 9-11-11-31 (G.Skill [TridentX] F3-2133C9D-16GTX).
• Дисковая подсистема: Intel SSD 520 240 GB (SSDSC2CW240A3K5).
• Блок питания: Seasonic Platinum SS-760XP2 (80 Plus Platinum, 760 Вт).

Тестирование выполнялось в операционной системе Microsoft Windows 8.1 Enterprise x64 с использованием следующего комплекта драйверов:

• AMD Catalyst Software Suite 14.4;
• AMD Chipset Drivers 14.4;
• Intel Chipset Device Software 10.0.14;
• Intel Management Engine Driver 10.0.0.1204;
• Intel Rapid Storage Technology 13.1.0.1058;
• Intel HD Graphics Driver 15.36.64.3652.

Описание использовавшихся для измерения производительности инструментов:

Бенчмарки:

• Futuremark PCMark 8 Professional Edition 2.0.228 — тестирование в сценариях Home (обычное домашнее использование PC), Creative (использование PC для развлечений и для работы с мультимедийным контентом) и Work (использование PC для типичной офисной работы). Используется conventional-режим бенчмарка, без OpenCL-ускорения.
• Futuremark 3DMark Professional Edition 1.3.708 — тестирование в сценах Sky Driver, Cloud Gate и Fire Strike.
• Rightware BasemarkCL 1.1 — специализированный синтетический бенчмарк OpenCL для измерения вычислительной производительности интегрированных графических адаптеров. В тесте используются алгоритмы обработки видео и изображений, физические симуляции и фрактальные алгоритмы.

Приложения:

• Adobe Photoshop CC — тестирование производительности при обработке графических изображений. Измеряется среднее время выполнения тестового скрипта, представляющего собой творчески переработанный Retouch Artists Photoshop Speed Test, который включает типичную обработку четырёх 24-мегапиксельных изображений, сделанных цифровой камерой.
• Autodesk 3ds max 2015 — тестирование скорости финального рендеринга. Измеряется время, затрачиваемое на рендеринг в разрешении 1920x1080 с применением рендерера mental ray одного кадра стандартной сцены Space_Flyby из тестового пакета SPEC.
• Internet Explorer 11 — тестирование производительности при работе интернет-приложений, построенных с использованием современных технологий. Применяется специализированный тест WebXPRT 2013, реализующий на HTML5 и JavaScript реально использующиеся в интернет-приложениях алгоритмы.
• Luxmark 2.0 — основанный на движке рендеринга LuxRender бенчмарк OpenCL, в котором вычислительные способности графических процессоров используются для реалистичного рендеринга методом трассировки лучей. При тестировании используется включающая 488 тыс. треугольников сцена Sala и одновременный обсчёт результата на вычислительных и графическом ядрах.
• WinRAR 5.1 — тестирование скорости архивации. Измеряется время, затрачиваемое архиватором на сжатие директории с различными файлами общим объёмом 1,7 Гбайт. Используется максимальная степень компрессии.
• x264 r2431 — тестирование скорости транскодирования видео в формат H.264/AVC. Для оценки производительности используется исходный 1080p@50FPS AVC-видеофайл, имеющий битрейт около 30 Мбит/с.
• X265 1.2+507 8bpp — тестирование скорости транскодирования видео в перспективный формат H.265/HEVC. Для оценки производительности используется исходный 1080p@50FPS Y4M-видеофайл.

Игры:

• Battlefield 4 — версия 111433 с поддержкой x86-64. Разрешение 1920х1080, качество графики — низкое, сглаживание — отключено.
• GRID Autosport, версия от 30.07.2014 с поддержкой AVX. Разрешение 1920х1080, качество графики — высокое, сглаживание — отключено.
• Metro: Last Light, версия 1.0.0.15. Разрешение 1920х1080, DirectX 11, качество графики — низкое, сглаживание — отключено.
• Thief, версия 1.5 build 4158.5. Разрешение 1280x720, качество графики — низкое, сглаживание — отключено.
• World of Tanks, версия 0.9.2. Разрешение 1920х1080, качество графики — низкое, сглаживание — отключено.

⇡#Производительность в комплексных тестах

Мы уже тестировали процессоры семейства Kaveri, поэтому были готовы к таким результатам. То, что с точки зрения вычислительной производительности они медленнее своих предшественников, Richland, никаким сюрпризом для нас не является. Новый A10-7800 ничего здесь исправить не может, ведь его тактовая частота ниже, чем у A10-7850K. В результате новинка проигрывает не только A10-6800K, но и A10-6700 во всех сценариях, кроме Creative. При обработке же мультимедийного наполнения A10-7800 в 65-ваттном режиме всё же слегка быстрее A10-6700, что, очевидно, обуславливается явной многопоточностью такой нагрузки, для которой наличие отдельного декодера на каждое из ядер Kaveri оказывается очень кстати.

Впрочем, ни о каком заметном приросте быстродействия у нового поколения APU компании AMD речь, конечно, не идёт даже в этом случае. И в результате его представители продолжают оставаться медленнее альтернативных процессоров Intel. Несмотря на то, что A10-7800 имеет не такую большую стоимость, как A10-7850K, позволяя нам сопоставлять его не с четырёхъядерниками, а с двухъядерниками Core i3, конкурирующие CPU всё равно выглядят явно лучше. Например, преимущество Core i3-4370 перед A10-7800 составляет от 15 до 30 процентов. Более того, A10-7800 проигрывает и гораздо более дешёвому Core i3-4160.

Перевод же A10-7800 в 45-ваттный режим приводит к дополнительному уменьшению производительности в рамках 5-7 процентов.

⇡#Производительность в приложениях

Используемый нами комплексный тест PCMark 8 выдал очень точную оценку, в реальных ресурсоёмких приложениях мы видим такую же картину: A10-7800 не столь производителен, как того хотелось бы. Он почти всегда проигрывает двухъядерным представителям семейства Haswell, относящимся к классу Core i3, которые стоят столько же или даже дешевле. Причём особенно сильно отставание проявляется в приложениях, требующих высокой удельной производительности от отдельных ядер. В случае же явно многопоточной нагрузки разрыв между A10 и Core i3 сокращается, а в отдельных случаях, например при рендеринге в 3ds max, A10-7800 даже опережает Core i3-4370.

При этом нельзя сказать, что A10-7800 работает однозначно быстрее, чем A10-6700. Вышедший год назад гибридный процессор поколения Richland на фоне новинки не выглядит устаревшим решением, он сравним с ней по производительности. Да, в многопоточных приложениях A10-7800 всё же немного быстрее, но в остальных ситуациях картина диаметрально противоположная.

Зато A10-7800 может быть сильнее, чем его предшественник, ограничен по тепловыделению. Конечно, при выборе для него 45-ваттного теплового пакета производительность дополнительно снижается на величину до 15 процентов, но такое свойство новинки может позволить её применение там, где представить Socket FM2+ процессор ранее было попросту невозможно.

Достаточно блеклое выступление A10-7800 в классических задачах не стоит воспринимать как катастрофу. Напомним, AMD создавала свои Kaveri, вкладывая в них совершенно иную философию. В этих процессорах очень серьёзный акцент сделан на производительность графического ядра, а вычислительные ядра играют в них вторичную роль. Поэтому для получения полной картины нужно принимать во внимание и скорость работы таких процессоров в задачах, использующих мощности GPU. К ним и перейдём.

⇡#Производительность в играх

Популярный тест игровой графики 3DMark явно указывает на то, что мощность графического ядра у A10-7800 очень высока. Этот энергоэффективный процессор по своим результатам почти не проигрывает флагманскому Kaveri и значительно превосходит конкурирующие предложения компании Intel. Но прежде чем делать какие-то выводы, давайте взглянем на ситуацию в реальных играх.

Хорошая новость состоит в том, что по производительности в играх A10-7800 очень близок к флагманскому Kaveri, A10-7850K. Это объясняется одинаковой структурой графического ускорителя класса Radeon R7, который встроен в тот и другой процессор. В обоих случаях GPU содержит по 8 вычислительных кластеров, то есть располагает массивом из 512 шейдеров. Частота, на которой функционирует графический движок, тоже одинакова. Таким образом, A10-7800 можно смело включать в число десктопных гибридных процессоров, обладающих самой быстродействующей на сегодняшний день встроенной графикой. Преимущество A10-7800 в игровой производительности перед Core i3-4370 с графическим ядром Intel HD Graphics 4600 достигает полуторакратного размера. Если же сравнивать A10-7800 с предшественником A10-6700 семейства Richland, то тут превосходство новинки доходит до 30 процентов.

К сожалению, столь же впечатляющим результатом A10-7800 не может похвастать в том случае, если он работает в своём самом энергоэффективном 45-ваттном режиме. Как мы указывали в описательной части обзора, установка жёстких рамок теплового пакета ограничивает частоту GPU, поэтому игровое быстродействие A10-7800 снижается на величину порядка 10 процентов, что уравнивает этот процессор с A10-7700K и A10-6800K, у которых в полтора раза меньше шейдеров.

Однако это — не самый страшный недостаток A10-7800. Прежде чем начать говорить о A10-7800 как о процессоре, который может стать отличной основой для игровой системы начального уровня, следует принять во внимание один очень неприятный момент. При игровой нагрузке частота вычислительных ядер этого процессора принудительно снижается до 2,5 ГГц. Из-за того, что удельная производительность отдельных x86-ядер и так является слабым местом микроархитектуры Steamroller, это влечёт за собой падение производительности в процессорозависимых играх, не умеющих эффективно распараллеливать нагрузку по четырём ядрам. World of Tanks — яркий пример такой игры. Хотя, казалось бы, этот многопользовательский танковый симулятор — весьма подходящая игра для систем, построенных на APU, в ней A10-7800 заметно проигрывает и предшественникам серии Richland, и конкурирующим Haswell.

⇡#Производительность OpenCL

Отдельное внимание мы уделили и тестам гетерогенной производительности, когда счётная нагрузка с использованием программного интерфейса OpenCL переносится на графическое ядро. AMD активно сотрудничает с разработчиками программного обеспечения, призывая их внедрять поддержку вычислений на графическом ядре в свои продукты. Благо процессоры Kaveri, и в особенности их старшие модификации, обладают GPU c гигантским вычислительным потенциалом. Однако пока распространение гетерогенных алгоритмов происходит не слишком активно. Число реально существующих приложений, которые могут исполняться на всех двенадцати обобщённых ядрах A10-7800 с заметным приростом производительности, остаётся ограниченным. Отчасти это происходит из-за небольшого числа высокопараллельных алгоритмов в реальном мире, отчасти из-за сложности необходимой оптимизации.

Как бы то ни было, в этом разделе мы прибегли к использованию синтетического теста BasemarkCL, который оценивает вычислительную скорость GPU при обработке видео и изображений, симуляции физического взаимодействия большого числа частиц и во фрактальных алгоритмах.

На самом деле, здесь A10-7800 выглядит очень впечатляюще. Производительность не сдерживается ни пропускной способностью памяти, ни низкой частотой x86-ядер, в результате чего этот гибридный процессор превосходит Core i3-4370 на 64 процента.

Второй тест — рендеринг методом трассировки лучей в LuxRender. Он интересен тем, что тут одновременно задействуются и вычислительные, и графические ядра.

В таких условиях A10-7800 уже не может похвастать недосягаемой скоростью. Его суммарная производительность примерно соответствует уровню Core i3-4370.

⇡#Энергопотребление

Выпуская A10-7800, компания AMD наделила его тепловым пакетом 65 Вт, в то время как предшествующие Kaveri имели расчётный уровень тепловыделения 95 Вт. Поэтому от новинки ожидается повышенная энергоэффективность, которая должна позволить её установку в компактные и тихие системы. Давайте посмотрим, как же обстоит дело на практике.

На следующих ниже диаграммах приводится полное потребление систем (без монитора), использующих встроенную процессорную графику, измеренное на выходе из розетки, в которую подключен блок питания тестовой платформы. В суммарный показатель автоматически включается и КПД самого блока питания, однако, поскольку используемая нами модель БП, Seasonic Platinum SS-760XP2, имеет сертификат 80 Plus Platinum, его влияние должно быть минимально. Все имеющиеся в процессорах энергосберегающие технологии активированы. Нагрузка на процессорные ядра создаётся 64-битной версией утилиты LinX 0.6.5 с поддержкой набора инструкций AVX, а графические ядра нагружаются утилитой Furmark 1.13.0.

Потребление современных процессоров в состоянии простоя близко к нулю, так что показатели, приведённые на графике выше, касаются скорее платформ в целом, нежели исследуемых APU. Поэтому не удивительно, что, вне зависимости от того, какой процессор установлен в платформе Socket FM2+, потребление получается примерно одинаковым. Система же на базе Haswell потребляет меньше — сказываются энергосберегающие технологии, которыми располагают современные наборы логики Intel.

При максимальной нагрузке на вычислительные ядра система на базе A10-7800 потребляет примерно на 15 Вт меньше, чем аналогичная конфигурация с процессором A10-7850K. Откровенно говоря, мы надеялись увидеть более разительное отличие. Но его можно наблюдать, только если ограничить тепловой пакет A10-7800 45-ваттной величиной. В этом случае рассматриваемый процессор позволяет собрать даже более энергоэффективную конфигурацию, чем двухъядерные Haswell. Впрочем, это закономерно: расчётное тепловыделение современных Core i3 — 54 Вт.

Графическая нагрузка не вызывает столь же серьёзного роста тепловыделения и энергопотребления, как вычислительная. Совершенно неудивительно, что у 65-ваттного процессора A10-7800 частота и конфигурация графического ядра такая же, как и у 95-ваттного A10-7850K, — в дополнительных ограничениях не было никакого смысла.

Если учесть, что при нагрузке на графическое ядро тактовая частота A10-7800 снижается, сравнительно невысокое потребление этого процессора при комплексной нагрузке совсем не удивляет. Даже в стандартном 65-ваттном состоянии он способен конкурировать по своим энергетическим аппетитам с Haswell семейства Core i3. Урезание же для A10-7800 расчётного теплового пакета до 45 Вт позволяет и вовсе впихнуть всю платформу целиком в 85-ваттные рамки.

До сих пор были приведены результаты измерения энергопотребления в экстремальных режимах, когда нагрузка на блоки APU создавалась специальными утилитами. Если же речь идёт об обычной для среднестатистического пользователя ситуации, то картина получается следующей (для примера потребление измерялось в игре World of Tanks):

Использование A10-7800 вместо A10-7850K даёт примерно 15-ваттную экономию. Платформы на базе Core i3 поколения Haswell потребляют меньше, но у предложения AMD существует отлично работающая возможность дополнительного урезания энергетических аппетитов. Ценой некоторого снижения производительности она позволяет сделать из A10-7800 вполне «холодный» APU.

⇡#Выводы

Когда в начале этого года мы впервые тестировали процессоры Kaveri, к ним нашлось немало претензий. С выходом обновлённых модификаций A10-7800, A8-7600 и A6-7400K AMD смогла исправить часть недостатков этих APU. В частности, свежие процессоры получили более выгодное сочетание цены и производительности и стали заметно экономичнее. Однако многие проблемы Kaveri имеют слишком глубокие корни для того, чтобы с ними можно было бороться без внесения серьёзных изменений в существующую микроархитектуру. Поэтому в целом пополнившееся семейство гибридных процессоров в Socket FM2+ исполнении продолжает оставаться не слишком привлекательным для обычных покупателей недорогих персональных компьютеров.

По результатам тестирования мы даже не можем сказать, что рассмотренный нами новый процессор A10-7800 выступил лучше своего 65-ваттного предшественника поколения Richland, A10-6700. Да, скорость работы графического ядра возросла, и местами это очень заметно. Но вместе с тем процессор поколения Kaveri получил более низкие тактовые частоты и стал медленнее с точки зрения традиционной однопоточной x86-производительности. Уровень же его энергопотребления при этом практически не изменился.

Специалисты по маркетингу из AMD пытаются убедить нас в том, что A10-7800 превосходит все конкурирующие решения благодаря поддержке вычислений на графическом ядре и технологии HSA. И это отчасти так — в синтетических OpenCL-тестах вычислительный потенциал графического ядра Kaveri очень хорошо заметен. Но дело в том, что в большинстве повседневно используемых Windows-программ поддержки OpenCL нет либо она носит формальный характер и не даёт заметного прироста в скорости работы. Но и даже в том случае, когда приложение использует мощности графики для параллельных вычислений, суммарная производительность CPU- и GPU-частей Kaveri оказывается не лучше, чем у конкурирующего Core i3-4370, — такую картину мы увидели в тесте рендеринга LuxMark.

Поэтому единственная область, где APU компании AMD могли бы держать непререкаемое лидерство — это 3D-игры. У рассмотренного сегодня A10-7800, вне всяких сомнений, — лучшая интегрированная графика в мире процессоров для настольных ПК. Однако изъян нашёлся и тут: из-за того, что тактовая частота A10-7800 при активации графического ядра принудительно снижается до 2,5 ГГц, некоторые игры начинают ощущать нехватку процессорной производительности, что в конечном итоге «просаживает» частоту кадров. Именно такую обескураживающую картину мы получили в популярном сетевом танковом симуляторе World of Tanks, где старшие Kaveri уступают и своим предшественникам, и процессорам Core i3.

Но самое главное, если вашей целью является сборка недорогой игровой системы, то существенно более быструю, чем с Kaveri, конфигурацию примерно за те же деньги можно получить, совместив процессор класса Intel Pentium с дискретной видеокартой вроде Radeon R7 250X.

Суммируя всё сказанное, остаётся лишь вновь повторить нашу старую сентенцию о том, что APU компании AMD имеют смысл лишь там, где во главе угла стоит не сочетание цены и графической или вычислительной производительности, а иные факторы вроде размера системы, её шумности, компактности, энергопотребления или тепловыделения. Другими словами, Kaveri — это прежде всего мобильный чип (и, надо сказать, очень неплохой), поэтому в настольный компьютер он хорошо вписывается только в том случае, если такой десктоп в каких-то аспектах похож на ноутбук. То есть A10-7800 может стать подходящим выбором для моноблоков, HTPC, ультракомпактных систем, игровых консолей вроде «паровой машины», но не более того.

К счастью, AMD уже готовит следующую версию APU с кодовым именем Carrizo, в которой будет внедрена улучшенная базовая микроархитектура Excavator. Хочется надеяться, что удельная производительность x86-ядер при этом будет повышена, плюс поднимутся и тактовые частоты. Ведь выполнения этих двух простых условий наверняка будет достаточно для того, чтобы APU компании AMD перестали быть нишевым продуктом и переросли в привлекательные общеупотребительные решения для настольных персональных систем.