Обзор процессора AMD Athlon X4 845: десктопный Carrizo

Гибридные процессоры семейства Kaveri остаются основным предложением компании AMD для настольных персональных компьютеров на протяжении вот уже более двух лет. AMD бросила основные силы на разработку перспективной микроархитектуры Zen, а потому старается по возможности сократить свои издержки, связанные с подготовкой каких бы то ни было новых продуктов с различными воплощениями дизайна Bulldozer. Вот и произошедшее этой весной плановое обновление модельного ряда десктопных процессоров в исполнении Socket FM2+ не принесло никаких принципиальных перемен. Фактически AMD лишь немного нарастила тактовые частоты хорошо знакомых нам APU, базирующихся на процессорной микроархитектуре Steamroller и располагающих графическими ядрами семейства GCN 1.2. А это значит, что все анонсированные в течение февраля – марта модели гибридных процессоров компании AMD для настольных систем – это снова хорошо знакомые нам Kaveri (или, если угодно, Godavari).

Конечно, такое замедление прогресса вряд ли может служить поводом для гордости. Особенно на фоне того, что Steamroller – далеко не самая свежая микроархитектура в арсенале AMD. Дело в том, что мобильные системы в середине прошлого года всё же удостоились внимания инженеров: для них было предложено нечто новенькое – процессоры Carrizo на усовершенствованной микроархитектуре Excavator. Но симметричные предложения для десктопов не планировались вовсе. Дизайн Carrizo получил явную ориентацию на энергоэффективность, а потому применять его в моделях для платформы Socket FM2+ без серьёзной переделки AMD посчитала нецелесообразным. В результате мобильные процессоры по сравнению со своими настольными собратьями ушли несколько вперёд, но, по большому счёту, это мало кого волнует, потому что любые решения AMD с микроархитектурами класса Bulldozer заведомо уступают актуальным предложениям Intel во всём, кроме производительности графического ядра.

Впрочем, всё это не означает, что микроархитектура Excavator пройдёт мимо десктопного сегмента. Первые «переходные» процессоры для платформы Socket AM4, которая в перспективе должна будет стать типичной средой обитания для APU и CPU на базе принципиально нового дизайна Zen, будут основываться именно на базе Excavator. Принесут эту микроархитектуру в настольный сегмент запланированные на вторую половину этого года продукты семейства Bristol Ridge, которые помимо вычислительных ядер Excavator смогут предложить также интегрированную GCN 1.2-графику и контроллер памяти с поддержкой DDR4 SDRAM.

Однако AMD не была бы собой, если бы в изначальный достаточно стройный и логичный план по ходу дела не начали бы вноситься изменения. Одним из таких изменений стало недавнее появление среди десктопных процессоров для Socket FM2+ на базе Kaveri непредвиденной модели с дизайном Carrizo. Этим нежданным пришельцем стал Athlon X4 845, который, говоря формально, APU даже не является, а представляет собой процессор без графического ядра. Тем не менее от этого такая новинка выглядит даже интереснее. Ведь в итоге Athlon X4 845 – не только единственный на данный момент носитель микроархитектуры Excavator в настольном сегменте, но и самый дешёвый десктопный чип, способный предложить четыре почти полноценных вычислительных ядра. Столь оригинальный и соблазнительный продукт просто не мог быть обойдён вниманием нашей лаборатории, и поэтому он удостоился отдельного обзора.

Но ещё более значимым фактором, подогревающим интерес к Athlon X4 845, выступает то, что этот процессор даёт возможность заранее оценить, чего можно ожидать от Bristol Ridge в части вычислительной производительности. Кроме того, интригует и оригинальность этого продукта. Несмотря на то, что Athlon X4 845 основывается на наиболее современной версии микроархитектуры Bulldozer, он зашёл в линейку процессоров для Socket FM2+ не сверху, а снизу, выступая бюджетным и энергоэффективным решением. Объясняется это отчасти тем, что мы имеем дело с процессором, который стал десктопным поневоле: на самом деле под названием Athlon X4 845 производитель реализует полупроводниковые кристаллы Carrizo, которые либо имеют неработоспособное графическое ядро, либо неспособны вписаться в мобильные тепловые пакеты 15-35 Вт. То есть, говоря по-простому, Athlon X4 845 – это грубая десктопная адаптация ноутбучного чипа. Но уместен ли такой процессор в линейке продуктов для настольных систем? Давайте разберёмся.

⇡#Athlon X4 845 в подробностях

На первый взгляд характеристики Athlon X4 845 выглядят вполне привычно. Недаром AMD поместила этот процессор в старую линейку Athlon X4, в которую входят четырёхъядерные процессоры без графического ядра в исполнении Socket FM2+. Однако истинная сущность Athlon X4 845 – Carrizo – легко проявляется при более пристальном знакомстве и, например, хорошо видна в любой диагностической программе.

В основе Athlon X4 845 лежит два двухъядерных бульдозерных модуля с микроархитектурой Excavator. Отличия по сравнению с предшествующей, хорошо знакомой нам по Kaveri микроархитектурой Steamroller заключаются не только в малоосязаемых и незначительных улучшениях, а напротив, они видны невооружённым глазом. Достаточно посмотреть на подсистему кеш-памяти. В Steamroller кеш второго уровня вдвое сократился в объёме и теперь на каждый двухъядерный модуль отводится лишь 1 Мбайт L2. Зато L1-кеш данных, напротив, стал вдвое вместительнее. Его объём возрос до 32 Кбайт на ядро, причём попутно его ассоциативность увеличилась до восьмикратной, что должно поспособствовать снижению доли промахов.

Что же касается тактовой частоты, то, из-за ориентации десктопного Carrizo на начальный уровень, у него она ниже, чем у большинства Athlon X4 с дизайном Kaveri. Номинальная частота Athlon X4 845 составляет 3,5 ГГц, но благодаря имеющемуся в этом процессоре турбо-режиму (технология Turbo Core) она может динамически подниматься до 3,8 ГГц.

Обратить внимание стоит и на показатель расчётного тепловыделения. Для Athlon X4 845 он установлен в 65 Вт, что делает данный процессор одним из наиболее экономичных предложений в линейке четырёхъядерников компании AMD без интегрированной графики. Любопытно, что год назад, во время анонса мобильных Carrizo, представители компании утверждали, что выпуск процессоров с таким дизайном и тепловыми пакетами, превышающими 45-ваттную величину, невозможен. Однако по характеристикам Athlon X4 845 мы видим, что тогда AMD явно лукавила.

Ещё одно примечательное улучшение Athlon X4 845 по сравнению с предшественниками – появление поддержки AVX2-инструкций. Intel добавила этот набор команд в свои процессоры ещё в поколении Haswell, а теперь аналогичная функциональность становится доступна и в десктопной продукции AMD.

Подводя итог сказанному, приведём таблицу, в которой сопоставляются характеристики Athlon X4 845 и других актуальных моделей CPU, входящих в эту же серию.

Для полноты картины следует упомянуть, что Athlon X4 845 основывается ровно на таком же 28-нм полупроводниковом кристалле Carrizo, как и мобильные процессоры FX, A10 и A8 восьмитысячной серии. Этот кристалл изначально содержит 3,1 млрд транзисторов и имеет площадь 250 мм². Однако в Athlon X4 845 его значительная часть попросту не работает – в этом процессоре отключено не только графическое ядро, но и компоненты южного моста, которые среди прочего имеются в мобильном чипе Carrizo.

Полупроводниковый кристалл Carrizo

В итоге в десктопном варианте Carrizo реально функционирует не более половины исходного кристалла. Иными словами, выпустив Athlon X4 845, AMD скорее ставила своей первоочередной задачей открытие канала для сбыта производственной отбраковки, а не развитие линейки Athlon X4.

Принципиальные отличия Athlon X4 845 от всех иных Socket FM2+-процессоров приводят к тому, что эта новинка совместима с имеющимся парком материнских плат только после обновления UEFI. Впрочем, вряд ли это станет серьёзной проблемой. Все ведущие производители уже выпустили версии прошивок с необходимыми изменениями.

⇡#Микроархитектура Excavator

Итак, появление Athlon X4 845 вводит в лексикон приверженцев настольных систем сразу пару новых кодовых имён: Excavator – это новая, следующая за Steamroller микроархитектура семейства Bulldozer, и Carrizo – дизайн гибридных процессоров, собранных из вычислительных ядер Excavator и графического ядра класса GCN 1.2. Стоит отметить, что Excavator выступает конечной точкой развития микроархитектур семейства Bulldozer. Вслед за ней в процессоры AMD должна прийти принципиально новая микроархитектура Zen, с внедрением которой компания связывает амбициозные планы по своему возвращению на позиции ведущего игрока процессорного рынка. И, говоря о переходе от Excavator к Zen, необходимо помнить ещё одно кодовое имя: Bristol Ridge – это перспективные «промежуточные» процессоры для мобильных и настольных систем, которые перенесут дизайн Carrizo в экосистему Zen и добьются её первоначального принятия индустрией ещё до появления принципиально новых APU и CPU.

Всё это значит, что микроархитектура Excavator не станет залётным гостем в десктопном сегменте. Ей отведена достаточно серьёзная роль. Фактически она будет сопровождать нас до начала 2017 года. Athlon X4 845 же – это своего рода пробный шар, по которому мы имеем возможность составить первоначальное мнение об этой микроархитектуре ещё до появления на рынке новой платформы Socket AM4 и процессоров Bristol Ridge.

На нашем сайте уже был опубликован достаточно подробный материал о процессорах Carrizo в общем и микроархитектуре Excavator в частности. Здесь же мы просто упомянем основные факты, достаточные для понимания того, чем же так примечателен Athlon X4 845.

И начнём с самого главного: Excavator – это такая же 28-нм процессорная микроархитектура, как и предшествующая ей Steamroller, но переработанная с целью улучшения энергоэффективности. Проектирование Excavator велось с прицелом на попадание процессоров в 15-ваттный тепловой пакет, и в итоге эта микроархитектура действительно показывает впечатляющее увеличение производительности в условиях жёстких рамок по тепловыделению. Но происходит это в первую очередь за счёт более высоких тактовых частот, достижимых Excavator при серьёзно ограниченном энергопотреблении и тепловыделении.

Ключом к покорению таких рубежей стало применение при проектировании ядра технологических библиотек с высокой плотностью расположения транзисторов, которые при разработке традиционных процессоров обычно не используются. Подобный подход характерен скорее для GPU, однако в данном случае он оказался полезен и при создании энергоэффективного процессорного дизайна. Плотность размещения транзисторов полупроводникового кристалла Excavator по сравнению с Steamroller выросла в среднем на 23 процента, и в случае Carrizo это освободило дополнительный транзисторный бюджет для встраивания в процессор более мощного графического ядра и компонентов южного моста.

Однако одними лишь технологическими улучшениями дело не ограничивается. AMD обещает, что на одной и той же частоте Excavator по сравнению со Steamroller способен исполнять на 4-15 процентов больше инструкций за счёт усовершенствований на низком уровне микроархитектуры. Достигается это преимущество благодаря увеличению размеров и изменению алгоритмов работы кеш-памяти первого уровня. В частности, ёмкость L1-кеша данных в Excavator увеличилась вдвое – до 32 Кбайт на ядро. Кроме того, AMD говорит и о снижении латентности этого кеша вкупе с улучшением эффективности предварительной выборки данных.

Другая причина улучшения показателя IPC (количества исполняемых за такт инструкций) – полуторакратное увеличение размера буфера адресов ветвлений. Это делает предсказание переходов в ядре Excavator статистически более правильным. В случае же ошибок микроархитектура Excavator обещает ускоренный сброс конвейера вещественных чисел.

К портрету Excavator остаётся лишь добавить появление поддержки AVX2-инструкций – набора, в который входят векторные 256-битные целочисленные команды и векторные команды для операций с тремя операндами. Впрочем, пока такие инструкции применяются в реальных программах не слишком часто, да и не стоит забывать о том, что исполняются они блоком FPU, который в архитектурах класса Bulldozer всего один на каждые два ядра.

Иными словами, каких-то особенных преимуществ у Excavator нет. А весь обещанный прогресс легко может быть сведён на нет уменьшением объёма L2-кеша, размер которого составляет теперь не 2, а 1 Мбайт на каждый двухъядерный модуль. Иными словами, у четырёхъядерных процессоров с микроархитектурой Excavator общий объём кеш-памяти составляет всего 2 Мбайт, чего для многих современных приложений может не хватать. И особенно критичен данный недостаток именно для APU, в которых третий уровень кеширования вообще не предусмотрен.

⇡#Северный мост и производительность подсистемы памяти

Кажется, что основная часть изменений в Excavator по сравнению с Steamroller проведена в подсистеме памяти. Отчасти это действительно так, но далеко не все перемены можно оценить со знаком плюс. Да, L1-кеш стал больше и эффективнее, но кеш-память второго уровня серьёзно пострадала – её суммарный размер у Athlon X4 845 уменьшился до скромных 2 Мбайт (похожий объём кеша характерен лишь для процессоров Intel Celeron), а ведь остальные Athlon X4 могут похвастать 4-мегабайтным L2-кешем.

Ещё один удар по производительности подсистемы памяти оказался нанесён через встроенный в процессорный кристалл Carrizo северный мост. Его частота у Athlon X4 845 снижена до 1,1-1,3 ГГц (точное значение зависит от нагрузки), в то время как в процессорах семейства Kaveri северный мост работает на частоте 1,8 ГГц. Учитывая же, что частью встроенного северного моста является контроллер памяти, можно ожидать, что производительность Athlon X4 845 при работе с DDR3 SDRAM окажется ниже, чем у процессоров с более ранним дизайном.

Проверить всё это несложно. Для этого мы воспользовались традиционным инструментом – утилитой Cache & Memory Benchmark из пакета AIDA64. Тест был проведён для четырёхъядерных Athlon X4 860K (Steamroller) и Athlon X4 845 (Excavator), работающих на одинаковой фиксированной частоте 3,5 ГГц c одной и той же DDR3-2133-памятью со схемой задержек 9-11-11-31.

Steamroller 3,5 ГГц		Excavator 3,5 ГГц

Результаты вполне ожидаемы и объяснимы. Скорость кеш-памяти у Carrizo, как и обещала AMD, стала выше, что отчасти компенсирует её меньший суммарный объём. Но вот с основным массивом оперативной памяти процессор с новой микроархитектурой Excavator работает заметно хуже. Особенно сильно это проявляется в выросшей почти на 20 процентов латентности – сниженная частота работы северного моста не могла не дать о себе знать. Очевидно, что за счёт этого разработчики AMD хотели сделать Carrizo экономичнее, но в данном случае такое стремление негативно повлияло на производительность.

Кстати, мобильные корни Carrizo видны и ещё в одной неприятной особенности встроенного в Athlon X4 845 северного моста. Расположенный в нём контроллер графической шины обладает лишь восемью линиями PCI Express 3.0. И это не только лишает пользователей десктопного Carrizo возможности построения мульти-GPU конфигураций, но и вносит дополнительные ограничения в производительность видеоподсистемы.

Конечно, пропускной способности шины PCI Express 3.0 x8 для современных графических карт в большинстве случаев вполне достаточно, но это не отменяет того факта, что в сборках на базе Athlon X4 845 графика в любом случае будет работать не в полную силу.

⇡#Особенности турборежима

При тестировании Athlon X4 845 мы заметили, что технология Turbo Core работает в нём не совсем так, как у его предшественников с дизайном Kaveri. Раньше турборежим у Socket FM2+-процессоров включался только в том случае, если вычислительная нагрузка ложилась не более чем на половину ядер, а встроенные в процессор датчики фиксировали благоприятный температурный фон. По этим причинам повышенную тактовую частоту у Kaveri можно было наблюдать лишь при малопоточной и достаточно лёгкой нагрузке. В ресурсоёмких же приложениях частота всегда сбрасывалась до номинального значения или даже ниже.

У Athlon X4 845 же всё стало совсем по-другому. В процессорах поколения Carrizo работа технологии Turbo Core привязана исключительно к показаниям встроенных в ядро датчиков температуры и потребляемой мощности и никак не зависит от того, какое количество ядер процессора реально работает, а какое находится в состоянии простоя. А если к этому прибавить тот факт, что для Athlon X4 845 установлен достаточно либеральный для чипа с мобильными корнями тепловой пакет, то становится совершенно очевидно, что переходить в турборежим он способен гораздо чаще. И действительно: несмотря на то, что номинальная частота Athlon X4 845 – 3,5 ГГц, в большинстве случаев этот процессор работает на 3,7-3,8 ГГц. Причём, активация турборежима нередко происходит даже при исполнении ресурсоёмких многопоточных программ.

В качестве иллюстрации покажем, например, как изменяется реальная частота во время прохождения стресс-теста в LinX 0.6.5.

Даже в течение создающего очень серьёзную нагрузку теста стабильности частота вычислительных ядер тяготеет к величине 3,8 ГГц. Иными словами, переходить в режим с повышенной частотой Athlon X4 845 умудряется при весьма тяжёлой нагрузке. Процессоры поколения Kaveri на такое были совершенно неспособны. Получается, что по средней реальной частоте работы Athlon X4 845 сопоставим с Athlon X4 860K: Carrizo почти всегда работает с активированным турборежимом, а Kaveri наоборот – чаще функционирует в своём номинальном режиме. Впрочем, справедливости ради стоит отметить, что провалы частоты ниже штатного значения – в данном случае до 3,1 ГГц – никуда не делись и у Athlon X4 845. Но теперь их можно наблюдать лишь эпизодически.

Столь охотное включение процессором Carrizo турборежима подкрепляется и ещё одним наблюдением: нагрев Athlon X4 845 во время работы очень скромен. В тестировании мы по традиции пользовались воздушным кулером Noctua NH-U14S, и максимальная температура CPU, которая была зафиксирована во время прогонов теста LinX, достигала лишь 39 градусов (согласно показаниям термодатчика в процессорном гнезде). Так что причины агрессивности технологии Turbo Core у Athlon X4 845 не вызывают никаких вопросов.

⇡#Разгон

Процессор Athlon X4 845 относится к числу бюджетных и потому не входит в оверклокерскую серию, что однозначно следует из его модельного номера, в конце которого нет литеры К. Это значит, что его множитель заблокирован, и 35x – это максимальный коэффициент умножения, который можно выставить в BIOS материнской платы для данного CPU. Тем не менее разогнать Athlon X4 845 всё-таки можно: современные Socket FM2+-материнские платы позволяют покорять повышенные частоты другим способом – через увеличение частоты BCLK.

Впрочем, даже с учётом имеющегося обходного пути особых достижений в плане разгона от Athlon X4 845 ожидать не стоит. Не забывайте, этот процессор основан на дизайне Carrizo, который имеет мобильные корни и нацелен на энергоэффективность, а вовсе не на работу на высоких тактовых частотах. К тому же разгон через увеличение частоты основного тактового генератора в Socket FM2+-системах не всегда проходит безболезненно. Например, при таком подходе к оверклокингу часто возникают сбои в работе встроенного в чипсет SATA-контроллера, лечить которые с переменным успехом приходится его переводом из AHCI в IDE-режим и дополнительным увеличением напряжений VDDA и APU1.2V.

Но и даже после всех подобных ухищрений разгон десктопного Carrizo не даёт особых поводов для радости. Например, наш экземпляр Athlon X4 845 продемонстрировал устойчивую работоспособность лишь на частоте 4,2 ГГц, которая была достигнута увеличением BCLK до 120 МГц.

Для обеспечения стабильности в таком состоянии напряжение на процессоре пришлось поднять до 1,6 В, но в данном случае эта величина не кажется чрезмерной – штатное напряжение процессоров Athlon X4 845 находится в диапазоне 1,46-1,49 В. Не давал никаких поводов для беспокойства и температурный режим. Нагрев разогнанного процессора во время тестирования стабильности в LinX, по данным термодиода под процессорным гнездом, не превышал 44 градусов. Кстати, пользоваться именно расположенным на материнской плате термодатчиком, а не измерительными средствами самого CPU заставляет традиционная для продукции AMD странная калибровка, из-за которой показатели встроенных в Carrizo термодатчиков совершенно неправдоподобны.

Подытоживая всё сказанное в данном разделе, остаётся признать, что Athlon X4 845 – очень плохой кандидат для эксплуатации на повышенных частотах. Разгонять его сложно из-за нестабильности материнских плат при ускорении базового тактового генератора, а частотный потенциал самого этого чипа значительно ниже, чем у его собратьев из семейства Kaveri. И это обусловлено не неудачностью конкретного экземпляра CPU, а глобальными причинами – оптимизацией для мобильного применения и в первую очередь высокоплотной компоновкой транзисторов в полупроводниковом кристалле Carrizo.

⇡#Описание тестовых систем и методики тестирования

Athlon X4 845 – это самый дешёвый на сегодняшний день четырёхъядерный процессор, и этим он привлекает к себе особое внимание. Безусловно, о полноценности ядер у носителей микроархитектуры Excavator можно спорить, но за $70, за которые AMD готова продавать свой новый младший четырёхъядерник, у Intel есть только двухъядерные процессоры без технологии Hyper-Threading, то есть способные исполнять лишь два потока одновременно. И поэтому Athlon X4 845 кажется весьма выигрышным предложением. Однако так ли выгоден он на самом деле – этот вопрос был поставлен перед практическим тестированием.

Принимая во внимание стоимость Athlon X4 845, в качестве его соперников мы выбрали пару процессоров Intel Pentium: один из семейства Haswell и второй – из нового семейства Skylake.

Из стана же самой AMD конкурентом Athlon X4 845 выступил процессор Athlon X4 860K, основанный на более раннем дизайне Kaveri. Несмотря на то, что между этими представителями серии Athlon X4 есть заметная разница в паспортных тактовых частотах, в реальности, за счёт различий в реализации технологии Turbo Core, они работают в очень похожих частотных режимах. Поэтому соседство результатов этих CPU на диаграммах позволит нам делать выводы о том, насколько процессорный дизайн Carrizo может улучшить процессоры класса Bulldozer.

Кроме того, на диаграммах вы сможете найти и показатели производительности процессора AMD FX-4350. Этот четырёхъядерник, работающий в экосистеме Socket AM3+, относится к семейству Vishera пятилетней давности. Тем не менее он всё ещё остаётся актуальным предложением, которое, наряду с представителями семейства Athlon X4, можно приобрести за достаточно небольшую сумму.

В итоге в составе тестовых систем использовались комплектующие из следующего набора:

• Процессоры:
  • AMD Athlon X4 845 (Carrizo, 4 ядра, 3,5-3,8 ГГц, 2 × 2 Мбайт L2);
  • AMD Athlon X4 860K (Kaveri, 4 ядра, 3,7-4,0 ГГц, 2 × 2 Мбайт L2);
  • AMD FX-4350 (Vishera, 4 ядра, 4,2-4,3 ГГц, 8 Мбайт L3);
  • Intel Pentium G3258 (Haswell, 2 ядра, 3,2 ГГц, 3 Мбайт L3);
  • Intel Pentium G4400 (Skylake, 2 ядра, 3,3 ГГц, 3 Мбайт L3);
• Процессорный кулер: Noctua NH-U14S.
• Материнские платы:
  • ASUS Maximus VIII Ranger (LGA1151, Intel Z170);
  • ASUS Z97-Pro (LGA1150, Intel Z97);
  • ASUS A88X-Pro (Socket FM2+, AMD A88X);
  • ASUS 970 PRO Gaming/Aura (Socket AM3+, AMD 970 + SB950).
• Память:
  • 2 × 8 Гбайт DDR3-2133 SDRAM, 9-11-11-31 (G.Skill [TridentX] F3-2133C9D-16GTX);
  • 2 × 8 Гбайт DDR4-2666 SDRAM, 15-15-15-35 (Corsair Vengeance LPX CMK16GX4M2A2666C16R).
• Видеокарта: NVIDIA GeForce GTX 980 Ti (6 Гбайт/384-бит GDDR5, 1000-1076/7010 МГц).
• Дисковая подсистема: Kingston HyperX Savage 480 GB (SHSS37A/480G).
• Блок питания: Corsair RM850i (80 Plus Gold, 850 Вт).

Тестирование выполнялось в операционной системе Microsoft Windows 10 Enterprise Build 10240 с использованием следующего комплекта драйверов:

• AMD Chipset Drivers Crimson Edition 16.3.2;
• Intel Chipset Driver 10.1.1.8;
• Intel Management Engine Interface Driver 11.0.0.1157;
• NVIDIA GeForce 364.72 Driver.

Описание использовавшихся для измерения вычислительной производительности инструментов:

Бенчмарки:

• BAPCo SYSmark 2014 ver 1.5 – тестирование в сценариях Office Productivity (офисная работа: подготовка текстов, обработка электронных таблиц, работа с электронной почтой и посещение интернет-сайтов), Media Creation (работа над мультимедийным контентом — создание рекламного ролика с использованием предварительно отснятых цифровых изображений и видео) и Data/Financial Analysis (статистический анализ и прогнозирование инвестиций на основе некой финансовой модели).
• Futuremark 3DMark Professional Edition 2.0.2067 — тестирование в сценах Sky Diver 1.0, Cloud Gate 1.1 и Fire Strike 1.1.

Приложения:

• Adobe Photoshop CC 2015 — 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.
• Adobe Photoshop Lightroom 6.4 – тестирование производительности при пакетной обработке серии изображений в RAW-формате. Тестовый сценарий включает пост-обработку и экспорт в JPEG с разрешением 1920 × 1080 и максимальным качеством двухсот 12-мегапиксельных изображений в RAW-формате, сделанных цифровой камерой Nikon D300.
• Blender 2.77a – тестирование скорости финального рендеринга в одном из популярных свободных пакетов для создания трёхмерной графики. Измеряется продолжительность построения финальной модели из Blender Cycles Benchmark rev4.
• dBpoweramp Music Converter R15.3 — тестирование скорости перекодирования звуковых файлов. Измеряется скорость выполнения преобразования FLAC-файлов в MP3-формат с максимальным качеством сжатия.
• Microsoft Edge 20.10240.16384.0 – тестирование производительности при работе интернет-приложений, построенных с использованием современных технологий. Применяется специализированный тест WebXPRT 2015, реализующий на HTML5 и JavaScript реально использующиеся в интернет-приложениях алгоритмы.
• WinRAR 5.31 — тестирование скорости архивации. Измеряется время, затрачиваемое архиватором на сжатие директории с различными файлами общим объёмом 1,7 Гбайт. Используется максимальная степень компрессии.
• x264 r2692 — 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 1.9+140 8bpp — тестирование скорости транскодирования видео в перспективный формат H.265/HEVC. Для оценки производительности используется тот же видеофайл, что и в тесте скорости транскодирования кодером x264.

Игры:

• Grand Theft Auto V. Настройки для разрешения 1280 × 800: DirectX Version = DirectX 11, FXAA = Off, MSAA = Off, NVIDIA TXAA = Off, Population Density = Maximum, Population Variety = Maximum, Distance Scaling = Maximum, Texture Quality = Very High, Shader Quality = Very High, Shadow Quality = Very High, Reflection Quality = Ultra, Reflection MSAA = Off, Water Quality = Very High, Particles Quality = Very High, Grass Quality = Ultra, Soft Shadow = Softest, Post FX = Ultra, In-Game Depth Of Field Effects = On, Anisotropic Filtering = x16, Ambient Occlusion = High, Tessellation = Very High, Long Shadows = On, High Resolution Shadows = On, High Detail Streaming While Flying = On, Extended Distance Scaling = Maximum, Extended Shadows Distance = Maximum. Настройки для разрешения 1920 × 1080: DirectX Version = DirectX 11, FXAA = Off, MSAA = x4, NVIDIA TXAA = Off, Population Density = Maximum, Population Variety = Maximum, Distance Scaling = Maximum, Texture Quality = Very High, Shader Quality = Very High, Shadow Quality = Very High, Reflection Quality = Ultra, Reflection MSAA = x4, Water Quality = Very High, Particles Quality = Very High, Grass Quality = Ultra, Soft Shadow = Softest, Post FX = Ultra, In-Game Depth Of Field Effects = On, Anisotropic Filtering = x16, Ambient Occlusion = High, Tessellation = Very High, Long Shadows = On, High Resolution Shadows = On, High Detail Streaming While Flying = On, Extended Distance Scaling = Maximum, Extended Shadows Distance = Maximum.
• F1 2015. Настройки для разрешения 1280 × 800: Ultra High Quality, 0xAA, 16xAF. Настройки для разрешения 1920 × 1080: Ultra High Quality, SMAA + TAA, 16xAF. В тестировании используется трасса Melbourne.
• Hitman™. Настройки для разрешения 1280 × 800: DirectX 12, Super Sampling = 1.0, Level of Detail = Ultra, Anti-Aliasing = Off, Texture Quality = High, Texture Filter = Anisotropic 16x, SSAO = On, Shadow Maps = Ultra, Shadow Resolution = High. Настройки для разрешения 1920 × 1080: DirectX 12, Super Sampling = 1.0, Level of Detail = Ultra, Anti-Aliasing = FXAA, Texture Quality = High, Texture Filter = Anisotropic 16x, SSAO = On, Shadow Maps = Ultra, Shadow Resolution = High.
• Metro: Last Light Redux. Настройки для разрешения 1280 × 800: DirectX 11, High Quality, Texture Filtering = AF 16X, Motion Blur = Normal, SSAA = Off, Tessellation = Normal, Advanced PhysX = Off. Настройки для разрешения 1920 × 1080: DirectX 11, Very High Quality, Texture Filtering = AF 16X, Motion Blur = Normal, SSAA = On, Tessellation = Normal, Advanced PhysX = Off. При тестировании используется сцена Scene 1.
• Rise of the Tomb Raider. Настройки для разрешения 1280 × 800: DirectX 11, Anti-aliasing = Off, Preset = Very High. Настройки для разрешения 1920 × 1080: DirectX 11, Anti-aliasing = SSAA 4x, Preset = Very High.
• Thief. Настройки для разрешения 1280 × 800: Texture Quality = Very High, Shadow Quality = Very High, Depth-of-field Quality = High, Texture Filtering Quality = 8x Anisotropic, SSAA = Off, Screenspace Reflections = On, Parallax Occlusion Mapping = On, FXAA = Off, Contact Hardening Shadows = On, Tessellation = On, Image-based Reflection = On. Настройки для разрешения 1920 × 1080: Texture Quality = Very High, Shadow Quality = Very High, Depth-of-field Quality = High, Texture Filtering Quality = 8x Anisotropic, SSAA = High, Screenspace Reflections = On, Parallax Occlusion Mapping = On, FXAA = On, Contact Hardening Shadows = On, Tessellation = On, Image-based Reflection = On.
• Total War: Attila. Настройки для разрешения 1280 × 800: Anti-Aliasing = Off, Texture Resolution = Ultra; Texture Filtering = Anisotropic 4x, Shadows = Max. Quality, Water = Max. Quality, Sky = Max. Quality, Depth of Field = Off, Particle Effects = Max. Quality, Screen space reflections = Max. Quality, Grass = Max. Quality, Trees = Max. Quality, Terrain = Max. Quality, Unit Details = Max. Quality, Building Details = Max. Quality, Unit Size = Ultra, Porthole Quality = 3D, Unlimited video memory = Off, V-Sync = Off, SSAO = On, Distortion Effects = On, Vignette = Off, Proximity fading = On, Blood = On. Настройки для разрешения 1920 × 1080: Maximum Quality.

⇡#Производительность в комплексных тестах

Комплексный тест SYSmark 2014 измеряет средневзвешенную производительность систем при исполнении большинства свойственных персональным компьютерам задач. И согласно полученным в этом бенчмарке результатам, в среднем Athlon X4 845 не представляет собой ничего особенного. Несмотря на новую микроархитектуру Excavator, он занял в линейке Athlon X4 ровно то место, которое для него там и подготовила компания AMD. Иными словами, мы действительно получили новую начальную модель Socket FM2+-процессора без встроенной графики, которая медленнее других четырёхъядерников AMD, относящихся к семействам Vishera и Kaveri.

Очевидно, что новая микроархитектура Excavator не имеет никаких заметных для обычных пользователей улучшений по сравнению с Steamroller. И более того, сделанные в ней усовершенствования не компенсируют уменьшенный кеш и более медленный контроллер памяти, что выливается в небольшое отставание Athlon X4 845 от Athlon X4 860K. Впрочем, если посмотреть на производительность новинки в отдельных сценариях, то определённые поводы для оптимизма увидеть всё-таки возможно. Например, при работе над мультимедийным контентом Athlon X4 845 оказывается немного быстрее Athlon X4 860K.

Тем не менее, если сравнивать младшие четырёхъядерники AMD с равноценными процессорами компании Intel, картина всё равно получается безрадостной. Двухъядерные Pentium с лёгкостью выдают заметно более высокую производительность во всех сценариях, кроме многопоточных счётных задач, оперирующих целочисленными данными.

Не слишком выдающиеся результаты демонстрирует десктопный Carrizo и в 3DMark. Наиболее продвинутые в графическом плане бенчмарки отодвигают Athlon X4 845 на второй план. Причём, несмотря на качественную оптимизацию 3DMark под многопоточность, в Fire Strike этот процессор проигрывает не только четырёхъядерным процессорам AMD с более высокой тактовой частотой, но и процессорам Intel Pentium, которые располагают лишь парой ядер. Иными словами, очевидно, что новая реинкарнация микроархитектуры Bulldozer ничего не меняет в устоявшейся картине мира. И более того, никаких прорывов в быстродействии, очевидно, не стоит ждать и от перспективных Bristol Ridge.

⇡#Производительность в приложениях

К счастью, при более тщательном изучении Athlon X4 845 оказывается не совсем безнадёжным. Дело в том, что среди приложений можно найти такие, в которых микроархитектура Excavator способна раскрыть свои сильные стороны. Например, при перекодировании звуковых файлов кодеком Lame в dBpoweramp Music Converter, в браузерных приложениях, при пакетном конвертировании и обработке фотографий в Adobe Photoshop и в Photoshop Lightroom, а также при перекодировании видео кодеком x264 новый Athlon X4 845 показывает более высокую производительность по сравнению с представителем семейства Kaveri – Athlon X4 860K. Это значит, что сделанные в микроархитектуре Excavator оптимизации отнюдь не бесполезны, хотя даже в самом благоприятном случае превосходство Athlon X4 845 над Athlon X4 860K не превышает 5-7 процентов.

При этом не стоит забывать о слабых сторонах дизайна Carrizo. Сокращение объёма кеша вместе с замедлением контроллера памяти привело к тому, что в тех приложениях, где быстрая работа с большими объёмами данных играет серьёзную роль, производительность Athlon X4 845 оказывается ниже всякой критики. Например, сильно расстраивают показатели быстродействия десктопного Carrizo при архивации файлов и при финальном рендеринге.

Если же сопоставить производительность Athlon X4 845 с тем быстродействием, которое могут предложить интеловские процессоры похожей стоимости, то оказывается, что четыре ядра Excavator лучше двух ядер Skylake или Haswell далеко не всегда. Фактически новое предложение AMD может порадовать своих владельцев хорошим (для своей стоимости) уровнем производительности лишь при перекодировании разного рода мультимедийных файлов. А вот при работе с изображениями или для задач трёхмерного проектирования и моделирования лучше выбирать процессоры Intel, даже если речь идёт об ультрабюджетных предложениях.

⇡#Игровая производительность

Как известно, производительность платформ, оснащённых современными процессорами, в подавляющем большинстве актуальных игр определяется мощностью графической подсистемы. Именно поэтому при тестировании процессоров мы пользуемся флагманскими видеокартами, выбираем наиболее процессорозависимые игры, а измерение количества кадров выполняем дважды. Первым проходом тесты проводятся без включения сглаживания и с установкой далеко не самых высоких разрешений. Такие настройки позволяют оценить, насколько хорошо проявляют себя процессоры с игровой нагрузкой в принципе, а значит, позволяют строить догадки о том, как будут вести себя тестируемые вычислительные платформы в будущем, когда на рынке появятся более быстрые варианты графических ускорителей. Второй проход выполняется с реалистичными установками – при выборе FullHD-разрешения и максимального уровня полноэкранного сглаживания. На наш взгляд, такие результаты не менее интересны, так как они отвечают на часто задаваемый вопрос о том, какой уровень игровой производительности могут обеспечить процессоры прямо сейчас – в современных условиях.

Впрочем, в этом тестировании мы столкнулись с процессорами начального уровня. И в результате в части игр частота кадров продемонстрировала зависимость от процессорной производительности даже в FullHD-разрешении.

⇡#Тесты в Full HD-разрешении

Судя по тому, как сильно зависит частота кадров от выбора процессора, мощности CPU стоимостью до $100 для раскрытия потенциала флагманских GPU всё-таки не хватает. Однако в данном случае нам это только на руку – выводы об игровой производительности становятся самоочевидны. И они, к сожалению, для Athlon X4 845 отнюдь не позитивны. Выгодным процессором для недорогих игровых систем он стать не cможет. Всё-таки игры относятся к числу программ, которые достаточно чутко реагируют на производительность подсистемы памяти, а с этим у Carrizo явно не очень. В результате в большинстве случаев тот же Athlon X4 860K может предложить заметно более высокое игровое быстродействие.

Кроме того, не стоит забывать и ещё об одном изъяне Athlon X4 845: его контроллер графической шины располагает лишь восемью линиями PCI Express 3.0. Это добавляет дополнительные искусственные ограничения, которые пусть и не оказывают заметного влияния на частоту кадров, но всё же способны доставить пользователю определённый психологический дискомфорт.

Впрочем, по результатам проведённого тестирования мы не можем сказать и о том, что место лучших вариантов для бюджетных игровых конфигураций могут отвоевать процессоры Intel Pentium. Да, результаты двухъядерных Pentium во многих игровых тестах неплохи, но эти процессоры способны исполнять лишь пару потоков одновременно, и для некоторых свежих игр это может стать существенной проблемой. Например, заметные дефекты в качестве изображения мы наблюдали при тестировании Pentium в GTA V, и это – далеко не первый пример такого рода. Поэтому среди процессоров дешевле 100 долларов геймерам лучше отдавать предпочтение всё-таки четырёхъядерникам AMD. Но не Athlon X4 845, который по сравнению с Kaveri предлагает заметно худшую скорость в играх.

⇡#Тесты со сниженным разрешением

По этим диаграммам можно получить представление о том, какую игровую производительность могут продемонстрировать новые процессоры в идеальном мире, когда влияние скорости графической подсистемы сведено к минимуму. Однако отличий от предыдущего случая не так много. Иными словами, с точки зрения геймеров, Carrizo по сравнению с Kaveri – определённо шаг назад. Как показывают игровые тесты, увеличение размера L1-кеша и улучшение предсказания переходов совершенно не компенсирует двукратное урезание объёма кеша второго уровня и замедление интегрированного северного моста. Поэтому хочется надеяться, что при выпуске перспективных процессоров Bristol Ridge, которые должны будут стать первопроходцами при внедрении платформы Socket AM4, инженеры AMD смогут в той или иной мере подлатать основные проблемы архитектуры Excavator.

⇡#Энергопотребление

Возможно, с тестирования энергопотребления и нужно было начинать этот обзор. В конце концов, Athlon X4 845 – это Carrizo, то есть процессор, изначально проектировавшийся как энергоэффективное решение с типичным тепловыделением порядка 15-35 Вт. AMD вообще не собиралась использовать этот дизайн в основе процессоров для настольных компьютеров, а Athlon X4 845 – это всего лишь единичный и нетипичный продукт. Тем не менее в лице этого CPU мы получили достаточно интересный четырёхъядерник для установки в экономичные и компактные десктопы. Его тепловой пакет определён в 65 Вт, но совершенно очевидно, что величина эта названа с большим запасом.

Проверить всё это очень просто. Используемый нами в тестовой системе новый цифровой блок питания Corsair RM850i позволяет измерить потребляемую и выдаваемую электрическую мощность, чем мы и воспользуемся для практических измерений. На следующем ниже графике приводится полное потребление систем (без монитора), измеренное «после» блока питания и представляющее собой сумму энергопотребления всех задействованных в системе компонентов. КПД самого блока питания в данном случае не учитывается. Для правильной оценки энергопотребления мы активировали турбо-режим и все имеющиеся у процессоров энергосберегающие технологии.

Экономичность Athlon X4 845 видна уже при измерении потребления в состоянии простоя. Дизайн Carrizo предполагает множественные механизмы, направленные на снижение потребления в таком состоянии. Помимо использования при проектировании библиотек с высокой плотностью расположения транзисторов, в этом дизайне заложено динамическое отключение от линий питания простаивающих узлов, а также введено новое энергосберегающее состояние S0i3.

Однако при возникновении нагрузки на вычислительные ядра Athlon X4 845 оказывается не столь экономичен, как того хотелось бы. Да, по сравнению с Athlon X4 860K он потребляет почти на 50 Вт меньше, однако интеловские Pentium ещё экономичнее, причём намного.

На следующей диаграмме приводится максимальное потребление при нагрузке, создаваемой 64-битной версией утилиты LinX 0.6.5 с поддержкой набора инструкций AVX2, которая базируется на пакете Linpack, отличающемся непомерными энергетическими аппетитами.

Примерно такая же картина наблюдается и при тестировании в Linpack. Для более правильной трактовки результатов нужно подчеркнуть, что наибольшее потребление энергии вызывает исполнение AVX2-инструкций, и они из процессоров, фигурирующих в сегодняшнем тестировании, поддерживаются только главным героем – Athlon X4 845. На втором месте по энергозатратам стоят команды из набора AVX. Их могут исполнять все остальные процессоры AMD, но не Pentium, в которых Intel из соображений маркетингового характера блокирует все 256-битные векторные наборы.

⇡#Выводы

При проектировании процессоров поколения Carrizo компания AMD провела огромную работу, чтобы сделать из последователей Bulldozer действительно энергоэффективные предложения. И это ей, как ни странно, удалось: Carrizo действительно способны стать достойным фундаментом для современных ультрамобильных систем. Впрочем, несмотря на это, богатого ассортимента основанных на Carrizo ультрабуков на прилавках магазинов не наблюдается. К сожалению, добиться от индустрии принятия своего детища AMD так и не смогла, однако вину за это несут не столько инженеры, сколько маркетологи.

Теперь же компания решила попробовать запустить Carrizo на рынок настольных систем. Однако успех вряд ли будет способствовать новинке и тут. Дело в том, что Carrizo в десктопе явно чувствует себя не в своей тарелке. Этот дизайн разрабатывался с явным прицелом на мобильные применения, и все его сильные стороны являются таковыми, только если смотреть на них через призму невысокого энергопотребления.

Пока для десктопной платформы Socket FM2+ выпущен лишь один процессор семейства Carrizo – Athlon X4 845. И как показало проведённое тестирование, его единственным преимуществом является экономичность, да и то лишь по сравнению с другими продуктами AMD. Больше же Athlon X4 845 похвастать откровенно нечем. У этого процессора невысокая номинальная тактовая частота, что обусловлено особенностями проектирования полупроводникового кристалла. Разгон серьёзно осложнён заблокированным коэффициентом умножения, причём максимально достижимые частоты превышают номинальные лишь на 10 процентов. Не впечатляет и производительность: в среднем он немного медленнее Athlon X4 860K, относящегося к поколению Kaveri.

Кстати, о быстродействии стоит сказать немного подробнее. Дело в том, что микроархитектура Excavator, которая применена в Athlon X4 845, на самом деле прогрессивнее привычной Steamroller, и она способна предложить лучшую удельную производительность на такт. Однако все сделанные усовершенствования оказались убиты общим дизайном процессора. Уполовинивание кеш-памяти второго уровня и уменьшение частоты северного моста – это очень серьёзные ухудшения. И именно поэтому в целом ряде случаев отставание Athlon X4 845 от процессоров Kaveri оказывается совсем не символическим. И самое обидное, что в группу приложений, где производительность Carrizo по сравнению с Kaveri заметно упала, попали 3D-игры.

В итоге Athlon X4 845 кажется привлекательным предложением лишь на первый взгляд. Даже если принять во внимание, что это – самый дешёвый четырёхъядерник на рынке, в подавляющем большинстве случаев мы бы не стали рекомендовать его к приобретению. Чуть более дорогие процессоры того же семейства Athlon X4 могут предложить гораздо больше как по производительности, так и по оверклокерскому потенциалу, и потому использовать их для недорогих настольных систем явно рациональнее. Не стоит забывать и о процессорах Intel Pentium. Для игровых сборок они уже не слишком актуальны, но в составе простых домашних или офисных компьютеров современные Pentium зачастую будут смотреться намного интереснее предложений AMD.

И в заключение хотелось бы подчеркнуть, что наш не слишком радостный опыт с первым десктопным Carrizo совсем не означает, что процессоры с микроархитектурой Excavator совсем не заслуживают внимания. Напротив, к самой микроархитектуре у нас особых претензий нет. И у AMD сейчас есть редкая возможность всё исправить, ведь в ближайшее время компания должна выпустить новый продукт на базе Excavator – Bristol Ridge. Поэтому мы очень надеемся, что большинство высказанных в этом обзоре нареканий нам не придётся повторять во второй раз.