Процессоры Athlon 64-939

Буквально через считанные недели закончится эпоха процессоров Athlon XP - все модели будут сняты с производства. Но при этом платформа SocketA не умрет - для нее будут выпускаться процессоры Sempron (которые на самом деле являются теми же Athlon XP :). Дело в том, что AMD предпринимает активные маркетинговые шаги, с целью укрепления своих позиций в секторе high-end процессоров. И одним из условий является четкая ассоциация бренда Athlon именно с высокопроизводительными процессорами.

Но одними маркетинговыми действиями особых успехов достигнуть трудно. Необходимы реальные процессоры с высоким уровнем производительности. На сегодняшний день в продаже можно встретить только несколько high-end моделей AMD. Это процессоры Athlon64 предназначенные для Socket754, самый старший из которых имеет индекс производительности 3400+ и реальную частоту 2.2Ггерц. Но как уже не раз говорилось, платформа Socket 754 недолговечная и малоперспективная. Именно такой стереотип сформировался у подавляющего большинства пользователей.

На мой взгляд - это серьезная маркетинговая ошибка со стороны AMD, так как сами по себе процессоры Socket 754 вполне качественный продукт.

И следующим этапом в развитии серии Athlon64 стал выпуск процессоров Socket 939. Анонс этой платформы состоялся первого июня - на суд публике были представлены две модели 3500+ и 3800+ с тактовыми частотами 2.2Ггерц и 2.4Ггерц соответственно.

Основное отличие процессоров Socket 939 от Socket 754 заключается в двухканальном контроллере памяти. Напомню, что все процессоры Athlon64 имеет встроенный в чип контроллер памяти, что позволяет получить значительный прирост производительности. Например в большинстве игр процессор Athlon64 с частотой 1.8Ггерц (по рейтингу 2800+) показывает ту же производительность, что и Pentium4 3Ггерц на 800Мгерцовой шине (а в некоторых играх даже превосходит его).

Однако из-за особенностей архитектуры ядра Athlon64, его производительность не очень сильно зависит от пропускной способности памяти. В результате переход от одноканального к двухканальному контроллеру, на практике привел лишь к незначительному увеличения производительности. Собственно представители AMD этот факт не скрывают: увеличение рейтинга производительности составило 100 единиц. Для примера процессоры Athlon64 3400+ (Socket 754) и 3500+ (Socket939) имеют одну и ту же тактовую частоту = 2.2Ггерц.

Нужно сказать, что двухканальный контроллер памяти уже давно используется в процессорах Athlon64. Речь идет процессорах Opteron Socket 940, которых предназначены для рынка серверов и рабочих станций. И контроллер памяти в этих процессорах имеет одну особенность: необходимость использования только регистровой DDR памяти, которая по сравнению с "обычной" DDR памятью значительно дороже (и по некоторым тестам чуть-чуть медленнее). Напротив, контроллер памяти процессоров Socket 939 не требует использования регистровой памяти, что приводит к удешевлению системы.

С точки зрения обычного пользователя, привлекательность платформы Socket 939 значительно выше Socket 754. Самый главный фактор заключается в неизменности процессорного сокета: компания AMD планирует выпускать процессоры Socket 939 как минимум до конца 2006года (а вполне вероятно - и еще позже). Столь долгий период означает выпуск большого количества моделей процессоров. При этом для увеличения производительности в ход пойдут как традиционные средства, так и совсем новые. Традиционные: оптимизация техпроцесса, переход на 0.9мкм техпроцесс (и то и другое приводят к увеличению тактовой частоты процессора), усовершенствование контроллера памяти, увеличение объема кэш-памяти L2. Кроме того, в планах компании значится переход на 250Мгерцовую процессорную шину (как таковой процессорной шины у Athlon64 нет, но для удобства изложения - мы используем наиболее подходящий термин). Что касается нетрадиционных способов увеличения производительности, то о них представители AMD говорят весьма скупо. Единственное что известно - запланирован выпуск многоядерных процессоров (речь пока идет о двух ядрах).

AMD Processor Roadmap на 28-е июля 2004

Однако не стоит думать, что если сегодня купить плату с сокетом Socket939, то с ней будет работать соответствующий процессор конца 2006 года. Как мы уже на раз видели на примерах платформы SocketA и Socket478, очень часто выходят новые серии процессоров, механически совместимые с старым сокетом, но реально не работающие. В любом случае механическая совместимость дает хотя бы надежду на долгую жизнь системы (в смысле - возможность апгрейда процессора :).

Итак, пришло время поближе взглянуть на процессор Athlon64 3500+.

Сверху, процессор Socket939 ничем не отличается от процессора Socket 754940. Дело в том, что ядро процессора закрыто медной пластиной - теплораспределителем, которая, как видно из названия, улучшает передачу тепла от ядра к кулеру. Также теплораспределитель предохраняет ядро от механических повреждений.

Но если процессоры перевернуть - то перепутать модели Socket939 и Socket 754 очень трудно :)

Теперь пара слов о ядре процессора. Для процессоров Athlon 64 используются два типа ядер: ClawHammer и NewCastle, которые отличаются только размером кеша второго уровня (1Мбайт против 512Кбайт). С экономической точки зрения, для AMD значительно выгоднее выпускать процессоры именно на ядре NewCastle. За счет меньшего размера ядра (144кв.мм против 193кв.мм) на одной пластине помещается значительно больше ядер (приблизительно на одну треть). Это дает возможность снизить себестоимость процессора, что соответственно дает больший запас по снижению розничной цены.

Впрочем ядро ClawHammer не снято с производства - на нем выпускаются супер-дорогие процессоры серии FX. Цена этого процессора приблизительно равна 900$ (согласно политике компании AMD в ассортименте может существовать только одна модель FX).

Что касается степпинга нашего процессора, то он равен CG.

Именно благодаря этому степпингу, частоты процессоров Athlon 64 могут легко достигать 2.4Ггерц (частота процессора 3800+ равна именно 2.4Ггерц).

О принадлежности к степпингу CG - говорят буквы AW во второй строке маркировки.

Разгон и перспективы

То что процессоры Socket939 перешли на новый степпинг CG, дает нам надежду на повышение максимально возможной тактовой частоты. И действительно первые эксперименты в области разгона показали, что процессор 3500+ с штатной частотой 2.2Ггерц совершенно стабильно работал на частоте 2.4Ггерц без повышения напряжения, на 2.5Ггерц с небольшим повышением напряжения (Vcore=1.6V) и на 2.6Ггерц с повышением напряжения до 1.7V.

В последнем случае, для охлаждения использовалась система водяного охлаждения. В противном случае, нам бы пришлось переключать воздушный кулер на максимальные обороты - а Gigabyte 3D Cooler (благодаря универсальной системе крепления и отличной эффективности, мы использовали именно этот кулер) в таком режиме работает очень шумно. Но в принципе при серьезном разгоне можно вполне обойтись воздушным охлаждением, поскольку тепловыделение процессоров Athlon64 находится в разумных пределах. Хотя с переходом на двухканальный контроллер памяти, средняя температура несколько выросла (на 5-7C).

Что касается систем охлаждения, то нужно отметить, что в этой области Socket754 и Socket939 полностью совместимы. То есть совпадает конструкция, размеры пластиковой рамки, а также схема крепления кулера. Кстати, боксовый кулер выглядит следующим образом:

Также стоит отметить наличие у платформы Athlon64 технологии Cool'n'Quiet. С ее помощью резко снижается уровень тепловыделения во время простоя процессора. Это достигается за счет снижения тактовой частоты (путем снижения множителя), а также уменьшения напряжения (Vcore). Понижение частоты и напряжения происходит многоступенчато, тем самым достигается плавное соотношение нагрузки и скорости процессора.

И последнее: маркировка предельной температуры (P=70C) означает предельную температуру корпуса процессора, тогда как процессорное ядро способно нормально функционировать при температуре вплоть до 100C, а производители материнских плат зачастую устанавливают предельную температуру для отключения систему=110C. Тоже самое абсолютно справедливо для платформы SocketA, а также для процессоров Athlon64 Socket 754.

Производительность

Для тестирования производительности были собраны следующие системы:

Мы провели дополнительную серию тестов с процессоров Socket939, который работал на частоте 1.8Ггерц (200х9). Таким образом мы можем определить прирост производительности, который получается за счет двухканального контроллера памяти.

Итак в тестах использовался уже привычный набор приложений. Вначале посмотрим на результаты синтетических тестов.

Перед нами исключительно синтетические приложения, которые демонстрируют теоретическую производительность. Особо показателен результат теста Sandra 2002: старая версия программы "не узнает" систему Athlon64, и вычисляет пропускную способность памяти совершенно непонятным образом. Впрочем, наличие двухканального доступа к памяти эта программа определяет - результат теста значительно выше.

Тест MadonionFuturemark PCMark 2002 более серьезный и его результаты лучше отражают действительное соотношение сил.

Теперь тесты игровых приложений.

При рассмотрении результатов в игре Id Quake3 нужно помнить, что производительность этого приложения очень сильно зависит от пропускной способности подсистемы памяти. Появление встроенного контроллера памяти в процессоре Athlon64, позволило последнему серьезно увеличить производительность в этом тесте (напомню, что на движке Quake3 выпущено большое количество игр начиная от Return to Castle Wolfenstein и заканчивая Call of Duty).

Отметим, что использование двухканального контроллера увеличивает производительность на 4% при одинаковой тактовой частоте.

В игре Serious Sam процессоры AMD всегда показывали отличные результаты, обгоняя многие процессоры Intel. С выходом Athlon64 преимущество продуктов AMD только увеличилось. Дело в том, что производительность в этой игре довольно сильно зависит от длины конвейера(особо показательна разница между 2.8E (ядро Prescott) и 2.8С (ядро Northwood)). Как следствие процессоры Pentium4, даже с частотами 3.2Ггерц и выше, выглядят слабо.

Что касается разницы между Socket939 и Socket754, то на одинаковой частоте она составляет 4%.

Для игры UT2004 прирост производительности тот же (4%). А в игре Comanche 4 скорость этих двух платформ практически одинакова.

В остальных играх ситуация не меняется - процессоры Athlon64 показывают очень высокие результаты. А разница между Socket939 и Socket754, на одинаковой частоте, в лучшем случае равна 4%.

Производительность в тесте GunMetal зависит исключительно от видеокарты; приведен только для оценки скорости.

кбс. больше - лучше

сек. меньше - лучше

Выводы: в целом переход к использованию двухканального контроллера памяти в процессорах Athlon64 привел к росту производительности на 2-3% (в отдельных приложениях - до 5%). В рейтинге производительности компании AMD это соответствует 100 единицам.

Теперь посмотрим на масштабируемость процессора Athlon64, т.е. рост производительности при разгоне.

Вначале посмотрим на результаты синтетических тестов.

Перед нами исключительно синтетические приложения, которые демонстрируют теоретическую производительность.

Теперь тесты игровых приложений.

кбс. больше - лучше

сек. меньше - лучше

Самый главный вывод - процессоры Athlon64 степпинга CG достигают частот 2.5-2.6Ггерц, и при этом показывают очень высокую производительность (обгоняют P4 3.6 практически во всех приложениях). В результате именно процессоры этого степпинга становятся наиболее оптимальным выбором с точки зрения оверклокинга.

Конечно же есть еще процессоры Pentium4 Prescott степпинга D1, которые достигают частот ~4 Ггерц. Правда, для таких процессоров нужна еще платформа LGA775 с памятью DDR2 и видеокартой PCI Express.

Выводы

Собственно новый продукт AMD хорош со всех сторон: очень высокая производительность, хороший потенциал для разгона, разумный уровень тепловыделения. При этом важно отметить, что для системы с процессором Athlon64 Socket 939 не требуется компонентов нового поколения, таких как DDR2 или видео PCI Express. Для сборки компьютера вполне можно обойтись обычной DDR400 памятью и AGP видеокартой.

Кстати, технический прогресс не обойдет стороной Athlon 64-939. К выпуску планируются новые чипсеты (мы их видели на выставке Computex 2004) с поддержкой PCI Express и DDR 500 (преимуществ от использования DDR II для Athlon 64 пока нет). И хотя это означает необходимость апгрейда, сам процессор менять не придется. Еще одно преимущество платформы Socket 939 заключается в длительном сроке жизни - как минимум на два года. В этом ее значительное преимущество над Socket 754.

Впрочем у Socket754 хорош с другой стороны - уже сейчас в магазинах можно купить как процессоры, так и материнские платы. Причем цена и на то, и на другое вполне разумная. А вот для Socket939 ситуация чуть хуже: цены на материнские платы вполне доступные, а вот младшая модель Athlon64 3500+ стоит порядка 375$. Поэтому широкую популярность платформа Socket939 получит только после снижения цен до разумного уровня. Поскольку, в принципе, все процессоры high-end уровня работают с одной скоростью, и платить более 200$ за CPU на мой взгляд не разумно.

В этом смысле значительно привлекательнее выглядят видеокарты: например последнее поколение Radeon X800 по производительности превосходит в полтора-два раза предыдущее поколение (Radeon 9800XT).

Впрочем, у AMD есть моральное право установить столь высокие цены (особенно на модель Athlon64 3800+): ведь у Intel нет аналогичных по скорости процессоров. И даже после появления в четвертом квартале процессоров Intel Pentium4 3.8Ггерц и 4.0Ггерц, они потребуют под себя весьма дорогую LGA775 систему.

Теперь пара слов о материнских платах с сокетом Socket 939. На сегодняшний день на рынке присутствуют платы на nVidia nForce3 250 Ultra и VIA K8T800 Pro, которые в принципе имеют сходный набор функций и приблизительно одинаковый уровень производительности. Единственный тонкий момент - хотя чипсет VIA K8T800 Pro поддерживает асинхронное тактование шин PCI и AGP, некоторые производители не используют эту функцию (пример - Asus A8V rev 1.xx). Поэтому, если система собирается с прицелом на разгон, то более предпочтительным выбором будет плата на чипсете nForce3 250 Ultra.

Заключение

• Высокий уровень производительности (благодаря встроенному контроллеру памяти);
• Низкий уровень тепловыделения (технология Cool'n'Quiet);
• Долгий срок жизни Socket939.

• Высокая цена

• Технологический предел степпинга CG = 2.4-2.6Ггерц.

Все вопросы, замечания и пожелания можно и нужно задавать в конференции.