Процессоры AMD Sempron Socket754

Компания AMD уже довольно долгое время разделяет свои настольные процессоры на высокопроизводительные (для high-end систем) - серия FX и X2, обычные (middle-end) - Athlon 64, и бюджетные (для систем начального уровня). Последние получили название Sempron. Причем во времена расцвета платформы SocketA, подобное разделение тоже имело место быть. Правда, тогда у AMD было две линейки - Athlon и Duron. Именно последняя линейка позволила пользователям получить довольно высокую производительность по вполне доступной цене (см. обзор Настольные процессоры: Итоги 2003 года).

При переходе к 64битным процессорам, которые были выпущены для сокета 754, четкого разделения на обычные и бюджетные процессоры не было. Впрочем, в политике компании AMD можно было заметить признаки постепенного отказа от морально устаревшей платформы SocketA. И как только было запущено производство процессоров Athlon64 Socket939 с двухканальным контроллером памяти, AMD дало понять пользователям, что SocketA уже умер, и в дальнейшем поддерживаться не будет. А для бюджетных систем будут предназначены все процессоры Socket754. Тогда же появились первые процессоры под торговой маркой Sempron.

Интересно отметить, что под маркой Sempron также продавались (и продаются) процессоры SocketA. Причем, если сравнивать производительность 64битных процессоров со скоростью лучших процессоров SocketA, то разница была довольно впечатляющей. Поэтому для формирования младших моделей бюджетной линейки Sempron SocketA инженеры AMD не стали использовать традиционные методы создания дешевых процессоров. Речь идет об урезании возможностей и функциональности, таких как понижение частоты системной шины и уменьшение размера кеш-памяти. В результате младшие процессоры Sempron SocketA представляли собой почти точные копии процессоров Athlon SocketA.

В настоящее время, AMD также выпускает процессоры Sempron SocketA. В частности в ассортименте компании есть модели 2500+ и 2400+, работающие соответственно на частотах 1.75Ггц и 1.667Ггц (системная шина 166Мгц; объем кеш-памяти L2 - 256Кб). Кроме того, в у AMD есть еще одна модель SocketA - Sempron 3000+ с тактовой частотой 2.0Ггц и объемом L2 = 512Кб. Понятно, что с точки зрения рядового пользователя эти процессоры не представляют никакой ценности. Но с другой стороны, AMD работает с крупными системными интеграторами, которые имеют долгосрочные обязательства перед корпоративными клиентами. А в этой области не так просто сделать апгрейт платформы SocketA на Socket754 (из-за очень большого количества установленных систем).

Но в любом случае, платформа SocketA уже умерла, и в настоящее время говоря Sempron мы будем подразумевать Socket754 (а в дальнейшем и Socket939). При формировании линейки Sempron инженерам AMD пришлось изрядно поломать голову. Дело в том, что частотный потолок 0.13мкм техпроцесса по прежнему ограничен планкой 2.2Ггц, а новый 0.09мкм техпроцесс не обеспечивает серьезного роста рабочих частот. Конечно, AMD покорилась планка 2.8Ггц - именно на такой частоте работают процессоры Athlon 64 FX-57. Но для производства массовых и дешевых процессоров, таких как Sempron необходимо иметь на порядок лучший процент выхода годных чипов с одной пластины. Поэтому, если смотреть на вещи реально, то частотный потенциал 0.09мкм техпроцесса для производства Sempron находится в районе 2.4Ггц (хотя в будущем, при смене ядер и отладке техпроцесса возможен рост до 2.6Ггц).

Поэтому, имея перед собой ограничение в рабочих частотах, инженеры AMD вынуждены были решать две задачи. Во-первых процессоры Sempron должны были не уступать (а лучше превосходить) в скорости процессорам Intel Celeron, а во-вторых процессоры Sempron не должны мешать продажам процессоров AMD Athlon64. Если решение первой задачи не представляло особой сложности, то с решением второй возникли определенные проблемы. На мой взгляд, маркетологам AMD не удалось придумать способ разделить по разным рыночным нишам процессоры Socket754 Athlon64 и Socket754 Sempron. В результате на эту проблему просто закрыли глаза, заявив, что вся платформа Socket754 предназначена для бюджетных систем.

Впрочем, пара отличий между Athlon64 и Sempron все же есть. Во-первых у процессоров Sempron отключена поддержка исполнения 64битных инструкций. Но для большинства пользователей это не имеет значения: 64битная система Windows еще до конца не отлажена, а количество оптимизированных приложений невелико (думаю, большинство пользователей ждут выхода принципиально новой OS Windows Vista, который состоится приблизительно через год). Второе отличие более существенное - размер кеш-памяти второго уровня у процессоров Sempron снижен до 256Кб, а в некоторых моделях - до 128Кб (это весьма существенно по сравнению с 1024512Кб у процессоров Athlon64). При этом рейтинги производительности процессоров Sempron вычислялись с прицелом на прямых конкурентов (Intel Celeron). В результате не раз возникали весьма забавные ситуации, когда в магазинах процессор Sempron 3100+ (S754) стоил дороже Athlon64 2800+ (S754), и при этом работал медленнее :).

Если говорить о размере кеш-памяти, то у многих пользователей может зарябить в глазах от разнообразия сочетаний тактовой частоты и объема кеш-памяти. Кроме того, у оверклокеров возникает еще одна проблема при выборе процессора: для одних и тех же моделей AMD, в разное время, использовала различные ядра и степпинги, имеющие разный потенциал для разгона. Свести все информацию о процессорах Sempron в одну таблицу задача довольно сложная: ибо некоторые процессоры с одним и тем же рейтингом производительности имели серьезные отличия друг от друга (очень часто это касается процессоров выпущенных для OEM ). Поэтому мы ограничимся только перечислением технических хар-к самых последних процессоров.

При взгляде на таблицу нетрудно уловить логику формирования рейтинга производительности. В частности увеличение объема кеш-памяти с 128Кб до 256Кб, при равной тактовой частоте приводит к росту рейтинга на 200 пунктов. А увеличение тактовой частоты на 200Мгц при одинаковом объеме кеша L2 повышает рейтинг на 400пунктов. Правда из этой четкой картины выпадает процессор 3100+, который отличается от модели 3000+ объемом L2 (256Кб против 128Кб). Но объяснение этому есть: маркетологи AMD оценивают процессоры выпущенные по 0.09мкм несколько "дороже". Это частично оправдывается следующим. Хотя изменение техпроцесса не увеличивает скорость работы, процессоры выпущенные по 0.09мкм несколько быстрее из-за незначительных изменений ядра. К слову - AMD довольно часто делает редизайн ядра, и основные изменения касаются встроенного контроллера памяти. Ибо насколько не был бы хорош Athlon64, всегда найдется область в которой можно улучшить, модифицировать или исправить ту или иную характеристику процессора.

Итак, рассмотрим процессоры, которые будут принимать участие в сегодняшнем тестировании.

Слева направо: Sempron 3100+, 3300+ и 3400+. Кроме того, в нашем тестировании будет участвовать один из самых медленных и дешевых процессоров для Socket 754. Это Sempron 2600+, работающий на частоте 1.6Ггц и имеющий 128Кб кеш-памяти второго уровня.

Процессор основан на 0.09мкм ядре Palermo степпинга DH8-D0.

Следующий процессор Sempron отличается от всех других тем, что изготовлен по 0.13мкм техпроцессу.

Он основан на ядре Paris степпинга DH7-CG.

Если не смотреть на маркировку, то визуально все процессоры предназначенные для Socket754 полностью одинаковы, как с лицевой, так и с обратной стороны.

Попробуйте догадаться, какой это процессор ? Да я сам не помню :).

Следующий процессор имеет рейтинг производительности 3300+, работает на тактовой частоте 2Ггц и имеет объем кеш-памяти L2 = 128Кб.

Он так же, как и модель 2600+ основан на ядре Palermo, имеет кеш L2 такого же объема. Но основное отличие модели 3300+ от 2600+, помимо тактовой частоты, заключается в новом степпинге ( DH8-E3 ) ядра. Помимо очередных усовершенствований контроллера памяти, у этого степпинга расширены функциональные возможности. В частности процессор поддерживает исполнение инструкций SSE3.

И наконец модель Sempron 3400+. Этот процессор работает на тактовой частоте 2.0 Ггц, а объем кеша L2 = 256Кб.

Он также основан на ядре Palermo, но степпинг ядра самый "свежий" - E6. Благодаря ему, процессор кроме исполнения инструкций SSE3, способен исполнять 64битные команды (т.е. x86-64).

Таким образом, AMD переносит поддержку технологии AMD64 на бюджетные процессоры. Тут стоит отметить, что первой бюджетные процессоры с поддержкой x86-64 выпустила компания Intel (модель Celeron D с технологией EM64T), а AMD выступила в роли догоняющей стороны. Кроме того, начальная цена 150$ за модель Sempron3400+ не позволяет отнести ее к бюджетным процессорам (на мой взгляд, в этом отношении Athlon64 Socket754 куда более привлекателен).

Теперь перечислим технические характеристики процессора Sempron 3400+:

• Процессорное ядро - Palermo
• Поддержка технологии Cool'n'Quiet
• Поддержка технологии AMD64
• Поддержка технологии NX-bit
• Степпинг - E6
• Техпроцесс - 0.09мкм
• Тактовая частота 2.0 ГГц (множитель = 10)
• Частота шины HTT = 200Мгерц
• Площадь ядра 84 кв. мм.
• Количество транзисторов 63.5млн.
• Объём L1 кеша: 128 Кбайт
• Объём L2 кеша: 256 Кбайт
• Штатное напряжение: 1.4V
• Типичное тепловыделение: ~62W
• Максимальная тем-ра корпуса: 69С (обратите внимание - корпуса, а не самого ядра)

Процессор имеет одноканальный контроллер памяти (как и остальные процессоры Socket754), и поддерживает следующие стандарты памяти DDR200,DDR266,DDR333 и DDR400.

Наиболее вероятным представляется то, что вслед за моделью 3400+, компания AMD выпустит младшие модели процессоров на ядре Palermo степпинга E6. Таким образом поддержку х86-64 смогут получить даже владельцы самых бюджетный систем.

Что бы при покупке процессора пользователь имел возможность отличить процессор с поддержкой х86-64, необходимо знать особенности маркировки. В частности процессоры на степпинге E6 имеют в конце маркировки буквы BX. А, например, процессоры на ядре Palermo степпинга E3, имеют последние буквы маркировки - B0.

Разгон и перспективы

Если в целом посмотреть на уровень тепловыделения процессоров семейства Athlon64 (Socket754 и Socket939), то нетрудно заметить, что этот показатель находится в вполне разумных пределах. А если пользователь системы использует технологию Cool'n'Quiet, то уровень тепловыделения снижается очень резко. Напомню, что включение Cool'n'Quiet приводит к снижению тактовой частоты и напряжения в то время, когда процессор не находится под нагрузкой (5% загрузки). Причем с ростом нагрузки на процессор, его частота (а следовательно и производительность) увеличивается ступенчато. И только при полной нагрузке на процессор, его тактовая частота и напряжение достигают своих штатных значений. Впрочем, еще раз повторюсь - даже если не активировать Cool'n'Quiet, уровень тепловыделения процессоров Athlon64 (и тем более Sempron) не доставляет никаких неудобств пользователю (речь идет о повышенной нагрузке на блок питания, модуль питания материнской платы, уровень шума процессорного кулера, и наконец различные виды trottling-а).

Кстати, для активации технологии Cool'n'Quiet необходимы 3 компонента: поддержка этой технологии со стороны материнской платыбиоса, наличие установленного "драйвера процессора" (файл ~3Мб c сайта AMD), и поддержка со стороны операционной системы (для Windows XP, в свойствах энергосбережения необходимо установить параметр "Минимальное энергопотребление".

Хорошая технологическая база и невысокие значения тепловыделения создают неплохую основу для разгона процессоров Athlon64 и Sempron. Стоит отметить, что алгоритм разгона процессоров Sempron, ничем не отличается от разгона процессоров Athlon64 (поскольку, концептуально, это абсолютно одинаковые процессоры). Итак, поскольку множитель процессора заблокирован в сторону увеличения (компания AMD не приветствует разгон и оверклокеров), мы можем только увеличивать частоту шину HTT (тактовая частота процессора = множитель * частоту HTT). Поскольку, частота работы оперативной памяти напрямую связана с частотой процессора (через делитель), при разгоне наступает такой момент, когда память не способна стабильно работать на заданных частотах. В этом случае, если планируется дальнейший серьезный разгон, следует изменить делитель частоты памяти (производители материнских плат, для упрощения, приводят не реальные значения делителей, а всем понятные "DDR200" - "DDR400").

Если же стоит задача просто достигнуть стабильности работы на заданных параметрах, то можно либо повысить тайминги памяти, либо увеличить напряжение на памяти (Vmem).

При достижении частоты HTT ~250Мгц и выше, система может потерять стабильность работы. Дело в том, что при увеличении опорной частоты HTT для сохранения стабильности работы, результирующая частота HT должна быть в районе 1Ггц. В результате при увеличении FSB до 250Мгерц мы вынуждены снизить множитель HT до 4 (при установке FSB в районе 300Мгерц, множитель = 3). Этот тонкий момент многие пользователи не учитывают, и сталкиваются с проблемами при разгоне.

Отметим, что некоторые материнские платы умеют самостоятельно изменять множитель шины HT, что облегчает процедуру разгона.

Наконец, при достижении частот процессора близких к технологическому пределу может потребоваться увеличение напряжения на процессоре (Vcore). Также, в отдельных случаях, более высоких результатов разгона помогает добиться повышение напряжения на чипсете (Vdd).

Итак, переходим от теории к практике. Первый процессор - 2600+, был разогнан с штатной частоты 1.6Ггц до частоты 2.1Ггц.

При этом, даже серьезное увеличение напряжения питания не позволило улучшить результаты разгона.

Следующий процессор - Sempron 3100+, с штатной частотой 1.8Ггц. И несмотря на то, что он выпущен по устаревшему 0.13мкм техпроцессу, результаты разгона оказались впечатляющими: стабильная работа на частоте 2.575Ггц.

Еще лучшие результаты в области разгона продемонстрировал процессор Sempron 3300+. Его штатная частота равна 2.0Ггц, а нам удалось "завести" его на частоту 2.8Ггц !

А вот последний процессор - Sempron 3400+ сильно разочарован. Несмотря на самый свежий степпинг ядра Palermo, он не смог осилить частоту 2.7Ггц, и работал стабильно на частотах не выше 2.66Ггц.

Впрочем, нужно помнить о том, что все процессоры (даже одной модели на одном степпинге) имеют разный разгонный потенциал. Вполне возможно, что нам бы попался процессор Sempron 3400+ работающий стабильно на 2.8Ггц, а другой процессор 3300+ сбоил бы на 2.5Ггц. Впрочем, такого большого разброса по максимальным частотам не бывает. Как правило основная масса процессоров имеет одинаковый частотный потолок, и только небольшая часть его превышает (такие процессоры называют "удачными" :). А неудачных процессоров еще меньше - благодаря тому, что технологический процесс изготовления процессоров AMD довольно хорошо отлажен.

В заключении хочу напомнить, что для достижения высоких результатов разгона, все используемые комплектующие должны быть качественными и проверенными. Прежде всего это касается блока питания и материнской платы. Что касается оперативной памяти, то высокого разгона процессора можно добиться и с помощью дешевых модулей. Но прирост производительности (а именно для этого занимаются разгоном) в этом случае будет минимальный. Более дорогая память, позволяет гораздо реже понижать свою частоту, а некоторые модули вообще позволяют этого не делать (в обзоре модулей OCZ PC3200 400512ELDCPER2-K Platinum rev2.0 и Patriot XBL мы отметили их способность работать на частотах ~300Мгц, что соответствует DDR600 !).

Охлаждение процессоров - отдельная тема для разговора. Но кратко хочу сказать следующее: если частоты до 3Ггц вас устраивают, то можно ограничиться качественным воздушным охлаждением. Если вы планируете разогнать процессор до 3Ггц и выше, то во-первых необходимо долго и тщательно выбрать процессор, а во-вторых установить жидкостную (или более эффективную) систему охлаждения.

Производительность

При выборе платформы для тестирования процессоров Sempron пришлось немного поломать голову. Дело в том, что нам хотелось сравнить производительность Sempron как с процессорами Athlon64 Socket939, так и с процессорами Intel. Единственным возможным вариантом стало использование материнской платы на чипсете nForce4 4X, которая поддерживает шину PCI Express, а так же позволяет использовать процессоры Socket754.

Кроме того, мы решили воспользоваться этим моментом, что бы заменить тестовую видеокарту. Согласитесь, работать в конце 2005 года, с такой устаревшей видеокартой как X600 (пусть даже XT) выглядит несколько нелогично. И хотя большого влияния на тестирование процессоров мощность видеокарты не оказывает, мы все же заменили видео на GeForce 6600GT, производства компании Asus.

Итак, мы использовали следующие комплектующие:

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

Перед нами исключительно синтетические приложения, которые демонстрируют теоретическую производительность.

Теперь тесты игровых приложений.

На результаты в игре Quake3 большую роль играет как латентность памяти, так и частота системной шины .

кбс. больше - лучше

Выводы

В целом, производительность процессора Sempron 3300+ находится приблизительно на уровне Athlon64 3000+ Socket939. При этом нужно понимать, что если какое-либо приложение имеет жесткие требования по пропускной способности памяти, то Athlon64 с двухканальным контроллером памяти выиграет даже у сильно разогнанного Sempron'a. Но в подавляющем большинстве игр, разгон процессоров Sempron приносит ощутимые плоды: скорость работы вырастает до уровня Athlon64 3500+ работающем на штатной частоте (а в отдельных играх - даже превышает).

Отрицательная сторона новых моделей Sempron (3300+ и 3400+) - очень высокие цены (на начало сентября 2005 года - 125$ и 150$ соответственно). В результате по розничным ценам они сравнялись с полноценными Athlon64 3000+ и 3200+, которым они сильно проигрывают на штатных частотах ( при разгоне и тех и других проигрыш будет еще больше).

Поэтому главный вывод который мы сформулировали следующий: процессор Sempron Socket754 это прекрасный продукт, если его цена не превышает 80-100$. Более дорогие процессоры Sempron не выдерживают конкуренции с полноценными процессорами Athlon64. Даже при желании максимально сэкономить на материнской плате и модулях памяти, можно найти в продаже Athlon64 для Socket754, который уже обладает поддержкой x86-64 и имеет больший объем кеш-памяти второго уровня.

Второй вывод: при сравнении процессоров Athlon64 и Sempron не имеет смысла сравнивать рейтинги производительности. Между собой они не имеют никакой связи. Дело в том, что рейтинг производительности процессоров Athlon64 вычислялся для конкурентной борьбы с процессорами Intel Pentium4, тогда как рейтинг Sempron предназначен для сравнения с частотами процессоров Intel Celeron ( о их производительности мы поговорим в следующих материалах).

И наконец последний вывод: что бы 64битная система Windows действительно стала популярной, необходимо при производстве младших моделей Sempron использовать новый степпинг (E6) ядра Palermo. Таким образом пользователи получат 64битный процессор по цене ~60$ (в идеале было бы желательно, что бы все процессоры Sempron были бы 64битными).

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