Обзор процессора AMD Phenom X3 8750 на ядре Toliman
Обзор процессора AMD Phenom X3 8750 на ядре Toliman
Внастоящее время увеличение скорости процессоров достигается несколькимипутями. Традиционный путь — повышение тактовых частот. Как правило,производители процессоров постепенно наращивают тактовые частоты впределах одного техпроцесса (если текущий техпроцесс имеет частотныйзапас). Затем выпускаются процессоры новых степпингов, частотныйпотенциал которых несколько выше, благодаря некоторымусовершенствованиям техпроцесса. Раз в два-три года производителипереходят на новый, более тонкий техпроцесс, что позволяет начать цикл заново и, в конечном итоге, еще раз повысить тактовые частоты.
Второй путь заключается в кардинальном изменении архитектурыпроцессора. Подобным способом производители пользуются достаточно редко(раз в несколько лет) и, как правило, новая архитектура приводит кзначительному росту производительности. Типичный пример — переходпроцессоров компании Intel от архитектуры NetBurst к архитектуре Core.
Третий путь — экстенсивный, который заключается в увеличенииколичества ядер в одном процессоре. По своей значимости подобный подходне столь эффективен, как первые два (речь идет о настольныхкомпьютерах). Проблема в том, что подавляющее большинство программногообеспечения в данное время не имеет оптимизации под многопоточность. Втаких условиях мы постоянно сталкиваемся с ситуацией, когда»четырехъядерный» процессор проигрывает в скорости точно такому же»одноядерному» процессору, но работающему на большей частоте. Тем неменее, нынешнее господство двухъядерных процессоров объясняется просто- производители перестали выпускать одноядерные. А с точки зрениятипичного пользователя, ситуация также довольна проста: он получаетвторое ядро совершенно «бесплатно», при этом такой процессор позволяетсделать работу в многопоточной операционной системе более комфортной.Что касается «нетипичных» пользователей, то именно они получаютнаибольшую выгоду от многоядерных процессоров. Как правило, этоинженеры, дизайнеры, художники, редакторы видео и программисты, которыеиспользуют специализированные программные пакеты. Эту категориюпользователей мы в расчет не берем. Дело в том, что стоимостьпрофессионального ПО зачастую превышает стоимость используемого»железа», и расходы на последнее не принимаются всерьез. В такиерабочие станции устанавливают топовые процессоры с наибольшимколичеством ядер и с наибольшими тактовыми частотами. Это понятно — чембыстрее работает такая станция, тем больший объем работы она выполняет,следовательно, больше денег зарабатывается.
Теперь посмотрим положение компании AMD на начало 2008 года.Ситуация была незавидной — хотя компания успешно перешла на 65-нмтехпроцесс, он не позволил преодолеть планку 3 ГГц. Причем частота 3000МГц остается максимальной только для линейки Athlon X2 (модель 6000+).А процессоры этой серии стабильно проигрывают в скорости процессорамCore 2 Duo, и единственным способом их продажи является снижение цены.С архитектурой К10, на которой базируются процессоры Phenom, ситуациябыла еще хуже — максимальная тактовая частота не превышала 2,4 ГГц(модель X4 9700). Более того, процессоры Phenom X4 стоили довольнодорого, а по скорости проигрывали 4-ядерникам от Intel. В результате,AMD оказалась в патовой ситуации — частоты нарастить нельзя (или оченьсложно), переход к 45-нм техпроцессу постоянно откладывается (Intelперешла на такой техпроцесс в конце 2007 года), а о смене архитектурыK10 сейчас не может быть и речи.
Ситуацию усугубляла шумиха вокруг пресловутой «ошибки TLB»,которая, теоретически, могла привести к сбою системы. Для обычногопользователя подобная ошибка не страшна, из-за низкой вероятности инизкой степени ущерба (подумаешь, придется переиграть одну миссию вигре). А для профессиональных пользователей «ошибка TLB» быларавнозначна отказу от использования процессоров архитектуры K10.Вероятность возникновения ошибочной ситуации такая же низкая, новозможный ущерб выше на несколько порядков. Конечно, AMD предприняламаксимум усилий, чтобы успокоить покупателей. В частности, был выпущенпатч (включение/выключение из BIOS), видимым результатом которого сталоснижение производительности системы в среднем на 10% (в отдельныхприложениях — до 25%).
Понятно, что необходимо было искать пути выхода из сложившейсяситуации. И первым шагом AMD в 2008 году стал выпуск процессоров Phenomнового степпинга (B3), в котором исправлена ошибка TLB на аппаратномуровне. На этом степпинге AMD анонсирует новую линейку процессоров хх5х:9550, 9650, 9750 и 9850 Black Edition, причем цифра 5 однозначноуказывает на новый степпинг. Кроме этого, степпинг B3 позволилчуть-чуть поднять тактовую частоту — до 2,5 ГГц (модель X4 9850). Взавершение, AMD подвергла ревизии свою ценовую политику, в результатечего практически на все модели процессоров были установлены вполнепривлекательные цены.
Все это, конечно, хорошо, но так в AMD должны были поступитьизначально, в момент анонса процессоров Phenom. Но то, что компания AMDсделала дальше, не имеет прецедентов в истории IT-индустрии — эти парнивыпускают 3-ядерный процессор Phenom! Идея оказалась проста, как всегениальное — необходимо создать процессор, который сможет побороться сCore 2 Duo в обычных приложениях и победить C2D в многопоточных за счет»лишнего» ядра. Понятно, что и цена на такой процессор должна бытьдостаточно привлекательна для того, чтобы заставить покупателязадуматься о приобретении 3-ядерного продукта AMD.
Итак, встречаем — процессор AMD Phenom X3 8750 на ядре Toliman,в основе которого лежит ядро Agena. Уменьшение количества ядеросуществляется в промышленных условиях, а исходными кристалламиявляются как частично бракованные ядра Agena, так и полностьюработоспособные (в зависимости от степени отладки техпроцесса). Однакопричин радости у пользователя нет. Никаким программным или аппаратнымспособом активировать четвертое ядро нельзя. Кроме уменьшенияколичества ядер, инженеры AMD не сделали никаких иных сокращений. Вчастности, объем кэш-памяти третьего уровня равен 2 Мб, как и у Agena.Каждое ядро имеет кэш-память первого уровня объемом 128 кб, из которых64 кб отведено под данные, а вторая половина — под инструкции. Далее -каждое ядро оснащено кэш-памятью второго уровня объемом 512 кб. Витоге, ядро Toliman имеет точно такую же площадь, как и Agena (285 кв.мм), и точно такое же количество транзисторов (450 млн). Неизменнымостался набор поддерживаемых технологий (С1E, Cool & Quiet) идополнительных инструкций, начиная от MMX, 3DNow! и заканчивая SSE4A,x86-64. И, наконец, ядро Toliman имеет точно такой же встроенныйконтроллер памяти, как и у Agena, с поддержкой до 16 Гб памятиDDR2-800/1066.
Впрочем, ядра Toliman и Agena имеют несколько функциональныхотличий. Начнем с того, что процессоры Phenom 3X работают на шинеHyperTransport с частотой 1,8 ГГц, тогда как отдельные топовыечетырехъядерные процессоры работают на шине с частотой 2 ГГц. То жеможно сказать и о тепловыделении — для всех трехъядерных процессоровAMD максимальное TDP равно 95 Вт, а для топовых четырехъядерных — 125Вт. Впрочем, мощные современные материнские платы оснащены средствамиразгона и позволяют изменять множитель HT. Поэтому опытный пользовательможет отдельные параметры Phenom 3X довести до значений Phenom 4X(кроме количества активных ядер, разумеется).
Но о разгоне мы поговорим позже, а сейчас посмотрим на сам процессор.
И на информацию, предоставляемую утилитой CPU-Z:
Как вы видите, процессор AMD Phenom X3 8750 имеет опорнуючастоту HTT 200 МГц и множитель 12. Таким образом, итоговая тактоваячастота процессора равна 2,4 ГГц, и на сегодняшний день данная модельявляется наиболее скоростной из всей линейки трехъядерных процессоров.Кроме модели 8750, компания AMD выпустила еще несколько процессоров сменьшими частотами. Для удобства восприятия мы свели их параметры водну таблицу (которую «разбавили» четырехъядерниками).
Процессор X4 9850 X4 9750 X4 9650 X4 9550 X3 8750 X3 8650 X3 8550 X3 8450
Ядро Agena Agena Agena Agena Toliman Toliman Toliman Toliman
Количество ядер 4 4 4 4 3 3 3 3
Тактовая частота 2,5 Ггц 2,4 Ггц 2,3 Ггц 2,2 Ггц 2,4 Ггц 2,3 Ггц 2,2 Ггц 2,1 Ггц
Частота контроллера памяти 2,0 Ггц 1,8 Ггц 1,8 Ггц 1,8 Ггц 1,8 Ггц 1,8 Ггц 1,8 Ггц 1,8 Ггц
Частота шины HT 2,0 Ггц 1,8 Ггц 1,8 Ггц 1,8 Ггц 1,8 Ггц 1,8 Ггц 1,8 Ггц 1,8 Ггц
Уровень тепловыделения 125 Вт 125 Вт 95Вт 95Вт 95Вт 95Вт 95Вт 95Вт
Разгон
Несколько слов о разгоне. С одной стороны, разгон процессоров AMDPhenom, в принципе, не отличается от разгона любого другого процессора.Мы имеем «камень» с фиксированным множителем и опорной шиной HTT,увеличение которой приводит к росту тактовой частоты. Естественно, приподобном разгоне мы обязаны следить за частотой оперативной памяти,которая устанавливается при помощи одного из множителей и растетпропорционально росту HTT. Пока процесс разгона похож на разгонплатформы Intel, на которой частота памяти также растет вслед за FSB.
Однако стоит иметь в виду, что при разгоне увеличиваетсячастота шины HyperTransport, хотя благодаря наличию функции изменениямножителя (доступна на большинстве материнских плат) мы можем удержатьэтот параметр в рабочем диапазоне. Итак, до этого места разгонполностью аналогичен разгону процессоров AMD Athlon (X2). Но есть ещеодна тонкость — у процессоров архитектуры K10 частота встроенногоконтроллера памяти также растет вслед за HTT. И, начиная с определеннойчастоты HTT, процессор отказывается стабильно работать, посколькуконтроллер памяти не способен функционировать на сверхвысокой для егорабочего диапазона частоте. Однако частотный потенциал у процессора ещеостается. В этом случае выручает функция изменения множителя,отвечающего за частоту работы контроллера памяти. К сожалению, этафункция есть не во всех материнских платах, но при ее наличииподготовленный пользователь сможет выжать из процессора Phenom максимумвозможного.
Чтобы следить за многочисленными параметрами, можновоспользоваться фирменной утилитой AMD OverDrive, которая выглядитследующим образом:
Увеличить
Утилита AMD OverDrive (по клику открывается большая картинка).
Как видите, мы понизили множители шины HyperTransport и множительконтроллера памяти до 7, благодаря чему данные блоки процессораработают практически в штатном режиме.
Утилита AMD OverDrive — довольно мощная и удобная программа.Ее сильные стороны заключаются в информационном блоке, которыйпредоставляет всю доступную информацию о процессоре, памяти, чипсете ивидеокарте. Дело в том, что никто лучше инженеров AMD не знаеттехнические особенности процессоров Athlon и Phenom, чипсетов 7-й сериии графических ядер Radeon. Однако в плане разгона утилита AMD OverDriveоткровенно слаба — даже в «продвинутом» режиме диапазоны регулировокнапряжений крайне малы.
Итак, учитывая все вышеописанные особенности, мы проверили разгонный потенциал тестового процессора.
В результате, мы достигли стабильной работы на частоте ~3,12 ГГцпри напряжении Vcore = 1,4 В (штатное = 1,2 В). Насколько хорош этотрезультат, мы пока судить не будем, необходимо собрать большестатистики. В следующих материалах мы обязательно вернемся к вопросуразгона процессоров Phenom и сравним их производительность в режимеразгона с процессорами Intel. Кроме того, у процессоров Phenom есть ещенесколько очень интересных тонкостей, одна из которых заключается вдовольно необычной установке множителя с очень незначительным шагом(менее 0,5).
Мой блог находят по следующим фразам