Больше частота, больше производительность
В этом году AMD планирует весьма напористый темп впуска продуктов. Хотя отметка 3 ГГц не будет преодолена до четвёртого квартала, пользователи получат множество новых процессоров, причём не только для Socket 939. Как оказалась, в этом году должны появиться новые версии Athlon XP!
При том, AMD возлагает большие надежды на архитектуру Athlon64 FX, которая должна вывести компанию в лидеры по производительности, как уже случалось в прошлые годы.
С выпуском Athlon64 FX-53 AMD дала своему последнему процессору прирост тактовой частоты в 200 МГц. В результате мы получили процессор с частотой 2,4 ГГц, изготавливающийся по 130-нм техпроцессу и питающийся от напряжения 1,55 В.
Если процессор FX-51 с воздушным охлаждением нам удалось “разогнать” с 2,2 ГГц до 2,4 ГГц, а предыдущий рекорд 2,8 ГГц был поставлен с помощью компрессорного охлаждения, модель FX-53 смогла без особых усилий достичь 2,6 ГГц.
Помимо превосходных результатов в тестах, FX-53 обладает также немалым потенциалом, которого, кстати, у последнего Pentium 4 не наблюдается, несмотря на разницу в 40% по тактовой частоте. Прекрасной маштабируемостью Athlon64 FX, в немалой степени, обязан встроенному в кристалл двухканальному контроллеру памяти DDR400 – его производительность увеличивается вместе с частотой процессора.
AMD Athlon64 FX-53
Цена процессора составляет $733 при покупке 1000 штук – что аналогично цене предшественника FX-51. Вполне вероятно, что Athlon 64 FX-55 будет продаваться по такой же цене, когда он выйдет в конце этого года.
Будет довольно сложно уговаривать потребителей приобретать Athlon64 FX-51, если FX-53 можно купить по такой же цене, получив при этом не только более высокую частоту, но и лучшие возможности для “разгона”.
Конечно, проблемой остаётся относительно небольшое число поставляемых процессоров. Этот факт вполне очевиден и по небольшому числу производителей материнских плат, решившихся на выпуск моделей для топовых процессоров AMD: Asus, Gigabyte, Leadtek и MSI.
На этом рынке, скорее всего, будут править те компании, которые предоставят пользователям возможность “разгонять” FX. Пока только Gigabyte даёт возможность свободного выбора множителя, но за ней уже готовы последователь и другие производители.
Какая из плат для Socket 940 позволяет “разгон”?
Что интересно, AMD позволяет свободно указывать большие значения множителей – хотя сам процессор может управиться только с парой сотен дополнительных мегагерц.
Насколько мы знаем, на рынке присутствует шесть материнских плат для Athlon64 FX на Socket 940: SK8N и SK8V от Asus, Gigabyte K8NNXP-940, K8T Master от MSI, а также K8NFX и K8NW от Leadtek. Кроме Asus SK8V и MSI K8T Master, все платы основаны на чипсете nVidia nForce 3 Pro 150, в то время как первые две – на K8T800 от VIA.
На сайте AMD приведён список рекомендованных материнских плат. Однако во время наших тестов некоторые версии BIOS были уже не актуальны.
Поскольку все процессоры FX могут работать как с большими, так и с меньшими значениями множителей, платформа AMD великолепно подходит для “разгона”. В следующей таблице мы привели материнские платы, поддерживающие “разгон”.
| BIOS | Athlon 64 FX-51 | Athlon 64 FX-53 | |
| Asus SK8N | 1005 Beta 006 |
да | да |
| Asus SK8V | 1002 Beta 019 |
нет | нет |
| Gigabyte GA-K8NNXP-940 | Release | да | да |
| MSI K8T Master / MS-9130 | 1.20 Beta |
нет* | нет* |
| Leadtek K8NFX | 040108 | нет | нет |
* По данным MSI, множитель не может быть изменён вообще.
Asus SK8N на чипсете nVIDIA nForce 3 Pro 150.
Asus SK8V.
MSI K8T Master. К сожалению, дизайн платы изначально запрещает “разгон”.
Gigabyte GA-K8NNXP-940
2,6 ГГц, не сходя с места
Мы смогли “разогнать” Athlon64 FX-53 до 2,6 ГГц без использования каких-либо специальных систем охлаждения. Процессор, как нам показалось, смог бы обеспечить и больше – но ограничение по времени не позволило нам проверить наши догадки. В любом случае, FX на 2,6 ГГц оказывается быстрее P4 Extreme Edition на 3,4 ГГц, если не принимать во внимание приложения с поддержкой Hyper-Threading.
Однако мы бы не стали применять наши данные по “разгону” ко всем доступным процессорам. Как и во времена Pentium 166, вам потребуется немного удачи.
Мы также решили добавить результаты тестов процессора на 2,6 ГГц в наши диаграммы.
Материнская плата Gigabyte согласилась поменять множитель.
DEP: Data Execution Protection
Примерно так будет выглядеть опция Microsoft Data Execution Prevention – предотвращение выполнения данных. Программы, несовместимые с технологией DEP, придётся заносить в этот список вручную.
64-битные процессоры AMD обеспечивают дополнительную функцию безопасности. Все процессоры в линейке AMD64, включающую в себя Athlon64, Athlon FX и Opteron, имеют дополнительный флаг для маркировки отдельных областей памяти как “не исполняемые”. Эта функция помогает предотвратить выполнение вредоносного программного кода. Кстати, иногда подобную маркировку называют флагом NX (no execute – не исполнять).
Проблема заключается в том, что эта функция должна поддерживаться приложением и операционной системой. Intel на сегодняшний день предлагает сходную функцию только в процессорах Itanium – в будущем ожидается её распространение на настольные ПК и рабочие станции.
Долгожданный Service Pack 2 (пакет обновления) до Windows XP был отложен до лета 2004. Помимо различных “заплаток” он добавляет технологию DEP (Data Execution Prevention) к операционной системе.
Следовательно, владельцы процессора AMD64 смогут активировать технологию защиты памяти, скачав пакет обновления – задержите дыхание – объёмом 360 Мбайт (версия: Beta 2028).
Переполнение буфера: возможные риски
Переполнение буфера может произойти в двух случаях: если в буфер (находящийся в памяти) записывается слишком много данных, или если он слишком маленький. Хорошее программное обеспечение может предотвратить самые тяжкие последствия переполнения буфера. А в идеальных случаях – отловить все критические исключения, изменяя размер буфера или отклоняя данные, направляемые в буфер.
Проблемой при переполнении буфера является перезапись смежных областей памяти. При этом их содержимое оказывается дефектным. Наверное, не нужно лишний раз упоминать, что в результате число ошибок растёт, как снежный ком. И случайные сбои программы после переполнения буфера бывает очень трудно отладить.
Переполнение буфера с помощью ввода чрезмерных значений ещё не означает больших проблем, поскольку перезаписываются только области смежных данных – программа находится в каком-либо другом месте памяти. Как же проникнуть в программу?
Всё становится опаснее при переполнении так называемых локальных переменных. Они записываются в области памяти, называемой стеком, вместе с адресом возврата выполняемой программы. Как только хакер сможет найти способ переполнения буфера, он может изменить адрес возврата по своему желанию – и выполнить какой-либо код без ведома пользователя.
Переполнение можно вызывать простой строковой функцией, которая копирует значения в стеке с одного адреса на другой. Автоматической проверки на наличие по целевому адресу достаточного места не производится. Тогда-то хакер и сможет вполне удобно переписать и адрес возврата.
Вы можете возразить, что вредоносный код должен занимать больше места, чем несколько байт или килобайт в стеке. На практике достаточно и этого. Windows, смеем вам напомнить, имеет сотни служебных программ и функциональных библиотек DLL, которые вирус тоже может использовать по своему усмотрению.
Для предотвращения подобных сценариев необходимо блокировать определённые области памяти (адрес возврата), если есть опасность переполнения буфера. Но Microsoft ещё предстоит выйти на рынок с решением этой проблемы. Тот же Solaris или Linux уже давно используют NX.
Тесты производительности: не всё гладко
MSI K8T Master MS-9130: проблемы с SYSmark 2004
Хотя плата K8T Master преуспела в предшествующих тестах, она не смогла пройти ни один из прогонов SYSmark с процессором Athlon64 FX-53.
Поскольку плата K8T Master (MS-9130) до этого получила звание самой быстрой в наших лабораториях, мы хотели использовать её и для тестов Athlon64 FX-53. Но плата испортила все наши планы, отказавшись работать с BAPCo SYSmark 2004.
Первые наши подозрения были связаны с процессором (ведь плата прекрасно работала до этого с FX-51), но мы смогли развеять их, перейдя на Asus SK8V.
Тесты сравнения Asus SK8V и MSI K8T показывают, что хотя плата Asus и работает чуть медленнее, разница в результатах не изменяет общей картины. В большинстве случаев различия столь невелики, что их трудно заметить вообще.
Источник проблемы? Чип MSI Corecell автоматически “разгоняет” систему примерно на 10%. Возможно, регистровые DIMM среагировали соответствующим образом.
Ошибки в PC Mark 2004?
Мы столкнулись с проблемами при запуске теста PCMark 2004. Проверка грамматики в прогоне теста процессора, к примеру, всегда выдавала ошибку. Мы смогли достичь повторяемости проблемы, её описание было отправлено AMD Futuremark. По данным производителя процессора, обновление теста решит эту проблему.
Тестовая система
| Процессоры AMD (Socket A) | |
| 200 МГц FSB (двухканальная DDR400) | Athlon XP 3200+ (2200 МГц 128/512 кбайт) Athlon XP 3000+ (2100 МГц 128/512 кбайт) |
| 166 МГц FSB (двухканальная DDR333) | Athlon XP 3000+ (2166 МГц 128/512 кбайт) Athlon XP 2800+ (2083 МГц 128/512 кбайт) Athlon XP 2700+ (2166 МГц 128/256 кбайт) Athlon XP 2600+ (1917 МГц 128/256 кбайт) Athlon XP 2500+ (1833 МГц 128/512 кбайт) |
| Процессоры AMD (Socket 940) | |
| 200 МГц FSB (двухканальная DDR400) | Athlon FX-53 (2400 МГц 128/1024 кбайт) Athlon FX-51 (2200 МГц 128/1024 кбайт) |
| Процессоры AMD (Socket 754) | |
| 200 МГц FSB (DDR400) | Athlon 64 3400+ (2200 МГц 128/1024 кбайт) Athlon 64 3200+ (2000 МГц 128/1024 кбайт) Athlon 64 3000+ (2000 МГц 128/512 кбайт) |
| Процессоры Intel (Socket 478) | |
| 200 МГц FSB (двухканальная DDR400) | Pentium 4 EE 3,40 ГГц (3400 МГц 12-8/512/2048 кбайт) Pentium 4 EE 3,20 ГГц (3200 МГц 12-8/512/2048 кбайт) |
| 200 МГц FSB (двухканальная DDR400) | Pentium 4 3,20E ГГц (3200 МГц 12-16/1024 кбайт) Pentium 4 3,00E ГГц (3000 МГц 12-16/1024 кбайт) Pentium 4 2,80E ГГц (2800 МГц 12-16/1024 кбайт) |
| 200 МГц FSB (двухканальная DDR400) | Pentium 4 3,40 ГГц (3400 МГц 12-8/512 кбайт) Pentium 4 3,20 ГГц (3200 МГц 12-8/512 кбайт) Pentium 4 3,00 ГГц (3000 МГц 12-8/512 кбайт) Pentium 4 2,80 ГГц (2800 МГц 12-8/512 кбайт) Pentium 4 2,60 ГГц (2600 МГц 12-8/512 кбайт) |
| 133 МГц FSB (двухканальная DDR266) | Pentium 4 3,06 ГГц (3066 МГц 12-8/512 кбайт) Pentium 4 2,80 ГГц (2800 МГц 12-8/512 кбайт) |
| Память | |
| Intel Pentium 4 | 4 x 256 Мбайт – DDR400 Corsiar TwinX CMX256A-3200LL (XMS32005V1.1) CL 2,0-2-2-6 |
| Athlon XP, Athlon 64 | 2 x 512 Мбайт – DDR400 Corsiar TwinX CMX512 – 3200LL (XMS3205V1.2) CL 2,0-3-2-6 |
| Athlon FX | 2 x 512 Мбайт – DDR400 Mushkin PC3200 ECC Registered High Performance CL 2,0-3-2-6 |
| Материнские платы | |
| Платформа Intel (Socket 478) |
Asus P4C800-E Deluxe, Rev. 1.02 Чипсет Intel 875P BIOS: 1015 (01/28/2004) Intel 82547EI Gigabit Ethernet Controller (CSA) |
| Платформа AMD Athlon 64 (Socket 754) |
Asus K8V Deluxe, Rev. 1.12 Чипсет VIA K8T800 BIOS: 1005 3COM/Marvell 940 Gigabit Ethernet Controller |
| Платформа AMD Athlon 64 FX (Socket 940) |
Asus SK8V Rev: 1.03 Чипсет VIA K8T800 BIOS: 1002 BETA 019 Broadcom BCM5705 Gigabit Ethernet Controller |
| Платформа AMD Athlon XP (Socket A) |
Asus A7N8X-E, Rev. 2.0 Чипсет NVIDIA nForce2 Ultra 400 BIOS: 1007 3COM 3C905C-TX-M PCI 100 Mbit Network Controller |
| Общее аппаратное обеспечение | |
| Звуковая карта | Terratec Aureon 7.1 Space 96,00 кГц частота дискретизации |
| Графическая карта | Asus A9800XT/TVD, Rev. 1.01 Графический процессор: ATi Radeon 9800XT, частота чипа 412 МГц Память: 256 Мбайт DDR-SDRAM, частота чипа 365 МГц |
| Жёсткий диск (система AMD) | FastTrak S150 TX2plus (Bios: 1.00.0.30) 2 x SATA Maxtor 6Y080M0 (Raid 0) 80 GB / 8 MB Cache / 7200 rpm |
| Жёсткий диск (система Intel) | Intel FW82801ER ICH5R 2 x SATA Maxtor 6Y080M0 (Raid 0) 80 GB / 8 MB Cache / 7200 rpm |
| DVD/CD-ROM | MSI MS-8216 16x DVD |
| Программное обеспечение | |
| Чипсет | Intel: Chipset Installation Utility Ver. 5.1.1.1002 Application Accelerator RAID Edition 3.5.3 VIA: |
| Графика | ATI Catalyst XP 4.3 (Driver 6.14.10.6430) |
| Promise RAID | 1.00.0.37 |
| DirectX | Версия: 9b |
| ОС | Windows XP Professional, Build 2600 Service Pack 1 |
После плачевной смерти Radeon 9800 XT от Asus, ATi выслала нам несколько эталонных плат. Поскольку данная плата продолжает обеспечивать лучшую производительность, мы использовали её и для тестирования.
Регистровые DIMM от Mushkin имеют превосходные значения задержек.
Тесты и настройки
| Тесты и настройки OpenGL |
|
| Quake III Team Arena | Version 1.32 1024×768 – 32 bit Timedemo1 / demo thg3 “custom timedemo” Graphics detail = Normal |
| SPEC viewperf | Version 7.1.1 1280×1024 32 Bit |
| Serious Sam | Version 1.07 |
| The Secound Encounter | 1024 x 786 – 32 bit Graphics API: Open GL Preferences: Quality no Audio Bits per Pixel: 32 Bit Execute Addon: 32bit_HQ++-ansio8-24z.ini Demo: Valley fo the Jaguar |
| Wolfenstein | Version: 2.56 (Patch V 1.02) |
| Enemy Territory | 1024 x 786 – 32 bit timedemo 1 / demo demo4 Geometric detail = low Texture detail = low |
| DirectX 8 | |
| Comanche 4 Demo | Version: 1.0.1.18 1024 x 768 – 32 bit autio = off |
| Unreal Tournament 2003 | Version: 2206 1024 x 768 / 32 bit / Audio = off system/benchmark.exe Texture Detail = Normal Character Detail = Normal World Detail = Highest Physics Detail = High all = on, Decal Stay = High |
| Splinter Cell | Version 1.2b 1024 x 786 – 32 Bit audio = off 2_2_1_KalinatekDemo Shdow resolution: low Shadow detail: low Effects quality: low |
| DirectX 9a | |
| 3DMark 2003 | Version 3.4.0 1024 x 786 – 32 bit Graphics and CPU Default Benchmark |
| X2-The Threat | Version 1.0 1024x768x32 (X8R8G8B8) Demo – bechmark Graphic Settings: all off |
| AquaMark3 | Version: 3.0 1024 x 768 – 32 bit Audio = off Advanced Measurement Antialiasing mode: off Anisotropy: off Level Detail: very low |
| Video | |
| Mainconcept MPEG Encoder | Version: 1.4.1 1.2 GB DV to MPEG II (720×576, Audio) converting |
| Pinnacle Studio 9 | Version: 9.0.0 Rendering – DVD Compatible no Audio |
| Xmpeg | Version: 5.0.8.84 |
| DivX 5.1.1 Pro | AMD: Otimized MMX iDCT Intel: Otimized SEE2 iDCT DivX 5.10 Pro Audio: off Psychovisual Enhancements: off Resize: 720×576 Restore Defaults 780 kbps feedback windows: off |
| Windows Media Encoder 9 | Version: 9.00.00.2980 436 MB AVI File convert to WMV Windows Media server (streaming) |
| Microsoft Movie Maker | Version 2.0.3312.0 416 MB DV to WMV |
| TMPGEnc Plus | Version 2.521 1.2 GB DV to MPEG I (720×576, Audio) converting |
| Audio | |
| magix mp3 maker 2004 | Version 4.11 Build 19593 |
| diamond | 65 minutes/44.100 KHz wave file (688,4 MB) Format: MP3 High Quality |
| Lame | Version 3.95 Wave 17:14 minutes (182 MB) to mp3 32 – 320 kbit VBR = level 3 |
| Syntrillium | Version 2.1 |
| Cool Edit Pro | Amplitude Normalizing 2.6 GB wave Audio file |
| Applications | |
| Sysmark 2004 | Version 1.07 |
| Winrar | Version 3.30 283 MB, 246 Files Compression = Best Dictionary = 4096 KB |
| Newtek Lightwave | Version 7.5c – Build 572 Render First Frame = 1 Render Last Frame = 60 Render Frame Step = 1 Rendering Bench “variations.lws” Show Rendering in Progress = 320×240 Ray Trace Shadows, Reflection Refraction, Transparency = on Multithreading = 8 Threads |
| Cinema 4D XL 8 | Version 8.503 |
| Maxon Computer | Rendering in 1028 x 1024, “ship_dirt” |
| 3D Studio Max 6.0 | Characters “Dragon_Charater_rig” |
| Discreet | Pixel: 1024 x 768 Rendering Single |
| Mathematica 5 | Version 5.0.0.0 |
| Wolframresearch | MMA 40 Test |
| Microsoft | Version 2003 (Enterprise Architect) |
| Visual Studio .NET C++ | Compiling “Emule 0.42b” |
| LIUtilities | Version 1.84 |
| WinBackup | 650 MB wave file Encryption: 256 Bit DES, Password “test” |
| Synthetic | |
| PCMark 2004 Pro | Version: 1.1.0 CPU and Memory Tests |
| SiSoftware Sandra 2004 | Version 2004.10.9.89 CPU Test = MultiMedia / CPU Arithmetic Memory Test = Bandwidth Benchmark |
Новые тесты
Чтобы дать лучшее представление о производительности новых процессоров, мы добавили ещё три программы к нашему пакету тестов. Во-первых, мы использовали Microsoft Visual Studio .NET для компиляции исходного кода (Emule 0.42b). Вторая программа – WinBackup от LI Utilities. Она создаёт сжатый образ данных и одновременно шифрует содержимое (128 бит). Результаты работы этой программы очень интересны, поскольку она в полной мере использует быстрые блоки работы с плавающей запятой у AMD – в то же время Intel нагоняет благодаря своей технологии Hyper-Threading. Наконец, мы взяли Cool Edit Pro 2.1 от Syntrillium – широко известную программу по редактированию звука. В ней мы загрузили 2,6-Гбайт несжатый звуковой файл (в формате WAV) и нормализовали его (0 дБ).
SPECviewperf 7.1.1
Wolfenstein Enemy Territory
Serious Sam
Comanche 4 Demo
Unreal Tournament 2003
Splinter Cell
Futuremark 3DMark03
X2 Demo
AquaMark 3
Mainconcept MPEG Encoder 1.4.1
Pinnacle Studio 9
XMPEG 5.0.3 / DivX 5.1.1 Pro
TMPGEnc Plus
Windows Media Encoder 9
Windows Movie Maker 2.0
MP3Maker 2004 Diamond
Lame 3.95.1
CoolEdit Pro
BAPCo SYSmark 2004
WinRAR 3.20
Newtek Lightwave 7.5c
Maxon Computer Cinema 4D XL 8.503
Discreet 3DStudio MAX 6.0
Wolfram Research Mathematica 5.0
Microsoft – Visual Studio
WinBackup
Futuremark PCMark04
SiSoft Sandra 2004 Pro
Заключение
Athlon64 FX вполне отчётливо побеждает своего заклятого врага в большинстве тестов. Процессоры Intel набирают очки (иногда весьма ощутимые) в приложениях, чувствительных к частоте, – типа программ рендеринга или сжатия звука/видео, а также в приложениях, оптимизированных для Hyper-Threading. Однако как только вы запустите 3D-приложение или игру, то FX стремительно вырывается вперёд. Вообще, Intel должна быть несколько обеспокоена, ведь Pentium 4 Extreme Edition нацелен именно на этот рынок.
По сравнению с $999 за 3,4-ГГц Pentium 4 Extreme Edition, цена в $733 за Athlon64 FX-53 кажется вполне приятной, особенно учитывая соотношение производительности двух процессоров. В самом деле, FX на целых 35% дешевле P4 Extreme Edition! Процессор поддерживает технологию AMD Cool & Quiet, позволяющую снизить тепловыделение и шум вентилятора при невысоких нагрузках на процессор. А вместе с выходом Service Pack 2 для Windows XP процессор FX обеспечит лучшую безопасность выполнения программ. Да и “разгон” тоже дозволяется.
Ни одна из платформ не выдержала проверку временем: если Intel заменит Socket 478 на Socket 775, то AMD в следующем квартале отречётся от Socket 940 в пользу Socket 939 – то есть Athlon64 и более скоростные модели FX будут использовать одинаковый сокет. Но покупатели сегодняшних систем FX не будут преданы забвению: AMD планирует выпускать скоростные процессоры и для Socket 940. А вот Intel все процессоры выше 3,6 ГГц полностью переведёт на Socket 775 LGA.
Независимо от указанных факторов существуют причины, чтобы подождать выхода новой платформы AMD. С одной стороны, скорость работы протокола HyperTransport будет увеличена до 1 Гбайт/с в обоих направлениях, что должно обеспечить прирост производительности. С другой стороны, грядущие чипсеты, типа nVidia nForce3 250 Gb, смогут предоставить такие интересные функции, как гигабитный Ethernet со встроенным брандмауэром, а также интегрированный контроллер Serial ATA. В то же время, в третьем квартале появится чипсет VIA K8T890 с поддержкой шины PCI Express.
