| Разные степпинги AMD Athlon: шаги эволюции |  |
|
|
Шаг за шагом: анализ степпингов AMD Athlon 64 X2
Во время запуска процессоров AMD Phenom мир буквально затаил дыхание. Но, как знают технически подкованные читатели, старт у AMD вряд ли можно считать успешным, будь то процессоры Phenom 9000 для массового рынка или их аналоги Opteron для рынка профессионального. Четырёхъядерные процессоры с кодовым названием Agena должны были вернуть AMD в лидеры после того, как эта компания так и не смогла представить процессор, способный конкурировать с Intel Core 2 Duo. К сожалению, новый продукт не только опоздал на многие месяцы, но и содержал неприятную ошибку, которая заставила AMD приостановить поставки до тех пор, пока не будет готова новая версия микропроцессора. Новые версии выходят в виде степпинга, что стало характерным и для линейки Phenom. Но каково будет потенциальное влияние нового степпинга? Мы решили рассмотреть четыре разных степпинга Athlon 64 X2 5000+ и проанализировать улучшения. AMD уже сказала, что пользователям не следует ожидать существенного увеличения производительности от нового степпинга B3, поскольку он предназначен, главным образом, для исправления ошибок. Типичный дизайн Phenom предусматривает 64+64 кбайт кэша L1 для инструкций и данных, а также 512 кбайт кэша L2 на ядро плюс общие 2 Мбайт кэша L3, который динамически разделяется между всеми ядрами. Всё это не изменилось, остались прежними набор инструкций и система регулировки энергопотребления. Это касается и техпроцесса производства. Хотя AMD планирует перейти на 45-нм техпроцесс позднее в этом году, Phenom по-прежнему будет выпускаться по 65-нм техпроцессу DSL SOI (dual stress liner, silicon on insulator). Кроме того, мы считаем, что возможен, как минимум, прирост тактовой частоты, поскольку AMD уже раздала несколько 2,4-ГГц образцов процессоров Phenom, которые коммерчески ещё не доступны. Прогресс AMD прекрасно показан на сайте компании в разделе Desktop CPU Selector. Там можно выбрать линейку процессора, модельный номер, частоту, размер кэша, сокет и другие параметры, чтобы найти соответствующую модель. Мы использовали данный инструмент для поиска моделей в двуядерной линейке Athlon 64 X2, которая находится на рынке достаточно долгое время и прошла через множество обновлений. Мы выбрали процессор Athlon 64 X2 5000+, который вышел в двух 90-нм степпингах и ещё в двух версиях на основе 65-нм техпроцесса. Давайте посмотрим, каково влияние отдельных степпингов. Что такое степпинг? Как мы уже упоминали, степпинг процессора - это попросту новая аппаратная версия, но она не содержит существенных изменений или пересмотра микроархитектуры. В новом степпинге некоторые функции могут быть улучшены, однако производители микропроцессоров рассматривают степпинги, главным образом, как способ исправить технические ошибки - их называют errata, и большинство таких ошибок публикуется AMD и Intel. Так называемое уменьшение площади кристалла (die shrink) - то есть перенос существующего продукта с 90-нм техпроцесса на меньший 65-нм техпроцесс - по своей сути не является переходом на новый степпинг. Однако такой шаг может использоваться и для модификаций, например, для увеличения кэш-памяти или расширения набора инструкций. Если процессоры на новых степпингах в прошлом продавались AMD и Intel под теми же модельными и продуктовыми номерами, то уменьшение площади кристалла может содержать достаточное число модификаций, чтобы оправдать новые модельные номера. Хорошим примером можно считать Intel Core 2 Duo. 45-нм версии процессоров с 6 и 3 Мбайт кэша L2 называются линейкой E8000, а линейка E6000 содержит процессоры с 4 или 2 Мбайт кэша L2, изготовленные по 65-нм техпроцессу. AMD, напротив, решила сохранить модельный номер 5000+ для всех 90- и 65-нм версий. Степпинги не только являются прекрасной возможностью исправления известных ошибок и добавления функциональных улучшений, но и показывают, чему научился производитель за время выпуска процессоров. Процесс производства часто можно улучшить, внеся минимальные изменения, или можно изменить и целую часть техпроцесса. Изменение процесса производства может дать повышение доли выхода годных кристаллов. При этом можно устранить - или рассеять - так называемые "горячие точки" (hot spots). Вполне понятно, что новые степпинги не всегда приводят к улучшению набора функций или заметному приросту производительности, но следует учитывать снижение себестоимости производства и другие факторы. CPU-Z - очень полезная утилита, которая позволяет получить информацию об обновлении процессора и истории степпингов. Windows обычно не выдаёт такую информацию, поскольку большинству пользователей компьютеров она и не нужна. Степпинги AMD Socket AM2 и модельные номера У AMD вышло два важных степпинга как для 90-, так и для 65-нм версий Athlon 64 X2 на сокете AM2. Когда процессор был впервые представлен, он использовал 90-нм степпинг F2, за которым следовал 90-нм F3. После выхода 65-нм процессоров AMD через несколько месяцев представила степпинги G2.
Для нашего проекта мы вновь использовали эталонную систему THG.
Тесты и настройки
3D-игры
Разница в производительности в 3DMark06 слишком мала, чтобы можно было увидеть преимущество одного из степпингов.
Тесты аудио/видео
В iTunes при преобразовании в формат Apple AAC разницы практически нет.
Степпинги F2/F3 на 90-нм ядре Windsor оказались чуть быстрее.
Тесты приложений
Здесь мы наблюдаем небольшое преимущество 90-нм ядер Winsdor.
90-нм версии чуть быстрее, но разница мизерная. Синтетические тесты
Производительность памяти у 65-нм степпингов G заметно отстаёт от 90-нм ядер Windsor. Синтетические тесты показывают низкоуровневую разницу в производительности, но на реальных приложениях она может и не отразиться. Собственно, эта разница объясняет, почему 65-нм версии немного отстают от 90-нм процессоров по вычислительной производительности.
Индекс производительности Windows Vista
Тесты энергопотребления
Поскольку техпроцесс AMD SOI уже прекрасно показал себя, отличаясь низкими токами утечки и малым энергопотреблением в режиме бездействия, то улучшения при переходе с 90 на 65 нм не такие существенные. Мы обнаружили экономию энергии в 2 Вт при переходе на последние степпинги с меньшим техпроцессом.
Измерения энергопотребления под нагрузкой показали любопытный факт: первое 90-нм ядро Windsor потребляет ощутимо больше энергии, чем любой другой степпинг. Кроме того, очевидно, что 65-нм техпроцесс не является более эффективным при максимальной нагрузке на CPU. Заключение AMD представила платформу AM2 почти два года тому назад, и затем у компании ушло больше шести месяцев на представление первых 65-нм процессоров. В то время мы обнаружили, что у двуядерных Athlon 64 X2 увеличились задержки кэш-памяти, но и энергопотребление снизилось. Тестовые результаты в нашей статье это тоже подтверждают. И 90-нм, и 65-нм процессоры получили обновление в виде степпингов, причём они разрабатывались практически параллельно. AMD по-прежнему использует 90-нм техпроцесс для high-end моделей, включая Athlon 64 X2 6000+ и 6400+ Black Edition. Эти процессоры требуют модифицированный степпинг F3, а процессоры F2 уже доступны с тактовыми частотами до 3,2 ГГц. В то же время, 65-нм процессоры были обновлены со степпинга G1 до G2, что привело к появлению 5000+ Black Edition с неплохим потенциалом разгона. Хотя мы не тестировали возможности разгона четырёх процессоров, представленных в нашем обзоре, мы можем сделать некоторые выводы.
Мы продолжим обсуждение темы разных степпингов в следующей статье, в который сравним разные модели линейки Intel Core 2.
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
