Обзор APU AMD A10-7800: Kaveri в битве за эффективность – THG.RU

Обзор APU AMD A10-7800 | “Золотая середина” для APU

Если пробежаться по характеристикам APU AMD A10-7800, можно прийти к выводу, что это просто ещё один очередной APU. На рынке уже некоторое время присутствует флагманский чип A10-7850K с разблокированным множителем. Также есть ряд моделей начального уровня производительности. Так зачем обозревать APU AMD A10-7800? Он очень похож на A10-7850K, да и стоит почти столько же.

Однако в новой модели упор сделан на достижение оптимального показателя производительности на ватт мощности, а не на максимально высокие результаты в тестах. Отсеяв все маркетинговые данные AMD, связанные с APU AMD A10-7800, мы сформировали основной аргумент для коммерческого успеха данного APU, вместо того, чтобы делать 1001-ый обзор и тестирование продукта. Неужели основным преимуществом нового APU является его высочайшая эффективность?

Наша цель – оценить производительность чипа в играх и вычислениях и тщательно проанализировать его энергопотребление.

Сегодня вы читаете не обычный обзор очередного APU. Мы замедлим A10-7850K и разгоним A10-7700K до уровня APU AMD A10-7800. Сделанные нами выводы подкреплены подробными данными, полученными на дорогостоящем лабораторном оборудовании. В конце мы определим, является ли APU AMD A10-7800 “золотой серединой” по эффективности.

Но сначала давайте познакомимся с таблицей, включающей четыре самых быстрых APU Kaveri:

Для полноты сравнения в таблицу включён A8-7600, хотя в тестах он участвовать не будет.

Обзор APU AMD A10-7800 | APU, системная плата и оперативная память

Мы уже рассмотрели технические характеристики архитектуры Kaveri в обзоре “AMD A10-7850K и A8-7600: пробуем HSA с Kaveri”, так что пройдёмся только по основам.

Ядра Kaveri x86 построены на самой современной для AMD микроархитектуре Steamroller, а графическое ядро создано на базе Graphics Core Next, также впервые использованной в APU. Кроме того, AMD переработала гетерогенную архитектуру (Heterogeneous System Architecture), чтобы обеспечить разработчикам более полный доступ к ресурсам платформы.

Эти модели APU разработаны с использование технологического процесса 28 нм от GlobalFoundries. Они отличаются более высокой эффективностью по сравнению с предыдущими решениями на базе Llano, Trinity и Richland. Пока неплохо.

По аналогии с A10-7850K, APU AMD A10-7800 использует неплохой графический блок с 512 шейдерными ядрами GCN. В новой модели множитель заблокирован, а также немного понижена базовая частота и частота в режиме Turbo Core.

Сам APU достаточно сложный. На кристалле площадью 245 мм2 размещены 2,41 миллиарда транзисторов. Хотя перед нами полноценный SoC, для его работы требуются дополнительные компоненты платформы.

Нам нужно ОЗУ, причём быстрое

Не секрет, что центральный и графический процессоры в APU от AMD выгодно используют быструю оперативную память. Встроенный в процессор контроллер памяти поддерживает режимы вплоть до DDR3-2133, и для нашего эксперимента мы использовали память под брендом AMD, рассчитанную на скорости до DDR3-2400. Хотя проблем со стабильностью в режиме DDR3-2400 не было, прирост скорости по сравнению с DDR3-2133 оказался минимальным. Можно смело использовать более низкую скорость передачи данных и более жёсткие тайминги.

Выбираем системную плату

Для тестов APU наши коллеги из Германии проверили три системные платы, отличающиеся по формату и направленности. После продолжительных измерений MSI A88XM Gaming оказалась самой эффективной. Со стабильностью работы ни у одного из APU проблем не возникло, а BIOS позволила понизить или повысить тактовые частоты для оптимизации теплового предела.

При максимальной нагрузке системная плата с 16 Гбайт памяти DDR3-2400 потребляет максимум 8,2 Вт. В простое, энергопотребление падает примерно до уровня 5 Вт. Эти значения не включают показатели самих APU. Не удивительно, ведь материнская плата получает напряжение электропитания с 12-вольтовой шины 24-контактного разъёма.

Обзор APU AMD A10-7800 | Методика тестирования

При адаптации тестовой установки для видеокарт под нужды APU оборудование не поменялось. Основным инструментом является HAMEG HZO 3054 (Rohde & Schwarz) – это быстрый четырёхканальный DSO с функцией удалённого управления и хранения (до 60000 образцов на канал) через Ethernet.

Мы пропустили 12-вольтовый провод восьмиконтактного (2 x 4 контакта) кабеля питания CPU через датчик тока, как показано на изображении (сверху). То же самое мы сделали с 24-контактными проводами на 12 В (внизу). В итоге мы имеем четыре датчика HAMEG HZO50 для измерения тока без необходимости ввода добавочного резистора в кабель. Одновременно напряжение каждой шины направляется на HAMEG HMC8012, который также оснащается накопителем и функцией дистанционного управления.

Чтобы упорядочить столь массивный объём получаемых данных, мы используем собственную программу и Excel. Измерения занимают ровно минуту, а замеры делаются каждые 10 мс, в итоге мы имеем 6000 образцов. Сокращение измерительных интервалов ничего полезного не даст, а только увеличит объём тестовых данных.

Потребляемая мощность не превышает 100 Вт, поэтому нас не удивляет, что тесты платформы отличаются меньшим разбросом в результатах по сравнению с тестами видеокарт. Кроме того, системная плата не вызывает больших всплесков на блоке питания. Но есть несколько наблюдений, заслуживающих внимания.

В качестве привью для следующих разделов, давайте рассмотрим энергопотребление системной платы за одну секунду:

Обзор APU AMD A10-7800 | Результаты тестов

CPU

Автор данной статьи многие годы проработал ведущим программистом, выполняя специфические заказы организаций корпоративного сектора, и вместо синтетических тестов, которые не всегда отражают производительность на практике, он создал три теста, которые используют реальные приложения.

Сложная задача в один поток

Первая программа моделирует сценарий оптимизации постройки сложной кирпичной стены. Стена длиной 18 метров имеет восемь окон и две двери, включая рамы и косяки. Также необходимо установить крепления для горизонтальных карнизов и три контактирующие стены. Цель – минимизировать количество разделённых кирпичей и оптимизировать повторное использование разделённых кирпичей, чтобы избежать отходов. Поскольку расположение кирпичей зависит от положения других кирпичей, распараллелить такую задачу достаточно трудно. Так что она выполняет в один поток при минимальном использовании памяти.

Intel Core i3 легко побеждает в данном бенчмарке, выполняя задание на 20% быстрее A10-7850K. Тем не менее, необходимо учитывать, что прогон составляет всего три секунды, в свете чего разница получается незначительной. Похожее масштабирование мы наблюдали в наших стандартных однопоточных тестах на базе iTunes и LAME.

4 потока = 4 задачи?

Следующее приложение оптимизирует расположение солнечных панелей с учётом положения солнца в течение дня, все 365 дней в году, от рассвета до заката, с интервалами в один час. Также учитываются два дерева, соседский дом, тень от дымоходов, световые условия, тень от солнечных панелей ряда впереди. Данная программа также оптимизирует расположение проводки. Более того, на основе истории метеорологических данных оценивается выходная мощность на весь год. Данное приложение легко можно распараллелить, поскольку получаемая мощность в каждой позиции солнца рассчитывается отдельно.

Хотя Core i3-4330 по-прежнему впереди, разница уже не так велика, поскольку технология Hyper-Threading не может сравниться с эффективностью четырёх целочисленных ядер. Процессор Intel Haswell едва обгоняет A10-7850K, а разница с APU AMD A10-7800 (с меньшей частотой) составила всего 6%. На результатах Core i3-2100 определённо сказался возраст этого процессора.

Мы усилили распараллеливание задач, запустив фотореалистичную визуализацию на нескольких компьютерах в сети. Например, все компьютеры в офисе могут быть задействованы для обработки одной вычислительной задачи, такой как рендеринг. Один ПК служит контроллером, который рассылает задачи на другие ПК, учитывая их аппаратные возможности. В данном тесте каждый клиент обрабатывает четыре рабочих потока.

Различные модели CPU и APU оказались даже ближе друг к другу в связи с задержками, возникающими ввиду средств коммуникации, и повышенным объёмом памяти. A10-7850K смог обойти Core i3-4330, а APU AMD A10-7800 взял третье место с небольшим отставанием. Что мы узнали из данного теста? Реальные приложения несут в себе больше переменных, чем задачи кодирования или игры. Естественно количество инструкций, выполняемых за такт, – это важный показатель, но далеко не главный.

Типичная пользовательская задача: сжатие видео

Когда приложение не поддерживает OpenCL или ускорение OpenCL отключено, два модуля архитектуры Kaveri выполняют четыре потока в параллели. Для анализа данного параметра мы решили использовать бенчмарк на базе HandBrake. Как и ожидалось, APU AMD A10-7800 оказался в середине списка.

OpenCL и HSA

Хотя мы не хотели использовать синтетические тесты, несколько из них подойдут для демонстрации потенциального прироста скорости от OpenCL и AMD HSA.

LuxMark 2.0

Чтобы получить доступ к возможностям APU AMD A10-7800, мы запускаем три различных теста: тесты CPU и GPU, а также их сочетание. Хотя мы ждали, что победят APU с большим числом ресурсов, Intel Core i3-4330 с более высоким показателем IPC показал свою мощь. Начнём с тестов CPU:

Естественно мы ждали, что в тесте, нагружающем только центральный процессор, победит Haswell. Хотя в победе процессора Intel нет ничего удивительно, нас впечатлила разница в результатах. Однако при использовании интегрированного в чип графического ядра преимущество смещается в сторону AMD:

Intel HD Graphics не дотягивает до Graphics Core Next в чипе Kaveri. Но что произойдет, если объединить усилия CPU и GPU для обработки задач?

Core i3-4330 занимает среднюю позицию между процессорами AMD. Скорее всего, показатели CPU и GPU для Core i3 складываются вместе, давая совокупный показатель, а APU оцениваются иначе. Возможно, один из компонентов чипа работает не на полной скорости при комбинированной нагрузке.

HSA: прекрасная идея, нуждающаяся в программной поддержке

В преддверии премьеры APU Kaveri AMD затратила немало усилий на проповедование преимуществ своей инициативы HSA (Heterogeneous System Architecture). Дополнительную информацию можно найти в нашем обзоре Kaveri. Но даже сейчас, спустя несколько месяцев после анонса, приложений с поддержкой HSA очень мало. Такое состояние дел разочаровывает, поскольку преимущества HSA весьма заманчивы.

Но перейдём от теории к практике. Бенчмарк LibreOffice изначально был предложен AMD для тестирования преимуществ HSA. Мы собираем показатели в тестах трёх типов: тест только CPU, только OpenCL и HSA. Поскольку процессоры Intel не поддерживают HSA, в третьей диаграмме они не представлены, а старый Core i3-2100 мы вообще не тестировали.

Начнём с результатов теста CPU, в котором, как не трудно догадаться, доминирует Core i3-4330:

На 37% больше производительности. Такую разницу просто необходимо компенсировать в тесте на базе OpenCL. Сказано – сделано. К нашему удивлению, графическое ядро Intel оказалось медленнее, чем его CPU. Или в этом можно винить драйверы?

Не трудно догадаться, что специализированный тест будет демонстрировать результаты в пользу AMD. Он показывает, как может обрабатываться сильно распараллеленная задача на “железе” с должной поддержкой. Серые полосы представлены для сравнения. Они показывают время выполнения задачи на Intel Core i3-4330 и APU AMD A10-7800 в программном и OpenCL-режимах.

В тестах HSA AMD окончательно добила Intel. Тем не менее, стоит упомянуть, что далеко не все приложения подходят для оптимизаций под HSA, а уровень внедрения технологии в индустрию программного обеспечения оставляет желать лучшего.

Игры

Мы хотим протестировать сам APU как он есть на материнской плате. Мы не видим смысла покупать процессор с упором на интегрированную графику и докупать Radeon R7 265X, даже для CrossFire. Такая конфигурация нецелесообразна как с технической, так и с экономической точки зрения. Да, официально AMD рекомендует её, и да, мы её испытывали. Однако более быстрая видеокарта – не ровня встроенному графическому ядру. Напротив, мы даже наблюдали негативный эффект, например притормаживания. Если хотите использовать дискретную карту, лучше вместо APU использовать дешёвые процессоры уровня Athlon X4 750K или Pentium G3258.

Лучше использовать систему, более подготовленную под особенности APU: высокая степень интеграции элементов и минимальное число внешних компонентов.

Metro: Last Light

Оба топовых APU тестируются при разрешении 1080p, но их скорость едва превышает 30 FPS в среднем. Лучше остановится на разрешении 720p, при котором даже A10-7700K обеспечивает приемлемую частоту кадров.

Battlefield 4

Battlefield 4 – очень популярная многопользовательская игра, которую нельзя упустить из виду. Однако в режиме одиночной компании, когда основной упор делается на графическое ядро, APU трудно обеспечить адекватный уровень частоты кадров. На выбранном “железе” комфортнее будет играть в разрешении 720p. К счастью, даже на низких настройках графики игра выглядит отлично.

BioShock Infinite

Поскольку третья игра франшизы BioShock была портирована с консолей, частота кадров на разрешении 1080p относительно высокая.

APU AMD A10-7800 без дискретной видеокарты позволит играть в старые игры на средних настройках детализации, и в более современные на низких параметрах качества. Если наблюдаются проблемы с частотой кадров, проще всего понизить разрешение. Другими словами, сами по себе APU Kaveri пригодны для игровых ПК начального уровня. Поскольку процессоры AMD используются в двух самых современных игровых консолях, не стоит ожидать, что ситуация в скором времени изменится. Мы не упоминали про Mantle, поскольку в большинстве игр технология пока не применяется.

Обзор энергопотребления

С каждого тестового прогона мы собираем огромное количества данных, а затем анализируем их различными способами. Сегодня мы продемонстрируем измерения потребляемой мощности в простое, в играх и при максимальной нагрузке. Затем мы подробно рассмотрим специфические показатели. Энергопотребление APU измеряется на восьмиконтактном разъёме 12 В. Одновременно, мы собираем показатели энергопотребления материнской платы и памяти на 24-контактном разъёме ATX. Складывая потребляемую мощность на всех шинах питания, идущих к системной плате без SSD, мы получаем общее энергопотребление.

AMD обещала сюрприз в плане эффективности и своё обещание выполнила. Далее вы узнаете, как это достижение выглядит в подробностях.

Энергопотребление в простое

Материнская плата MSI и APU AMD формируют платформу с очень низким энергопотреблением: всего 6,4 Вт для APU и 11,7 Вт для всей системы.

Хотя 19 Вт, которые мы измерили на настенной розетке, – это довольно мало, блоки питания с сертификатом 80 PLUS Gold не оправдали наши ожидания при таком низком энергопотреблении, даже несмотря на то, что в техническом плане они соответствуют характеристикам. Если подключить преобразователь постоянного тока и эффективный блок питания с прямым подключением в розетку, то показатель может оказаться ниже 15 Вт.

Энергопотребление в играх

Следующий сюрприз в плане эффективности ждёт нас в игровых тестах. Хотя система на APU AMD A10-7800 лишь немного медленнее системы на чипе A10-7850K, энергопотребление у неё заметно ниже (32 Вт в среднем для APU и 40,3 Вт для всей системы). По аналогии с видеокартами, на графике наблюдаются всплески вплоть до 55 Вт. Однако, судя по среднему показателю, APU AMD A10-7800 близок к “комфортной зоне” данной архитектуры. Чтобы максимизировать нагрузку на APU, мы использовали бенчмарк Unigine Heaven 4.0 со средними настройками графики и получили легко повторяемые результаты.

Энергопотребление при полной нагрузке

Если не повышать напряжения для разгона, то даже при максимальной нагрузке энергопотребление тестовой системы не превышает уровень теплового пакета APU в 65 Вт. Мы кратко пробежались по доступным настройкам материнской платы, и оказалось, что при небольшом повышении производительности сильно страдает эффективность системы. Поэтому мы остановились на заводских параметрах, получив в итоге “холодную” платформу с достойным уровнем производительности.

Энергопотребление: эффективность

Далее мы используем разблокированный множитель чипов A10-7700K и A10-7850K для того, чтобы на время приблизить уровень производительности или энергопотребления к уровню APU AMD A10-7800.

Разгоняем AMD A10-7700K до уровня A10-7800

Мы повысили скорость APU более начального уровня, разогнав центральный и графический процессоры. Вместе с повышением производительности повысился TDP. Хотя энергопотребление поднялось, А10-7700K просто не может сравняться с APU AMD A10-7800 по частоте кадров. Несмотря на то, что мы можем повысить частоту ядер x86 до 4,2 ГГц, чтобы компенсировать урезанный в возможностях GPU, разогнать графическое ядро достаточно сильно, чтобы заместить недостающие шейдеры, у нас не получилось.

Хотя нам не удалось довести производительность “младшего” чипа до уровня APU AMD A10-7800, энергопотребление выросло на целых 9 Вт, или 24%.

Понижаем частоту A10-7850K до уровня A10-7800

Теперь мы понизим тактовую частоту чипа A10-7850K до уровня APU AMD A10-7800, а во втором тесте отрегулируем целевой тепловой пакет, чтобы выровнять энергопотребление с APU AMD A10-7800.

Оказалось, что в играх A10-7850K на 2-5% быстрее. Однако и производительность CPU у него на 5% выше. Тем не менее, разница в энергопотреблении составляет 29% не в пользу “старшего” APU! Это свидетельствует о том, что при разработке A10-7850K основной упор делался на производительность, а не эффективность. AMD старалась добиться высоких показателей в тестах, в результате чип работает вне комфортной зоны архитектуры Kaveri.

Сравнение после понижения частоты

При понижении напряжение A10-7850K до уровня энергопотребления APU AMD A10-7800 скорость в играх снижается на 1,5%. Однако такая небольшая разница может быть связана с множеством переменных в тестах.

Данные тесты хорошо показывают, что модель APU AMD A10-7800 в целом является аналогом A10-7850K с заниженными параметрами, а не новым APU. Разница лишь в том, что у APU AMD A10-7800 ниже тактовая частота и заблокирован множитель частоты процессора.

AMD отлично позиционирует APU AMD A10-7800, достигая прекрасного баланса производительности и энергопотребления на заводских частотах. Ядра x86 в APU AMD A10-7800 из-за более низких частот работают более эффективно, чем в A10-7850K, и при этом не ограничивают графическое ядро данного APU.

Энергопотребление: сравнение графиков

Представленные ниже графики демонстрируют энергопотребление APU AMD A10-7800 в трёх различных сценариях. Преимущество они предназначены для экспертов и энтузиастов, и мы бы не хотели перегружать обзор данными. Тем не менее, настолько подробный анализ потребляемой мощности, отслеживающий сразу все шины, встречается довольно редко. Такие данные можно получить лишь на сложном и дорогостоящем оборудовании.

Энергопотребление в простое

Энергпотребление во время игр

Энергопотребление в стресс-тесте

Обзор APU AMD A10-7800 | AMD переворачивает страницу, создав A10-7800

Является ли новый APU от AMD просто очередной обычной моделью? Не совсем. Цели APU AMD A10-7800 и флагманского A10-7850K расходятся, и это хорошо. AMD нашла хороший баланс между умеренной производительностью и низким энергопотреблением. В результате APU AMD A10-7800 отлично подходит для сборки хорошо сбалансированного, недорого, но эффективного ПК. Конечно, можно легко подобрать систему с CPU и дискретной видеокартой, но она почти наверняка будет отличаться более высоким энергопотреблением и ценой.

Такое сочетание атрибутов, а также похвально высокая эффективность формируют уникальный аргумент в пользу коммерческой целесообразности APU AMD A10-7800, и всё это на штатных настройках AMD. В данной конфигурации, мы считаем, нет смысла устанавливать дискретную видеокарту. Если вам нужен ПК для видеоигр, лучше купить отдельный процессор и строить систему на его базе. В противном случае вы потеряете единственное преимущество APU и ощутите все компромиссы системы с несколькими GPU. Кроме того, установка дополнительной видеокарты негативно скажется на соотношении цены и производительности. Для примера сравните энергопотребление Radeon R7 250 с APU. APU включает относительно быстрый графический процессор и ядра x86, обеспечивающие более низкий уровень энергопотребления. Все перечисленные выше факторы позволяют APU AMD A10-7800 получить нашу награду Tom’s Hardware Smart Buy. Если вы рассматриваете к покупке APU, то рекомендуем обратить внимания именно на модель APU AMD A10-7800.

Если вы намереваетесь создать высокоэффективную систему, следует учитывать параметры других компонентов системы. Это не самый дешёвый APU, и баланс очень легко нарушить, если установить не совсем подходящие комплектующие. Athlon X4 760K и Radeon R7 250 обойдутся примерно в такую же сумму. Однако APU является автономным решением. И поскольку он занимает значительно меньше пространства, его можно устанавливать в компактный корпус со слабой системой охлаждения. На наш взгляд, APU AMD A10-7800 лучше всего подходит для действительно компактного компьютера начального уровня.

Для такого решения понадобится хорошая материнская плата формата mini-ITX. MSI A88XM Gaming показа себя как энергоэффективная альтернатива microATX, потребляющая всего 4-8 Вт. Она оснащена многофункциональной BIOS, позволяющей проводить оптимизацию поведения APU. Учитывая нехватку образцовых плат на Socket FM2+, мы рады, что выбрали именно эту модель для наших тестов.

Кроме того APU AMD A10-7800 можно порекомендовать для создания системы домашнего кинотеатра или ПК общего назначения для казуальных игр и офисных задач. Только не забудьте установить быструю оперативную память (для графического ядра) и выбрать качественную системную плату. AMD действительно представила “золотую середину”, закрыв пробел между A10-7700K и A10-7850K.

На самом деле, APU AMD A10-7800 даже немного лучше чем A10-7850K, поскольку небольшой прирост производительности “старшего” APU отражается в значительной потере эффективности. Потери скорости у APU AMD A10-7800 на практике вы вряд ли заметите. Впечатляет тот факт, что мы смогли запустить всю систему, включая SSD на 480 Гбайт, через миниатюрный преобразователь постоянного тока и эффективный внешний блок питания номинальной мощностью 65 Вт. При установке жидкостной системы охлаждения с замкнутым циклом энергопотребление всей системы не превысило 55 Вт. Вполне возможно снизить показатель до 50 Вт при использовании воздушного кулера и более тщательных настроек. В целом, мы видим неожиданное и очень желанное достижение для компании, чьи продукты часто подвергаются критике за их “прожорливость”.