Подбор материнской платы. Контроль системы охлаждения

Длительное время Advanced Micro Devices, подобно Cyrix, производила центральные процессоры 286, 386 и 486, которые были основаны на разработках Intel. К5 был первым независимо созданным х86 процессором, на который AMD возлагала большие надежды.

Однако, покупка компанией AMD основанного в Калифорнии конкурента весной 1996 года, кажется, создала возможность лучше подготовиться к своей следующей атаке на Intel. К6 начал жизнь как Nx686, будучи переименованным после приобретения NextGen. Серия ММХ-совместимых процессоров К6 была запущена в середине 1997 года, за несколько недель до Cyrix 6х86МХ, и сразу была одобрена пользователями.

Изготовленный по 5-слойной 0.35-мкм технологии, К6 был почти на 20 % меньше, чем Pentium Pro и при этом содержал на 3.3 миллионов транзисторов больше (8.8 против 5.5 миллионов). Большинство этих дополнительных транзисторов находилось в кэше первого уровня на 64 Кбайт (на кэш команд 32 Кбайт и на кэш данных 32 Кбайт). Это равносильно четырем Pentium Pro или двум Pentium ММХ и Pentium 2.

Центральный процессор К6 поддерживал технологию ММХ Intel, включая 57 новых х86 команд, разработанных для развития мультимедийного программного обеспечения. Как и Pentium Pro, К6 был многим обязан классическим технологиям RISC. Используя суперскалярную микроархитектуру AMD RISC86, чип декодировал каждую х86-инструкцию в ряд более простых действий, которые могли быть обработаны, используя типичные принципы RISC - такие, как выполнение вне естественного порядка, переименование регистров, предсказание переходов, спекулятивное исполнение, опережающая выборка данных.

Центральный процессор К6 начинал с версий 166.200 и 233 МГц. Уровень его производительности был очень схож с Pentium Pro соответствующих частот с его максимальным 512 Кбайт кэшем второго уровня. Общее с чипом Cyrix MX (но в несколько меньшей степени) - работа с плавающей запятой - была областью относительной слабости по сравнению с Pentium Pro или Pentium 2. Однако проникновению процессора на рынок в конце 1997 - начале 1998 года препятствовали проблемы, которые возникли у AMD при перемещении ее нового производственного 0.25-мкм процесса из лабораторий на заводы-изготовители. Это привело к падению производства центральных процессоров на 200 и 233 МГц, задержке введения чипа 266 МГц и отмене чипа 300 МГц.

Процессор AMD К6-2

Процессоры AMD К6-2 с 9.3 миллионами транзисторов производились по 0.25-микронной технологии AMD. Процессор был упакован в 100 МГц Sирег7-совместимую, 321-контактную керамическую плату (ceramic pin grid array (CPGA) package).

K6-2 включает инновационную эффективную микроархитектуру RISC86, большой (64 Кбайт) кэш первого уровня (двухпортовый кэш данных на 32 Кбайт, кэш команд на 32 Кбайт с дополнительным предрасшифровывающим кэшем на 20 Кбайт), а также улучшенный модуль работы с плавающей запятой. Эффективная производительность при его запуске в середине 1998 года была оценена в 300 МГц, к началу 1999 года самым быстрым из доступных процессоров была версия 450 МГц.

Трехмерные возможности К6-2 представляли другое важное достижение. Они были воплощены в AMD технологии 3DNow!, как новый набор из 21 команды, который дополнял стандартные команды ММХ, уже включенные в архитектуру К6, что ускоряло обработку трехмерных приложений.

Процессор AMD K6-3

В феврале 1999 года AMD объявила о начале выпуска партии 400 МГц AMD К6-lll процессора под кодовым названием «Sharptooth» и опробовала 450 МГц версию. Ключевой особенностью этого нового процессора была инновационная разработка - «Трехуровневый кэш».

Традиционно процессоры персональных компьютеров использовали два уровня кэша:

• кэш первого уровня (L1), который обычно расположен на кристалле;
• кэш второго уровня (L2), который мог располагаться либо вне центрального процессора, на материнской плате или слоте, либо непосредственно на чипе центрального процессора.

Общее эмпирическое правило при проектировании подсистемы кэша - чем больше и быстрее кэш, тем выше производительность (ядро центрального процессора может быстрее получить доступ к инструкциям и данным).

Признавая выгоды большого и быстрого кэша в удовлетворении потребностей приложений, все более требовательных к производительности персональные компьютеры, «Трехуровневый кэш» компании AMD вводил архитектурные новшества кэша, разработанные для увеличения производительности персонального компьютера на основе платформы Super7:

• внутренний L2-кэш (256 Кбайт), работающий на полной скорости процессора AMD-K6-3 и дополняющий кэш L1 (64 Кбайт), который был стандартен для всего семейства процессоров AMD-K6;
• многопортовый внутренний кэш, позволяющий одновременное 64-битовое чтение и запись как кэшу L1, так и L2;
• первичную процессорную шину (100 МГц), обеспечивающую соединение с резидентной кэш памятью на системной плате, расширяемой от 512 до 2048 Кбайт.

Таблица основных характеристик процессоров AMD

Проект многопортового внутреннего кэша процессора AMD-K6-3 позволил как кэшу L1 (64 Кбайт), так и кэшу L2 (256 Кбайт) выполнять одновременное 64-битовое чтение и запись операций за один такт процессора. В дополнение к этому многопортовому проекту кэша ядро процессора AMD-K6-I11 было в состоянии получить доступ к кэшам L1 и L2 одновременно, что увеличивало общую пропускную способность центрального процессора.

Процессор AMD Athlon

Выпуск процессора Athlon летом 1999 года был наиболее удачным ходом AMD. Это позволило им гордиться тем, что они произвели первый процессор седьмого поколения (у него было достаточно много радикальных архитектурных отличий от Pentium ll/lll и К6-3, чтобы заслужить название процессора следующего поколения), и это означало также, что они вырвали технологическое лидерство у Intel.

Древнегреческое слово Athlon означает «трофей», или «игры». Athlon - процессор, с помощью которого AMD надеялась увеличить реальное конкурентоспособное присутствие в корпоративном секторе, помимо его традиционного преимущества на потребительском рынке и рынке трехмерных игр. Ядро размещается на кристалле в 102 квадратных миллиметров и содержит приблизительно 22 миллиона транзисторов.

Основные элементы ядра Athlon

Многократные декодеры

Три полных декодера переводят х86-команды в макрооперации (MacroOPs) с фиксированной длиной для более высокой пропускной способности команд и увеличения мощности обработки. Вместо того чтобы выполнять х86 команды с длиной 1-15 байтов, процессор Athlon выполняет макрооперации фиксированной длины.

Блок контроля команд

Как только макрооперация расшифрована, за цикл посылаются до трех макроопераций блоку управления инструкциями (ICU). Это буфер перенаправления макроопераций с 72 входами (ROB), который управляет выполнением каждой макрооперации в целом, осуществляет переименование регистра для операндов, управляет любыми условиями исключения и действиями команды. ICU посылает макрооперацию планировщику исполнения.

Конвейеры исполнения

Athlon содержит 18-разрядный планировщик макроопераций и 36-разрядный планировщик операций мультимедиа и ПТ. Эти планировщики распределяют MacroOPs по девяти независимым конвейерам - три для вычислений с ФТ, три для вычисления адресов и три для выполнения команд ММХ, 3DNow! и операций ПТ для х87.

Супер скалярный блок плавающей точки FPT

Предыдущие центральные процессоры AMD были недостаточно производительными при работе с ПТ по сравнению с Intel. К этому недостатку более чем ответственно отнеслись в Athlon, который характеризуется суперскалярной архитектурой, включающей три конвейера выполнения команд с ПТ вне естественного порядка - FMUL (перемножение с ПТ), FADD (сложение с ПТ) и FSTORE (запись с ПТ). «Суперскалярность» означает способность центрального процессора выполнять более одной команды за такт процессора. Athlon же может выполнять одну операцию над 32-битовым числом с ПТ за такт процессора, что дает производительность в 2.4 Гфлопс при частоте в 600 МГц.

Прогнозирование переходов

Процессор Athlon предлагает сложную динамическую логику прогнозирования ветвления, чтобы минимизировать или устранить задержки из-за команд перехода, широко распространенные в программном обеспечении х86.

Системная шина

Системная шина Athlon - первая системная шина на 200 МГц для х86-платформ. Основанная на протоколе Digital Alpha EV6, первичная шина (FSB) - потенциально расширяемая до 400 МГц и более и, в отличие от разделяемой шины SMP (Symmetric Multi-Processing) проекта Pentium 3, использует архитектуру «точка-точка», чтобы обеспечить широкую полосу пропускания для одно- и многопроцессорных х86 платформ.

Архитектура кэша

Архитектура кэша Athlon существенно превосходит обычные центральные процессоры шестого поколения - полноценный кэш первого уровня 128 Кбайт, в 4 раза больший, чем у Pentium 3, и быстродействующий 64-битовый контроллер вторичного кэша 2-го уровня, поддерживающий от 512 Кбайт до 8 Мбайт.

Расширенный 3D Now

В ответ на Streaming SIMD Extensions (Intel Pentium 3) реализация 3DNow! в Athlon была модернизирована добавлением 24 новых команд к исходной 21 инструкции 3DNow!

Athlon был первоначально доступен в диапазонах скорости 500.550 и 600 МГц и 650 МГц немного позднее (все изготовлены по 0.25-мкм технологии). К концу 1999 года AMD еще более повысила частоту: его ядро К75 (750 МГц) является первым процессором, построенным с использованием алюминиевой 6-слойной технологии 0.18-мкм компании AMD.

Утверждение о том, что это был самый быстрый х86 совместимый центральный процессора тысячелетия, спорно, поскольку Intel быстро ответила объявлением 800 МГц Pentium 3. Однако AMD вскоре вернула лидерство в 2000 году выпуском версий на 800 и 850 МГц и преуспела в опережении Intel в преодолении барьера 1 ГГц буквально через несколько недель.

Процессор Thunderbird

В середине 2000 года была выпущена улучшенная версия Athlon с кодовым названием «Thunderbird».

Технология 0.18-мкм, кэш память 2-го уровня (L2) размером в 256 Кбайт расположена на плате процессора и работает на полной частоте процессора (первые процессоры Athlon имели кэш L2, работавшую на меньших частотах, например при частоте в 1 ГГЦ, память L2 работала на 330 МГц).

Интерфейсы - 462-контактный Socket А и Slot А. Частоты от 0.75 до 1 ГГц. Размещение 256 Кбайт памяти на кристалле привело к увеличению его размера до 120 квадратных миллиметров (102 квадратных миллиметров для ядра). Однако он меньше исходного (0.25-micron) К7 Athlon, который занимает 184 квадратных миллиметров. Добавление 256 Кбайт к L2-кэшу на кристалле весьма увеличивает число транзисторов. Центральный процессор Thunderbird включает 37 миллионов транзисторов, то есть 15 миллионов добавились для размещения кэша L2.

Осенью 2000 года был выпущен чипсет AMD760, обеспечивающий поддержку для памяти DDR SDRAM РС1600 (200 МГц FSB) и РС2100 (266 МГц FSB). Другие особенности - AGP 4-х, 4 порта USB , адресация памяти 8 Гбайт на 4 DIMM и поддержка АТА-100. С этого момента процессоры Athlon выпускались только для разъемов Socket А. Последние из процессоров Athlon/Thunderbird были выпущены летом 2001 года, достигнув частоты 1.4 ГГц.

Процессор Duron

В середине 2000 года был выпущен процессор Duron, предназначенный для дома и офиса. Название происходит от латинского «durare» - «вечный», «длительный». Кэш-память L1 (128 Кбайт) и L2 (64 Кбайт) размещается на плате. Первичная системная шина работает на частоте 200 МГц. Поддерживается улучшенная технология 3DNow! Технология 0.18-мкм, частоты 600.650 и 700 МГц. Интерфейс - 462-контактный разъем Socket А.

Процессор Palomino (Athlon ХР - EXtra Performance)

Процессор выполнен по 0.18-мкм технологии с использованием медных проводников на плате (вместо алюминия), содержит 37.5 миллионов транзисторов на кристалле в 128 квадратных миллиметров. Достигнуто понижение на 20 % энергопотребления сравнительно с Thunderbird. Введен ряд новшеств, в совокупности именуемых AMD как «QuantiSpeed Architecture»:

• введение дополнительного буфера - буфера быстрого преобразования адреса (БПА, TLB - Processor`s Transition Lookaside Buffer). Это дополнительная кэш память, расположенная между L1 и L2. В частности, TLB содержит данные, которые используются для перевода виртуальных адресов в физические и наоборот;
• поддержка SSE технологии Intel. В Palomino добавлены еще 52 новые команды SIMD по отношению к ранее имевшимся. Удвоено количество исходных 21 SIMD-команд, реализующих «3DNow!», и получена технология «Enhanced 3DNow!» («3DNow! Professional»);
• использование технологии упаковки OPGA (organic PGA) для замещения CPGA (ceramic PGA), которая использовалась ранее. Использование пластмасс вместо керамики технологичнее, платы оказываются легче и обладают лучшими тепловыми свойствами. Кроме того, можно плотнее размещать навесные элементы, что уменьшает наводки и помехи. OPGA размещаются на уже известном разъеме Socket А.

Процессор Morgan

Morgan первоначально представлял собой ядро Palomino c удаленными 3/4 кэша L2 (64 Кбайт вместо 256 Кбайт). Размер кристалла - 106 квадратных миллиметров, число транзисторов - 25.18 миллионов. Напряжение питания было изменено с 1.6 до 1.75 В.

Процессор Thoroughbred

Летом 2002 года AMD начала поставлять первый процессор с 0.13-мкм технологией и медными соединениями. Площадь кристалла - 80 квадратных миллиметров (у его предшественников - 128 квадратных миллиметров). Питание - 1.65 В, размеры кэша на кристалле - 128 Кбайт для L1 и 256 Кбайт для L2, разъем - Socket А. Эквивалентная производительность Athlon ХР - 2400+ или 2600+.

Однако ядро Thoroughbred рассматривать как простую переделку Palomino с учетом новых норм технологического процесса все же не совсем верно. Thoroughbred по своей внутренней структуре значительно отличается от Palomino, в чем можно убедиться по микроснимкам процессорных ядер.

• а - Palomino.
• б - Thoroughbred.

Процессор Sempron

Летом 2004 года AMD объявила о выходе центрального процессора семейства Sempron. Первоначально задуманный как преемник успешного центрального процессора Duron и прямой конкурент процессору Celeron D (Intel, 90 нм), диапазон применения Sempron фактически перекрыл диапазон Athlon AMD ХР и поставил фирмы, выпускающие настольные и мобильные персональные компьютеры, перед выбором - либо Sempron, либо Athlon 64.

Все первые центральные процессоры базировались на 130 нанометровой технологии AMD. Наиболее мощные образцы (3100+) выпускаются в формате интерфейса Socket 754 (Athlon 64 - в формате Socket 939). Другие участники семейства - от 2 ГГц (2800+) до 1.5 ГГц (2200+) - используют Socket А.

В дальнейшем Sempron предполагается перевести на 90 нанометровую технологию и интерфейс Socket 939.

Архитектура процессора К8

Эта архитектура используется во всех современных серверных, настольных и мобильных процессорах AMD (Opteron, Athlon 64 и Athlon 64 Х2). Первым из процессоров К8 являлся Hammer (середина 2000 года).

Одним из главных новшеств К8 является 64-разрядная архитектура х86-64 ISA. Примером 64-разрядных процессоров (IA-64) является Intel Itanium. Однако между 64-разрядными архитектурами процессоров Itanium и К8 мало общего. Itanium - процессор, несовместимый с системой команд х86, тогда как К8, напротив, таковым является.

Стратегия AMD на 64 бита (х86-64) заключается в следующем - за основу взято производительное х86-ядро и расширен набор инструкций для возможности адресации 64-битового пространства памяти. Особенности архитектуры х86-64 (AMD64):

• обратная совместимость с инструкциями х86;
• 8 новых 64-битовых РОН плюс 64-битовые версии прежних 8 РОН х86 (доступны лишь в 64-битовом «длинном» режиме);
• поддержка SSE и SSE2 помимо восьми новых регистров SSE2;
• увеличен объем адресуемой памяти для приложений, работающих с большими объемами данных (доступно лишь в «длинном» режиме);
• высокая производительность 32-битовых приложений плюс поддержка появляющихся 64-битовых приложений, хороший вариант переходного процессора.

Таблица режимов процессоров К8

Основные недостатки:

• процессор продолжает поддерживать архитектуру х86, которая достаточно устарела;
• новые РОН можно использовать лишь в 64-битовом режиме, что не позволяет повысить производительность 32-битовых приложений посредством улучшения архитектуры системы команд.

Для реализации возможности работы как с 32-битовыми, так и с 64-битовыми приложениями процессоры К8 поддерживают два режима работы - Long Mode и Legacy Mode. В режиме Long Mode также предусмотрено два подрежима - 64-битовый и Compability mode (режим совместимости).

Некоторые прочие особенности К8

• контроллер памяти интегрирован в сам процессор. Традиционно он располагается в «северном мосте» чипсета на системной плате. Собственно, контроллер памяти - это основной функциональный блок «северного моста» (в чипсетах Intel его так и называют - МСН, Memory Controller Hub); встроенный порт («линк») шины HyperTransport - универсальной шины межчипового соединения. В процессорах К8 Opteron может быть до 3-4 линков НТ, что позволяет комбинировать их в кластерные структуры

• архитектура К8 разработана с перспективой создания многоядерных процессоров и многопроцессорных систем: если центральные процессоры Intel Хеоn может продемонстрировать лишь 11 процентов увеличения производительности при переходе к двум процессорам, то в случае с Opteron оно составляет 24 процента;
• усовершенствован блок предсказания переходов - для увеличения точности он содержит историю 16 000 переходов, а также 2000 адресов назначения.

Исполнение инструкций на конвейере К8 начинается с блока выборки инструкций. За один такт блок выбирает из кэша 16 байт данных и выделяет из них от одной до трех инструкций х86 - сколько в выбранных данных поместилось. Поскольку средняя длина команды х86 составляет 5-6 байт, то, как правило, блоку удается выбрать три команды за такт.

На втором такте конвейера выбранные команды распределяются по трем блокам декодирования инструкций. Самые сложные команды отправляются в декодер сложных команд (VectorPath), другие - в декодеры простых команд (DirectPath).

Исходные х86-инструкции на завершающих этапах работы декодера К7/К8 переводятся в макрооперации, или МакОПы (mOPs). Большинству х86-инструкций соответствует одна МакОП, некоторые преобразуются в 2 или 3, а наиболее сложные, например деление или тригонометрические, - в последовательность из нескольких десятков МакОП. Макрооперации имеют фиксированную длину и регулярную структуру.

Условно можно считать что в определенный момент МакОп может «расщепляться» на две микрооперации (МкОП). Как правило, в К7 и в К8 МакОП содержит две МкОП - одну для АЛУ (ALU) (или блока ПЗ - FPU), другую - для УВА (устройства вычисления адреса, AGU - Address Generation Unit).

За счет конвейеризации возможны ситуации, когда одновременно в разных блоках процессора будут выполняться до двух десятков команд - и в К7, и в К8 имеется десять исполнительных устройств - три ALU, три FPU, три AGU и отдельный блок умножения.

Подобно тому, как объединение двух отдельных МкОП в одну МакОП дает явные преимущества, точно так же дела обстоят и с самими МакОП - практически везде они выступают не в виде самостоятельных единиц, а в виде группы. Группу образуют три МакОП, которые одновременно запускаются на параллельные каналы.

Вся дальнейшая работа идет не с одиночными, а с «тройками» МакОП («линиями», line). Такая «линия», с точки зрения центрального управляющего блока процессора - ICU (Instruction Control Unit) воспринимается как единое целое: все основные действия выполняются именно над «линиями», в первую очередь выделение внутренних ресурсов.

Сгенерированные «линии» от декодеров по одной за такт поступают в блок управления командами - Instructions Control Unit (ICU), где подготовленные к исполнению линии накапливаются в специальной очереди (24 линии).

Из очереди в 24 линии по три МакОП в каждой ICU выбирает в наиболее удобной для исполнения последовательности (одна-три МакОП) и пересылает их либо на АЛУ, либо на блок ПЗ в зависимости от типа микрооперации. В случае АЛУ микрооперации сразу же попадают в очередь планировщика (шесть элементов по три МакОП), который подготавливает необходимые для исполнения микрооперации ресурсы, дожидается их готовности и только потом отправляет. Причем при исполнении одной МакОП на самом деле может происходить исполнение сразу двух действий (МкОП).

Процессор Athlon 64х2

AMD снова оказалась впереди Intel, продемонстрировав действующий экспериментальный образец двухъядерного процессора летом 2004 года и поэтому Intel вызвала всеобщее удивление, все же выйдя первой на рынок с двухъядерным процессором весной 2005 года Однако, мало того, что AMD 64 Х2 был только короткое время позади Pentium Extreme Edition и Pentium D по датам выхода на рынок, он значительно опережал их по показателям эффективности.

Athlon 64 Х2 включает все возможности, заложенные в единственном ядре Athlon 64 (такие, как HyperTransport и Enhanced Virus Protection - EVP). Когда центральный процессор работает под операционной системой Windows ХР (SP2), EVP интерпретирует области системной памяти как «только данные», так что любой находящийся здесь фрагмент кода может быть либо прочитан, либо записан, но не может быть выполнен как код программы. Тем самым EVP действует как профилактическая мера против обычных злонамеренных вирусов, локализуя и обезвреживая их.

Основная архитектура ядра Х2 по существу та же, как и у Athlon 64. Различие в том, что новые чипы, размещаемые на единственном кристалле в 199 квадратных миллиметров, причем каждый содержит более чем 233 миллиона транзисторов, изготовлены по 90 нанометровой технологии AMD.

Таким образом, спецификации первоначально объявленного диапазона Athlon 64 Х2 были эквивалентны таковым из существующих центральных процессоров на 3500+, 3700+, 3800+ и 4000+ с изменением кэша L2 и тактовой частоты. Модели с 512 Кбайт кэша на ядре базируются на двойном ядре «Winchecter», в то время как версии версии кэша L2 на 1 Мбайт используют дизайн «Toledo». К лету 2005 года диапазон был расширен с появлением нового чипа (3800 +).

Представляем горячую новинку этого лета: массовый двухъядерный процессор от AMD. За $354 вы можете получить два ядра, работающие на частоте 2 ГГц и имеющие по 512 Кбайт L2 кеша. Но достаточно ли этого для удовлетворительной производительности? Ответ – в нашем обзоре, в котором вы найдёте и дополнительные бонусы: тестирование энергопотребления, оверклокинг и бенчмарки в 64-битной версии Windows.

Появление на рынке двухъядерных процессоров для настольных компьютеров было встречено пользователями с воодушевлением. Новые архитектуры, позволяющие объединить два процессорных ядра на одном полупроводниковом кристалле, дали существенный толчок в увеличении производительности современных CPU. В свете того, что производители процессоров в последнее время испытывают очень большие трудности в части дальнейшего наращивания тактовых частот, появление двухъядерных CPU трудно переоценить. Однако, как и любые другие новые продукты, процессоры с двумя ядрами оказались достаточно дорогими, чтобы в короткий срок стать массовыми решениями. В первую очередь это касается двухъядерных процессоров семейства AMD Athlon 64 X2. CPU этой линейки изначально позиционировались производителем как процессоры более высокого класса, нежели обычные Athlon 64. Это вылилось в то, что стоимость процессоров линейки Athlon 64 X2 лежала в пределах от $500 до $1000.

При этом Intel в ценообразовании на свои двухъядерные процессоры проявил более демократичный подход. Стоимость процессоров линейки Pentium D начинается с отметки в $241, что позволяет этим CPU попадать в настольные компьютеры класса mainstream. Впрочем, такое различие в ценах возникает не на пустом месте: производительность двухъядерных процессоров AMD, предлагаемых до сегодняшнего дня, значительно выше быстродействия CPU класса Pentium D.

Надо сказать, что такое положение дел вряд ли нравилось AMD. То, что Intel предлагает гораздо более дешёвые двухъядерные процессоры, вряд ли устраивало маркетологов AMD. Поэтому, сразу вслед за анонсом первых CPU с двумя ядрами инженерам AMD была дана команда по поиску путей удешевления двухъядерных процессоров. И задача эта была решена: сегодня, 1 августа 2005 года компания анонсирует младшую модель в линейке Athlon 64 X2 с рейтингом 3800+, стоимость которой (согласно официальному прайс-листу) опустилась до отметки $354. Не менее приятный факт заключается и в том, что данный анонс носит отнюдь не "бумажный" характер, AMD Athlon 64 X2 3800+ появится в магазинах с минуты на минуту.

Стоимость младшей модели линейки Athlon 64 X2 снижена достаточно стандартным методом. Во-первых, тактовая частота этого процессора опущена ниже частоты остальных двухъядерных CPU от AMD, а во-вторых, этот процессор имеет уменьшенный размер кеш-памяти второго уровня. Благодаря урезанию L2 кеша AMD получила возможность уменьшить ядро, что естественно, положительным образом сказывается на себестоимости. Так, первые процессоры Athlon 64 X2 основывались на ядре с кодовым именем Toledo, состоящем из 233.2 млн. транзисторов и имеющем площадь 199 кв. мм. Новое же ядро Manchester, нашедшее применение как в новом Athlon 64 X2 3800+, так и в некоторых других процессорах линейки, имеет площадь 147 кв. мм и содержит лишь 154 млн. транзисторов. Это, конечно, больше, чем содержится в одноядерных CPU от AMD, но, тем не менее, позволяет увеличить выход кристаллов с одной 200 мм пластины на 38%. Кстати, благодаря сокращению кеш-памяти второго уровня, площадь ядра процессоров Athlon 64 X2 с ядром Manchester вплотную приблизилась к площади ядра CPU серии Pentium 4 6XX, что само по себе уже говорит о многом.

Таким образом, новый Athlon 64 X2 3800+ представляет собой весьма любопытный объект для исследования. Этот двухъядерный процессор от AMD попадает в несколько иную ценовую категорию, нежели его предшественники, что в теории может сделать его хитом продаж. Конечно, при условии, что его производительность окажется на хорошем уровне. В этом обзоре мы как раз и поговорим о перспективности этой новинки, располагая результатами тестов.

Подробности о AMD Athlon 64 X2 3800+

Подробно о двухъядерных процессорах AMD мы уже говорили в статье "Обзор двухъядерного процессора AMD Athlon 64 X2 4800+ ". Отличия Athlon 64 X2 3800+ от его старших собратьев состоят в уменьшенном размере кеш-памяти второго уровня, составляющем по 512 Кбайт на каждое из ядер (такой же размер L2 кеша имеют и Athlon 64 X2 4600+ и 4200+), а также в пониженной до 2.0 ГГц тактовой частоте. Таким образом, с учётом новинки полная линейка двухъядерных CPU от AMD принимает следующий вид:

Полные же спецификации новинки, процессора Athlon 64 X2 3800+, мы приводим в таблице ниже:

Хочется обратить внимание читателя на тот факт, что тепловой пакет для Athlon 64 X2 3800+ установлен в 89 Вт. Это означает, что этот процессор может работать со всеми теми материнскими платами и системами охлаждения, которые совместимы с обычными CPU семейства Athlon 64. Примечательность данного факта состоит в том, что предыдущие модели Athlon 64 X2, за исключением модели 4200+, имели типичное тепловыделение 110 Вт.

Достаточно любопытным представляется и то, что Athlon 64 X2 3800+ имеет чётко обозначенное напряжение питания в 1.35В. Очевидно, что повышение напряжения питания до 1.4В для выпуска младшей модели в семействе не требуется.

Диагностическая утилита CPU-Z выдаёт об Athlon 64 X2 3800+ следующую информацию:

Здесь нас никакие сюрпризы не поджидают, утилита детектирует ядро Manchester, работающее на 2-гигагерцовой частоте.

Энергопотребление и технология Cool’n’Quiet

Измеренное нами практическое энергопотребление рассматриваемого процессора в режиме максимальной загрузки (создаваемой специализированной утилитой S&M 1.7.2) составило 65.1 Вт. Давайте сравним эту величину с энергопотреблением других процессоров:

Как видим, Athlon 64 X2 3800+ вполне оправдывает установленную для него величину типичного тепловыделения. Процессор, хотя и потребляет больше одноядерных собратьев семейства Athlon 64 (на ядре Venice), до энергопотребления Athlon 64 FX-57 с тепловым пакетом 104 Вт всё-таки не дотягивает. Сравнение же с процессорами конкурента в данном контексте вообще бессмысленно, любые CPU от Intel потребляют примерно в два раза больше своих прямых соперников от AMD.

Пару слов необходимо сказать о технологии Cool’n’Quiet, которая перекочевала в двухъядерные процессоры AMD из своих одноядерных предшественников. Эта технология поддерживается в Athlon 64 X2 3800+ в полной мере, единственная особенность состоит в том, что оба ядра снижают частоту и напряжение питания при низкой загрузке синхронно.

В состоянии пониженного энергопотребления частота Athlon 64 X2 3800+ падает до 1 ГГц, а напряжение уменьшается до 1.1В. В результате, в состоянии покоя энергопотребление процессора снижается до 5.8 Вт, что делает Athlon 64 X2 3800+ весьма экономичным CPU. Впрочем, ещё большей экономии можно было бы добиться, если бы ядра могли входить в состоянии пониженного энергопотребления независимо друг от друга. Однако, данная возможность, видимо, будет реализована лишь в двухъядерных CPU, нацеленных на использование в мобильных компьютерах.

Как мы тестировали

Тестирование производительности AMD Athlon 64 X2 3800+ мы выполняли, сравнивая результаты этого CPU с показателями быстродействия процессоров близкой стоимости. В их число вошли Athlon 64 3800+, его цена на сегодня составляет $373; Pentium 4 650 cо стоимостью $401 и Pentium D 830 с ценой в $316.

Таким образом, в тестировании приняло участие несколько систем, состояли которые из перечисленного ниже набора комплектующих:

• Процессоры:
  • AMD Athlon 64 X2 3800+ (Socket 939, 2.0 ГГц, 2 x 512KB L2, ревизия ядра E4 - Manchester);
  • AMD Athlon 64 3800+ (Socket 939, 2.4 ГГц, 512KB L2, ревизия ядра E3 - Venice);
  • Intel Pentium D 830 (LGA775, 3.0 ГГц, 2 x 1MB L2);
  • Intel Pentium 4 650 (LGA775, 3.4 ГГц, 2MB L2).
• Материнские платы:
  • ASUS P5WD2 Premium (LGA775, Intel 955X);
  • DFI NF4 Ultra-D (Socket 939, NVIDIA nForce4 Ultra).
• Память:
  • 1024MB DDR400 SDRAM (Corsair CMX512-3200XLPRO, 2 x 512MB, 2-2-2-10);
  • 1024MB DDR2-667 SDRAM (Corsair CM2X512A-5400UL, 2 x 512MB, 4-4-4-14).
• Графическая карта: PowerColor RADEON X850 XT (PCI-E x16).
• Дисковая подсистема: Maxtor MaXLine III 250GB (SATA150).
• Операционные системы:
  • Microsoft Windows XP Professional SP2;
  • Microsoft Windows XP Professional x64 Edition.

Особенностью этого тестирования стало использование сразу двух операционных систем: 32-битной и 64-битной версий Windows XP. Тестируя производительность процессоров в 64-битном режиме, мы в первую очередь старались использовать "родные" 64-битные приложения, которых уже стало достаточно много. Таким образом, полученные результаты дадут нам возможность оценить не только производительность процессоров в обычном 32-битном режиме, но и посмотреть, как поведут себя испытуемые CPU при задействовании технологий AMD64 и EM64T.

Впрочем, справедливости ради следует заметить, что большое число 64-битных приложений, доступных сегодня, представляют собой сделанные энтузиастами порты Open Source программ. Соответственно, такие программы весьма специфичны. К сожалению, крупных коммерческих продуктов от известных производителей в 64-битных версиях пока крайне мало.

Производительность

Новая редакция теста PCMark принципиально не отличается от прошлых версий. Тест CPU из этого пакета основывается на реальных алгоритмах шифрования и сжатия данных, плюс активно использует многопоточность. Соответственно, неудивителен и полученный результат. Двухъядерные процессоры показывают лучшую производительность, чем одноядерные, а CPU с NetBurst архитектурой, традиционно показывающие более высокое быстродействие в PCMark, вновь могут похвастать лучшими результатами по данным этого теста.

Также, необходимо отметить, что производительность процессоров с технологиями AMD64 и EM64T в PCMark05 совершенно одинакова как в 32-битной операционной системе, так и в 64-битной ОС. Это как раз наглядно подтверждает эффективность x86-64 архитектуры: исполняемые в 64-битной операционной системе в режиме совместимости 32-битные приложения работают с той же скоростью, что и в родной для них 32-битной среде.

То же самое можно сказать и про результаты в 3DMark05. Использование 64-битной системы Microsoft Windows XP Professional x64 Edition с соответствующими драйверами не приводит к падению производительности в 32-битных DirectX программах. Так что геймеры, по всей видимости, не должны опасаться миграции в 64-битную среду, поддерживаемую процессорами AMD с технологией AMD64 и процессорами Intel с технологией EM64T.

Сам по себе тест 3DMark05, как и большинство игр, не поддерживает многопоточность. Поэтому двухъядерные процессоры никак не проявляют себя здесь. Однако в состав этого тестового пакета входят специализированные тесты CPU, в которых многопоточность используется для расчёта шейдеров и одновременного моделирования игровой среды.

Новый процессор Athlon 64 X2 3800+ показывает здесь вполне адекватную своей стоимости производительность. В первом игровом тесте он обгоняет своих одноядерных конкурентов, немного уступая Pentium D 830 с тактово й частотой 3.0 ГГц. Зато во втором тесте его быстродействие оказывается недосягаемым для всех CPU той же что и он ценовой категории.

Производительность в играх

Современные игры не используют многопоточность, поэтому двухъядерные процессоры в приложениях этого типа не могут похвастать высокими результатами. Так, Athlon 64 X2 3800+ здесь показывает такое же число fps, как демонстрировал бы одноядерный Athlon 64 3200+:

Впрочем, благодаря тому, что архитектура K8 показывает себя очень эффективной именно в игровых приложениях, Athlon 64 X2 3800+ в играх уступает аналогичному по цене одноядерному CPU семейства Pentium 4 не так уж и значительно. Кроме того, мы вновь можем отметить, что переход в 64-битный режим мало сказывается на скорости работы 32-битных игровых приложений.

Несмотря на то, что разработчики игр не балуют нас использованием преимуществ многоядерных архитектур, 64-битные расширения худо-бедно всё же начинают использоваться. Не так давно появился патч для популярной игры Far Cry, позволяющий её использование в Microsoft Windows XP Professional x64 Edition в 64-битном режиме. Естественно, мы не смогли обойти стороной этот факт и протестировали производительность процессоров не только в стандартной 32-битной, но и в 64-битной версии этой игры.

Как видим, 64-битный Far Cry способен продемонстрировать более высокий уровень fps. Так, использование 64-битной операционной системы и 64-битной версии игры позволяет получить дополнительное преимущество порядка 3-5%.

Сжатие данных

Популярный архиватор WinRAR многопоточность не поддерживает, поэтому результаты, показанные в нём рассматриваемым в этом обзоре процессором Athlon 64 X2 3800+ относительно невысоки. По крайней мере, он уступает в быстродействии одноядерным CPU той же ценовой категории. Впрочем, если сравнивать результат Athlon 64 X2 3800+ с показателями двухъядерного процессора Intel Pentium D 830, то всё выглядит не так уж и плохо: производительность у этих двух CPU примерно одинакова.

Также следует обратить внимание на тот факт, что запуск 32-битной утилиты WinRAR в 64-битной операционной системе несколько снижает её быстродействие. По всей видимости, это замедление вносит интерпретатор WoW64, благодаря которому реализуется функционирование 32-битных программ в Microsoft Windows XP Professional x64 Edition.

Среди архиваторов есть и программы, поддерживающие многопоточность. К таким утилитам относится, например 7zip. Помимо возможности эффективной работы с многоядерными процессорами, 7zip отличается ещё и тем, что существует и в 64-битной версии. Поэтому, тестирование производительности с его использованием представляется нам очень любопытным.

Алгоритм сжатия данных в 7zip эффективно использует технологию Hyper-Threading. Тем не менее, производительность процессора Pentium D 830 с частотой 3 ГГц оказывается примерно равной производительности Pentium 4 650 с частотой 3.4 ГГц. Одноядерный Athlon 64 3800+ уступает здесь процессорам от Intel, а Athlon 64 X2 3800+, хотя и показывает на 22% более высокий результат, чем Athlon 64 3800+, догнать конкурентов в семействах Pentium 4 и Pentium D не может.

Сказанное выше относилось лишь к 32-битной версии архиватора. Использование же 64-битной версии изменяет изложенный расклад. Дело в том, что процессоры Athlon 64 от задействования 64-битных регистров получают осязаемый выигрыш в производительности, чего никак нельзя сказать о процессорах Pentium 4 и Pentium D. Быстродействие CPU с NetBurst архитектурой в 64-битном режиме, как мы видим на примере 7zip, может оказаться ниже производительности CPU в 32-битном режиме. Поэтому, 64-битная версия 7zip ставит на первое место процессор Athlon 64 X2 3800+.

При разархивации и Athlon 64, и Pentium 4 работают быстрее при использовании 64-битного режима. Однако, в данном случае, процессоры c архитектурой K8 более эффективны: лидирует одноядерный Athlon 64 3800+, двухъядерный же Athlon 64 X2 3800+, отставая на 18%, демонстрирует второй результат.

Кодирование медиа данных

В первую очередь остановимся на кодировании аудио в формат mp3 популярным кодеком lame. Для целей тестирования мы использовали неофициальную версию 3.97, поддерживающую многопоточность и имеющую 64-битный вариант.

При кодировании аудио процессоры с двухъядерной архитектурой могут похвастать более высокой скоростью, нежели их одноядерные собратья, несмотря на их более низкую тактовую частоту. Если использовать 32-битный кодек, то по данным этого теста лидирует двухъядерный Intel Pentium D 830. Если же прибегать к 64-битной версии кодека, то картина меняется. По странному стечению обстоятельств, 64-битная версия LAME работает медленнее 32-битной. При этом, если замедление процессоров Athlon 64 составляет менее 10%, то процессоры Pentium 4 и Pentium D теряют в скорости около 20%. В итоге, при использовании 64-битной версии LAME лучший результат показывает Athlon 64 X2 3800+.

Столь странное поведение 64-битного порта LAME связано, скорее всего, с проблемами компилятора от Microsoft, который использовался для сборки кода. Впрочем, в таких "клинических" случаях, когда 64-битная версия программы оказывается медленнее 32-битной, никто не мешает в 64-битной операционной системе использовать более быстрый вариант, хоть он и приводит к активации режима совместимости.

Также, в природе существует и 64-битный порт видеокодека XviD. Используя этот кодек, мы провели тестирование скорости кодирования видео в 32-битной и 64-битной операционной системе.

Таких же неожиданностей, как в случае с LAME здесь нет. 64-битная версия кодека работает явно быстрее 32-битной. Однако при этом получить выигрыш от использования процессоров с двухъядерной архитектурой при кодировании XviD, к сожалению, не даёт. Таким образом, в выбранной ценовой категории, самую высокую скорость при сжатии видео кодеком XviD обеспечивает процессор Athlon 64 3800+.

Рассмотрим теперь производительность тестируемых процессоров в кодеках, не имеющих 64-битных клонов.

Двухъядерная архитектура процессора Athlon 64 X2 3800+, вместе с поддержкой им набора инструкций SSE3, к сожалению, не позволяет этому CPU продемонстрировать высший результат. Лидером здесь оказывается Pentium D 830. Заметим, что в этом кодеке двухъядерный процессор AMD работает немного медленнее одноядерного CPU той же ценовой категории, в то время как с процессорами Intel всё происходит наоборот: одноядерный Pentium 4 650 проигрывает Pentium D 830.

Результаты при кодировании кодеком DivX вполне предсказуемы. Архитектура NetBurst здесь эффективнее, чем K8. Кроме того, несмотря на поддержку этим кодеком многопоточности, более высокая частота одноядерных процессоров оказывается важнее дополнительного ядра, которым располагают CPU семейств Athlon 64 X2 и Pentium D. Также, хочется отметить весьма любопытный факт, что в 64-битной операционной системе Microsoft Windows XP Professional x64 Edition 32-битный кодек DivX работает слегка быстрее, чем в родной для него 32-битной среде. Размер этого преимущества составляет порядка 3-5%.

Во время предыдущих тестирований двухъядерных процессоров мы уже отмечали, что Windows Media Encoder является отличным примером приложения, эффективно задействующих два ядра. Так, преимущество Athlon 64 X2 3800+ над Athlon 64 3800+ составляет тут более 30%, несмотря на то, что двухъядерный процессор имеет на 17% более низкую тактовую частоту. В целом же Athlon 64 X2 3800+ удаётся слегка обойти в этом тесте даже Pentium D 830, несмотря на то, что архитектура NetBurst весьма неплохо показывает себя при кодировании медиа данных.

Вычислительные задачи

Популярный бенчмарк SuperPi многопоточность не поддерживает. Поэтому в нём процессоры с двумя ядрами уступают одноядерным CPU.

Тест ScienceMark 2.0 весьма интересен. Во-первых, он поддерживает все современные наборы инструкций и многопоточность, а во-вторых, существует и в версии для Microsoft Windows XP Professional x64 Edition. Причём, использование 64-битного кода для математического моделирования физических процессов, выполняемого в рамках этого бенчмарка, позволяет получить довольно-таки весомый рост производительности, который в подтесте Molecular Dynamics превышает даже 100%.

Процессоры AMD в этом тесте, задействующем вычислительные ресурсы CPU по полной программе, показывают более высокие результаты, нежели конкурирующие продукты от Intel. При этом новый двухъядерный CPU Athlon 64 X2 3800+ в обоих подтестах опережает одноядерного собрата Athlon 64 3800+, автоматически становясь лидером.

Профессиональные приложения

В Adobe Photoshop CS2, поддерживающем многопоточность, Athlon 64 X2 3800+ оказывается быстрее всех остальных процессоров той же ценовой категории, включая и двухъядерный Pentium D 830.

Выигрывает у конкурентов Athlon 64 X2 3800+ и в 3ds max во время измерения производительности при финальном рендеринге. Следует заметить, что подобные задачи хорошо распараллеливаются, и благодаря этому Athlon 64 X2 3800+ обгоняет одноядерный Athlon 64 3800+ на 49%, то есть даже сильнее, чем при кодировании в Windows Media Encoder 9.

А вот работа в 3ds max в Viewports быстрее осуществляется всё-таки при применении одноядерных CPU.

Кстати, заметим сильное падение производительности в данном тесте при использовании 64-битной версии операционной системы. Создаётся впечатление, что проблема заключается в не до конца оптимизированных драйверах.

Photoshop и 3ds max – это 32-приложения. К сожалению, производители не предлагают (пока?) версии этих программ, скомпилированные специально для Microsoft Windows XP Professional x64 Edition. Однако, к счастью, один из профессиональных пакетов 3D графики уже доступен в версии для x86-64. Это – CINEMA 4D от MAXON. Естественно, мы не смогли обойти стороной это приложение и измерили производительность в нём при помощи специального теста CINEBENCH 2003.

Как и в 3ds max, двухъядерный процессор демонстрирует наивысшую производительность при финальном рендеринге и в CINEMA 4D. При этом следует заметить, что скорость финального рендеринга в 64-битных режимах возрастает ещё сильнее, так что в задачах подобного типа сам бог велел использовать двухъядерные 64-битные CPU.

При работе в OpenGL мы можем наблюдать тот же эффект, который наблюдался и в 3ds max, только в данном случае он проявляется на нативном 64-битном приложении. Использование Microsoft Windows XP Professional x64 Edition и приложения, использующего процессорный Long Mode, приводит к некоторому падению производительности. Списать этот эффект, видимо, вновь придётся на драйвера. Что же касается производительности рассматриваемого процессора, то в тестах, использующих OpenGL, вновь лучше себя показывают одноядерные CPU.

Разгон

Поскольку новый процессор Athlon 64 X2 3800+ стал младшей моделью в линейке двухъядерных CPU от AMD, именно он в первую очередь будет интересовать оверклокеров. Для тестирования разгонных возможностей этого процессора мы собрали систему из тех же комплектующих, что и использовались во время измерения производительности, то есть на основе отлично зарекомендовавшей себя материнской платы DFI NF4 Ultra-D. В качестве устройства охлаждения CPU нами был использован воздушный кулер Thermaltake CL-P0200.

Штатный коэффициент умножения процессора Athlon 64 X2 3800+ - 10x, изменять его можно лишь в сторону уменьшения (благодаря поддержке технологии Cool’n’Quiet). Соответственно, разгонять процессор приходится увеличением частоты тактового генератора. Чтобы при оверклокинге не "упереться" в предельные режимы других комплектующих, во время наших испытаний частоты шин PCI Express и PCI фиксировались на штатных значениях, а коэффициент для шины HyperTransport уменьшался до 4x. Для частоты памяти также устанавливался уменьшающий делитель, гарантирующий полную работоспособность модулей DIMM при увеличении частоты тактового генератора.

В процессе наших экспериментов мы установили максимальную частоту тактового генератора, при которой процессор сохраняет стабильность. Она составила 240 МГц. Для покорения этого предела нам даже пришлось несколько увеличить напряжение питания процессорного ядра – до 1.45В. Достигнутая частота процессора при этом составила 2.4 ГГц.

Таким образом, в процессе экспериментов по разгону нам удалось поднять частоту Athlon 64 X2 3800+ на базе ядра Manchester на 20%. Надо отметить, что это не так уж и много, на такой же частоте работают двухъядерные процессоры Athlon 64 X2 4800+ и Athlon 64 X2 4600+. Причём, последний основывается как раз на ядре Manchester. То есть, нам удалось разогнать Athlon 64 X2 3800+ только лишь до уровня Athlon 64 X2 4600+. Видимо, для производства младшей модели в своей двухъядерной линейке AMD использует не самые лучшие ядра. Например, при испытаниях Athlon 64 X2 4800+, правда, на ядре Toledo, нам удалось добиваться работы процессора на частоте в 2.7 ГГц.

Впрочем, чем богаты, тем и рады. Чтобы понять, насколько быстр разогнанный Athlon 64 X2 3800+ по сравнению со старшими процессорами от AMD, мы провели несколько тестов, в которых сравнили нашего "подопытного кролика" с Athlon 64 FX-57 и Athlon 64 X2 4800+. Для чистоты эксперимента память во всех тестах работала на частоте 200 МГц с минимальными таймингами 2-2-2-10.

Как видим, разогнанный до 2.4 ГГц Athlon 64 3800+ ни в одном из проведённых тестов лидирующей позиции не занимает. Однако его производительность при этом всё равно находится на очень хорошем уровне. Например, в приложениях, поддерживающих многопоточность, он может обгонять Athlon 64 FX-57. Отставание же от Athlon 64 X2 4800+, оснащённого кеш-памятью второго уровня объёмом по 1 Мбайту на каждое из ядер, составляет в среднем лишь 1-2%.

Впрочем, при этом встречаются и приложения, весьма критичные к объёму кеш-памяти. В них уровень отставания разогнанного Athlon 64 X2 3800+ от Athlon 64 X2 4800+ может доходить и до 10%. Хотя, конечно, это вряд ли может расстроить владельцев Athlon 64 X2 3800+, который стоит втрое дешевле, чем Athlon 64 X2 4800+ и Athlon 64 FX-57.

Выводы

С выпуском процессора Athlon 64 X2 3800+ компания AMD понизила ценовую планку для систем, основанных на двухъядерных CPU. Теперь платформы среднего уровня могут оснащаться процессорами с двумя ядрами не только от Intel, но и от AMD. Таким образом, выход Athlon 64 X2 3800+ внёс некоторую симметрию: в предложениях обоих компаний теперь есть не только экстремально дорогие двухъядерные CPU, но и аналогичные процессоры среднего уровня.

Мы не будем повторяться, рассказывая о том, в каких приложениях выгодно использование двухъядерных архитектур. Скажем лишь то, что в среднем, по результатам наших тестов, Athlon 64 X2 3800+ показал себя более быстрым процессором, чем двухъядерный конкурент от Intel, Pentium D 830. Таким образом, у этой новинки от AMD есть очень неплохие рыночные перспективы. Особенно, если принять во внимание совместимость двухъядерных процессоров от AMD с существующей инфраструктурой, относительно низкое тепловыделение, поддержку технологии Cool’n’Quiet и возможность перехода на 64-битные операционные системы и соответствующие приложения.

В качестве "ложки дёгтя" для Athlon 64 X2 3800+ следует разве только заметить, что этот процессор почему-то не смог нас поразить чудесами оверклокинга, разогнавшись всего лишь до 2.4 ГГц. Впрочем, даже в таком режиме его производительность такова, что он уступает старшим процессорам в семействах Athlon 64 X2 и Athlon 64 FX не столь значительно.

На момент своего выхода в 2009 году к виду процессоров среднего класса принадлежал AMD Athlon II X2 250. Характеристики данного полупроводникового продукта это лишний раз подтверждали. С тех пор прошло уже достаточно много времени, и этот чип уже относится к продуктам начального уровня. Спецификации, возможности и актуальность данного решения далее будут рассмотрены в нашем обзоре.

Сегмент процессорного рынка, на который ориентирован этот полупроводниковый чип

На момент начала продаж к процессорным решениям среднего класса относился AMD Athlon II X2 250. Характеристики ЦПУ 2009 года распределяли их следующим образом по классам:

1. Решения для офисных ПК включали всего 1 вычислительный модуль, имели кеш-память 2-го уровня в минимальном объеме и наиболее низкие тактовые частоты.
2. Системные блоки среднего класса оснащались в обязательном порядке 2-ядерными ЦПУ, имели более высокие тактовые частоты. Структура же кеш-памяти в этом случае не претерпевала существенных изменений и была 2-уровневой. Но размер кеша в этом случае был увеличен. Как результат, в этом случае получался более высокий уровень быстродействия, но и стоили такие вычислительные системы значительно дороже. Именно к этому сегменту компьютерного рынка и относился герой данного материала.
3. Процессорные решения для наиболее производительных ЭВМ комплектовались уже четырьмя вычислительными модулями. Также некоторые из них имели 3-уровневый кеш. А вот была снижена, но указанные ранее особенности в конечном итоге обеспечивали максимально возможный на тот момент уровень производительности.
4. Сейчас же это распределение кардинально изменилось. ПК начального уровня комплектуются чипами с двумя вычислительными блоками, а вот одноядерные ЦПУ уже сошли с исторической арены. Поэтому на сегодняшний день Athlon II X2 плавно перешел в сегмент процессорных устройств начального уровня. ПК среднего класса должны базироваться на ЦПУ с 4 вычислительными кластерами, а премиум-сегмент — на 8.

Комплектация ЦПУ

Как большинство существующих на сегодняшний день процессорных устройств, данный чип поставлялся в двух вариантах: упрощенный TRAY и более расширенный BOX. В первом случае, кроме ЦПУ, в комплект поставки также входило руководство по монтажу и настройке, гарантийный талон и наклейка с логотипом модели процессора для системного блока. Этот вариант комплектации в первую очередь предназначался для крупных компаний, которые специализировались на сборке системных блоков персональных компьютеров. Как правило, они покупали оптом специализированные системы охлаждения ЦПУ, что позволяло в конечном итоге повысить надежность таких ЭВМ. Второй же вариант комплектации поставлялся в коробке черно-зеленого цвета и был дополнен штатной системой охлаждения и термопастой.

Процессорный разъем для установки данной модели ЦПУ

Процессор AMD Athlon II X2 250 изначально был ориентирован на установку в Количество контактов в этом процессорном разъеме было равно 941 на стороне системной платы и 938 на контактной площадке ЦПУ. Ключевое отличие данного сокета от своих предшественников в лице АМ2 и АМ2+ заключалось в том, что в этом случае в качестве ОЗУ можно было использовать лишь только планки DDR3, а более ранние вычислительные платформы АМД работали только со стандартом DDR2. Но, в свою очередь, гибридный контроллер ОЗУ данного процессорного устройства позволял ему без проблем работать как с первым типом памяти, так и со вторым. Поэтому данный чип можно было установить не только в материнские платы АМ3, но и АМ2+ или АМ3+. Единственное, что необходимо было сделать в случае использования системной платы на базе АМ2+ - это обновить БИОС и получить за счет этого поддержку новых моделей центральных процессоров.

Технология производства кремниевого кристалла

По наиболее свежему и самому передовому технологическому процессу изготавливался кремниевый кристалл AMD Athlon II X2 250. Характеристики его указывали на то, что он соответствовал нормам техпроцесса в 45 нм. Конечно, на фоне нынешних 14 нм это число выглядит по меньшей мере не особо впечатляюще, но на тот момент лучшего еще не было. Технология, по которой происходило напыление p-n переходов, называлась SOI (от английского словосочетания Silicon On Insulator, или, по-нашему, кремний на диэлектрике). По этой же самой методике изготавливались и предыдущие поколения полупроводниковых чипов данного производителя. Как результат, с позиции надежности не было существенных проблем и замечаний с AMD Athlon II X2 250. Processor данной модели в этом плане получил все только самое наилучшее, что было до этого наработано. Площадь кремниевого кристалла в данном случае была равна всего лишь 117,5 мм 2 .

Система кеш-памяти данного ЦПУ и ее особенности

Как было отмечено ранее, все ЦПУ среднего класса в 2009 году в обязательном порядке комплектовались 2-уровневым кешем. Не стал исключением в этом плане и AMD Athlon II X2 250. Технические характеристики его указывают на то, что на первом уровне находилось в общей сложности 256 Кб. Они были разделены на 2 равные части по 128кб, которые были привязаны к определенному процессорному ядру и могли взаимодействовать лишь только с ним. Каждая из этих половинок в 128 Кб была тоже поделена на 2 части. Половина из них (то есть 64 Кб) использовалась для хранения данных, а половина — для инструкций обрабатываемого программного кода. Схожим образом была также организована и кеш-память на 2 уровне. Ее общий объем составлял 2 Мб, которые были разделены пополам между вычислительными ресурсами центрального процессора. То есть каждое ядро на втором уровне могло использовать для своих нужд 1 Мб. Дальнейшего разделения на хранение инструкций и данных в этом случае не было предусмотрено.

Оперативная память и ее особенности

Как было отмечено ранее, процессор AMD Athlon II X2 250был укомплектован унифицированным контроллером оперативной памяти. Он мог успешно функционировать как с модулями ОЗУ DDR2 (доминирующий стандарт оперативной памяти на момент начала продаж ЦПУ), так и с DDR3 (обновленная модификация памяти, которая на тот момент лишь только начинала появляться на прилавках магазинов). Согласно спецификациям, 1066 МГц - максимальное значение частоты оперативной памяти для AMD Athlon TM II X2 250. Processor данной модели может работать и с менее скоростными модулями, и при этом частота ОЗУ будет автоматически снизиться и уровень производительности вычислительной системы будет ниже. Также можно установить и более скоростные планки. Но их частота функционирования ограничится 1066 МГц.

Неплохо даже на фоне нынешних процессорных устройств выглядят тепловые и температурные параметры AMD Athlon TM II X2 250. Характеристики его в этом плане были такие: тепловой пакет у этого кремниевого продукта равен 65 Вт, а максимально допустимая температура — 74 0 С. Такое приемлемое значение теплового пакета было достигнуто путем существенной переработки архитектуры полупроводникового кристалла данного ЦПУ, а также за счет использования передового на тот момент технологического процесса. Последний фактор также существенно снизил и диапазон рабочих температур, который в этом случае находился в диапазоне 35-57 0 С. Даже после разгона при выполнении наиболее сложного программного кода максимальное значение температуры чипа не превышало 65 0 С. Эти значения справедливы для того, когда для охлаждения центрального процессора использовался комплектный кулер. Если же заменить его на улучшенную систему активного теплоотвода стороннего производства, то указанные ранее значения уменьшатся на 5-10 0 С.

Тактовая частота центрального процессора

Штатная тактовая частота для AMD Athlon II X2 250 — 3,00 GHz. Это значение несложно получить из спецификаций данного полупроводникового решения. Множитель у него зафиксирован и равен 15. А вот частота в штатном режиме имеет значение 200МГц. Если умножим 15 на 200 МГц, получим 3 000 МГц, или 3,0 ГГц. Технологии динамического регулирования частоты ЦПУ в зависимости от степени его нагрева, оптимизации софта под одно- или двухпоточное исполнение и уровня сложности программного кода в этом случае нет. Поэтому этот центральный процессор работает лишь только на одном значении частоты, которое равно 3,0 ГГц.

Архитектурные особенности кремниевого кристалла

На языке компьютерных профессионалов данный чип называется DUALCORE. AMD Athlon II X2 250, как несложно догадаться из его названия, включает лишь только 2 ядра для проведения вычислений. Технологии типа НТ от «Интел», которая бы позволяла на уровне программного обеспечения получить удвоенное количество логических потоков обработки кода, по сей день нет в процессорах АМД. Поэтому операционная система в данном случае будет видеть лишь только то, что есть на физическом уровне, то есть всего 2 потока. Кодовое название данных ядер — REGOR. Этот чип может функционировать как в режиме 32-битных вычислений, так и в 64-х.

Разгон

Как было отмечено ранее, множитель тактовой частоты зафиксирован в AMD Athlon II X2 250. Разгон его поэтому возможен лишь только путем повышения значения частоты шины системной платы. В штатном режиме этот параметр равен 200 МГц. В сочетании со штатным кулером это значение можно повысить до 235-237 МГц и получить в итоге частоты функционирования ЦПУ 3525-3555 МГц. В процентном отношении получаем прирост 17,5-18,5%. С учетом того, что среднего класса, и он не рассчитан на разгон, это уже отличные показатели. Но можно улучшить полученные значения. Для этого нужно вместо штатного кулера приобрести системы охлаждения сторонних производителей. В этом случае повысить частоту системной шины можно уже до 247-250 МГц. Сам же чип будет уже работать на частотах 3705-3750 МГц. В процентах данный прирост уже будет равен 23,5-25%. Методика разгона центрального процессора в этом случае следующая:

Системный блок ПК должен быть особым образом укомплектован. Это и улучшенная модификация системной платы, и максимально скоростная ОЗУ, и более мощный блок питания, и качественный корпус с хорошей циркуляцией воздуха.

Все программное обеспечение перед разгоном должно быть обновлено, что необходимо для стабильной работы AMD Athlon II X2 250. Драйвера и прикладной софт, который осуществляет мониторинг компьютерной системы, в первую очередь.

В дальнейшем в БИОСе опускаем частоты всех компонентов персонального компьютера, кроме системной шины, которое начинаем постепенно увеличивать. После каждой такой манипуляции проводим стресс — тест ПК с помощью специальных программ на предмет стабильности работы. Как только достигнуто максимально возможное значение частоты, увеличиваем напряжение на ЦПУ. Затем заново приращиваем частоту. Максимально допустимое значение напряжения для этого процессора — 1,425В. Именно около этого значения и нужно прекращать увеличение частоты. И это есть максимально возможное значение данного параметра.



Стоимость чипа

Изначально производителем AMD Athlon TM II X2 250 был оценен в 90 долларов. И на тот момент такая цена этого полупроводникового кристалла целиком и полностью соответствовала его возможностям. Но сейчас уже на дворе 2016 год, и такой ЦПУ в новом состоянии все еще можно купить со складских запасов по очень скромной цене в 25 долларов (около 1500 рублей). А можно и приобрести бывший в употреблении чип за 800-900 рублей. Если рассматривать этот процессор как базу для недорого офисного системного блока, то это может быть достойным выбором, который сочетает в себе очень демократическую стоимость цены и приемлемую производительность.

Athlon 64 x2 модели 5200+ позиционировался производителем как двухъядерное решение среднего уровня на базе АМ2. Именно на его примере и будет изложен порядок разгона данного семейства устройств. Запас прочности у него достаточно неплохой, и при наличии соответствующих комплектующих можно было получить вместо него чипы с индексами 6000+ или 6400+.

Смысл разгона ЦПУ

Процессор AMD Athlon 64 x2 модели 5200+ можно легко превратить в 6400+. Для этого достаточно только повысить его тактовую частоту (в этом и заключается смысл разгона). Как результат - конечная производительность системы вырастет. Но при этом увеличится и энергопотребление компьютера. Поэтому не все так просто. Большинство компонентов компьютерной системы должно иметь запас по надежности. Соответственно, материнская плата, модули памяти, блок питания и корпус должны быть более высокого качества, это значит, что и стоимость у них будет выше. Также система охлаждений ЦПУ и термопаста должны быть специально подобраны именно для процедуры разгона. А вот со штатной системой охлаждения не рекомендуется экспериментировать. Она рассчитана на стандартный тепловой пакет процессора и с увеличенной нагрузкой не справится.

Позиционирование

Характеристики процессора AMD Athlon 64 x2 явно указывают на то, что он относился к среднему сегменту двухъядерных чипов. Были и менее производительные решения - 3800+ и 4000+. Это начальный уровень. Ну а выше в иерархии находились ЦПУ с индексами 6000+ и 6400+. Первые две модели процессоров теоретически можно было разогнать и получить из них 5200+. Ну а сам 5200+ можно было модифицировать до 3200 МГц, и за счет этого получить вариацию уже 6000+ или даже 6400+. Причем технические параметры у них были практически идентичными. Единственное что могло изменяться, так это количество кэша второго уровня и технологический процесс. Как результат уровень их производительности после разгона практически не отличался. Вот и получалось, что при меньшей стоимости конечный владелец получал более производительную систему.

Технические характеристики чипа

Характеристики процессора AMD Athlon 64 x2 могут существенно отличаться. Ведь было выпущено три его модификации. Первая из них носила кодовое название Windsor F2. Работала она на тактовой частоте в 2,6 ГГц, имела 128 кбайт кэша первого уровня и, соответственно, 2 Мб второго уровня. Изготавливался этот полупроводниковый кристалл по нормам 90 нм технологического процесса, а тепловой его пакет был равен 89 Вт. При этом максимальная температура его могла достигать 70 градусов. Ну и напряжение, подаваемое на ЦПУ, могло быть равно 1,3 В или 1,35 В.

Чуть позже появился в продаже чип с кодовым названием Windsor F3. В этой модификации процессора изменилось напряжение (в этом случае оно понизилось до 1,2 В и 1,25 В соответственно), увеличилась максимальная рабочая температура до 72 градусов и уменьшился тепловой пакет до 65 Вт. В довершение к этому изменился и сам технологический процесс - с 90 нм до 65 нм.

Последний, третий вариант процессора носил кодовое название Brisbane G2. В этом случае частота была поднята на 100 МГц и составляла уже 2,7 ГГц. Напряжение могло быть равным 1,325 В, 1,35 В или 1,375 В. Максимальная рабочая температура снижалась до 68 градусов, а тепловой пакет, как и в предыдущем случае, был равен 65 Вт. Ну и сам чип изготавливался по более прогрессивному 65 нм технологическому процессу.

Сокет

Процессор AMD Athlon 64 x2 модели 5200+ устанавливался в сокет АМ2. Второе его название - сокет 940. Электрически и в отношении программного обеспечения он совместим с решениями на базе АМ2+. Соответственно, приобрести для него материнскую плату пока еще возможно. Но вот сам ЦПУ уже купить достаточно сложно. Это неудивительно: процессор появился в продаже в 2007 году. С тех пор успело уже поменяться три поколения устройств.

Подбор материнской платы

Достаточно большой набор материнских плат на базе сокета АМ2 и АМ2+ поддерживал процессор AMD Athlon 64 x2 5200. Характеристики у них были самые разнообразные. Но вот чтобы по максимуму стал возможен разгон этого полупроводникового чипа, рекомендуется обращать внимание на решения на базе чипсета 790FX или 790Х. Стоили подобные материнские платы дороже среднего. Это логично, так как возможности для разгона у них были значительно лучше. Также плата должна быть изготовлена в форм-факторе АТХ. Можно, конечно, попытаться разогнать данный чип и на решениях мини-АТХ, но плотная компоновка радиодеталей на них может привести к нежелательным последствиям: перегреву материнской платы и центрального процессора и выходу их из строя. В качестве конкретных примеров можно привести PC-AM2RD790FX от Sapphire или 790XT-G45 от MSI. Также достойной альтернативой приведенным ранее решениям может стать M2N32-SLI Deluxe от Asus на базе чипсета nForce590SLI, разработанного NVIDIA.

Система охлаждения

Разгон процессора AMD Athlon 64 x2 невозможен без качественной системы охлаждения. Тот кулер, который идет в коробочной версии данного чипа, не подходит для этих целей. Он рассчитан на фиксированную тепловую нагрузку. При увеличении производительности ЦПУ его тепловой пакет возрастает, и штатная система охлаждения уже не будет справляться. Поэтому нужно покупать более продвинутую, с улучшенными техническими характеристиками. Можно порекомендовать для этих целей использовать кулер CNPS9700LED от Zalman. При наличии его данный процессор можно смело разгонять до 3100-3200 МГц. При этом особых проблем с перегревом ЦПУ точно не будет.

Термопаста

Еще один важный компонент, который нужно учитывать перед тем, AMD Athlon 64 x2 5200 +, это термопаста. Ведь чип будет функционировать не в режиме штатной нагрузки, а в состоянии увеличенной производительности. Соответственно, к качеству термопасты выдвигаются более жесткие требования. Она должна обеспечивать улучшенный теплоотвод. Для этих целей рекомендуется заменить штатную термопасту на КПТ-8, которая отлично подойдет для условий разгона.

Корпус

Процессор AMD Athlon 64 x2 5200 будет работать с увеличенной температурой в процессе разгона. В некоторых случаях она может подниматься до 55-60 градусов. Чтобы компенсировать эту увеличенную температуру, одной качественной замены термопасты и системы охлаждения будет недостаточно. Также нужен корпус, в котором воздушные потоки могли бы хорошо циркулировать, а за счет этого обеспечивалось бы дополнительное охлаждение. То есть внутри системного блока должно быть как можно больше свободного пространства, и это бы позволило за счет конвекции обеспечить охлаждение компонентов компьютера. Еще лучше будет, если в нем будут установлены дополнительные вентиляторы.

Процесс разгона

Теперь разберемся с тем, как разогнать процессор AMD ATHLON 64 x2. Выясним это на примере модели 5200+. Алгоритм разгона ЦПУ в это случае будет таким.

1. При включении ПК нажимаем клавишу Delete. После этого откроется синий экран БИОСа.
2. Затем находим раздел, связанный с работой оперативной памяти, и снижаем частоту ее работы до минимума. Например, задано значение для ДДР1 333 MHz, а мы опускаем частоту до 200 MHz.
3. Далее сохраняем внесенные изменения и загружаем операционную систему. Потом с помощью игрушки или тестовой программы (например, CPU-Z и Prime95) проверяем работоспособность ПК.
4. Опять перезагружаем ПК и заходим в БИОС. Здесь теперь находим пункт, связанный с работой шины PCI, и фиксируем ее частоту. В этом же месте необходимо зафиксировать данный показатель для графической шины. В первом случае значение должно быть установлено в 33 MHz.
5. Сохраняем параметры и перезагружаем ПК. Заново проверяем его работоспособность.
6. На следующем этапе выполняется перезагрузка системы. Заново входим в БИОС. Здесь находим параметр, связанный с шиной HyperTransport, и устанавливаем частоту работы системной шины в 400 МГц. Сохраняем значения и перезагружаем ПК. После окончания загрузки ОС тестируем стабильность работы системы.
7. Потом перезагружаем ПК и входим заново в БИОС. Здесь необходимо теперь перейти в раздел параметров процессора и увеличить частоту системной шины на 10 МГц. Сохраняем изменения и перезагружаем компьютер. Проверяем стабильность системы. Затем, постепенно повышая частоту процессора, доходим до того момента, когда он перестает стабильно работать. Далее возвращаемся к предыдущему значению и опять тестируем систему.
8. Затем можно попытаться дополнительно разогнать чип с помощью его множителя, который должен быть в этом же разделе. При этом после каждого внесения изменений в БИОС сохраняем параметры и проверяем работоспособность системы.

Если в процессе разгона ПК начинает зависать и вернуться к предыдущим значениям невозможно, то необходимо сбросить настройки БИОСа на заводские. Для этого достаточно найти в нижней части материнской платы, рядом с батарейкой, джампер с надписью Clear CMOS и переставить его на 3 секунды с 1 и 2 контакта на 2 и 3 контакты.

Проверка стабильности системы

Не только максимальная температура процессора AMD Athlon 64 x2 может привести к нестабильной работе компьютерной системы. Причина может быть вызвана рядом дополнительных факторов. Поэтому в процессе разгона рекомендуется проводить комплексную проверку надежности работы ПК. Лучше всего для решения этой задачи подходит программа Everest. Именно с ее помощью и можно проверить надежность и стабильность работы компьютера в процессе разгона. Для этого лишь достаточно после каждых внесенных изменений и после окончания загрузки ОС запускать эту утилиту и проверять состояние аппаратных и программных ресурсов системы. Если какое-то значение выходит за допустимые границы, то нужно перезагружать компьютер и возвращаться к предыдущим параметрам, а затем заново все тестировать.

Контроль системы охлаждения

Температура процессора AMD Athlon 64 x2 зависит от работы системы охлаждения. Поэтому по окончании процедуры разгона необходимо проверить стабильность и надежность работы кулера. Для этих целей лучше всего использовать программу SpeedFAN. Она и бесплатная, и уровень ее функциональности достаточный. Скачать ее из Интернета и установить на ПК не составит особого труда. Далее ее запускаем и периодически, в течение 15-25 минут, контролируем количество оборотов кулера процессора. Если это число стабильно и не уменьшается, то все в порядке с системой охлаждения ЦПУ.

Температура чипа

Рабочая температура процессора AMD Athlon 64 x2 в штатном режиме должна изменяться в диапазоне от 35 до 50 градусов. В процессе разгона этот диапазон будет уменьшаться в сторону последнего значения. На определенном этапе температура ЦПУ может даже превысить 50 градусов, и в этом ничего страшного нет. Максимально допустимое значение - 60 ˚С, приблизившись к которому, рекомендуется прекратить какие-либо эксперименты с разгоном. Более высокое значение температуры может негативно сказаться на полупроводниковом кристалле процессора и вывести его из строя. Для проведения замеров в процессе операции рекомендуется использовать утилиту CPU-Z. Причем регистрацию температуры необходимо осуществлять после каждого внесенного изменения в БИОС. Также нужно выдержать интервал в 15-25 минут, в течении которого периодически проверять, как сильно нагрелся чип.