Супер скалярный блок плавающей точки FPT. Сегмент процессорного рынка, на который ориентирован этот полупроводниковый чип

Введение

Начинаем знакомство с двухъядерными процессорами для настольных компьютеров. В этом обзоре вы найдёте всё о процессоре с двумя ядрами от AMD: общую информацию, тестирование производительности, разгон и сведения о энергопотреблении и тепловыделении.

Время двухъядерных процессоров пришло. В самое ближайшее время процессоры, оснащённые двумя вычислительными ядрами, начнут активное проникновение в настольные компьютеры. К концу следующего года большинство новых PC должно быть основано именно на CPU с двумя ядрами.
Столь сильное рвение производителей по внедрению двухъядерных архитектур объясняется тем, что иные методы для наращивания производительности себя уже исчерпали. Рост тактовых частот даётся очень тяжело, а увеличение скорости шины и размера кэш-памяти не приводит к ощутимому результату.
В то же время совершенствование 90 нм технологического процесса дошло да той точки, когда производство гигантских кристаллов с площадью порядка 200 кв. мм стало рентабельным. Именно этот факт дал возможность производителям CPU начать кампанию по внедрению двухъядерных архитектур.

Итак, сегодня, 9 мая 2005 года, вслед за компанией Intel, предварительно представляет свои двухъядерные процессоры для настольных систем и компания AMD. Впрочем, как и в случае с двухъядерными процессорами Smithfield (Intel Pentium D и Intel Extreme Edition), речь о начале поставок пока не идёт, они начнутся несколько позднее. В данный момент AMD даёт нам возможность лишь предварительно познакомиться со своими перспективными предложениями.
Линейка двухъядерных процессоров от AMD получила название Athlon 64 X2. Это наименование отражает как тот факт, что новые двухъядерные CPU имеют архитектуру AMD64, так и то, что в них присутствует два вычислительных ядра. Вместе с названием, процессоры с двумя ядрами для настольных систем получили и собственный логотип:


Семейство Athlon 64 X2 на момент его появления на прилавках магазинов будет включать четыре процессора с рейтингами 4200+, 4400+, 4600+ и 4800+. Эти процессоры можно будет приобрести по цене от $500 до $1000 в зависимости от их производительности. То есть, свою линейку Athlon 64 X2 AMD ставит несколько выше обычных Athlon 64.
Однако прежде чем начинать судить о потребительских качествах новых CPU, давайте подробнее познакомимся с особенностями этих процессоров.

Архитектура Athlon 64 X2

Следует отметить, что реализация двухъядерности в процессорах AMD несколько отличается от реализации Intel. Хотя, как и Pentium D и Pentium Extreme Edition, Athlon 64 X2 по сути представляет собой два процессора Athlon 64, объединённых на одном кристалле, двухъядерный процессор от AMD предлагает несколько иной способ взаимодействия ядер между собой.
Дело в том, что подход Intel заключается в простом помещении на один кристалл двух ядер Prescott. При такой организации двухъядерности процессор не имеет никаких специальных механизмов для осуществления взаимодействия между ядрами. То есть, как и в обычных двухпроцессорных системах на базе Xeon, ядра в Smithfield общаются (например, для решения проблем с когерентностью кэшей) посредством системной шины. Соответственно, системная шина разделяется между ядрами процессора и при работе с памятью, что приводит к увеличению задержек при обращении к памяти обоих ядер одновременно.
Инженеры AMD предусмотрели возможность создания многоядерных процессоров ещё на этапе разработки архитектуры AMD64. Благодаря этому, в двухъядерных Athlon 64 X2 некоторые узкие места удалось обойти. Во-первых, дублированы в новых процессорах AMD далеко не все ресурсы. Хотя каждое из ядер Athlon 64 X2 обладает собственным набором исполнительных устройств и выделенной кэш-памятью второго уровня, контроллер памяти и контроллер шины Hyper-Transport на оба ядра общий. Взаимодействие каждого из ядер с разделяемыми ресурсами осуществляется посредством специального Crossbar-переключателя и очереди системных запросов (System Request Queue). На этом же уровне организовано и взаимодействие ядер между собой, благодаря чему вопросы когерентности кэшей решаются без дополнительной нагрузки на системную шину и шину памяти.

Таким образом, единственное узкое место, имеющееся в архитектуре Athlon 64 X2 – это пропускная способность подсистемы памяти 6.4 Гбайт в секунду, которая делится между процессорными ядрами. Впрочем, в будущем году AMD планирует перейти на использование более скоростных типов памяти, в частности двухканальной DDR2-667 SDRAM. Этот шаг должен положительно сказаться на увеличении производительности именно двухъядерных CPU.
Отсутствие поддержки современных типов памяти с высокой пропускной способностью новыми двухъядерными процессорами объясняется тем, что AMD в первую очередь стремилась сохранить совместимость Athlon 64 X2 с существующими платформами. В результате, эти процессоры могут использоваться в тех же самых материнских платах, что и обычные Athlon 64. Поэтому, Athlon 64 X2 имеют Socket 939 корпусировку, двухканальный контроллер памяти с поддержкой DDR400 SDRAM и работают с шиной HyperTransport с частотой до 1 ГГц. Благодаря этому единственное, что требуется для поддержки двухъядерных CPU от AMD современными Socket 939 материнскими платами, – это обновление BIOS. В этой связи отдельно следует отметить, что, к счастью, инженерам AMD удалось вписать в ранее установленные рамки и энергопотребление Athlon 64 X2.

Таким образом, в части совместимости с существующей инфраструктурой двухъядерные процессоры от AMD оказались лучше конкурирующих продуктов Intel. Smithfield совместим лишь с новыми чипсетами i955X и NVIDIA nFroce4 (Intel Edition), а также предъявляет повышенные требования к конвертеру питания материнской платы.
В основе процессоров Athlon 64 X2 использованы ядра с кодовыми именами Toledo и Manchester степпинга E, то есть по своему функционалу (за исключением возможности обработки двух вычислительных потоков одновременно) новые CPU подобны Athlon 64 на базе ядер San Diego и Venice. Так, Athlon 64 X2 поддерживают набор инструкций SSE3, а также имеют усовершенствованный контроллер памяти. Среди особенностей контроллера памяти Athlon 64 X2 следует упомянуть возможность использования разномастных модулей DIMM в различных каналах (вплоть до установки в оба канала памяти модулей разного объёма) и возможность работы с четырьмя двухсторонними модулями DIMM в режиме DDR400.
Процессоры Athlon 64 X2 (Toledo), содержащие два ядра с кэш-памятью второго уровня по 1 Мбайту на каждое ядро, состоят из примерно 233.2 млн. транзисторов и имеет площадь около 199 кв. мм. Таким образом, как того и следовало ожидать, кристалл и сложность двухъядерного процессора оказывается примерно вдвое больше кристалла соответствующего одноядерного CPU.

Линейка Athlon 64 X2

Линейка процессоров Athlon 64 X2 включает в себя четыре модели CPU c рейтингами 4800+, 4600+, 4400+ и 4200+. В их основе могут использоваться ядра с кодовыми именами Toledo и Manchester. Различия между ними заключаются в размере кэш-памяти второго уровня. Процессоры с кодовым именем Toledo, которые обладают рейтингами 4800+ и 4400+, имеют два L2 кэша (на каждое из ядер) объёмом 1 Мбайт. CPU же с кодовым именем Manchester располагают вдвое меньшим объёмом кэш-памяти: два раза по 512 Кбайт.
Частоты двухъядерных процессоров AMD достаточно высоки и равны 2.2 или 2.4 ГГц. То есть, тактовая частота старшей модели двухъядерного процессора AMD соответствует частоте старшего процессора в линейке Athlon 64. Это означает, что даже в приложениях, не поддерживающих многопоточность, Athlon 64 X2 сможет демонстрировать очень хороший уровень производительности.
Что же касается электрических и тепловых характеристик, то, несмотря на достаточно высокие частоты Athlon 64 X2, они мало отличаются от соответствующих характеристик одноядерных CPU. Максимальное тепловыделение новых процессоров с двумя ядрами составляет 110 Вт против 89 Вт у обычных Athlon 64, а ток питания возрос до 80А против 57.4А. Впрочем, если сравнивать электрические характеристики Athlon 64 X2 с спецификациями Athlon 64 FX-55, то рост максимального тепловыделения составит всего лишь 6Вт, а предельный ток и вовсе не изменится. Таким образом, можно говорить о том, что процессоры Athlon 64 X2 предъявляют к конвертеру питания материнских плат примерно такие же требования, как и Athlon 64 FX-55.

Целиком характеристики линейки процессоров Athlon 64 X2 выглядят следующим образом:

Следует отметить, что AMD позиционирует Athlon 64 X2 как совершенно независимую линейку, отвечающую своим целям. Процессоры этого семейства предназначаются той группе продвинутых пользователей, для которой важна возможность использования нескольких ресурсоёмких приложений одновременно, либо применяющих в повседневной работе приложения для создания цифрового контента, большинство из которых эффективно поддерживает многопоточность. То есть, Athlon 64 X2 представляется неким аналогом Athlon 64 FX, но не для игроков, а для энтузиастов, использующих PC для работы.

При этом выпуск Athlon 64 X2 не отменяет существование остальных линеек: Athlon 64 FX, Athlon 64 и Sempron. Все они продолжат мирно сосуществовать на рынке.
Но, отдельно следует отметить тот факт, что линейки Athlon 64 X2 и Athlon 64 имеют унифицированную систему рейтингов. Это значит, что процессоры Athlon 64 с рейтингами выше 4000+ на рынке не появятся. В то же время семейство одноядерных процессоров Athlon 64 FX будет продолжать развиваться, поскольку данные CPU востребованы геймерами.
Цены Athlon 64 X2 таковы, что, судя по ним, эту линейку можно считать дальнейшим развитием обычных Athlon 64. Фактически, так оно и есть. По мере того, как старшие модели Athlon 64 будут переходить в среднюю ценовую категорию, верхние модели в этой линейке будут заменяться на Athlon 64 X2.
Появление процессоров Athlon 64 X2 в продаже ожидается в июне. Рекомендованные AMD розничные цены выглядят следующим образом:

AMD Athlon 64 X2 4800+ - $1001;
AMD Athlon 64 X2 4600+ - $803;
AMD Athlon 64 X2 4400+ - $581;
AMD Athlon 64 X2 4200+ - $537.

Athlon 64 X2 4800+: первое знакомство

Нам удалось получить на тестирование образец процессора AMD Athlon 64 X2 4800+, являющегося старшей моделью в линейке двухъядерных CPU от AMD. Данный процессор по своему внешнему виду оказался очень похож на своих прародителей. Фактически, отличается он от обычных Athlon 64 FX и Athlon 64 для Socket 939 только лишь маркировкой.

Несмотря на то, что Athlon 64 X2 – это типичный Socket 939 процессор, который должен быть совместим с большинством материнских плат с 939-контактным процессорным гнездом, на данный момент его функционирование с многими платами затруднено в виду отсутствия необходимой поддержки со стороны BIOS. Единственной материнской платой, на которой данный CPU смог заработать в двухъядерном режиме в нашей лаборатории, оказалась ASUS A8N SLI Deluxe, для которой существует специальный технологический BIOS с поддержкой Athlon 64 X2. Впрочем, очевидно, что с появлением двухъядерных процессоров AMD в широкой продаже данный недостаток будет ликвидирован.
Следует отметить, что без необходимой поддержки со стороны BIOS, Athlon 64 X2 в любой материнской плате превосходно работает в одноядерном режиме. То есть, без обновлённой прошивки наш Athlon 64 X2 4800+ работал как Athlon 64 4000+.
Популярная утилита CPU-Z пока выдаёт о Athlon 64 X2 неполную информацию, хотя и распознаёт его:

Несмотря на то, что CPU-Z детектирует два ядра, вся отображаемая информация о кеш-памяти относится лишь к одному из ядер CPU.
Предваряя тесты производительности полученного процессора, в первую очередь мы решили исследовать его тепловые и электрические характеристики. Для начала мы сравнили температуру Athlon 64 X2 4800+ с температурой других Socket 939 процессоров. Для этих опытов мы применяли единый воздушный кулер AVC Z7U7414001; прогрев процессоров осуществлялся утилитой S&M 1.6.0, которая оказалась совместима с двухъядерным Athlon 64 X2.

В состоянии покоя температура Athlon 64 X2 оказывается несколько выше температуры процессоров Athlon 64 на ядре Venice. Однако, несмотря на наличие в нём двух ядер, этот CPU не горячее чем одноядерные процессоры, производимые по 130 нм технологическому процессу. Причём, такая же картина наблюдается и при максимальной нагрузке CPU работой. Температура Athlon 64 X2 при 100-процентной загрузке оказывается меньше температуры Athlon 64 и Athlon 64 FX, в которых используются 130 нм ядра. Таким образом, благодаря пониженному напряжению питания и использованию ядра ревизии E инженерам AMD действительно удалось добиться приемлемого тепловыделения своих двухъядерных процессоров.
Исследуя энергопотребление Athlon 64 X2, мы решили сравнить его не только с соответствующей характеристикой одноядерных Socket 939 CPU, но и с энергопотреблением старших процессоров Intel.

Как это ни покажется удивительным, но энергопотребление Athlon 64 X2 4800+ оказывается ниже энергопотребления Athlon 64 FX-55. Объясняется это тем, что в основе Athlon 64 FX-55 лежит старое 130 нм ядро, так что в этом нет ничего странного. Основной же вывод заключается в другом: те материнские платы, которые были совместимы с Athlon 64 FX-55, способны (с точки зрения мощности конвертера питания) поддерживать и новые двухъядерные процессоры AMD. То есть, AMD совершенно права, говоря о том, что вся необходимая для внедрения Athlon 64 X2 инфраструктура уже практически готова.

Естественно, мы не упустили и возможность проверки разгонного потенциала Athlon 64 X2 4800+. К сожалению, технологический BIOS для ASUS A8N-SLI Deluxe, поддерживающий Athlon 64 X2, не позволяет изменять ни напряжение на CPU, ни его множитель. Поэтому, эксперименты по оверклокингу выполнялись на штатном для процессора напряжении путём увеличения частоты тактового генератора.
В процессе экспериментов нам удалось увеличить частоту тактового генератора до 225 МГц, при этом процессор продолжал сохранять способность к стабильному функционированию. То есть, в результате разгона у нас получилось поднять частоту нового двухъядерного CPU от AMD до 2.7 ГГц.

Итак, при оверклокинге Athlon 64 X2 4800+ позволил увеличить свою частоту на 12.5%, что, как нам кажется, для двухъядерного CPU не так уж и плохо. По крайней мере, можно говорить о том, что частотный потенциал ядра Toledo близок к потенциалу других ядер ревизии E: San Diego, Venice и Palermo. Так что достигнутый при разгоне результат даёт нам надежду на появление ещё более скоростных процессоров в семействе Athlon 64 X2 до внедрения следующего технологического процесса.

Как мы тестировали

В рамках этого тестирования мы сравнили производительность двухъядерного процессора Athlon 64 X2 4800+ с быстродействием старших процессоров с одноядерной архитектурой. То есть, в соперниках у Athlon 64 X2 выступили Athlon 64, Athlon 64 FX, Pentium 4 и Pentium 4 Extreme Edition.
К сожалению, сегодня мы не можем представить сравнение нового двухъядерного процессора от AMD с конкурирующим решением от Intel, CPU с кодовым именем Smithfield. Однако в самое ближайшее время наши результаты тестов будут дополнены результатами Pentium D и Pentium Extreme Edition, так что следите за обновлениями.
Пока же в тестировании приняло участие несколько систем, состояли которые из перечисленного ниже набора комплектующих:

Процессоры:

AMD Athlon 64 X2 4800+ (Socket 939, 2.4 ГГц, 2 x 1024KB L2, ревизия ядра E6 - Toledo);
AMD Athlon 64 FX-55 (Socket 939, 2.6 ГГц, 1024KB L2, ревизия ядра CG - Clawhammer);
AMD Athlon 64 4000+ (Socket 939, 2.4 ГГц, 1024KB L2, ревизия ядра CG - Clawhammer);
AMD Athlon 64 3800+ (Socket 939, 2.4 ГГц, 512KB L2, ревизия ядра E3 - Venice);
Intel Pentium 4 Extreme Edition 3.73 ГГц (LGA775, 3.73 ГГц, 2MB L2);
Intel Pentium 4 660 (LGA775, 3.6 ГГц, 2MB L2);
Intel Pentium 4 570 (LGA775, 3.8 ГГц, 1MB L2);

Материнские платы:

ASUS A8N SLI Deluxe (Socket 939, NVIDIA nForce4 SLI);
NVIDIA C19 CRB Demo Board (LGA775, nForce4 SLI (Intel Edition)).

Память:

1024MB DDR400 SDRAM (Corsair CMX512-3200XLPRO, 2 x 512MB, 2-2-2-10);
1024MB DDR2-667 SDRAM (Corsair CM2X512A-5400UL, 2 x 512MB, 4-4-4-12).

Графическая карта: - PowerColor RADEON X800 XT (PCI-E x16).
Дисковая подсистема: - Maxtor MaXLine III 250GB (SATA150).
Операционная система: - Microsoft Windows XP SP2.

Производительность

Офисная работа

Для исследования производительности в офисных приложениях мы воспользовались тестами SYSmark 2004 и Business Winstone 2004.

Тест Business Winstone 2004 моделирует работу пользователя в распространённых приложениях: Microsoft Access 2002, Microsoft Excel 2002, Microsoft FrontPage 2002, Microsoft Outlook 2002, Microsoft PowerPoint 2002, Microsoft Project 2002, Microsoft Word 2002, Norton AntiVirus Professional Edition 2003 и WinZip 8.1. Полученный же результат достаточно закономерен: все эти приложения многопоточность не используют, а потому Athlon 64 X2 оказывается лишь чуть-чуть быстрее своего одноядерного аналога Athlon 64 4000+. Небольшое преимущество же объясняется скорее усовершенствованным контроллером памяти ядра Toledo, нежели наличием второго ядра.
Впрочем, в повседневной офисной работе частенько несколько приложений работает одновременно. Насколько эффективными в этом случае оказываются двухъядерные процессоры AMD, показано ниже.

В данном случае измеряется скорость работы в Microsoft Outlook и Internet Explorer, в то время как в фоновом режиме выполняется копирование файлов. Однако, как показывает приведённая диаграмма, копирование файлов – это не столь сложная задача и выигрыша двухъядерная архитектура тут не даёт.

Этот тест несколько сложнее. Здесь в фоновом режиме выполняется архивация файлов посредством Winzip, в то время как на переднем плане пользователь работает в Excel и Word. И в данном случае мы получаем вполне осязаемый дивиденд от двухъядерности. Athlon 64 X2 4800+, работающий на частоте 2.4 ГГц, обгоняет не только Athlon 64 4000+, но и одноядерный Athlon 64 FX-55 с частотой 2.6 ГГц.

По мере усложнения задач, работающих в фоновом режиме, прелести двухъядерной архитектуры начинают проявляться всё сильнее. В данном случае моделируется работа пользователя в приложениях Microsoft Excel, Microsoft Project, Microsoft Access, Microsoft PowerPoint, Microsoft FrontPage и WinZip, в то время как в фоновом режиме происходит антивирусная проверка. В данном тесте работающие приложения оказываются способными как следует загрузить оба ядра Athlon 64 X2, результат чего не заставляет себя ждать. Двухъядерный процессор поставленные задачи решает в полтора раза быстрее аналогичного одноядерного.

Здесь моделируется работа пользователя, получающего письмо в Outlook 2002, которое содержит набор документов в zip-архиве. Пока полученные файлы сканируются на вирусы при помощи VirusScan 7.0, пользователь просматривает e-mail и вносит пометки в календарь Outlook. Затем пользователь просматривает корпоративный веб-сайт и некоторые документы при помощи Internet Explorer 6.0.
Данная модель работы пользователя предусматривает использование многопоточности, поэтому Athlon 64 X2 4800+ демонстрирует более высокое быстродействие, нежели одноядерные процессоры от AMD и Intel. Заметим, что процессоры Pentium 4 с технологией «виртуальной» многопоточности Hyper-Threading не могут похвастать столь же высокой производительностью, как Athlon 64 X2, в котором находится два настоящих независимых процессорных ядра.

В данном бенчмарке гипотетический пользователь редактирует текст в Word 2002, а также использует Dragon NaturallySpeaking 6 для преобразования аудио-файла в текстовый документ. Готовый документ преобразуется в pdf-формат с использованием Acrobat 5.0.5. Затем, пользуясь сформированным документом, создается презентация в PowerPoint 2002. И в данном случае Athlon 64 X2 вновь оказывается на высоте.

Здесь модель работы такова: пользователь открывает базу данных в Access 2002 и выполняет ряд запросов. Документы архивируются с использованием WinZip 8.1. Результаты запросов экспортируются в Excel 2002, и на их основании строится диаграмма. Хотя в этом случае положительный эффект от двухъядерности также присутствует, процессоры семейства Pentium 4 справляются с такой работой несколько быстрее.
В целом, относительно оправданности использования двухъядерных процессоров в офисных приложениях можно сказать следующее. Сами по себе приложения такого типа редко оптимизированы для создания многопоточной нагрузки. Поэтому, получить выигрыш при работе в одном конкретном приложении на двухъядерном процессоре тяжело. Однако, если модель работы такова, что какие-то из ресурсоёмких задач выполняются в фоне, то процессоры с двумя ядрами могут дать весьма ощутимый прирост в быстродействии.

Создание цифрового контента

В этом разделе мы вновь воспользуемся комплексными тестами SYSmark 2004 и Multimedia Content Creation Winstone 2004.

Бенчмарк моделирует работу в следующих приложениях: Adobe Photoshop 7.0.1, Adobe Premiere 6.50, Macromedia Director MX 9.0, Macromedia Dreamweaver MX 6.1, Microsoft Windows Media Encoder 9 Version 9.00.00.2980, NewTek LightWave 3D 7.5b, Steinberg WaveLab 4.0f. Поскольку большинство приложений, предназначенных для создания и обработки цифрового контента, поддерживают многопоточность, совершенно неудивителен успех Athlon 64 X2 4800+ в данном тесте. Причём, заметим, что преимущество этого двухъядерного CPU проявляется даже тогда, когда параллельная работа в нескольких приложениях не используется.

Когда же несколько приложений работает одновременно, двухъядерные процессоры способны показать ещё более впечатляющие результаты. Например, в этом тесте в пакете 3ds max 5.1 рендерится в bmp файл изображение, и, в это же время, пользователь готовит web-страницы в Dreamweaver MX. Затем пользователь рендерит в векторном графическом формате 3D анимацию.

В этом случае моделируется работа в Premiere 6.5 пользователя, который создает видео-ролик из нескольких других роликов в raw-формате и отдельных звуковых треков. Ожидая окончания операции, пользователь готовит также изображение в Photoshop 7.01, модифицируя имеющуюся картинку и сохраняя ее на диске. После завершения создания видео-ролика, пользователь редактирует его и добавляет специальные эффекты в After Effects 5.5.
И снова мы видим гигантское преимущество двухъядерной архитектуры от AMD как над обычными Athlon 64 и Athlon 64 FX, так и над Pentium 4 с технологией «виртуальной» многоядерности Hyper-Threading.

А вот и ещё одно проявление триумфа двухъядерной архитектуры AMD. Его причины такие же, как и в предыдущем случае. Они кроются в использованной модели работы. Здесь гипотетический пользователь разархивирует контент веб-сайта из архива в zip-формате, одновременно используя Flash MX для открытия экспортированного 3D векторного графического ролика. Затем пользователь модифицирует его путем включения других картинок и оптимизирует для более быстрой анимации. Итоговый ролик со специальными эффектами сжимается с использованием Windows Media Encoder 9 для транслирования через Интернет. Затем создаваемый веб-сайт компонуется в Dreamweaver MX, а параллельно система сканируется на вирусы с использованием VirusScan 7.0.
Таким образом, необходимо признать, что для приложений, работающих с цифровым контентом, двухъядерная архитектура очень выгодна. Практически любые задачи такого типа умеют эффективно загружать оба ядра CPU одновременно, что приводит к сильному увеличению скорости работы системы.

PCMark04, 3DMark 2001 SE, 3DMark05

Отдельно мы решили посмотреть на скорость Athlon 64 X2 в популярных синтетических бенчмарках от FutureMark.

Как мы уже неоднократно отмечали ранее, тест PCMark04 оптимизирован для многопоточных систем. Именно поэтому процессоры Pentium 4 с технологией Hyper-Threading показывали в нём лучшие результаты, нежели CPU семейства Athlon 64. Однако, теперь ситуация сменилась. Два настоящих ядра в Athlon 64 X2 4800+ позволили этому процессору оказаться наверху диаграммы.

Графические тесты семейства 3DMark многопоточность не поддерживают ни в каком виде. Поэтому, результаты Athlon 64 X2 здесь мало отличаются от показателей обычных Athlon 64 с частотой 2.4 ГГц. Небольшое преимущество же над Athlon 64 4000+ объясняется наличием в ядре Toledo усовершенствованного контроллера памяти, а над Athlon 64 3800+ - большим объёмом кеш-памяти.
Впрочем, в составе 3DMark05 есть пара тестов, которые могут задействовать многопоточность. Это – тесты CPU. В этих бенчмарках на центральный процессор возлагается нагрузка по программной эмуляции вершинных шейдеров, а, кроме того, вторым потоком, выполняется обсчёт физики игровой среды.

Результаты вполне закономерны. Если приложение в состоянии задействовать два ядра, то двухъядерные процессоры работают намного быстрее одноядерных.

Игровые приложения

К сожалению, современные игровые приложения многопоточность не поддерживают. Несмотря на то, что технология «виртуальной» многоядерности Hyper-Threading появилась очень давно, разработчики игр не спешат делить вычисления, производимые игровым движком, на несколько потоков. И дело, скорее всего, не в том, что для игр это сделать тяжело. По всей видимости, рост вычислительных возможностей процессора для игр не так уж и важен, поскольку основная нагрузка в задачах этого типа ложится на видеокарту.
Впрочем, появление на рынке двухъядерных CPU даёт некоторую надежду на то, что производители игр станут сильнее нагружать центральный процессор расчётами. Результатом этого может явиться появление нового поколения игр с продвинутым искусственным интеллектом и реалистичной физикой.

Пока же в применении двухъядерных CPU в игровых системах никакого смысла нет. Поэтому, кстати, AMD не собирается прекращать развитие своей линейки процессоров ориентированной специально на геймеров, Athlon 64 FX. Эти процессоры характеризуются более высокими таковыми частотами и наличием единственного вычислительного ядра.

Сжатие информации

К сожалению, WinRAR не поддерживает многопоточность, поэтому результат Athlon 64 X2 4800+ практически не отличается от результата обычного Athlon 64 4000+.

Однако существуют архиваторы, которые могут эффективно задействовать двухъядерность. Например, 7zip. При тестировании в нём результаты Athlon 64 X2 4800+ вполне оправдывают стоимость этого процессора.

Кодирование аудио и видео

Популярный mp3 кодек Lame до недавнего времени многопоточность не поддерживал. Однако вновь появившаяся версия 3.97 alpha 2 этот недостаток исправила. В результате, процессоры Pentium 4 стали кодировать аудио быстрее, чем Athlon 64, а Athlon 64 X2 4800+, хотя и обгоняет своих одноядерных собратьев, всё же несколько отстаёт от старших моделей семейства Pentium 4 и Pentium 4 Extreme Edition.

Хотя кодек Mainconcept может задействовать два вычислительных ядра, скорость Athlon 64 X2 оказывается не на много выше быстродействия, демонстрируемого одноядерными собратьями. Причём, отчасти это преимущество объясняется не только двухъядерной архитектурой, но и поддержкой команд SSE3, а также усовершенствованным контроллером памяти. В результате, Pentium 4 с одним ядром в Mainconcept работают заметно быстрее, чем Athlon 64 X2 4800+.

При кодировании MPEG-4 популярным кодеком DiVX, картина складывается совершенно иная. Athlon 64 X2, благодаря наличию второго ядра, получает хорошую прибавку к скорости, которая позволяет ему обойти даже старшие модели Pentium 4.

Кодек XviD также поддерживает многопоточность, однако добавление второго ядра в этом случае даёт гораздо меньший прирост в скорости, чем в эпизоде с DiVX.

Очевидно, что из кодеков Windows Media Encoder оптимизирован для многоядерных архитектур лучше всего. Например, Athlon 64 X2 4800+ справляется с кодированием с использованием этого кодека в 1.7 раз быстрее, чем одноядерный Athlon 64 4000+, работающий на аналогичной тактовой частоте. В результате, говорить о каком бы то ни было соперничестве одноядерных и двухъядерных процессоров в WME просто бессмысленно.
Как и приложения для обработки цифрового контента, подавляющее большинство кодеков уже давно оптимизировано для Hyper-Threading. В результате, и двухъядерные процессоры, позволяющие выполнять два вычислительных потока одновременно, выполняют кодирование быстрее, чем одноядерные. То есть, использование систем с CPU с двумя ядрами для кодирования аудио и видео контента вполне оправдано.

Редактирование изображений и видео

Популярные продукты Adobe для обработки видео и редактирования изображений хорошо оптимизированы под многопроцессорные системы и Hyper-Threading. Поэтому, в Photoshop, After Effects и Premiere двухъядерный процессор от AMD демонстрирует чрезвычайно высокую производительность, значительно превышающую быстродействие не только Athlon 64 FX-55, но и более быстрых в задачах этого класса процессоров Pentium 4.

Распознавание текста

Достаточно популярная программа для оптического распознавания текстов ABBYY Finereader, хотя и имеет оптимизацию для процессоров с технологией Hyper-Threading, на Athlon 64 X2 работает только лишь одним потоком. Налицо ошибка программистов, которые детектируют возможность распараллеливания вычислений по наименованию процессора.
К сожалению, подобные примеры неправильного программирования встречаются и в наши дни. Будем надеяться, что на сегодня число приложений, подобных ABBYY Finereader, минимально, а в ближайшем будущем их количество сократится до нуля.

Математические вычисления

Как это не покажется странным, но популярные математические пакеты MATLAB и Mathematica в варианте для операционной системы Windows XP многопоточность не поддерживают. Поэтому, в этих задачах Athlon 64 X2 4800+ выступает примерно на одном уровне с Athlon 64 4000+, опережая его лишь за счёт лучше оптимизированного контроллера памяти.

Зато многие задачи математического моделирования позволяют организовать распараллеливание вычислений, которое даёт неплохой прирост производительности в случае использования двухъядерных CPU. Это и подтверждается тестом ScienceMark.

3D-рендеринг

Финальный рендеринг относится к задачам, которые могут легко и эффективно быть распараллелены. Поэтому, совершенно неудивительно, что применение при работе в 3ds max процессора Athlon 64 X2, оснащённого двумя вычислительными ядрами, позволяет получить очень неплохой прирост в быстродействии.

Аналогичная картина наблюдается и в Lightwave. Таким образом, использование двухъядерных процессоров при финальном рендеринге не менее выгодно, чем и в приложениях для обработки изображений и видео.

Общие впечатления

Перед тем, как сформулировать общие выводы по итогам нашего тестирования, пару слов следует сказать и о том, что осталось за кадром. А именно о комфорте использования систем, оснащённых двухъядерными процессорами. Дело в том, что в системе с одним одноядерным процессором, например, Athlon 64, в каждый момент времени может исполняться лишь один вычислительный поток. Это значит, что если в системе работает несколько приложений одновременно, то планировщик OC вынужден с большой частотой переключать процессорные ресурсы между задачами.

За счёт того, что современные процессоры очень быстры, переключение между задачами обычно остаётся незаметным на взгляд пользователя. Однако существуют и приложения, прервать которые для передачи процессорного времени другим задачам в очереди достаточно сложно. В этом случае операционная система начинает подтормаживать, что нередко вызывает раздражение у человека, сидящего за компьютером. Также, нередко можно наблюдать и ситуацию, когда приложение, забрав ресурсы процессора, «зависает», и такое приложение бывает очень тяжело снять с выполнения, поскольку оно не отдаёт процессорные ресурсы даже планировщику операционной системы.

Подобные проблемы возникают в системах, оснащённых двухъядерными процессорами, на порядок реже. Дело в том, процессоры с двумя ядрами способны выполнять одновременно два вычислительных потока, соответственно, для функционирования планировщика появляется в два раза больше свободных ресурсов, которые можно разделять между работающими приложениями. Фактически, для того, чтобы работа в системе с двухъядерным процессором стала некомфортной, необходимо одновременное пересечение двух процессов, пытающихся захватить в безраздельное пользование все ресурсы CPU.

В заключение мы решили провести небольшой эксперимент, показывающий, как влияет на производительность системы с одноядерным и двухъядерным процессором параллельное исполнение большого количества ресурсоёмких приложений. Для этого мы измеряли число fps в Half-Life 2, запуская в фоне несколько копий архиватора WinRAR.

Как видим, при использовании в системе процессора Athlon 64 X2 4800+, производительность в Half-Life 2 остаётся на приемлемом уровне гораздо дольше, нежели в системе с одноядерным, но более высокочастотным процессором Athlon 64 FX-55. Фактически, в системе с одноядерным процессором запуск одного фонового приложения уже приводит к двукратному падению скорости. При дальнейшем увеличении числа задач, работающих в фоне, производительность падает до неприличного уровня.
В системе же с двухъядерным процессором сохранять высокую производительность приложения, работающего на переднем плане, удаётся гораздо дольше. Запуск одной копии WinRAR проходит практически незамеченным, добавление большего числа фоновых приложений, хотя и оказывает влияние на задачу переднего плана, приводит к гораздо меньшему снижению производительности. Следует заметить, что падение скорости в данном случае вызвано не столько нехваткой процессорных ресурсов, сколько разделением ограниченной по пропускной способности шины памяти между работающими приложениями. То есть, если фоновые задачи не будут активно работать с памятью, приложение переднего плана вряд ли сильно будет реагировать на увеличение фоновой нагрузки.

Выводы

Сегодня состоялось наше первое знакомство с двухъядерными процессорами от AMD. Как показали проведённые испытания, идея объединения двух ядер в одном процессоре продемонстрировала свою состоятельность на практике.
Использование двухъядерных процессоров в настольных системах, способно значительно увеличить скорость работы целого ряда приложений, эффективно использующих многопоточность. Ввиду того, что технология виртуальной многопоточности, Hyper-Threading присутствует в процессорах семейства Pentium 4 уже очень продолжительно время, разработчики программного обеспечения к настоящему времени предлагают достаточно большое число программ, способных получить выигрыш от двухъядерной архитектуры CPU. Так, среди приложений, скорость работы которых на двухъядерных процессорах будет увеличена, следует отметить утилиты для кодирования видео и аудио, системы 3D моделирования и рендеринга, программы для редактирования фото и видео, а также профессиональные графические приложения класса САПР.
При этом существует и большое количество программного обеспечения, которое многопоточность не использует или использует её крайне ограниченно. Среди ярких представителей таких программ – офисные приложения, веб-браузеры, почтовые клиенты, медиа-проигрыватели, а также игры. Однако даже при работе в таких приложениях двухъядерная архитектура CPU способна оказать положительное влияние. Например, в тех случаях, когда несколько приложений выполняется одновременно.
Резюмируя вышесказанное, на графике ниже мы просто приводим численное выражение преимущества двухъядерного процессора Athlon 64 X2 4800+ над одноядерным Athlon 64 4000+, работающим на той же частоте 2.4 ГГц.

Как видно по графику, Athlon 64 X2 4800+ оказывается во многих приложениях значительно быстрее старшего CPU в семействе Athlon 64. И, если бы не баснословно высокая стоимость Athlon 64 X2 4800+, превышающая $1000, то этот CPU смело можно было бы назвать весьма выгодным приобретением. Тем более что ни в одном приложении он не отстаёт от своих одноядерных собратьев.
Учитывая же цену Athlon 64 X2, следует признать, что на сегодня эти процессоры наравне с Athlon 64 FX могут являться разве только ещё одним предложением для обеспеченных энтузиастов. Те из них, для кого в первую очередь важна не игровая производительность, а скорость работы в других приложениях, обратят внимание на линейку Athlon 64 X2. Экстремальные же геймеры, очевидно, останутся приверженцами Athlon 64 FX.

Рассмотрение двухъядерных процессоров на нашем сайте на этом не заканчивается. В ближайшие дни ждите второй части эпопеи, в которой речь пойдёт о двухъядерных CPU от Intel.

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

Тип процессора	Архитектура	Год выпуска	Кодовое наименование	Количество транзисторов, млн	Ядро, мм	L1 -кэш, Кбайт	L2-кэш, Кбайт
AMD K5	K5	1996	SSA/5	4.3	271-161	8+16	Внешн.
		1996	Godot	4.3	181	8+16	Внешн.
AMD К6	К6	1997	Nx686 (Model 6)	8.8	162	32+32	Внешн.
		1998	Little Foot	8.8	88	32+32	Внешн.
K6-2		1998-2001	Chompers	9.3	81	64	Внешн.
К6 3		1999	Sharptooth	21.3	118	64	256
Athlon	К7	1999	Argon	22.0	184	128	512
		2000	Pluto	22.0	102	128	512
		2000-2001	Thunderbird	37.0	120	64+64	256
Duron		2000-2001	Spitfire	25.0	100	64(|) + 64(D)	64-128
		2001-2002	Morgan	25.18	106	128	64
		2003	Applebred	37.2	85	128	64
Athlon ХР/МР		2001-2002	Palomino	37.5	130	128	256
		2002	Thoroughbred	37.2	85	128	256
		2003-2004	Barton	54.3	101	64+64	512
Sempron	К7	2004	Thorton	54.3	101	128	256
		2004	Thoroubred	37.2	85	128	256
		2005	Winchester	68.5	84	128	128
Sempron	К7	2005	Palermo	68-75	84	64+64	128-256
		2006	Manila	103	81	128	128-256
Athlon 64	К8	2003-2004	Clawhammer	105.9	193	128	512-1024
		2004	Newcastle	68.5	144	128	512
		2004	Winchester	68.5	84	128	512
		2005	Venice	76	84	128	512
		2005	San Diego	114	115	128	512-1024
		2006	Orleans	129	125	128	512
		2006	Manchester	154	147	128	512
Opteron		2003	Sledgehammer			64+64	1024
		2005	Venus, Troy, Athens			64+64	1024
Athlon 64 x 2	2-ядерные	2005	Manchester	154	147	128 x 2	512 x 2
		2005	Toledo	233	199	128 x 2	512 x 2
		2006	Windsor	243	220	128 x 2	512 x 2
		2006	Brisbane	153.6	183	128 x 2	1024 x 2

Тип процессора	Архитектура	Размер минимальной структуры, мкм	Тактовая частота шины, МГц	Тактовая частота процессора, МГц	Потребляемая мощность, Вт	Интерфейс
AMD K5	K5	0.5-0.35	50-66	75-100	11-15	Socket 5/7
		0.35	60-66	90-115	12-16	Socket 5/7
AMD К6	К6	0.35 CMOS	66	166-300	13-28	Socket 7
		0.25	66	200-300	13-28	Socket 7
K6-2		0.25	66-100	266-550	15-30	Super7(321 p)
К6 3		0.25	100	400-450	18-30	Super7
Athlon	К7	0.25	200	500-700	36-54	Slot A(575 p)
		0.18	200	550-950	31-62	Slot A
		0.18	200	700-1.4 ГГц	38-72	Socket A/Slot A
Duron		0.18	200	600-950	27-41	Socket A (Socket 462)
		0.18	200	900-1.3 ГГц	44-60	S 462
		0.13	266	1.4-1.8	57	S 462
Athlon ХР/МР		0.18	266	1.4-1.7	62-72	Socket 462
		0.13	266	1.4-2.25	49-74	S 462
		0.13	266-400	1.86-2.33	66-77	Socket A
Sempron	К7	0.13	333	1.5-2.0	62	S 754/S 939
		0.13	333	1.5-2.0	62	S462
		0.09	400	1.6	62	S 754
Sempron	К7	0.09	400	1.6-1.8	59-64.0	Socket А/ Socket 754
		0.09	400	1.6-2.0	35-62	AM2
Athlon 64	К8	0.13	400	1.8-2.4	89	S 754
		0.09	400	1.6-2.4	89	S754
		0.09	400	1.8-2.2	67	S 939
		0.09	400	2.0-2.4	16-89	S 754
		0.09	400	2.2	89	S 939
		0.09	400	1.8-2.4	35-62	AM2
		0.09	400	2.0-2.2	67	S 939
Opteron		0.13	800/НТ	1.4-2.4	55-95	S 940
		0.09	1000/НТ	1.6-3.0	55-95	S 940
Athlon 64 x 2	2-ядерные	0.09	667-800	2.0-2.4	69-110	S939
		0.09		2.0-2.4	89-110	S 939
		0.09		2.0-2.6	65-89	AM2
		0.09		2.0-2.8	65-89	AM2

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

Режим	Подрежим	Назначение	Адресуемая память, Гбайт	Операционная система	Примечания
«Преемственности» (Legacy Mode)	Нет	Работа со всеми 16- или 32-бито-выми х86-прило-жениями	4	32-раз-рядная	Используются только 32 разряда в 64-разрядных регистрах. Дополнительные 64-разрядные регистры не задействованы. Перекомпиляция ПО не требуется
«Длинный» (Long Mode)	Полный (64 разряда)	Работа с 64-разрядными приложениями (инструкции х86-64)	Более 4	64-разрядная	Используются 64-разрядные основные и дополнительные регистры. Требуется перекомпиляция старых программ
		Совместимости (Compatibility Mode)	Запуск 32-разрядных программ в 64-разрядной операционной системы	2 в 32-битовой операционной системе. 4 в 64-битовой операционной системе	Используются только 32 разряда е 64-разрядных регистрах. Дополнительные 64-разрядные регистры не задействованы. Перекомпиляция ПО не требуется

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 +).

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.

Первые процессоры архитектуры AMD64 появились еще в апреле этого года. Тогда компания AMD представила серверные модели Opteron серии 200. Их можно было использовать в одно- и двухпроцессорных конфигурациях. К сожалению частоты представленных процессоров (1,4—1,8 ГГц) сначала не очень порадовали пользователей. Однако благодаря своей уникальной архитектуре Opteron показал неплохие результаты. К осени модельный ряд Opteron расширился за счет как новых частот, так и новых серий. Сегодня AMD предлагает уже три серии процессоров для применения в одно- (серия 100), двух- (серия 200) и четырех- или восьмипроцессорных (серия 800) системах. Максимальная частота для процессоров Opteron сейчас составляет 2 ГГц (модели XX6).

Однако «не серверами едиными», и рынок ждал и даже требовал показать что-то действительно новое, массовое, недорогое — для всех. Масса слухов и предположений о частоте, сокете, объеме L2 кэша и даже названии новых настольных процессоров будоражили воображение. И вот в последней трети сентября AMD наконец раскрыла свои планы завоевания рынка.

• AMD Athlon 64 3200+
• AMD Athlon 64 FX-51

Кроме того, объявлено о выпуске процессоров для ноутбуков (класса DTR (DeskTop Replacement), класса замены настольному ПК) с рейтингами 3000+ и 3200+, но поскольку они отличаются от Athlon 64 только отсутствием закрывающей кристалл крышки, то особо про них пока говорить не будем, а просто чуть позже опубликуем статью и про такой процессор. Отметим только, что мобильная технология динамического изменения частоты и напряжения Cool"n"Quiet может быть задействована у всех процессоров архитектуры AMD64, дело только за поддержкой такой функциональности материнской платой. И конечно, пока процессоры Mobile Athlon 64 могут использоваться только в DTR-системах: они потребляют до 89 Ватт — например, версия 3000+ потребляет 81 Вт. Кстати этот показатель у Opteron составляет 85 Вт для младших моделей и 89 Вт для 2,0 ГГц и выше (это же касается и Athlon 64/Athlon 64 FX) — для процессоров архитектуры AMD64 всех линеек потребляемая мощность определяется исключительно частотой.

Итак, попробуем теперь расставить все по своим местам. Для начала советуем прочитать наши прошлые материалы по архитектуре AMD64:

• Тестирование процессоров Athlon 64 и Opteron в реальных приложениях

Поскольку про процессоры Opteron уже сказано и написано достаточно много, опишем новые продукты в виде отличий от них, благо ядра у всех практически одинаковые.

Процессор с названием Athlon 64 использует Socket 754 и имеет одноканальный интегрированный контроллер памяти с поддержкой DDR400 (не регистровой!). Он пришел на смену Athlon XP, который постепенно будет вытесняться с рынка. Несмотря на то что индекс производительности у нового процессора совпадает с максимальным у предшественника (а частота даже меньше), значительные отличия в архитектуре позволяют надеяться, что он будет превосходить Athlon XP 3200+ в скорости.

С Athlon 64 FX все еще проще — на момент анонса он отличался от Opteron только частотой, которая для модели FX-51 составляет 2,2 ГГц. Конечно, формально есть и отличие в поддержке памяти DDR400, однако, как мы увидим в дальнейшем, это не считается:). Этот процессор AMD позиционирует как high-end настольную модель. Хотя если учесть ее полную взаимозаменяемость с Opteron (в однопроцессорных системах), то становится ясно, что «позиционирование» это очень шаткое, и легко может быть проигнорировано особо сообразительными покупателями. :)

Несмотря на то что между контактами в сетке у обоих сокетов одинаковое расстояние в 1,27 мм, Socket 754 не является подмножеством Socket 940, поскольку его контакты расположены в квадрате 29 на 29 мм против 31 на 31 мм у 940-го. Поэтому в отличие от, например, известной пары i865/i875 и i848 производителям придется создавать разный дизайн плат для этих продуктов.

Однако оба сокета используют одинаковую систему крепления охлаждающих устройств.

Основание, на которое собственно и крепится кулер, состоит из двух частей: металлической подложки и пластмассовой рамки, которые располагаются с разных сторон материнской платы и скрепляются двумя винтами. Сам кулер крепится на рамку на две мощные защелки.

Кулеры, которые мы использовали, имели медное основание и приваренные медные ребра. Конструкция аналогична известным моделям Thermaltake Volcano 7+/11+ . Кстати, по обилию знаков этой торговой марки на разных частях боксового кулера можно предположить, что именно эта компания помогала AMD в разработке систем охлаждения новых процессоров. Размеры у разных моделей немного отличались. У боксовой версии от Opteron 240 (без проблем работающей и с более быстрыми процессорами, включая Opteron 146) использовалось основание размером 55x75x5 мм и 46 ребер площадью по 12 см 2 . Вентилятор от Delta размером 70x70x15 мм модели AFB0712HBB имел встроенный термодатчик для регулировки оборотов (максимальное значение — 4300 об/мин). Вариант от Thermaltake имел другие параметры: основание 65x60x4 и 36 ребер по 18 см 2 , вентилятор тот же, но уже без датчика. Кроме цельномедных версий была и одна алюминиевая с медным цилиндром внутри. Кроме того, возможно использование и Zalman CNPS7000-Cu (однако он крепится винтами и поэтому для частых замен не очень удобен).

В принципе, дизайн кулера предполагает, что он немного обдувает и расположенные рядом с процессором модули памяти, однако одна из использованных версий имела ориентацию ребер вдоль длинной стороны сокета и поэтому (по крайней мере, на протестированных платах) непригодна для этой цели.

Что касается шума, то все вентиляторы очень тихие (для Delta паспортный уровень шума составляет 38,5 дБА при максимальных оборотах). Так что с этой точки зрения у новых продуктов AMD все в порядке, несмотря на то что количество транзисторов в ядре у них почти в два раза больше, чем у Athlon XP (105,9 млн. против 54,3).

Приведем сводную таблицу параметров старых и новых процессоров, которые претендуют на место в системном блоке настольного ПК. Opteron тут смотрится, конечно, несколько чужеродно, и приведен, скорее, для наглядного сопоставления с Athlon 64 FX. Однако и цена на модели серии 100 не такая страшная — от $250.

	Athlon XP	Athlon 64	Athlon 64 FX	Opteron	Pentium 4
сокет	Socket A	Socket 754	Socket 940	Socket 940	Socket 478
рейтинг/модель	3200+	3200+	FX-51	146
частота	2,2 ГГц	2,0 ГГц	2,2 ГГц	2,0 ГГц	3,2 ГГц
шина	3,2 ГБ/с	6,4 ГБ/с	6,4 ГБ/с	6,4 ГБ/с	6,4 ГБ/с
память, скорость	6,4 ГБ/с *	3,2 ГБ/с	6,4 ГБ/с	5,3 ГБ/с	6,4 ГБ/с *
L1	I: 64КБ D: 64 КБ	I: 64КБ D: 64 КБ	I: 64КБ D: 64 КБ	I: 64КБ D: 64 КБ	I: 12000 мОп D: 8 КБ
L2	512 КБ	1024 КБ	1024 КБ	1024 КБ	512 КБ

* определяется чипсетом

Несмотря на то что в этой таблице приведены официальные данные, в ней есть неточность — на самом деле процессоры Opteron (мы проверили как модели ранней ревизии — B3, так и последней — C0) прекрасно работают и с памятью DDR400! Дело, оказывается, только в том, что регистровых модулей с такой скоростью в апреле еще не было. Да и валидация памяти для серверных систем — процесс небыстрый. Будем считать, что AMD просто перестраховалась.

Что касается дальнейших планов компании, то тут можно предположить только одно — частоты будут повышаться. Для предыдущей архитектуры (ядро Barton) была достигнута отметка в 2,2 ГГц, а Athlon 64 FX с этого начинает. Так что можно надеяться, что будут и следующие, более быстрые процессоры, но революционная часть на этом завершена. Следующий большой шаг — переход на технологию 90 нм.

Внешне процессоры практически не отличаются друг от друга. Только у Athlon 64 корпус аналогичен последним «зеленым» Athlon XP с органическим основанием, а у Athlon 64 FX и Opteron он керамический. И конечно, все они закрыты металлической крышкой.

Что касается маркировки, то тут одним предложением не обойдешься:), но попробуем, исходя из текущей информации, хоть что-то расшифровать. Заметим, что эта информация не является строго официальной, поэтому в дальнейшем возможны изменения и дополнения.

Мы имели дело со следующими процессорами:

• Opteron 240: OSA240CCO5AH
• Opteron 244: OSA244CEP5AL
• Opteron 146: OSA146CEP5AK
• Athlon 64 FX-51: ADAFX51CEP5AK
• Athlon 64 3200+: ADA3200AEP5AP

Итак, первая буква говорит о бренде: O — Opteron, A — Athlon 64. Вторая — о применении: S — Server, D — Desktop. Конечно, пока у нас есть только комбинации OS и AD, но кто знает, может, AMD выпустит и серверный Athlon 64? :-)

Третья буква по некоторым источникам определяет некий «Power Limit». Однако подробных объяснений пока нет, да и все протестированные процессоры имеют здесь букву «A», так что по этому параметру их пока не различишь.

Наконец, четвертым пунктом у нас идет номер модели. Для Opteron это три цифры, первая — номер серии, вторая пока равна четырем, а последняя, всегда четная, определяет частоту: от «0» для 1,4 ГГц до «6» для 2,0 ГГц. У Athlon 64 мы видим здесь индекс производительности в виде четырех цифр, которые соответствуют названию конкретной модели. Аналогичная ситуация и с Athlon 64 FX.

Далее следует вариант исполнения корпуса: A — 754-контактный OuPGA с крышкой (для Athlon 64), B — 754-контактный OuPGA без крышки (мобильный Athlon 64) и C — 940-контактный CuPGA тоже с железной крышкой у Opteron и Athlon 64 FX.

Следующая буква показывает напряжение ядра. Для первой модели Opteron, которую мы тестировали, оно составляет 1,55 В (буква C), а для всех остальных — 1,50 В (буква E). Предусмотрено использование букв через одну до Y, которая соответствует значению 1,00 В.

Седьмой показатель определяет рабочую температуру процессора. «O» соответствует 69°C, «P» — 70°C. Следующие по алфавиту буквы обозначают бо льшую температуру, вплоть до «Z» — 105 градусов по Цельсию.

Последняя цифра показывает объем L2 кэша процессора: 1 — 64 КБ, 2 — 128 КБ, 3 — 256 КБ, 4 — 512 КБ, 5 — 1 МБ. Как легко убедиться, у представителей архитектуры AMD64 меньше одного мегабайта кэша пока нет.

Ну и, наконец, две последние буквы определяют степпинг, ревизию, сокет, количество когерентных шин HT и все такое. Главное запомнить, что если буквы старше AI, то это степпинг C0 или выше.

В общем, самыми важными (и простыми для запоминания:-)) являются первые три буквы, которые определяют серверный или настольный процессор, и, конечно, индекс модели, который показывает производительность в единицах, известных только самому производителю. :-)

Поскольку производительность — не единственное, что интересует покупателей, то сообщим и цены, по которым компания планирует продавать новые продукты: $417 за Athlon 64 3200+ и $733 за Athlon 64 FX-51 (мобильные процессоры пойдут за $417 и $278 за модели 3200+ и 3000+ соответственно). В целом, цены на уровне high-end настольных процессоров, но вот до желанных «$64 за 64 бита!» еще очень и очень далеко. С другой стороны, это лишь начало, и можно ожидать значительного снижения цен в ближайшие месяцы, однако сейчас все это только для очень нетерпеливых. Ну а количество проданных процессоров будет определяться и результатами, которые они покажут в тестах производительности.

Как вы помните, AMD еще во время представления Athlon XP опубликовала список приложений, которые использовались ею для присвоения рейтингов. Но вот использованием даже не рейтинга, а кодового имени (FX-51) у настольного процессора компания еще раз подчеркнула свой оригинальный подход к понятию «производительность».

Современная версия списка приложений, используемых для оценки скорости, выглядит так:

Productivity	eTesting Labs inc. Business Winstone 2001
	eTesting Labs inc. Business Winstone 2002
	BAPCo SYSmark 2001 Office Productivity
Media Computing	eTesting Labs inc. Content Creation Winstone 2002
	eTesting Labs inc. Content Creation Winstone 2003
	RAW AVI to MPEG2 (Bbmpeg, AVItoMPEGg2)
	XMPEG 5.0 patched / DivX (5.03 Pro bundle) MPEG2 to MPEG4
	RazorLAME 1.1.5 MP3 encoder
	BAPCo SYSmark 2001 Internet Content Creation
	WinRAR
3D Gaming	Futuremark Corporation 3DMark 2001SE (D3D Hardware T&L)
	Futuremark Corporation 3DMark 2001SE (D3D Software T&L)
	Futuremark Corporation 3DMark 2003 Hardware
	Futuremark Corporation 3DMark 2003 Software
	Futuremark Corporation 3DMark 2003 CPU
	Aquamark (1024x768)
	Commanche 4 Demo (1024x768x32)
	Half-Life Smokin" (1024x768x32)
	Jedi Knights II demo (1024x768x32)
	QuakeIII Demo2 (1024x768x32)
	Return to Castle Wolfenstein 3D (1024x768x32)
	Serious Sam: Karnak: Peaceful Night Coup demo (1024x768x32)
	Serious Sam: Second Encounter-Demo version (1024x768x32)
	Unreal Tournment (1024x768x32)
	Unreal Tournment 2003 Flyby
	Unreal Tournment 2003 Botmatch
	Splinter Cell (1_1_1)
	Splinter Cell (1_1_2)
General Performance	BAPCo SYSmark 2001 — Overall Performance

Безусловно, по сравнению с прошлым вариантом стало немного лучше — добавились популярные задачи типа кодирования медиаданных и архивирования. С другой стороны, обилие синтетических тестов типа SYSmark и Winstone немного смущает. Поскольку уже давно известно, что любой современный процессор с частотой порядка 2 ГГц в силах обеспечить достойную работу в современных офисных приложениях. Конечно, есть примеры получения по 1000 электронных писем с упакованными вложениями в день и постоянной проверки всего этого (включая двухгигабайтную почтовую базу) антивирусом, но в этом случае нужно апгрейдить не железо:-), да и указанная синтетика такую ситуацию не проигрывает.

Туда же выкидываем тесты 3DMark с «D3D Software T&L», поскольку если уж человек потратился на такой процессор и не стал покупать достойную видеокарту, то, видимо, он не играть на компьютере будет.

С некоторыми играми типа QuakeIII тоже не очень ясно — стоит ли покупать новый процессор для увеличения количества fps с 220 до 290? :-) Да и в руководстве по проведению тестов от AMD, бывает, проскакивает «Select «Preferences» to «Speed». С одной стороны, конечно, понятно, что не видеокарту хотим тестировать, но…

В общем, остается кодирование в MP3 (хотя… и так 5-10 минут на диск, зачем быстрее? :-)), преобразование в MPEG2 (но тоже непонятно, зачем это делать из RAW AVI? У всех диски большие и быстрые, чтобы хранить более полутора гигабайт за минуту?), а вот «MPEG2 в MPEG4» совершенно точно продолжает нервировать своей медлительностью.

Явно не хватает задач класса рендеринга и расчетных задач. Видимо, эти приложения компания относит уже к рабочим станциям. В целом, пожалуй, это правильно, поскольку, по многочисленным опросам, мощные ПК дома обычно используются сами знаете для чего:-). Однако позиционирование (опять это подозрительное слово:-)) процессора Athlon 64 FX легко может быть исправлено и в сторону «рабочих станций начального уровня», если он покажет в этих приложениях достойную скорость.

64-битные приложения и Windows XP for AMD64

Заранее хотим предупредить, что несмотря на цифры «64» в названии, действительно использовать 64-битные расширения на рабочих столах мы будем еще не скоро. Конечно, энтузиасты уже сейчас могут попробовать вкусить их, используя соответствующие версии Linux, однако реально массовое распространение 64-битного режима начнется только с выпуском компанией Microsoft своей ОС Windows для этой платформы. В настоящий момент компания работает над двумя версиями ОС — серверной и десктопной. Обе они уже существуют в виде бета-версий. У нас была возможность ознакомиться с пре-релизом Windows XP for AMD64.

Как вы видите на скриншоте, запуск обычного Microsoft Office XP, программы VirtualDub с кодеком DivX, файлового менеджера FAR прошли успешно. Чего нельзя сказать о графических приложениях. Несмотря на «полную совместимость», попытка запуска игр QuakeIII и Return to Castle Wolfenstein окончилась неудачей (игры не смогли настроить графическую систему). В то время как Serious Sam: The Second Encounter и Unreal Tournament 2003 Demo заработали без проблем. Что касается скорости, то на ее показатели в 3D-приложениях, которыми являются игры, очень большое влияние оказывают драйверы видеокарты. В данном случае Детонаторы NVIDIA версии 50.30 от мая этого года не хватали звезд с неба и показали 30-процентное падение скорости по сравнению с Windows XP Pro с драйвером 45.23. Видимо, именно портирование драйверов под новую систему (которое обязательно, поскольку драйвера в ней обязаны быть 64-битными) будет основной проблемой в первое время. Заметим, что ОС так их скрывает, что найти собственно файлы драйвера можно только вручную в проводнике. Попытка обнаружить их поиском в проводнике или файловом менеджере FAR окончилась неудачей. Есть и сомнения в версии используемого драйвера NVIDIA, поскольку в свойствах файла драйвера фигурирует цифра 50.40 и дата 8 августа этого года.

Конечно, и большинство консольных приложений тоже не должны иметь проблем с запуском под этой версией ОС. Исключение составляют программы, которые используют 16-битный код (например, в библиотеках), и те, что запускают для своей работы специальные системные драйверы, например, для доступа к аппаратным ресурсам (одна из таких программ — утилита для получения информации о процессоре, материнской плате и памяти, CPU-Z — не смогла показать полностью всю информацию под Windows XP for AMD64). Ну а о том, что скорость работы win32-приложений (не графических) в новой ОС по крайней мере не хуже, чем в 32-битной версии, говорит и тот факт, что показатели теста SPEC CPU2000, некоторые подтесты которого очень чувствительны к скорости памяти, практически не изменяются при работе в Windows XP for AMD64.

Чипсеты

Чипсеты для процессоров архитектуры AMD64 отличаются тем, что в случае десктопного применения они практически не влияют на скорость. Судите сами: память в таких системах подключается непосредственно к процессору, а единственный формально «толстый» потребитель информации — видеокарта — уже давно обзавелась своей объемной и быстрой памятью. Так что основные потоки информации циркулируют вне чипсета. Да, конечно, есть сеть и накопители, однако стандартные 100BaseTX требуют всего около 10 МБ/с, а жесткие диски хоть и совершенствуют интерфейс в направлении 150 МБ/с, но (также — для десктопов) сами по себе только приближаются к скоростям чтения с поверхности порядка 70—80 МБ/с.

Конечно, для рабочих станций у нас появляются и гигабитные сетевые контроллеры, и RAID-массивы на жестких дисках, однако это уже совсем другая история.

Еще одним интересным свойством чипсетов является их универсальность и масштабируемость. Поскольку с процессором(-ами) они общаются исключительно по стандартной шине HyperTransport, то, учитывая положительный опыт с Socket A, производители вполне могут рассчитывать на долгую жизнь своих разработок. Ну а то, что любой чипсет (по крайней мере, формально) может работать как с одним, так и с двумя и более процессорами, позволяет позиционировать один продукт на несколько рынков одновременно.

Однако у первого поколения настольных чипсетов есть и общий недостаток — они поддерживают только одну шину HT. Как вы помните по прошлым публикациям , чипсет AMD8000 отличается великолепными возможностями расширения, так как большинство чипов имеют две шины HT и могут подключаться последовательно (правда, «выходная» шина только восьмибитная). Поскольку HT в текущей редакции поддерживает скорость обмена до 6,4 ГБ/с, это позволяет не иметь узких мест для шести шин PCI-X, двенадцати PCI 2.2 64 бит/66 МГц или 48 обычных PCI 32 бит/33 МГц.

К сожалению, существующие решения не от AMD лишены таких возможностей, и область их применения ограничивается обычными ПК, а для перехода на следующий уровень производителям придется придумывать что-то новое.

Отметим, что помимо рассматриваемых сегодня продуктов от NVIDIA () и VIA (), на рынок чипсетов для новых процессоров AMD также вышли изделия компаний ALI () и SiS (). Сейчас это двухчиповые решения, однако в планах стоят и одночиповые продукты. Кроме того, в будущем ожидается появление чипсетов с поддержкой шины PCI Express и 3GIO. К этому моменту и ATI обещает представить свои чипсеты, включая вариант с интегрированной графикой.

NVIDIA

Одним из первых чипсетов от сторонних компаний для процессоров AMD оказался NVIDIA nForce3 Pro 150. Это одночиповое решение сочетает в себе как мост для поддержки шин AGP и PCI, так и все стандартные для южного моста контроллеры:

• 2 канала PATA/IDE с поддержкой UltraATA 133 и RAID
• Fast Ethernet сетевой контроллер
• 6 портов USB 2.0
• AC"97 звуковой контроллер с поддержкой 5.1 и цифрового выхода

В следующую версию чипсета — с индексом 250 — планируется включить гигабитный сетевой контроллер, 2 порта PATA и 4 порта SATA. Ну а сегодняшние платы используют для SATA и Gigabit Ethernet внешние чипы.

В тестировании сегодня участвуют материнские платы на этом чипсете: ASUS SK8N для Socket 940 и Gigabyte K8NNXP для Socket 754.

Поскольку основная тема статьи — новые процессоры, то здесь приведем только краткие характеристики плат, а подробное сравнение оставим до следующего раза.

Плата	ASUS SK8N	Gigabyte K8NNXP
Чипсет	NVIDIA nForce3 Pro 150	NVIDIA nForce3 Pro 150
Поддержка процессоров	Socket 940, AMD Opteron, Athlon 64 FX	Socket 754, AMD Athlon 64
Разъемы памяти	4 DDR до 4 ГБ	3 DDR до 3 ГБ
Слоты расширения	AGP/ 5 PCI	AGP/ 5 PCI
Порты ввода/вывода		1 FDD, 2 COM, 1 LPT, 2 PS/2
USB	4 USB 2.0 + 1 разъем на 2 USB 2.0	2 USB 2.0 + 2 разъема по 2 USB 2.0
FireWire	2 порта (один на планке, внешний контроллер TI)	3 порта (планки в комплекте, внешний контроллер TI)
	2 порта PATA (ATA133)	2 порта PATA (ATA133)
Внешний IDE-контроллер		Silicon Image Sil3512 (2 порта SATA), GigaRAID IT8212 (2 порта PATA)
Звук	AC"97-кодек Avance Logic ALC650	AC"97-кодек Avance Logic ALC658
Сетевой контроллер	интегрированный Fast Ethernet	интегрированный Fast Ethernet и внешний Gigabit Ethernet
I/O-контроллер	ITE IT8712F-A	ITE IT8712F-A
BIOS	4 Мбит AMI BIOS	4 Мбит AwardBIOS v6.00PG
Форм-фактор, размеры	ATX, 30,5x24,5 см	ATX, 30,5x24,4 см

Отметим, что у процессоров Athlon 64 есть некоторое ограничение в плане скоростей и объема памяти, вызванное применением нерегистровых модулей. В частности, на частоте 400 МГц можно использовать только 2 модуля, что ограничивает максимальный объем оперативной памяти в этом случае до 2 ГБ.

Как это обычно и бывает, первые продукты для новой архитектуры производитель старается «набить» по максимуму, считая, что у первых покупателей денег много и они могут себе позволить потратить значительную сумму. Так вышло и с SK8N и K8NNXP. Сейчас их можно приобрести примерно за $200. Конечно, для массового рынка это слишком много. Безусловно, вскоре мы увидим и версии без контроллеров FireWire и SATA, которые будут дешевле. Да и ежедневные анонсы других производителей говорят о будущей конкуренции на рынке плат для новых процессоров AMD, что также приведет к снижению цен.

VIA

Компания VIA тоже не смогла отказаться от такого свежего рынка и выпустила свой чипсет для новых процессоров AMD — VIA K8T800. Кстати, по первым обзорам Athlon 64 в Сети вы должны помнить и фантома с названием K8T400M (или даже K8М400 — с интегрированным видеоконтроллером), до массового производства плат на котором дело так и не дошло. Пока AMD откладывала выпуск своего настольного процессора, VIA выпустила новую версию своего чипсета:-) (хотя, скорее всего, просто переименовала старый).

В отличие от чипсета nForce3, он выполнен в почти классическом варианте — с северным и южным мостом, которые соединены шиной 8X V-Link с пропускной способностью 533 МБ/с (в некоторых источниках указывается цифра в 1 ГБ/с). В качестве high-end южного моста используется чип VT8237 (уже известный по платам на KT600), который поддерживает:

• восемь портов USB 2.0
• два порта Parallel ATA133/100/66 с поддержкой до 4 устройств
• звуковые решения от VIA: VIA Vinyl 5.1 & Vinyl Gold 7.1
• два порта SATA с поддержкой RAID (V-RAID: RAID 0, RAID 1, RAID 0+1, JBOD)
• интегрированный 10/100 BaseT сетевой контроллер
• подключение Gigabit Ethernet companion controller

Как одно из достоинств своего чипсета, компания представляет технологию Hyper8, за красивым названием которой скрывается поддержка режима шины HyperTransport между процессором и чипсетом 16 бит/800 МГц в обе стороны.

Действительно, у плат на nForce3 эти параметры составляют «всего» 8 бит/600 МГц в одну сторону и 16 бит/600 МГц в другую. Однако такое формально большое отличие не играет сегодня практически никакой роли, поскольку у любого чипсета под AMD64 единственным серьезным потребителем данных является видеоконтроллер на шине AGP, которая в настоящее время почти не загружена при реальной работе. Возможно, в будущем, для рабочих станций и серверов с шинами PCI-X и PCI Express это и будет важно, но сейчас несколько преждевременно. Поскольку BIOS платы на K8T800 позволяет настроить разрядность и частоту шины HT, то мы провели экспресс-тестирование в Return to Castle Wolfenstein и SPECviewperf и не выявили никаких отличий в скорости при работе в указанных режимах.

В тестировании принимали участие материнские платы ASUS K8V Deluxe и MSI K8T Neo для Socket 754. Результаты тестов плат практически совпадают. Для определенности на диаграммах приводятся показатели платы от ASUS. Но советуем относиться к результатам с осторожностью, так как использовались бета-версии BIOS, и с выходом релиза может многое измениться.

Плата	ASUS K8V Deluxe	MSI K8T Neo
Чипсет	VIA K8T800 + VT8237	VIA K8T800 + VT8237
Поддержка процессоров	Socket 754, AMD Athlon 64	Socket 754, AMD Athlon 64
Разъемы памяти	3 DDR до 3 ГБ	3 DDR до 3 ГБ
Слоты расширения	AGP/ 5 PCI/ ASUS WiFi	AGP/ 5 PCI
Порты ввода/вывода	1 FDD, 2 COM (один на планке), 1 LPT, 2 PS/2	1 FDD, 1 COM, 1 LPT, 2 PS/2
USB		4 USB 2.0 + 2 разъема по 2 USB 2.0
FireWire	2 порта (один на планке, внешний контроллер VIA)	2 порта (внешний контроллер VIA)
Интегрированный в чипсет IDE-контроллер		2 порта PATA (ATA133), 2 порта SATA
Внешний IDE-контроллер	Promise PDC20378 (1 порт PATA, 2 порта SATA)	Promise PDC20378 (1 порт PATA, 2 порта SATA)
Звук	AC"97-кодек ADI AD1980	AC"97-кодек Avance Logic ALC655
Сетевой контроллер	внешний Gigabit Ethernet (3Com)	внешний Gigabit Ethernet (Realtek)
I/O-контроллер	Winbond W83697HF	Winbond W83697HF
BIOS	4 Мбит AMI BIOS	4 Мбит AMI BIOS
Форм-фактор, размеры	ATX, 30,5x24,4 см	ATX, 30,5x24,5 см

Как видно из таблицы, обе модели представляют собой типичные образцы high-end материнских плат. Обе используют внешние гигабитные сетевые адаптеры, звуковые 5.1-контроллеры позволяют подключать АС через оптический и коаксиальные цифровые выходы. Также впечатляет и возможное количество накопителей — по 6 подключается только к южному мосту и еще остается в запасе внешний ATA/RAID-контроллер.

Отметим, что на плате ASUS установлен специальный слот для подключения собственной карты беспроводного радиодоступа (идет в комплекте с Deluxe-версией) стандарта 802.11b (11 Мбит).

Конфигурации

Процессоры:

• AMD Athlon XP 3200+
• AMD Athlon 64 3200+
• AMD Athlon 64 FX-51
• AMD Opteron 146
• Intel Pentium 4 3,2 ГГц

Материнские платы:

• Athlon XP (Socket A): Albatron KX18D Pro II (nForce2 Ultra 400)
• Athlon 64 (Socket 754): Gigabyte K8NNXP (nForce3 Pro 150), ASUS K8V Deluxe (K8T800)
• Athlon 64 FX, Opteron (Socket 940): ASUS SK8N (nForce3 Pro 150)
• Pentium 4 (Socket 478): ASUS P4C800 Deluxe (i875P)

• два модуля по 256 МБ Kingmax DDR400 (2-3-3-5) для систем на Athlon 64, Athlon XP и Pentium 4
• два модуля по 512 МБ от компании Legacy Electronics DDR400 ECC Registered (2.5-3-3-5) для систем на Athlon 64 FX-51 и Opteron (также использовалась как DDR333 с теми же таймингами), контроль ECC отключался в BIOS.

Видеокарта:

• ATI Radeon 9800 Pro 256MB

Жесткий диск:

• Western Digital WD360 (SATA, 10000 об/мин)

Программное обеспечение и драйвера:

• Windows XP Pro SP1
• DirectX 9.0b
• набор драйверов для NVIDIA nForce3 версии 3.44
• драйвера чипсета Intel версии 5.0.2.1003
• видеодрайвер ATI CATALYST 3.7

Результаты тестов

Сначала отметим, что методика тестирования систем в этой статье отличается от использованной ранее. Так что сравнивать результаты напрямую нельзя. Тем более что мы поменяли и видеокарту.

Конечно, весь предложенный AMD список приложений мы использовать не стали. В этот раз мы рассмотрим игры, медиакодирование и архивирование, как наиболее процессороемкие приложения для настольных ПК.

Для повышения точности все тесты на реальных приложениях запускались минимум по три раза, и для отчета выбиралась медиана.

Игры

Для тестирования производительности в играх использовались следующие приложения:

• Return to Castle Wolfenstein 1.41, id Software/Activision
• Serious Sam: The Second Encounter 1.07, Croteam/GodGames
• Unreal Tournament 2003 Demo 2206, Digital Extreme/Epic Games

Записанные в этих программах демо сцены (checkpoint, Grand Cathedral, botmatch-antalus, flyby-antalus) проигрывались в разных разрешениях с оптимизацией настроек «Качество», установленными в самой игре. В драйверах видеокарты не производилось никаких изменений кроме отключения VSync.

Отметим, что результаты показали высокую зависимость скорости от разрешения и, следовательно, от видеокарты. Только количество fps в сцене botmatch-antalus практически не снижалось при росте разрешения. Для отчета выбраны результаты в разрешении 1024x768. При игре в 800x600 разрыв между участниками будет больше, в то время как при 1600x1200 заметно сократится. А если использовать режимы антиалиасинга и анизотропии, то может так получиться, что разницы в результатах не будет совсем.

В этой, достаточно старой игре всегда были фаворитами процессоры компании Intel. Однако с выходом 64-битных процессоров от AMD ситуация сильно изменилась. Новые процессоры с частотой 2 ГГц идут наравне с Pentium 4 3,2 ГГц, а Athlon 64 FX пропорционально частоте увеличивает свой результат практически на 10% и выходит в лидеры.

Эта игра уже больше любит продукты AMD. И если ранее у нас был паритет между Athlon XP 3200+ и Pentium 4 3,2 ГГц, то теперь новые процессоры дружно вырываются вперед. Как и в прошлый раз, лидером является Athlon 64 FX-51.

Посмотрим также и на зависимость результатов от разрешения. На следующих двух диаграммах приводятся только данные по Athlon 64 FX-51 и Pentium 4 3,2 ГГц.

Мы видим, что RtCW является несложным заданием для ATI RADEON 9800 Pro, и результаты практически не зависят от разрешения. Преимущество Athlon 64 FX составляет от 10 до 6% в зависимости от разрешения.

Для Serious Sam: The Second Encounter ситуация другая — в разрешении 1600x1200 результаты систем практически совпадают, а вот при 800x600 разница составляет почти 30%.

В этой игре результаты в целом повторяют данные по Serious Sam: The Second Encounter. Однако разброс показателей в тесте flyby меньше и составляет всего 10%, в то время как в более сложном для процессора демо botmatch лидер выигрывает у конкурента уже 25%.

Для сравнения мы также провели тесты двух самых быстрых систем и с видеокартой NVIDIA GeForce FX 5900 Ultra (драйвер 45.23).

В целом расстановка сил сохраняется и в этом случае: Athlon 64 FX-51 выигрывает у Pentium 4 3,2 ГГц от 7,5% в RtCW до 26,7% в UT2003 botmatch.

Медиакодирование

Как и раньше, используются две популярные задачи: кодирование музыки в формат MP3 и видео в формат MPEG4(DivX). Однако в этот раз используются другие настройки и версии программ.

Для первой задачи мы взяли кодек Lame 3.93 и использовали три варианта настроек:

• --preset standard -m s
• --preset 192 -m s
• --preset cbr 192 -m s

Все они создают файлы примерно одинакового размера со средним битрейтом 192 Кбит/с. В качестве исходного выступал WAV-файл длиной в 71 минуту (переписанный с CD-DA).

В этом тесте мы видим явную зависимость скорости кодирования от частоты, и Athlon XP 3200+ легко обгоняет все новые процессоры AMD с частотой 2,0 ГГц и даже немного опережает Athlon 64 FX-51. А в лидеры со своими 3,2 ГГц выходит продукт от Intel. Отрыв его от ближайшего преследователя составляет около 10%.

Кодирование видео в DivX (кодек версии 5.1) производилось из трейлера фильма в формате MPEG2 (длинна 2:25, разрешение 720x576) в программе VirtualDub (c поддержкой чтения формата MPEG2, версия 1.5.4) с использованием фильтров crop, deinterlace и resize.

И снова в лидерах Pentium 4 3,2 ГГц, но в этот раз Athlon 64 FX-51 его практически догнал. А вот Athlon XP 3200+ сильно сдал на этой задаче. В принципе, можно предположить, что дело в отсутствии у последнего SSE2, однако у нас нет практически никакой информации о поддержке SIMD у кодека DivX, так что утверждать, что дело именно в этом, мы не можем. Так же как и у Lame, заметно, что результаты практически не зависят от скорости памяти.

Архивирование

В архивировании применялись две программы: консольная версия RAR (версии 3.20) и 7-Zip (версии 3.09.01 beta). Настройки на максимальное сжатие: -m5 для RAR и -mx9 для 7-Zip.

В качестве входных файлов применялись:

• исходные тексты ядра Linux (примерно 150 МБ)
• драйверы для видеокарт NVIDIA (примерно 100 МБ)

Архиватор 7-Zip мы уже применяли ранее. Он показывает один из лучших результатов по степени сжатия, однако за это приходится расплачиваться большим временем работы. Для примера в таблице приведена эффективность в режиме максимальной компрессии (отношение объемов входного и выходного файла) и время работы архиваторов в секундах. За формат zip выступает консольная win32-версия архиватора pkzip версии 2.50 от PKWARE.

	zip	rar	7z
коэффициент сжатия
driver	2,3	3,5	6,2
kernel	4,5	6,7	7,1
время, секунды
driver	9	55	116
kernel	10	68	368

Кстати, из этой таблицы видно, почему мы исключили из тестов архивирование в формат zip — скорость его работы определяется скорее параметрами жесткого диска, чем процессора. Да и степень сжатия у него заметно меньше, чем у конкурентов.

Единственный тест, где мы видим заметную разницу в работе Athlon 64 на разных чипсетах. Причем его скорость на nForce3 — лучшая среди всех участников. Отличием этой конфигурации от остальных является использование SATA-контроллера Sil3512. Возможно, дело в этом, а может, есть еще какой-то секрет в чипсете NVIDIA.

Если же сравнивать Pentium 4 3,2 ГГц и Athlon 64 FX-51, то последний в этот раз немного впереди.

Здесь у нас ситуация другая. Тест показывает зависимость как от скорости памяти (что не вызывает удивления, поскольку при архивировании тестовых файлов 7-Zip забирает более 300 МБ оперативной памяти), так и от частоты процессора. И похоже, что интегрированный контроллер у процессоров AMD ему нравится больше из-за меньших задержек. И снова в этом тесте Athlon 64 на nForce3 показывает хороший результат и почти догоняет лидера.

Выводы

Посмотрим на итоговую таблицу результатов:

	Athlon 64 FX-51 против Pentium 4 3,2 ГГц	Athlon 64 3200+ против Athlon XP 3200+	Athlon 64 3200+ против Pentium 4 3,2 ГГц
игры
RtCW	+10%	+17%	+1%
SSAM2	+20%	+14%	+14%
UT2003 flyby	+10%	+9%	+7%
UT2003 botmatch	+25%	+18%	+18%
медиакодирование
Lame VBR	-11%	-9%	-19%
Lame ABR	-10%	-9%	-17%
Lame CBR	-10%	-9%	-18%
DivX	-1%	+4%	-10%
архивирование
RAR, kernel	+8%	+26%	+12%
RAR, driver	+2%	+40%	+15%
7-Zip, kernel	+10%	+10%	+6%
7-Zip, driver	+8%	+12%	+4%

Итак, мы видим, что новый процессор компании AMD Athlon 64 FX-51 в игровых приложениях показывает отличную производительность, на 10 и более процентов опережая своего непосредственного конкурента Intel Pentium 4 3,2 ГГц. Однако не забудем, что результаты сильно зависят от используемой видеокарты, и если у вас 3D-ускоритель не высшего класса, то… нужно скорее пойти в магазин и купить его:-), иначе эффекта от потраченных на процессор денег можно и не заметить.

В кодировании в формат MP3 продукт Intel вне конкуренции — высокая частота ядра решает в этой задаче все. Тесты показывают, что подсистема памяти в данном случае практически не оказывает заметного влияния на результат.

Кодирование MPEG2 в формат DivX является более сложной задачей, здесь важны как скорость ядра, так и производительность шины процессор—память. Так что Athlon 64 FX практически догоняет Pentium 4. Остальные процессоры AMD показывают результат лучше своего предшественника Athlon XP.

В задачах архивирования Athlon 64 FX также опережает соперника. Причем для 7-Zip это заслуга интегрированного контроллера памяти, обеспечившего низкие задержки доступа в память.

Что касается сравнения чипсетов NVIDIA и VIA для Athlon 64, то во всех тестах, за исключением архивирования в RAR, их результаты практически не отличаются. Однако просим рассматривать результаты K8T800 как предварительные.

В целом наши предыдущие предположения о производительности новых процессоров AMD оправдались. Да, они хороши, однако не так хороши, как всем хотелось бы. Безусловно, потенциал архитектуры виден и на этих образцах, но покупателей обычно интересуют все-таки не абстрактные рассуждения, а реальные результаты. Сложно сказать, исчерпало ли себя ядро Athlon XP, однако AMD действительно нужно было представить что-то новое и оригинальное. И, я думаю, это ей удалось.

Конечно, мы сегодня рассмотрели не все тесты нового процессора, но для начала вполне достаточно. Впереди у нас обсуждение результатов тестов на профессиональных приложениях, а также многочисленной синтетики.

Ну а напоследок попробуем разобраться, почему же у AMD вдруг нашелся такой интересный процессор, как Athlon 64 FX-51 — по всем параметрам очень напоминающий задерживающийся Opteron 148. Как один из вариантов развития событий, причем достаточно правдоподобный, предложим следующее.

Начиная с апреля, развитие линейки Opteron шло своим чередом — повышалась частота, выходили новые серии. Одновременно проверялась и работа процессора Athlon 64, который в отличие от Opteron использовал одноканальный контроллер памяти, и сказать, что он «разрабатывался отдельно от Opteron», пожалуй, нельзя. И использование нерегистровых модулей тоже представляется естественным для настольного процессора. Не очень понятно почему, но частота первого Athlon 64 составила 2,0 ГГц. Этого было явно мало для конкуренции с Pentium 4 3,2 ГГц. К тому же, обладая одноканальным контроллером памяти, процессор и по этому формальному признаку проигрывал конкуренту. И это несмотря на сегодняшние результаты — в играх Athlon 64 3200+ все равно бьет конкурента, в архивировании тоже, только скорость кодирования в MP3 и DivX подкачала.

Однако AMD нужна была яркая и безоговорочная победа. Так что, использовав версию, в общем-то, серверного процессора с частотой 2,2 ГГц и двухканальным контроллером памяти и убедившись, что регистровые модули с частотой 400 МГц уже производятся в достаточных объемах, она представила новый бренд — Athlon 64 FX, первый представитель которого отличался от других моделей сразу по двум параметрам: частотой (ядра) и скоростью памяти от Opteron и частотой (ядра) и двухканальным контроллером от Athlon 64.

Продажам линейки Opteron это не повредит, тем более что никто не мешает выпустить вскоре и эти процессоры с частотой 2,2 ГГц. Ну а выставив цену, немного превышающую стоимость Pentium 4 3,2 ГГц, компания AMD осталась на поле настольных процессоров.

Правда, остается небольшая неясность, связанная с использованием регистровых модулей памяти с этим процессором. Многие ожидали, что настольный high-end от AMD будет использовать обычные модули. Но если бы это произошло, то, во-первых, можно было бы не тянуть так долго с анонсом, а во-вторых, процессор мог бы составить конкуренцию Opteron серии 100, обладая большей частотой и работая с более дешевой памятью. Безусловно, для большинства пользователей регистровые модули (которые, по сути, нужны для поддержки больших объемов памяти) ассоциируются с рынком рабочих станций и серверов. Однако странно предполагать, что контроллер памяти у Athlon 64 FX и Opteron нужно сильно переделывать для работы с обычными модулями — ведь у Athlon 64 с этим нет проблем. Так что мы снова наблюдаем далекие и необъяснимые для простого человека рыночные игры.

Дальнейшая судьба Athlon 64 FX покрыта туманом. С одной стороны, останавливаться в наращивании мегагерцев AMD нельзя, с другой — модельный ряд Opteron почти закончен: после моделей x46 будут идти x48, а дальше придется расширять существующую систему обозначений. А за FX-51, скорее всего, последует FX-53 с увеличенной частотой. Выпускать настольный процессор, полностью аналогичный серверному, но с большей частотой (и возможностью работы только в однопроцессорных конфигурациях) — значит снизить темпы по завоеванию рынка рабочих станций.

Было бы странно предполагать, что у AMD есть технические проблемы с выпуском процессоров с большой частотой ядра и двумя-тремя шинами HT для работы в многопроцессорных конфигурациях. Но и рассчитывать, что массовый рынок перейдет на регистровую память — тоже несерьезно.

Так что в этих условиях AMD, скорее всего, выпустит модели Opteron с частотой 2,2 ГГц, которые будут оставаться самыми быстрыми серверными процессорами компании до перехода на 90-нанометровую технологию. Athlon 64 FX будет наращивать частоту до 2,6 ГГц или чуть выше и будет флагманом среди настольных процессоров AMD. При этом, учитывая необходимость использования регистровой памяти, он не будет поставляться в больших количествах. Хотя если это ограничение вдруг отменят в следующем году:-), то его шансы на массовость сильно возрастут. Ну а Athlon 64 успешно заменит современные Athlon XP.

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.