Лучшая роль второго плана

Кажется, нет на белом свете компьютерщика, который не любил бы порассуждать об «апгрейде» и «перспективности» того или иного сокета, разъема, интерфейса

Кажется, нет на белом свете компьютерщика, который не любил бы порассуждать об «апгрейде» и «перспективности» того или иного сокета, разъема, интерфейса. В спорах на тему «стоит ли брать Socket 754, если вот-вот должен выйти новый, быстрый Socket 939», было сломано немало копий, причем первому кое-кто даже предрекал участь печально известного Socket 423 — безумно дорогого, просуществовавшего меньше года и не оставившего после себя никаких следов. Однако здравый смысл подсказывает, что идеального сокета «на все времена» просто-напросто нет и быть не может — в каждом конкретном случае существует оптимальное решение.

2004 год оказался для AMD чрезвычайно удачным как в финансовом, так и в техническом плане. Доходы выросли более чем на треть (впервые после 2001 года компания закончила год с прибылью), в несколько раз подорожали акции. От немецкого правительства компания получила впечатляющую субсидию на строительство наисовременнейшей процессорной фабрики Fab 36 в Дрездене и даже успела в значительной степени рассчитаться с прошлыми долгами. Впрочем, причины для такого успеха налицо: на фоне неудач, преследующих Intel (Среди которых можно перечислить срывы сроков выхода новых 90-нм процессоров, полную отмену выпуска на существующих ядрах Pentium 4 с тактовой частотой выше 3,80 ГГц, чрезмерное тепловыделение процессоров на базе ядра Prescott, не очень популярные DDR2 и PCI Express, дефектную серию южных мостов чипсетов — перечень, сделавший бы честь любому диверсанту, если бы кто-то забросил его в эту крупнейшую процессорную корпорацию), AMD действовала «медленно, но верно», налаживая и оптимизируя свое производство. Выпустила полноценную линейку процессоров Athlon 64, старшие модели которых не только оторвались в самых популярных (компьютерные игры) и «любимых» архитектурой (большинство серверных, многие расчетные задачи, архивирование, любой слабо оптимизированный код) приложений на десятки процентов от топовых процессоров конкурента, но и сильно сократили отставание от Pentium 4 в видео- и аудиокодеках и программах для работы с плоской и трехмерной графикой. При этом процессоры AMD, в отличие от Pentium 4, изначально поддерживали технологию AMD64 (То есть фактически являются полноценными 64-разрядными процессорами со всеми вытекающими отсюда «приятностями». Вдобавок за счет расширенного набора регистров они еще и быстрее работают на обычном 32-битном коде. В связи с приближающимся релизом Windows x64 мы обязательно посвятим AMD64 (и ее аналогу EM64T) отдельную статью), NX-бит (Эта технология обеспечивает компьютеру защиту от различных червей, а также хакеров, использующих эксплойты типа «переполнение буфера». См. www.computerra.ru/offline/2004/534/32573 и www.computerra.ru/offline/2004/566/36625) и Cool’n’Quiet и вдобавок, вот парадокс, ныне куда меньше греются (Тепловой пакет в 89(103)–115 Вт у Pentium 4 против максимальных 69–89 Вт у Athlon 64 — ощутимая разница. А ведь есть еще один каверзный вопрос: стоит ли выигрыш в двадцать минут при многочасовом кодировании видеофайла резко усилившегося шума от системного блока и громоздких систем охлаждения, тогда как чипам AMD с очень хорошими кулерами и включенным C’n’Q большую часть времени достаточно пассивного охлаждения?). Дорогостоящие и не всегда достаточно производительные Athlon 64 на основе ядер ClawHammer и SlegdeHammer с мегабайтом кэш-памяти второго уровня AMD заменила более рентабельными и высокочастотными NewCastle. К концу года компания освоила и 90-нм технологический процесс, наладив на его основе производство еще более рентабельных, быстрых и, как ни странно, «холодных» Winchester (Эти 90-нм процессоры, разумеется, заслуживают отдельного обзора, и мы постараемся его подготовить). В середине года «оптимизации» подвергся и дорогой «серверный» двухканальный Socket 940 — на смену «элитарному» разъему, предназначенному для одной-единственной модели процессора, пришел Socket 939 (Кстати, несмотря на «похожесть» этих сокетов, электрически они несовместимы и даже рассчитаны на совершенно разную разводку материнских плат), рассчитанный на целое семейство. «Устаревший» за полгода Socket 754, впрочем, никто забрасывать не собирается: взглянув на картину выпускаемых в настоящий момент процессоров Athlon 64, нетрудно убедиться, что двухканальность, которую обеспечивает новый сокет, — всего лишь опция, точно такая же, как, например, лишние 512 Кбайт кэша (см. таблицу 2). Конечно, при прочих равных двухканальные S939-процессоры быстрее, однако цена, которую придется выложить за Athlon 64 3800+ или 4000+ по сравнению с демократичным 3400+ (На момент написания обзора официальные цены составляли 729, 643 и 238 долларов за 4000+, 3800+ и 3400+ соответственно), заставляет задуматься: «а нужны ли мне вообще эти функции?»

Впрочем, через год частоты процессоров для Socket 939 шагнут еще дальше, а для Socket 754 новые Athlon 64 выпускаться уже не будут (во втором полугодии AMD намерена прекратить выпуск всех уже существующих моделей, хотя из продажи они, конечно, исчезнут гораздо позже). Зато в нынешнем году 754-й станет самым массовым и «демократичным» сокетом: в первом квартале на основе 90-нм техпроцесса AMD начнет для него производство целого семейства недорогих (до $100) процессоров Sempron 2600+…3300+(Дешевые процессоры для Socket 939 (в частности, Sempron) пока выпускаться не будут, младшей моделью так и останется Athlon 64 3000+ ценой около $180). Одновременно будет сворачиваться производство Sempron для устаревшего Socket A (полностью оно прекратится во второй половине текущего года). Несмотря на довольно удачные продажи, самый массовый (более 80% в количественном отношении) процессор AMD сильно устарел, и причина его продолжающегося выпуска, видимо, состоит лишь в том, что AMD банально не хватает мощностей для изготовления новинок. Загрузка существующих линий превышает 98% — компания просто не в состоянии насытить рынок тем количеством продукции, которое он мог бы переварить. Выглядит очень правдоподобным предположение, что практически полный отказ от младших Athlon XP на основе ядра Barton преследовал цель хотя бы немного увеличить объем выпускаемой продукции: более старое ядро Thoroughbred, на котором работает Sempron, гораздо миниатюрнее, а значит, на одной и той же кремниевой пластине чипов помещается больше, а доля брака уменьшается. Архитектура K8 еще сложнее, так что массового выпуска процессоров, изготавливаемых на 130-нанометровом литографическом оборудовании, тоже ждать не стоит. Переход на более тонкие технологические нормы позволит увеличить выпуск процессоров примерно в полтора раза, что практически снимет все эти проблемы.

Что еще можно сказать о ближайшем будущем? Частотный потенциал 90-нм процессоров текущего степпинга (D0) относительно невелик: номинальные частоты заводских кристаллов, вышедших до января 2004 года, не превышали 2,20 ГГц (для сравнения: по 130-нм уже были выпущены процессоры и с частотой 2,60 ГГц). Особого дискомфорта от этого AMD не испытывает: ее 130-нм процессоры более чем конкурентоспособны, а Intel «застряла» на с трудом взятой отметке 3,8 ГГц и дальше продвигаться пока не может. Однако успешные эксперименты по разгону (примерно до 2,90 ГГц) показывают, что ситуация изменяется в лучшую сторону. В первом квартале должен появиться и 90-нм степпинг второго поколения (E0), в котором AMD применит технологию растянутого кремния (Которую Intel, кстати, применяет в своих Prescott уже год, а в чипсетах — аж со времен i875P. Правда, AMD тоже есть чем похвастаться: в свою очередь, конкурент не использует технологию SOI (Silicon-on-Insulator), которая применяется во всех процессорах K8 и позволяет значительно снизить в них токи утечки и тепловыделение (и как следствие — улучшить их частотный потенциал). К тому же Dual Stress Liner значительно отличается от технологии, используемой Intel, хотя и базируется на похожих идеях) (Dual Stress Liner в ее терминологии), что предположительно позволит поднять частотный потолок до 2,8–3,0 ГГц. Эти процессоры уже в первом полугодии вытеснят все выпускающиеся сегодня 130-нм и 90-нм десктопные Athlon 64. Модификация с 1024 Кбайт кэша получит кодовое название San Diego, более простая 512-Кбайт версия будет называться Venice (см. roadmap на следующем развороте). Оба ядра поддерживают набор инструкций SSE3, бывший до недавних пор прерогативой Pentium 4 Prescott. Еще одним бонусом от освоения 90-нм технологии (ближе к третьему кварталу) станет выход двухъядерных процессоров AMD — благо архитектура K8 как нельзя лучше подходит для их создания. Инженерные сэмплы Opteron, по слухам, уже рассылаются заинтересованным заказчикам и проходят тестирование в их системах; «настольные» же двухъядерники появятся поначалу лишь в самых дорогих Athlon 64. Замечательно, что и первые, и вторые смогут работать в уже существующих системах (Socket 940 и Socket 939 соответственно) после перепрошивки BIOS: Intel для тех же целей, если не ошибаюсь, придется выпустить новое семейство чипсетов (i945/i955). Впрочем, запасаться материнскими платами на Socket 939 только ради возможности потом установить двухъядерный процессор не стоит, поскольку массовых и действительно доступных двухъядерников следует ожидать лишь к началу 2006 года, вот только рассчитаны они будут уже на другой тип сокета (Socket M2) и двухканальную оперативную память стандарта DDR2-667. К тому же вряд ли Socket 939 сравнится с Socket A долголетием, — в лучшем случае спустя не очень продолжительное время он разделит участь Socket 754.

Возвращаясь к письму, вынесенному в эпиграф статьи: по мнению автора, глупо покупать материнские платы Socket 939 только потому, что это «перспективно». Особенно если учесть, что выпускать недорогие процессоры для этого сокета AMD пока не собирается (самый дешевый из уже выпущенных стоит порядка $180). Как верно подметила моя хорошая знакомая: «Какая мне разница от того, какой там будет установлен процессор и насколько он перспективен: ведь менять его по несколько раз в год я не собираюсь. Мне нужен просто хороший и не слишком дорогой компьютер сегодня!» Так что если вы не профессиональный железячник, лучше выберите тот процессор, который вам кажется наиболее подходящим на текущий момент.

Чипсеты для процессоров K8. 2004–05 гг.

Любому компьютеру, разумеется, необходима материнская плата. И здесь AMD тоже «повезло»: архитектура ее процессоров крайне слабо зависит от используемого чипсета. По сути дела, все задачи последнего — только обеспечивать сопряжение с процессором видеокарты, интегрированной сети, жестких дисков и прочей периферии. Более того: системная шина HyperTransport позволяет обходиться вообще без чипсета, напрямую подключая к процессору всю периферию. Именно по такому принципу устроен серверный AMD 81xx: это набор микросхем — «мостов» с шины Hyper-Transport на другие шины (AGP, PCI-X и т. д.). Никаких излишеств, десятков вариантов северных и южных мостов: ставишь на материнскую плату ровно те интерфейсы, которые нужны, и подключаешь их через недорогие простенькие «переходники» к общей системной шине.

Впрочем, с «традиционными» чипсетами для процессоров K8 дела тоже обстоят неплохо: благодаря тому, что любой чипсет для этой архитектуры может работать с любым процессором (включая многоядерные варианты), на рынке уже накопилось чипсетов, что называется, на любой вкус. До недавнего времени, правда, определенная интрига состояла в том, что не было ни одного чипсета с поддержкой графической шины PCI Express 16x (за которую активно агитировали производители видеокарт [Правда, ничем хорошим эта агитация не закончилась. Компании, похоже, серьезно переоценили спрос на PCI Express-видеокарты: до сих пор, по некоторым данным, 95% (!) графических ускорителей продается в старом AGP-варианте. А поскольку производство AGP-видеокарт было урезано в угоду PCI-E, то на рынке возник парадоксальный дефицит старых видеокарт: один из моих знакомых уверял, что купленную в начале года за 7 тысяч рублей карту сегодня он умудрился продать тому же самому магазину уже за 10 тысяч (!). Впрочем, в ближайшее время, надо полагать, ситуация так или иначе разрешится]), однако к настоящему моменту все ведущие чипмейкеры уже представили соответствующие решения. Что любопытно, конечный результат у всех получился примерно один и тот же: доступно двадцать линий PCI-E, напрямую подключенных к северному мосту (один слот PCI Express x16 + четыре линка для подключения остальных устройств).

Основных игроков на этом рынке четверо. Большую его часть со времен сверхудачного nForce2 занимает Nvidia. «Первый блин» у графического гиганта, правда, вышел комом — nForce3 150 хотя и был по-своему революционен (вместо северного и южного мостов чипсет состоял из единственного кристалла), но по функциональной оснащенности он настоящий аскет: из него убрали буквально все, что только можно, — качественный звук, поддержку SATA, гигабитную сеть, возможности по разгону. Вдобавок материнские платы на этом чипсете еще и работали медленнее аналогичных плат на чипсетах конкурентов. Однако вышедшие позднее nForce3 250/250 Gb/Ultra полностью «реабилитировали» Nvidia: эти чипсеты уже ничем не уступают конкурентам по функциональности, а, скажем, по возможностям для разгона — значительно их превосходят. Недавний же nForce 4 однозначно претендует на звание абсолютно лучшего чипсета для платформы K8: поддерживаются любые процессоры, гигабитная сеть, семиканальный AC’97, графическая шина PCI Express x16 и напрямую подключенные к северному мосту линки PCI Express x1; RAID всех уровней, четыре порта SATA с поддержкой спецификации SATA II (SATA 3 Гбит/с) и таких его «вкусностей», как, скажем, NCQ (Native Command Queuing — пришедшая из мира SCSI техника оптимизации запросов к жесткому диску: запросы могут переупорядочиваться так, чтобы оптимизировать общее время их исполнения). Впрочем, только этим уникальные особенности чипсета не ограничиваются: интегрированный гигабитный сетевой контроллер может иметь встроенный аппаратный брандмауэр (Nvidia Firewall), модуль аппаратного ускорения обработки сетевых пакетов (Nvidia ActiveArmor), может поддерживаться установка и работа двух видеокарт одновременно (SLI). При этом nForce 4 по-прежнему является одночиповым, а стало быть, теоретически более дешевым и простым решением, нежели чипсеты конкурентов. Жаль только, что Nvidia так и не вернула в свои кристаллы модуль аппаратного ускорения обработки звука (SoundStorm), успешно применявшийся в nForce 2, равно как и отказалась от поддержки FireWire. Однако этого нет и у других компаний, так что укорять nForce 4 язык не поворачивается.

Об остальных игроках рынка чипсетов сказать столько же хорошего, к сожалению, нельзя. Компания VIA выпускает отличные «рабочие лошадки»: недорогие, проверенные, надежные. На фоне nForce3 150 в начале года они смотрелись прекрасно, да и сейчас подойдут практически для чего угодно — превосходный вариант, если нужно сэкономить несколько десятков долларов на «возможностях для энтузиастов». О чипсетах Silicon Integrated Systems в последнее время информации немного — начав с удачного SiS 755 (ничем не уступающего K8T800 и nForce 3 150 по функциональности, более дешевого и чуть более быстрого), 2005 год компания встречает с довольно слабым в техническом плане SiS 756. Впрочем, особых претензий к чипсетам SiS вроде бы нет, за счет хитрой технологии оптимизации запросов ввода-вывода (HyperStreaming) системы на этих чипсетах работают побыстрее своих «коллег» от VIA, Nvidia и ATI, цены на материнские платы еще либеральнее, чем у VIA, — словом, в качестве low-end SiS подходит прекрасно. Правда, в розничной московской продаже соответствующие платы встречаются довольно редко.

Особняком стоит новичок — ATI, с ее революционным Xpress 200. Это практически идеальное интегрированное решение для K8 — графическое ядро данного чипсета вполне способно заменить недорогую видеокарту. Да и остальные характеристики совсем не плохи: семиканальный звук AC’97, полная поддержка PCI Express, четыре порта SATA, отменный «запас прочности» для разгона системы. Если бы не сильный конкурент от Nvidia, решение ATI наверняка выбилось бы в лидеры. Однако сейчас nForce 4, за исключением интегрированного графического ядра, предлагает «все то же самое, только лучше». Имеет ли смысл в этих условиях приобретать ATI Xpress 200P без интегрированного графического ядра — вопрос открытый. А вот Xpress 200, несомненно, найдет своего покупателя: интегрированная графика и потенциально более низкая цена для многих окажутся важнее наворотов nForce 4.

Напоследок отметим один важный момент: от чипсета в данном случае не зависит тип используемой оперативной памяти! Он определяется исключительно процессорным разъемом и процессором, так что использовать сегодня совместно с процессорами AMD оперативную память стандарта DDR2 невозможно в принципе. Впрочем, старая DDR не только гораздо дешевле, но и работает с процессорами AMD заметно быстрее. Дело в том, что архитектура K8 не очень хорошо умеет использовать главное преимущество DDR2 — высокую пропускную способность памяти. А точнее говоря, высокая ПСП этой архитектуре просто необязательна. Зато интегрированный контроллер памяти процессоров AMD обладает чрезвычайно низкими задержками доступа в память: системы на основе Athlon 64 — одни из немногих, действительно сильно выигрывающих от использования «низколатентных» серий DDR. Память же DDR2 в плане задержек доступа гораздо медленнее старой доброй DDR, поэтому выгода от ее использования пока нулевая (если не сказать — отрицательная). Впрочем, AMD обещает ввести поддержку DDR2, как только такая покупка станет более оправданной, нежели приобретение обычной DDR (в трактовке компании это означает массовый выход модулей DDR2-667 и сокращение объемов производства старой DDR-400). Примерные сроки — начало 2006 года, в процессорах для пока несуществующего Socket M2.

Процессоры архитектуры K8

AMD выпускает столь широкий ассортимент процессоров семейства K8, что разобраться в них неспециалисту довольно трудно. Правда, от покупателя и не требуют глубоко вникать в технические подробности — чипы AMD уже давно маркируются неким «процессорным рейтингом», который показывает их примерную производительность на усредненном наборе тестов (Кстати, рейтинг у Sempron и Athlon 64 совершенно различный. Первый отсчитывается относительно Celeron D, второй — относительно Pentium 4). Однако для некоторых приложений предпочтительнее высокая пропускная способность памяти; другие весьма чувствительны к объему кэш-памяти; третьи предпочитают в первую очередь как можно большую тактовую частоту. Полный перечень процессоров AMD архитектуры K8 и их характеристик можно посмотреть в таблице 2. Светло-серым в ней отмечены процессоры, еще официально не анонсированные, но ожидаемые уже в первом квартале 2005 года (Поскольку процессоры еще не анонсированы, то указанные в таблице технические данные не являются официальными); зачеркнуты названия процессоров, выпуск которых прекращен (но купить их еще можно).

Чтобы подробнее разобраться с тем, какие процессоры для каких задач предпочтительнее, мы не стали устраивать большого и сложного тестирования, а просто собрали накопившиеся за прошлый год результаты плюс некоторые отсутствовашие у нас позиции дополнили по материалам сайта www.anandtech.com. И получили в итоге вот что: Athlon 64 однозначно опережает Pentium 4 в играх (даже старшие Prescott с трудом способны конкурировать с младшими Athlon 64), в программах, использующих старые или недостаточно оптимизированные компиляторы, во многих архиваторах (WinRAR) и в некоторых вычислительных приложениях (научных вычислениях в ScienceMark 2, рендеринге в RealStorm). В обычных офисных задачах и мультимедиа-тестах Athlon 64 и Pentium 4 примерно равны — в одних тестовых наборах выигрывает AMD, в других — Intel. В задачах видеокодирования (DivX) по-прежнему впереди Prescott. С другой стороны, если отойти от этого популярного кодека, то окажется, что в среднем в задачах кодирования конкуренты тоже сравнялись: скажем, альтернативный XviD или небезызвестный Canopus ProCoder предпочитают процессоры AMD, а, скажем, LAME и WMA работают на процессорах обеих компаний с примерно одинаковой скоростью. Правда, лишь до тех пор, пока на оцифровываемый материал не накладывается набор фильтров (ресайз, деинтерлейсинг etc) — все они, как правило, очень хорошо оптимизированы именно для Pentium 4, в связи с чем для профессионального видеомонтажа эти процессоры подходят лучше. К тому же Prescott отлично выступает во многих профессиональных приложениях (например, при рэйтрейсинге сцен в Cinema 4D). Вообще, Pentium 4 проигрывают в большинстве задач, где невозможно задействовать HyperThreading, но зато явно лидируют на хорошо оптимизированных для HT потоковых приложениях. «Младшенький» AMD Sempron 3100+ с тактовой частотой 1,8 ГГц , как и ожидалось, сильно уступает и Athlon 64 3200+, и Pentium 4 3,20 ГГц. Впрочем, он и не предназначен им в конкуренты. А в сравнении с Celeron D он выглядит отлично.

Интересно сравнить также прирост быстродействия от перехода процессора на двухканальный контроллер памяти. Как видно из диаграмм, смысл переплачивать по $50–200 за процессор с той же частотой, но в исполнении Socket 939 есть в WinRAR, Adobe Photoshop и некоторых играх. Во всех остальных случаях более дешевые Socket754-процессоры с большей тактовой частотой (в частности, Athlon 64 3400+) оказывались немного быстрее. Учитывая, что номинально процессоры с одинаковым рейтингом и стоят одинаково (за переход на следующую «ступеньку» рейтинга приходится выкладывать по $50, а то и по $200–250), с точки зрения критерия «цена/производительность» более старые процессоры с одноканальным контроллером памяти гораздо выгоднее.

Сложнее всего оценить прирост производительности от удвоенного объема кэш-памяти второго уровня: достать модели с мегабайтным кэшем в Москве оказалось трудно. Однако имеющихся результатов вполне достаточно, чтобы предположить, что в подавляющем большинстве случаев мегабайтный кэш слабо влияет на производительность — при прочих равных лучше предпочесть модели с меньшим кэшем, но большей тактовой частотой (или поддержкой двухканальности).