Архивы: по дате | по разделам | по авторам

Платы для Athlon 64. Часть 4. Секрет режима Turbo платы ASUS K8V Deluxe

АрхивПлатформа
автор : Алекс Карабуто   16.01.2004

ASUSTeK придумала еще один способ повышать производительность материнских плат — только для Athlon 64.

См. остальные части нашего обзора:
Часть 1: ECS KV1 Deluxe (Photon Series) и Soltek SL-K8AV2-RL — хорошие недорогие решения.
Часть 2: ASUS K8V Deluxe (WireLess Edition) и Gigabyte K8VNXP — платы высшего ранга.
Часть 3: Плата MSI K8T Neo на чипсете VIA K8T800: динамический оверклокинг Athlon 64.
Часть 5: Чипсет SiS755 и плата ECS 755-A — low-end-вариант платформы AMD64.
Часть 6: Чипсет NVIDIA nForce3 150 и плата Chaintech ZNF3-150.

При обзоре платы ASUS K8V Deluxe (см. www.terralab.ru/system/31495) и исследовании ее быстродействия по сравнению с платами конкурентов мы первоначально ограничились лишь штатным (стандартным, Standard) режимом ее работы при частоте процессора 2,0 ГГц и тактовой частоте памяти 200 МГц. Однако у этой платы есть и другие, продвинутые высокоскоростные режимы работы, которые способны заметно повысить и без того приличную производительность платы. О них мы и поговорим в этой статье.

Наиболее интересным и необычным с точки зрения подхода является режим Turbo, который задается в соответствующем пункте меню BIOS Setup платы (см. фото).

Настройки пункта Performance Mode в
меню BIOS Setup платы ASUS K8V Deluxe.

Там же присутствует и режим Auto, который, судя по моим экспериментам с процессорами AMD Athlon 64 3200+ и 3400+ (BIOS K8V Deluxe версии 1004), на практике ничем не отличался от режима Turbo, поэтому далее мы под обеими этими модами будем подразумевать режим Turbo.

 

Особенности режима Standard

Чтобы понять, как работает режим Turbo, вернемся немного назад (к режиму Standard, задействованному в статье www.terralab.ru/system/31495) и выясним, что же все-таки представляет из себя штатный режим работы платы, под которым мы будем иметь ввиду именно режим Standard пункта Performance Mode (а не режим Auto, который устанавливается в настройках BIOS этой платы по умолчанию — Load Setup Defaults).

Дело в том, что в режиме Standard работы платы ASUS K8V Deluxe некоторые информационные утилиты рапортуют о весьма странных значениях частоты системной шины и шины памяти. Например, при установке пунктов BIOS Setup по умолчанию, то есть CPU FSB Frequency = 200 МГц (такая же тактовая частота и у системной памяти DDR400) и CPU Speed = 2000 МГц (или Auto) для процессора Athlon 64 3200+ (см. фото выше и ниже)

Стандартные установки частоты процессора и памяти (базовая частота 200 МГц).

утилита AIDA32 версии 3.88 (и предыдущих) показывает частоту шины процессора и памяти в 222 МГц, а программа CPU-Z версии 1.20а говорит о частоте шины процессора и памяти 212 МГц (а не 200 МГц), см. скриншоты.

Заметим, что штатный множитель у процессора Athlon 64 3200+ равен 10, а не 9 или 9,5, как сообщают эти две программы.

И лишь программа Sisoftware Sanrda 2004 сообщает нам правильные значения частот шины и памяти:

Только Sanrda 2004 сообщает правильные значения
частот шины и памяти для платы ASUS K8V Deluxe.

Причем убедиться в том, что тактовая частота памяти (и соответственно FSB для процессора) в этом случае действительно равна 200 МГц (а не 212 или 222 МГц) очень просто: достаточно лишь взглянуть на скорость работы такой системы с памятью (полоса пропускания, скорость чтения и записи, латентность), которая с хорошей степенью точности совпадает со скоростью работы Athlon 64 с памятью на других подобных платах (для которых не наблюдается такой неразберихи с информационными утилитами) — см., например, таблицы результатов тестов в статье на www.terralab.ru/system/31495 или предыдущий скриншот «Сандры». Полоса пропускания и скорость чтения памяти DDR400 на Athlon 64 при хороших таймингах работы равна примерно 3100 Мбайт/с, а латентность с процессором 3200+ равна около 90 тактов CPU при минимальных значениях таймингов памяти.

Чехарда с этой информацией по утилитам продолжается и для процессора Athlon 64 3400+, где, например, CPU-Z сообщает о шине 211 МГц и множителе 10,5 (вместо 11), а AIDA32 информирует о 222 МГц и множителе 10, см. скриншоты.

И лишь Sandra 2004 и реальное измерение скорости работы памяти свидетельствуют о соблюдении частоты 200 МГц (плюс-минус процент):

Скорость чтения памяти на плат ASUS K8V Deluxe
при установке Performance Mode=Standard и
минимальных таймингах (по программе AIDA32).

Заметим, что исходя из точного значения частоты CPU (2014,2 МГц для модели 3200+ и 2215,5 для модели 3400+, см. выше) с очевидностью (используя делители 10 и 11 соответственно) вытекает единая тактовая частота шины на плате ASUS K8V Deluxe в режиме Standard — 201,4 МГц, что лишний раз подтверждает наши соображения.

Итак, с неразберихой дефолтных частот на ASUS K8V мы разобрались, однако это еще не все сюрпризы режима Standard. Дело в том, что если мы, находясь в режиме Standard, начнем разгонять плату K8V по частоте шины памяти и FSB,

то окажется, что обе утилиты (CPU-Z и AIDA32) начнут показывать частоту шины правильно и коэффициент умножения процессора в этих программах стане равным 10, как и положено (для этого ПК придется не просто перезагрузить, а выключить и включить снова). Однако, если мы вернемся к базовой настройке 200 МГц, то вся вышеописанная чехарда повторится… Будем надеяться, что это просто баг BIOS и его скоро исправят.

Нам же интересно другое — этот баг явился, видимо, следствием реализации нестандартного режима Turbo в этой плате. Дело в том, что процессоры Athlon 64 исходно имеют разблокированный коэффициент умножения (видимо, лишь вниз, но не вверх), то есть при соответствующей поддержке со стороны материнской платы пользователь может сам менять умножение у процессора (напомню, что ранее встречались лишь редкие партии процессоров AMD Athlon XP с разблокированным умножением). В частности, такая поддержка (возможность менять множитель процессора) реализована в последних версиях BIOS плат ASUS SK8N и SK8V. Есть такой пункт и в BIOS Setup платы ASUS K8V Deluxe (см. фото в начале статьи), однако на поверку в текущих версиях он оказался неработоспособным.

 

Режим Turbo

Тем не менее, плата все же способна заставить процессор Athlon 64 работать с другим множителем. И это как раз происходит, когда мы активируем режим Performance Mode = Turbo (или Auto). Скажем сразу — для корректной работы режима Turbo необходимо, чтобы значение пункта CPU Speed строго соответствовало значению по умолчанию, то есть 200 МГц (см. фото).

При любой другой частоте FSB (201 МГц и выше) режим Turbo (и Auto) не работает так, как нужно и фактически соответствует профилю работы режима Standard, даже если при этом в BIOS Setup выставлено Turbo. Ранее подобный подход (автоблокировку турбо-режимов при повышении частоты в BIOS Setup) мы могли наблюдать в платах ASUS на чипсетах Intel 875/865/848 (см., например, статью на www.terralab.ru/system/29820).

Итак, при старте платы ASUS K8V Deluxe в режиме Turbo (Auto) мы наблюдаем следующее: множитель процессора понижается на единицу (с Athlon 64 3200+ — c 10 до 9, а с 3400+ — c 11 до 10), а тактовая частота FSB и памяти пропорционально повышается, чтобы обеспечить частоту ядра процессора, примерно равную его паспортной частоте (2 или 2,2 ГГц). Например, для Athlon 64 3200+ это выглядит так:

Информация о частотах работы процессора и памяти в режимах
Performance Mode = Turbo или Auto для платы ASUS K8V Deluxe
по программам CPU-Z 1.20a (вверху), AIDA32 v3.88 (средняя) и Sandra 2004 (нижняя).

Причем тут уже все три информационные утилиты единодушны — множитель равен 9, а частота шин FSB и DRAM — 228 МГц. Частота процессора при этом равна 2052 МГц. Правильность определения частоты работы памяти (228 МГц) подтверждается непосредственными изменениями скорости памяти (см. скриншот Sandra 2004 выше и таблицу 1 ниже).

Таким образом, режим Turbo в плате ASUS K8V Deluxe реализует новый нестандартный подход: повышение частоты работы шин FSB и памяти без повышения частоты самого ядра процессора (ну почти без повышения) — за счет пропорционального уменьшения множителя процессора. Видимо, такой подход на регулярной основе возможен только для процессоров AMD Athlon 64, где множитель исходно разблокирован.
 

Примечание

Отмечу, что в процессе моих экспериментов с ASUS K8V Deluxe при повышении частоты (разгоне) плата иногда вела себя весьма странно — запускалась с множителем процессора, равным 9,0 — то есть таким же, как для моды Turbo, хотя в BIOS Setup был указал дефолтный множитель 10 (при этом пункт Perf. Mode мог принимать любое из трех значений), см. скриншоты.

Нерегулярный запуск платы ASUS K8V с множителем 9,0 при разгоне по шине.

Причем, истинность работы на повышенной частоте шины памяти и таким множителем процессора подтверждалась непосредственными измерениями скорости памяти, которая повышалась пропорционально частоте памяти, см. скриншоты программы AIDA32.

Скорость чтения и записи памяти при старте процессора
на частоте 2126 МГц с множителем 9 на шине памяти 236 МГц по программе AIDA32.

К сожалению, подобное наблюдение не было регулярным (гораздо чаще плата стартовала при «нормальных» значениях), поэтому отнесем его к разряду багов текущей версии BIOS, хотя этот баг еще раз свидетельствует в пользу того, что плата ASUS K8V в принципе способна изменять множитель процессоров Athlon 64.

Однако тут следует отметить еще одну важную вещь. Дело в том, что для работы в режиме Turbo используемые модули памяти должны быть способны стабильно работать на повышенной частоте 228 МГц (это неофициальный стандарт PC3700 или DDR456). Именно с этим связан тот факт, что плата ASUS K8V Deluxe может стартовать и работать стабильно в режимах Turbo и Auto далеко не во всех случаях.

В частности, в своих экспериментах мне приходилось специально (и заранее) «загрублять» (тщательно проверяя стабильность) тайминги работы весьма качественных и высокоскоростных модулей памяти, без проблем работающих на 400 МГц по 2-2-2-5 (использовалась пара 512-мегабайтных модулей PC3500 серии Platinum LE от компании OCZ, за них мы благодарим компанию «Патриарх» www.memory.ru), чтобы эта плата смогла стартовать в режимах Turbo и Auto. Причем, в первую очередь пришлось пожертвовать одним из самых важных таймингов — CAS Latency — увеличив его с 2,0 до 2,5 тактов. Попутно потребовалось также увеличить (с 5 до 6) значение tRAS, тогда как два других базовых тайминга оказалось возможным оставить двойками (см. скриншот CPU-Z ниже и Sandra 2004 чуть выше).

Тайминги памяти, потребовавшиеся для стабильной работы
памяти в режиме Turbo платы ASUS K8V — на тактовой
частоте 228 МГц (на частоте 200 МГц эти тайминги
были равны 2-2-5-7-16). По программе CPU-Z 1.20a.

Кроме того, пришлось увеличить и другие (менее «популярные») тайминги: tRC — с 7 до 8, tRFC с 10 до 12, tRWT с 1 до 2 тактов частоты шины (см. фото).

Тайминги памяти, потребовавшиеся для стабильной
работы памяти в режиме Turbo платы ASUS K8V — на
тактовой частоте 228 МГц. По меню в BIOS Setup.

Для данных модулей эти настройки оказались минимально возможными, чтобы плата ASUS и процессор Athlon 64 3200+ работали стабильно в режимах Turbo и Auto, хотя с другими модулями памяти значения могут быть другими (чаще — заметно худшими). Так что если вы планируете использовать режим Turbo на плате ASUS K8V Deluxe, следует в первую очередь побеспокоиться о высококачественной и высокоскоростной памяти.

Что же дает нам на самом деле использование режима Turbo на этой плате, кроме геморроя с настройками и чтения этой подзатянувшейся статьи?

А дает, ни много ни мало, — весьма неплохой прирост быстродействия. Это мы сейчас и выясним в тестах на примере платы ревизии 1.12 с BIOS версии 1004.

 

Быстродействие

Испытания производительности проводились под MS Windows XP Professional SP1 при помощи процессоров AMD Athlon 64 3200+ и 3400+ с частотой 2,0 ГГц и 2,2 ГГц соответственно. Среди других компонентов — видеоускоритель GeForce FX 5900 Ultra (референс NVIDIA) с драйверами версии 52.16 и винчестер Samsung SP1614N (буфер 8 Мбайт и 80-гигабайтные пластины). В качестве системной памяти использовалась пара 512-мегабайтных модулей PC3500 серии Platinum LE от компании OCZ (плата без проблем работала одновременно с двумя модулями в соседних слотах DIMM 1 и 2). При этом память работала по таймингам 2-2-2-5 для тактовой часототы 200 МГц (как DDR400) и 2.5-2-2-6 для режима Turbo (то есть как DDR456). Более детально значение таймингов памяти для каждого случая показаны на соответствующих фото выше, а также в статьях про соответствующие платы, взятые тут для сравнения (см. три предыдущие части нашего обзора плат для Athlon 64).

Результаты наиболее наглядных тестов скорости памяти и общей производительности платформ в различных приложениях приведены в таблице 1. В последней строчке таблицы и на диаграмме под ней дан суммарный рейтинг быстродействия плат, вычисленный как геометрическое среднее от результатов всех проведенных нами бенчмарков и приведенный к 100%.

Таблица 1. Результаты тестов быстродействия в различных режимах и приложениях
(Режим Turbo на плате ASUS K8V Deluxe дан красным цветом)

Параметр, тест

Athlon 64 3400+ ASUS K8V PM=Standard

Athlon 64 3200+ ASUS K8V PM=Turbo

Athlon 64 3200+ ASUS K8V PM=Standard

Athlon 64 3200+ MSI K8T, DOT=General

Athlon 64 3200+ MSI K8T, DOT=Sergeant

Athlon 64 3400+ ECS KV1 Deluxe

Athlon 64 3200+ ECS KV1 Deluxe

Тактовая частота процессора на плате, МГц

2215,5

2052

2014,3

2200,2

2060,1

2199,9

2000

Тактовая частота работы памяти, МГц (по CPU-Z 1.20)

201,4

228

201,4

220

206

200

200

AIDA32 3.88, Memory Read Speed, Мбайт/с

3112

3502

3112

3263

3025

3052

3042

AIDA32 3.88, Memory Write Speed, Мбайт/с

1343

1481

1336

1395

1304

1257

1253

Sanrda 2004 Pro, Memory Bandwidth, Мбайт/с

3090

3500

3093

3028

3033

3030

3030

ScienceMark 2.0, Memory Bandwidth, Мбайт/с

3015

3403

3010

2963

2968

2948

2948

ScienceMark 2.0, Memory Latency, циклов CPU

97

89

89

92

90

102

93

CPU-Z 1.20a, Memory Latency, циклов CPU

98

90

90

93

91

103

94

ScienceMark 2.0, Primordia (Ar), с

24,59

26,12

26,83

27,08

26,99

25,08

27,24

CPUmark 99, index

281

260

256

279

261

279

254

MPEG2 to MPEG4 encoding (DivX 5.11), c

176

183

190

154

164

160

174

Архивирование WinRAR 3.30 beta 3, с

142

146,6

151,5

164

174

150

159

3Dmark03 (b330), Graphic score

6241

6177

6135

6236

6117

6194

6097

3Dmark03 (b330), CPU score

920

898

866

978

892

941

882

3Dmark2001SE, score

19585

19241

18839

19867

19150

19324

18593

Unreal Tournament 2003 Demo, dm-anubis, fps

146,26

140,03

136,02

144,81

136,87

140,8

131,68

Unreal Tournament 2003 Demo, dm-asbestos, fps

119,99

114,61

111,42

118,94

109,61

115,69

107,92

Vulpine GLMark 1.1p, 1024x768x32 bit, fps

174,2

174,6

169,9

177,5

169,2

171,3

165,1

Quake III Arena, demo Quaver, 1024x768x32 bit, fps

386,2

374,4

361,9

388,7

366,1

375,8

353,9

CineBench 2003, Shading (OGL Hardware), CB-GFX

3233

3184

3144

3247

3166

3213

3115

CineBench 2003, Shading (OGL Software), CB-GFX

1769

1653

1619

1767

1655

1743

1600

CineBench 2003, Shading (CINEMA 4D), CB-GFX

324

310

301

327

306

306

281

CineBench 2003, Rendering, CB-CPU

312

289

283

310

290

309

281

SPEC viewperf v7.1, drv-09, index

68,52

74,32

69,11

71,11

66,95

64,35

64,61

SPEC viewperf v7.1, dx-08, index

85,46

84,02

80,24

86,59

81,37

84,36

80,38

SPEC viewperf v7.1, light-06, index

17,34

16,58

16,04

17,36

16,35

16,94

15,75

SPEC viewperf v7.1, proe-02, index

16,48

16,88

16,1

16,76

15,76

15,81

15,46

X2 The Threat Demo, fps

139,96

136,51

134,75

133,47

132,33

104,59

101,28

Gun Metal Benchmark, Benchmark 2, fps

40,48

40,39

40,25

40,62

40,41

40,4

40,15

RealStorm Benchmark 2004, index

3344

3162

3081

3028

3027

3271

3019

Aquamark 3, Triscore

43,01

43,11

42,82

42,93

42,89

42,66

42,45

Усредненная производительность, %

107,62

105,56

102,91

108

103,21

104,54

100

Прежде всего, взглянем на скорость работы с памятью при режиме Turbo (верх таблицы 1). Полоса пропускания, скорости чтения и записи памяти в такой (разогнанной по шине без разгона процессора) системе заметно возрастают. Прирост составляет от 11 до 13% (это соответствует приросту частоты). Вместе с тем, латентность памяти фактически не улучшилась (хотя при повышении частоты шины на это надеешься в первую очередь) — это связано с тем, что на частоте 228 МГц пришлось ухудшить некоторые критичные тайминги работы памяти. Что ж, увеличения только потоковой скорости памяти должно хватить, чтобы «дать прикурить» конкурентам, среди которых, в первую очередь — платы Gigabyte GA-K8VNXP и MSI K8T Neo со своим динамическим разгоном (см. www.terralab.ru/system/29545).

Усредненная производительность систем по 25 тестам.

В среднем, плата ASUS K8V Deluxe в режиме Turbo прибавила более 2,5% быстродействия и уверенно обошла не только Gigabyte GA-K8VNXP, но даже MSI K8T Neo в режиме разгона DOT=Sergeant (хотя до 10-процентного «Генерала» все же не дотянулась). Вместе с тем, в турбо-режиме плата ASUS умудряется даже обгонять некоторые платы конкурентов с процессором на одну ступень старше (например, ESC KV1 Deluxe). А в четырех тестах «турбированный» на асусе Athlon 64 3200+ смог обойти нетурбированный Athlon 64 3400+ на этой же плате (тесты Aquamark 3, Vulpine GLmark и SPEC viewperf v7.1 drv-09 и proe-02)! Очень неплохо. Но если вы планируете использовать режим Turbo на плате ASUS K8V Deluxe, то следует в первую очередь озаботиться добычей высококачественной и высокоскоростной памяти.

Пользуясь этими данными, мы можем также оценить эффективность возможного перехода (в будущем) процессоров Athlon 64 на более высокоскоростную память, например, DDR500, о которой сейчас много говорят. Действительно, резерв роста частоты ядра у процессоров Athlon 64 при использовании техпроцесса 0,13 мкм уже почти исчерпан — в лучшем случае, мы увидим эксклюзивные модели с частотой 2,6 ГГц и массовые — с частотой 2,4 ГГц. А поскольку ожидать нового ядра San Diego на 90-нанометровом техпроцессе придется, видимо, достаточно долго (в конце этого года?), то едва ли единственным путем наращивания производительности текущего ядра Athlon 64 остается повышение частоты работы с памятью. Допустим, новым стандартом высокопроизводительных систем станет 500 или 533 МГц (вместо нынешних 400 МГц). Благо, модули DDR500 и DDR533 уже начали выпускаться рядом производителей, а Athlon 64, судя по всему, вполне способен работать на такой частоте шины. Итак, повышение частоты памяти на 13% (точнее — с 400 до 456 МГц) дало нам в лучшем случае 2,6% среднего прироста производительности (безусловно, в отдельных приложениях этот прирост может быть куда выше — до 4-7% в избранных задачах типа теста SPEC viewperf 7.1 и некоторых игр). Это означает, что для DDR500 мы получим примерно 5% среднего прироста быстродействия (и до 10% в отдельных задачах). По-моему — очень неплохо, учитывая, что двухмегабайтный кэш L3 у Pentium 4 Extreme Edition дает примерно столько же. Итак, у AMD есть в запасе почти бесплатный путь «вдуть», наконец, экстремальным пням и обеспечить себе безоговорочное лидерство в пресс-обзорах высокопроизводительных ПК и рабочих станций начального уровня. Воспользуется ли корпорация этим вовремя? Ведь Prescott уже на походе и он может преподнести немало сюрпризов.

Предлагаем обсудить этот материал в нашем форуме

© ООО "Компьютерра-Онлайн", 1997-2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на "Компьютерру" обязательна.