Архивы: по дате | по разделам | по авторам

Процессоры AMD K8 и чипсеты для них. Часть II.

АрхивПлатформа
автор : Сергей Озеров   22.02.2005

Во второй части материала подробно описываются наборы системной логики для чипов AMD K8, сравнивается производительность различных процессоров AMD и Intel, а также приводятся рекомендации по выбору процессора Athlon 64.

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.

Cool’n’Quiet


Мобильные процессоры довольно давно умеют автоматически сбавлять свою производительность и тепловыделение. Зачем впустую расходовать энергию на обогрев окружающей среды? Однако в мире «десктопов» возможности динамического управления производительностью процессора почему-то долгое время отсутствовали. Конечно, обычному процессору, как правило, не нужно экономить энергию (Хотя если компьютер работает круглые сутки или подключен к источнику бесперебойного питания, лишние 50 Вт энергопотребления тоже могут быть критичными), однако если процессорный кулер умеет автоматически регулировать обороты крыльчатки, с понижением тепловыделения CPU можно значительно уменьшить шум, издаваемый системным блоком. Заодно продлевается срок службы как кулера, так и процессора: чем меньше кристалл греется, тем дольше прослужит. Кстати, Pentium 4 использует своеобразный «аналог» энергосберегающей технологии в качестве защиты от перегрева: при превышении некоторой пороговой температуры эти процессоры начинают «сбавлять» производительность (throttling), пропуская такты. Впрочем, даже близким аналогом Cool’n’Quiet троттлинг, конечно, не назовешь.

С технической точки зрения Cool’n’Quiet устроена вполне традиционно — благо еще мобильные процессоры предыдущего поколения поддерживали энергосберегающую технологию PowerNow! и ее оставалось лишь адаптировать к обычным процессорам. Общеизвестно, что каждый процессор имеет свою основную «рабочую точку» (определенная тактовая частота, коэффициент умножения, напряжение питания), на которую он рассчитан. А у процессора с C’n’Q таких рабочих точек несколько, с меньшими частотами и напряжением питания. К примеру, Athlon 64 3800+ имеет пять таких точек (они называются Power States):

  • Max P-State: максимальный режим работы. Тактовая частота 2,40 ГГц; напряжение питания 1,50 В; максимальный ток, потребляемый в этом режиме (IDD Max), — 57,4 А; максимальное тепловыделение (TDP) — 89 Вт.
  • Intermediate P-State #1: тактовая частота 2,20 ГГц; напряжение питания 1,40 В; максимальный ток — 49,4 А; тепловыделение — 72 Вт.
  • Intermediate P-State #2: тактовая частота 2,00 ГГц; VID_VDD = 1,30 В; IDD Max = 38,5 А; тепловыделение — 53 Вт.
  • Intermediate P-State #3: тактовая частота 1,80 ГГц; VID_VDD = 1,20 В; IDD Max = 30,1 А; тепловыделение — 39 Вт.
  • Min P-State: режим минимальной производительности и тепловыделения. Тактовая частота — 1,00 ГГц; напряжение питания — 1,10 В; максимальный ток — 17,4 А; тепловыделение — 22 Вт.

    Пять точек — меньше, чем девять, на которые способна PowerNow! (вероятно, реализовать большее число состояний помешал интегрированный контроллер памяти), однако и их более чем достаточно для любых целей. Используя первые три вспомогательные точки, процессор способен снизить нагрев в два с лишним раза, потеряв при этом менее трети в производительности. Для сравнения: даже в самом слабом P-State #3 процессор не уступает полноценному Athlon 64 3000+, весьма мощному по современным меркам. А в режиме Min P-State, работая на «скромной» частоте 1 ГГц, процессор обладает поистине мобильными характеристиками энергопотребления: 22 Вт — это даже меньше, чем у Pentium M Banias (TDP которого равен 25 Вт). Вместе с тем Athlon 64 с 512 Кб кэша L2, интегрированным контроллером памяти DDR 400 и тактовой частотой 1 ГГц гораздо быстрее, нежели превосходный процессор трехлетней давности Pentium III 1000EB и даже, пожалуй, быстрее серверного Pentium IIIS 1,13 ГГц. Для подавляющего большинства задач этой производительности хватает за глаза. Остается добавить, что смена режимов работы происходит автоматически, в зависимости от загрузки, причем процессор успевает переключаться между режимами несколько раз в секунду.

    Cool’n’Quiet поддерживают все процессоры AMD Athlon 64; Athlon 64 FX для Socket 939 и Sempron для Socket 754. Однако Opteron (и Athlon 64 FX для Socket 940) C’n’Q не поддерживают, а выпускающиеся сегодня Sempron имеют всего две рабочие точки — основную и минимальную. Помимо этого требуется поддержка технологии BIOS материнской платы и специальный драйвер, который и будет переключать P-States в зависимости от нагрузки, ложащейся на CPU. Драйверы для Windows XP/2000/ME можно скачать с официального сайта AMD; в Linux поддержка Cool’n’Quiet реализована в модуле ядра powernow-k8, включенного (CONFIG_X86_POWERNOW_K8) еще в Linux Kernel 2.4.x (не говоря уже о ветке 2.6.x).
     

  • 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). 

    Внимание! Система на Athlon 64


    1) В среднем Athlon 64 в исполнении для Socket 754 стоят меньше, а работают быстрее своих S939-аналогов. Поэтому если у вас нет $400 на покупку процессора, если вы не фанат технического прогресса и заменять процессор в ближайшие два года не собираетесь, то покупка Socket939-процессора едва ли целесообразна

    2) Если только компьютер не собирается по принципу минимально возможной стоимости, то имейте в виду, что младшие Athlon 64 предпочтительнее даже старших Sempron. Хотя бы ввиду поддержки технологии AMD64.

    3) Все чипсеты для платформы K8 имеют очень близкую производительность. Если вы не заядлый геймер, обратите внимание на отличный интегрированный чипсет ATI Xpress 200 — его интегрированное графическое ядро позволит вам сэкономить $50–80 на видеокарте аналогичной производительности. Если вы все же хотите поставить внешнюю видеокарту, то лучший чипсет для K8 на текущий момент — nVidia nForce 4. Если хочется сэкономить и взять плату с PCI Express, но подешевле, — неплохим вариантом станет ATI Xpress 200P или VIA K8T890. Если у вас уже есть хорошая AGP-видеокарта, которую хочется сохранить, то отличным выбором станет VIA K8T800/Pro или nVidia nForce 3 250. Наконец, прекрасную современную и недорогую офисную систему можно собрать на VIA K8M800 или SiS 760.

    4) Контроллер памяти процессоров архитектуры K8, особенно в исполнении Socket 754 и на старых ревизиях и материнских платах, достаточно придирчив к оперативной памяти, поэтому экономить на ней десяток долларов и брать модули сомнительного происхождения не рекомендуется. Athlon 64 прекрасно раскрывает потенциал «низколатентных» модулей памяти со сниженными таймингами.

    5) Поддержку Cool’n’Quiet заявляют все производители материнских плат, однако нормально поддерживающие ее BIOS почему-то встречаются нечасто. Так что перед покупкой имеет смысл выяснить в форуме, нет ли каких проблем с этой технологией у облюбованной вами материнской платы (или скачать с сайта производителя свежую прошивку). Кроме того, Cool’n’Quiet довольно плохо сочетается с разгоном.

    6) Все выпускаемые Athlon 64/Sempron (754) допускают понижение множителя по сравнению с номинальным. То есть любой старший процессор может быть превращен в более холодный младший. Процессоры Athlon 64 FX вообще не имеют никаких ограничений на множитель.

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