AMD Athlon XP 2200+

AMD Athlon XP 2200+

Когда фирма AMD объявила о том, что ее новые процессоры K7 будут работать на собственной лицензированной шине EV6 и не будут совместимы с процессорами Intel, никто не поверил, что этот рискованный шаг может принести успех. Тем не менее, AMD удалось отвоевать почти четверть рынка микропроцессоров для ПК благодаря тому, что ее новые процессоры Athlon оказались более быстрыми и менее дорогими, чем их аналоги производства Intel. Успеху процессоров AMD способствовало и то, что, сменяя одно поколение за другим, они не теряли обратной совместимости друг с другом. Только один раз за все свое существование Athlon перешли от разъема Slot-A к Socket-A, в то время как процессоры Pentium III дважды теряли совместимость с материнскими платами, а Pentium 4 в течение первого года существования перешел на новый сокет.

Тем не менее, к началу 2002 года развитие линейки Athlon временно остановилось. Возможности текущего ядра, Palomino, были исчерпаны, так как технологический процесс 0.18 мкм не давал возможности и дальше наращивать тактовую частоту. Новое ядро Thoroughbred должно было исправить ситуацию, так как оно должно было преодолеть барьер в 1.76 ГГц. Информация о нем появилась еще в 2001 году, вовсю демонстрировались рабочие образцы, но в широкую продажу новые процессоры так и не поступали. AMD работала над подготовкой к производству следующего семейства процессоров — K8/Hammer, и потому мало уделяла внимания процессорам предыдущего поколения. Но Thoroughbred, хоть и с серьезным опозданием, но появился в прайсах компьютерных фирм. Эта статья посвящена рассмотрению особенностей нового процессора и сравнению его с ближайшим конкурентом — процессором Pentium 4.

Ядро Thoroughbred: теория
Как ни странно, функционально ядро Model 8, носящее кодовое название Thoroughbred (TBred), ничем не отличается от предшественника, Palomino. Та же архитектура, те же блоки и узлы, тот же кэш первого уровня объемом 128 Кб и второго уровня объемом 256 Кб. В наличии блок предвыборки данных, встроенный термодиод; частота шины составляет 133 (266) МГц. Изменилась только технология производства. Впервые AMD применила технологический процесс с нормами 0.13 мкм. Благодаря ему удалось уменьшить размер кристалла, повысить доступные тактовые частоты, снизить напряжение (до 1.6 В) и потребляемую мощность. Площадь ядра TBred в полтора раза меньше, чем площадь ядра Palomino — 80 мм2, а потребляемая мощность процессора с частотой 1.8 ГГц не превышает мощности Palomino с частотой 1.6 ГГц.
Корпус процессора по-прежнему выполняется из органики и красится в коричневый цвет. Однако конструкция процессора была изменена. Так, конденсаторы были снова вынесены на верхнюю поверхность корпуса, размер контактной площадки уменьшился, и она снова стала прямоугольной, с нее была убрана маркировка. Отличить TBred от Palomino можно с первого взгляда.
Первоначально AMD анонсировала только один процессор на новом ядре — Athlon XP 2200+, реальная тактовая частота которого составляет 1.8 ГГц. А также было обещано, что две предыдущие модели, XP 2000+ и XP 2100+, со временем будут переведены на новое ядро.
Однако первая версия TBred оказалась неудачной — потребление было выше запланированного, наращивание частот выше 2 ГГц было невозможным, и уже после начала поставок процессоров AMD выпустила новое, переделанное ядро, никак не отразив это в названии процессора.
Чуть позже, осенью 2002 года, были объявлены еще два процессора — 2400+ и 2600+, у которых изменилась формула расчета рейтинга. Так, 2400+ соответствует частоте 2 ГГц (множитель — 15х), а 2600+ — 2.13 ГГц (множитель 16х). Тем не менее, на конец осени 2002 года в продаже имеются только процессоры Athlon XP 2200+, причем на первой версии ядра. AMD не справляется с поставками новых процессоров, отдавая все своим партнерам, собирающим компьютеры.

Практические вопросы: совместимость с платами, разгон, кулеры
Как утверждает AMD, новые процессоры TBred не изменили количество и назначение контактов, поэтому они должны быть совместимы с любыми существующими платами с разъемом Socket-A, кроме тех, которые не поддерживают шину 133 МГц. На самом деле не обошлось без казусов, причем это не связано напрямую с новым ядром. Проблема заключается в задании тактовой частоты, а точнее, внутреннего множителя процессора. Как известно, все прежние версии Athlon использовали четыре контакта для задания множителя, что давало 16 комбинаций — от 5х до 12.5х. Процессор Athlon XP 2200+ имеет множитель 13.5х, который не предусмотрен дизайном и BIOS многих материнских плат. На некоторых из них новый процессор вообще не сможет запуститься; на других нельзя будет изменить его множитель.
Интересно, что разблокировать множитель у TBred гораздо проще, чем у предшественников. Достаточно соединить два последних контакта мостика L3. Проблема только в том, что между контактами есть ямка. Я успешно справился с ней в первый раз, использовав простой карандаш (см. фото), однако после неаккуратного удаления искусственного мостика уже не смог повторить фокус.
Другой, альтернативный способ — соединить не мостики, а ножки процессора тонкой проволокой. Это надежнее, и процессор портить не придется. Однако на многих современных платах разблокирование процессора приведет к тому, что множители выше 12.5х будут недоступны, и процессор придется разгонять исключительно шиной.

Кстати, первая версия TBred, маркированная как AIRGA, практически не пригодна к разгону. Даже при максимальном увеличении напряжения процессор не хочет работать на частоте выше 2 ГГц. Например, мой экземпляр работал стабильно только на 1.89 ГГц. Поэтому заядлые оверклокеры должны дожидаться нового, второго степпинга ядра.
О кулерах. Новый процессор, как утверждают разработчики, не так подвержен сколам, как прежние. Но осторожность все равно не помешает. Еще одна проблема связана с уменьшением размеров контактной площадки. Контакт с подошвой радиатора должен быть более надежным, чем прежде. К сожалению, половина протестированных кулеров неправильно распределяла нагрузку с помощью прижимной клипсы, что хорошо заметно по неравномерному отпечатку пасты на процессоре. Советую после установки кулера сразу же его снять и проверить, настолько хорошо отпечатался на нем прямоугольник процессора.

Поскольку новый процессор выделяет тепла не больше, чем предыдущие, использовать какие-то "сверхнавороченные" ревущие кулеры нет необходимости. Любой приличный кулер дороже $7, даже не с медной подошвой и без двух вентиляторов, справляется с охлаждением Athlon XP 2200+ как минимум на "4". Однако использовать "безродные" поделки, к плохо обработанной подошвой и термоинтерфейсом, похожим на жвачку, крайне не рекомендуется. Слишком усердствовать с термопастой тоже не стоит — достаточно одной маленькой капли, максимально тонким слоем размазанной по поверхности контактной площадки.
Не забывайте также о том, что новый процессор работоспособен при температуре 85, а не 90 градусов. Подавляющее большинство нынешних плат, выпущенных до осени 2002 года, не умеет использовать встроенный термодиод. Датчик под процессором, даже контактный, ошибается на 10-20 градусов и реагирует на изменение температуры процессора с задержкой. Кроме того, Athlon XP в общем случае не может отключаться на небольшие промежутки времени во время простоя, и потому больше нагревается. А еще он, в отличие от Pentium 4, не умеет кратковременно снижать частоту при перегреве. Никаких принципиальных улучшений в плане надежности не было сделано, поэтому к выбору кулера и организации вентиляции корпуса нужно подойти максимально серьезно.

Тестирование
Сравнение процессоров AMD и Intel я буду проводить с использованием как синтетических, так и реальных тестов. Всего было собрано три тестовых платформы:
AMD Athlon XP 2200+, Epox 8K5A2 (VIA KT333), память PC2700 Samsung (частота — 166 МГц, тайминги 2-2-2);
Pentium 4 2.20, Soltek 85MR2 (i845G), память PC2700 Samsung (частота — 133 МГц, тайминги 1.5-2-2);
Pentium 4 2.40B, Chaintech 9BJF (i845G), память PC2700 Samsung (частота — 166 МГц, тайминги 2-2-2).
В сравнении будут участвовать процессоры как с частотой, равной рейтингу Athlon XP, так и с более высокой частотой и шиной 533 МГц. Чипсет i845G выбран как наиболее популярный и распространенный, а также обладающий хорошей производительностью. Во всех случаях использовалась одна и та же видеокарта GeForce4 Ti4200, один и тот же винчестер Quantum Fireball Plus AS. Операционка Windows XP, драйверы не менялись.
Начнем с синтетических тестов памяти. В тесте Sandra CPU Bench, измеряющем количество целочисленных операций, выполняемых процессором в секунду, Athlon XP обходит оба Pentium 4, несмотря на то, что по тактовой частоте отстает на треть. Однако при измерении производительности блока FPU вперед выходят оба процессора Intel за счет применения инструкций SSE2. Обычные x87-инструкции процессор AMD обрабатывает намного быстрее.

Мы видим, что свои мегагерцы процессор Pentium 4 использует не так эффективно, как Athlon XP. Это связано с особенностями его архитектуры — более длинным конвейером и меньшим кэшем первого уровня. В старых тестах, вроде CPUMark'99, Athlon однозначно превосходит Pentium 4 с более высокой тактовой частотой. Однако при наличии оптимизации, прежде всего поддержки SIMD-инструкций, програм-
мное обеспечение может использовать преимущество более высокой тактовой частоты процессора Intel.
Тест CPU Rightmark моделирует в реальном времени поведение системы многих тел в среде, обладающей вязкостью. Он состоит из трех вычислительных блоков. Блок решения системы дифференциальных уравнений, поддерживающий инструкции SSE2, на Pentium 4 работает заметно быстрее, но только если включена эта поддержка. Блок предварительного расчета координат, использующий только набор команд x87 и написанный на языке высокого уровня, напротив, быстрее выполняется на процессоре AMD — по понятным причинам. Блок отображения результатов работал примерно одинаково на всех процессорах, поскольку он оптимизирован под инструкции SSE, которые "понимают" и Athlon XP, и Pentium 4.
Тест PCMark2002 содержит несколько различных алгоритмов обработки данных. Раскодирование jpeg-файлов с помощью стандартной библиотеки версии 6b Athlon XP 1.8 ГГц выполняет с той же скоростью, что и Pentium 4 2.4 ГГц. Сжатие zip-архивов стандартным методом LZ77 выполняется аналогично, а вот по скорости декомпрессии Athlon XP уступил старшему Pentium 4. Поиск строки текста распространенным методом Бойера-Мура намного быстрее выполняют процессоры Intel. Сжатие звука кодеком Ogg-Vobis все процессоры выполняют одинаково; сжатие видео в формат MPEG4 с использованием кодера Windows Media Encoder 7.1 опять быстрее выполняют Pentium 4. Однако при выполнении 3D-моделирования объектов с использованием оптимизированных алгоритмов движка MAX-FX (игра Max Payne) быстрее опять оказался процессор Athlon XP.
Идем дальше. Рассмотрим офисные приложения, скорость которых измеряют тесты Winstone2001 и SYSmark2002. В первом из них система на базе Athlon XP почти не уступила системе на базе Pentium 4 2.4 ГГц (менее 1%), но во втором не смогла обойти систему на базе Pentium 4 2.2 ГГц. Более "тяжелые" приложения, предназначенные для создания и обработки мультимедиа и графических данных, могут не использовать инструкции SSE2, и тогда они быстрее (на 4%) выполняются на Athlon XP 1.8 ГГц, чем на Pentium 4 2.4 ГГц (тест Winstone2001). А если приложения оптимизированы, то Pentium 4 начинает работать заметно (на 40%) эффективнее. Правда, тест SYSmark2002 уже давно подозревают в пристрастном отношении к различным платформам...

Возьмем тест SPECviewperf. Он содержит фрагменты профессиональных графических приложений для 3D-дизайна. Во всех случаях система на базе Athlon XP или лидирует со значительным отрывом, или отстает совсем немного, и только от системы с более быстрым процессором Pentium 4 2.4 ГГц.
Возьмем некоторые распространенные 3D-игры в низком разрешении (640х480х16 бит), когда влияние видеокарты минимально. В игре Quake3 и основанной на ее движке Wolfenstein, а также в Comanche4 преимущество на стороне процессора Intel с шиной 533 МГц. В Serious Sam SE и Unreal Tournament, наоборот, лидирует Athlon XP.
Итак, результаты тестирования показали, что процессор AMD превосходит более дорогостоящие и имеющие более высокую тактовую частоту процессоры Intel в приложениях, не использующих инструкции SIMD. В большинстве офисных, инженерно-технических, игровых задач производительность системы на базе Athlon XP будет выше.
Тем не менее, для создания и обработки графики, видео, звука, а также для некоторых оптимизированных игр (число которых будет возрастать) выгоднее использовать платформу Intel. Что касается рейтинга, то он был составлен, очевидно, с учетом скорости работы офисных задач, поскольку в других случаях Athlon XP 2200+ оказывается быстрее Pentium 4 2.20.

Итог
Безусловно, переход на ядро TBred для процессоров AMD Athlon XP жизненно необходим, чтобы конкурировать с процессорами Intel.
Возможности ядра Palomino давно исчерпаны. К сожалению, AMD была больше озабочена стартом семейства Hammer, из-за чего ее позиции на рынке сильно пошатнулись после выхода новых чипсетов Intel. Объявленные осенью новые процессоры 2400+ и 2600+, а также грядущий переход на шину 166 МГц и появление в продаже процессоров 2700+ и 2800+ должны, образно говоря, открыть второе дыхание семейству K7.
Но на данный момент ситуация с новым поколением Athlon XP обстоит не лучшим образом. На рынке доступна всего одна модель — 2200+, которая обладает низким запасом частоты для разгона, поддерживается не всеми платами и не полностью, стоит слишком дорого для среднестатистического конечного пользователя и не внушает доверия корпоративным пользователям. Для того, чтобы не сдавать позиции и дальше, фирма AMD должна обеспечить доступность, приемлемые цены и совместимость своих новых процессоров.

Материнские платы для тестирования предоставлены фирмой "SV-Trading"

Макс Курмаз, max@hw.by,
"Белорусский 'железный' сайт" ( www.hw.by )



Компьютерная газета. Статья была опубликована в номере 39 за 2002 год в рубрике hard :: процессоры

©1997-2021 Компьютерная газета