AMD Athlon 64 и Sempron для Socket 754, продолжение

Сначала появилось ядро Clawhammer (CG), которое было перенесено с Socket 940. Оно обеспечило основу для чипов FX-53 и FX-55, а также содержало 1 Мбайт кэша L2. Последний процессор на этом ядре - Athlon 64 4000+.

Сравнение между FX-53 и 4000+ всегда оказывалось весьма странным. Хотя два процессора полностью идентичны, версия FX стоит на 15% дороже. Единственным отличием FX является разблокированный множитель, который у стандартного Athlon 64 можно только понизить. Это относится ко всем процессорам для Socket 939.

Чтобы повысить выход годных чипов, а также представить менее дорогие процессоры, AMD выпустила Athlon 64 с модельными номерами 3400+ и 3500+, у которых половина кэша выключена. В итоге появилось кодовое название ядра Clawhammer-512 (C0). Кроме сниженного размера кэша, степпинг ядра C0 Clawhammer-512 по-прежнему базируется на первом FX-51, выпущенном для платформы Socket 940.

У нового ядра с обновлённым степпингом Newcastle (CG) улучшилась совместимость с памятью. Ядро было разработано с учётом 512 кбайт кэша L2, но использовалось оно только в Athlon 64 3000+, 3200+, 3500+ и 3800+.

В ноябре 2004 года, через девять месяцев после Intel, AMD перешла на 90-нм технологию. AMD представила новые и очень впечатляющие процессоры с кодовым названием Winchester (D0), но изначально они позиционировались на нижний сегмент рынка. Поэтому новое ядро появилось в моделях Athlon 64 3000+, 3200+ и 3500+. Но технологию ни в коем случае нельзя называть дешёвой. Нам понравилось выражение лиц инженеров Intel, когда они измерили энергопотребление 90-нм процессора AMD и поняли, что даже при полной нагрузке процессор потребляет всего 31,4 Вт. Это означает, что AMD смогла уменьшить энергопотребление на 44% при прежней тактовой частоте. Дальнейшие измерения, которые мы провели на специально подготовленной материнской плате, показали, что в режиме бездействия энергопотребление составляет всего 11,1 Вт.

Но нас ждали ещё более приятные новости. При включении функции Cool & Quiet, когда частота падает до 800 МГц, процессор потребляет всего 3,2 Вт! Вскоре за Winchester последовал степпинг Venice, добавивший поддержку SSE3 и ещё больше уменьшивший энергопотребление.

Затем почти полгода на фронте AMD царило затишье. Но потом наступила буря. В мае 2005 года компания выпустила двуядерную технологию. В отличие от Intel, AMD смогла наладить поставку процессоров достаточно быстро после объявления, хотя и в небольших количествах. Но в магазинах процессор найти было можно. Следующий сюрприз был обнаружен достаточно быстро. Получилось, что AMD, в отличие от Intel, не пошла на какие-то компромиссы при выпуске двуядерных чипов. 90-нм технология производства с использованием SOI (кремний на диэлектрике) и низкое тепловыделение привели к тому, что двуядерные процессоры смогли заработать практически на той же частоте, что и их одноядерные варианты.

Хотя процессор X2 снаружи ничем не отличается, он содержит два ядра.

Когда процессор поступил в лабораторию THG, утилита CPU-Z не признала в нём X2.

Новая версия CPU-Z отображает правильную информацию.

Под распределителем тепла находятся два ядра, которые работают на максимальной тактовой частоте 2,4 ГГц. AMD назвала первое двуядерное ядро Toledo (E6) и добавила к названию процессора суффикс "X2", указывающий на двуядерную технологию. Первые две модели Athlon 64 X2 получили номера 4800+ и 4400+, каждое с 1 Мбайт кэша L2 (на ядро). Что касается производительности, то двуядерные процессоры AMD обогнали предложения Intel. Это, помимо прочего, обусловлено тем, что AMD связывает два ядра по интерфейсу Hyper Transport. В итоге падение производительности в однопоточных окружениях - если сравнить с одноядерным процессором на той же тактовой частоте - оказалось меньше, чем у Intel Pentium D. В наших тестах двуядерных процессоров с четырьмя приложениями X2 показал прирост производительности на 24% по сравнению с Intel. В играх чип AMD смог в ряде случаев обогнать Pentium D 840 на 47%!

У степинга E6 AMD добавила к процессору ещё одну функцию, а именно, набор инструкций SSE3, который изначально появился у ядра Intel Prescott. Что интересно, Athlon 64 не получает такого прироста от дополнительных инструкций, как процессоры Intel. Мы полагаем, что это можно связать с инструкциями MMONITOR и MWAIT, которые используются для связи между потоками. Поскольку ядро X2 не поддерживает технологию Hyper-Threading, то и данные инструкции отсутствуют. При 110 Вт максимальное тепловыделение на 15% ниже, чем у Intel Pentium D.

Кроме того, двуядерные процессоры AMD сегодня доступны с модельными номерами 4600+, 4200+ и 3800+, все из которых имеют 512 кбайт кэша L2 (на ядро). Вместо отключения части кэша AMD производит эти процессоры с уменьшенным ядром. Размер ядра снизился со 199 мм² у Toledo до 147 мм². AMD назвала новое ядро Manchester (E4).

Благодаря сравнительно небольшому размеру, процессоры Manchester обладают тепловым пакетом всего 89 Вт. Хотя ядро получило другой степпинг (E4), оно имеет те же улучшения и функции, что и ядро Toledo.

Через месяц после выпуска двуядерной технологии AMD представила несколько новых одноядерных процессоров. С появлением San Diego (E4) в одноядерную линейку был добавлен набор инструкций SSE3. Ядро E4 полностью идентично "половинке" ядра Toledo. Назвав 2,8-ГГц процессор "Athlon 64 FX-57", AMD смогла обогнать Intel Pentium Extreme Edition 840 больше, чем на 30%. Несмотря на более высокую производительность, новый процессор AMD примерно на 10% дешевле конкурента от Intel. Ядро San Diego также можно найти в Athlon 64 FX-55, 4000+ и 3700+.

Быстрее Intel: лидер по производительности FX-57.

Начиная с июня, рынок недорогих процессоров тоже смог использовать преимущества технологии SSE3 - после анонса ядра Venice, которое вышло в степпингах E3 и E6, при этом ядро используется моделями 3800+, 3500+, 3200+ и 3000+. Впрочем, эти процессоры имеют только 512 кбайт кэша L2. Благодаря 90-нм технологии, этот процессор может использоваться для сборки мощных и тихих компьютеров.

Для тестов Athlon 64 и FX мы использовали материнскую плату Asus A8N-SLI. Плата построена на чипсете nVidia nForce 4 SLI.