Путеводитель по новым процессорам AMD

Автор: Олег Нечай

Опубликовано 05 мая 2010 года

После прорыва начала "нулевых" AMD благополучно вернулась в своё обычное состояние вечно догоняющего и, несмотря на довольно интересные и, бесспорно, передовые технические решения, даже не пытается конкурировать с Intel по объёмам продаж. По данным на середину 2009 года, на долю компании приходится порядка 14,5% рынка микропроцессоров. При этом некогда фирменные "фишки" чипов AMD - например, 64-разрядные расширения инструкций или встроенный в процессор контроллер оперативной памяти – давно используются в чипах главного конкурента.

Продукция AMD сегодня занимает две весьма узкие ниши: ультрабюджетных процессоров для постройки компьютеров эконом-класса и производительных моделей, предлагаемых в три-пять раз дешевле сравнимых по возможностям чипов Intel.

Именно этим объясняется тот факт, что на прилавках магазинов можно обнаружить процессоры AMD самых разных семейств и поколений – от доисторических Sempron и Athlon на базе заслуженной архитектуры K8 для разъёма Socket 939 до ультрасовременных шестиядерных Phenom II X6. Как бы то ни было, в AMD сейчас делают ставку на архитектуру K10, поэтому речь пойдёт именно о процессорах, сконструированных на её основе. К ним относятся Phenom и Phenom II, а также их бюджетный вариант, застенчиво названный Athlon II.

Исторически первыми чипами на базе K10 были четырёхъядерные Phenom X4 (кодовое название Agena), выпущенные в ноябре 2007 года. Чуть позже, в апреле 2008 года появились трёхъядерные Phenom X3 – первые в мире центральные процессоры для настольных компьютеров, в которых на одном кристалле расположено три ядра. В декабре 2008 года c переходом на 45-нанометровый техпроцесс было представлено обновлённое семейство Phenom II, а в феврале чипы получили новый разъём Socket AM3. Серийный выпуск четырёхъядерных Phenom II X4 начался в январе 2009 года, трёхъядерных Phenom II X3 – в феврале 2009 года, двухъядерных Phenom II X2 – в июне 2009 года, а шестиядерных Phenom II X2 – буквально только что, в апреле 2010 года.

Athlon II – современная замена Sempron – представляет собой Phenom II, лишённый одного из важнейших его достоинств – большой кэш-памяти третьего уровня (L3), общей для всех ядер. Выпускается в двух-, трёх- и четырёхъядерных вариантах. Athlon II X2 производится с июня 2009 года, X4 – c сентября 2009 года, а X3 – c ноября 2009 года.

Архитектура AMD K10

Каковы принципиальные отличия архитектуры K10 от K8? Прежде всего, в процессорах K10 все ядра выполнены на одном кристалле и снабжены выделенной кэш-памятью L2. В чипах Phenom/Phenom 2 и серверных Opteron также предусмотрена общая для всех ядер кэш-память L3, объём которой составляет от 2 до 6 Мб.

Второе важное преимущество K10 – новая системная шина HyperTransport 3.0 с пиковой пропускной способностью до 41,6 Гбайт/с в обоих направлениях в 32-битном режиме или до 10,4 Гбайт/с в одном направлении в 16-битном режиме и частотой до 2,6 ГГц. Напомним, что максимальная рабочая частота предыдущей версии HyperTransport 2.0 составляет 1,4 ГГц, а пиковая пропускная способность – до 22,4 или 5,6 Гбайт/с.

Широкая шина особенно важна для многоядерных процессоров, при этом в HyperTransport 3.0 предусмотрена возможность конфигурации канала, что позволяет предоставить каждому ядру собственную независимую линию. Кроме того, процессор K10 способен динамически изменять ширину и рабочую частоту шины пропорционально собственной частоте.

При этом нужно отметить, что в настоящее время в чипах AMD шина HyperTransport 3.0 работает с намного меньшей скоростью, чем максимально допустимая. В зависимости от модели применяются три режима: 1,6 ГГц и 6,4 Гбайт/с, 1,8 ГГц и 7,2 Гбайт/с и 2 ГГц и 8,0 Гбайт/с. В выпускаемых чипах пока не используются ещё два заложенных в стандарт режима – 2,4 ГГц и 9,6 Гбайт/с и 2,6 ГГц и 10,4 Гбайт/с.

В процессоры K10 встраиваются два независимых контроллера оперативной памяти, что ускоряет доступ к модулям в реальных условиях эксплуатации. Контроллеры способны работать с памятью DDR2-1066 (модели для разъёма AM2+ и AM3) или DDR3 (чипы для разъёма AM3). Поскольку интегрированный в Phenom II и Athlon II для Socket AM3 контроллер поддерживает оба типа оперативной памяти, а разъём AM3 обратно совместим с AM2+, новые ЦП могут устанавливаться на старые платы для AM2+ и работать с памятью DDR2. Это означает, что при покупке Phenom II для апгрейда вам не придётся сразу же менять и системную плату, а также приобретать оперативную память другого типа – как, например, в случае с чипами Intel i3/i5/i7.

В микропроцессорах с архитектурой K10 реализован целый набор модернизированных технологий энергосбережения – AMD Cool’n’Quiet, CoolCore, Independent Dynamic Core и Dual Dynamic Power Management. Эта сложная система позволяет автоматически снижать энергопотребление всего чипа в режиме простоя, обеспечивает независимое управление питанием контроллера памяти и ядер и способна отключать неиспользуемые элементы процессора.

Наконец, сами ядра также были существенно усовершенствованы. Была переработана конструкция блоков выборки, предсказания переходов и ветвлений, диспетчеризации, что позволило оптимизировать загрузку ядра и, в конечном итоге, повысить производительность. Разрядность блоков SSE была увеличена с 64 до 128 бит, появилась возможность выполнять 64-разрядные инструкции как одну, была добавлена поддержка двух дополнительных инструкций SSE4a (не путать с наборами инструкций SSE4.1 и 4.2 в процессорах Intel Core).

Здесь необходимо упомянуть о конструктивном дефекте, выявленном в серверных Opteron (кодовое название Barcelona) и в Phenom X4 и X3 первых выпусков – так называемой "ошибке TLB", которая в своё время привела к полному прекращению поставок всех Opteron ревизии B2. В очень редких случаях при высокой загрузке из-за конструктивного недостатка блока TLD кэш-памяти L3 система могла вести себя нестабильно и непредсказуемо. Дефект был признан критически важным для серверных систем, из-за чего и была приостановлена отгрузка всех выпущенных Opteron. Для десктопных Phenom был выпущен специальный патч, отключающий средствами BIOS дефектный блок, но при этом производительность процессора заметно падала. С переходом на ревизию B3 проблема была полностью устранена, и в продаже такие чипы уже давно не встречаются.

Актуальный модельный ряд

Хотя топовые процессоры AMD вчистую проигрывают верхним моделям Intel, в сегменте массовых двух- и четырёхъядерных чипов уже продолжительное время сохраняется некоторый паритет. При этом сама платформа AMD заметно дешевле – меньше стоит не только сам процессор, но и системная плата. Особенно заметна эта разница, если сравнивать бюджетные машины на Phenom II X3 и X4 с компьютерами на базе Core i3, которые незначительно производительнее, но почти вдвое дороже. А если ещё больше пожертвовать мощностью и выбрать Athlon II, то ПК будет более чем вдвое дешевле!

Что же касается более производительных машин, то конкурировать с Core i5 могут только самые мощные модели Phenom II X4, а новейшие шестиядерные X6 корректно сравнивать лишь с самыми младшими четырёхъядерными Core i7.

Все выпускаемые Athlon II и Phenom II рассчитаны на установку в разъём AM3, за исключением двух моделей: Phenom II X4 940 и 920, которые устанавливаются в Socket AM2+ и работают только с оперативной памятью DDR2. Чипы Phenom предназначены исключительно для разъёма AM2. Процессор для разъёма AM2+ нельзя установить в гнездо AM3, зато, как мы уже говорили, чипы AM3 можно устанавливать на платы с разъёмом AM2+.

Судя по всему, AMD постепенно выводит из употребления чипы для Socket AM2 и, как и Intel, делает ставку на модели с поддержкой более современной оперативной памяти DDR3. Схожие по тактовой частоте и прочим характеристикам модели для AM3 и AM2+ стоят практически одинаково, а если учесть обратную совместимость новых чипов, то в приобретении первых Phenom нет особого смысла. Поэтому в дальнейшем мы будем рассматривать исключительно Phenom II и Athlon II.

Как Athlon II, так и Phenom II доступны в двух-, трёх- и четырёхъядерном исполнении (X2, X3, X4), а "феномы" – также в шестиядерном. Выпускаются также модификации Black Edition, отличающиеся от стандартных разблокированным множителем, что упрощает разгон.

К сожалению, большая часть новых чипов AMD снова уступают по термопакету аналогичным по характеристикам моделям Intel, что означает большую требовательность к системам охлаждения и повышенное энергопотребление. Для многоядерных Phenom II типичный TDP – 80, 95 или 125 Вт. Продаются специальные экономичные (65 Вт) модификации с буквой "e" после индекса модели, но они заметно медленней "обычных" вариантов, а стоят дороже.

Процессоры Athlon II X2 представляют собой "настоящие" двухъядерные чипы, а не четырёхъядерники с двумя нерабочими ядрами, как Phenom II X2. А вот Athlon II X3 – это Athlon II X4 c одним нефункциональным ядром. Все Athlon II выпускаются по 45-нанометровой технологии.

Каждое ядро "атлонов" X2, X3 и X4 оснащается 128 Кбайт кэш-памяти L1 и 512 Кбайт кэша второго уровня. Однако, в отличие от Phenom II, у них нет общей кэш-памяти L3, а это означает, что процессоры будут чаще обращаться к заведомо более медленной системной памяти. Результат – ограниченная производительность в ресурсоёмких приложениях, в трёхмерной графике и компьютерных играх. Впрочем, в сочетании с хорошей видеокартой системы на Athlon II демонстрируют вполне достойную игровую производительность.

Phenom II испытывают сильнейшую конкуренцию со стороны Core i3 и i5, но они, безусловно, выигрывают по стоимости сравнимой по характеристикам системы. Как и в Athlon II, каждое ядро "фенома" снабжено 128 Кбайт кэш-памяти L1 и 512 Кбайт кэш-памяти L2. При этом в Phenom II предусмотрена ещё и кэш-память третьего уровня, общая для всех ядер. Почти во всех "феномах" – и двух-, и трёх- и четырёх- и шестиядерных – 6 Мбайт кэша L3, за исключением трёх младших моделей X4 с индексами 805, 810 и 820, у которых всего 4 Мбайта L3.

Во второй части статьи мы познакомим вас с краткой справочной информацией об основных технических характеристиках всех выпускаемых в настоящее время процессоров AMD Athlon II и Phenom II и с ориентировочными розничными ценами на них в российских магазинах. А в заключение мы поговорим о самых интересных на наш взгляд моделях, на которые стоит обратить особое внимание при выборе.