AMD Athlon XP 2600+ с 333-мегагерцевой системной шиной  — сравнение с конкурентами

 

После довольно длительного перерыва экспертам нашей тестовой лаборатории наконец-то была предоставлена возможность оценить новую модель процессора компании AMD — AMD Athlon XP 2600+, работающего на 333-мегагерцевой системной шине.

Но прежде чем перейти к рассмотрению нового процессора, попробуем восстановить хронологию событий, произошедших со времени нашего последнего обзора процессоров компании AMD (см. КомпьютерПресс № 7‘2002 «Процессор AMD Athlon 2100+, сравнение с предшественниками»). За это время произошло два знаменательных события, которые повлияли на дальнейшее развитие столь популярной среди пользователей линейки десктопных процессоров AMD Athlon XP, — это перевод технологического процесса на 0,13-микронные нормы и переход на 333-мегагерцовую системную шину. Теперь обо всем по порядку.

Уже в начале прошлого, 2002 года стало ясно, что частотный ресурс ядра Palomino, максимальная обеспечивающая стабильную работу частота которого , лишь немного превышала 1,7 ГГц, практически полностью исчерпан.

Именно поэтому последней моделью, созданной на основе очень удачного, но уже исчерпавшего свои ресурсы, ядра Palomino, выпускаемого по 0,18-микронной технологии, стал процессор AMD Athlon 2100+, реальная тактовая частота которого составила 1733 МГц. Исправить сложившееся положение и не потерять завоеванное в острой конкурентной борьбе положение на компьютерном рынке было возможно, лишь форсировав переход на более совершенный 0,13-микронный процесс. Переход на новый «тонкий» технологический процесс, позволил без внесения в архитектуру ядра каких-либо существенных изменений значительно расширить диапазон возможных тактовых частот, при этом уменьшив площадь ядра и снизив тепловыделения процессора. При этом, несмотря на отсутствие архитектурных изменений, предыдущее ядро Palomino было подвергнуто серьезной «перепланировке», что было вызвано в первую очередь причинами технологического характера. В результате новое процессорное ядро, получившее название Thoroughbred, было уменьшено более чем на треть (его площадь составила всего 80 кв.мм против 128 кв.мм у ядра Palomino), в то время как число транзисторов на кристалле осталось практически прежним (37,2 млн. — у ядра Thoroughbred и 37,5 млн. — у ядра Palomino). При этом удалось снизить напряжение питания процессорного ядра и тем самым уменьшить его тепловыделение (табл. 1).

Таблица 1

Рейтинг Частота, МГц Palomino Thoroughbred
V core, B Макс. Тепловыделение, Вт Типичное тепловыделение, Вт V core, B Макс. Тепловыделение, Вт Типичное тепловыделение, Вт
1700+ 1467 1,75 64,0 57,4 1,5 49,4 44.9
1800+ 1533 66,0 59,2 51,0 46.3
1900+ 1600 68,0 60,7 52,5 47.7
2000+ 1667 70,0 62,5 1,6 60,3 54.7
    1,65
2100+ 1733 72,0 64,3 1,6 62,1 56.4
2200+ 1800 Нет Нет 1,65 67,9 61.7

Процессоры AMD Athlon XP, выполненные на ядре Thoroughbred, нетрудно отличить от их более ранних моделей на ядре Palomino даже визуально по вынесенным на верхнюю поверхность пассивным элементам и расположению маркировки, которая теперь наносится не на само ядро, а на диэлектрическое основание процессора (рис. 1).

Рис. 1. Маркировка процессоров AMD Athlon XP на ядре Thoroughbred

Практически сразу после начала производства процессоров AMD Athlon XP по 0,13-микронной технологии новое ядро Thoroughbred было подвергнуто редизайну, что по своей сути и значимости можно сравнить с доработкой ядра Thunderbird, итогом которой стало создание ядра Palomino. В результате проведенного редизайна размер процессорного ядра несколько увеличился — с 80 до 84 кв. мм. Как и ранее, оптимизация структуры ядра и ряд технологических доработок, направленных на снижение паразитных емкостей и электромагнитной интерференции, позволили повысить стабильность работы процессора, немного снизить тепловыделение (типичное тепловыделение у процессора AMD Athlon XP 2200+ составляет 61,7 Вт, в то время как у процессора AMD Athlon XP 2600+, на новом степинге процессорного ядра, оно равно 62 Вт) и еще более расширить диапазон достижимых тактовых частот, а кроме того, реализовать переход на 333-мегагерцевую системную шину. Однако в отличие от ядраPalomino, новое доработанное ядро не изменило свое название, а получило лишь новый степинг (рис. 2).

Рис. 2. Новый степинг процессорного ядра Thoroughbred

Еще раз хочется напомнить, что в обозначениях процессоров AMD Athlon XP указывается не реальная тактовая частота, а рейтинг, определяемый на основе результатов, показанных на следующем наборе тестов: Business Winstone 2001, Content Creation Winstone 2001, SYSmark 2001 (Office Productivity, Internet Content Creation), 3D WinBench 2000 (Hardware T&L и D3D software), 3DMark2001(Hardware T&L и D3D software), AquaMark, Dronez, Evolva, Expendable, Half-life Smokin‘, MDK2, QuakeIII, Serious Sam, Serious Sam: Second Encounter, Return to Castle Wolfenstein 3D, Unreal Tournament. В результате процессоры, имеющие разную тактовую частоту, но идентичную производительность, обозначаются одним и тем же номером (рейтингом), как, например, в случае процессоров AMD Athlon XP 2600+, работающих с системной шиной 266 и 333 МГц.

Рассмотрев основные изменения, которые претерпели процессоры AMD Athlon XP со времени нашего последнего тестирования, оценим производительность одной из топовых моделей этой линейки — процессора AMD Athlon XP 2600+ (реальная тактовая частота этого процессора равна 2083 МГц), работающего на 333-мегагерцовой системной шине. Для наглядности сравним его возможности с возможностями самого быстрого на сегодня x86-процессора — Intel Pentium 4 с тактовой частотой 3,06 ГГц с технологией Hyper-Threading. Конечно, более корректно было бы проводить сравнение старших моделей, но, к сожалению, в нашем распоряжении не оказалось процессора AMD Athlon XP 2800+. Тем не менее даже результаты тестирования процессора AMD Athlon XP 2600+ позволяют вскрыть слабые и сильные стороны двух конкурирующих архитектур.

Прежде чем перейти непосредственно к результатам нашего тестирования, попробуем сравнить внутреннюю архитектуру современных десктопных процессоров компаний Intel и AMD (табл. 2.)

Таблица 2

Процессор AMD Athlon XP Intel Pentium 4
Архитектура QuantiSpeed Intel Netburst
Поддержка технологии логической мультипроцессорности   Intel Hyper-Threading
Количество целочисленных конвейеров 3 4 (2 работают с удвоенной тактовой частотой)
Количество конвейеров для выполнения операций с плавающей запятой 3 2
Кэш L1 128 Kбайт 12k µop (Trace-кэш) + 8 Kбайт (Кэш данных)
Кэш L2 256 Kбайт 512 Kбайт
Эффективный размер полноскоростного кэша 384Kбайт (эксклюзивный кэш) 512 Kбайт
Частота работы системной шины 266/333 МГц 400/533 МГц
Используемый набор SIMD-инструкций 3DNow! Professional Technology SSE2

Для проведения тестовых испытаний была использована следующая конфигурация тестового стенда:

  • процессор AMD Athlon XP 2600+ (частота FSB 166 МГц) или Intel Pentium 4 3,06 ГГц (частота FSB 133 МГц);
  • системная плата MSI K7N2 (nVIDIA nForce 2) для процессора AMD и MSI GBN Max (Intel E7205)
  • жесткий диск IBM IC35L020AVER07 20 Гбайт с файловой системой NTFS;
  • 512 Мбайт оперативной памяти (PC2700, Kingston, тайминги 2,5-2-2-6);
  • видеокарта ABIT Siluro Ti4200 OTES-64MB (GeForce4 Ti4200 + 64 Мбайт DDR SDRAM) с видеодрайвером Detonator 40.72 (разрешение 1024Ч768, глубина цвета 32 бит, Vsync — откл.).

Такой выбор материнских плат вовсе не случаен. При тестировании процессоров нам хотелось создать примерно идентичные по своим характеристикам системы, созданные на основе новейших моделей материнских плат. Именно по этой причине выбор пал на системные платы компании MSI, построенные на базе новейших чипсетов, поддерживающих работу с двухканальной DDR SDRAM-памятью. Хотя нужно отметить, что чипсет Intel E7205 позволяет использовать в качестве оперативной памяти модули DDR SDRAM спецификации PC1600 или PC2100, в то время как чипсет nVIDIA nForce2 дает возможность работать и с памятью PC2700 и PC3200. Поэтому справедливости ради отметим, что процессор Intel Pentium 4 тестировался с более медленной памятью PC2100, в то время как для процессора AMD были использованы модули памяти PC2700.

Тестирование проводилось под управлением операционной системы Microsoft Windows XP Service Pack 1, а кроме того, были установлены все необходимые обновления и драйверы для материнских плат.

В итоге проведенного тестирования были получены следующие результаты (табл. 3).

Таблица 3

Процессор AMD Athlon XP 2600+ Intel Pentium 4 3,06 ГГц
Материнская плата MSI K7N2 MSI GNB Max
Чипсет nForce2 E7205
Память, МГц 333 (2,5-2-2-6) 266 (2,5-2-2-6)
  FSB, МГц 167,04 134,85
  Коэф. умножения 12,5 23
  Частота системной шины, МГц 334,09 539,38
  Тактовая частота процессора, МГц 2088,06 3101,45
  Частота шины памяти, МГц 334,09 269,7
SPEC ViewPerf 7.0 3dsmax-01 8,92 8,902
drv-08 56,15 47,12
dx-07 56,92  31,17
light-05 13,78 11,49
proe-01 12,6 12
ugs-01 4,905  4,92
WAV -> MP3 (RazorLame 1.1.5 + Lame 3.92), с 214 173
AVI -> MPEG4 (VirtualDub 1.4.10 + DIvX 5.0.2), с 630 508
Arh WinZip 8.1, с 304 275
WinAce v.2.2, с 1889  1958
MadOnion 3DMark 2001SE Hard 12 690  13 062
Soft 6447  6798
Unreal Tournament 2003 Demo dm-antalus 59,624 60,434
br-anubis 88,982 97,453
dm-asbestos 66,682 89,639
ctf-citadel 66,705 70,791
dm-antalus 172,385 176,603
dm-asbestos 219,377 240,921
ctf-citadel 158,625 154,47
3ds max 5 3dsmax_rays.max, с 34,9 26,9
CBALLS2.max, с 47,6  34,1
SinglePipe2.max, с 340,9  269,1
Underwater_Environment_Finished.max, сек 320,5  238,3
vol_light2.max, с 15,9  9,8
ScienceMark 2.0 Molecular Dynamics Benchmark, с 76,268  81,179
CPU RightMark (SSE) Math Solving Speed 270,9571 365,8277
Speed of Prerendering 557,5633 687,057
Speed of Rendering 116,387 148,4953
Overall fps 71,0421 91,548

Приведенные результаты тестирования позволяют сделать вывод о том, что несмотря на то, что тактовая частота работы процессора AMD Athlon XP 2600+ практически в полтора раза ниже, чем у процессора Intel Pentium 4 3,06ГГц, на целом ряде тестов эта модель компании AMD не только не уступает, но и превосходит по производительности процессор компании Intel. Однако не будем делать скоропалительные выводы, а попробуем проанализировать полученные результаты. При беглом взгляде на перечень проведенных тестов сразу же может возникнуть вопрос, почему в нем отсутствуют традиционные в таких случаях тесты — BAPCo SYSmark 2002 или аналогичные тесты Ziff Davis. Дело в том, что оценки этих тестовых пакетов специалистами компаний AMD и Intel не просто неоднозначны, а прямо-таки противоположены. Именно поэтому мы и решили отказаться от их использования для сравнительного тестирования. Что касается остальных результатов, то здесь сложилась следующая ситуация. Результаты тестирования сравниваемых процессоров с помощью утилиты SPEC ViewPerf 7.0 показали безоговорочное лидерство процессора AMD Athlon XP 2600+. Не принижая достоинств победителя, хочется отметить в этой связи, что такое положение вещей, на наш взгляд, все же связано с тем, что потенциал процессора Intel Pentium 4 3,06 ГГц в этом тесте просто не используется, ввиду неоптимизированности приложений, на базе которых был создан этот тест. Лучшим подтверждением сказанному могут послужить результаты, показанные тестируемыми процессорами при рендеринге тестовых графических сцен в приложении Discreet 3ds max 5, имеющем оптимизацию для процессоров AMD Athlon XP и Intel Pentium 4 (в том числе и для мультипроцессорных систем), где преимущество процессора Intel Pentium 4 3,06 ГГц было просто подавляющим. Аналогичное положение вещей наблюдалось и в отношении времени конвертирования эталонного wav-файла в mp3-файл (с помощью утилиты RazorLame 1.1.5 и кодека Lame 3.92) и эталонного MPEG-файла в MPEG4 (посредством утилиты VirtualDub 1.4.10 и кодека DIVx Pro 5.0.2). Оценка времени архивирования эталонного файла (установочная директория дистрибутива теста MadOnion SYSmark 2002) архиваторами WinZip 8.1 (с использование настроек по умолчанию) и WinAce 2.2 (при максимальном размере словаря 4096 Кбайт), дала ничейный результат. Если при использовании архиватора WinZip 8.1 лучший результат показал процессор компании Intel, то архивирование с помощью WinAce 2.2 выявило преимущество продукта от AMD. Игровой тест Unreal Tournament 2003 Demo явно остался за Pentium 4. Интересные результаты были получены нами в тестах, позволяющих оценить производительность процессора по результатам выполнения сложных ресурсоемких задач математического моделирования физических процессов — ScienceMark 2.0 и CPU RightMark. По результатам первого из перечисленных тестов, в ходе которого осуществляется расчет термодинамической модели атома аргона, лучшим оказался процессор AMD Athlon XP, во многом благодаря отличной работе блока FPU (блок работы с числами с плавающей запятой). И это несмотря на то, что тест ScienceMark 2.0, по утверждению его создателей, оптимизирован для работы не только с процессорами AMD, но и с Intel Pentium 4, поддерживая весь набор существующих SIMD-инструкций MMX, SSE, SSE2 и 3DNow! Professional. Кроме того, этот тест оптимизирован для мультипроцессорных систем, что должно было бы принести еще большие выгоды при использовании процессора Intel, поддерживающего технологию Hyper-Threading. А вот результаты, показанные тестируемыми процессорами на тесте CPU RightMark 2.0, моделирующем взаимодействие тел в вязкой среде, с учетом потерь на трение, с последующим программным рендерингом при визуализации модели, выявили полное преимущество процессора компании Intel. Отметим, что результаты, приведенные в таблице для процессора Intel Pentium 4 с тактовой частотой 3,06 ГГц, получены для случая оптимизации с использованием инструкций SSE2.

По итогам приведенного нами сравнения можно сделать очень приятный для нас вывод  — интрига в противостоянии двух гигантов процессорного рынка сохраняется. И несмотря на стремительный технологический и мегагерцевой рывок компании Intel (речь идет только о технологиях, уже нашедших свое применение в серийных продуктах), ее основной конкурент — компания AMD — вовсе не собирается уступать завоеванные позиции. И это не может не радовать, так как честная конкурентная борьба еще более способствует скорейшему развитию передовых технологий и формированию на рынке оптимальных цен, что всегда на руку конечному пользователю, то есть нам с вами.

КомпьютерПресс 2'2003