Процессоры AMD - как устроены и основные принципы. Основные элементы ядра Athlon

Процессор Athlon II X2 250 на момент своего выхода в 2009 году принадлежал к сегменту устройств среднего класса. Это лишний раз подтверждается характеристиками данного полупроводникового решения. С тех пор прошло довольно много времени. Теперь этот чип скорее относится к продуктам начального уровня. В данном обзоре будут рассмотрены возможности, спецификации и актуальность данного процессорного решения.

AMD Athlon II X2 250: сегмент процессорного рынка

AMD Athlon II X2 250 на момент начала продаж относился к процессорным решениям среднего класса. Характеристики центральных процессорных устройств в 2009 году следующим образом распределялись по классам:

— решения для офисных компьютеров: включали только один вычислительный модуль, обладали кэш-памятью второго уровня минимального объема и наиболее низкими тактовыми частотами;

— Системные блоки среднего уровня: в обязательном порядке оснащались двухъядерными центральными процессорными устройствами, которые обладали более высокими тактовыми частотами. В данном случае структура кэш-памяти не претерпевала существенных изменений и осталась двухуровневой. Размер кэша в данном уровне был увеличен. В результате в этом случае получился более высокий уровень быстродействия. Однако и стоили такие вычислительные системы намного больше. Именно по этой причине герой данного обзора относился к этому сегменту компьютерного рынка.

— Процессоры для наиболее производительных компьютеров были укомплектованы четырьмя вычислительными модулями. Некоторые из них обладали трехуровневым кэшем. Тактовая частота была существенно снижена, однако указанные ранее особенности обеспечивали максимально возможный уровень производительности.

Данное распределение на сегодняшний день радикально поменялось. Персональные компьютеры начального уровня теперь комплектуются чипами с двумя вычислительными блоками. Одноядерные центральные процессорные устройства ушли со сцены. Поэтому по состоянию на сегодняшний день процессор AMD Athlon II X2 250 перешел в сегмент устройств начального уровня. Персональные компьютеры среднего класса должны быть основаны на центральных процессорах с четырьмя вычислительными кластерами. Устройства премиального сегмента должны быть основаны на ЦПУ с 8 вычислительными кластерами.

AMD Athlon II X2 250: комплектация

Как и большинство процессорных устройств, существующих на сегодняшний день, чип AMD Athlon II X2 250 поставлялся в двух вариантах: TRAY иBOX. TRAY представлял собой упрощенный вариант. В такой комплект поставки помимо самого ЦПУ входило также руководство по настройке и монтажу, наклейка с логотипом модели процессора и гарантийный талон. Такой вариант комплектации прежде всего предназначался для крупных компаний, специализирующихся на сборке системных блоков ПК. Они, как правило, оптом покупали специализированные системы охлаждения центральных процессорных устройств, что в конечном итоге давало возможность повысить надежность данных ЭВМ. Второй вариант комплектации поставлялся в коробе черного-зеленого цвета. Он был дополнен термопастой и штатной системой охлаждения.

AMD Athlon II X2 250: процессорный разъем

Изначально процессор AMD Athlon II X2 250 был ориентирован на установку в сокет AM3. Число контактов в процессорном разъеме составляло 951 со стороны системной платы и 938 со стороны контактной площадки ЦПУ. Основное отличие данного разъема от предшественников в лице АМ2 и АМ2+ заключалось в том, что в этом случае в качестве оперативной памяти можно было использовать только планки типа DDR3. Более ранние вычислительные платформы AMD поддерживали работу только со стандартом оперативной памяти DDR2. Благодаря гибридному контроллеру оперативной памяти данного устройства, процессор AMD Athlon II X2 250 мог без проблем работать как с первым, так и со вторым типом памяти. По этой причине данный чип можно было установить не только в материнские платы АМ3, но и в платы AM3+ иAM2+. В случае использования системной платы на основе AM2+ необходимо было обновить BIOS и получить за счет этого поддержку новых моделей ЦПУ.

AMD Athlon II X2 250: технология производства кристалла

Кремниевый кристалл AMD Athlon II X2 250 изготавливался по наиболее свежему и передовому на тот момент времени технологическому процессу. Его характеристики указывали на то, что он соответствует нормам технологического процесса в 45 нм. На фоне сегодняшних 14 нм это, конечно, выглядит не слишком впечатляюще. Однако на тот момент ничего лучше не было.Напыление p-nпереходов осуществлялось по технологии SOI. По такой же методике изготавливались и предыдущие поколения полупроводниковых чипов этого производителя. В результате не возникало существенных проблем с точки зрения надежности. Процессор данной модели получил в этом плане все самое лучшее, что было наработано на тот момент. В данном случае площадь кремниевого кристалла была равна всего 117.5 мм 2 .

AMD Athlon II X2 250:система кэш-памяти и ее особенности

Как ранее уже отмечалось, все центральные процессорные устройства среднего уровня в 2009 году обязательно комплектовались двухуровневым кэшем. AMD Athlon II X2 250 в этом плане не стал исключением. Технические характеристики чипа указывают на то, что на первом уровне в общей сложности находилось 256 Кб. Они в свою очередь были поделены на две равные части по 128 Кб. Эти части были привязаны к определенному процессорному ядру и взаимодействовать могли только с ним. Каждая из частей по 128 Кб в свою очередь также была поделена на две части. Половина из них использовалась для хранения информации, а вторая половина – для инструкций программного кода. Аналогичным образом была организована и кэш-память на втором уровне. Общий объем кэша второго уровня составлял 2 Мб. То есть каждое ядро процессора на втором уровне могло для своих нужд использовать 1 Мб. В данном случае не было предусмотрено дальнейшего разделения на хранение инструкций и данных.

AMD Athlon II X2 250: оперативная память, особенности

Как ранее уже было отмечено, процессор AMD Athlon II X2 250 использовал унифицированный контроллер оперативной памяти. Процессор мог успешно функционировать с модулями оперативной памяти DDR2 и DDR3. Согласно официальным спецификациям устройства, для AMD Athlon II X2 250 максимальное значение частоты оперативной памяти составляло 1066 МГц. Процессор этой модели может работать с менее скоростными модулями. Частота оперативной памяти будет снижаться автоматически и уровень производительности вычислительной системы будет ниже. Можно также установить и более скоростные планки памяти. Частота их функционирования будет ограничена значением 1066 МГц.

AMD Athlon II X2 250: тепловой пакет

Даже на фоне нынешних процессоров тепловые характеристики AMD Athlon II X2 250 выглядят очень неплохо. В этом плане устройство имело следующие характеристики: тепловой пакет – 65 Вт, максимально допустимая температура 74 °С. Такого приемлемого значения теплового пакета удалось достигнуть благодаря существенной переработке архитектуры проводникового кристалла данного центрального процессорного устройства и за счет передового по тем временам технологического процесса. Последний фактор также существенно уменьшил диапазон рабочих температур, который находился в пределах 35-57 °С.При выполнении наиболее сложного программного кода даже в случае разгона чипа максимальное значение температуры не превышало 65 градусов. Такие значения вполне справедливы для системы, в которой для охлаждения процессора использовался кулер, идущий в комплекте. Если же заменить кулер на улучшенную систему активного теплоотвода стороннего производства, то ранее указанные значения будут уменьшены на 5-10 градусов.

AMD Athlon II X2 250: тактовая частота

Для процессора AMD Athlon II X2 250 штатное значение тактовой частоты составляет 3.00 ГГц. Данное значение можно получить из спецификации процессорного решения. Множитель процессора фиксирован и равен 15. Значение частоты системной шины в штатном режиме составляет 200 МГц. Если умножить на 15 получим 3000 МГц. В этом случае не используется технология динамического регулирования частоты процессора в зависимости от степени его нагрева, сложности программного кода и оптимизации программного обеспечения под одно или двух-поточное исполнение. По этой причине центральный процессор работает только на одном значении частоты, которое составляет 3 ГГц.

AMD Athlon II X2 250: архитектурные особенности кристалла

Если говорить на языке компьютерных технологий, то данный чип называется DUALCORE. Как несложно догадаться по названию, процессор AMD Athlon II X2 250 включает только два ядра для выполнения вычислений.В процессорах от компании AMD по сей день нет технологии типа HT от компании Intel, которая дает возможность на уровне программного обеспечения получить двойное количество логических потоков обработки кода. По этой причине операционная система в данном случае будет распознавать только то, что имеется на физическом уровне. Такие ядра имеют кодовое название REGOR. Данный чип может функционировать в режиме 32-битных и 64-битных вычислений.

AMD Athlon II X2 250: разгон

Как уже говорилось ранее, процессор AMD Athlon II X2 250 имеет фиксированный множитель тактовой частоты. Его разгон возможен только путем увеличения значения частоты шины системной платы. Этот параметр в штатном режиме равен 200 МГц. Это значение можно повысить до 235-237 МГц в сочетании со штатной системой охлаждения. В итоге можно получить частоты функционирования ЦПУ в диапазоне от 3525 до 3555 МГц. В процентном соотношении получается прирост 17.5-18.5%. Если учитывать, что это процессорное решение среднего класса, которое не рассчитано на разгон, такие показатели можно назвать отличными. Но полученные значения можно улучшить. Для этого необходимо приобрести вместо штатного кулера систему охлаждения от стороннего производителя. В таком случае можно будет повысить частоту системной шины до 247-250 МГц, а сам чип будет работать на частотах 3705-3750 МГц. В процентном соотношении прирост может достигать 25%. Разгон в данном случае осуществляется по следующей методике:

— системный блок компьютера должен быть укомплектован особым образом. Речь идет и об улучшенной модификации системной платы, и о максимально скоростной оперативной памяти, и о качественном корпусе с продуманной циркуляцией воздуха, и о мощном блоке питания.

— перед разгоном все программное обеспечение должно быть обновлено. Это необходимо для стабильной работы процессора AMD Athlon II X2 250. В первую очередь речь идет о драйверах и прикладных программах, осуществляющих мониторинг состояния компьютерной системы.

— в BIOS необходимо опустить частоты всех компонентов ПК за исключением системной шины. Это значение постепенно начинаем увеличивать. После выполнения каждой такой операции необходимо проводить стресс-тест компьютера на предмет стабильности работы при помощи специальных программ.

— как только максимально возможное значение частоты будет достигнуто, увеличиваем напряжение на процессоре.

— снова приращиваем частоту. Для этого процессора максимально допустимое значение напряжения составляет 1,425 В. Около этого значения стоит прекратить увеличение частоты. Это и будет максимально возможное значение этого параметра.

AMD Athlon II X2 250: стоимость

Изначально производитель оценил чип AMD Athlon II X2 250 в 90 долларов. На тот момент времени такая стоимость полностью соответствовала всем возможностям устройства. Но сегодня в 2016 году такой процессор все еще можно купить из складских запасов по более скромной стоимости – всего 25 долларов. Можно также приобрести чип уже бывший в употреблении. Его стоимость будет составлять примерно 800-900 рублей. Если этот процессор рассматривать в качестве основного компонента недорого системного блока для офиса, то это может быть вполне достойный выбор, в котором сочетается демократическая стоимость и приемлемая производительность.

AMD Athlon II X2 250: отзывы владельцев, особенности эксплуатации

Компании AMD после выхода семейства чипов Athlon в 2009 году по-настоящему удалось удивить своих конкурентов. В данном модельном ряду наиболее производительным решением стал процессор AMD Athlon II X2 250. На тот момент характеристики данного процессорного решения действительно впечатляли. Одно то, что этот центральный процессор продается достаточно успешно уже более 5 лет, является явным подтверждением тому. За этот временной интервал данный чип переместился из сегмента решений среднего класса к сегменту начального уровня. К основным преимуществам данного процессора от компании AMD, можно отнести следующие:

— Высокий уровень производительности;

— Отличную организацию кэш-памяти, обеспечивающую высокое быстродействие по сравнению с решениями конкурентов;

— Довольно высокий разгонный потенциал для центрального процессорного устройства с разблокированный множителем;

— Доступная стоимость;

— Отличная степень энергоэффективности.

Единственным недостатком данного процессора является неудачное время выпуска. Данный процессор появился в продаже перед началом продаж новой вычислительной платформы от компании Intel – LGA1156. На фоне данной платформы AMD Athlon II X2 250 выглядел уже не так уверенно.

Заключение

AMD Athlon II X2 250 стал безусловно успешным продуктов в линейке процессоров AM3. Его характеристики на момент выхода позволяли без особых проблем справиться с любыми конкурирующими устройствами на основе сокета LGA 775. В данном случае речь идет как о производительности, так и об энергоэффективности. Дополнительный фактор, который также подтверждает успешность данного процессора,это высокая популярность по сей день. Теперь он перешел из ниши процессоров среднего класса в нишу продуктов начального уровня. Если вы все процессоры AMD были бы настолько успешными, как AMD Athlon II X2 250, то возможно сегодня на рынке микропроцессорных устройств сегодня сложилась бы совершенно иная ситуация. Так что успех данного процессора, это скорее случайность, а не закономерность. Хотелось бы, чтобы в рамках новой платформы AM4 компания AMD учла успех этого процессора.

Athlon 64 x2 модели 5200+ позиционировался производителем как двухъядерное решение среднего уровня на базе АМ2. Именно на его примере и будет изложен порядок разгона данного семейства устройств. Запас прочности у него достаточно неплохой, и при наличии соответствующих комплектующих можно было получить вместо него чипы с индексами 6000+ или 6400+.

Смысл разгона ЦПУ

Процессор AMD Athlon 64 x2 модели 5200+ можно легко превратить в 6400+. Для этого достаточно только повысить его тактовую частоту (в этом и заключается смысл разгона). Как результат - конечная производительность системы вырастет. Но при этом увеличится и энергопотребление компьютера. Поэтому не все так просто. Большинство компонентов компьютерной системы должно иметь запас по надежности. Соответственно, материнская плата, модули памяти, блок питания и корпус должны быть более высокого качества, это значит, что и стоимость у них будет выше. Также система охлаждений ЦПУ и термопаста должны быть специально подобраны именно для процедуры разгона. А вот со штатной системой охлаждения не рекомендуется экспериментировать. Она рассчитана на стандартный тепловой пакет процессора и с увеличенной нагрузкой не справится.

Позиционирование

Характеристики процессора AMD Athlon 64 x2 явно указывают на то, что он относился к среднему сегменту двухъядерных чипов. Были и менее производительные решения - 3800+ и 4000+. Это начальный уровень. Ну а выше в иерархии находились ЦПУ с индексами 6000+ и 6400+. Первые две модели процессоров теоретически можно было разогнать и получить из них 5200+. Ну а сам 5200+ можно было модифицировать до 3200 МГц, и за счет этого получить вариацию уже 6000+ или даже 6400+. Причем технические параметры у них были практически идентичными. Единственное что могло изменяться, так это количество кэша второго уровня и технологический процесс. Как результат уровень их производительности после разгона практически не отличался. Вот и получалось, что при меньшей стоимости конечный владелец получал более производительную систему.

Технические характеристики чипа

Характеристики процессора AMD Athlon 64 x2 могут существенно отличаться. Ведь было выпущено три его модификации. Первая из них носила кодовое название Windsor F2. Работала она на тактовой частоте в 2,6 ГГц, имела 128 кбайт кэша первого уровня и, соответственно, 2 Мб второго уровня. Изготавливался этот полупроводниковый кристалл по нормам 90 нм технологического процесса, а тепловой его пакет был равен 89 Вт. При этом максимальная температура его могла достигать 70 градусов. Ну и напряжение, подаваемое на ЦПУ, могло быть равно 1,3 В или 1,35 В.

Чуть позже появился в продаже чип с кодовым названием Windsor F3. В этой модификации процессора изменилось напряжение (в этом случае оно понизилось до 1,2 В и 1,25 В соответственно), увеличилась максимальная рабочая температура до 72 градусов и уменьшился тепловой пакет до 65 Вт. В довершение к этому изменился и сам технологический процесс - с 90 нм до 65 нм.

Последний, третий вариант процессора носил кодовое название Brisbane G2. В этом случае частота была поднята на 100 МГц и составляла уже 2,7 ГГц. Напряжение могло быть равным 1,325 В, 1,35 В или 1,375 В. Максимальная рабочая температура снижалась до 68 градусов, а тепловой пакет, как и в предыдущем случае, был равен 65 Вт. Ну и сам чип изготавливался по более прогрессивному 65 нм технологическому процессу.

Сокет

Процессор AMD Athlon 64 x2 модели 5200+ устанавливался в сокет АМ2. Второе его название - сокет 940. Электрически и в отношении программного обеспечения он совместим с решениями на базе АМ2+. Соответственно, приобрести для него материнскую плату пока еще возможно. Но вот сам ЦПУ уже купить достаточно сложно. Это неудивительно: процессор появился в продаже в 2007 году. С тех пор успело уже поменяться три поколения устройств.

Подбор материнской платы

Достаточно большой набор материнских плат на базе сокета АМ2 и АМ2+ поддерживал процессор AMD Athlon 64 x2 5200. Характеристики у них были самые разнообразные. Но вот чтобы по максимуму стал возможен разгон этого полупроводникового чипа, рекомендуется обращать внимание на решения на базе чипсета 790FX или 790Х. Стоили подобные материнские платы дороже среднего. Это логично, так как возможности для разгона у них были значительно лучше. Также плата должна быть изготовлена в форм-факторе АТХ. Можно, конечно, попытаться разогнать данный чип и на решениях мини-АТХ, но плотная компоновка радиодеталей на них может привести к нежелательным последствиям: перегреву материнской платы и центрального процессора и выходу их из строя. В качестве конкретных примеров можно привести PC-AM2RD790FX от Sapphire или 790XT-G45 от MSI. Также достойной альтернативой приведенным ранее решениям может стать M2N32-SLI Deluxe от Asus на базе чипсета nForce590SLI, разработанного NVIDIA.

Система охлаждения

Разгон процессора AMD Athlon 64 x2 невозможен без качественной системы охлаждения. Тот кулер, который идет в коробочной версии данного чипа, не подходит для этих целей. Он рассчитан на фиксированную тепловую нагрузку. При увеличении производительности ЦПУ его тепловой пакет возрастает, и штатная система охлаждения уже не будет справляться. Поэтому нужно покупать более продвинутую, с улучшенными техническими характеристиками. Можно порекомендовать для этих целей использовать кулер CNPS9700LED от Zalman. При наличии его данный процессор можно смело разгонять до 3100-3200 МГц. При этом особых проблем с перегревом ЦПУ точно не будет.

Термопаста

Еще один важный компонент, который нужно учитывать перед тем, AMD Athlon 64 x2 5200 +, это термопаста. Ведь чип будет функционировать не в режиме штатной нагрузки, а в состоянии увеличенной производительности. Соответственно, к качеству термопасты выдвигаются более жесткие требования. Она должна обеспечивать улучшенный теплоотвод. Для этих целей рекомендуется заменить штатную термопасту на КПТ-8, которая отлично подойдет для условий разгона.

Корпус

Процессор AMD Athlon 64 x2 5200 будет работать с увеличенной температурой в процессе разгона. В некоторых случаях она может подниматься до 55-60 градусов. Чтобы компенсировать эту увеличенную температуру, одной качественной замены термопасты и системы охлаждения будет недостаточно. Также нужен корпус, в котором воздушные потоки могли бы хорошо циркулировать, а за счет этого обеспечивалось бы дополнительное охлаждение. То есть внутри системного блока должно быть как можно больше свободного пространства, и это бы позволило за счет конвекции обеспечить охлаждение компонентов компьютера. Еще лучше будет, если в нем будут установлены дополнительные вентиляторы.

Процесс разгона

Теперь разберемся с тем, как разогнать процессор AMD ATHLON 64 x2. Выясним это на примере модели 5200+. Алгоритм разгона ЦПУ в это случае будет таким.

1. При включении ПК нажимаем клавишу Delete. После этого откроется синий экран БИОСа.
2. Затем находим раздел, связанный с работой оперативной памяти, и снижаем частоту ее работы до минимума. Например, задано значение для ДДР1 333 MHz, а мы опускаем частоту до 200 MHz.
3. Далее сохраняем внесенные изменения и загружаем операционную систему. Потом с помощью игрушки или тестовой программы (например, CPU-Z и Prime95) проверяем работоспособность ПК.
4. Опять перезагружаем ПК и заходим в БИОС. Здесь теперь находим пункт, связанный с работой шины PCI, и фиксируем ее частоту. В этом же месте необходимо зафиксировать данный показатель для графической шины. В первом случае значение должно быть установлено в 33 MHz.
5. Сохраняем параметры и перезагружаем ПК. Заново проверяем его работоспособность.
6. На следующем этапе выполняется перезагрузка системы. Заново входим в БИОС. Здесь находим параметр, связанный с шиной HyperTransport, и устанавливаем частоту работы системной шины в 400 МГц. Сохраняем значения и перезагружаем ПК. После окончания загрузки ОС тестируем стабильность работы системы.
7. Потом перезагружаем ПК и входим заново в БИОС. Здесь необходимо теперь перейти в раздел параметров процессора и увеличить частоту системной шины на 10 МГц. Сохраняем изменения и перезагружаем компьютер. Проверяем стабильность системы. Затем, постепенно повышая частоту процессора, доходим до того момента, когда он перестает стабильно работать. Далее возвращаемся к предыдущему значению и опять тестируем систему.
8. Затем можно попытаться дополнительно разогнать чип с помощью его множителя, который должен быть в этом же разделе. При этом после каждого внесения изменений в БИОС сохраняем параметры и проверяем работоспособность системы.

Если в процессе разгона ПК начинает зависать и вернуться к предыдущим значениям невозможно, то необходимо сбросить настройки БИОСа на заводские. Для этого достаточно найти в нижней части материнской платы, рядом с батарейкой, джампер с надписью Clear CMOS и переставить его на 3 секунды с 1 и 2 контакта на 2 и 3 контакты.

Проверка стабильности системы

Не только максимальная температура процессора AMD Athlon 64 x2 может привести к нестабильной работе компьютерной системы. Причина может быть вызвана рядом дополнительных факторов. Поэтому в процессе разгона рекомендуется проводить комплексную проверку надежности работы ПК. Лучше всего для решения этой задачи подходит программа Everest. Именно с ее помощью и можно проверить надежность и стабильность работы компьютера в процессе разгона. Для этого лишь достаточно после каждых внесенных изменений и после окончания загрузки ОС запускать эту утилиту и проверять состояние аппаратных и программных ресурсов системы. Если какое-то значение выходит за допустимые границы, то нужно перезагружать компьютер и возвращаться к предыдущим параметрам, а затем заново все тестировать.

Контроль системы охлаждения

Температура процессора AMD Athlon 64 x2 зависит от работы системы охлаждения. Поэтому по окончании процедуры разгона необходимо проверить стабильность и надежность работы кулера. Для этих целей лучше всего использовать программу SpeedFAN. Она и бесплатная, и уровень ее функциональности достаточный. Скачать ее из Интернета и установить на ПК не составит особого труда. Далее ее запускаем и периодически, в течение 15-25 минут, контролируем количество оборотов кулера процессора. Если это число стабильно и не уменьшается, то все в порядке с системой охлаждения ЦПУ.

Температура чипа

Рабочая температура процессора AMD Athlon 64 x2 в штатном режиме должна изменяться в диапазоне от 35 до 50 градусов. В процессе разгона этот диапазон будет уменьшаться в сторону последнего значения. На определенном этапе температура ЦПУ может даже превысить 50 градусов, и в этом ничего страшного нет. Максимально допустимое значение - 60 ˚С, приблизившись к которому, рекомендуется прекратить какие-либо эксперименты с разгоном. Более высокое значение температуры может негативно сказаться на полупроводниковом кристалле процессора и вывести его из строя. Для проведения замеров в процессе операции рекомендуется использовать утилиту CPU-Z. Причем регистрацию температуры необходимо осуществлять после каждого внесенного изменения в БИОС. Также нужно выдержать интервал в 15-25 минут, в течении которого периодически проверять, как сильно нагрелся чип.

С появлением микроархитектуры Zen стратегия AMD на процессорном рынке стала базироваться на очень простом принципе: компания старается обеспечивать лучшие характеристики (в первую очередь по числу ядер и поддерживаемых потоков) по более выгодной цене. Семейства Ryzen 7, Ryzen 5 и Ryzen 3 при таком подходе оказались более дешёвыми альтернативами для Core i7, i5 и i3, и именно это во многом обеспечивает их популярность у покупателей. Но несмотря на то, что цена - это один из самых важных аргументов в продвижении процессоров AMD, совсем дешёвых Socket AM4-процессоров в ассортименте у этого производителя до недавних пор не существовало. Для тех покупателей, которые не располагали как минимум 100-долларовым бюджетом, выделенным на покупку CPU, AMD могла лишь предложить старые процессоры для Socket FM2+ семейств и либо ещё более старые процессоры AMD FX класса Piledriver. Но привлекательность таких предложений в современных условиях вызывает обоснованные сомнения, и это стало заметной проблемой.

Данная проблема дополнительно усугубилась тем, что компания Intel с внедрением дизайна Kaby Lake начала выпускать очень привлекательные процессоры начального уровня - двухъядерные . Такие недорогие четырёхпоточные CPU быстро завоевали признание и стали очень популярным вариантом для бюджетных конфигураций.

Тем не менее оставлять Pentium c Hyper-Threading совсем без конкуренции в начальном рыночном сегменте AMD всё же не стала. Спустя примерно полгода после их появления в продаже «красный чипмейкер» принял решение создать свою альтернативу «гиперпням» и пустить для этого в дело имевшиеся в его распоряжении четырёхъядерные чипы Bristol Ridge. Такие процессоры поставлялись AMD по OEM-каналам примерно с середины прошлого года, но летом было объявлено, что теперь для исправления ситуации в нижнем ценовом сегменте Bristol Ridge станут доступны и для розничных покупателей.

Вообще, семейство Bristol Ridge в первую очередь включает в себя гибридные процессоры A-серии с интегрированным графическим ядром Radeon (поколения Volcanic Islands). Однако для конкуренции с Pentium были спроектированы специальные модели с отключённой графикой - такие процессоры AMD отнесла к отдельному модельному ряду Athlon X4. В результате покупатели бюджетных систем с дискретными видеокартами получили выбор между двухъядерными Kaby Lake с Hyper-Threading и четырёхъядерными процессорами Bristol Ridge, которые базируются на микроархитектуре Excavator. Какой вариант лучше - мы и решили выяснить в нашем очередном материале.

Для проведения тестирования нам пришлось взять модель Athlon X4 950. Несмотря на то, что в серии Bristol Ridge компания AMD запланировала три модификации процессоров без интегрированной графики, в продаже реально доступна только эта, средняя модель. Тем не менее благодаря наличию даже одного такого процессора экосистема Socket AM4 приобрела необходимую полноту. Сегодня для этой платформы можно приобрести процессор с ценой от $51 до $499, и доступный Athlon X4 950 может стать отличным вариантом начального уровня, который со временем можно будет заметить одним из существующих Ryzen серии Summit Ridge или даже перспективным Ryzen серии Pinnacle Ridge.

⇡ Athlon X4 для Socket AM4: что нового

В теории всё выглядит достаточно неплохо. Новая версия Athlon X4 представляет собой производную от наиболее современных APU компании AMD, относящихся к поколению Bristol Ridge. Такие APU пришли на рынок мобильных решений ещё в 2016 году, а в этом году семейство расширилось за счёт чипов для настольных систем. Конструктивно Bristol Ridge можно охарактеризовать как перенос в современную экосистему. В процессе этого переноса в APU сохранились вычислительные ядра Excavator и графическое ядро класса Volcanic Islands (дискретный аналог архитектуры R9 Fury с меньшим количеством потоковых процессоров), но добавился более новый контроллер памяти, поддерживающий DDR4 SDRAM. Кроме того, архитектурно Bristol Ridge больше напоминают системы-на-чипе (SoC), что позволило вписать их в экосистему Socket AM4.

Интересующие нас представители серии Athlon X4, как и раньше, интегрированной графики лишены. Графический процессор, естественно, присутствует на полупроводниковом кристалле, но он аппаратно заблокирован, что позволяет AMD задействовать при производстве Athlon X4 кремниевую отбраковку, которая не смогла попасть в полноценные гибридные процессоры A-серии. В результате Athlon X4 представляют собой недорогие четырёхъядерники для платформы Socket AM4, которые кардинально отличаются от схожих по количеству ядер чипов Ryzen 3 своей базовой микроархитектурой. Процессорные ядра в Bristol Ridge были спроектированы в эпоху, предшествовавшую появлению архитектуры Zen, а значит, Athlon X4 для Socket AM4, как и их Socket FM2+-собратья, относятся к прямым потомкам Bulldozer.

Если конкретнее, то лежащие в основе актуального поколения APU вычислительные ядра Excavator представляют собой эволюционное развитие ядер Steamroller, которые, в свою очередь, появились в результате оптимизации Piledriver. Как говорит сама AMD, по показателю IPC (по числу выполняемых за такт инструкций) Excavator превосходит предшествующее ядро Steamroller примерно на 5-15 процентов. Прогресс достигается за счёт увеличения объёма кеш-памяти данных первого уровня до 32 Кбайт на ядро , а также благодаря полуторакратному расширению буфера адресов ветвлений, что улучшает результативность работы алгоритмов предсказания переходов. Кроме того, в Excavator добавлена поддержка 256-битных векторных инструкций из набора AVX2.

Однако не стоит переоценивать все такие дополнения, ведь они сделаны на откровенно устаревшем фундаменте. Ждать каких-то чудес производительности от Excavator явно не следует, и хорошей иллюстрацией слабости данной микроархитектуры может послужить тот факт, что во время представления первых процессоров серии Ryzen представители AMD говорили о 52-процентном превосходстве Zen над Excavator по показателю IPC. То есть при прочих равных четырёхъядерные Ryzen 3 способны обеспечить как минимум в полтора раза более высокую производительность, чем современные Athlon X4. А это значит, что между Athlon X4 для Socket AM4-систем и «полноценными» процессорами Ryzen существует колоссальный разрыв хотя бы с точки зрения эффективности базовой микроархитектуры. И этим дело не ограничивается. В бюджетных CPU компания AMD заложила ещё несколько дополнительных «ухудшений».

Одна из основных потерь, которую понёс современный Athlon X4, касается системы кеширования. В отличие от представителей серий FX или Ryzen, в процессорах этого семейства вообще нет кеш-памяти третьего уровня. Кроме того, в ядрах Excavator сократился и объём L2-кеша. Раньше в CPU такого класса на каждый двухъядерный модуль Bulldozer приходился кеш второго уровня объёмом по 2 Мбайт. Теперь он стал вдвое меньше, и четырёхъядерные Athlon X4 для Socket AM4 располагают лишь небольшим L2-кешем ёмкостью 2 Мбайт суммарно.

Серьёзные претензии вызывает и встроенный в Bristol Ridge двухканальный контроллер памяти. AMD реализовала в этих процессорах поддержку DDR4, но она совсем не такая, как в Ryzen. Bristol Ridge проектировался заметно раньше, и контроллер памяти в нём оказался намного хуже. В частности, максимальная частота поддерживаемой памяти ограничена режимом DDR4-2400, причём более высокие скорости недоступны и через разгон - для них банально не предусмотрены делители. Не впечатляет и эффективность этого контроллера. Bristol Ridge ощутимо проигрывает Ryzen в латентности подсистемы памяти и катастрофически уступает в реальной пропускной способности. Таким образом, переход на использование DDR4 производительность представителей семейства Athlon X4 только ухудшил.

Athlon X4 950	Ryzen 3 1200

Что касается встроенных в процессор элементов SoC, то и они у новых Athlon X4 тоже сильно отличаются от того, что предлагает AMD в процессорах семейства Ryzen. Самая серьёзная потеря затронула шину для взаимодействия с дискретными графическими ускорителями: для этой цели Athlon X4 предлагает лишь восемь линий PCI Express 3.0. То есть видеокарты в Socket AM4-платформах, построенных на базе таких бюджетных процессоров, будут работать «не в полную силу».

В дополнение к урезанной графической шине процессорная SoC в Bristol Ridge поддерживает две дополнительные линии PCI Express 3.0, которые могут быть конвертированы в два порта SATA, а также четыре порта USB 3.0. Расширить этот набор можно за счёт подключения внешнего южного моста, для соединения с которым в процессоре зарезервировано ещё четыре линии PCI Express 3.0. Поскольку способ взаимодействия с набором системной логики у Athlon X4 точно такой же, как и у Ryzen, процессоры поколения Bristol Ridge полностью совместимы с любыми Socket AM4-материнскими платами, включая модели, построенные на чипсетах A320, B350 и даже X370.

Скудные характеристики Athlon X4 объясняются его происхождением. Изначально дизайн Bristol Ridge был нацелен на применение в мобильных системах, поэтому многое из того, в чём нет острой необходимости в ноутбуках, пошло под нож ради оптимизации энергопотребления. И в этом есть некоторая положительная сторона: энергосберегающие технологии в Bristol Ridge сделали большой шаг вперёд, позволяя соблюдать тонкий баланс между производительностью и энергопотреблением.

Но самое важное заключается в том, что, несмотря на использование при производстве Bristol Ridge полупроводниковой технологии с разрешением 28 нм, данный процессорный дизайн получился вполне энергоэффективным. В частности, все представители десктопного семейства Bristol Ridge вписываются в 65-ваттный тепловой пакет, в том числе даже модели с графическим ядром и рабочими частотами порядка 4 ГГц. Достигается это во многом благодаря тому, что производственный партнёр AMD, компания TSMC, внедрил специальную «высокоплотную» разновидность 28-нм техпроцесса, похожую на технологию, которая применяется при выпуске GPU. В результате современные Athlon X4 смогли получить не только сравнительно невысокое тепловыделение и энергопотребление, но и конфигурируемый TDP. Номинальный тепловой пакет этих процессоров, как и у полноценных APU, установлен на уровне 65 Вт, но в случае необходимости его рамки могут быть ужесточены до 35 Вт.

⇡ Athlon X4 950 в подробностях

Когда AMD объявляла о начале розничных продаж десктопных процессоров семейства Bristol Ridge, она говорила о модельном ряде, состоящем из восьми APU A-серии и трёх процессоров Athlon X4 без встроенной графики. Новые модификации Athlon X4 должны были получить модельные номера 940, 950 и 970 и, согласно спецификации, различались бы тактовыми частотами, установленными на уровне 3,2, 3,5 и 3,8 ГГц соответственно. Однако впоследствии AMD решила отказаться от розничной реализации бюджетных Socket AM4-процессоров «широким фронтом» и ограничилась поставками лишь единичной четырёхъядерной модели Athlon X4 950.

Стоит напомнить, что в экосистеме Socket FM2+ модельный ряд процессоров Athlon X4 был весьма представителен. Он формировался из многочисленных четырёхъядерных чипов Kaveri с частотами от 3,0 до 4,0 ГГц и впоследствии получил дополнение в виде Carrizo с частотой 3,5 ГГц. При переносе Athlon X4 в более актуальную платформу Socket AM4 от былого изобилия не осталось и следа. Причём единственный Athlon X4 для Socket AM4 - это ещё и сильно «зарезанный» по характеристикам процессор. Если пытаться провести параллели между Athlon X4 950 и предшественниками для Socket FM2+, то наиболее близкой по характеристикам моделью окажется Athlon X4 845, в то время как популярные Athlon X4 860K (и более быстрые модели) родом из 2015 года новинку заметно превосходят.

Зато это позволило компании AMD установить на Athlon X4 950 очень привлекательную цену. Его официальная стоимость составляет $51, что делает данный процессор самым доступным четырёхъядерником, который вдвое дешевле младшего представителя в серии Ryzen 3. Благодаря такому предложению AMD надеется привлечь на свою сторону покупателей бюджетных систем, которые до настоящего момента ориентировались на Intel Pentium поколения Kaby Lake с поддержкой Hyper-Threading.

При этом характеристики Athlon X4 950 на фоне прочих дешёвых процессоров с возможностью исполнения четырёх потоков выглядят достаточно многообещающе:

	AMD Athlon X4 950	AMD Ryzen 3 1200	Intel Pentium G4560
Кодовое имя	Bristol Ridge	Summit Ridge	Kaby Lake
Технология производства, нм	28	14	14+
Ядра/потоки	4/4	4/4	2/4
Базовая частота, ГГц	3,5	3,1	3,5
Частота в турборежиме, ГГц	3,8	3,4	-
Технология XFR	Нет	+50 МГц	Нет
Разгон	Поддерживается	Поддерживается	Не поддерживается
L2-кеш	2 × 1 Мбайт	4 × 512 Кбайт	2 × 256 Кбайт
L3-кеш	Нет	2 × 4 Мбайт	3 Мбайт
Поддержка памяти	DDR4-2400	DDR4-2666	DDR4-2400
Линии PCI Express 3.0 для GPU	8	16	16
TDP, Вт	65	65	54
Разъём	Socket AM4	Socket AM4	LGA1151 v1
Официальная цена	$51	$109	$64

Основная проблема Athlon X4 950 - устаревшая микроархитектура с низкой удельной производительностью, в остальном же никаких очевидных изъянов в приведённом списке спецификаций не видно.

В диагностической программе CPU-Z характеристики Athlon X4 950 выглядят следующим образом.

Реальные рабочие частоты Athlon X4 950 оказываются немного выше номинала. В Bristol Ridge работа технологии Turbo Core привязана исключительно к показаниям встроенных в ядро датчиков температуры и потребляемой мощности и никак не зависит от того, какое количество ядер процессора реально работает, а какое находится в состоянии простоя. Поэтому, несмотря на то, что номинальная частота Athlon X4 950 - 3,5 ГГц, в большинстве случаев он работает на 3,7-3,8 ГГц. Причём активация турборежима нередко происходит даже при исполнении ресурсоёмких многопоточных программ.

В таком состоянии расчётное тепловыделение Athlon X4 950 остаётся в 65-ваттных рамках. Однако имеется возможность снизить TDP через настройки UEFI BIOS материнской платы. Минимальный уровень потребления составляет 35 Вт, что в теории может быть востребовано в случае использования такого CPU в компактных системах. В таком экономичном режиме реальная частота Athlon X4 950 оказывается ниже номинала и в ресурсоёмких приложениях плавает в интервале от 3,0 до 3,4 ГГц.

⇡ Разгон

Хотя в названии Athlon X4 950 нет литеры K, коэффициент умножения у этого процессора не зафиксирован, что открывает путь к сравнительно простому разгону. Впрочем, не стоит забывать, что процессорный дизайн Bristol Ridge пришёл в десктопы из мобильной среды, а это значит, что основанные на нём чипы оптимизированы скорее под низкое энергопотребление, чем под высокие частоты.

Поэтому вполне закономерно, что на практике разгонный потенциал Athlon X4 950 оказался достаточно скудным, и с повышением напряжения питания до 1,5 В нам удалось добиться устойчивой работы нашего экземпляра всего лишь на частоте 4,2 ГГц.

Хотя 28-нм Athlon X4 с ядрами Excavator по оверклокерскому потенциалу немного превосходит 14-нм Ryzen, которые обычно удаётся разогнать до частот порядка 4,0 ГГц, хорошим результатом такой разгон всё равно назвать невозможно. Более ранние потомки Bulldozer были способны работать на значительно более высоких частотах. Например, предшествующие Athlon X4 950 процессоры той же серии с модельными номерами из девятой сотни, предназначенные для платформы Socket FM2+ и базирующиеся на дизайне Kaveri, без особого труда брали частоты в диапазоне от 4,5 до 4,8 ГГц.

При этом максимально доступные для представителей поколения Bristol Ridge частоты ограничиваются отнюдь не тепловыделением. Температура Athlon X4 950 в разгоне остаётся сравнительно невысокой. Повышение же частоты стопорится из-за каких-то глубинных ограничений в полупроводниковой структуре, которые препятствуют безошибочной работе CPU на скоростях сильно выше номинальной.

Athlon 64 X2 устарел, как физически, так и морально. Такие устройства
были представлены в далеком 2006 году. Это были первые многоядерные решения
компании АМД. Оценить их важность на сегодняшний день не представляет особого труда. Их выпуск стал первым эволюционным шагом данного производителя в сфере высокотехнологичных решений. Именно он существенно повлиял на развитие компьютерной индустрии. Сейчас уже никого не удивишь 8-ми ядерным ЦПУ. Это уже стало нормой. А вот тогда подобное решение произвело своеобразную революцию, плодами которой мы и по сей день пользуемся.

История

Первым 2-х ядерным ЦПУ в нише домашних ПК стал продукт извечного конкурента АМД - компании "Интел". Это был процессор "пентиум" с индексом ХЕ 840. Устанавливался он в который был в то время основным у данного производителя. Увеличение количества ядер вызвало необходимость снижения Это привело к снижению производительности в однопоточных приложениях. Аналогичный результат получил и продукт его постоянного конкурента - процессор AMD Athlon 64 X2. Но за счет того, что такие решения были изначально ориентированы под многопоточность, эффект был не настолько сильным, как у основного конкурента. По мере появления софта, который способен полностью загрузить два физических ядра, расстановка сил постепенно изменилась. И такие решения постепенно вытеснили ЦПУ с 1-им ядром из обихода. Да, сейчас еще продаются подобные устройства, но они большей часть используются для офисных ПК, где на первый план выходит работа в офисных приложениях и низкая стоимость готовой системы. А для игровых систем рекомендуется брать 4, 6 или 8 ядер. В крайнем случае можно остановить выбор и на 2-х ядрах, но это существенно скажется на качестве игры не в лучшую сторону. Такой расклад был заложен более 5 лет назад, и один из его основоположников - процессор AMD Athlon 64 X2.

Модификации

Изначально такие ЦПУ устанавливались в который был самым прогрессивным у данного производителя на то время. Сразу было представлено 4 модели процессора. Младшим из них стал именно AMD Athlon 64 X2 4200. Остальные имели схожее название, но отличались индексом. Появились модификации 4400, 4600, а флагман этой линейки имел индекс 4800. Также обязательным атрибутом обозначений этих ЦПУ был «+», который добавлялся в конце наименования. Частота базовой модели составляла 2200 МГц. Также среди архитектурных особенностей стоит отметить кеш, размер которого у младшей модели был 1Мб. При этом на каждое из ядер приходилась лишь его половина. Остальные модификации могли похвастаться более высокой частотой и увеличенным размером кеша.

Более поздние решения

Чуть позже на рынке появились и более производительные продукты. Логическим развитием в этом направлении стало появление таких ЦПУ под платформу АМ2. Размер кеша у них был аналогичным, как у предшественника. А вот частоты существенно выросли и составили, например, для ЦПУ модели AMD Athlon 64 X2 5000 - 2700 МГц. Также еще одним нововведением стала поддержка новой памяти, которая называлась DDR2. Но, в принципе, у этих процессоров, срок между появлением которых составляет чуть меньше 2-х лет, много общего.

Заключение

Процессор AMD Athlon 64 X2 является одним из родоначальников эры параллельных вычислений на одном кристалле. Если внимательно к нему присмотреться, то можно с легкостью найти много общего с новыми решениями АМД. И тут ничего удивительного, ведь они построены по схожей архитектуре, которая за последние 5 лет претерпела определенные изменения, но также и сохранила общие черты.

Введение

Начинаем знакомство с двухъядерными процессорами для настольных компьютеров. В этом обзоре вы найдёте всё о процессоре с двумя ядрами от AMD: общую информацию, тестирование производительности, разгон и сведения о энергопотреблении и тепловыделении.

Время двухъядерных процессоров пришло. В самое ближайшее время процессоры, оснащённые двумя вычислительными ядрами, начнут активное проникновение в настольные компьютеры. К концу следующего года большинство новых PC должно быть основано именно на CPU с двумя ядрами.
Столь сильное рвение производителей по внедрению двухъядерных архитектур объясняется тем, что иные методы для наращивания производительности себя уже исчерпали. Рост тактовых частот даётся очень тяжело, а увеличение скорости шины и размера кэш-памяти не приводит к ощутимому результату.
В то же время совершенствование 90 нм технологического процесса дошло да той точки, когда производство гигантских кристаллов с площадью порядка 200 кв. мм стало рентабельным. Именно этот факт дал возможность производителям CPU начать кампанию по внедрению двухъядерных архитектур.

Итак, сегодня, 9 мая 2005 года, вслед за компанией Intel, предварительно представляет свои двухъядерные процессоры для настольных систем и компания AMD. Впрочем, как и в случае с двухъядерными процессорами Smithfield (Intel Pentium D и Intel Extreme Edition), речь о начале поставок пока не идёт, они начнутся несколько позднее. В данный момент AMD даёт нам возможность лишь предварительно познакомиться со своими перспективными предложениями.
Линейка двухъядерных процессоров от AMD получила название Athlon 64 X2. Это наименование отражает как тот факт, что новые двухъядерные CPU имеют архитектуру AMD64, так и то, что в них присутствует два вычислительных ядра. Вместе с названием, процессоры с двумя ядрами для настольных систем получили и собственный логотип:


Семейство Athlon 64 X2 на момент его появления на прилавках магазинов будет включать четыре процессора с рейтингами 4200+, 4400+, 4600+ и 4800+. Эти процессоры можно будет приобрести по цене от $500 до $1000 в зависимости от их производительности. То есть, свою линейку Athlon 64 X2 AMD ставит несколько выше обычных Athlon 64.
Однако прежде чем начинать судить о потребительских качествах новых CPU, давайте подробнее познакомимся с особенностями этих процессоров.

Архитектура Athlon 64 X2

Следует отметить, что реализация двухъядерности в процессорах AMD несколько отличается от реализации Intel. Хотя, как и Pentium D и Pentium Extreme Edition, Athlon 64 X2 по сути представляет собой два процессора Athlon 64, объединённых на одном кристалле, двухъядерный процессор от AMD предлагает несколько иной способ взаимодействия ядер между собой.
Дело в том, что подход Intel заключается в простом помещении на один кристалл двух ядер Prescott. При такой организации двухъядерности процессор не имеет никаких специальных механизмов для осуществления взаимодействия между ядрами. То есть, как и в обычных двухпроцессорных системах на базе Xeon, ядра в Smithfield общаются (например, для решения проблем с когерентностью кэшей) посредством системной шины. Соответственно, системная шина разделяется между ядрами процессора и при работе с памятью, что приводит к увеличению задержек при обращении к памяти обоих ядер одновременно.
Инженеры AMD предусмотрели возможность создания многоядерных процессоров ещё на этапе разработки архитектуры AMD64. Благодаря этому, в двухъядерных Athlon 64 X2 некоторые узкие места удалось обойти. Во-первых, дублированы в новых процессорах AMD далеко не все ресурсы. Хотя каждое из ядер Athlon 64 X2 обладает собственным набором исполнительных устройств и выделенной кэш-памятью второго уровня, контроллер памяти и контроллер шины Hyper-Transport на оба ядра общий. Взаимодействие каждого из ядер с разделяемыми ресурсами осуществляется посредством специального Crossbar-переключателя и очереди системных запросов (System Request Queue). На этом же уровне организовано и взаимодействие ядер между собой, благодаря чему вопросы когерентности кэшей решаются без дополнительной нагрузки на системную шину и шину памяти.

Таким образом, единственное узкое место, имеющееся в архитектуре Athlon 64 X2 – это пропускная способность подсистемы памяти 6.4 Гбайт в секунду, которая делится между процессорными ядрами. Впрочем, в будущем году AMD планирует перейти на использование более скоростных типов памяти, в частности двухканальной DDR2-667 SDRAM. Этот шаг должен положительно сказаться на увеличении производительности именно двухъядерных CPU.
Отсутствие поддержки современных типов памяти с высокой пропускной способностью новыми двухъядерными процессорами объясняется тем, что AMD в первую очередь стремилась сохранить совместимость Athlon 64 X2 с существующими платформами. В результате, эти процессоры могут использоваться в тех же самых материнских платах, что и обычные Athlon 64. Поэтому, Athlon 64 X2 имеют Socket 939 корпусировку, двухканальный контроллер памяти с поддержкой DDR400 SDRAM и работают с шиной HyperTransport с частотой до 1 ГГц. Благодаря этому единственное, что требуется для поддержки двухъядерных CPU от AMD современными Socket 939 материнскими платами, – это обновление BIOS. В этой связи отдельно следует отметить, что, к счастью, инженерам AMD удалось вписать в ранее установленные рамки и энергопотребление Athlon 64 X2.

Таким образом, в части совместимости с существующей инфраструктурой двухъядерные процессоры от AMD оказались лучше конкурирующих продуктов Intel. Smithfield совместим лишь с новыми чипсетами i955X и NVIDIA nFroce4 (Intel Edition), а также предъявляет повышенные требования к конвертеру питания материнской платы.
В основе процессоров Athlon 64 X2 использованы ядра с кодовыми именами Toledo и Manchester степпинга E, то есть по своему функционалу (за исключением возможности обработки двух вычислительных потоков одновременно) новые CPU подобны Athlon 64 на базе ядер San Diego и Venice. Так, Athlon 64 X2 поддерживают набор инструкций SSE3, а также имеют усовершенствованный контроллер памяти. Среди особенностей контроллера памяти Athlon 64 X2 следует упомянуть возможность использования разномастных модулей DIMM в различных каналах (вплоть до установки в оба канала памяти модулей разного объёма) и возможность работы с четырьмя двухсторонними модулями DIMM в режиме DDR400.
Процессоры Athlon 64 X2 (Toledo), содержащие два ядра с кэш-памятью второго уровня по 1 Мбайту на каждое ядро, состоят из примерно 233.2 млн. транзисторов и имеет площадь около 199 кв. мм. Таким образом, как того и следовало ожидать, кристалл и сложность двухъядерного процессора оказывается примерно вдвое больше кристалла соответствующего одноядерного CPU.

Линейка Athlon 64 X2

Линейка процессоров Athlon 64 X2 включает в себя четыре модели CPU c рейтингами 4800+, 4600+, 4400+ и 4200+. В их основе могут использоваться ядра с кодовыми именами Toledo и Manchester. Различия между ними заключаются в размере кэш-памяти второго уровня. Процессоры с кодовым именем Toledo, которые обладают рейтингами 4800+ и 4400+, имеют два L2 кэша (на каждое из ядер) объёмом 1 Мбайт. CPU же с кодовым именем Manchester располагают вдвое меньшим объёмом кэш-памяти: два раза по 512 Кбайт.
Частоты двухъядерных процессоров AMD достаточно высоки и равны 2.2 или 2.4 ГГц. То есть, тактовая частота старшей модели двухъядерного процессора AMD соответствует частоте старшего процессора в линейке Athlon 64. Это означает, что даже в приложениях, не поддерживающих многопоточность, Athlon 64 X2 сможет демонстрировать очень хороший уровень производительности.
Что же касается электрических и тепловых характеристик, то, несмотря на достаточно высокие частоты Athlon 64 X2, они мало отличаются от соответствующих характеристик одноядерных CPU. Максимальное тепловыделение новых процессоров с двумя ядрами составляет 110 Вт против 89 Вт у обычных Athlon 64, а ток питания возрос до 80А против 57.4А. Впрочем, если сравнивать электрические характеристики Athlon 64 X2 с спецификациями Athlon 64 FX-55, то рост максимального тепловыделения составит всего лишь 6Вт, а предельный ток и вовсе не изменится. Таким образом, можно говорить о том, что процессоры Athlon 64 X2 предъявляют к конвертеру питания материнских плат примерно такие же требования, как и Athlon 64 FX-55.

Целиком характеристики линейки процессоров Athlon 64 X2 выглядят следующим образом:

Следует отметить, что AMD позиционирует Athlon 64 X2 как совершенно независимую линейку, отвечающую своим целям. Процессоры этого семейства предназначаются той группе продвинутых пользователей, для которой важна возможность использования нескольких ресурсоёмких приложений одновременно, либо применяющих в повседневной работе приложения для создания цифрового контента, большинство из которых эффективно поддерживает многопоточность. То есть, Athlon 64 X2 представляется неким аналогом Athlon 64 FX, но не для игроков, а для энтузиастов, использующих PC для работы.

При этом выпуск Athlon 64 X2 не отменяет существование остальных линеек: Athlon 64 FX, Athlon 64 и Sempron. Все они продолжат мирно сосуществовать на рынке.
Но, отдельно следует отметить тот факт, что линейки Athlon 64 X2 и Athlon 64 имеют унифицированную систему рейтингов. Это значит, что процессоры Athlon 64 с рейтингами выше 4000+ на рынке не появятся. В то же время семейство одноядерных процессоров Athlon 64 FX будет продолжать развиваться, поскольку данные CPU востребованы геймерами.
Цены Athlon 64 X2 таковы, что, судя по ним, эту линейку можно считать дальнейшим развитием обычных Athlon 64. Фактически, так оно и есть. По мере того, как старшие модели Athlon 64 будут переходить в среднюю ценовую категорию, верхние модели в этой линейке будут заменяться на Athlon 64 X2.
Появление процессоров Athlon 64 X2 в продаже ожидается в июне. Рекомендованные AMD розничные цены выглядят следующим образом:

AMD Athlon 64 X2 4800+ - $1001;
AMD Athlon 64 X2 4600+ - $803;
AMD Athlon 64 X2 4400+ - $581;
AMD Athlon 64 X2 4200+ - $537.

Athlon 64 X2 4800+: первое знакомство

Нам удалось получить на тестирование образец процессора AMD Athlon 64 X2 4800+, являющегося старшей моделью в линейке двухъядерных CPU от AMD. Данный процессор по своему внешнему виду оказался очень похож на своих прародителей. Фактически, отличается он от обычных Athlon 64 FX и Athlon 64 для Socket 939 только лишь маркировкой.

Несмотря на то, что Athlon 64 X2 – это типичный Socket 939 процессор, который должен быть совместим с большинством материнских плат с 939-контактным процессорным гнездом, на данный момент его функционирование с многими платами затруднено в виду отсутствия необходимой поддержки со стороны BIOS. Единственной материнской платой, на которой данный CPU смог заработать в двухъядерном режиме в нашей лаборатории, оказалась ASUS A8N SLI Deluxe, для которой существует специальный технологический BIOS с поддержкой Athlon 64 X2. Впрочем, очевидно, что с появлением двухъядерных процессоров AMD в широкой продаже данный недостаток будет ликвидирован.
Следует отметить, что без необходимой поддержки со стороны BIOS, Athlon 64 X2 в любой материнской плате превосходно работает в одноядерном режиме. То есть, без обновлённой прошивки наш Athlon 64 X2 4800+ работал как Athlon 64 4000+.
Популярная утилита CPU-Z пока выдаёт о Athlon 64 X2 неполную информацию, хотя и распознаёт его:

Несмотря на то, что CPU-Z детектирует два ядра, вся отображаемая информация о кеш-памяти относится лишь к одному из ядер CPU.
Предваряя тесты производительности полученного процессора, в первую очередь мы решили исследовать его тепловые и электрические характеристики. Для начала мы сравнили температуру Athlon 64 X2 4800+ с температурой других Socket 939 процессоров. Для этих опытов мы применяли единый воздушный кулер AVC Z7U7414001; прогрев процессоров осуществлялся утилитой S&M 1.6.0, которая оказалась совместима с двухъядерным Athlon 64 X2.

В состоянии покоя температура Athlon 64 X2 оказывается несколько выше температуры процессоров Athlon 64 на ядре Venice. Однако, несмотря на наличие в нём двух ядер, этот CPU не горячее чем одноядерные процессоры, производимые по 130 нм технологическому процессу. Причём, такая же картина наблюдается и при максимальной нагрузке CPU работой. Температура Athlon 64 X2 при 100-процентной загрузке оказывается меньше температуры Athlon 64 и Athlon 64 FX, в которых используются 130 нм ядра. Таким образом, благодаря пониженному напряжению питания и использованию ядра ревизии E инженерам AMD действительно удалось добиться приемлемого тепловыделения своих двухъядерных процессоров.
Исследуя энергопотребление Athlon 64 X2, мы решили сравнить его не только с соответствующей характеристикой одноядерных Socket 939 CPU, но и с энергопотреблением старших процессоров Intel.

Как это ни покажется удивительным, но энергопотребление Athlon 64 X2 4800+ оказывается ниже энергопотребления Athlon 64 FX-55. Объясняется это тем, что в основе Athlon 64 FX-55 лежит старое 130 нм ядро, так что в этом нет ничего странного. Основной же вывод заключается в другом: те материнские платы, которые были совместимы с Athlon 64 FX-55, способны (с точки зрения мощности конвертера питания) поддерживать и новые двухъядерные процессоры AMD. То есть, AMD совершенно права, говоря о том, что вся необходимая для внедрения Athlon 64 X2 инфраструктура уже практически готова.

Естественно, мы не упустили и возможность проверки разгонного потенциала Athlon 64 X2 4800+. К сожалению, технологический BIOS для ASUS A8N-SLI Deluxe, поддерживающий Athlon 64 X2, не позволяет изменять ни напряжение на CPU, ни его множитель. Поэтому, эксперименты по оверклокингу выполнялись на штатном для процессора напряжении путём увеличения частоты тактового генератора.
В процессе экспериментов нам удалось увеличить частоту тактового генератора до 225 МГц, при этом процессор продолжал сохранять способность к стабильному функционированию. То есть, в результате разгона у нас получилось поднять частоту нового двухъядерного CPU от AMD до 2.7 ГГц.

Итак, при оверклокинге Athlon 64 X2 4800+ позволил увеличить свою частоту на 12.5%, что, как нам кажется, для двухъядерного CPU не так уж и плохо. По крайней мере, можно говорить о том, что частотный потенциал ядра Toledo близок к потенциалу других ядер ревизии E: San Diego, Venice и Palermo. Так что достигнутый при разгоне результат даёт нам надежду на появление ещё более скоростных процессоров в семействе Athlon 64 X2 до внедрения следующего технологического процесса.

Как мы тестировали

В рамках этого тестирования мы сравнили производительность двухъядерного процессора Athlon 64 X2 4800+ с быстродействием старших процессоров с одноядерной архитектурой. То есть, в соперниках у Athlon 64 X2 выступили Athlon 64, Athlon 64 FX, Pentium 4 и Pentium 4 Extreme Edition.
К сожалению, сегодня мы не можем представить сравнение нового двухъядерного процессора от AMD с конкурирующим решением от Intel, CPU с кодовым именем Smithfield. Однако в самое ближайшее время наши результаты тестов будут дополнены результатами Pentium D и Pentium Extreme Edition, так что следите за обновлениями.
Пока же в тестировании приняло участие несколько систем, состояли которые из перечисленного ниже набора комплектующих:

Процессоры:

AMD Athlon 64 X2 4800+ (Socket 939, 2.4 ГГц, 2 x 1024KB L2, ревизия ядра E6 - Toledo);
AMD Athlon 64 FX-55 (Socket 939, 2.6 ГГц, 1024KB L2, ревизия ядра CG - Clawhammer);
AMD Athlon 64 4000+ (Socket 939, 2.4 ГГц, 1024KB L2, ревизия ядра CG - Clawhammer);
AMD Athlon 64 3800+ (Socket 939, 2.4 ГГц, 512KB L2, ревизия ядра E3 - Venice);
Intel Pentium 4 Extreme Edition 3.73 ГГц (LGA775, 3.73 ГГц, 2MB L2);
Intel Pentium 4 660 (LGA775, 3.6 ГГц, 2MB L2);
Intel Pentium 4 570 (LGA775, 3.8 ГГц, 1MB L2);

Материнские платы:

ASUS A8N SLI Deluxe (Socket 939, NVIDIA nForce4 SLI);
NVIDIA C19 CRB Demo Board (LGA775, nForce4 SLI (Intel Edition)).

Память:

1024MB DDR400 SDRAM (Corsair CMX512-3200XLPRO, 2 x 512MB, 2-2-2-10);
1024MB DDR2-667 SDRAM (Corsair CM2X512A-5400UL, 2 x 512MB, 4-4-4-12).

Графическая карта: - PowerColor RADEON X800 XT (PCI-E x16).
Дисковая подсистема: - Maxtor MaXLine III 250GB (SATA150).
Операционная система: - Microsoft Windows XP SP2.

Производительность

Офисная работа

Для исследования производительности в офисных приложениях мы воспользовались тестами SYSmark 2004 и Business Winstone 2004.

Тест Business Winstone 2004 моделирует работу пользователя в распространённых приложениях: Microsoft Access 2002, Microsoft Excel 2002, Microsoft FrontPage 2002, Microsoft Outlook 2002, Microsoft PowerPoint 2002, Microsoft Project 2002, Microsoft Word 2002, Norton AntiVirus Professional Edition 2003 и WinZip 8.1. Полученный же результат достаточно закономерен: все эти приложения многопоточность не используют, а потому Athlon 64 X2 оказывается лишь чуть-чуть быстрее своего одноядерного аналога Athlon 64 4000+. Небольшое преимущество же объясняется скорее усовершенствованным контроллером памяти ядра Toledo, нежели наличием второго ядра.
Впрочем, в повседневной офисной работе частенько несколько приложений работает одновременно. Насколько эффективными в этом случае оказываются двухъядерные процессоры AMD, показано ниже.

В данном случае измеряется скорость работы в Microsoft Outlook и Internet Explorer, в то время как в фоновом режиме выполняется копирование файлов. Однако, как показывает приведённая диаграмма, копирование файлов – это не столь сложная задача и выигрыша двухъядерная архитектура тут не даёт.

Этот тест несколько сложнее. Здесь в фоновом режиме выполняется архивация файлов посредством Winzip, в то время как на переднем плане пользователь работает в Excel и Word. И в данном случае мы получаем вполне осязаемый дивиденд от двухъядерности. Athlon 64 X2 4800+, работающий на частоте 2.4 ГГц, обгоняет не только Athlon 64 4000+, но и одноядерный Athlon 64 FX-55 с частотой 2.6 ГГц.

По мере усложнения задач, работающих в фоновом режиме, прелести двухъядерной архитектуры начинают проявляться всё сильнее. В данном случае моделируется работа пользователя в приложениях Microsoft Excel, Microsoft Project, Microsoft Access, Microsoft PowerPoint, Microsoft FrontPage и WinZip, в то время как в фоновом режиме происходит антивирусная проверка. В данном тесте работающие приложения оказываются способными как следует загрузить оба ядра Athlon 64 X2, результат чего не заставляет себя ждать. Двухъядерный процессор поставленные задачи решает в полтора раза быстрее аналогичного одноядерного.

Здесь моделируется работа пользователя, получающего письмо в Outlook 2002, которое содержит набор документов в zip-архиве. Пока полученные файлы сканируются на вирусы при помощи VirusScan 7.0, пользователь просматривает e-mail и вносит пометки в календарь Outlook. Затем пользователь просматривает корпоративный веб-сайт и некоторые документы при помощи Internet Explorer 6.0.
Данная модель работы пользователя предусматривает использование многопоточности, поэтому Athlon 64 X2 4800+ демонстрирует более высокое быстродействие, нежели одноядерные процессоры от AMD и Intel. Заметим, что процессоры Pentium 4 с технологией «виртуальной» многопоточности Hyper-Threading не могут похвастать столь же высокой производительностью, как Athlon 64 X2, в котором находится два настоящих независимых процессорных ядра.

В данном бенчмарке гипотетический пользователь редактирует текст в Word 2002, а также использует Dragon NaturallySpeaking 6 для преобразования аудио-файла в текстовый документ. Готовый документ преобразуется в pdf-формат с использованием Acrobat 5.0.5. Затем, пользуясь сформированным документом, создается презентация в PowerPoint 2002. И в данном случае Athlon 64 X2 вновь оказывается на высоте.

Здесь модель работы такова: пользователь открывает базу данных в Access 2002 и выполняет ряд запросов. Документы архивируются с использованием WinZip 8.1. Результаты запросов экспортируются в Excel 2002, и на их основании строится диаграмма. Хотя в этом случае положительный эффект от двухъядерности также присутствует, процессоры семейства Pentium 4 справляются с такой работой несколько быстрее.
В целом, относительно оправданности использования двухъядерных процессоров в офисных приложениях можно сказать следующее. Сами по себе приложения такого типа редко оптимизированы для создания многопоточной нагрузки. Поэтому, получить выигрыш при работе в одном конкретном приложении на двухъядерном процессоре тяжело. Однако, если модель работы такова, что какие-то из ресурсоёмких задач выполняются в фоне, то процессоры с двумя ядрами могут дать весьма ощутимый прирост в быстродействии.

Создание цифрового контента

В этом разделе мы вновь воспользуемся комплексными тестами SYSmark 2004 и Multimedia Content Creation Winstone 2004.

Бенчмарк моделирует работу в следующих приложениях: Adobe Photoshop 7.0.1, Adobe Premiere 6.50, Macromedia Director MX 9.0, Macromedia Dreamweaver MX 6.1, Microsoft Windows Media Encoder 9 Version 9.00.00.2980, NewTek LightWave 3D 7.5b, Steinberg WaveLab 4.0f. Поскольку большинство приложений, предназначенных для создания и обработки цифрового контента, поддерживают многопоточность, совершенно неудивителен успех Athlon 64 X2 4800+ в данном тесте. Причём, заметим, что преимущество этого двухъядерного CPU проявляется даже тогда, когда параллельная работа в нескольких приложениях не используется.

Когда же несколько приложений работает одновременно, двухъядерные процессоры способны показать ещё более впечатляющие результаты. Например, в этом тесте в пакете 3ds max 5.1 рендерится в bmp файл изображение, и, в это же время, пользователь готовит web-страницы в Dreamweaver MX. Затем пользователь рендерит в векторном графическом формате 3D анимацию.

В этом случае моделируется работа в Premiere 6.5 пользователя, который создает видео-ролик из нескольких других роликов в raw-формате и отдельных звуковых треков. Ожидая окончания операции, пользователь готовит также изображение в Photoshop 7.01, модифицируя имеющуюся картинку и сохраняя ее на диске. После завершения создания видео-ролика, пользователь редактирует его и добавляет специальные эффекты в After Effects 5.5.
И снова мы видим гигантское преимущество двухъядерной архитектуры от AMD как над обычными Athlon 64 и Athlon 64 FX, так и над Pentium 4 с технологией «виртуальной» многоядерности Hyper-Threading.

А вот и ещё одно проявление триумфа двухъядерной архитектуры AMD. Его причины такие же, как и в предыдущем случае. Они кроются в использованной модели работы. Здесь гипотетический пользователь разархивирует контент веб-сайта из архива в zip-формате, одновременно используя Flash MX для открытия экспортированного 3D векторного графического ролика. Затем пользователь модифицирует его путем включения других картинок и оптимизирует для более быстрой анимации. Итоговый ролик со специальными эффектами сжимается с использованием Windows Media Encoder 9 для транслирования через Интернет. Затем создаваемый веб-сайт компонуется в Dreamweaver MX, а параллельно система сканируется на вирусы с использованием VirusScan 7.0.
Таким образом, необходимо признать, что для приложений, работающих с цифровым контентом, двухъядерная архитектура очень выгодна. Практически любые задачи такого типа умеют эффективно загружать оба ядра CPU одновременно, что приводит к сильному увеличению скорости работы системы.

PCMark04, 3DMark 2001 SE, 3DMark05

Отдельно мы решили посмотреть на скорость Athlon 64 X2 в популярных синтетических бенчмарках от FutureMark.

Как мы уже неоднократно отмечали ранее, тест PCMark04 оптимизирован для многопоточных систем. Именно поэтому процессоры Pentium 4 с технологией Hyper-Threading показывали в нём лучшие результаты, нежели CPU семейства Athlon 64. Однако, теперь ситуация сменилась. Два настоящих ядра в Athlon 64 X2 4800+ позволили этому процессору оказаться наверху диаграммы.

Графические тесты семейства 3DMark многопоточность не поддерживают ни в каком виде. Поэтому, результаты Athlon 64 X2 здесь мало отличаются от показателей обычных Athlon 64 с частотой 2.4 ГГц. Небольшое преимущество же над Athlon 64 4000+ объясняется наличием в ядре Toledo усовершенствованного контроллера памяти, а над Athlon 64 3800+ - большим объёмом кеш-памяти.
Впрочем, в составе 3DMark05 есть пара тестов, которые могут задействовать многопоточность. Это – тесты CPU. В этих бенчмарках на центральный процессор возлагается нагрузка по программной эмуляции вершинных шейдеров, а, кроме того, вторым потоком, выполняется обсчёт физики игровой среды.

Результаты вполне закономерны. Если приложение в состоянии задействовать два ядра, то двухъядерные процессоры работают намного быстрее одноядерных.

Игровые приложения

К сожалению, современные игровые приложения многопоточность не поддерживают. Несмотря на то, что технология «виртуальной» многоядерности Hyper-Threading появилась очень давно, разработчики игр не спешат делить вычисления, производимые игровым движком, на несколько потоков. И дело, скорее всего, не в том, что для игр это сделать тяжело. По всей видимости, рост вычислительных возможностей процессора для игр не так уж и важен, поскольку основная нагрузка в задачах этого типа ложится на видеокарту.
Впрочем, появление на рынке двухъядерных CPU даёт некоторую надежду на то, что производители игр станут сильнее нагружать центральный процессор расчётами. Результатом этого может явиться появление нового поколения игр с продвинутым искусственным интеллектом и реалистичной физикой.

Пока же в применении двухъядерных CPU в игровых системах никакого смысла нет. Поэтому, кстати, AMD не собирается прекращать развитие своей линейки процессоров ориентированной специально на геймеров, Athlon 64 FX. Эти процессоры характеризуются более высокими таковыми частотами и наличием единственного вычислительного ядра.

Сжатие информации

К сожалению, WinRAR не поддерживает многопоточность, поэтому результат Athlon 64 X2 4800+ практически не отличается от результата обычного Athlon 64 4000+.

Однако существуют архиваторы, которые могут эффективно задействовать двухъядерность. Например, 7zip. При тестировании в нём результаты Athlon 64 X2 4800+ вполне оправдывают стоимость этого процессора.

Кодирование аудио и видео

Популярный mp3 кодек Lame до недавнего времени многопоточность не поддерживал. Однако вновь появившаяся версия 3.97 alpha 2 этот недостаток исправила. В результате, процессоры Pentium 4 стали кодировать аудио быстрее, чем Athlon 64, а Athlon 64 X2 4800+, хотя и обгоняет своих одноядерных собратьев, всё же несколько отстаёт от старших моделей семейства Pentium 4 и Pentium 4 Extreme Edition.

Хотя кодек Mainconcept может задействовать два вычислительных ядра, скорость Athlon 64 X2 оказывается не на много выше быстродействия, демонстрируемого одноядерными собратьями. Причём, отчасти это преимущество объясняется не только двухъядерной архитектурой, но и поддержкой команд SSE3, а также усовершенствованным контроллером памяти. В результате, Pentium 4 с одним ядром в Mainconcept работают заметно быстрее, чем Athlon 64 X2 4800+.

При кодировании MPEG-4 популярным кодеком DiVX, картина складывается совершенно иная. Athlon 64 X2, благодаря наличию второго ядра, получает хорошую прибавку к скорости, которая позволяет ему обойти даже старшие модели Pentium 4.

Кодек XviD также поддерживает многопоточность, однако добавление второго ядра в этом случае даёт гораздо меньший прирост в скорости, чем в эпизоде с DiVX.

Очевидно, что из кодеков Windows Media Encoder оптимизирован для многоядерных архитектур лучше всего. Например, Athlon 64 X2 4800+ справляется с кодированием с использованием этого кодека в 1.7 раз быстрее, чем одноядерный Athlon 64 4000+, работающий на аналогичной тактовой частоте. В результате, говорить о каком бы то ни было соперничестве одноядерных и двухъядерных процессоров в WME просто бессмысленно.
Как и приложения для обработки цифрового контента, подавляющее большинство кодеков уже давно оптимизировано для Hyper-Threading. В результате, и двухъядерные процессоры, позволяющие выполнять два вычислительных потока одновременно, выполняют кодирование быстрее, чем одноядерные. То есть, использование систем с CPU с двумя ядрами для кодирования аудио и видео контента вполне оправдано.

Редактирование изображений и видео

Популярные продукты Adobe для обработки видео и редактирования изображений хорошо оптимизированы под многопроцессорные системы и Hyper-Threading. Поэтому, в Photoshop, After Effects и Premiere двухъядерный процессор от AMD демонстрирует чрезвычайно высокую производительность, значительно превышающую быстродействие не только Athlon 64 FX-55, но и более быстрых в задачах этого класса процессоров Pentium 4.

Распознавание текста

Достаточно популярная программа для оптического распознавания текстов ABBYY Finereader, хотя и имеет оптимизацию для процессоров с технологией Hyper-Threading, на Athlon 64 X2 работает только лишь одним потоком. Налицо ошибка программистов, которые детектируют возможность распараллеливания вычислений по наименованию процессора.
К сожалению, подобные примеры неправильного программирования встречаются и в наши дни. Будем надеяться, что на сегодня число приложений, подобных ABBYY Finereader, минимально, а в ближайшем будущем их количество сократится до нуля.

Математические вычисления

Как это не покажется странным, но популярные математические пакеты MATLAB и Mathematica в варианте для операционной системы Windows XP многопоточность не поддерживают. Поэтому, в этих задачах Athlon 64 X2 4800+ выступает примерно на одном уровне с Athlon 64 4000+, опережая его лишь за счёт лучше оптимизированного контроллера памяти.

Зато многие задачи математического моделирования позволяют организовать распараллеливание вычислений, которое даёт неплохой прирост производительности в случае использования двухъядерных CPU. Это и подтверждается тестом ScienceMark.

3D-рендеринг

Финальный рендеринг относится к задачам, которые могут легко и эффективно быть распараллелены. Поэтому, совершенно неудивительно, что применение при работе в 3ds max процессора Athlon 64 X2, оснащённого двумя вычислительными ядрами, позволяет получить очень неплохой прирост в быстродействии.

Аналогичная картина наблюдается и в Lightwave. Таким образом, использование двухъядерных процессоров при финальном рендеринге не менее выгодно, чем и в приложениях для обработки изображений и видео.

Общие впечатления

Перед тем, как сформулировать общие выводы по итогам нашего тестирования, пару слов следует сказать и о том, что осталось за кадром. А именно о комфорте использования систем, оснащённых двухъядерными процессорами. Дело в том, что в системе с одним одноядерным процессором, например, Athlon 64, в каждый момент времени может исполняться лишь один вычислительный поток. Это значит, что если в системе работает несколько приложений одновременно, то планировщик OC вынужден с большой частотой переключать процессорные ресурсы между задачами.

За счёт того, что современные процессоры очень быстры, переключение между задачами обычно остаётся незаметным на взгляд пользователя. Однако существуют и приложения, прервать которые для передачи процессорного времени другим задачам в очереди достаточно сложно. В этом случае операционная система начинает подтормаживать, что нередко вызывает раздражение у человека, сидящего за компьютером. Также, нередко можно наблюдать и ситуацию, когда приложение, забрав ресурсы процессора, «зависает», и такое приложение бывает очень тяжело снять с выполнения, поскольку оно не отдаёт процессорные ресурсы даже планировщику операционной системы.

Подобные проблемы возникают в системах, оснащённых двухъядерными процессорами, на порядок реже. Дело в том, процессоры с двумя ядрами способны выполнять одновременно два вычислительных потока, соответственно, для функционирования планировщика появляется в два раза больше свободных ресурсов, которые можно разделять между работающими приложениями. Фактически, для того, чтобы работа в системе с двухъядерным процессором стала некомфортной, необходимо одновременное пересечение двух процессов, пытающихся захватить в безраздельное пользование все ресурсы CPU.

В заключение мы решили провести небольшой эксперимент, показывающий, как влияет на производительность системы с одноядерным и двухъядерным процессором параллельное исполнение большого количества ресурсоёмких приложений. Для этого мы измеряли число fps в Half-Life 2, запуская в фоне несколько копий архиватора WinRAR.

Как видим, при использовании в системе процессора Athlon 64 X2 4800+, производительность в Half-Life 2 остаётся на приемлемом уровне гораздо дольше, нежели в системе с одноядерным, но более высокочастотным процессором Athlon 64 FX-55. Фактически, в системе с одноядерным процессором запуск одного фонового приложения уже приводит к двукратному падению скорости. При дальнейшем увеличении числа задач, работающих в фоне, производительность падает до неприличного уровня.
В системе же с двухъядерным процессором сохранять высокую производительность приложения, работающего на переднем плане, удаётся гораздо дольше. Запуск одной копии WinRAR проходит практически незамеченным, добавление большего числа фоновых приложений, хотя и оказывает влияние на задачу переднего плана, приводит к гораздо меньшему снижению производительности. Следует заметить, что падение скорости в данном случае вызвано не столько нехваткой процессорных ресурсов, сколько разделением ограниченной по пропускной способности шины памяти между работающими приложениями. То есть, если фоновые задачи не будут активно работать с памятью, приложение переднего плана вряд ли сильно будет реагировать на увеличение фоновой нагрузки.

Выводы

Сегодня состоялось наше первое знакомство с двухъядерными процессорами от AMD. Как показали проведённые испытания, идея объединения двух ядер в одном процессоре продемонстрировала свою состоятельность на практике.
Использование двухъядерных процессоров в настольных системах, способно значительно увеличить скорость работы целого ряда приложений, эффективно использующих многопоточность. Ввиду того, что технология виртуальной многопоточности, Hyper-Threading присутствует в процессорах семейства Pentium 4 уже очень продолжительно время, разработчики программного обеспечения к настоящему времени предлагают достаточно большое число программ, способных получить выигрыш от двухъядерной архитектуры CPU. Так, среди приложений, скорость работы которых на двухъядерных процессорах будет увеличена, следует отметить утилиты для кодирования видео и аудио, системы 3D моделирования и рендеринга, программы для редактирования фото и видео, а также профессиональные графические приложения класса САПР.
При этом существует и большое количество программного обеспечения, которое многопоточность не использует или использует её крайне ограниченно. Среди ярких представителей таких программ – офисные приложения, веб-браузеры, почтовые клиенты, медиа-проигрыватели, а также игры. Однако даже при работе в таких приложениях двухъядерная архитектура CPU способна оказать положительное влияние. Например, в тех случаях, когда несколько приложений выполняется одновременно.
Резюмируя вышесказанное, на графике ниже мы просто приводим численное выражение преимущества двухъядерного процессора Athlon 64 X2 4800+ над одноядерным Athlon 64 4000+, работающим на той же частоте 2.4 ГГц.

Как видно по графику, Athlon 64 X2 4800+ оказывается во многих приложениях значительно быстрее старшего CPU в семействе Athlon 64. И, если бы не баснословно высокая стоимость Athlon 64 X2 4800+, превышающая $1000, то этот CPU смело можно было бы назвать весьма выгодным приобретением. Тем более что ни в одном приложении он не отстаёт от своих одноядерных собратьев.
Учитывая же цену Athlon 64 X2, следует признать, что на сегодня эти процессоры наравне с Athlon 64 FX могут являться разве только ещё одним предложением для обеспеченных энтузиастов. Те из них, для кого в первую очередь важна не игровая производительность, а скорость работы в других приложениях, обратят внимание на линейку Athlon 64 X2. Экстремальные же геймеры, очевидно, останутся приверженцами Athlon 64 FX.

Рассмотрение двухъядерных процессоров на нашем сайте на этом не заканчивается. В ближайшие дни ждите второй части эпопеи, в которой речь пойдёт о двухъядерных CPU от Intel.