Компьютеры -> Процессоры -> Athlon 64 FX-51, Athlon 64 3200+, Pentium 4 Extreme Edition 3.2

Большой тест: Athlon 64 FX-51, Athlon 64 3200+, Pentium 4 Extreme Edition 3.2 ГГц

Эта осень выдалась жаркой. И главным возмутителем спокойствия стала компания AMD, анонсировавшая в конце сентября новые микропроцессоры Athlon 64 и Athlon 64 FX, предназначенные для использования в настольных ПК и ноутбуках и позволяющие выполнять как 32-, так и 64-разрядные инструкции. Intel также не осталась в долгу, выпустив процессор Pentium 4 Extreme Edition, оборудованный интегрированной трехуровневой системой кэш-памяти, что является, на сегодняшний день, единственным подобным решением в сегменте процессоров для настольных ПК. И вот, новые процессоры попали на исследование в тестовые лаборатории COMPOSTER'а и еженедельника Мой Компьютер, в результате чего и был совместно подготовлен этот материал.

Философская ремарка

Время жизни микропроцессорной архитектуры современного настольного ПК - четыре, может быть, пять лет. Начав путь в качестве нового, инновационного решения, та или иная платформа успевает за это время сначала занять место в категорию "высокопроизводительных", затем - "mainstream" решений, со временем - перейти в low-end и, в конце концов, войти в историю, уступив дорогу очередным, более современным разработкам. Разумеется, на протяжении этих нескольких лет архитектура развивается - увеличивается частота центрального процессора, пропускная способность шин, вводится поддержка дополнительных инструкций, периферийных стандартов. Все это позволяет продлить жизнь платформы, однако рано или поздно наступает момент, когда необходимо делать качественный переход на новые технологии. Так было, и так будет - достаточно обратиться в недавнюю историю, чтобы убедиться в этом самому.

Intel: от Pentium к Pentium 4 Extreme Edition

Вспомним - процессор Intel Pentium был выпущен в 1993 году, а уже в 1997 году его сменил Pentium II. За это время была вчетверо увеличена тактовая частота процессора, Pentium получил поддержку мультимедийных инструкций MMX, выросла пропускная способность системной шины. Платформа эволюционировала, однако в 1997 году, через 4 года после выпуска процессора Pentium, корпорация Intel совершила качественный переход на Pentium II, опробовав предварительно концепции его архитектуры в серверном процессоре Pentium Pro. Прошло еще около 4 лет, и в 2000 году на смену Pentium II - Pentium III пришел новый процессор Pentium 4с новой микроархитектурой NetBurst, на основе которой сегодня выпускается практически полный спектр решений, начиная от "low end" систем на Celeron и заканчивая многопроцессорными серверами на Xeon.

Хотя с момента анонса Pentium 4 прошло уже 3 года, архитектура NetBurst еще отнюдь не исчерпала себя. Процессоры Pentium 4, что называется, "на ходу", и Intel собирается и в дальнейшем агрессивно увеличивать их частоты. После внедрения технологических норм 90 нм Intel планирует перевести настольные процессоры на новое ядро под кодовым названием "Prescott", которое будет обладать увеличенным вдвое кэшем второго уровня и новыми мультимедийными инструкциями.

Появление первых Prescott'ов - дело ближайших нескольких месяцев. А пока Intel представила новый процессор Pentium 4 Extreme Edition 3.2 ГГц, ориентированный на экстремальных геймеров и энтузиастов. Intel Pentium 4 Extreme Edition, в отличие от обычной, "не экстермальной" версии, содержит дополнительные 2 Мб кэш-памяти третьего уровня. Глядя на характеристики этого процессора, внимательный читатель, конечно же, заметит, что система кэш-памяти Pentium 4 Extreme Edition унаследована от серверных процессоров Xeon: и, в общем-то, будет прав.

Однако, в отличие от серверных Xeon, Pentium 4 Extreme Edition, предназначенный для настольных ПК, выпускается в формате Socket 478 и может быть использован в системных платах на основе чипсетов i865xx и i875P, поддерживающих системную шину 800 МГц Quad Pumped Bus. Таким образом, сохраняется совместимость с имеющимися материнскими платами и системами охлаждения. В большинстве случаев пользователь, которому необходима максимальная производительности на Intel'овской платформе, сможет попросту вынуть свой Pentium 4 и заменить его Pentium 4 Extreme Edition, обновив по ходу дела BIOS.

Pentium 4 Extreme Edition выпускается с использованием норм 0.13 мкм технологического процесса. Внешне он выглядит точно также, как и любой другой Pentium 4, выполненный в формате Socket 478. Об "экстремальности" нового процессора свидетельствует лишь маркировка.

Таким образом, осенью 2003 года Intel представила совместимый с имеющейся инфраструктурой процессор, которые задает верхнюю планку всей линейки настольных процессоров Intel. Применение же помещенной непосредственно на ядро трехуровневой системы кэш-памяти, встречавшейся до сих пор исключительно в серверных процессорах, привлекает особое внимание, давая основания ожидать значительного увеличения производительности в ряде приложений.

AMD: от Athlon к Athlon 64

Анализируя новейшую историю развития технологий AMD, можно без труда заметить похожие тенденции развития, с той лишь особенностью, что AMD именно сейчас совершает переход на новый технологический уровень.

Эксплуатируя долгое время архитектуру K6, AMD к 1999 году "выжала" из нее "все соки", анонсировав затем принципиально новую архитектуру - K7, на основе которой были созданы процессоры Athlon и Duron. В течение 4 лет, вплоть до сегодняшнего дня, платформа K7 неоднократно модернизировалась - рост тактовой частоты процессора сопровождался изменениями в принципе устройства его кэш-памяти, увеличением частоты системной шины, внедрением поддержки памяти DDR. Однако, к настоящему моменту и платформа K7 близка к закату - вряд ли AMD могла бы и в дальнейшем эффективно развивать ее, предлагая новые, конкурентоспособные продукты. Конечно же, все эти рассуждения о жизненном цикле платформы K7 если и являются для кого-то откровением, то явно не для инженеров компании, которая специализируется на разработке микропроцессоров. В AMD безусловно готовились к тому, что рано или поздно архитектура K7 исчерпает себя. Достаточно сказ1ать, что первые сведения о том, что инженеры этой компании ведут разработку архитектуры следующего поколения (K8), появились еще до выхода первых процессоров семейства K7. И пусть с некоторым опозданием, но AMD, наконец, объявила о начале поставок новых 64-разрядных процессоров Athlon 64, предназначенных для использования в настольных и мобильных ПК.

64-разрядное семейство K8

Впрочем, первыми процессорами AMD, основанными на 64-разрядной архитектуре, стали чипы под названием Opteron, официально анонсированные 22 апреля 2003 года, в день рождения вождя мирового пролетариата. AMD Opteron, ориентированные на применение в серверах и рабочих станциях, стали первыми 64-разрядными процессорами, способными выполнять не только инструкции AMD64, но и традиционные, 32-разрядные инструкции x86 без использования каких бы то ни было специальных режимов эмуляции. Именно эта черта, сохраняющая обратную совместимость и позволяющая говорить о возможности плавного перехода с 32- на 64-разрядное программное обеспечение, и является главным, но не единственным, достоинством всех процессоров семейства K8.

У AMD было полгода, отделявшие выпуск серверных Opteron от официального анонса процессоров Athlon 64/Athlon FX, ориентированных на настольные ПК и ноутбуки. За это время AMD провела своеобразную откатку технологий, усилив и углубив работу со сторонними разработчиками аппаратного программного обеспечения, наладив производственный процесс и добившись приемлемо высоких тактовых частот. За это время на примере серверных процессоров Opteron AMD удалось не только придать уверенности партнерам в решительности собственных намерений, но и внушить компьютерной индустрии, что технология AMD64, предусматривающая выполнение как 64-, так и 32-разрядных приложений, не мираж, а вполне рациональная основа для построения различного рода систем.

Архитектура Athlon 64/Athlon FX

AMD говорит о Athlon 64 как о представителях нового поколения микропроцессоров. И, следует признать, имеет к тому полные основания - действительно, по сравнению с Athlon XP, новые процессоры обладают целым рядом качественных нововведений:

• Процессоры семейства Athlon 64 поддерживают новый набор 64-разрядных инструкций AMD64 наряду с 32-разрядными инструкциями x86. Это позволяет процессорам Athlon 64/Athlon 64 FX выполнять и традиционные 32-битные, и новые, 64-битные приложения, на появление которых в ближайшем будущем так рассчитывает AMD.
• Контроллер памяти DDR 400 интегрирован непосредственно в ядро процессора. До сих пор на настольных платформах и AMD, и Intel применяли схему, которая предусматривала размещение контроллера памяти в микросхеме северного моста чипсета. AMD перенесла контроллер на ядро, стараясь увеличить скорость обмена данными между процессором и системной памятью. Процессор Athlon 64 FX обладает двухканальным контроллером, в то время как "обычный" Athlon 64 - одноканальным.
• Увеличение кэш-памяти второго уровня до 1 Мб позволяет Athlon 64 и Athlon 64 FX демонстрировать повышенную производительность в широком круге приложений, в том числе - архиваторах, играх, офисных пакетах. Эксклюзивная же структура кэш-памяти, примененная AMD впервые еще в процессорах Athlon/Duron, позволяет хранить лишь одну копию данных в кэшах первого и второго уровней, что увеличивает общий эффективный объем кэш-памяти до 1152 Кб.
• Для связи с другими системными компонентами, и в первую очередь - с микросхемами набора системной логики, ответственными за работу с AGP и другими устройствами, применена универсальная шина HyperTransport. Контроллер HyperTransport интегрирован на ядро процессора. Следует отметить, что HyperTransport - универсальная шина, разработанная консорциумом, в который, помимо AMD, входят такие компании, как nVidia, Cisco, Sun, Apple. Эта универсализация позволяет говорить о широкой поддержке HyperTransport всей компьютерной индустрией.
• Поддержка SIMD инструкций SSE2 - на первый взгляд, косметическое улучшение, может принести немалую пользу. Сегодня, стараниями Intel, большое число приложений поддерживают и активно используют этот набор инструкций. В этой связи способность Athlon 64 работать с SSE2 можно только приветствовать.

Также AMD пошла на увеличение длины вычислительного конвейера с 10 до 12 стадий, надеясь, тем самым, получить больше возможностей для наращивания тактовой частоты. Негативные явления, связанные с этим шагом, будут проявляться в тех случаях, когда блок предсказаний ветвлений неправильно определит ветку, по которой пойдет выполнение приложения. Однако, AMD пытается нивелировать этот эффект за счет увеличения буфера цепочек команд, который используется для предсказания ветвлений, и улучшения самого алгоритма предсказаний. AMD заявляет, что точность предсказания ветвлений процессорами K8 составляет 90-95%. Нам же остается верить приведенным оценкам.

В рамках данного материала мы не видим необходимости в проведении более детального анализа особенностей микроархитектуры K8. Однако позволим порекомендовать наиболее дотошным читателям ознакомиться с высшей степени детальным и подробным материалом, посвященным ядру K8, который опубликован на российском сайте iXBT.

Athlon 64 3200+ и Athlon FX-51

23 сентября 2003 года компания AMD представила два новых процессора - Athlon 64 3200+ и Athlon FX-51. На наш взгляд, дополнительных пояснений требует вопрос об отличиях этих процессоров:

1. Athlon 64 оборудован одноканальным контроллером памяти DDR, а Athlon FX - двухканальным.
2. Athlon 64 работает с распространенной и довольно дешевой unbuffered памятью, в то время как Athlon FX использует более дорогую "регистровую" (registered) память.
3. Athlon 64 выпускается в формате Socket 754, Athlon FX - Socket 940.

Остальные характеристики Athlon 64 и Athlon FX идентичны. Приведем итоговую таблицу.

Если внимательно присмотреться к характеристиками Athlon FX, становится понятно, что этот процессор - ни что иное, как "переименованный" Opteron 1хх. Разумеется, официально AMD считает Athlon FX и Opteron 1xx разными процессорами, однако на самом деле это - лишь маркетинг. AMD, если так можно выразиться, "адаптировала" свой серверный процессор для использования в настольных системах, позиционируя его в качестве решения для экстремальных геймеров и продвинутых пользователей, которым нужна максимальная производительность. Ну а основной массе пользователей предлагается Athlon 64, считающийся mainstream-решением.

Наборы системной логики и платформы для Athlon 64/Athlon 64 FX

Четверо ведущих разработчиков анонсировали свои наборы системной логики для новых платформ AMD - NVIDIA, VIA, SIS и Ali.

nVIDIA представила целым ряд наборов логики. Так как новые процессоры AMD имеют встроенный контроллер памяти, компания решила совместить так называемые северный и южный мосты в одном чипе. На данный момент в наличии имеются следующие чипсеты:

• nForce 3 250Gb представляет собой наиболее мощное и функциональное решение. Обеспечивается поддержка процессоров Socket 940 и Socket 754, интерфейса Serial ATA, RAID и Gigabit Ethernet.
• nForce 3 250 лишен поддержки Socket 940, поэтому он может работать только с процессорами Athlon 64, обладающими одноканальным контроллером памяти. Также отсутствует Gigabit Ethernet.
• nForce 3 Pro 150 может работать с процессорами обоих типов, но в нем нет поддержки интерфейса Serial ATA и RAID-контроллера (необходимо использовать внешние решения). Данный набор имеет ограниченную скорость передачи данных между чипсетом и процессором (шина Hyper Transport функционирует на частоте 600 МГц).
• nForce 3 150 наиболее "облегченная" версия для настольных систем. Лишен поддержки Socket 940. Шина Hyper Transport также функционирует на частоте 600 МГц.
• nForce 3 Go 150 является решением для мобильных систем. Наибольшим отличием от настольного nForce 3 150 является наличие технологии энергосбережения PowerNow!.
• nForce 3 Go 120 представляет собой решение для ультрапортативных компьютеров. Ближе к концу года компания планирует анонсировать чипсет nForce 3 Pro 250, который будет поддерживать двухпроцессорные конфигурации, что автоматически определяет его сферу применения в область серверов на базе процессоров Opteron.

В арсенале компании VIA пока только один чипсет для платформы К8 - К8Т800. VIA не стала делать облегченные варианты. Чипсет поддерживает работу с процессорами Socket 940 и Socket 754 и стоит из двух чипов. В качестве южного моста используется VT8237 (поддержка интерфейса Serial ATA, RAID). Процессор связан с северным мостом шиной Hyper Threading (800 МГц). Северный и южный мосты "общаются" между собой по шине 8Х V-Link (533 Мб/с).

Компания SIS представила чипсет SIS755, серийное производство которого уже налажено. Данное решение представляет собой двухчиповый вариант логики. Южный мост (SIS 964) обеспечивает поддержку 2 портов Serial ATA с возможностью организации RAID-массива. Мосты между собой связаны шиной MuTIOL 1G (пропускная способность 1 Гб/с). Очевидно, что основным потребителем данного производителя станет компания ECS, которая традиционно поглощает львиную часть чипсетов, которые способна выпустить SIS на своих ограниченных производственных мощностях.

Помимо дискретного чипсета SIS анонсировала и вариант с интегрированным видео - SIS 760, в котором применено видеоядро Ultra 256 (поддержка DirectX 8.1). Бюджетные офисные машины на Athlon 64 мы еще довольно долгое время не увидим, поэтому данное решение сделано, скорее, на перспективу.

Примечательно, что находившаяся некоторое время в "летаргическом сне" (по крайней мере, на рынке системной логики) компания ULi (ранее - ALi) также представила свое решение для процессоров семейства К8 - M1687. Одним из его основных недостатков является бедная функциональность южного моста. А в целом вполне достойное решение. Вот только не известно как скоро в этом можно будет убедится воочию. Объемы их производства малы.

Безусловно, тема системной логики заслуживает много большего внимания, поэтому более детальный анализ еще будет проведен в дальнейшем, в будущих материалах.

Тестовые конфигурации

Платформа на Athlon 64 FX-51 была представлена референсной системой, имевшей следующую конфигурацию:

• Процессор: AMD Athlon 64 FX-51
• Системная плата: ASUS SK8N на чипсете nForce 3 Pro 150
• Память: 1 ГБ ECC (2х512 Мб) DDR400 Legacy Electronics, CL=2.5
• Графический адаптер: Leadtek WinFast A350 Ultra TDH (FX 5900 Ultra) 256 Мб
• Дисковая система: 2 HDD Western Digital WD360 36 Гб 10000 об/мин SATA (Raptor) и WD400 40Гб (7200 об/мин)
• Накопители: Sony DW-U1DA (DVD+RW), Sony DDU1612 16X (DVD-ROM), Sony MPF920-Z (1.44 FDD)
• Все это было аккуратно упаковано в очень стильный алюминиевый корпус CoolerMaster TAC-T01 с БП Antec 430Вт.

Платформа BRAVO64 производства украинской компании K-Trade на процессоре Athlon 64 3200+ имела следующую конфигурацию:

• Процессор: AMD Athlon 64 3200+
• Системная плата: AOpen AK86-L (чипсет VIA K8T800)
• Память: 1 ГБ DDR400 Sansung , CL=2.5
• Графический адаптер: AOpen FX5900 128 Мб
• Дисковая система: 2 HDD Serial ATA Maxtor 80Гб (7200 об/мин), объединенные в RAID-массив уровня 0
• Накопители: AOpen DVD+RW, 1.44 FDD.
• Комплектующие были собраны в корпусе AOpen H500B

Платформа на базе процессора Athlon XP 3200+ имела следующую конфигурацию:

• Процессор: AMD Athlon XP 3200+
• Системная плата: Soltek SL-75FRN2-L (чипсет nForce 2 Ultra 400)
• Память: 1 ГБ DDR400 Sansung , CL=2.5
• Графический адаптер: Sapphire Radeon 9800 Pro
• Дисковая система: Western Digital WD400 40Гб (7200 об/мин, 8 Мб)

Платформа на базе процессоров Intel имела следующую конфигурацию:

• Процессоры: Intel Pentium 4 3.2 ГГц, Intel Pentium 4 3.2 ГГц Extreme Edtion
• Системная плата: Intel D875PBZ на чипсете i875P
• Память: 1 ГБ DDR400 Hynix, CL=2.5
• Графический адаптер: Sapphire Radeon 9800 Pro
• Дисковая система: Western Digital WD400 40Гб (7200 об/мин, 8 Мб)

Чтобы поставить все платформы в относительно равные условия, во время тестирования на всех системах использовался жесткий диск Western Digital WD400 40Гб (7200 об/мин, 8 Мб) и видеокарта Sapphire Radeon 9800 Pro. В качестве операционной системы использовалась Windows XP Professional SP1, драйвера видеокарты ATI Catalyst 3.8, а также последние версии драйверов для соответствующих наборов логики.

Тепловой режим работы процессоров

Непосредственно после анонса Pentium 4 Extreme Edition многие обозреватели высказывали опасения, что для охлаждения этого процессора понадобятся экстремальные кулеры. Смеем вас заверить, это не так. Стандартный кулер на медной основе, который входит в коробочную поставку старших моделей Pentium 4, полностью справляется с охлаждением Pentium 4 Extreme Edition. Замеры, проведенные нами с помощью программы CPUBurn, показали, что температура Pentium 4 Extreme Edition не поднимается выше 48-51 градуса. Равно как и температура "обычной", не экстремальной версии Pentium 4.

Процессоры Athlon 64 и Athlon 64 FX-51 во время работы также оставались прохладными. После продолжительной нагрузки (CPUBurn) температура ни одного из процессоров не превышала 50 градусов (по внутреннему датчику), учитывая, что платы с процессорами находились в закрытых корпусах.

Результаты

Начнем с синтетического пакета - SiSoftware Sandra 2004. Он уже правильно распознает как Athlon 64, так и Pentium 4 EE.

Как видим на диаграмме 1, скорость блоков ALU процессоров Intel Pentium 4 в данном тесте несколько превосходит целочисленные модули процессоров линейки AMD Athlon. Обратим внимание на результаты теста блоков FPU. Процессоры Athlon, ввиду некоторой схожести внутренней архитектуры демонстрируют вполне прогнозируемые результаты. Athlon 64 FX-51 и Athlon XP 3200+ по этому показателю равны, потому как частота обоих процессоров составляет 2.2 ГГц. Athlon 64 3200+ имеет несколько меньший результат, потому что его частот на 200 МГц меньше предыдущих процессоров. А вот ситуация с процессорами Pentium 4 не столь однозначна. Pentium 4 EE 3.2 ГГц имеет здесь практически 25%-ный прирост производительности по сравнению со своим "собратом", работающим на той же тактовой частоте. Остается только догадываться, каким образом может увеличиться производительность блока FPU при добавлении кэш-памяти третьего уровня. И, собственно, задуматься над применимостью такой "синтетики" в дальнейшем при оценке скоростных показателей процессора. В новое ядро Athlon 64 включен блок выполнения инструкций SSE2. Вряд ли стоит надеяться, что он окажется быстрее, чем у Pentium 4. Но, тем не менее, ввиду появления все большего количества приложений, оптимизированных для работы с этими инструкциями, их поддержка отнюдь не будет лишней.

Интересна ситуация в тесте пропускной способности подсистемы памяти (диаграмма 2).

Налицо преимущество использования двухканального контроллера памяти в системе с Athlon 64 FX-51. Рекордные показатели в тесте за этой системой. Так как в системе с Athlon 64 3200+ используется одноканальный контроллер памяти с максимальной пропускной способностью 3.2 Гб/с, то ожидать значительно больших показателей, чем у системы на Athlon XP 3200+, не приходится. Тем не менее, она все же немного ближе к теоретическому максимуму. Системы на Pentium 4 имеют высокую скорость работы с памятью, но угнаться за Athlon 64 FX в этом тесте не удается. Использование Pentium 4 EE 3.2 ГГц естественно никоим образом не может повлиять на полученные данные, поэтому они находятся в пределах погрешности измерений. Избавляясь от синтетически модифицированных приложений переходим к "натур-пакетам" R. Тест ZD Business Winstone 2001 использует ряд реальных приложений (MS Word, Excel, PowerPoint, Acces, FrontPage, Netscape Navigator и др.). Во время прохождения теста имитируется интенсивная работа пользователя, который погряз в различных вычислениях, подготовках презентаций, просмотре web-страниц и т.п. В общем, типичные задачи, которые занимают немалую долю времени офисного сотрудника.

В данном тесте уверенно лидируют новые процессоры от AMD (диаграмма 3). Причем их отрыв от "преследователей" довольно велик. Прирост производительности Pentium 4 EE 3.2 ГГц по сравнению с "не экстремальным" процессором составил здесь 6.5%, но даже и ему не удалось догнать Athlon 64 3200+. Система на Athlon 64 FX-51 здесь и вовсе вне досягаемости. Athlon XP 3200+ с относительно небольшим объемом кэш-памяти и невысокой скоростью работы с памятью, прогнозируемо оказался на последнем месте.

ZD Content Creation 2002 также состоит из набора реальных приложений, предназначенных для создания мультимедийного контента. Во время выполнения этого теста производится обработка звуковых треков, идет работа с видео, графикой, html-страницами. Все приложения тоже весьма громоздки и предъявляют к системе довольно высокие требования.

Как видим (диаграмма 4) Athlon 64 FX-51 здесь также никому не оставляет шансов взобраться на пальму первенства, прочно захватив лидирующую позицию. Pentium 4 EE 3.2 ГГц в этом тесте несколько уступает системе на Athlon 64 3200+, а Athlon XP 3200+ в свою очередь немного не дотягивает до уровня Pentium 4 3.2 ГГц.

Компрессия данных широко используется каждым пользователем при повседневной работе, поэтому процесс архивирования файлов представляет неподдельный интерес (диаграмма 5).

Для этих целей воспользуемся архиватором WinRAR 3.2 (максимальная степень сжатия данных, объем словаря - 4096 Кб). Позиции процессоров от Intel в этой области весьма крепки. В первую очередь, благодаря очень удачному алгоритму работы кэш-памяти второго уровня, скоростные показатели которого ощутимо превосходят аналогичные значения для процессоров Athlon. 64-разрядным процессорам от AMD удалось обогнать Pentium 4 3.2 ГГц, но с Extreme Edition ему тягаться не приходится. Почти 20%-ный прирост производительности - достойный результат. Следует также заметить, что Athlon 64 FX-51 улучшил результаты Athlon XP 3200+ почти на 30%, но все равно это не позволило ему обогнать top'овый процессор от Intel.

Развиваем тему компрессии данных. Оценим результаты кодирования WAV-файла (цифровая копия музыкально трека) в формат MP3 (диаграмма 6).

Снова процессоры от Intel являются фаворитами. Дополнительный кэш в этом тесте особой погоды не делает, но результаты и без того весьма достойные. Нужно заметить, что кодек Lame 3.93 во время кодирования активно использует доступные процессору SIMD-инструкции SSE2. А так как этот блок у Pentium 4 работает быстрее, чем у Athlon 64, то итоговый результат довольно закономерен.

Любительский пакет Corel Bryce 5 предназначен для рендеринга трехмерных сцен и пейзажей. Рендеринг серьезной сцены требует больших вычислительных ресурсов. В данном случае наиболее активно используется блок FPU процессора, без каких-либо оптимизаций. Этот компонент всегда был "коньком" семейства К7 процессоров AMD. Итак, что же мы видим в итоге? Диаграмму номер 7:

Athlon 64 FX-51 справился с заданием намного раньше остальных и, дабы не простаивать, требовал для себя новых пейзажей ;-)

Применив профессиональный пакет 3Dstudio MAX 5.02, мы получили диаметрально противоположные результаты (диаграмма 8):

В первую очередь это объясняется тем, что 3Dstudio MAX 5.02 изначально оптимизирована для работы с многопроцессорными системами, т.е. используется многопоточная обработка. В этом случае наличие у процессоров Intel технологии Hyper-Threading очень позитивно сказывается на полученных результатах. К тому же очевидно, что в этом приложении частота процессора играет не последнюю роль. А у Pentium 4 3.2 ГГц тактовая частота на 1 ГГц больше, чем у старшего процессора из семейства Athlon 64. Athlon XP 3200+ и Athlon 64 3200+ показывают одинаковые результаты, а Athlon 64 FX-51 на работает на 10% быстрее (за счет того же 10%-ного увеличения тактовой частоты). К скорости работы с памятью и объему кэш-памяти данное приложение практически равнодушно.

Посмотрим на счетные возможности каждого из процессоров. Для этого мы использовали программу Super_PI, которая позволяет рассчитывать число PI с точностью до 256 миллионов знаков после запятой. Впрочем, 256 миллионов знаков она будет считать около суток, поэтому тесты проводились до 4-х миллионного знака. Прямо скажем, задача не "на каждый день", но лишний раз проверить возможности блока FPU никогда не помешает (диаграмма 9).

На первую позицию вновь выходит Athlon 64 FX-51. За ним, с 9%-ным отставанием следует Pentium 4 Extreme Edition 3.2 ГГц. Далее Athlon 64 3200+ , а замыкают тест и Pentium 4 3.2 ГГц и Athlon XP 3200+ (практически одинаковые результаты). Для проверки потенциала процессоров в научных расчетах использовался тест ScienceMark 2. В частности было смоделировано поведение молекулы Аргона (тест Primordia). Здесь Athlon 64 FX-51 снова оказывается недосягаем для своих конкурентов (диаграмма 10).

Отрыв от ближайшего преследователя, коим, кстати, оказался процессор Athlon XP 3200+ составил порядка 8%. Процессор Athlon 64 3200+ из-за меньшей тактовой частоты отстал от своего предшественника и идет плечом к плечу с Pentium 4 3.2 ГГц. А вот Pentium 4 Extreme Edition 3.2 ГГц благодаря кэш-памяти в этом тесте практически настигает Athlon XP 3200+.

Игровую составляющую нашего тестирования начнем с 3DMark 2001SE. Результаты, отраженные на диаграмме 11, говорят сами за себя.

Проведенная "модернизация" позволила процессорам AMD занять лидирующие позиции в этом тесте. Система на Athlon 64 FX-51 преодолела ранее недостижимый (в штатных условиях) рубеж, "настреляв" более 20000 "попугаев". Athlon 64 3200+ также демонстрирует большой отрыв от Athlon XP 3200+, невзирая на меньшую тактовую частоту ядра. Процессор Pentium 4 3.2 ГГц по рейтингу близок к Athlon XP 3200+, результаты "экстремальной версии" близки к Athlon 64 3200+.

Какой быстрой не была бы видеокарта, а найдется приложение, в котором все старания процессора будут разбиваться о гранит возможностей графической подсистемы. В этом несложно убедится, взглянув на диаграмму 12.

3DMark 2003 очень требователен к возможностям видеокарты. Поэтому, как оказалось, даже Radeon 9800 Pro было недостаточно для того, чтобы избавиться от влияния видеокарты на конечный результат. Процессоры Athlon 64 FX-15 и Pentium 4 EE 3.2 ГГц по этой причине не до конца раскрыли свой потенциал.

На тест процессора (CPU Test) из данного пакета на самом деле довольно важное влияние имеет пропускная способность памяти, а также применяемая видеокарта. В принципе это характерно практически для любой 3D-игры, поэтому результаты этого теста также имеют определенную ценность для анализа производительности всей системы (диаграмма 13).

Athlon 64 FX-51 и здесь уверенно лидирует, более чем на 5% обгоняя Pentium 4 EE 3.2 ГГц. Несмотря на более низкую тактовую частоту, Athlon 64 3200+, ввиду низкой латентности подсистемы памяти и увеличенного объема кэш-памяти второго уровня, позволяет значительно улучшить результат по сравнению с Athlon XP 3200+. Pentim 4 3.2 ГГц уверенно обошел Athlon XP 3200+, но в общем зачете он - лишь четвертый.

Совсем недавно появилась новая тестовая утилита - AquaMark 3. Это очень динамичный тест сполна использующий возможности, как последних процессоров, так и видеокарт. Данное приложение позволяет частично оценить уровень быстродействия систем в играх, которые появятся в ближайшее время (DirectX 9.0, активное использование шейдеров и т.п.). На диаграмме 14 приведены результаты средних показателей fps в данном тесте.

В очередной раз можно убедится в важности графической подсистемы. Все процессоры показывают соизмеримые результаты (разница между самой быстрой и самой неторопливой в этом тесте системой составляет ~7.5%). Тем не менее, здесь обе платформы на процессорах от Intel имеют некоторое преимущество. Аутсайдером в этом тесте является Athlon XP 3200+.

Возвращаясь ко дню сегодняшнему, и игрушкам, которые сейчас отнимают у игроманов немалое количество времени, посмотрим на результаты, полученные в Unreal Tournament 2003 (диаграмма 15).

Тесты Flyby довольно критичны к подсистеме памяти, так как требуют "прокачки" больших массивов данных. Системы на базе процессоров от Intel оказались немного более расторопными в этом деле. Дополнительная кэш-память третьего уровня также была востребована, но прирост производительности оказался не очень велик (+ 2.4%). Совсем иначе картина обстоит в тестах Botmatch. Просчет искусственного интеллекта (AI) виртуальных противников требует высокой производительности вычислительных модулей процессора. Здесь идут в ход все возможные ресурсы (высокая тактовая частота процессора, объемы и скорость работы кэш-памяти, возможности блоков ALU и FPU). Убедительнее выглядят процессоры от AMD. Причем даже результаты Athlon XP 3200+ оказываются выше показателей Pentium 4 Extreme Edition 3.2 ГГц, кэш-память третьего уровня которого обеспечивает прирост в 11% по сравнению с базовой версией.

Игра Quake III традиционно чувствительна к изменениям в скорости работы оперативной и кэш-памяти. По этой причине процессоры Pentium 4 в этой игре обычно всегда имели ощутимый перевес. Уменьшение задержек при работе с памятью (интегрированный контроллер), а также увеличение пропускной способности этой подсистемы (двухканальный контроллер у Athlon 64 FX) позволили новым процессорам AMD существенно прибавить в этом тесте, оставив позади Pentium 4 3.2 ГГц (диаграмма 16).

Но с Pentium 4 Extreme Edition 3.2 ГГц, который улучшил результат Pentium 4 3.2 ГГц почти на 20%, бороться не осталось сил. Рейтинг Athlon XP 3200+ на фоне полученных результатов кажется немного завышенным. Совсем другое дело с Athlon 64 3200+, который опередил в этом тесте Pentium 4 3.2 ГГц.

Ситуация аналогичная предыдущей наблюдается и в Comanche 4 (диаграмма 17). Разница лишь в смене лидера. Теперь это Athlon 64 FX-51.

Выводы: о дне сегодняшнем

Прежде всего, следует отметить, что AMD удалось создать новую аппаратную платформу, которая призвана стать в самое ближайшее время технологической основой всех решений этой корпорации. Чтобы оценить серьезность намерений AMD, достаточно лишь отметить, что уже к середине будущего года доля процессоров, основанных на 64-разрядных ядрах, превысит в спектре продукции AMD 50%. О поддержке 64-разрядной платформы AMD заявили едва ли не все ведущие производители аппаратного обеспечения, в том числе - разработчики наборов системной логики (nVidia, VIA, SiS, ULi), материнских плат (ASUS, MSI, TYAN, Gigabyte, ECS, AOPEN, EPoX и многие другие), производители серверов (Sun, IBM, Celestica и др.), настольных ПК (HP, Packard Bell) и ноутбуков. Известные разработчики ПО, в том числе - Microsoft - тоже не остаются в стороне, планируя к выпуску 64-разрядные версии своих продуктов на конец этого - начало следующего года. Некоторые уже даже успели отметиться выпуском готовых продуктов - так, SuSe представила дистрибутив Linux, скомпилированный в наборе команд AMD64.

Тестирование показало, что новая платформа AMD в целом стабильна и совместима с имеющимися аппаратными и программными средствами. При желании можно, конечно же, найти несовместимости (и в процессе распространения платформы AMD64 они неминуемо отыщутся), однако говорить о незавершенности или сырости представленных решений нет никаких оснований. Отметим, что 32-разрядная версия Windows XP устанавливается безо всяких сложностей, драйверы оборудования подхватываются, как и подобает. Как процессоры AMD Athlon 64 и Athlon 64 FX, так и процессоры Intel Pentium 4 и Pentium 4 Extreme Edition продемонстрировали высочайшую производительность. Победителя в этом соревновании нет - в некоторых приложениях побеждает Athlon 64 FX-51, в других же - Intel Pentium 4 3.2 ГГц Extreme Edition. Процессоры Athlon 64 3200+ и Pentium 4 3.2 ГГц также находятся примерно на одном уровне по скорости работы. Отдельно хочется отметить, что с выпуском Athlon 64 AMD полностью ликвидировала отставание, которое наметилось между ее процессорами (а именно - Athlon XP 3200+) и процессорами Intel и в ряде случаев сумела опередить соперника. Радует, что и Intel, и AMD обратили внимание на сегмент экстремалов-любителей, предложив жаждущим сверх-быстрых вычислений специальные решения. Отнюдь не дешевые, заметим, но тут уж никаких претензий быть не может.

Выводы: о дне завтрашнем и будущем 64-разрядных вычислений

Скептики говорят, мол, что толку от Athlon 64, когда нет 64-разрядных Windows-совместимых приложений! Определенная доля истины в их словах есть - действительно, может показаться несколько странным, что AMD превозносит именно ту особенность процессора, которая пока не находит применения в жизни. Однако... Нет никаких сомнений в том, что скоро 64-разрядные приложения появятся. По мере того, как инсталлированная база систем на основе Athlon 64 будет расти, разработчики все активнее начнут предлагать 64-битные версии ПО. Это уже случалось не раз - достаточно вспомнить, как появлялись сначала процессоры, а затем - программы, поддерживающие MMX, 3DNow!, SSE, как адаптировалось ПО к архитектуре NetBurst, используемой в Pentium 4. Сначала не было ничего, а затем один за другим выходили программные пакеты, игры и профессиональные приложения с поддержкой тех или иных расширений. То же самое будет происходить и на этот раз.

К тому же, следует понимать, что переход на 64-разрядную аппаратно-программную платформу в первую очередь необходим не для увеличения производительности, а для расширения линейно адресуемого пространства в памяти. Он уничтожает предел в 4 ГБ, накладываемый шириной разряда в 32 бита, и позволяет обращаться к терабайтам данных. И эта возможность окажется востребованной уже в ближайшие несколько лет. Чистый же прирост производительности от перекомпиляции ПО в 64-разрядный код окажется не так и велик - по разным оценкам, он составит 5, максимум - 10 процентов.

Огромное значение будет также иметь выпуск AMD64-совместимой версии Windows - сегодня уже есть отчасти работоспособная "бета", а, ориентировочно, в январе будет представлена финальная версия этой ОС. И это, вне всякого сомнения, послужит сигналом всем разработчикам ПО.

Но даже и временное отсутствие приложений, совместимых с AMD64, не является препятствием для популяризации 64-разрядной платформы AMD. Как мы могли убедиться в ходе тестирования, процессоры Athlon 64/Athlon 64 FX демонстрируют высочайшую, часто - рекордную производительность в 32-разрядных приложениях. Нет пока 64-разрядных программ, и не беда, используйте 32-разрядные, причем более эффективно, чем на процессорах AMD предыдущего поколения. А там, глядишь, и 64-разрядные подтянутся.

Выражаем благодарность:

• представительству компании AMD в Украине за предоставленную систему на базе Athlon 64 FX-51, процессор AMD Athlon XP 3200+;
• представительству компании Intel в Украине за предоставленные для тестирования процессоры Intel Pentium 4 3.2 ГГц Extreme Edition и Intel Pentium 4 3.2 ГГц, а также - материнскую плату Intel D875PBZ;
• компании K-Trade за предоставленные для тестирования платформу BRAVO64, материнскую плату Soltek SL-FRN2-L, модули памяти Hynix PC3200;
• компании ELKO Kiev за предоставленные для тестирования жесткие диски Western Digital WD2000 и графическую карту Sapphire Radeon 9800 Pro;
• всем читателям, которые дочитали до этого места ;-)