Облегченный Bulldozer. Обзор и тестирование шестиядерного процессора AMD FX-6100

Вышедшие в конце 2011 года процессоры AMD FX не оправдали надежд даже самых ярых поклонников компании. Несмотря на использование тонкого 32-нм технологического процесса и внедрение прогрессивной микроархитектуры Bulldozer, новые CPU AMD не смоги показать ни выдающегося быстродействия, ни впечатляющего разгона, ни высокой энергоэффективности. При этом ветераны рынка компьютерных комплектующих — 45-нм AMD Phenom II — постепенно исчезают из продажи, а их место занимают продукты нового поколения. Наше недавнее тестирование старшего восьмиядерного процессора AMD показало, что FX-8150 в большинстве задач не смог опередить Intel Core i5-2500K — четырехъядерную модель среднего уровня из лагеря конкурентов. А между тем, продуктовая линейка AMD FX содержит немало интересных модификаций, которые стали еще привлекательнее после недавнего снижения цен. Именно это событие стало отличным поводом, чтобы пересмотреть рыночное позиционирование AMD FX и взглянуть на их потребительские качества с новой точки зрения. Со спецификациями процессоров, в основе которых лежит микроархитектура Bulldozer, можно познакомиться из следующей таблицы:

  FX-8150 FX-8120 FX-6200 FX-6100 FX-4170 FX-4100
Ядро Zambezi Zambezi Zambezi Zambezi Zambezi Zambezi
Разъем Socket AM3/AM3+ Socket AM3/AM3+ Socket AM3/AM3+ Socket AM3/AM3+ Socket AM3/AM3+ Socket AM3/AM3+
Техпроцесс CPU, нм 32 32 32 32 32 32
Количество транзисторов, млн 1200 1200 1200 1200 1200 1200
Площадь кристалла, кв. мм 315 315 315 315 315 315
Число ядер 8 8 6 6 4 4
Номинальная частота, МГц 3600 3100 3800 3300 4200 3600
Частота Max Turbo Core, МГц 4200 4000 4100 3900 4300 3800
Частота NB, МГц 2200 2200 2200 2000 2200 2000
Объем L1 кэша, КБ 16 x 8 + 64 x 4 16 x 8 + 64 x 4 16 x 6 + 64 x 3 16 x 6 + 64 x 3 16 x 4 + 64 x 2 16 x 4 + 64 x 2
Объем L2 кэша, КБ 2048 x 4 2048 x 4 2048 x 3 2048 x 3 2048 x 2 2048 x 2
Объем L3 кэша, МБ 8 8 8 8 8 8
Множитель 18 15,5 19 16,5 21 18
Каналов памяти 2 2 2 2 2 2
Поддерживаемый тип памяти DDR3 1333/1600/1866 DDR3 1333/1600/1866 DDR3 1333/1600/1866 DDR3 1333/1600/1866 DDR3 1333/1600/1866 DDR3 1333/1600/1866
Шина для связи с чипсетом Hyper Transport 3.1 Hyper Transport 3.1 Hyper Transport 3.1 Hyper Transport 3.1 Hyper Transport 3.1 Hyper Transport 3.1
Частота Hyper Transport, МГц 5200 5200 5200 5200 5200 5200
Рабочее напряжение, В 0,825—1,4 0,825—1,4 0,825—1,4 0,825—1,4 0,825—1,4 0,825—1,4
TDP, Вт 125 125 125 95 125 95
Рекомендованная стоимость, $ 205 165 155 135 135 115

Как видно из технических характеристик, модели отличаются не только количеством функциональных блоков, но также имеют различные тактовые частоты и расчетное тепловыделение. Такой подход позволяет не только найти рациональное применение частично работоспособным полупроводниковым кристаллам, но и создать целую линейку центральных процессоров в диапазоне цен от $115 до $205. Благодаря этому каждый пользователь может найти именно ту модификацию, которая наиболее полно отвечает его запросам. Сегодня мы рассмотрим очень интересную с точки зрения соотношения цены и производительности модель — шестиядерный AMD FX-6100. При рекомендованной розничной стоимости в $135 этот процессор может стать неплохим выбором для универсального системного блока, которому «по зубам» как современные 3D-игры, так и ресурсоемкие прикладные задачи.


Процессор AMD FX-6100

В основе всех процессоров AMD семейства FX лежат монолитные полупроводниковые кристаллы, имеющие в своем составе четыре двухъядерных вычислительных модуля, массив разделяемой кэш-памяти третьего уровня объемом 8 МБ и двухканальный контроллер ОЗУ, официально поддерживающий DDR3 с рабочей частотой 1866 МГц. Соответственно, шестиядерный AMD FX-6100 получается путем деактивации одного из четырех вычислительных модулей.

AMD FX-6100

Таким образом, процессор лишился одного устройства FPU, двух блоков выполнения целочисленных операций вместе с кэш-памятью L1 для хранения инструкций и данных, а также массива кэша второго уровня размером 2048 КБ. При этом производитель сохранил в полном объеме поддержку дополнительных инструкций, таких как SSE4.2, AVX, AES, XOP и FMA4. Их наличие способно существенно ускорить шифрование данных, обработку мультимедиа и научных расчетов при условии соответствующей поддержки со стороны программного обеспечения.

Что касается физических характеристик, то AMD FX-6100 ничем не отличается от своих старших собратьев. В основе процессора лежит 32-нм полупроводниковый кристалл площадью 315 кв. мм, содержащий порядка 1200 млн транзисторов. Как и другие Bulldozer, участник сегодняшнего тестирования предназначен для работы в разъеме Socket AM3+, при этом сохранена обратная совместимость с большинством системных плат Socket AM3. Хрупкий полупроводниковый кристалл надежно защищен металлической крышкой. Внешне процессоры AMD FX практически ничем не отличаются от Phenom II.

AMD FX-6100

Маркировка героя сегодняшнего тестирования позволяет утверждать, что он выпущен на 37 неделе 2011 года. Кремниевый кристалл изготовлен на фабрике GlobalFoundries в Дрездене, Германия, а собран процессор на заводе AMD в Малайзии.

AMD FX-6100

Для шестиядерного AMD FX-6100 производителем установлен тепловой пакет в 95 Вт. Таким образом, процессор не отличается высокой экономичностью, что, впрочем, может быть скомпенсировано хорошим быстродействием. Попавший в нашу тестовую лабораторию экземпляр предназначен для продажи по ОЕМ-каналам, то есть комплект поставки отсутствует. Тем не менее, розничные версии FX-6100 оснащаются недорогим, но достаточно эффективным кулером, который широко используется для охлаждения процессоров AMD с тепловым пакетом до 100 Вт включительно.

AMD FX-6100

Конструкция охладителя предельно проста: алюминиевый радиатор, состоящий из массивного медного сердечника и множества тонких радиальных ребер, продувается высокоскоростным 70-мм вентилятором, который поддерживает управление частотой вращения при помощи ШИМ. Такое решение обеспечивает хорошую вентиляцию околосокетного пространства, но издает заметный шум при работе на максимальных 3700 об/мин.

AMD FX-6100

Конечно, эффективности этой системы охлаждения достаточно, но только для работы в штатном режиме или в условиях небольшого повышения частоты без увеличения напряжения. Для серьезных экспериментов по разгону потребуется мощная система охлаждения, так как процессоры Bulldozer обладают весьма горячим нравом. Во время обзора восьмиядерного FX-8150 мы столкнулись с перегревом несмотря на использование простой системы водяного охлаждения.

Ядро имеет ревизию В2 — пока это единственный доступный степпинг для всех Bulldozer. Штатная тактовая частота AMD FX-6100 установлена на уровне 3300 МГц, при этом напряжение на вычислительных ядрах составляет 1,248 В.

AMD FX-6100

Впрочем, этот режим используется чрезвычайно редко, он характерен для максимальной нагрузки на все вычислительные блоки, которая возникает во время работы стресс-тестов, наподобие LinX. В большинстве многопоточных приложений процессор работает на частоте 3600 МГц, что соответствует режиму Turbo Core.

AMD FX-6100

При работе приложений, не рассчитанных на выполнение на многоядерных процессорах, тактовая частота активных вычислительных модулей повышается до 3900 МГц при напряжении 1,398 В, что соответствует режиму Max Turbo. В это время неактивные блоки переводятся в состояние пониженного энергопотребления.

AMD FX-6100

В моменты простоя и минимальной нагрузки в дело вступает технология Cool'n'Quiet 2.0, которая снижает рабочую частоту и напряжения на процессорных ядрах для уменьшения расхода электроэнергии.

AMD FX-6100

Обращаем ваше внимание, что тактовая частота интегрированного контроллера памяти и кэш-памяти L3 для AMD FX-6100 составляет 2000 МГц. Для всех восьмиядерных процессоров, а также моделей FX-4170 и FX-6200, это значение установлено на уровне 2200 МГц.


Разгонный потенциал

Применение тонкого 32-нм технологического процесса и изменения микроархитектуры обеспечили процессорам AMD FX неплохой частотный потенциал. При качественном воздушном охлаждении разгон до 4500 МГц и выше является обычным делом. Для обеспечения стабильности при повышении частот необходимо увеличение напряжения питания более 1,4 В. В таком режиме Bulldozer потребляет значительно больше, нежели заявленные 95 Вт, так что приходится решать задачу отвода избыточного тепла. К счастью, кулер Zalman CNPS10X Flex, оснащенный мощным 120-мм вентилятором, без труда справился с охлаждением AMD FX-6100, разогнанного до 4515 МГц при повышении напряжения на вычислительных ядрах до 1,425 В.

AMD FX-6100

Так как все процессоры AMD FX имеют незаблокированный коэффициент умножения, мы воспользовались этим преимуществом. Во время экспериментов по разгону частота HTT была зафиксирована на отметке 200 МГц, а встроенный интегрированный контроллер оперативной памяти и кэш L3 работали на частоте 2400 МГц. В таких условиях FX-6100 оставался абсолютно стабильным, в том числе при выполнении ресурсоемкого стресс-теста LinX. Заметим, что температура процессора не превысила 59 °C, причем ориентироваться следует на показания датчика системной платы, так как температуры вычислительных ядер оказались подозрительно низкими.

Нет никаких сомнений, что улучшение охлаждение и дальнейшее повышение напряжения смогли бы обеспечить дальнейший прирост частоты, но такой режим является небезопасным, так как способен привести к деградации полупроводникового кристалла. Таким образом, разгонный потенциал AMD FX-6100 существенно превышает предел повышения частоты для предыдущего поколения процессоров AMD — Phenom II, но не дотягивает до 32-нм Intel Sandy Bridge, которые способны работать на частотах до 5000 МГц при использовании качественного воздушного охлаждения. В то же время, новейшие 22-нм Intel Ivy Bridge, в силу своих конструктивных особенностей, обладают схожим с AMD FX разгонным потенциалом. Мы обязательно оценим прирост производительности после повышения частоты, а пока рассмотрим соперников героя сегодняшнего обзора и конфигурацию тестового стенда.
Находим избытки, применяем с умом!