Эволюция двухъядерных процессоров AMD: от Athlon X2 до Phenom II X2

Наш сайт продолжает серию статей, посвященных современным процессорам AMD. Недавно мы сравнивали производительность Phenom II на платформах AM2+ и AM3 с различными настройками памяти. В данном же материале мы решили свести вместе двухъядерные модели разных поколений, и выяснить какого же прогресса в производительности удалось добиться компании AMD за последние пару лет.

В нашем тестировании принимают участие следующие процессоры:
  • Athlon X2 5200+;
  • Athlon X2 7750 BE;
  • Athlon X2 7850 BE;
  • Athlon II X2 215;
  • Phenom II X2 550 BE;

Мы взяли по представителю от каждого поколения процессоров (за исключением, разве что, 90-нм Athlon X2 на базе ядра Windsor), начиная от Socket AM2 и заканчивая Socket AM3. Для того, чтобы наглядно увидеть разницу между разными CPU, мы протестировали их в номинале, в разгоне, и дополнительно сведя всех к одной частоте 2,7 ГГц.

На страницах нашего сайта мы проводили большое сводное тестирование процессоров Intel под Socket LGA775. В том материале кроме сравнения различных моделей на их родных частотах и в разгоне, мы свели их вместе при одинаковых параметрах частоты CPU, шины FSB и памяти. Это делалось для непосредственного выявления преимуществ обновленных 45-нм процессоров над предшественниками, и для отслеживания роста производительности в зависимости от увеличения количества ядер и объема кэш-памяти второго уровня. В случае с процессорами AMD провести сравнение процессоров разных поколений при полностью идентичных настройках уже проблематично. В частности, частоты оперативной памяти у старых Athlon Socket AM2 устанавливаются через делитель от частоты самого CPU. Так, в сочетании с процессором Athlon X2 5200+ оперативную память выше 771 МГц физически просто не выставить в номинальном режиме. Конечно, можно поднять частоту тактового генератора, снизить множитель и как-то более-менее подогнать итоговые частоты самого процессора и памяти, но это будет уже далеко не стандартный режим работы. С процессорами Athlon седьмой сери (которые являются не чем иным как Phenom первого поколения, но лишь с двумя ядрами) и более новыми Athlon II, как и в случае с Phenom II, все намного проще и свести их к одной частоте памяти не составит труда. Но тут возникают другие вопросы, ведь если у первых L3-кэш работает на 1800 МГц (синхронно с HT), то у вторых уже на 2000 МГц. Ручная корректировка данного параметра в большую сторону у первых — это небольшой разгон, а если снижать для вторых, то мы немного снижаем их потенциал. Фактически вопрос в том, считается ли повышение частоты этих блоков CPU «улучшением» архитектуры, и, сведя все это к одним параметрам, не уменьшим ли мы искусственно преимущества новых процессоров? Следуя логике, самым целесообразным вариантом было бы повышение данной частоты, чтобы выявить непосредственные различия потенциала ядра разных архитектур. Регулирование данного параметра возможно через изменение частоты CPU Northbridge (или просто NB), который включает еще и интегрированный контроллер памяти, что, опять же, сказывается на итоговой производительности. Да и как быть со старичком Athlon X2 5200+, у которого если и можно повысить частоту интегрированного контроллера за счет повышения частоты шины HT (с которой они работают синхронно), то столь высокие значения могут быть проблематичными для самого CPU?

Так что мы подошли к вопросу такого сравнения более прозаично и просто свели все наши процессоры к одной частоте, оставив все остальные их характеристики без изменений. В конце концов, если производитель в новом поколении кроме самой частоты процессора повышает и частоту некоторых его компонентов, то это тоже является преимуществом новой серии CPU. Да и покупателю при апгрейде с модели прошлого поколения на более современный Athlon II или Phenom II более практично и интересно было бы взглянуть на сравнение процессоров с их родными характеристиками, а не при таких условиях, когда «старички» получают некий бонус к производительности, или наоборот, потенциал новых моделей преднамеренно ограничен. Да и популяризация компанией AMD процессоров серии Black Edition с разблокированным множителем привело к максимальному упрощению процесса разгона, и в итоге многие из рядовых потребителей даже при оверклокинге просто не меняют никакие прочие характеристики CPU.

Отметим, что при 2,7 ГГц процессоры тестировались исключительно на одной и той же материнской плате MSI 790XT-G45 под Socket AM2+, которая кроме старых AM2 процессоров поддерживает и новые AM3. Новые материнские платы под Socket AM3, как известно, старые CPU не поддерживают. Настройки памяти были одинаковыми для всех участников тестирования, кроме старого Athlon X2 5200+ (но для него использовались меньшие задержки).

Стоит сделать и небольшие пояснения по поводу участников нашего тестирования. Изначально Athlon X2 5200+ и Athlon II X2 215 работают на частоте 2,7 ГГц, а вот остальные процессоры мы «подогнали» под это значение путем снижения множителя. Собственно, таким образом и был получен Athlon X2 7750, поскольку физически на руках у нас был лишь Athlon X2 7850 (кроме 100 МГц в частоте между этими моделями нет больше никаких различий). Процессоры Kuma представлены в наших тестах в виде двух таких моделей еще и потому, что будет любопытно взглянуть, как старший CPU этого семейства (Athlon X2 7850) сможет конкурировать с младшим представителем процессоров Athlon II X2. А вот серийных Phenom II X2 с частой 2,7 ГГц нет, все двухъядерные модели работают на более высоких частотах, поэтому никаких «дополнительных» CPU кроме Phenom II X2 550 3,1 ГГц мы в данном случае вводить не стали, а просто обозначали на диаграммах, что это Phenom II X2 на частоте 2,7 ГГц.


Технические характеристики

  Athlon X2 5200+ Athlon X2 7750 BE Athlon X2 7850 BE Athlon II X2 215 Phenom II X2 550 BE
Ядро Brisbane Kuma Kuma Regor Callisto
Техпроцесс, нм 65 SOI 65 SOI 65 SOI 45 SOI 45 SOI
Разъем AM2 AM2+ AM2+ AM3 AM3
Частота, МГц 2700 2700 2800 2700 3100
Множитель 13,5 13,5 14 13,5 15,5
Тактовый генератор 200 200 200 200 200
Частота шины HT, МГц 1000 1800 1800 2000 2000
Кэш L1, КБ 128 x 2 128 x 2 128 x 2 128 x 2 128 x 2
Кэш L2, КБ 512 x 2 512 x 2 512 x 2 512 x 2 512 x 2
Кэш L3, КБ - 2048 2048 - 6144
Напряжение питания, В 1,3 1,3 1,3 1,33 1,3
TDP, Вт 65 95 95 65 80
Кол-во транзисторов, млн 221 450 450 234
758
Площадь кристалла, кв. мм 118 285 285  117,5  258
Набор инструкций RISC, IA32, x86-64, NXbit, MMX, 3DNow!+, SSE, SSE2, SSE3 RISC, IA32, x86-64, NXbit, MMX, 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, SSE4a RISC, IA32, x86-64, NXbit, MMX, 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, SSE4a RISC, IA32, x86-64, NXbit, MMX, 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, SSE4a RISC, IA32, x86-64, NXbit, MMX, 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, SSE4a


Athlon X2 5200+

Этот процессор выполнен на 65-нм ядре Brisbane и работает на частоте 2,7 ГГц. Оснащен всего 1 МБ кэш-памяти второго уровня (по 512 КБ на ядро). Кстати, в относительно далеком прошлом (как для IT-индустрии) под таким названием выпускался процессор на старом ядре Windsor с 1024x2 КБ L2-кэша и рабочей частотой 2,6 ГГц. Но если процессоры Brisbane и сейчас все еще доступны на рынке, то Windsor уже давно снят с производства.

Athlon X2 5200+

Как уже было отмечено выше, в сочетании с этим процессором через стандартные делители память DDR2 можно установить максимум на 771 МГц. Такую низкую частоту мы постарались хотя бы частично компенсировать более низкими таймингами. Если для новых процессоров мы использовали DDR2 на частоте 1066 МГц при задержках 5-5-5-18, то для рассматриваемого Athlon основные задержки были установлены в 4-4-4-12, да и вторичные тоже сведены по мере возможностей к их минимуму. Точные данные о рабочих настройках памяти для номинального режима отображены ниже.

Athlon X2 5200+

На плате MSI 790XT-G45 AM2+ данный процессор удалось разогнать до 3,173 ГГц, что для Brisbane — отличнейший результат.

Athlon X2 5200+

Частота памяти при разгоне повысилась до 906 МГц, тайминги подверглись лишь минимальной корректировке.

Athlon X2 5200+


Athlon X2 7750 и Athlon X2 7850 BE

Первые процессоры на ядре Kuma были представлены AMD еще в начале 2008 года. Фактически, это не что иное, как лишившиеся двух ядер старшие Phenom первого поколения, некоторые из которых рассматривались на нашем сайте.

Athlon X2 7850 BE

Как и старшие братья, двухъядерные модели кроме 512 КБ кэш-памяти второго уровня на ядро оснащены и общим L3-кэшем объемом 2048 КБ, работающим на частоте шины HT, т.е. на 1800 МГц. Вершиной развития этих процессоров стал Athlon X2 7850 Black Edition с разблокированным множителем, функционирующий на частоте 2,8 ГГц. Уровень TDP этой серии Athlon равен 95 Вт, что конечно же многовато на фоне конкурентов Core 2 Duo, но меньше чем у «полноценных» четырехъядерных Phenom.

Athlon X2 7850 BE

Для нашего сравнения на частоте 2,7 ГГц мы лишь снизили множитель этого процессора. А поскольку есть и серийная модель Athlon X2 7750 с такой рабочей частотой, то мы решили наш Athlon X2 7850 на 2,7 ГГц обозначить как младшую модель, ведь все равно кроме этих 100 МГц между этими CPU прочих различий нет.

Athlon X2 7850 BE

Память DDR2 для нашего получившегося Athlon X2 7750 и собственного самого Athlon X2 7850 была установлена на максимально возможные для платформы AM2+ 1066 МГц при задержках 5-5-5-18.

Athlon X2 7750

Разгон осуществлялся повышением частоты тактового генератора. Таким образом удалось достичь частоты процессора в 3,29 ГГц при напряжении 1,42 В. Дальнейшее повышение напряжения уже не приносило никакой пользы.

Athlon X2 7850 BE

При разгоне CPU пришлось уменьшить частоту памяти до 940 МГц (тайминги были немного снижены). При более высоком делителе частота ее была бы выше 1250 МГц, что комплекту памяти OCZ доступно только при довольно высоких задержках. Вариант со снижением множителя CPU для повышения частоты тактового генератора (и, соответственно, памяти) на тех же 3,29 ГГц не подходил из-за того, что при высоких частотах CPU NB снижалась общая стабильность, а уменьшение множителя на этом блоке приводило к тому, что его рабочая частота уже слабо отличалась от номинальной. Помня о результатах нашего исследования производительности процессоров на платформах AM2+ и AM3, в котором мы убедились в неплохом приросте производительности от роста частоты этого блока, мы исходили из того, чтобы получить стабильный максимум не только от самого Athlon X2 7850, но и от его интегрированного северного моста, пусть даже и ценой небольшого снижения частоты оперативной памяти. Поэтому мы и остановились на значении в 940 МГц при частоте CPU NB 2115 МГц.

Athlon X2 7750


Athlon II X2 215

Следующий процессор уже относится к самому последнему поколению моделей Athlon, произведенных по нормам 45-нм техпроцесса. Эти CPU основаны на ядре Regor, которое является упрощенным вариантом старших Phenom II, принципиальное отличие между которыми кроется лишь в отсутствии кэш-памяти третьего уровня у первых.

Athlon II X2 215

Вообще компания AMD в основном получает все свои более простые модели путем отключения ядер у четырехъядерных CPU (причем у некоторых удачных экземпляров эти неактивные ядра удается задействовать). Но и уровень TDP у всех моделей Phenom II, независимо от количества ядер, довольно велик. А вот «облегченный» Regor уже укладывается в значение 65 Вт, при том, что частота старших двухъядерных моделей достигает 3 ГГц. У трех- и четырехъядерных процессоров Regor (которые недавно вышли в продажу) уровень TDP уже немного выше.

Athlon II X2 215

Основным отличием младшего Athlon II от старших двухъядерных моделей является объем L2-кэша, равный 2х512 КБ вместо 2х1024 КБ, но это роднит его с трех- и четырехъядерными моделями Athlon II, которые имеют исключительно по 512 КБ кэш-памяти второго уровня на ядро.

Тесты в номинальном режиме 2,7 ГГц проводились на плате с разъемом AM2+ и памятью DDR2. Дополнительно тестировать этот же процессор на родной для него платформе Socket AM3 мы уже не стали, как по причине дефицита времени, так и потому, что разница в производительности на таком процессоре будет минимальна. Настройки памяти DDR2-1066 ничем не отличались от таковых у предыдущих процессоров.

Athlon II X2 215

Ну и немного слов о разгоне данного CPU. Кроме доработок архитектуры STARS, процессоры Phenom II и Athlon II перешли наконец-то на 45-нм технологический процесс производства, что значительно повысило их частотный потенциал. Если у старых 65-нм процессоров при воздушном охлаждении 3,2 ГГц покорялись особо удачным моделям, то для новых CPU этот предел был увеличен еще примерно на 500 МГц. Что же до нашего Athlon II 215, то ему и вовсе покорилась отметка 3,84 ГГц.

Athlon II X2 215

Разгон осуществлялся простым повышением частоты Reference Clock (HTT) до 284 МГц. Отметим, что сам разгон осуществлялся уже на плате MSI 790FX-GD70 AM3 совместно с памятью DDR3, поскольку нам интересен максимум производительности, который вообще можно получить от Athlon II. В разгоне память функционировала на 1514 МГц при задержках 8-7-7-20.

Athlon II X2 215


Phenom II X2 550 BE

Последним процессором в нашем тестировании будет самый производительный (на данный момент) двухъядерный CPU из линейки Phenom II.

Phenom II X2 550 BE

Данная модель функционирует на 3,1 ГГц (блок NB на 2 ГГц). Процессор относится к серии Black Edition, т.е. обладает разблокированным множителем. Уровень TDP равен 95 Вт.

Phenom II X2 550 BE

В номинальном режиме тестирование этого процессора проводилось на платформе AM3 в сочетании с памятью DDR3-1600 при таймингах 8-8-8-22.

Phenom II X2 550 BE

Для сравнения на одной частоте использовалась уже плата Socket AM2+ с памятью DDR2-1066 (стандартные задержки 5-5-5-18).

Phenom II X2 550 BE

Phenom II X2 550 BE

Что же до разгона, то наш Phenom II X2 550 BE показал лучший результат в этом отношении, сохраняя стабильность вплоть до 3,838 ГГц. Напряжение было поднято до 1,48 В, а дальнейшее его повышение пользы не приносило. Отметим, что мы подняли частоту процессора в основном за счет увеличения множителя, плюс небольшая коррекция за счет повышения частоты тактового генератора. В итоге частота памяти почти не отличалась от номинального режима и составила 1618 МГц (при тех же 8-8-8-22). Сильно разогнать блок NB не удалось, поднятие его частоты приводило к нестабильности и регулирование соответствующего напряжения не приносило серьезной пользы. На большей частоте CPU NB без проблем работал только лишь при меньшем разгоне самого CPU, но мы выбрали режим с большим разгоном самого процессора и минимальным изменением частоты NB.

Phenom II X2 550 BE

Phenom II X2 550 BE
Голос внутри требует скорости