Исследуем 90 нм процессоры от AMD: Athlon 64 3500+, 3200+ и 3000+

Введение

Уходящий 2004 год стал годом, в течение которого основные производители процессоров, AMD и Intel, освоили более прогрессивный технологический процесс с нормами 90 нм. У Intel переход на новую технологию произошёл ещё зимой и оказался совмещён с выходом нового ядра для процессоров семейства Pentium 4, Prescott. AMD же только сейчас начинает серийное производство процессоров по 90 нм технологии. Начиная с 17 августа, компания AMD начала поставки мобильных процессоров семейства Athlon 64, производимых по 90 нм технологии, а с 15 сентября в магазинах начинают появляться и процессоры Athlon 64 для настольных систем, в основе которых лежат обновлённые 90 нм ядра. Таким образом, 90 нм технология оказалась освоенной AMD без каких бы то ни было задержек, а точно в соответствии с ранее намеченным планом.
С появлением процессоров Athlon 64, в основе которых используются 90 нм ядра, многие связывали как определённые надежды, так и некоторые опасения. В то время как одна часть энтузиастов ожидала, что внедрение нового технологического процесса позволит AMD увеличить частотный потенциал процессоров линейки Athlon 64 и расширить их возможности, другие опасались, что новый техпроцесс может вызвать те же проблемы с высокими токами утечки, что возникли у Intel при выпуске Prescott.
К счастью, в нашей лаборатории оказался один из серийных процессоров Athlon 64, основанный на новом 90 нм ядре. Благодаря этому мы имеем возможность собственноручно проверить все свойства обновлённых CPU от AMD. То есть, данный материал целиком и полностью будет посвящён процессорам Athlon 64 для настольных систем, для производства которых применяется новая 90 нм технология.

90 нм техпроцесс в Athlon 64: подробности

Для начала посмотрим на официальный роадмап компании AMD:


Как видим, в этом году переход на использование 90 нм технологического процесса AMD запланировала во всех секторах рынка. План этот на данный момент выполнен на две трети: 90 нм ядра Oakville и Winchester уже применяются в серийных процессорах для мобильных и настольных компьютеров соответственно. Ядра Oakville и Winchester по своим возможностям подобны друг другу, поэтому предметом нашего сегодняшнего рассмотрения станет в первую очередь ядро Winchester, использующееся в качестве основы процессоров линейки Athlon 64, нацеленных на применение в настольных системах.
Основными отличительными чертами ядра Winchester, помимо 90 нм техпроцесса, является кеш-память второго уровня объёмом 512 Кбайт и двухканальный контроллер памяти, поддерживающий DDR400 SDRAM. Таким образом, 90 нм ядро Winchester можно считать аналогом 130 нм ядра NewCastle, используемого в первую очередь в Socket 939 процессорах. Поэтому, совершенно неудивительно, что первыми процессорами Athlon 64, в которых нашло применение ядро Winchester, также стали CPU для Sockets 939 систем.
При проектировании ядра Winchester инженеры AMD не стали прибегать к редизайну. Фактически, Winchester остался тем же NewCastle, просто переведенным на более совершенный техпроцесс с нормами производства 90 нм. Однако отдельные минорные архитектурные улучшения в этом ядре всё же присутствуют, благодаря чему его производительность по сравнению с производительностью предшественника, как мы увидим дальше, слегка возросла. Впрочем, на усовершенствованиях 90 нм ядра AMD внимание не акцентирует. Новое ядро, имеющее номер ревизии D0, замечательно в первую очередь тем, что благодаря ему AMD имеет возможность снизить свои производственные затраты.
Объясняется всё простым расчётом. 130 нм ядро NewCastle имеет площадь 144 мм2. Площадь нового ядра Winchester, благодаря использованию 90 нм технологического процесса, уменьшилась до 84 мм2. Таким образом, применение 90 нм технологии позволило AMD уменьшить площадь ядра на 42%. Учитывая, что на заводе Fab30 в Дрездене, на котором производятся и старые ядра NewCastle, и новые ядра Winchester, используются пластины диаметром 200 мм, новый технологический процесс даёт возможность получить на 77% больше процессорных ядер с пластины. То есть, себестоимость ядер Winchester в идеальном случае на 44% меньше себестоимости наиболее дешёвого из 130 нм ядер для процессоров линейки Athlon 64. Но этот результат достигается только при условии одинакового процента выхода годных кристаллов с пластины для 90 нм и для 130 нм техпроцессов. Очевидно, что пока это не так. Вряд ли новый технологический процесс может давать такой же выход годных, как и отлаженный годами 130 нм процесс. Впрочем, AMD на выход годных кристаллов при использовании новой 90 нм технологии не жалуется. Применяемая на заводе Fab30 в Дрездене методика automated precision manufacturing (APM) позволяет отлаживать техпроцесс в очень короткий промежуток времени, и благодаря этому, уже сейчас AMD может извлекать прибыль с продажи младших моделей CPU, произведённых по новому технологическому процессу.


Поскольку сложившаяся на процессорном рынке ситуация такова, что у AMD нет нужды наращивать тактовые частоты своих процессоров, AMD решила начать внедрение 90 нм ядер Winchester не со старших, а с младших моделей своих CPU, тем более что тому есть чёткое экономическое обоснование. Первые процессоры, основанные на ядре Winchester, предназначаются для использования в Socket 939 системах, обладают частотами от 1.8 до 2.2 ГГц и имеют рейтинги 3000+, 3200+ и 3500+. То есть, с появлением нового 90 нм ядра компания AMD значительно расширила линейку Athlon 64 для Socket 939 систем вниз. Теперь наиболее дешёвые процессоры для этой платформы стоят порядка $150, что должно значительно увеличить её популярность.
Помимо снижения себестоимости процессоров линейки Athlon 64, выпуск 90 нм ядер позволил также уменьшить и их тепловыделение. В то время как максимальное тепловыделение процессоров, построенных на 130 нм ядрах NewCastle, составляло 89 Вт, аналогичная характеристика процессоров, базирующихся на 90 нм ядрах Winchester, составляет всего лишь 67 Вт. Таким образом, AMD успешно обошла проблемы с высокими токами утечки, с которыми столкнулась Intel при выпуске своего 90 нм ядра Prescott: как известно, тепловыделение процессоров Pentium 4 на базе ядра Prescott не уменьшилось по сравнению с тепловыделением Pentium 4, построенных на базе 130 нм ядра Northwood.
Столь впечатляющий успех AMD, когда с переходом на новую 90 нм технологию инженерам компании удалось понизить тепловыделение процессоров на 25%, отчасти объясняется и особенностями самого техпроцесса. Так, при производстве CPU по 90 нм процессу AMD, также как и при 130 нм процессе, использует технологию SOI (silicon-on-insulator). Что же касается использования "растянутого" кремния (strained silicon), применяемого в 90 нм процессе компанией Intel, то пока AMD отказалась от использования этой технологии. Однако 90 нм техпроцесс второго поколения от AMD, который должен быть освоен в следующем году, будет включать и SOI, и растянутый кремний. На использование этого сочетания, названного Strained Silicon Directly on Insulator (SSDOI), инженеры AMD возлагают большие надежды в плане дальнейшего роста тактовых частот.
Кроме того, в своих будущих 90 нм ядрах ревизии E0, которые также станут доступны в следующем году, AMD намерена реализовать и некоторые дополнительные возможности. В первую очередь, в этих процессорах будет введена поддержка набора из 10 инструкций SSE3, присутствующих в Pentium 4 со времён его перевода на ядро Prescott. Во-вторых, число write combining буферов в будущих 90 нм ядрах Athlon 64 будет увеличено с двух до четырёх. И, в-третьих, в свои будущие процессоры AMD собирается добавить дополнительные возможности по снижению их энергопотребления. Сегодняшний же Athlon 64 на базе ядра Winchester ревизии D0 аналогичен по своим возможностям Athlon 64 на базе ядра NewCastle ревизии CG.

Athlon 64 против Athlon 64: сравниваем характеристики

Дабы избежать лишних слов, просто приведём таблицу, в которой перечислим основные характеристики разнообразных процессоров с архитектурой K8, присутствующих в настоящее время на рынке:


Что касается номенклатуры поставляющихся в настоящее время процессоров семейства Athlon 64, то приведём ещё одну таблицу. В ней будут перечислены OPN коды и основные характеристики различных моделей Athlon 64, доступных на сегодня в магазинах:

Разгон Athlon 64 3500+ на ядре Winchester

Хотя AMD пока не стала использовать новые 90 нм ядра Winchester в составе старших моделей своих процессоров линейки Athlon 64, это ещё не означает, что частотный потенциал этого ядра ниже частотного потенциала 130 нм ядер NewCastle. Возможно, внедрение нового ядра, начиная с младших моделей CPU, вызвано только лишь экономическими причинами, описанными выше. Поэтому, заимев в нашей лаборатории процессор, основанный на ядре Winchester, первым делом мы решили протестировать его на разгон.
Итак, для целей тестирования мы использовали Athlon 64 3500+, в основе которого лежало новое 90 нм ядро:

Диагностические утилиты, запущенные при работе этого процессора в штатном режиме, выдают следующую информацию:


Как видим, этот процессор характеризуется номинальной частотой 2.2 ГГц, а его напряжение по умолчанию составляет 1.4 В, что на 0.1 В меньше, чем у процессоров Athlon 64, использующих 130 нм ядра.
Для испытания этого процессора на предмет разгона мы собрали тестовую систему, включающую следующий набор оборудования:

Материнская плата: MSI K8N Neo2 Platinum (Socket 939, NVIDIA nForce3 250);
Память: 1024 Мбайт DDR500 SDRAM (Corsair CMX512-4000PRO, 2 x 512 Мбайт);
Графическая карта: Sapphire RADEON X800 XT (AGP 8x);
Дисковая подсистема: Maxtor MaXLine III 250GB (SATA150).

Поскольку мы не ставили перед собой целью выяснение разгонного потенциала этого CPU при использовании нестандартных методов охлаждения, для отвода тепла от этого процессора во время его работы был использован обычный боксовый кулер. Разгон мы выполняли путём изменения частоты тактового генератора, без изменения множителя процессора.
Применение в тестовой системе DDR500 памяти и материнской платы, основанной на наборе логики NVIDIA nForce3 250, умеющем фиксировать частоты AGP/PCI при увеличении частоты тактового генератора, позволило нам не беспокоиться о том, что разгон будет ограничиваться какими-то иными параметрами, нежели предельными возможностями процессора.
В первую очередь мы решили проверить, на какой максимальной частоте сможет работать тестовый Athlon 64 3500+ на ядре Winchester, если ему не увеличивать напряжение питания. Без особых усилий нам удалось поднять частоту тактового генератора до 230 МГц. Учитывая, что номинальный множитель для Athlon 64 3500+ - это 11x, то частота процессора при таком разгоне возросла до 2.53 ГГц. Дальнейший разгон системы простым повышением частоты тактового генератора наталкивался на нестабильность системы под нагрузкой, поэтому продолжать опыты мы решили, подняв напряжение питания процессорного ядра.
Вторая часть опытов по оверклокингу выполнялась при увеличении напряжения питания процессора на 8.3% - до 1.52 В. Такое достаточно незначительное увеличение напряжения положительным образом сказалось на результатах разгона, дав нам возможность продолжать наращивать частоту тактового генератора без потери стабильности. Методом последовательных приближений нами была установлена новая граница стабильности: при частоте тактового генератора 238 МГц процессор продолжал работать надёжно, но дальнейшее увеличение этой частоты влекло за собой потерю стабильности. Таким образом, максимальной частотой, которую нам удалось достичь при разгоне Athlon 64 3500+ на базе ядра Winchester, стала частота в 2.618 ГГц.


Другими словами, итогом наших опытов стало покорение одним из первых процессоров Athlon 64 на базе ядра Winchester рубежа в 2.6 ГГц при незначительном повышении его питающего напряжения. Много это или мало? Вопрос хороший. С одной стороны, поразить своим частотным потенциалом новое 90 нм ядро от AMD нас явно не смогло. Конечно, обычные Athlon 64, основанные на 130 нм ядрах ревизии CG, не всегда покоряют отметку в 2.6 ГГц, однако их предельные частоты в любом случае лежат очень близко к этой величине. Более того, процессор Athlon 64 FX-55, выпускаемый по 130 нм техпроцессу с использованием растянутого кремния имеет штатную частоту 2.6 ГГц уже сегодня. Так что частота в 2.6 ГГц вполне достижима для AMD и без 90 нм технологии. С другой стороны, несмотря на то, что предельная штатная частота процессоров на базе ядра Winchester составляет на сегодня 2.2 ГГц, эти CPU способны работать на ощутимо больших частотах. Кроме того, не следует забывать, что 90 нм процесс пока находится в стадии освоения, и частотный предел ядер, выпускаемых по этой технологии, скорее всего, увеличится в недалёком будущем. Чему, очевидно, посодействует и предстоящее внедрение растянутого кремния. Так что Winchester всё же таит в себе большой потенциал, который, очевидно, должен будет реализоваться впоследствии.
С этой точки зрения весьма перспективным выбором для оверклокеров на сегодня представляется процессор Athlon 64 3000+ для Socket 939. Этот процессор, основываясь на ядре Winchester, также сможет при разгоне работать на частотах прядка 2.6 ГГц, что по производительности ставит его в один ряд со старшими процессорами линейки Athlon 64. При этом его цена составляет на сегодня порядка $150. А использование этим CPU разъёма Socket 939 позволяет оверклокерам, обратившим внимание на Athlon 64 3000+, сразу приобрести единую перспективную платформу, которая в отличие от Socket 754 будет поддерживаться производителем ещё очень продолжительное время.

Тепловыделение и энергопотребление

Фактически, перевод процессоров семейства Athlon 64 на использование нового 90 нм ядра Winchester пока не влечёт за собой ни изменение характеристик, ни увеличение частот этой линейки. Однако утверждать, что появление этого нового ядра останется незамеченным для обычных пользователей, было бы неверным. Дело в том, что новые процессоры с ядром Winchester имеют меньшее напряжение питания и, соответственно, меньшее тепловыделение, а это – вполне осязаемые характеристики. Так, согласно официальным спецификациям, обнародованным AMD, процессоры на базе ядра Winchester имеют максимальное тепловыделение в 67 Вт, а это на 25% меньше, чем предельное тепловыделение процессоров Athlon 64, в основе которых используются 130 нм ядра. Однако, что это означает на практике? Чтобы разобраться с этим вопросом, мы протестировали температурный режим новых Athlon 64 и сравнили его с температурным режимом аналогичных Athlon 64, построенных на базе ядра NewCastle.
Тестирование выполнялось на той же самой системе, что и опыты по разгону. В процессе тестов мы сравнили температуру Socket 939 процессоров Athlon 64 на базе ядра Winchester и Athlon 64 на базе ядра NewCastle, работающих на частотах от 1.8 до 2.4 ГГц. При этом частоты 1.8, 2.0 и 2.2 ГГц мы достигали установкой соответствующего коэффициента умножения, то есть как 9x200 МГц, 10x200 МГц и 11x200 МГц, а частоту 2.4 ГГц получали разгоном процессоров системной шиной, то есть она формировалась как 11x209 МГц. Напряжение питания во всех случаях было штатным, кулер для всех опытов использовался один и тот же – боксовый. Показания температуры процессоров снимались с встроенного в ядро процессоров датчика. Измерения температуры процессорных ядер мы выполняли в двух состояниях: в режиме ожидания (idle) и при максимальной загрузке CPU, создаваемой специальной утилитой S&M версии 1.0.0 alpha.

Если в состоянии покоя температура 90 нм ядра Winchester оказывается ощутимо ниже температуры ядра Newcastle, то при 100-процентной загрузке процессоров работой их температуры практически сравниваются. На первый взгляд это – очень неожиданный результат, поскольку 25-процентное снижение максимального тепловыделения у процессоров Athlon 64 c ядром Winchester почему-то никак не проявляет себя. Впрочем, этот факт всё-таки поддаётся весьма логичному объяснению. Дело в том, что одновременно с уменьшением тепловыделения у ядра Winchester уменьшилась и площадь поверхности. Следовательно, отвод тепла от процессорного ядра Winchester организовать несколько сложнее, чем от ядра NewCastle. Именно поэтому температура ядра является не столько характеристикой его тепловыделения, сколько характеристикой плотности теплового потока, которая у Winchester даже выше, чем у NewCastle. Поэтому, процессоры Athlon 64 с новым ядром Winchester не могут похвастать ощутимо более низкой температурой во время работы.
Понизившееся же тепловыделение Athlon 64 с новым 90 нм ядром проявляется в другом. А именно, его можно почувствовать по температуре кулера. Если в системах с процессорами Athlon 64, основанными на ядре NewCastle, кулер прогревается до достаточно высоких температур и является горячим на ощупь, то при установке в эту систему Athlon 64 на ядре Winchester температура кулера снижается весьма ощутимо.
Впрочем, в доказательство снизившегося тепловыделения процессоров с ядром Winchester можно привести и другие факты. А именно, вооружившись мультиметром и измерив его энергопотребление. Что мы и проделали. Для измерения потребляемой процессором мощности, которая очевидно, согласно закону сохранения энергии, совпадает с тепловыделением, мы измеряли ток, проходящий по 12-вольтовой цепи питания процессора. На самом деле этот метод не столь точен, поскольку он не учитывает коэффициент полезного действия схемы модуля питания процессора, однако для приблизительного сравнения он вполне подходит. Измерения, как и в случае с температурой, мы выполняли в двух режимах: в режиме ожидания (idle) и при максимальной загрузке CPU, создаваемой специальной утилитой S&M версии 1.0.0 alpha. Результаты опытов представлены на диаграммах ниже:

Цифры говорят сами за себя. Новое 90 нм ядро демонстрирует гораздо меньшее энергопотребление, чем 130 нм ядро, как в режиме покоя, так и при работе под нагрузкой. Причем, надо заметить, что величина энергопотребления порядка 50 Вт, показываемая ядром Winchester на частоте 2.4 ГГц, для современных процессоров является очень малой величиной. Этот факт позволяет надеяться на то, что частотный потенциал ядра Winchester окажется весьма и весьма большим. Так, для сравнения мы измерили уровень энергопотребления процессоров Pentium 4, построенных на ядрах Northwood и Prescott и работающих на частоте 3.4 ГГц. Результаты нас просто поразили: при максимальной загрузке Pentium 4 на базе ядра Northwood потреблял порядка 100 Вт, а энергопотребление процессора на базе ядра Prescott (правда, ревизии C0) составило 132 Вт! Таким образом, назвать экономичными можно все процессоры Athlon 64, однако к новым CPU этого класса, построенным на ядре Winchester, это относится в первую очередь.

Что и как мы тестировали

Цель проведённого тестирования состояла в определении уровня производительности Socket 939 процессоров от AMD, выпущенных по технологии с нормами производства 90 нм и их сравнении с уже имеющимися на рынке процессорами с 130 нм ядрами. Результаты тестов мы приведём для всех CPU, построенных на ядре Winchester, а сравнивать их будем с Socket 754 и Socket 939 процессорами с аналогичными рейтингами. Кроме того, в число результатов мы добавили и показатели производительности, демонстрируемые конкурирующими моделями процессоров Pentium 4.

В составе тестовых систем мы использовали следующее оборудование:

Процессоры:

AMD Athlon 64 3500+ (Socket 939, Winchester);
AMD Athlon 64 3200+ (Socket 939, Winchester);
AMD Athlon 64 3000+ (Socket 939, Winchester);
AMD Athlon 64 3500+ (Socket 939, NewCastle);
AMD Athlon 64 3400+ (Socket 754, ClawHammer);
AMD Athlon 64 3200+ (Socket 754, ClawHammer);
AMD Athlon 64 3000+ (Socket 754, NewCastle);
Intel Pentium 4 3.4E (Socket 478, Prescott);
Intel Pentium 4 3.2E (Socket 478, Prescott);
Intel Pentium 4 3.0E (Socket 478, Prescott);
Intel Pentium 4 3.4 (Socket 478, Northwood);
Intel Pentium 4 3.2 (Socket 478, Northwood);
Intel Pentium 4 3.0 (Socket 478, Northwood).

Материнские платы:

MSI K8N Neo2 Platinum (Socket 939, NVIDIA nForce3 250);
EPoX EP-8KDA3+ (Socket 754, NVIDIA nForce3 250);
ASUS P4C800 (Socket 478, i875P).

Память: 1024MB DDR400 SDRAM (Corsair CMX512-3200XLPRO, 2 x 512MB, 2-2-2-10).
Графическая карта: Sapphire RADEON X800 XT (AGP 8x).
Дисковая подсистема: Maxtor MaXLine III 250GB (SATA150).

Тестирование выполнялось в операционной системе MS Windows XP SP2 с установленным пакетом DirectX 9.0c. Тестовые системы настраивались на максимальную производительность. Заметим, что в Athlon 64 мы увеличивали тайминг Cycle Time (Tras) до 10, поскольку, как показывает практика, в таком режиме контроллер памяти Athlon 64 работает более эффективно, нежели при установке этой задержки в минимально возможное значение 5.

Производительность

SuperPi и PCMark04


По данным популярного теста SuperPi процессоры с новым ядром Winchester демонстрируют на одинаковой частоте чуть более высокую скорость, чем процессоры с ядром NewCastle. По всей видимости, это как раз и является результатом тех минорных оптимизаций в микроархитектуре ядра, о которых говорит AMD.

Аналогичную закономерность выявляет и тестирование в PCMark04. По данным этого теста Athlon 64 3500+ с ядром Winchester вновь оказывается быстрее Athlon 64 3500+ с аналогичными формальными характеристиками, но с ядром NewCastle. Что же касается соотношения производительности процессоров с новым и старым ядром с младшими рейтингами, то Athlon 64 3200+ с ядром Winchester обгоняет Athlon 64 3200+ для Socket 754 благодаря своему двухканальному контроллеру памяти, даже несмотря на меньший объём кеш-памяти второго уровня. Новый же Athlon 64 3000+ уступает аналогичному процессору для Socket 754 из-за более низкой тактовой частоты.


Тест подсистемы памяти из пакета PCMark04 говорит о том, что улучшения контроллера памяти, сделанные в ядре Winchester, действительно носят непринципиальный характер. Соотношение результатов процессоров с 90 нм и 130 нм ядрами выявляет лишь совсем незначительное увеличение скорости работы с памятью в новом ядре Winchester.

3DMark2001 SE, 3DMark03 и 3DMark05


Результаты, полученные нами в 3DMark2001 SE вполне ожидаемы, новое ядро демонстрирует небольшое преимущество над старым. Однако, в то же время хочется отметить, что Athlon 64 3500+ в обоих модификациях отстают от Athlon 64 3400+, основанного на ядре ClawHammer и использующегося в составе Socekt 745 платформы. Очевидно, что кеш-память второго уровня объёмом 1 Мбайт, которой снабжён процессор Athlon 64 3400+, даёт этому CPU больше очков 3DMark2001 SE, нежели двухканальный контроллер памяти Athlon 64 3500+.

В 3DMark03 результаты картина примерно та же. Однако "общий счёт" для ядер Winchester и NewCastle оказывается примерно равным.

Однако, как мы видим, Athlon 64 с новым ядром Winchester оказывается быстрее аналогичного процессора с ядром NewCastle далеко не всегда. Например, в тесте 3DMark05 Athlon 64 3500+, выпущенный с использованием технологии 90 нм, уступает старому Athlon 64 3500+, основанному на ядре NewCastle.

Да, в новом тесте 3DMark05 ситуация складывается явно не в пользу нового ядра, уступающего по скорости ядру NewCastle. Одновременно с этим хочется отметить тот факт, что новые Socket 939 процессоры с рейтингами 3000+ и 3200+, в основе которых лежит 90 нм ядро, показывают в 3DMark05 очень хороший уровень быстродействия, на голову превосходя Socket 754 модели.

Игровые приложения

Процессоры семейства Athlon 64 традиционно очень хорошо проявляют себя в играх. Новое ядро Winchester картину не портит. Только лишь в Far Cry его производительность оказывается ниже производительности NewCastle, но различие в скоростях процессоров, основанных на разных ядрах, в этой игре совсем незначительно. В остальных же игровых приложениях Socket 939 процессоры, в основе которых лежит ядро Winchester, опережают своих собратьев на 130 нм ядрах как для Socket 754, так и для Socket 939. Единственное, Socket 939 модель процессора Athlon 64 3000+ достаточно часто уступает процессору Athlon 64 3000+ для Socket 754 из-за меньшей на 200 МГц тактовой частоты.

Кодирование видео и аудио


Кодирование звуковых файлов в Lame – это чисто счётная задача. Поэтому среди процессоров с одинаковой архитектурой более быстрыми оказываются те, которые имеют более высокую тактовую частоту, что и подтверждается нашими результатами.


Такая же картина наблюдается и при кодировании видео в формат MPEG-2. Однако в этом тесте новое ядро Winchester всё-таки демонстрирует некоторое превосходство над NewCastle.


А вот при кодировании видео в формат MPEG-4 кодеком DivX более старое ядро NewCastle обеспечивает слегка более высокую производительность. Поэтому, новые модели процессоров с 90 ни ядрами Athlon 64 3500+ и Athlon 64 3000+ уступают своим предшественникам с такими же рейтингами. Зато новый Athlon 64 3200+ для Socket 939 опережает процессор с аналогичным рейтингом, ориентированный на использование в Socket 754 системах.


При использовании кодека XviD картина меняется. Теперь уже ядро NewCastle обеспечивает более низкую скорость, чем ядро Winchester. В результате, производительность нового Athlon 64 3500+ превосходит производительность аналога с 130 нм ядром.

Архивация и антивирусная проверка


При тестировании скорости новых процессоров одним из распространённых архиваторов, результаты получаются несколько разочаровывающими. Хотя само по себе ядро Winchester немного превосходит по скорости ядро NewCastle, что выражается в том, что старый Athlon 64 3500+ уступает новому Athlon 64 3500+, оба эти Socket 939 процессора проигрывают Athlon 64 3400+ на базе ядра ClawHAmmer для Socket 754. Аналогично, новый Athlon 64 3200+ для Socket 939 систем уступает своему Socket 754 аналогу из-за уменьшившегося объёма кеш-памяти второго уровня. Новый же Athlon 64 3000+ проигрывает своему Socket 754 собрату из-за более низкой тактовой частоты.


Зато гораздо лучше ядро Winchester проявляет себя во время антивирусной проверки. Впрочем, Athlon 64 3000+ для Socket 939 вновь не радует своей скоростью.

Редактирование изображений и 3D рендеринг


В Adobe Photoshop новое 90 нм ядро несколько поднимает уровень производительности процессоров Athlon 64. При этом мы вновь вынуждены обратить внимание на то, что новый Athlon 64 3000+ не дотягивает по своей скорости до старого Athlon 64 3000+ для Socket 754 систем из-за своей более низкой тактовой частоты.

Подобную картину можно наблюдать и при измерении скорости финального рендеринга. В задачах такого типа тактовая частота процессоров имеет очень большое значение, и компенсировать её не могут не архитектурные улучшения, ни двухканальный контроллер памяти.

Выводы

Новое ядро Winchester, появляющееся в составе процессоров Athlon 64, следует признать удавшимся. AMD при переходе на использование технологического процесса с нормами производства 90 нм не столкнулась ни с какими существенными проблемами. Новые Athlon 64, построенные на базе ядер Winchester имеют неплохой частотный потенциал и чрезвычайно низкое энергопотребление и тепловыделение. Кроме того, переходя на использование нового ядра, AMD существенно выигрывает и с точки зрения уменьшения себестоимости своих 64-битных процессоров. Таким образом, в ближайшее время на рынке будет появляться всё больше и больше процессоров, в основе которых лежит новое ядро Winchester, и эти процессоры, очевидно, будут выглядеть привлекательнее предшественников и для конечных пользователей.
В то же время следует понимать, что выход нового ядра Winchester фактически не вызвал никакого прироста в производительности процессоров Athlon 64 или расширение их возможностей. Обобщив результаты наших тестов, мы можем привести следующий график:


Преимущество в производительности, которое в состоянии обеспечить новое ядро Winchester по сравнению с NewCastle, минимально, а порой даже процессоры, основанные на новом ядре, уступают в быстродействии процессорам с ядром NewCastle. Поскольку дизайн самого ядра K8 с переходом на 90 нм технологический процесс не изменился, основными преимуществами CPU на базе Winchester следует считать не возросший уровень производительности, а снизившееся тепловыделение.
При этом уменьшение площади ядра, вызванное переводом производства на новый технологический процесс позволило AMD добиться снижения себестоимости процессоров и выпустить младшие модели Athlon 64 с рейтингами 3000+ и 3200+ для платформы Socket 939. Таким образом, именно с массовым появлением Winchester в составе процессоров Athlon 64 следует ожидать резкое увеличение популярности Socket 939 систем.
К сожалению, пока частотный потенциал нового ядра Winchester не позволяет наладить выпуск старших моделей процессоров Athlon 64, основанных на этом ядре. Однако в скором времени AMD внедрит в производственный процесс "растянутый" кремний и это должно будет помочь инженерам компании в наращивании тактовых частот процессоров линейки Athlon 64. Пока же новое 90 нм ядро можно будет встретить только в составе младших моделей процессоров, которые, впрочем, способны свободно разгоняться до уровня в 2.6 ГГц. Также, в настоящее время инженеры AMD работают и над новой ревизией ядра Winchester, в которой появится поддержка набора инструкций SSE3. Так что в недалёком будущем, помимо увеличения частотного потенциала Athlon 64 нас ожидает и расширение функциональности этих процессоров.
Сегодня же, в заключение приведём график средневзвешенной производительности CPU, протестированных в рамках этого материала: