И снова про Athlon 64 3800+: встречаем процессорное ядро ревизии E3 (Venice)

Введение

Перевод столь любимых энтузиастами процессоров семейства Athlon 64 на ядра, производимые с нормами технологического процесса 90 нм, начался уже более полугода назад. Так, 90 нм ядро архитектуры K8 с кодовым именем Winchester сегодня широко используется в Socket 939 процессорах Athlon 64 с рейтингами 3000+, 3200+ и 3500+, а также в Socket 754 процессорах семейства Sempron. Однако окончательно вытеснить 130 нм ядра из процессоров Athlon 64 предыдущего поколения Winchester не смог. Причин этого видится несколько, основная из которых – недостаточный частотный потенциал этого ядра. Несмотря на то, что тепловыделение и энергопотребление Winchester гораздо ниже, чем у 130 нм предшественников, максимальная частота CPU, основанных на этом ядре не превышает 2.2 ГГц. Поэтому старшие модели Athlon 64 и Athlon 64 FX-55 с частотами 2.4 и 2.6 ГГц продолжают использовать старые ядра Newcastle и Clawhammer, выпускаемые по 0.13 мкм технологии.
Однако с начала апреля этого года компания AMD планирует начать программу по прекращению выпуска процессоров серии Athlon 64, в основе которых лежат ядра, производимые по устаревшему технологическому процессу. За тот срок, который прошёл с момента появления первых CPU ядром Winchester, инженеры компании проделали большую работу. Было спроектировано новое 90 нм ядро Venice (ревизия E3), которое должно отправить старые 130 нм ядра на свалку истории. Большие надежды, возлагаемые на обновлённое ядро, опираются на тот факт, что AMD начинает внедрять усовершенствованный технологический процесс, который как раз используется для производства ядер Venice. В результате, ядро Venice должно позволить не только заменить Winchester в младших моделях Athlon 64, добавив им новые функциональные возможности, но и прийти на смену ядрам Newcastle и Clawhammer, применяемым в наиболее быстрых модификациях этого процессорного семейства. Более того, появление ядра Venice открывает зелёную улицу и для выпуска более скоростных версий процессоров Athlon 64. Ожидается, что в недалёком будущем AMD представит общественности новые Athlon 64 4200+ и Athlon 64 FX-57, в которых также найдёт применение ядро Venice и ядро San Diego, являющееся аналогом Venice с увеличенной кеш-памятью второго уровня.
Таким образом, несмотря на то, что AMD не пожелала шумно афишировать факт появления нового ядра, открывающего широкие перспективы для дальнейшего развития линейки Athlon 64, обойти это событие стороной невозможно. Тем более что помимо возросшего частотного потенциала, ядро Venice добавляет в процессоры Athlon 64 и поддержку набора инструкций SSE3, внедрённого в конкурирующие CPU семейства Pentium 4 в прошлом году с появлением ядра Prescott. Именно поэтому мы решили подготовить данный материал, в котором подробно посмотрим на новое ядро для процессоров Athlon 64.

Новации в ядре Venice

Технология Dual Stress Liner (DSL). Перед тем как коснуться новых возможностей процессоров Athlon 64 в части покорения более высоких тактовых частот, необходимо напомнить о том, благодаря чему эти возможности возникли.
В конце 2004 году компании AMD и IBM анонсировали очередной технологический прорыв в области увеличения производительности транзисторов. Разработанная инженерами обеих компаниями технология, получившая название Dual Stress Liner, позволила увеличить скорость срабатывания полупроводниковых транзисторов на 24%.
Суть данной технологии проста: фактически, Dual Stress Liner аналогичен технологии растянутого кремния, освоенной компанией Intel вместе с внедрением своего техпроцесса с нормами 90 нм. То есть, идея Dual Stress Liner состоит в применении кремния с деформированной для увеличения скорости срабатывания транзисторов и уменьшения их тепловыделения атомной решеткой. В одном случае атомы кремния "растягиваются", а в другом – "сжимаются" путём их помещения на подложку с растянутой либо сжатой кристаллической решёткой. Отличия же Dual Stress Liner от растянутого кремния, используемого Intel, состоят в том, что технология от AMD и IBM применима к транзисторам обоих типов, NMOS и PMOS (c n- и p- каналами) только лишь с использованием нитрида кремния, без необходимости прибегать к дорогому и экзотичному кремниево-германиевому соединению.


Благодаря такой двойственности, выигрыш от технологии Dual Stress Liner превышает эффект от использования растянутого кремния в технологическом процессе Intel. В то время как Dual Stress Liner позволяет нарастить скорость срабатывания транзисторов на 24%, аналогичный показатель для технологии растянутого кремния составляет лишь 15-20%. И, что немаловажно, новая технология от AMD и IBM не вызывает снижения процента выхода годных полупроводниковых кристаллов и не увеличивает их себестоимость.
Новое процессорное ядро Venice стало первым опытом AMD по практическому применению Dual Stress Liner в процессорах для настольных PC. Именно эта новая технология, которая используется одновременно с уже хорошо зарекомендовавшей себя технологией SOI (silicon-on-insulator), обуславливает возможность достижения процессорами с ядром Venice более высоких тактовых частот. Согласно ожиданиям инженеров AMD, одновременное применение Dual Stress Liner и SOI, должно позволить увеличить частотный потенциал процессоров Athlon 64 примерно на 16%. То есть, в абсолютном исчислении это означает, что процессоры с ядром Venice cмогут иметь штатные тактовые частоты, достигающие 2.8 ГГц.

Набор инструкций SSE3. Переходя от рассказа об изменениях в технологическом процессе к более осязаемым вещам, в первую очередь следует отметить тот факт, что в процессорном ядре Venice инженеры AMD расширили набор поддерживаемых SIMD инструкций. Теперь, подобно процессорам Pentium 4 на базе ядра Prescott, новые Athlon 64 с ядром Venice будут поддерживать набор команд SSE3. Впрочем, уместным будет напомнить, что SSE3 представляет собой не законченное множество команд, а лишь небольшое дополнение к SSE2.
Так, набор команд SSE3, реализованный в Venice, включает 11 новых инструкций, в числе которых:

ADDPS, HSUBPS, HADDPD, HSUBPD - горизонтальные операции с SSE2 регистрами, почему-то забытые при разработке набора инструкций SSE2. Данные команды могут быть чрезвычайно полезны при обработке 3D графики, так как позволяют упростить вычисление такой распространенной величины, как скалярного произведения векторов.

ADDSUBPS, ADDSUBPD, MOVSHDUP, MOVSLDUP, MOVDDUP – инструкции для работы с комплексными числами. Данные команды могут оказаться полезными при расчете волновых процессов и работе со звуком, в общем там, где применятся быстрое дискретное преобразование Фурье.

FISTTP – новая инструкция арифметического сопроцессора, позволяющая преобразование стека сопроцессора к целому типу. Данная операция по каким-то непонятным причинам в системе команд x87 ранее отсутствовала.

LDDQU – инструкция для загрузки 128-битных невыровненных данных. Может оказаться полезной для ускорения процесса сжатия видео.

Еще две SSE3 операции, реализованные в Pentium 4, MONITOR и MWAIT, в ядре Venice отсутствуют, поскольку они предназначаются исключительно для управления технологией Hyper-Threading.
В результате, новые процессоры семейства Athlon 64, в которых применено ядро Venice, обладают наиболее полным на сегодняшний день набором SIMD-инструкций, включающим системы команд 3DNow!, SSE2 и SSE3. Впрочем, ожидать качественного скачка производительности от появления в Athlon 64 системы команд SSE3 вряд ли стоит. Арсенал приложений, использующих команды SSE3, пока, к сожалению, очень ограничен и весьма специфичен.

Усовершенствования встроенного контроллера памяти. С выходом каждого нового процессорного ядра для Athlon 64 инженеры AMD проводят дальнейший тюнинг встроенного в CPU контроллера памяти. Причём, цель этого процесса состоит не только в наращивании производительности, но и в расширении совместимости контроллера памяти с различными модулями DIMM и их конфигурациями. Так предыдущее 90 нм ядро процессоров Athlon 64, Winchester, имело ограниченную работоспособность при использовании четырёх модулей DDR400 SDRAM. Так, при установке в систему с процессором Athlon 64 на ядре Winchester четырёх односторонних модулей памяти, работа с ними допускалась лишь при использовании тайминга 2T, что приводило к снижению производительности относительно обычного уровня на несколько процентов. При использовании же четырёх двухсторонних модулей память в режиме DDR400 работать не могла вообще: её частота автоматом снижалась до 333 МГц.
В новом ядре Venice инженеры AMD обещали исправить это положение и обещание своё сдержали. Процессоры Athlon 64 на базе нового ядра могут работать с четырьмя односторонними модулями DDR400 SDRAM без каких бы то ни было ограничений, а при использовании в системе четырёх двухсторонних модулей памяти DDR400 допускается их работа на частоте 400 МГц, но при использовании тайминга 2T.
Помимо расширения совместимости контроллера памяти процессорного ядра Venice, также была проделана работа и по увеличению его производительности. Среди реализованных в Venice твиков следует отметить усовершенствование аппаратного механизма предвыборки данных и увеличение числа write combining буферов с двух до четырёх.
Благодаря этим улучшениям процессоры Athlon 64 на базе нового ядра Venice должны слегка превосходить по производительности работающие на такой же тактовой частоте аналоги, в основе которых лежат более ранние ядра. Причём, преимущество в производительности будет становиться более осязаемым, если в системе установлено четыре модуля памяти.

Модельный ряд. Появление нового 90 нм ядра Venice позволит AMD полностью модернизировать линейку процессоров Athlon 64 для Socket 939. Если предыдущее ядро Winchester использовалось лишь в CPU с тактовыми частотами до 2.2 ГГц, то Venice должно исправить эту ситуацию. С 4 апреля AMD начинает поставки процессоров Athlon 64 для Socket 939 на ядре Venice с рейтингами от 3000+ до 3800+. Причём, модели процессоров с ядром Venice и рейтингами 3000+, 3200+ и 3500+ приходят на смену Athlon 64, использующим ядро Winchester, а новая модель Athlon 64 с рейтингом 3800+ - заменит предшественника с ядром Newcastle.
Не будет обойдён тотальной заменой ядер на более прогрессивное и Athlon 64 4000+, в основе которого в настоящее время используется ядро Clawhammer с кеш-памятью второго уровня объёмом 1 Мбайт. С 15 апреля AMD начнёт поставки обновлённых Athlon 64 4000+ с ядром San Diego, являющимся, по сути, полным аналогом Venice с увеличенной кеш-памятью второго уровня.
Чтобы обобщить вышесказанное, привёдём полный перечень Socket 939 процессоров Athlon 64, в основе которых лежат новые и старые процессорные ядра, доступных и становящихся доступными в настоящее время:


Как видим, процессоры с ядром Venice преподносят нам ещё один сюрприз. Это – варьируемое напряжение питания. Для увеличения свободы манёвра при упаковке готовых кристаллов AMD пошла на тот же ход, что и Intel. Для процессоров на ядре Venice на их упаковке не будет чёткого указания на напряжения питания. Различные экземпляры таких процессоров могут иметь различное номинальное напряжение питания: 1.35В или 1.4В. Причём, по внешним признакам определить штатное напряжение процессора теперь будет, к сожалению, невозможно.
Что же касается теплового пакета, то новое ядро Venice на первый взгляд имеет такие же характеристики типичного тепловыделения, как и предшествующие ядра. Однако, это не совсем так. Дело в том, что Venice имеет несколько больший запас по наращиванию тактовой частоты при сохранении тепловыделения в рамках заданного теплового пакета. Так, будущие модели Athlon 64 с ядром Venice, работающие на частоте 2.6 ГГц, будут иметь типичное тепловыделение 89 Вт, а переход на следующую ступень теплового пакета, 104 Вт, если и произойдёт, то только по достижению частоты в 2.8 ГГц.
Подводя итог, следует отметить, что, несмотря на достаточно существенные изменения, произошедшие в ядре Venice, ни площадь ядра, ни число транзисторов в нём по сравнению с Winchester не изменились.

Athlon 64 3800+ ревизии E3

В нашей лаборатории оказался один из новых процессоров Athlon 64, основанный на ядре Venice, Athlon 64 3800+. Это старшая модель из новых Athlon 64, которая будет доступна до 15 апреля.
Внешний вид процессоров на ядре Venice совершенно не отличается от внешнего вида предшественников.

Узнать новинку можно разве только по маркировке. О том, что под крышкой CPU, приведённого на фотографии, скрывается новое ядро Venice (ревизии E3), недвусмысленно говорят две последние литеры BP.
Диагностическая утилита CPU-Z выдаёт об этом процессоре следующую информацию:


Как видим, последняя на момент тестирования версия CPU-Z, 1.28, о новом ядре Venice представления не имеет. Зато она абсолютно верно обнаруживает в процессоре поддержку набора инструкций SSE3, а также позволяет узнать, что CPUID процессоров с новым ядром равен 00020FF0h.
Перед тем как перейти к непосредственному тестированию процессора с ядром Venice, нам захотелось убедиться в совместимости этого CPU с различными Socket 939 материнскими платами. Дело в том, что слухи о возможных проблемах с несовместимостью муссировались достаточно настойчиво. К счастью, как показало наше тестирование, слухи эти сильно преувеличены. Мы проверили пару материнских плат, основанных на чипсете NVIDIA nForce3: MSI Neo2 Platinum и EPoX 9NDA3J, а также несколько плат, использующих чипсет NVIDIA nForce4: ASUS A8N-SLI, EPoX 9NPA, DFI NF4 Ultra-D и MSI Neo4 Platinum SLI. Такого, чтобы новый процессор с ядром Venice в какой-либо из этих плат не работал вообще, нам увидеть не удалось.
Однако отдельные затруднения с поддержкой нового процессора всё же обнаружились (несмотря на то, что на всех платах мы использовали последние версии BIOS). Так, на большинстве плат у нового Athlon 64 3800+ не работала технология Cool'n'Quiet. Фактически, единственной платой, где эта энергосберегающая технология как-то проявила себя, оказалась MSI Neo4 Platinum SLI. Благодаря этой плате было установлено, что в состоянии пониженного энергопотребления Athlon 64 3800+ на базе ядра Venice снижает свою частоту до 1.0 ГГц, а напряжение питания – до 1.1В. То есть ведёт себя абсолютно также, как и его предшественники.
Кроме того, были отмечены и другие небольшие проблемы. Например, плата ASUS A8N-SLI неверно выставляла процессору напряжение питания, завышая его на 0.1В, а плата DFI NF4 Ultra-D при установке CPU с ядром Venice отказалась работать с памятью при тайминге 1T. Впрочем, очевидно, что все перечисленные несоответствия носят частный характер и в ближайшем будущем будут исправлены с выходом обновлённых версий BIOS.

Температурный режим и энергопотребление

Поскольку AMD обещает что, благодаря появлению нового ядра Venice, компания сможет поднять частоты процессоров линейки Athlon 64, не прибегая к ужесточению требований, предъявляемых к конвертеру питания материнских плат, мы решили измерить электрические характеристики нового ядра при его работе на различных частотах. Также, мы измерили и рабочие температуры процессора с ядром Venice. Эти параметры мы сравнили с аналогичными характеристиками процессоров с ядрами Newcastle и Winchester. При измерении теплового режима и энергопотребления мы использовали тестовую систему, состоящую из следующих компонентов:

Материнская плата: DFI NF4 Ultra-D;
Кулер: AVC Z7U7414001;
Память: 1024MB DDR400 SDRAM (Corsair CMX512-3200XLPRO, 2 x 512MB, 2-2-2-10);
Графическая карта: PowerColor RADEON X800 XT;
Дисковая подсистема: Maxtor MaXLine III 250GB.

В первую очередь приведём результаты исследования температурного режима. Измерения температуры процессорных ядер мы выполняли в двух состояниях: в режиме ожидания (idle) и при максимальной загрузке CPU, создаваемой специальной утилитой S&M версии 0.3.2, являющейся на сегодняшний день лучшим инструментом для прогрева процессоров. Показания снимались с температурных датчиков, встроенных в процессорные ядра.

Картина достаточно типична. Как в состоянии покоя, так и при максимальной загрузке соотношение температур процессоров, построенных на различных ядрах, одинаково. Так, процессоры с 0.13 мкм ядром Newcastle греются ощутимо сильнее своих собратьев, производимых по более совершенным технологическим процессам. Новое же ядро Venice даёт при работе чуть более высокую температуру, нежели Winchester, что, впрочем, находит отражение и в его спецификации: для ядра Venice установлена более высокая предельная температура корпуса CPU.
Таким образом, говорить о том, что технология Dual Stress Liner, применяемая при производстве процессоров с ядром Venice, снизила их тепловыделение, неправомерно. Выигрыш, очевидно, состоит в первую очередь в росте частотного потенциала, но не в снижении тепловыделения.
Впрочем, окончательные выводы делать пока преждевременно. Давайте лучше посмотрим на результаты измерения энергопотребления процессоров на ядрах Newcastle, Winchester и Venice. Эти данные снимались, как и в случае с температурой, в двух режимах: в режиме ожидания и при максимальной загрузке CPU, создаваемой утилитой S&M. Для оценки потребляемой энергии при помощи токовых клещей мы измеряли ток, проходящий по 12-вольтовой цепи, по которой осуществляется питание процессора. То есть, приводимые ниже данные не учитывают КПД конвертера питания процессора, поэтому, по сравнению с реальным энергопотреблением процессоров, они слегка завышены (примерно на 10%). Однако в данном случае эта погрешность является незначительной и одинаковой для всех результатов, поэтому ей можно пренебречь.

Качественно картина получается такая же, как и при измерении температуры. Процессоры с ядрами, производимыми по технологическому процессу с нормами 90 нм, обладают существенно более низким энергопотреблением, чем их старые аналоги с ядром Clawhammer. Эта тенденция наблюдается как в состоянии простоя, так и при полной загрузке процессоров работой.
Что же касается соотношения энергопотребления 90 нм ядер Venice и Winchester, то, как видим, новое ядро оказывается несколько более прожорливым. Так, энергопотребление процессоров с ядром степпинга E3 превышает энергопотребление CPU с ядром степпинга D0 на 17%. Напрашивается вывод, что в случае с новым ядром процессоров для настольных компьютеров AMD не стала сосредотачиваться на снижении энергопотребления и тепловыделения. В данном случае выигрыш от внедрения технологии Dual Stress Liner, очевидно, будет состоять в увеличении частотного потенциала.
Однако, несмотря на это, очевидно, что при повышении частоты Venice до 2.6 ГГц энергопотребление процессоров на этом ядре (а, следовательно, и тепловыделение) не превысит установленный рубеж в 85 Вт. Можно даже ожидать, что это утверждение останется справедливым и при повышении частоты до 2.8 ГГц.
Таким образом, с точки зрения энергопотребления процессоры Athlon 64 на базе ядра Venice действительно имеют шансы достичь достаточно высоких тактовых частот без необходимости переделки конвертеров питания присутствующих на рынке Socket 939 материнских плат.

Производительность

Для того чтобы оценить изменение производительности процессоров Athlon 64, в основе которых лежит новое ядро Venice, относительно предшествующих аналогов с ядрами Clawhammer и Newcastle, мы провели небольшое сравнение производительности процессоров Athlon 64 3800+ и Athlon 64 3500+, основанных на различных ядрах. Очевидно, что благодаря поддержке набора инструкций SSE3 и небольшим усовершенствованиям контроллерам памяти, новые Athlon 64, построенные на ядре степпинга E3 (Venice), будут обладать повышенной производительностью. С другой стороны, по всей видимости, этот прирост быстродействия не столь ощутим, поскольку система рейтингов процессоров осталась без изменений. То есть, старое соответствие между тактовой частотой и рейтингом процессора остаётся верным и для Athlon 64 на базе ядра Venice.

В тестировании приняло участие несколько систем, состояли которые из перечисленного ниже набора комплектующих:

Процессоры:

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 CG - Newcastle);
AMD Athlon 64 3500+ (Socket 939, 2.2 ГГц, 512KB L2, ревизия ядра CG - Newcastle);
AMD Athlon 64 3500+ (Socket 939, 2.2 ГГц, 512KB L2, ревизия ядра D0 - Winchester);
AMD Athlon 64 3800+ (Socket 939, 2.4 ГГц, 512KB L2, ревизия ядра E3 - Venice);
AMD Athlon 64 3500+ (Socket 939, 2.2 ГГц, 512KB L2, ревизия ядра E3 - Venice);
Intel Pentium 4 660 (LGA775, 3.6 ГГц, 2MB L2);
Intel Pentium 4 570 (LGA775, 3.8 ГГц, 1MB L2);
Intel Pentium 4 570 (LGA775, 3.6 ГГц, 1MB L2).

Материнские платы:

ASUS P5AD2-E Premium (LGA775, i925XE Express);
DFI DFI NF4 Ultra-D (Socket 939, NVIDIA nForce4 Ultra).

Память:

1024MB DDR400 SDRAM (Corsair CMX512-3200XLPRO, 2 x 512MB, 2-2-2-10);
1024MB DDR2-533 SDRAM (OCZ PC2 4300, 2 x 512MB, 3-3-3-8).

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

Основной целью проведённого тестирования, очевидно, являлось сравнение производительности различных Athlon 64 с разными ядрами. Однако мы включили в число результатов и показатели быстродействия топовых процессоров Pentium 4 на базе ядер Prescott и Prescott 2M. Это позволит нам более полно оценить тот эффект, который даёт появление системы команд SSE3 в процессорах от AMD.

Итак, приступим к изучению результатов тестов.


Популярный в среде энтузиастов вычислительный тест SuperPi сразу же показывает, что ядро Venice стало несколько быстрее предшествующего ядра Winchester. Однако следует заметить, что наблюдаемое изменение производительности весьма незначительно и не превышает 0.5%. Впрочем, большого прироста никто и не обещал: контроллер памяти в ядре Venice получил лишь небольшие улучшения, а SSE3 инструкции в тесте SuperPi не используются.
Здесь необходимо сделать оговорку о том, что в природе существует неофициальный патч для SuperPi, позволяющий при расчёте задействовать новую инструкцию FISTTP, входящую в набор команд SSE3. После применения этого патча время вычисления 8M знаков числа "Пи" на Athlon 64 3800+ с ядром Venice уменьшается с 385 с до 375 c, то есть примерно на 2.5%.


Примерно аналогичные выводы позволяют сделать и результаты, полученные нами в FutureMark PCMark04. Наблюдаемое преимущество ядра Venice над Winchester в этом тесте вновь не превышает 1%.


3DMark 2001, уже давно перешедший из категории тестов видеоакселераторов в категорию тестов процессоров солидарен с предыдущими бенчмарками. Вновь процессоры на ядре Venice показывают лучшую производительность, чем процессоры на ядре Winchester, но и вновь это преимущество едва заметно.


Зато в более новом тесте 3DMark05 Athlon 64 3500+ с ядром степпинга D0 показывает более высокую производительность, чем аналогичный Athlon 64 3500+ на ядре степпинга E3. Так что усовершенствования контроллера памяти Venice порой могут давать и обратный эффект. Вообще же, следует заметить, что при переходе от ядра Newcastle к ядру Winchester производительность увеличилась больше, чем теперь, при смене ядра Winchester на ядро Venice. То есть, усовершенствования контроллера памяти ядра Winchester носили более глобальный характер, чем твики сделанные в Venice. Впрочем, пока мы ещё не дошли до тестирования в приложениях, активно использующих набор инструкций SSE3.


Индекс CPU из того же теста FutureMark 3DMark05 показывает гораздо большую зависимость результата от оптимизаций процессорного ядра, чем мы видели ранее. По показателям, полученным в данном случае, ядро Venice работает быстрее ядра Winchester на 4.7%.
Давайте посмотрим теперь, как проявят себя процессоры Athlon 64, построенные на ядре ревизии E3 в реальных играх.

Ситуация во всех игровых тестах примерно одинакова. Athlon 64 с новым ядром Venice бесспорно работает быстрее предшественника с ядром Winchester и аналогичной тактовой частотой. Это никаких сомнений не вызывает. Однако преимущество Venice над Winchester весьма зыбко и составляет не более полутора процентов. На фоне превосходства Winchester над Newcastle, которое в среднем в игровых приложениях составляло порядка 4%, результат нового ядра ревизии E3 несколько разочаровывает. И это притом, что отдельные игры, например Doom 3 поддерживает набор инструкций SSE3. Впрочем, не следует забывать всё же о том, что разработку нового ядра AMD проводила всё-таки не для покорения новых рубежей быстродействия, а в первую очередь для наращивания частотного потенциала.
Кроме того, не следует забывать и о том, что основным маркетинговым плюсом новых Athlon 64 является поддержка ими набора инструкций SSE3. Как известно, наибольший эффект от использования этого набора инструкций на сегодняшний день можно получить разве только в кое-каких аудио/видео кодеках, поскольку иные приложения, поддерживающие SSE3 на рынке не распространены. Поэтому, в рамках данного тестирования мы решили уделить повышенное внимание производительности процессоров с ядром Venice в приложениях для кодирования аудио/видео цифрового контента.

К сожалению, никакого качественного скачка при кодировании видео и аудио различными кодеками не наблюдается. Поддержка системы команд SSE3 новыми процессорами Athlon 64 на базе ядра Venice, вопреки ожиданиям, не приносит видимого результата. Хотя два кодека из используемого нами набора, DivX и Mainconcept MPEG Encoder, инструкции SSE3 используют совершенно точно, скачка производительности при переводе Athlon 64 c ядра Winchester на ядро Venice мы не видим и при тестировании с их использованием. Таким образом, нам остаётся лишь сделать вывод о том, что в реальной жизни SSE3 инструкции (ну или, по крайней мере, их воплощение в Athlon 64) практически никакого эффекта не даёт. Однако необходимо всё-таки оговориться, что возможно, в будущем, приложения, использующие множество команд SSE3 более эффективно всё-таки появятся.


А вот и ещё один любопытный результат. WinRAR – это приложение, очень чутко реагирующее на производительность подсистемы памяти. Однако в случае с различными ядрами процессоров Athlon 64: Newcastle, Winchester и Venice, этот бенчмарк выдаёт практически одинаковые результаты.


Расчётный бенчмарк ScienceMark 2.0, в котором реализуются методы математического моделирования, набор инструкций SSE3 поддерживает. Однако вновь мы видим, что появление этого набора инструкций в процессорах Athlon 64 с ядром Venice не даёт никакого положительного эффекта.


Измерение скорости финального рендеринга в новом пакете 3ds max 7.0 и вовсе приводит нас к очень подозрительному результату. Наивысшую производительность тут демонстрируют процессоры Athlon 64, в основе которых лежат старые 130 нм ядра Clawhammer и Newcastle. Более новые же ядра Winchester и Venice такой производительности, как их предшественники, в 3ds max 7.0 не имеют.


Процессор Athlon 64 3500+ с ядром ревизии E3 при тесте в Photoshop CS обходит своего предшественника, Athlon 64 3500+ с ядром D0 на 0.4%. Такой результат вполне укладывается в общую картину и особых вопросов не вызывает.
Таким образом, мы вынуждены констатировать, что скорость ядра Venice возросла по сравнению со скоростью предыдущего ядра, Winchester, очень незначительно. В среднем, преимущество Athlon 64 3500+ с ядром ревизии E3 над аналогом на базе ядра степпинга D0 составляет 0.7%. Это ощутимо меньше, чем тот прирост производительности, который наблюдался при сравнении процессоров с ядрами Winchester и Newcastle. Таким образом, мы вынуждены признать тот факт, что твики контроллера памяти, сделанные в новом ядре, влияют на скорость работы процессора весьма незначительно. Что же касается появившейся поддержки набора инструкций SSE3, то она вообще не даёт практически никакого эффекта, а лишь добавляет лишнюю строчку в перечень характеристик новых Athlon 64.
В общем, производительность Venice нас не удивила. Давайте теперь посмотрим на частотный потенциал этого ядра, может неожиданности нас ждут здесь?

Разгон

На данный момент компания AMD отказалась от выпуска процессоров на базе нового ядра Venice с частотами, превышающими 2.4 ГГц. Однако, это только пока. AMD планирует, что благодаря этому ядру, при производстве которого используются технологии SOI и Dual Stress Liner, частоты CPU семейства Athlon 64 смогут подняться как минимум до 2.8 ГГц. Таким образом, частотный потенциал процессоров с ядром Venice должен быть неплохим.
Согласно статистике, процессоры Athlon 64, в основе которых лежит ядро NewCastle, удаётся разогнать в среднем до 2.6 ГГц. Подобные CPU на базе ядра Winchester в среднем гонятся примерно также, однако среди них встречаются и более удачные экземпляры, способные работать на частотах порядка 2.65-2.7 ГГц. Мы ожидаем, что в этих условиях новые Athlon 64 с ядром Venice просто обязаны стать рекордсменами по разгону.
Итак, для наших экспериментов по оверклокингу процессора на ядре Venice мы использовали полученный нами на тестирование Athlon 64 3800+ с маркировкой ADA3800DAA4BP. Штатная частота этого CPU равна 2.2 ГГц, напряжение питания ядра – 1.4 В.

Тестирование процессора на разгон мы выполняли в следующей системе:

Материнская плата: DFI NF4 Ultra-D (NVIDIA nForce4 Ultra);
Кулер: AVC Z7U7414001;
Память: Corsair CMX512-4400С25, 2 x 512MB;
Графическая карта: PowerColor RADEON X800 XT;
Дисковая подсистема: Maxtor MaXLine III 250GB.

Поскольку процессоры на ядре Venice, как и их предшественники, поддерживают технологию Cool'n'Quiet, уменьшать коэффициент умножения относительно штатного значения допускается. Однако, первые наши эксперименты по оверклокингу мы выполняли, не прибегая к этой возможности.
В первую же очередь мы решили посмотреть, до какой частоты удастся разогнать Athlon 64 3800+ с ядром ревизии E3, не прибегая к увеличению напряжения процессорного ядра. В таких условиях нам удалось поднять частоту тактового генератора со штатных 200 МГц до 226 МГц. То есть, итоговая частота процессора составила 2712 МГц. В таком режиме разогнанный процессор работал совершенно стабильно и позволял прогонять любые тесты, включая тесты стабильности Prime95 и S&M. Так что без каких бы то ни было ухищрений, у нас сразу же получилось достичь частоты, недосягаемой для большинства Athlon 64 на ядрах ревизий D0 и CG (без использования специальных методов охлаждения).
Но на таком результате мы решили не останавливаться. Также нам хотелось провести разгон процессора на ядре Venice с повышением напряжения питания. Поэтому, второй опыт по оверклокингу мы проводили с напряжением Vcore, увеличенным относительно штатного значения на 13%, то есть до 1.58В. В этом случае верхняя граница частоты, на которой процессор может функционировать стабильно, существенно подвинулась. В ходе наших экспериментов мы смогли увеличить частоту тактового генератора до 240 МГц, и частота процессора достигла, соответственно, 2880 МГц. При такой частоте разогнанный CPU вновь стабильно проходил все тесты, однако дальнейшее увеличение тактовой частоты приводило к потере этой стабильности.
А вот и скриншот, подтверждающий наше достижение:


Следует заметить, что если не проводить тесты на стабильное функционирование системы при разгоне, то можно получить и более впечатляющие результаты. Например, наш процессор смог загрузить операционную систему при разгоне почти до 3 ГГц, и в таком состоянии нам даже удалось снять скриншот CPU-Z:


Однако в данном случае практически любые тесты, нагружающие процессор, приводят к краху или зависанию системы.
Для того чтобы снять показатели производительности процессора Athlon 64 3800+ с ядром Venice, разогнанного до 2.88 ГГц, мы решили снизить его множитель до 10x, одновременно подняв частоту тактового генератора до 288 МГц:


Такая комбинация параметров позволила нам увеличить производительность подсистемы памяти, благодаря синхронному (с частотой тактового генератора) тактованию памяти. В данном случае память (модули Corsair CMX512-4400С25) работала на частоте 576 МГц с таймингами 3-4-4-8. При таких настройках мы решили сравнить быстродействие разогнанного до 2.88 ГГц процессора на ядре Venice со скоростью самого быстрого процессора AMD на сегодняшний день, Athlon 64 FX-55. Результаты такого сравнения приводятся в таблице ниже:


Как однозначно говорят приведённые цифры, разогнанный до 2.88 ГГц процессор Athlon 64 с ядром E3 оказывается быстрее даже чем Athlon 64 FX-55.
Таким образом, и действительно, частотный потенциал нового ядра Venice оказался весьма впечатляющ. Это ядро может без проблем работать на частотах свыше 2.8 ГГц, а это до сих пор не удавалось никакому другому ядру. Поэтому в то, что с помощью нового ядра ревизии E3 AMD в ближайшее время сможет взять новые высоты, мы верим с лёгкостью.
В заключение остаётся только выразить надежду на то, что и младшие модели процессоров с ядром Venice смогу похвастать не худшим частотным потенциалом. В этом случае им совершенно однозначно уготована участь "выбора оверклокера".

Выводы

Итак, наше знакомство с одним из первых процессоров Athlon 64, основанных на новом ядре Venice (ревизия E3) состоялось. Судя по всему, это новое ядро, разработанное инженерами AMD, станет основой процессоров этого производителя на достаточно продолжительное время. Поэтому, в скором времени CPU, основанный на ядре Venice, будет восприниматься как самая обычная составляющая системы, основанной на процессоре Athlon 64. Сегодня же Venice воспринимается как новинка, имеющая по сравнению с предшествующими ядрами процессоров Athlon 64, Newcastle и Winchester несколько важных преимуществ.
Среди этих плюсов в первую очередь следует отметить поддержку набора команд SSE3, благодаря которой Athlon 64 стал выглядеть с точки зрения поддержки различных SIMD расширений не хуже процессоров Pentium 4 на базе ядра Prescott. К сожалению, сегодня мы не смогли увидеть драматического :) прироста производительности, обусловленного поддержкой SSE3, однако надежда ещё не потеряна. Возможно, в будущем, поддержка SSE3 в Athlon 64 ещё сыграет свою роль, да и, как говорится, запас карман не тянет.
Также, новые Athlon 64 на базе ядра Venice обладают и усовершенствованным контроллером памяти. Наряду с небольшим приростом производительности, обеспечиваемым обновлённым контроллером, Athlon 64 стал более всеяден по отношению к различным конфигурациям используемых модулей DIMM. Так, CPU на ядре Venice наконец-то получили возможность работы с четырьмя двусторонними модулями памяти на частоте 400 МГц.
Однако важнейшим плюсом процессоров Athlon 64, основанных на ядре Venice следует всё-таки считать значительно возросший частотный потенциал. Благодаря этому перед AMD открылись новые перспективы по дальнейшему развитию линейки своих процессоров вверх, а перед оверклокерами появились отличные возможности по получению высокопроизводительных систем при использовании не самых дорогих CPU.
Что же касается минусов Venice по сравнению с предшествующими ядрами процессоров Athlon 64, то они просто отсутствуют. То есть, если вы собираетесь приобретать Socket 939 процессоры, то естественно, выбирать следует только те из них, в основе которых лежит новое ядро.
Ну и напоследок приведём один график для любителей цветных картинок. На этом графике показано преимущество в производительности процессоров Athlon 64, основанных на ядре Venice, над аналогами, в которых использовано ядро Winchester или Newcastle.