Обзор AMD Athlon XP 3200+

Введение

Эпоха соперничества Pentium 4 и Athlon XP плавно подходит к концу. Производственные технологии, используемые Intel и AMD в настоящее время, позволяют разгонять имеющиеся процессорные архитектуры уже с большим трудом. Предел тактовых частот практически достигнут и осенью оба процессорных производителя должны будут осуществить переход как на новые производственные технологии, так и на усовершенствованные процессорные архитектуры. Об этом мы уже говорили не раз: Intel начнет применять 0.09 мкм технологию и приступит к выпуску процессоров Prescott, а AMD перейдет на технологию 0.13 мкм с использованием SOI (а затем и на 0.09 мкм) и начнет предлагать CPU семейства Athlon 64. Старшей же моделью Pentium 4 на используемом сегодня ядре Northwood станет Pentium 4 3.2 ГГц, а верхней моделью в линейке Athlon XP будет CPU с рейтингом 3200+. Таким образом, предела используемой технологии оба процессорных производителя достигнут в состоянии некоторого паритета, и новый виток конкурентной борьбы Intel и AMD начнут с приблизительно равных позиций.
Однако Intel и AMD наращивали и наращивают скорости своих CPU неравномерно. Поэтому, на протяжении разных промежутков времени самым быстрым процессором мог оказаться как Athlon XP, так и Pentium 4 – в зависимости от тактовых частот их старших моделей на тот момент. Что же касается ситуации до сегодняшнего дня – то старшими моделями процессоров для настольных систем от обоих производителей были Athlon XP 3000+ и Pentium 4 3.0 ГГц, то есть, до технологического предела обоим компаниям оставался лишь один шаг. Первой на последний рывок решилась AMD: Athlon XP 3200+ анонсирован сегодня, 13 мая. Intel же решил выдержать небольшую паузу. Этот производитель представит Pentium 4 3.2 ГГц в июне. Таким образом, примерно на протяжении месяца AMD может считать себя лидером: по крайней мере модельный номер их старшего процессора превосходит частоту старшего процессора Intel. Впрочем, такое формальное лидерство значит не многое: основная прибыль компании приходится отнюдь не на доходы с продаж наиболее быстрых процессоров. Так что удовлетворение AMD может испытывать после анонса Athlon XP 3200+ разве что моральное.
NVIDIA смогла несколько затмить анонс нового процессора Athlon XP 3200+, объявив вчера о выходе нового графического ускорителя GeForce FX 5900, но не уделить должного внимания новому CPU от AMD было бы неправильно. Хотя в свежеанонсированном Athlon XP используется уже известное нам ядро Barton, кое-что новое, помимо возросшей тактовой частоты, в новом CPU все же есть. В Athlon XP 3200+ применена более скоростная 400 МГц процессорная шина: это и есть ответ AMD на недавний выход процессоров Pentium 4 с 800-мегагерцовой шиной.

Процессор: Barton на 400 МГц FSB

Итак, что же представляет собой Athlon XP 3200+? В целом, ничего нового: это все то же ядро Barton, как и его предшественники, имеющие рейтинг 3000+, 2800+ и 2500+. Отличий от них у новинки только два: слегка возросшая тактовая частота, которая составляет теперь 2.2 ГГц и увеличившаяся скорость процессорной шины: ее частота стала 400 МГц. То есть, в Athlon XP 3200+ нашло воплощение именно то, чего мы давно уже ждали. Процессорная шина EV6, которую AMD выбрала для процессоров семейства Athlon, добралась до своей предельной скорости: за время существования ее частота выросла в два раза с 200 до 400 МГц.
Именно рост частоты шины с 333 до 400 МГц позволил AMD прибавить 200 единиц к рейтингу своего процессора при минимальном увеличении тактовой частоты: так частота Athlon XP 3000+ составляла 2.167 ГГц, а частота Athlon XP 3200+ равняется 2.2 ГГц. Впрочем, рейтинг процессоров AMD символизирует средневзвешенную производительность и с этой точки зрения его увеличение в данном случае вполне оправдано.

То, что AMD решила еще раз увеличить частоту шины, имеет под собой как маркетинговые, так и технологические причины. С одной стороны компания ответила на инициативу Intel, выпустившего CPU с шиной 800 МГц, а также дала «зеленый свет» использованию DDR400 памяти в синхронном режиме. С другой – компания смогла увеличить производительность своих CPU, не прибегая к ощутимому увеличению их тактовой частоты. Видимо, ядро Barton работает на частотах выше 2.2 ГГц с большим трудом. Об этом, например, говорит и то, что AMD отказалась от выпуска Athlon XP на ядре Barton с частотой 2.25 ГГц и частотой шины 333 МГц, хотя и планировала это ранее.

В итоге, старшая модель процессора Athlon XP c рейтингом 3200+ имеет следующие характеристики:

Модельный номер: 3200+;
Процессорное ядро: Barton;
Размер кеша: L1 - 128KB и L2 - 512KB = 640KB всего;
Частота FSB / CPU: 400MHz / 2.20GHz;
Процессорный разъем: Socket A;
Технология производства: 0.13 мкм с использованием медных соединений;
Площадь ядра: 101мм2;
Число транзисторов: 54.3 млн.;
Номинальное напряжение: 1.65В;
Максимальная температура ядра: 85 градусов C;
Типичное тепловыделение: 60.4 Вт;
Максимальное тепловыделение: 76.8 Вт.

Говоря о характеристиках Athlon XP 3200+ подробнее, следует особо отметить две детали. Во-первых, возросшее тепловыделение этого процессора. Напомним, Athlon XP 3000+ имел максимальное тепловыделение 74.3 Вт, аналогичная же характеристика Athlon XP 3200+, чья частота выше всего на 1.5%, превосходит максимальное тепловыделение предшественника более чем на 3%. Это, естественно, налагает новые требования на системы охлаждения, которые можно будет использовать с новым процессором. Впрочем, в тепловыделении 76.8 Вт ничего катастрофичного нет: максимальное тепловыделение недавно вышедшего Pentium 4 3.0 ГГц, например, куда выше и лишь чуть-чуть не дотягивает до рубежа в 100 Вт.

Второй момент – это частота процессорной шины 400 МГц. Учитывая, что по шине Athlon XP передается два пакета данных за такт, ее пропускная способность возрастает до 3.2 Гбайт в секунду. Для использования 400 МГц процессорной шины, потребуется установка на материнских платах частоты FSB 200 МГц. Таким образом, наиболее оптимальным типом памяти для использования с Athlon XP 3200+ будет являться DDR400 SDRAM: именно такая память будет функционировать синхронно с FSB, обеспечивая наименьшие задержки и максимальную производительность. Этот переход на использование в Athlon XP платформах DDR400 SDRAM вполне оправдан: данный тип памяти получил поддержку как среди производителей наборов логики, так и со стороны поставщиков памяти. Даже Intel в своих последних чипсетах семейств i875 и i865 использует именно эту память.

Маркируя свои процессоры при помощи процессорного рейтинга, AMD сильно упростила себе жизнь. Не поднимая частоты своих CPU, а просто увеличивая размер кеша второго уровня и ускоряя процессорную шину, компания создает видимость конкуренции с Intel, которая продолжает маркировать свои процессоры частотой. Так, последняя модель Pentium 4 3.0 ГГц, имея быструю 800-мегагерцовую шину, на самом деле ощутимо превосходит по быстродействию Pentium 4 3.06 ГГц c 533-мегагерцовой шиной. Соответственно, позиции Athlon XP 3000+ при сравнении с новым Pentium 4 3.0 ГГц или старым Pentium 4 3.06 ГГц могут выглядеть по-разному. Чтобы несколько прояснить ситуацию, приведем таблицу соответствия между тактовой частотой, размером кеша, частотой шины и рейтингом, используемым AMD:


Как видим, частота процессоров Athlon XP практически не растет уже достаточно давно. Это еще раз говорит о том, что архитектура Athlon достигла своего предела по тактовым частотам. И если AMD хочет оставаться на рынке высокопроизводительных процессоров для настольных компьютеров, компания должна придумать что-то новое. И это новое, процессор Athlon 64 мы увидим осенью.
А пока вернемся к герою нашего рассказа, Athlon XP 3200+.

Отличить новый Athlon XP достаточно просто: у процессора слегка изменилась корпусировка (логотип AMD и надпись assembled in Malaysia переместились на другое место), а также в конце маркировки процессора теперь ставится литера E вместо D, свидетельствующая о том, что данный процессор предназначен для работы с частотой шины 400 МГц.

Совместимость с чипсетами

В связи с тем, что новые Athlon XP 3200+ используют более быструю шину, не использовавшуюся доселе, для их поддержки потребуются материнские платы на новых наборах логики, поддерживающих 400 МГц шину. Такие чипсеты подготовили все основные производители, выпускавшие Socket A наборы логики ранее: NVIDIA, VIA и SiS. Остановимся на этих наборах логики поподробнее.
NVIDIA на сегодняшний день может по праву называться ведущим производителем чипсетов для Socket A платформы. Именно эта фирма выпустила первой Socket A чипсет с поддержкой 400 МГц шины. Этот чипсет – уже давно знакомый нам nForce2. Однако для полноценной поддержки процессоров с ядром Barton и 400-мегагерцовой шиной компанией была сделана новая ревизия старого чипсета, обладающая более высокой стабильностью при высоких частотах FSB. Данная ревизия, имеющая номер C1 уже достаточно давно поставляется производителям материнских плат, поэтому большинство современных материнских плат с чипсетом nForce2 смогут без проблем работать с CPU с 400-мегагерцовой шиной.
Чтобы не возникало путаницы, NVIDIA впредь будет маркировать наборы логики, поддерживающие 400-мегагерцовую шину, как nForce2 Ultra 400, хотя, по сути это и есть тот же nForce2 ревизии С1. Соответственно, все характеристики этого набора логики остаются такими же, как и у nForce2, плюс к ним прибавляется официальная поддержка 400-мегагерцовой шины и двухканальной DDR400 SDRAM.


Кроме того, NVIDIA предлагает и одноканальную версию nForce2 Ultra 400, которая будет именоваться просто nForce2 400. Данный чипсет будет предназначаться для бюджетного рынка и позволит создание материнских плат с ценой от $70.


Оба чипсета, и nForce2 Ultra 400 и nForce2 400 будут комплектоваться старыми и хорошо знакомыми нам южными мостами MCP-T и MCP.
Также, подсуетилась и компания SiS. На сегодняшний день эта фирма приступила к массовым поставкам своего нового набора логики SiS748, поддерживающего Socket A процессоры с 400 МГц шиной. SiS748 – это обновленная версия SiS746FX, поддерживающая одноканальную DDR333/DDR400 память, Socket A процессоры с 400-мегагерцовой шиной и AGP 8x.


A вот VIA теряет свои позиции на глазах. Еще недавно этот производитель являлся флагманом Socket A чипсетостроения, а сегодня он – в отстающих. Набор логики с поддержкой процессоров с 400-мегагерцовой шиной VIA представит только в июне. Этим набором логики станет усовершенствованная версия фактически провалившегося VIA KT400A, которая будет именоваться KT600. VIA KT600 также будет одноканальным чипсетом с поддержкой DDR400 и AGP 8x, однако данный набор логики будет иметь свою «изюминку». В составе этого чипсета будет поставляться новый южный мост VIA VT8237, а это означает, что KT600 станет единственным Socket A чипсетом с поддержкой Serial ATA.


Таким образом, поддерживаться Athlon XP с 400-мегагерцовой шиной будут тремя чипсетами для разных ценовых категорий, а это косвенно указывает на то, что вскоре мы увидим и менее производительные модели этих процессоров с 400 МГц шиной.
Обобщая вышесказанное, приведем таблицу с характеристиками Socket A наборов логики, поддерживающих 400 МГц шину:

Разгон

Разгон процессора Athlon XP 3200+ имеет чисто прикладное значение. Мы сможем оценить, какой «запас прочности» имеет старшая модель в семействе. Очевидно, что многого в плане разгона ожидать от Athlon XP 3200+ не следует. Этим наверняка воспользовалась бы сама AMD и выпустила процессор на ядре Barton, работающий на большей частоте. А поскольку модель с рейтингом 3200+ - последняя в семействе, скорее всего, разгоняться она будет плохо.
Но перейдем от слов к делу. Разгон мы проводили на материнской плате ABIT NF7 rev.2.0. В качестве системы охлаждения использовался обыкновенный кулер Ajigo MF035-032, рекомендованный AMD к использованию с процессорами Athlon XP 3200+. Разгон выполнялся следующим образом. Поскольку системы на базе Athlon XP при частоте шины выше 400 МГц могут работать нестабильно, сначала мы попытались выставить максимально возможный коэффициент умножения (у Athlon XP 3200+, как и у других процессоров AMD, он разблокирован). И лишь после этого выполнялись попытки дополнительно повысить частоту шины.
Максимальный множитель, при котором наша система согласилась стартовать, составил 12x. Это – хороший результат, учитывая, что штатный множитель Athlon XP 3200+ - 11x. То есть, учитывая, что частота FSB для тестируемого процессора составляет 200 МГц, на первом этапе нам удалось повысить частоту на 200 МГц. Правда, как оказалось, система при этом утратила свою стабильность и для ее возвращения нам пришлось поднять питание процессора с штатных 1.65В до 1.75В.
Затем мы стали наращивать частоту FSB. Тут больших результатов нам достичь не удалось, и уже при частоте FSB 204 МГц система зависала. Однако, при частоте FSB 203 МГц платформа загружалась и вполне сносно работала, правда, вываливаясь из ряда приложений, активно использующих CPU. К счастью, нам все же удалось добиться устойчивой работы процессора в этих условиях: для этого было достаточно еще немного увеличить напряжение питания до 1.8В.
И вот результат: Athlon XP 3200+, штатно работающий на частоте 2.2 ГГц нам удалось разогнать до частоты 2432 МГц:


Результат, в действительности, впечатляющим назвать трудно. Однако он дает нам возможность надеяться на то, что при каком-либо стечении обстоятельств AMD сможет выпустить и еще одну модель Athlon XP, работающую, например, на частоте 2.3 ГГц.

Цены и доступность

С доступностью старших моделей Athlon XP, основанных на ядре Barton, проблем никогда не было. Эти процессоры начинали продаваться сразу после их анонса. Так будет и на этот раз – продажи Athlon XP 3200+ начинаются сегодня.
Более интересный вопрос касается стоимости этих CPU. Взглянув на цену, которую AMD установит на свой Athlon XP 3200+, можно будет понять, как сама компания хочет позиционировать новый CPU относительно предложений конкурента. В таблице ниже мы приводим текущие цены на Athlon XP и текущие цены на Pentium 4:
* Процессоры будут выпущены в недалеком будущем

Ситуация любопытна. Если при выпуске Athlon XP 3000+ AMD по цене отождествляла этот процессор с Pentium 4 3.06 ГГц, то теперь амбиции компании поубавились. Athlon XP 3000+ подешевел сильнее Pentium 4 3.06 ГГц, а верхняя модель Athlon XP 3200+ лишь немного превосходит по цене Pentium 4 3.0, почти на $200 уступая в цене Pentium 4 3.2 ГГц, который будет выпущен позднее.

Как мы тестировали

Тестирование нового процессора AMD Athlon XP 3200+ мы проводили, пользуясь, по сути, единственной широко распространенной платформой для CPU с частотой шины 400 МГц, основанной на чипсете NVIDIA nForce2 Ultra 400. Материнская плата, выбранная нами – ABIT NF7 rev.2.0. Память – пара высокоскоростных DDR400 модулей Corsair CMX256A-3200LL, которые позволяют при работе на частоте 400 МГц устанавливать минимальные тайминги 2-2-2-5.
Соперничала с этой системой платформа с процессором Pentium 4 3.0 ГГц c 800-мегагерцовой системной шиной. Эта система основывалась на недавно выпущенном наборе логики i875P. Плата, которая применялась в тестах – ASUS P4C800 Deluxe. Память – та же двухканальная DDR400 SDRAM.
Кроме того, для сравнения мы включили в результаты тестов показатели производительности Pentium 4 3.06 с 533-мегагерцовой системной шиной и Athlon XP 3000+.
И в дополнение мы решили привести результаты, полученные нами при измерении скорости системы с процессором Athlon XP на ядре Barton, разогнанном до частоты 2.4 ГГц (12x200 МГц).
В итоге, нами использовались следующие тестовые системы:


Примечания:

Тайминги при использовании памяти в режиме DDR333 SDRAM (в системах на базе Athlon XP 3000+ с частотой шины 333 МГц и Pentium 4 3.06) – 2-2-2-5;

Тайминги при использовании памяти в режиме DDR400 SDRAM в Athlon XP системе – 2-2-2-5, в Pentium 4-системе 2-2-2-6. Менее агрессивные тайминги при использовании чипсета i875P вызваны особенностями его контроллера памяти.

Тестирование выполнялось в операционной системе MS Windows XP SP1.

Производительность

Производительность процессоров в типичных офисных приложениях (MS Word, Excel, и т.п.) мы оценили, пользуясь тестовым пакетом Business Winstone 2002. Здесь традиционно лидируют процессоры Athlon XP. Перевод старшей модели Athlon XP на шину 400 МГц дополнительно поднимает производительность, в результате чего Athlon XP старших моделей оказываются недосягаемы даже для Pentium 4 с 800- мегагерцовой шиной.


В комплексном тесте Multimedia Content Creation Winstone 2003, измеряющем скорость работы тестовых платформ в приложениях для работы с цифровым контентом, картина несколько иная. Обогнать Pentium 4 не может не только Athlon XP 3200+ на ядре Barton с 400 мегагерцовой шиной, но и CPU этого семейства, разогнанный до 2.4 ГГц. Интеловская NetBurst архитектура проявляет себя в данном случае с лучшей стороны.


При кодировании mp3 файлов более быстрая шина для Athlon XP не имеет никакого значения. Это – задача чисто вычислительная, и возросшая пропускная способность магистрали процессор-память здесь не нужна. Лидерство же Pentium 4 объясняется тремя факторами: поддержкой набора инструкций SSE2, удвоенной относительно частоты процессора частотой ALU и поддержкой технологии Hyper-Threading, которую умеет использовать кодек LAME.


Для ускорения алгоритмов, примененных в популярном архиваторе WinRAR, рост пропускной способности процессорной шины оказывается как нельзя более кстати. В результате, различие в производительности Athlon XP 3000+ и Athlon XP 3200+ составляет целых 12%. Что же касается скорости Athlon XP, разогнанного до частоты 2.4 ГГц, то он опережает Athlon XP 3200+ с частотой 2.2 ГГц не столь сильно. Но в итоге, даже в разогнанном варианте Barton проигрывает Pentium 4 с быстрой 800-мегагерцовой шиной.


При кодировании видео в формат MPEG-4 процессоры семейства Pentium 4 выигрывают традиционно. Ситуация не меняется и при использовании в Athlon XP 400-мегагерцовой шины, эффекта от применения которой в данном случае нет практически никакого. Не спасает ситуацию и разгон Athlon XP до 2.4 ГГц. Поддержка SSE2, технология Hyper-Threading, а также NetBurst архитектура, ориентированная на обработку потоковых данных, помогают Pentium 4 показать себя в этом тесте с лучшей стороны.


Аналогичная ситуация наблюдается и при кодировании видео при помощи Windows Media Encoder 9, хотя в данном случае эффект от перевода Athlon XP на 400-мегагерцовую шину все-таки имеется. Однако вновь верхнюю часть диаграммы оккупировали процессоры от Intel.
Посмотрим теперь, как поведет себя новый Athlon XP 3200+ в 3D играх.


С выходом Pentium 4 с 800-мегагерцовой шиной процессоры Athlon XP утратили лидирующие позиции в этом тесте. Появление же на рынке Athlon XP 3200+ c 400-мегагерцовой шиной возвращает все на свои места. Старшая модель Pentium 4 повержена.


В 3DMark03 все наоборот – лидирует Pentium 4 3.0. Выправить ситуацию не может даже разгон Athlon XP до 2.4 ГГц.


CPU score, выдаваемый этим же бенчмарком, демонстрирует несколько иной расклад. Хотя Pentium 4 3.0 с 800-мегагерцовой шиной все же опережает Athlon XP 3200+, обойти разогнанный до 2.4 ГГц Barton ему оказывается не под силу.


Игра Return to Castle Wolfenstein еще более интелолюбива. 800-мегагерцовая шина нового Pentium 4 3.0 выступила столь мощным ускорителем в этой игре, что теперь этот процессор недосягаем даже для Athlon XP, работающего на частоте 2.4 ГГц.

Зато в Unreal Tournament 2003 лидируют процессоры от AMD. Наращивание скорости шины до 400 МГц закрепляет и без того уверенное лидерство семейства Athlon XP.


Unreal Tournament 2003 – далеко не единственная игра, в которой более высокую производительность обеспечивают процессоры от AMD.
Посмотрим, как покажет себя новый Athlon XP 3200+ при рендеринге.


Результаты неудивительны. Первостепенное значение при рендеринге имеет вычислительная мощность процессора. Поэтому, CPU с более высокой тактовой частотой опережают процессоры с более низкой частотой того же семейства, независимо от шины, которую они используют. Что же касается результатов Pentium 4, которые тут непомерно высоки, то объясняется это поддержкой технологии Hyper-Threading, позволяющей порой значительно повысить производительность процессора в многопотоковых приложениях благодаря более эффективному использованию ресурсов CPU.

Абсолютно тоже самое можно сказать и про скорость рендеринга в Lightwave 7.5. Впрочем, при рендеринге сцены Sunset разогнанный до 2.4 ГГц Athlon XP все же превосходит современные Pentium 4.


Спорить с Pentium 4, выполняющем два потока одновременно, в задачах рендеринга для Athlon XP сложновато. К сожалению, AMD не имеет планов по внедрению технологий, подобных Hyper-Threading.
Какие же результаты покажут Barton с шиной 400 МГц в профессиональных OpenGL приложениях? Ответ нам даст тест SPECviewperf 7.1.

Во всех тестах, входящих в этот пакет Athlon XP демонстрирует высокие результаты. Объясняется все просто: в задачах, где первостепенное значение имеет скорость FPU, Athlon XP нет равных.
В заключение результаты синтетического теста PCMark2002:

Выводы

Компания AMD в очередной раз сумела увеличить производительность своих процессоров, не прибегая к существенному росту тактовой частоты. На этот раз компанией был использован старый и проверенный прием – частота шины процессора увеличилась с 333 до 400 МГц. Как можно видеть, этот трюк вполне удался. Новый Athlon XP 3200+ смотрится вполне конкурентоспособным предложением на фоне нового Pentium 4 3.0 ГГц c 800-мегагерцовой шиной.
Если после выхода Pentium 4 3.0 ГГц c 800-мегагерцовой шиной этот процессор обгонял Athlon XP в большем числе тестов, то сейчас, с появлением Athlon XP 3200+, ситуация примерно сравнялась. Athlon XP 3200+ является быстрейшим процессором в играх, бизнес-приложениях и профессиональных OpenGL задачах, в то время как Pentium 4 лидирует в приложениях для обработки цифрового контента, утилитах работающих с потоковыми данными и при 3D рендеринге.
Тем не менее, похоже, что после выхода Pentium 4 3.2 ГГц, который должен будет произойти в июне, чаша весов вновь склонится на сторону Intel, пока AMD не предложит более быстрых CPU. Ну а дальше нас будет ждать новый раунд конкурентной борьбы, в котором схлестнутся новые процессоры AMD Athlon 64 и Intel Prescott.