Обзор процессора AMD Athlon 64 3400+

Введение

Начало 2004 года ознаменовалось выходом очередной модели в линейке процессоров Athlon 64. Новый процессор имеет рейтинг 3400+ и отличается от своего предшественника с рейтингом 3200+ возросшей до величины 2.2 ГГц тактовой частотой. Таким образом, семейство CPU с архитектурой AMD64, которое компания AMD нацеливает на массовый рынок, теперь включает уже три модели с рейтингами 3000+, 3200+ и 3400+. Эти три предложения компании имеют сильно отличающуюся цену, благодаря чему желающие приобрести Socket 754 платформу теперь имеют возможность широкого выбора. В рамках данной статьи мы посмотрим, на что способна новинка, Athlon 64 3400+, сможет ли она составить конкуренцию старшим моделям процессоров предлагаемым Intel, и как ее производительность соотносится с производительностью других процессоров предлагаемых AMD.
Фактически, Athlon 64 3400+ представляет собой полный аналог Athlon 64 3200+ с увеличившейся на 200 МГц частотой до величины 2.2 ГГц. В остальном, отличий никаких: подобно Athlon 64 3200+ и Athlon FX-51 новинка обладает кешем второго уровня 1 Мбайт. Таким образом, максимальная частота Socket 754 линейки Athlon 64 достигла частоты процессора Athlon 64 FX-51, и в итоге, отличия между Athlon 64 3400+ и Athlon 64 FX-51 состоят только в контроллере памяти. Athlon 64 FX-51 обладает двухканальным контроллером памяти, требующем использования Registered модулей, а Athlon 64 3400+ имеет одноканальный контроллер, но позволяющий использовать обычные модули. Приведем таблицу, показывающую различия между процессорами с архитектурой Athlon 64, предлагаемыми AMD для настольных компьютеров в настоящее время:


Надо заметить, что в основе Athlon 64 3400+ даже используется то же самое ядро степпинга C0, которое AMD применяет во всех своих современных процессорах с архитектурой AMD64, включая Opteron, Athlon 64 и Athlon 64 FX-51. Это видно, например, по результатам работы утилиты cpuz:


Заметим, что с выходом очередного процессора в семействе Athlon 64, AMD так и не смогла перешагнуть через барьер "2.2 ГГц". Все верхние модели современных линеек CPU от AMD, начиная с Athlon XP, имеют именно такую частоту, но не больше. Впрочем, пока особой необходимости в повышении частот AMD не испытывает. Intel также давно не поднимает частоту своих CPU, ожидая перехода на 90-нанометровую технологию. Таким образом, до февраля AMD может чувствовать себя относительно спокойно.
Что же касается дальнейших перспектив роста частот, то тут у AMD могут возникнуть некоторые проблемы связанные с тем, что внедрение 90 нм процесса на Fab 30 в Дрездене может произойти только во второй половине текущего года. Тем не менее, процессоры Athlon 64 и Athlon 64 FX, работающие на частоте 2.4 ГГц, мы все же имеем шанс увидеть несколько раньше. AMD в настоящее время заканчивает работы над новым степпингом ядра Athlon 64, CG, который должен позволить некоторое увеличение тактовой частоты при существующем технологическом процессе, плюс обеспечить решение отдельных проблем с совместимостью памяти.
Таким образом, с выходом Athlon 64 3400+ ничего принципиально нового AMD не предложила. Это позволяет нам сразу же перейти к результатам тестов, не останавливаясь на особенностях нового CPU. Более же подробные сведения об архитектуре и технологиях, имеющихся в процессорах семейства Athlon 64, можно получить, ознакомившись с нашими предыдущими материалами в разделе "Процессоры".

Как мы тестировали

Целью тестирования было выявление уровня производительности нового Athlon 64 3400+ по сравнению с быстродействием предшественников и конкурирующих процессоров.
Надо заметить, что в очередной раз мы вынуждены ограничиться рассмотрением скорости процессоров с архитектурой AMD64 только лишь в классических 32-битных приложениях. Дело в том, что на рынке пока отсутствуют массовые операционные системы и приложения, поддерживающие 64-битные расширения от AMD. Например, выход Microsoft Windows XP, поддерживающей x86-64 ожидается только лишь во второй половине текущего года. Поэтому, владельцы процессоров Athlon 64 и Athlon 64 FX должны осознавать, что их системы обладают некоторыми свойствами, преимущества которых могут проявиться несколько позже. Однако пока мы не можем говорить ни о том, насколько весомыми окажутся эти преимущества, ни о том будут ли они вообще.

В составе наших тестовых систем использовались следующее оборудование:

Процессоры:

AMD Athlon 64 FX-51 (2.2 ГГц);
AMD Athlon 64 3400+ (2.2 ГГц);
AMD Athlon 64 3200+ (2.0 ГГц);
AMD Athlon XP 3200+ (2.2 ГГц);
Intel Pentium 4 3.2 ГГц (800 МГц FSB);
Pentium 4 Extreme Edition 3.2 ГГц (800 МГц FSB).

Материнские платы:

ASUS P4C800-E Deluxe (Socket 478, i875P);
ASUS SK8V (Socket 940, VIA K8T800);
ABIT KV8-MAX3 (Socket 754, VIA K8T800);
ASUS A7N8X 2.0 (Socket A, NVIDIA nForce2 Ultra 400).

Память:

1024 Мбайт DDR400 SDRAM (Corsair CMX512-3200LLPRO, 2 x 512 Мбайт, 2-3-2-6);
1024 Мбайт Registered DDR400 SDRAM (Mushkin High Performance ECC Registered 2 x 512 Мбайт, 2-3-2-6).

Видеокарта: ASUS RADEON 9800XT (Catalyst 3.10).

Дисковая подсистема: 2 x Western Digital Raptor WD360GD в массиве RAID 0.

Примечания:

Память (и нерегистровая, и регистровая) во всех случаях эксплуатировалась в одном и том же режиме с таймингами 2-3-2-6;

Тестирование выполнялось в операционной системе Windows XP SP1 с установленным пакетом DirectX 9.0b.

Производительность: игровые приложения

Производительность нового Athlon 64 3400+ в популярном "полусинтетическом" 3D тесте 3DMark2001 SE оказывается чрезвычайно близка к быстродействию Athlon 64 FX-51. Поскольку оба этих процессора отличаются лишь встроенным контроллером памяти, мы можем сделать вывод о том, что одноканальный контроллер памяти Athlon 64 3400+ по "средней" скорости сравним с двухканальным контроллером памяти Athlon 64 FX-51. Как такое возможно при двукратной разнице в пропускной способности? Очень просто: Athlon 64 FX-51 использует регистровые модули памяти, латентность которых выше, чем латентность обычных небуферизированных модулей, используемых в Athlon 64 системах, даже несмотря на одинаковые тайминги, выставленные нами в обоих тестовых платформах.


CPU Score в 3DMark03 – это не совсем бенчмарк CPU. Этот результат сильно зависит и от пропускной способности памяти. По этой причине Athlon 64 FX-51 ощутимо опережает Athlon 64 3400+ невзирая на одинаковую архитектуру ядра и тактовую частоту.


В целом же, по общему результату в 3DMark03 Athlon 64 3400+ лишь немного отстает от Athlon 64 FX-51.

Тест Aquamark3, основанный на реальном игровом движке, является одним из немногих 3D приложений, поддерживающих многопоточность. Поэтому процессоры Pentium 4 и Pentium 4 XE, обладающие технологией Hyper-Threading, показывают в этом тесте несколько лучший результат.


Увеличение частоты Athlon 64 до 2.2 ГГц, произошедшее с выходом Athlon 64 3400+, позволило этой линейке процессоров значительно превзойти процессоры семейства Pentium 4 (имеется в виду не Extreme Edition) в Quake3, где традиционно CPU от Intel смотрелись лучше.


В Unreal Tournament 2003 мы вообще видим достаточно забавную картину: более дешевый Athlon 64 3400+ обгоняет Athlon 64 FX-51, даже несмотря на использование одноканальной памяти. Впрочем, чуткость реакции этой игры на латентность подсистемы памяти мы отмечали и ранее.


В этом достаточно популярном "вертолетном" симуляторе процессоры Athlon 64 3400+, Athlon 64 FX-51 и Pentium 4 XE 3.2 ГГц обеспечивают примерно одинаковый уровень производительности. К слову, их цена при этом отличается более чем вдвое.

Тестирование в трех достаточно новых игровых приложениях: Gun Metal, Tomb Raider: The Angel of Darkness и демо X2: The Threat показывает примерно одинаковые результаты. Процессоры с архитектурой AMD64 демонстрируют свои сильные стороны и опережают конкурирующие CPU, включая даже Pentium 4 Extreme Edition.
В итоге можно сказать следующее. В игровых приложениях уровень производительности Athlon 64 3400+ вплотную приближается к скорости Athlon 64 FX-51, иногда даже превышая его. Оба этих процессора работают на одинаковой тактовой частоте, а различия в их контроллерах памяти, кажущиеся на первый взгляд кардинальными, таковы, что использование Athlon 64 FX-51 не дает решающего перевеса в производительности. В итоге, Athlon 64 3400+ вполне может конкурировать и с Pentium 4 Extreme Edition 3.2 ГГц, являющимся на данный момент быстрейшим процессором, предлагаемым Intel, в большем числе случаев опережая его.

Производительность: офисные приложения и приложения для создания цифрового контента

Традиционно в этом разделе мы приводим результаты, полученные нами в тестовых пакетах семейства Winstone. Теперь мы перешли на использование более новых версий этих пакетов, выпущенных в конце 2003 года: Business Winstone 2004 и Multimedia Content Creation Winstone 2004.
Business Winstone 2004 – бенчмарк, показывающий средневзвешенную производительность платформы при работе в обычных офисных приложениях. Тест моделирует заурядную пользовательскую работу в распространенных программах и выдает результат, основываясь на времени решения программами поставленных перед ними задач. Список приложений, использованных в данном бенчмарке для определения производительности системы, достаточно обширен и включает Microsoft Access 2002 SP-2, Microsoft Excel 2002 SP-2, Microsoft FrontPage 2002 SP-2, Microsoft Outlook 2002 SP-2, Microsoft PowerPoint 2002 SP-2, Microsoft Project 2002, Microsoft Word 2002 SP-2, WinZip 8.1 SR-1 и Norton AntiVirus Professional Edition 2003.
Multimedia Content Creation Winstone 2004 по принципу работы аналогичен Business Winstone 2004, однако приложения, используемые этим тестом, иные. Все они предназначаются для создания и обработки изображений, аудио и видео потоков. Полный список этих программ включает в себя популярные и широко применяемые в профессиональной деятельности продукты: Adobe Photoshop 7.0.1, Adobe Premiere 6.50, Macromedia Director MX 9.0, Macromedia Dreamweaver MX 6.1, Microsoft Windows Media Encoder 9 Version 9.00.00.2980, NewTek LightWave 3D 7.5b и Steinberg WaveLab 4.0f.

И в том и в другом тесте процессоры семейства Athlon 64 являются победителями, ощутимо опережая и обычный Pentium 4 и его Extreme Edition версию. Как и в игровых тестах, Athlon 64 3400+ и Athlon 64 FX-51 вновь демонстрируют примерно одинаковые результаты с попеременным перевесом либо в ту, либо в другую сторону в зависимости от того, на какую характеристику подсистемы памяти – латентность или пропускную способность сильнее реагируют приложения, входящие в тестовые пакеты.
Кроме двух означенных бенчмарков, мы решили попробовать воспользоваться и новым тестом Futuremark PCMark04. Этот тест также измеряет скорость работы системы при выполнении типовых задач. Однако в отличие от пакетов Winstone помимо нескольких популярных программ программисты Futuremark решили добавить в свой тест и измерение скорости работы нескольких часто используемых алгоритмов в "отрыве" от приложений, в которых они применяются. Вот список задач, базируясь на скорости работы которых делает вывод о производительности системы тест PCMark04: архивирование/разархивирование по алгоритму ZIP, проверка орфографии с использованием Link Grammar Parsing Library, рендеринг web-страниц в Internet Explorer 6.0, преобразование изображения в формат JPEG, кодирование mp3 файлов при помощи библиотеки от Ogg Vorbis, кодирование видео при помощи кодеков Windows Media encoder 9 и DivX 5.0.5, работа с 2D графическими примитивами через Windows API, работа в 3D через Microsoft DirectX 9 с использованием системы физического моделирования Havok Physics engine 2.1, проверка на вирусы при помощи F-Secure Anti-Virus, шифрование/дешифрование информации при использовании Blowfish Algorithm.

Если не брать в расчет результаты тестов подсистемы памяти, где Athlon 64 FX-51 со встроенным двухканальным контроллером памяти демонстрирует высочайший результат, то в PCMark04 показатели процессоров от AMD смотрятся никудышно. Причина этого кроется в особенностях теста. Дело в том, что первая половина PCMark04 запускает несколько потоков одновременно, задействуя технологию Hyper-Threading процессоров семейства Pentium 4, а вторая половина этого теста содержит в основном алгоритмы потоковой обработки данных, традиционно выполняемые быстрее на процессорах архитектуры Pentium 4.

Производительность: архиваторы

Помимо архиватора WinRAR, традиционно используемого нами для измерения скорости работы процессоров при сжатии информации, мы будем теперь использовать и новый, набирающий популярность архиватор 7zip. Этот архиватор отличается высокой (если не самой высокой на данный момент) степенью сжатия информации при использовании собственного алгоритма, плюс наличием встроенного бенчмарка, оценивающего скорость компрессии и декомпрессии информации при применении словаря различного объема. Для тестов в 7zip мы использовали словарь объемом 32 Мбайт.

При архивации наивысшую скорость показывает Athlon 64 3400+ благодаря крайне низкой латентности подсистемы памяти плюс большому объему кеш-памяти первого и второго уровня. Что же касается скорости разархивирования информации, то тут определяющее влияние оказывает производительность ALU процессоров. Поэтому, неудивительно, что все процессоры с архитектурой Athlon и частотой 2.2 ГГц демонстрируют одинаково высокие результаты.

Производительность: приложения для кодирования аудио и видео контента

В большинстве приложений для кодирования аудио и видео информации наивысшую производительность показывают процессоры Pentium 4 Extreme Edition 3.2 ГГц и Pentium 4 3.2 ГГц. Исключение составляет только лишь тест в Canopus Procoder 1.5, который традиционно чуть быстрее работает на процессорах от AMD. Что же касается соотношения скорости Athlon 64 FX-51 и Athlon 64 3400+, то разница присутствует только в двух из четырех тестов, в которых процессор с двухканальным контроллером памяти работает несколько быстрее.

Производительность: научные расчеты

В роли теста производительности CPU при научных расчетах выступает новая бета-версия пакета ScienceMark 2.0, измеряющая скорость решения различными платформами реальных задач математического моделирования.

Один из существенных плюсов архитектуры Athlon – мощный блок FPU, который как раз и задействуется в подобных приложениях. Поэтому, совершенно неудивительно, что в ScienceMark 2.0 достаточно высокую производительность показывает даже Athlon XP 3200+. Athlon 64 3400+ имеет такую же тактовую частоту, но обладает большим L2 кешем и встроенным контролером памяти, которые, впрочем, улучшают результаты этого процессора в ScienceMark 2.0 не столь сильно. Однако даже несмотря на это, упрекнуть новый CPU в низкой производительности по сравнению со скоростью продуктов конкурента невозможно.
Кроме того, мы протестировали и скорость работы процессоров в популярном пакете символьных вычислений, Mathematica 5.0 от Wolfram Research. Для этого мы воспользовались бенчмарком, описание которого можно найти на этой странице.


И вновь архитектура Athlon демонстрирует себя с лучшей стороны. Процессоры Intel значительно отстают даже от Athlon XP, не говоря уже о более новых Athlon 64 и Athlon 64 FX. При этом заметим, что в очередной раз Athlon 64 FX-51 и Athlon 64 3400+ показывают примерно одинаковый уровень производительности.

Производительность: FineReader

Для исследования производительности протестированных процессоров мы решили воспользоваться программой ABBYY Finereader 7.0. Это – популярное средство для оптического распознавания текста (OCR), которое при своей работе требует мощные вычислительные ресурсы. Для тестирования в этом программном продукте мы использовали 48-страничный фрагмент, просканированный нами из четырех книг разного характера и качества. Таким образом, в распознаваемом тексте встречался многоколоночный набор, сложные таблицы, формулы, рисунки, разные шрифты и различное качество печати. На диаграмме ниже приводится время, которое затратили тестовые платформы для распознавания данного фрагмента.


Как видим, при распознавании текста более высокую производительность обеспечивают процессоры Athlon 64 FX-51 и новый Athlon 64 3400+.

Производительность: 3ds max и Cinema4D

Для исследования скорости процессоров при финальном рендеринге мы воспользовались новой, шестой версией 3ds max. Кроме этого, помимо измерения скорости рендеринга одного кадра, мы решили измерить и скорость рендеринга анимации с одновременной записью результатов в avi-ролик.

Если при финальном рендеринге одного кадра традиционно лидируют процессоры Pentium 4 (в основном, благодаря технологии Hyper-Threading), то в случае рендеринга фильма на первое место выходят процессоры с архитектурой AMD64.

В тесте Cinebench 2003, показывающем скорость работы в пакете CINEMA 4D ситуация достаточно типична. Финальный рендеринг одиночного кадра выводит на первое место процессоры с архитектурой Pentium 4 и технологией Hyper-Threading, работа же в OpenGL выполняется быстрее на старших процессорах от AMD. Заметим, что в данном случае разница в производительности Athlon 64 FX-51 с двухканальным контроллером памяти и Athlon 64 3400+ с одноканальным контроллером более чем заметна.

Производительность: Photoshop

Adobe Photoshop CS 8.0 – очень популярнsq графический редактор, который многие используют для редактирования двухмерной графики, поэтому тестам в этом пакете мы уделили отдельное внимание. Для тестирования нами использовался слегка видоизмененный бенчмарк PSBench 7 со 100-мегабайтным изображением.


Также как и в предыдущей версии Photoshop, скорость работы в нем процессоров семейства Pentium 4 явно выше. Что же касается производительности нового Athlon 64 3400+, то она такая же как и у Athlon 64 FX-51: на 6% ниже, чем у Pentium 4 3.2.
Приведем и более подробные результаты, показывающие скорость работы различных фильтров Photoshop CS 8.0 на протестированных системах. В таблице показано время в секундах:

Производительность: AutoCAD

Для исследования производительности платформ в новом AutoCAD 2004 мы воспользовались модифицированным тестом Cadalyst C2001.

И в новой версии AutoCAD 2004 процессоры AMD продолжают демонстрировать высокую производительность. Pentium 4 может составить конкуренцию новым Athlon 64 лишь при работе с моделями в каркасном режиме. Что же касается соотношения скорости Athlon 64 3400+ и Athlon FX-51, то они показывают более высокую производительность попеременно, в зависимости от характера выполняемых действий.

Разгон

Ничего особенного от разгона Athlon 64 3400+ ожидать не приходится. Как уже отмечалось, процессор этот сделан на том же самом ядре C0, что и Athlon 64 3200+, которое на этот раз имеет еще большую штатную частоту. Прошлые опыты по разгону Athlon 64 3200+ выявили, что это ядро без применения экстремальных методов охлаждения способно работать на максимальной частоте 2.3-2.4 ГГц. Подобные результаты ожидаются и от нового Athlon 64 3400+. Некоторое поднятие этой планки может произойти только с выходом нового степпинга ядра CG, однако пока процессоров с таким ядром на рынке нет.
Следует отметить, что также как и Athlon 64 3200+, новый Athlon 64 3400+ повышение коэффициента умножения свыше штатных 11x не допускает. Такова политика AMD: полный контроль над множителем допускают лишь более дорогие процессоры Athlon 64 FX. Поэтому, разгон Athlon 64 3400+, как и его предшественников, приходится выполнять повышением частоты FSB.
Для разгона нашего процессора Athlon 64 3400+ мы не применяли никаких специальных методов охлаждения: использовался обычный кулер из коробочной поставки. Напряжение питания при разгоне было повышено на 10%: со штатных 1.5В до 1.65В. Максимальная частота FSB, при которой процессор работал стабильно, составила 215 МГц. Таким образом, Athlon 64 3400+ нам удалось разогнать со штатных 2.2 ГГц до 2.37 ГГц. Этот результат полностью согласуется с результатами разгона других CPU семейства Athlon 64: очевидно, что это – предельная частота для текущего ядра.
Таким образом, выпуск процессоров с частотой 2.4 ГГц, который AMD планирует провести еще до перехода на использование 0.09 мкм технологического процесса, действительно потребует выполнения редизайна ядра.

Выводы

Итак, AMD представила новый процессор в Socket 754 семействе Athlon 64. Новый процессор с рейтингом 3400+ достиг частоты 2.2 ГГц: такой же, как и у выпущенного в сентябре 2003 года Athlon FX-51, позиционируемого на использование экстремальными энтузиастами. Это позволяет гораздо более дешевому Athlon 64 3400+ демонстрировать сравнимый уровень производительности при гораздо более низкой стоимости, которая на момент анонса составляет $417. Одноканальность контроллера памяти, встроенного в Athlon 64 3400+ не сильно снижает его производительность по сравнению с Athlon 64 FX-51 с двухканальным контроллером памяти. На руку новинке играет возможность работы с нерегистровыми модулями памяти, обладающими более низкой латентностью по сравнению с регистровыми модулями, используемыми в системах на основе Athlon 64 FX-51. В итоге, разница в скорости Athlon 64 FX-51 и Athlon 64 3400+ в большинстве приложений едва заметна:


Таким образом, создание быстрейших настольных PC становится возможным и при использовании Socket 754 платформы. Ведь благодаря увеличению тактовой частоты Athlon 64 3400+ этот процессор может на равных конкурировать не только со старшими моделями Pentium 4, но и с Pentium 4 Extreme Edition.
Впрочем, в начале февраля ситуация на рынке процессоров в корне изменится. В этот период нас ждет выход Prescott и Pentium 4 XE 3.4 ГГц, которые, очевидно, поднимут планку производительности процессоров, предлагаемых Intel.
Что же касается Athlon 64 FX-51, то в сложившейся ситуации он вряд ли может являться привлекательным предложением. При гораздо более высокой цене как самого процессора, так и материнских плат с памятью, необходимых для этого CPU, Athlon 64 FX-51 не дает явных преимуществ по сравнению с Athlon 64 3400+. В этой связи мы можем ожидать скорого появления Athlon 64 FX-53 с увеличенной до 2.4 ГГц тактовой частотой, который "поставит на место" Athlon 64 3400+, а также сможет составить достойную конкуренцию новой, выходящей в феврале, Extreme Edition от Intel.