Огляд і тестування процесора AMD A10-7700K із серії AMD Kaveri

Анонс нового покоління APU AMD Kaveri є поки що найбільш значною подією поточного року в сегменті десктопних процесорів. У матеріалі «Презентація APU AMD Kaveri: революційний крок у майбутнє чи топтання на місті?» ми вже змогли познайомитися із цим сімейством APU у теорії. Тепер же в нас з'явилася можливість перевірити заяви представників компанії AMD на практиці. Однак перед тим як перейти безпосередньо до огляду моделі AMD A10-7700K, давайте проаналізуємо основні нововведення в рішеннях серії AMD Kaveri, а також розглянемо позиціонування цих процесорів на ринку комплектуючих.

Особливості мікроархітектури

Якщо покоління APU AMD Richland, по суті, було копією попереднього (AMD Trinity) з підвищенням тактових частот, то в AMD Kaveri присутні значно більше змін. Причому торкнулися вони як процесорної та графічної частин, так і мікроархітектури в цілому.

У першу чергу варто відзначити, що компанії AMD нарешті вдалося перевести процесори на більш тонкий техпроцес - з 32 нм на 28 нм. Це дозволило на тій же площі розмістити більшу кількість транзисторів і, як наслідок, теоретично збільшити продуктивність APU. Для порівняння обидва кристали (AMD Kaveri і AMD Richland) займають однакову площу - 246 мм². Однак через використання 32-нм техпроцесу, кількість транзисторів у моделей AMD Richland досягала 1,3 млрд., тоді як в AMD Kaveri їхнє число зросло до 2,41 млрд.

Ще одним важливим кроком став перехід обчислювальних ядер на нову мікроархітектуру AMD Steamroller, яка є подальшим розвитком AMD Piledriver. Нам би дуже хотілося написати, що тепер компанії AMD вдалося створити дійсно щось революційне, і «паровий каток» зможе заткнути за пояс своїх «синіх» конкурентів. Але, зважаючи на все, чуда не станеться. Інженери компанії AMD не відмовилися від концепції 2-ядерних модулів зі спільним блоком вибірки інструкцій та спільною 2-мегабайтною кеш-пам'яттю другого рівня на один функціональний вузол.

Фактично єдиним істотним поліпшенням є подвоєння кількості декодерів. Тепер кожне з ядер модуля має власний незалежний декодер, здатний обробляти до чотирьох x86-інструкцій за такт. Був також удосконалений алгоритм передбачення переходів і оптимізований інтерфейс між кеш-пам'яттю першого та другого рівнів. Усе це, звичайно, добре й безперечно збільшує продуктивність процесорних ядер AMD Steamroller (APU AMD Kaveri) в перерахуванні на такт у порівнянні з AMD Piledriver (APU AMD Richland). Але на дворазовий приріст швидкодії розраховувати явно не варто. Але ж саме цього було потрібно, щоб 4-ядерні моделі компанії AMD реально почали конкурувати з аналогічними процесорами компанії Intel.

Звичайно, може здатися, що ми налаштовані вже занадто песимістично. Та й дослідження, проведені в компанії AMD, начебто б спростовують наші слова. Але якщо більш детально придивитися до поданих вище графіків, то можна помітити, що флагман нової лінійки AMD A10-7850K має перевагу над Intel Core i5-4670K в основному в додатках, оптимізованих під паралельні обчислення OpenCL. І тут потрібно задатися питанням: «А чи багато ми використовуємо програм у повсякденному житті подібного роду? А ігор?» Відповідь очевидна - ні. Маркетологи навіть використовували тему всюдисущого майнінгу. Однак доцільність генерації криптовалюти на процесорах є дуже низкою, тому практичне застосування їх для цієї мети малоймовірне.

Звичайно, багато чого залежить ще й від розробників програмного забезпечення, адже саме вони вирішують питання про оптимізацію коду своїх програм під особливості мікроархітектури процесорних систем. І компанія AMD уже проводить активну роботу в даному напрямку. Однак багато рядових користувачів при купівлі потужної ігрової системи бажають одержати максимальний рівень продуктивності вже зараз, а не очікувати можливого виходу оптимізованої версії тієї чи іншої програми або гри в майбутньому.

Зате вдосконалення, зроблені в графічній частині APU AMD Kaveri, виглядають більш підбадьорюючими. На зміну порядком застарілої AMD VLIW4 прийшла сучасна мікроархітектура AMD GCN 1.1, добре знайома нам за відеокартами сімейства AMD Volcanic Islands. Базовим структурним елементом тут є кластер Compute Unit (CU), який складається з 4-х векторних модулів або SIMD-движків, кожний з яких у свою чергу містить 16 шейдерних процесорів. До кожного кластера CU підключаються 4 текстурні блоки.

У флагманській моделі AMD A10-7850K є 8 модулів CU, що дає в цілому 512 шейдерних процесорів та 32 текстурні блоки. Нагадаємо, що в «топового» AMD A10-6800K покоління APU AMD Richland ці показники становлять 384 і 24 блоки відповідно. При цьому розміри графічного ядра в представників сімейства AMD Kaveri як і раніше займають не більш половини кристала (47%).

Тому не дивно, що на діаграмах ми можемо спостерігати такий істотний приріст продуктивності. Адже за характеристиками графічне ядро AMD A10-7850K порівнянне з дискретною відеокартою початкового рівня AMD Radeon HD 7750. Щоправда не варто забувати, що воно використовує для своїх потреб оперативну пам'ять DDR3, тоді як моделі AMD Radeon HD 7750 комплектуються більш швидкою відеопам'яттю стандарту GDDR5.

При описі структури нових APU ми по старинці оперували термінами «процесорна частина» і «графічна частина». Однак увівши поняття «гетерогенна системна структура» або HSA, компанія AMD пропонує відмовитися від поділу процесора на х86-ядра або кластери CU і розглядати їх у цілісності. Таким чином, 4-ядерний AMD A10-7850K у розумінні компанії AMD виступає APU з 12-ма обчислювальними ядрами (4 - процесорні та 8 - графічних).

Пов'язано це з тим, що центральний і графічний процесори в складі APU працюють більш тісно один з одним: використовують спільну системну пам'ять (AMD hUMA) і гетерогенну чергу (AMD hQ). Тепер ядра CPU і GPU можуть прямо обмінюватися даними між собою, без копіювання їх з однієї пам'яті в іншу з тривалими затримками. Також процесорна частина більше не є головним блоком в APU, а CPU і GPU можуть рівною мірою розподіляти команди між собою. При цьому збереглася спеціалізація окремих модулів. Так, ядра CPU швидше будуть виконувати послідовні завдання, а кластери GPU - паралельні операції. Комбінуючи ті та інші обчислювальні ресурси, можна одержати універсальну й ефективну апаратну базу. Звучить досить заманливо, але, знову ж, усе впирається в розробників програмного забезпечення. Тому без оптимізації на програмному рівні, користі від нових технологій для кінцевого користувача буде небагато.

Як би там не було, на наш погляд, майбутнє за комплексним підходом вирішення завдань. Адже саме його намагаються реалізувати на дискретних відеокартах, то чому ж не застосувати його й у рамках гібридних процесорів?

Технології

Разом із мікроархітектурою AMD GCN 1.1 в APU AMD Kaveri перекочували і добре знайомі технології AMD Mantle і AMD TrueAudio.

Перша являє собою низькорівневий графічний API, який дозволяє оптимізувати завдання під паралельні обчислення, а також полегшує написання та перенесення ігор з консолі на комп'ютер і навпаки.

Друга створена для звукових інженерів і розробників тих же ігор, які з її допомогою зможуть вивести реалістичність і якість аудіо в цілому на більш високий рівень.

Оскільки гібридні процесори дуже часто можна зустріти в HTPC, то технологія AMD Fluid Motion Video може виявитися не менш корисною, аніж описані вище. Суть її зводиться до апаратної інтерполяції кадрів у режимі реального часу, що забезпечує плавне і якісне відображення фільмів, записаних із фреймрейтом 24 FPS на 60-герцових моніторах.

Платформа Socket FM2+

З появою APU AMD Kaveri оновився й процесорний роз’єм Socket FM2+, однак доцільність цього ходу з погляду покупців залишається під сумнівом. Дійсно, система електроживлення частин процесора не перетерпіла змін, а в його функціонал не було додано нічого кардинально нового. Якщо подивитися на чіпсети, то за своїми можливостями набори системної логіки AMD A88X і AMD A78 практично не відрізняються від своїх попередників (AMD A85X і AMD A75). Більше того, бюджетні моделі материнських плат під роз’єм Socket FM2+ будуть обладнуватися чіпсетом AMD A55, який з'явився ще в часи AMD Trinity. Тому, з одного боку, розробникам нічого не заважало «подружити» старі набори системної логіки з новими APU. З іншого ж - платформа Socket FM2+ повинна проіснувати на ринку ще кілька років, і цілком можливо, що більш кардинальні зміни (які й потребували б нового роз’єму) будуть втілені в нових поколіннях APU.

Щоб відгородити себе від різного роду умільців, компанія AMD зробила несумісними процесори AMD Kaveri не тільки на логічному, але й на фізичному рівні. Для цього вони мають на два контакти більше, аніж представники сімейств AMD Trinity / Richland. Таким чином, роз’єм Socket FM2 несумісний із процесорами AMD Kaveri, а в Socket FM2+ навпаки можна встановлювати як AMD Kaveri, так і AMD Trinity / Richland. Це повинно хоч якось компенсувати негативний осад в користувачів у випадку оновлення системи на основі платформи Socket FM2. Також до позитивних сторін нової платформи можна віднести те, що й конфігурація кріплень для кулера не перетерпіла ніяких змін.

Режим Dual Graphics

Як і в попередніх випадках, гібридні процесори AMD Kaveri підтримують технологію AMD Dual Graphics, при якій поєднуються потужності вбудованого графічного ядра та дискретної відеокарти. Завдяки впровадженню мікроархітектури AMD GCN 1.1 для зв'язки AMD Dual Graphics можна використовувати відеокарти сімейства AMD Volcanic Islands:

При купівлі процесорів AMD Trinity / Richland багато хто скаржився на некоректну роботу цього режиму. Компанія AMD стверджує, що прийняла ряд заходів задля уникнення повторення цієї ситуації з APU AMD Kaveri. Судячи із графіку, оптимізація на рівні драйвера та більш правильний розподіл завантаження GPU і APU дійсно принесли свої плоди. В іграх, з самого початку пристосованих для мультиграфічних конфігурацій, приріст у середньому досягає 70%.

Крім того, покращилася плавність прорисовування картинки та зникли колишні ривки, які раніше спостерігалися при використанні режиму AMD CrossFireX.

Незважаючи на такий прогрес, як і раніше «пляшковим горлечком» технології AMD Dual Graphics є порівняно невелика пропускна здатність пам'яті DDR3. Тому зв'язування APU AMD Kaveri + AMD Radeon R7 240/250 не завжди буде оптимальним з погляду показника «ціна/продуктивність».

Модельний ряд

З моменту анонсу сімейства AMD Kaveri пройшло вже кілька місяців, однак як і раніше справді відомо про технічні характеристики тільки трьох моделей:

За канонами ринку комп'ютерних комплектуючих, першими світ побачили найпродуктивніші рішення. Однак немає сумніву, що після падіння ажіотажу навколо нових APU у продажі з'являться й більш бюджетні моделі з індексами A6 і А4, а також версії з відключеним GPU.

Як видно з таблиці, контролер пам'яті в APU AMD Kaveri офіційно підтримує модулі, які працюють на частоті до 2133 МГц. Хоча в прес-релізі ми виявили один цікавий слайд, де показана залежність швидкодії вбудованого графічного ядра від швидкості оперативної пам'яті. На графіках можна виявити й значення 2400 МГц, що побічно натякає на коректну роботу нових APU з такими швидкими модулями.

А тепер давайте від теорії перейдемо до практики та розглянемо більш детально представника сімейства AMD Kaveri - модель AMD A10-7700K.

Упаковка, комплект поставки та штатна система охолодження

AMD A10-7700K постачається в невеликій коробці з яскравою поліграфією. По чорному кольору упаковки та логотипу з написом «Black Edition» легко здогадатися, що ми маємо справу з процесором із розблокованим множником.

З тексту наклейки можна довідатися частоту процесора в турборежимі (3,8 ГГц), розмір кеш-пам'яті L2 (4 МБ), кількість обчислювальних ядер (10: 4 CPU + 6 GPU), а також про наявність штатного кулера в комплекті поставки. На бічних сторонах коротенько описані можливості технології AMD hUMA і мікроархітектури AMD GCN.

У коробці знаходяться: посібник користувача, кулер і сам процесор, упакований для додаткового захисту в пластиковий блістер. Там же можна виявити й наклейку з логотипом серії APU AMD.

Штатна система охолодження має звичний дизайн і складається з невисокого алюмінієвого радіатора, який обдувається низькопрофільним 70-мм вентилятором. На перший погляд така конструкція може здатися не дуже ефективною, особливо якщо враховувати TDP моделі AMD A10-7700K, що досягає 95 Вт. Але на практиці комплектний кулер виявився не таким вже і поганим.

У режимі простою температура процесора становила 32°С, при 50%-ому навантаженні - 47°С, при 100%-ому навантаженні - 60°С. Максимальна швидкість обертання вентилятора під час експерименту досягала 3500 об/хв. При цьому рівень шуму за слуховими відчуттями можна охарактеризувати як «середній».

Зовнішній вигляд і технічна специфікація

Зовні AMD A10-7700K практично нічим не відрізняється від розглянутих раніше рішень сімейств APU AMD Trinity / Richland. Але зайві два контакти не дадуть вам встановити його в процесорний роз’єм Socket FM2, тому, як уже було сказано вище, доведеться купувати платформу Socket FM2+.

На теплорозподілювальній кришці знаходиться маркування та назва країни виробництва, у цьому випадку Малайзія. Туди процесор потрапив уже на остаточне складання. Сам же кристал вирощений у Німеччині, про що повідомляє напис «Diffused in Germany».

Специфікація та технічні характеристики:

 

Все цены на AMD+A10-7700K

У звичайному режимі роботи (технологія AMD Turbo Core 3.0 вимкнена) швидкість AMD A10-7700K рівна 3400 МГц при опорній частоті 100 МГц і множнику «х34». У момент зняття показів напруга на ядрі склала 1,284 В.

Якщо задіяти режим динамічного підвищення частоти або просто функцію автоматичного розгону з використанням фірмової технології Turbo Core 3.0, то множник підвищується на чотири пункти до значення «х38». Швидкість процесора при цьому збільшується до позначки 3800 МГц, а напруга - до 1,425 В.

У структурі кеш-пам'яті процесорів AMD Kaveri в цілому й AMD A10-7700K зокрема відбулися невеликі зміни, які торкнулися першого рівня L1. Тепер для інструкцій виділяється 96 КБ (замість 64 КБ) на кожний 2-ядерний модуль з 3-ма (замість 2-х) каналами асоціативності. Для даних як і раніше виділяється по 16 КБ на кожне процесорне ядро з 4-ма каналами асоціативності. Кеш-пам'ять другого рівня L2: по 2 МБ на кожний 2-ядерний модуль процесора з 16-ма каналами асоціативності. Кеш-пам'ять третього рівня L3 відсутня.

Контролер оперативної пам'яті DDR3 працює у двоканальному режимі та гарантовано підтримує модулі з частотою аж до 2133 МГц.

У моделі AMD A10-7700K використовується відеоядро серії AMD Radeon R7 Graphics. Точну назву утиліта GPU-Z визначити не змогла, що, у принципі, не дивно, оскільки навіть сама компанія AMD не озвучила маркування інтегрованих в APU графічних процесорів. Що стосується іншої інформації, то вона вже доступна в повному обсязі. Як видно зі «скріншота», до складу графічної частини AMD A10-7700K входять 6 ядер GPU, які в цілому містять у собі 384 шейдерні процесори та 24 текстурні блоки. Частота роботи становить 720 МГц.

Тестування