Огляд і тестування процесораAMD A10-5800K

Жовтень цього року дійсно можна назвати «місяцем AMD». Адже саме в цей проміжок часу всесвітньо відома компанія AMD запланувала представлення двох нових серій процесорів. І якщо чіпи під кодовою назвою Vishera для платформи Socket AM3+ ще чекаючи своєї «зоряної години», то нове покоління APU Trinity для настільних систем вже побачило світло і стало перед публікою.

Знайомство з другим поколінням APU Trinity для ПК ми проведемо на прикладі самого потужного процесора з цієї серії – AMD A10-5800K. Але почнемо ми, мабуть, не з нього, а з особливостей архітектури нових процесорів.

Взагалі поняття APU не нове і вже міцно засіло в лексиконі багатьох користувачів. Для тих же, хто не стежить за станом IТ-ринку, нагадаємо, що APU (Accelerated Processing Unit) являє собою процесор з вбудованим потужним графічним ядром. В першу чергу така концепція була приваблива виробникам ноутбуків і нетбуків, дозволяючи збільшити можливості мобільних рішень. Відповідно були оцінені і гібридні процесори для настільних комп'ютерів. Ці APU нам відомі за назвою Llano, що працюють на платформі Socket FM1. Наступним кроком у розвитку гібридних процесорів стало покоління APU Trinity і платформа Socket FM2, можливості яких ми розглянемо сьогодні.

По суті, структура APU передбачає наявність трьох основних компонентів: процесорний обчислювальний блок, інтегроване графічне відеоядро і об'єднаний північний міст. Дана концепція застосовувалася і на першому поколінні гібридних процесорів від AMD для настільних систем – APU Llano, і нові APU Trinity фактично нічим не відрізняються в цьому плані.

У максимальній конфігурації процесори Trinity можуть включати до чотирьох х 86-ядер. Причому сам обчислювальний блок заснований на новій архітектурі Piledriver, яка є подальшим розвитком архітектури Bulldozer. Тут, як і в APU Llano, застосовується ще «старий» 32-нанометровий техпроцес. Але в порівнянні з попереднім поколінням гібридних процесорів, площа кристала APU Trinity збільшилася до 246 кв. мм (в APU Llano вона дорівнювала 228 кв. мм). Це в свою чергу дозволило збільшити кількість транзисторів до 1,3 мільярди. За заявою AMD відеоядро, інтегроване в чіп Trinity, відповідає поколінню відеокарт AMD Radeon HD 7000.

Вгорі представлена схема чотириядерного процесора Trinity. Як бачимо, майже половину кристала займає вбудоване відеоядро, що має таку ж архітектуру, як і сімейство графічних процесорів AMD Nothern Islands. Окремим блоком представлений об'єднаний північний міст, який є сполучною ланкою для інших компонентів чіпа. У якості обчислювального блоку використовуються все ті ж, так звані «двоядерні модулі», кожний з яких містить по два обчислювальні пристрої, здатні обробляти по два потоки даних одночасно. При цьому двоядерні моделі APU Trinity будуть укомплектовані одним таким модулем, а чотириядерні – відповідно двома. Для зв'язку з зовнішніми пристроями використовується 24 лінії PCI Express.

З нововведень відзначимо наявність нового двоканального контролера пам'яті і блоку кодування відео AMD HD Media Accelerator. Також варто згадати про підтримку інтерфейсів HDMI, DisplayPort 1.2 і DVI.

Але, безумовно, головною «родзинкою» в APU Trinity є використання нової архітектури Piledriver, яка являє собою модернізовану версію Bulldozer. Давайте розберемося, які зміни присутні в новій архітектурі.

По-перше, покращений блок пророкування переходів – пристрій, що визначає напрямок розгалужень (що пророкує, чи буде виконаний умовний перехід) у програмі, що виконується. По-друге, покращені планувальники цілочисельних (Int Scheduler) і речовинних (FPU Scheduler) виконавчих пристроїв. Основне завдання цих планувальників полягає в тому, щоб розподіляти команди по виконавчим блокам по мірі їх готовності.

З інших особливостей варто відзначити підвищену ефективність роботи з кеш-пам'яттю другого рівня, збільшений об'єм буфера L1 TLB, підтримку нових інструкцій F16C і FMA3, а також збільшення швидкості виконання деяких базових процесорних інструкцій, таких як INT/FP divide, SYSCALL/SYSRET.

Як бачимо, різниця в архітектурах Piledriver і Bulldozer досить помітна, але наскільки вона вплине на продуктивність, подивимося за результатами тестування.

Звісно ми не могли обійти стороною вбудоване графічне ядро, яке має кодову назву Devastator. Тим більше основна ставка AMD, зроблена на свої гібридні процесори, полягає саме в можливостях інтегрованого відеоядра.

Графічне ядро Devastator виконане на архітектурі VLIW4, незважаючи на те, що на більш ранньому APU Llano використовувалося ядро з архітектурою VLIW5. Наскільки такий хід виправданий, ми довідаємося трохи пізніше під час тестування. Зараз же просто наведемо деякі порівняльні цифри для чотириядерних гібридних процесорів різних поколінь:

§  кількість обчислювальних блоків у відеоядрі APU Trinity 384 проти 400 в APU Llano;

§  робоча частота графічного ядра APU Trinity 800 МГц проти 600 МГц в APU Llano.

Відеоядро Devastator повноцінно підтримує DirectX 11, OpenCL 1.1 і DirectCompute 11. Крім того, завдяки використанню технології Eyefinity є можливість підключення чотирьох пристроїв виводу зображення. Також в APU Trinity реалізована функція Dual Graphics, яка дозволяє поєднувати потужності інтегрованого і дискретного відео.

Ну що ж, запропонуємо безпосередньо глянути на результати роботи нових APU Trinity. Для цього скористаємося презентаційними матеріалами, наданими компанією AMD.

Звісно конкурентом AMD на ринку процесорів є Intel. Тому не дивно, що для порівняння були взяті моделі саме цієї компанії. Тут ви бачите використання можливостей OpenCL на практиці. Особливо різниця помітна при роботі з графікою.

У цього слайда можна переконатися, що використання вбудованого відеоядра на архітектурі VLIW4 було цілком виправданим ходом з технологічної точки зору. Приріст 37% у програмі для тестування відеоприскорювачів 3DMark 11 говорить сам за себе.

Зрозуміло, що багатьох споживачів в першу чергу буде цікавити продуктивність не в синтетичних тестах, а в реальних ігрових додатках. Ця добірка слайдів демонструє приріст швидкодії в деяких популярних іграх. Особливо цікавими є результати порівняння APU Trinity з зв'язкою Intel Core i5-3450 + NVIDIA GeForce GT 630 2 GB DDR3 (дискретна відеокарта). Останній слайд дає чітке представлення про перевагу роботи в режимі Dual Graphics.

Вище наведена демонстрація використання технології Eyefinity. З виходом операційної системи Windows 8, де реалізована підтримка нового інтерфейсу Metro, технологія Eyefinity стане ще актуальніше.

Модельний ряд

На даний момент серія процесорів Trinity представлена поки що шістьма моделями. Як і у випадку з APU Llano, виробник розділив нові гібридні процесори на класи залежно від їх продуктивності. Сімейство процесорів Trinity для персональних комп'ютерів, а також деякі їх характеристики, виглядають ось так:

Модель APU	A10-5800K	A10-5700	A8-5600K	A8-5500	A6-5400K	A4-5300
Марка AMD Radeon	HD 7660D	HD 7660D	HD 7560D	HD 7560D	HD 7540D	HD 7480D
Тепловий пакет (TDP), Вт	100	65	100	65	65	65
Кіл-ть процесорних ядер	4	4	4	4	2	2
Тактова частота процесора (макс/базова), ГГц	4,2/3,8	4,0/3,4	3,9/3,6	3,7/3,2	3,8/3,6	3,6/3,4
Число ядер AMD Radeon	384	384	256	256	192	128
Тактова частота GPU, МГц	800	760	760	760	760	724
Об'єм кеш-пам'яті другого рівня (L2), МБ	4	4	4	4	1	1
Максимальна швидкість підтримуваної пам'яті DDR3, МГц	1866	1866	1866	1866	1866	1600
Рекомендована роздрібна ціна, дол	122	122	101	101	67	53

Флагманська серія А10 представлена двома моделями А10-5800К і А10-5700, архітектурних відмінностей між ними немає, обидва мають 4 ядра і 384 потокових процесора. Різниця полягає лише в тому, що перший процесор має підвищену тактову частоту, як обчислювального модуля, так і відеоядра, а також має розблокований множник. Це в свою чергу привело і до різного теплового пакета в цих двох моделей.

Що стосується процесорів класу А8, до яких належать моделі А8-5600К і А8-5500, то тут зміни торкнулися в основному графічної частини. Процесори зберегли все ті ж 4 ядра, тільки трохи була знижена частота їх роботи з порівняння з APU A10. Також, як і у флагманській серії А10, тут один процесор орієнтований на розгін і має розблокований множник, а другий - на роботу в тихих мультимедійних системах з зниженим тепловиділенням 65 Вт.

Закінчують модельний ряд процесори А6-5400К і А4-5300. Обидва APU містять по 2 ядра, при цьому загальний об'єм кеш-пам'яті другого рівня понизився до 1 МБ. Кількість шейдерних процесорів графічного ядра також зменшене.

Зовнішній вигляд і упаковка

Ну а тепер саме час перейти безпосередньо до тестування одного з процесорів нового покоління Trinity – AMD A10-5800K. До нас у тестову лабораторію потрапив tray-варіант процесора, тому опис упаковки і системи охолодження зробити важко. Одразу перейдемо до зовнішнього вигляду самого APU.

Зовні процесор абсолютно нічим не відрізняється від свого попередника, виготовленого для платформи Socket FM1. На теплорозподільній кришці процесора знаходиться маркування і назва країни-виробника, у цьому випадку Малайзія.

Тильна сторона процесора серії Llano (Socket FM1)

Тильна сторона процесора серії Trinity (Socket FM2)

Як бачимо, тильна сторона APU Trinity відрізняється від тильної сторони APU Llano. І якщо різна кількість процесорних «ніжок» візуально не помітна (904 в APU Trinity проти 905 в APU Llano), то інше розташування «ключів» все-таки привертає увагу. Тому процесори під платформи Socket FM1 і Socket FM2 не мають сумісності.

Тобто перехід на нове покоління гібридних процесорів, фактично змушує змінювати і материнську плату, причому в її основі не обов'язково повинен бути новий чіпсет AMD A85X, а можуть використовуватися і вже добре знайомі менш дорогі AMD A75 і A55. Передбачаючи обурення деяких користувачів з цього приводу, компанія AMD заявила, що наступне покоління APU буде засновано на тому ж процесорному роз’ємі Socket FM2.

Специфікація

Модель	AMD A10-5800K
Маркування	AD580KW0A44HJ
Процесорний роз’єм	Socket FM2
Тактова частота (номінальна), МГц	3800
Максимальна тактова частота з Turbo Core 3.0, МГц	4200
Множник	38
Частота шини, МГц	100
Об'єм кеш-пам'яті першого рівня L1, КБ	2х64 (пам'ять інструкцій) 4х16 (пам'ять даних)
Об'єм кеш-пам'яті другого рівня L2, КБ	2x2048
Об'єм кеш-пам'яті третього рівня L3, КБ	-
Ядро	Trinity
Кількість ядер/потоків	4/4
Підтримка інструкцій	MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSE4, SSE4A, x86-64, AMD-V, AES, AVX, XOP
Напруга живлення, В	0,825 - 1,475
Потужність, що розсіюється, Вт	100
Критична температура, °C	74
Техпроцес	32 нм
Підтримка технологій	Dual Graphics UVD3 Turbo Core 3.0 PowerNow! Eyefinity
Вбудований контролер пам'яті
Максимальний об'єм пам'яті, ГБ	64
Типи пам'яті	DDR3 (частота до 1866 МГц)
Кількість каналів пам'яті	2
Вбудоване графічне ядро Radeon HD 7660D
Потокові процесори	384
SIMD	6
Текстурні блоки	24
Модулі растеризації	8
Тактова частота GPU, МГц	800
Підтримка інструкцій	DirectX 11 (Tessellation, ShaderModel 5.0) DirectCompute 11 OpenCL 1.1

Програма CPU-Z підтверджує інформацію, написану вище в таблиці. Як бачимо, у звичайному режимі роботи тактова частота AMD A10-5800K рівняється 3800 МГц, при цьому номінальна напруга становить 1,464 В.

У режимі динамічного підвищення частоти або просто «авторазгона» з використанням технології Turbo Core 3.0, швидкість процесора збільшується до оцінки 4200 МГц.

Кеш-пам'ять AMD A10-5800K розподіляється таким чином. Кеш-пам'ять першого рівня L1: по 16 КБ на кожне з 4 ядер виділяється для даних з 4-мя каналами асоціативності, при цьому для інструкцій є 64 КБ на кожний двоядерний модуль (нагадаємо, у чотириядерному процесорі їх 2) з 2-ма каналами асоціативності. Кеш-пам'ять другого рівня L2: по 2 МБ на кожний двоядерний модуль процесора з 16-ю каналами асоціативності. Кеш-пам'ять третього рівня L3 відсутня.

Контролер пам'яті DDR3 працює у двоканальному режимі і здатний підтримувати оперативну пам'ять аж до DDR3-1866 МГц.

Специфікація графічного ядра повністю підтверджується утилітою GPU-Z. Як ми вже казали вище, Radeon HD 7660D має в наявності 384 шейдерних блоки і працює на частоті 800 МГц.