Пошук по сайту

up
::>Процесори >2011 > AMD FX-8150

Огляд самого продуктивного настільного процесора AMD FX-8150: тестування архітектури Bulldozer

06-11-2011

Одним з найбільш очікуваних продуктів ринку процесорів як нинішнього, так і минулого року стали ЦП на базі нової мікроархітектури Bulldozer. Подібний ажіотаж був пов'язаний в першу чергу з досить великою кількістю різної попередньої інформації та «усіляких чутків». Одним з факторів підвищеної уваги був досить тривалий термін використання архітектури K10, яка була анонсована наприкінці далекого 2007 року, а суть її полягала у корекції недоліків попередніх арітектур K8 і K7. При цьому варто відзначити той факт, що базовою все-таки була саме K7, десятилітньої давнини. У зв'язку з тим, що можливості архітектури К10 фактично були вичерпані, що ми спостерігали в різних модельних рядах процесорів компанії AMD, цілком логічною стала необхідність здійснення кардинальних змін. Самим напруженим став момент представлення результат роботи розробників компанії AMD. Незважаючи на те, що демонстрація декілька разів відкладалася, але 12 жовтня все-таки знаменна подія відбулася, і було презентовано цілих 4 моделі CPU для настільних ПК на основі нової архітектури Bulldozer. Саме ж сімейство одержало назву Zambezi.

Zambezi

Перш ніж переходити до модельного ряду процесорів, давайте ще раз подивимося на структуру самого кристала. Важливою відмінністю є використання так званих модулів (блоків), які по своїй суті є нічим іншим як здвоєними х86 процесорними ядрами. Саме з цієї особливості і з'являються ті самі 8 ядер процесора, хоча при швидкому погляді на структуру кристала вгадуються лише 4, так званих, модуля Bulldozer.

Bulldozer

Самі ж процесорні модулі крім двох х86 ядер оснащені також блоками FPU, «front end» і кеш-пам'яттю другого рівня (L2). Подібне здвоєне компонування процесорних ядер по своїй суті дуже сильно нагадує ідею Hyper-Threading, який використовував обчислювальні можливості одного фізичного ядра, а в новинці від компанії AMD відбулася фактично реалізація технології конкурента на фізичному рівні з декількома загальними ресурсами, наприклад блоком FPU. Спільною для всіх модулів є кеш-пам'ять L3.

Важливим структурним компонентом нової архітектури є блок «Front end», який є набором логічних пристроїв, що забезпечують підготовку інструкцій для виконання на обчислювальних пристроях. Його ключовими елементами є: блоки пророкування переходів, кеш інструкцій першого рівня (L1I) і декодер. Основне завдання, як вирішують блоки пророкувань є оптимізація завантаження процесорних ядер з метою мінімізації загальної кількості простоїв CPU через затримки з передачею даних з оперативної пам'яті або кешей. Декодер відповідає за перетворення х86 команд в «зрозумілий» для інших пристроїв вигляд.

Основною зміною, яка відбулася в даному блоці в порівнянні з попередньою архітектурою, крім підвищення точності пророкувань, є збільшення кількості каналів обробки інструкцій до чотирьох. Однак якщо врахувати той факт, що на відміну від архітектури ДО10, блок «Front end» буде обробляти фактично 2 потоки даних, цілком імовірно, що ми можемо спостерігати деякий зсув сильних і слабких сторін ЦП сімейства AMD FX, у порівнянні з CPU попереднього покоління.

 

Принципова схема процесорного модуля  

Серйозних змін перетерпів блок операцій з плаваючою комою. На схемі видне, що в нього входять два 128-бітних виконавчих пристрої FMAC, які для обробки 256-бітних інструкцій можуть поєднуватися в єдине ціле. На відміну від K10, де за операції додавання і множення відповідали різні пристрої, ці є універсальними, і здатні виконати весь спектр підтримуваних команд. Ми бачимо, що компанія AMD переходить від асиметричної схеми виконавчих пристроїв FPU до симетричної. У випадку поділу ресурсів між двома x86 ядрами, кожне може працювати з своїм FMAC пристроєм. Фактично обчислювальні можливості FPU розділяються на два ядра, але за рахунок більшої універсальності складових компонентів у певних випадках такий підхід може забезпечувати близьку або потенційно більш вищу продуктивність у порівнянні з іншими рішеннями.

Єдиним недоліком подібного підходу можна назвати те, що в цьому випадку максимальну відповідальність за завантаження процесора несе програміст, який одразу повинен оптимізувати код для виконання його у двох потоках. Для порівняння варто згадати, що ядро Sandy Bridge інтелектуально завантажує власні ресурси за рахунок просунутої внутрішньопроцесорної логіки, яка самостійно розбирає однопотоковий код і виконує його паралельно на повному наборі своїх виконавчих пристроїв.

Ми постаралися більш докладно освітити ключові відмінності та особливості в архітектурі, що стосується інших питань, то відповіді на них ви, швидше за все, знайдете в матеріалах презентації.

AMD FX-8150

Зовнішній вигляд роздрібної коробкової версії новинок досить інтригує. Ви бачите, що присутні знайомі елементи упаковки, наприклад пластикове віконце, однак вона придбала більш округлений і витончений вигляд.

Модельний ряд настільних процесорів AMD FX 

Модель

AMD FX-8150

AMD FX-8120

AMD FX-6100

AMD FX-4100

Ядра/Модулі

8/4

8/4

6/3

4/2

Базова Частота CPU, ГГц

3,6

3,1

3,3

3,6

Частота в режимі TurboСore, ГГц

3,9

3,4

3,6

3,7

TDP, Вт

125

125

95

95

Об'єм кеш-пам'яті L2, МБ

8

8

6

4

Об'єм кеш-пам'яті L3, МБ

8

8

8

8

Тип пам'яті (макс.)

DDR3-1866

DDR3-1866

DDR3-1866

DDR3-1866

На даний момент у модельному ряді AMD FX є як восьмиядерники, так і рішення з більш низькою кількістю активних модулів. «Родзинкою» серії є наявність розблокованого множника процесора і підтримка технології TurboСore2.0.

Героєм даного дослідження є рекордсмен книги рекордів Гінесса AMD FX-8150.

AMD FX-8150

Зовні процесор абсолютно нічим не відрізняється від своїх попередників, виготовлених для Socket AM3, і виглядає досить скромно. Традиційне маркування процесорної кришки пропонує власнику досить багато інформації. У цьому випадку вона наступна - FD8150FRW8KGU:

  • F – процесор належить до сімейства AMD FX;
  • D – сфера застосування даного процесора – робочі станції;
  • 8150 – модельним номер;
  • FR – тепловий пакет процесора 125 Вт;
  • W – упакований процесор у корпус 938 pin Socket AM3+;
  • 8 – загальна кількість активних ядер;
  • K – об'єм кеш-пам'яті L2 1 МБ на кожне ядро і 8 МБ кеш-пам'яті L3;
  • GU - ядро процесора степпінга OR-B2.

AMD FX-8150

Тильна сторона процесора лінійки AMD FX 

Тильна сторона процесора лінійки AMD Phenom II 

Відмінності на тильній стороні процесора відсутні, навіть незважаючи на те, що використовується принципово нова архітектура. 

Специфікація

Модель

AMD FX-8150

Маркування

FD8150FRW8KGU

Процесорний роз’єм

Socket AM3+

Тактова частота (номінальна), МГц

3600

Максимальна тактова частота з TC 2.0, МГц
- для 8 ядер
- для 4 ядер

 

 3900
4200

Множник (номінал)

14

Частота шини HT, МГц

2200

Об'єм кеш-пам'яті L1, КБ

4 x 64 (інструкції)
8 x 16 (дані)

Об'єм кеш-пам'яті L2, МБ

4 х 2

Об'єм кеш-пам'яті L3, МБ

8

Ядро

Zambezi

Кількість ядер

8

Підтримка інструкцій

SSE, SSE2, SSE3, SSE4a, SSE4.1, SSE4.2, SSSE3, AVX, AES, XOP, MMX(+), х 86-х64

Напруга живлення, В

---

Тепловий пакет, Вт

125

Критична температура, °C

61

Техпроцес, нм

32

Підтримка технологій

Multiple low-power states
Enhanced Virus Protection
Advanced Power Management
Virtualization Technology
Hardware Thermal Control
Core C0, C1, C1E, C6, CC6, states
Package S0, S1, S3, S4 and S5 states
AMD Turbo CORE technology 2.0

Вбудований контролер пам'яті

Типи пам'яті

DDR3-1066/1333/1600/1866

Кількість каналів пам'яті

2

Максимальний об'єм пам'яті, ГБ

16

Максимальна пропускна здатність, ГБ/c

21,3

Підтримка ECC

є

Восьмиядерний процесор AMD FX-8150 належить сімейству Zambezi і виготовлений по 32 нм технологічному процесу. Тактова частота процесора дорівнює 3,6 ГГц, при цьому напруга живлення ядра 1,2 В. Відмінною рисою нової архітектури є підтримка більш широкого набору інструкцій: AVX у реалізації Intel з доповненням XOP, а також FMA4 (одночасна робота з 4-ма операндами), які «перекочували» з набору інструкцій SSE5, анонсованого в 2007 році, що так і не одержав особливої популярності.

Звертаємо вашу увагу, що в стані спокою частота знижується до значення 1,4 ГГц, при цьому напруга живлення зменшується до рівня 0,84 В. Що ж стосується TDP обумовленого утилітою в 124 Вт, то він трохи неточний, тому що виробник вказує його на рівні 125 Вт, але подібна неточність не має великого значення.

Як ви бачите, навіть для процесорів з новою архітектурою частота роботи оверклокерських модулів пам'яті автоматично встановлюється на рівні 1333 МГц, хоча рідною для контролера пам'яті є DDR3-1866. Максимальну ефективність роботи з оперативною пам'яттю можна одержати тільки після ручного налаштування в BIOS параметрів роботи материнської плати, якщо вона це дозволить.

Кеш-пам'ять новинки розподіляється таким чином. Кеш-пам'ять 1 рівня: по 16 КБ на кожне з 8 ядер виділяється для даних з чотирма каналами асоціативності, при цьому для інструкції є 64 КБ на кожний 2-процесорний модуль з 2-ма каналами ассоціативності. Кеш-пам'ять 2 рівня: по 2 МБ на кожний модуль процесора, яких як ви пам'ятаєте 4, з 16-ю каналами асоціативності. Кеш-пам'ять 3 рівня загальна для всього процесора і дорівнює 8 МБ з 64-ма каналами асоціативності.

Окремої уваги заслуговує робота технології Turbo Core 2.0, реалізована в процесорах сімейства AMD FX. Загальна її характеристика пропонувалася представниками компанії в презентації процесорів. Нагадаємо, що в новинках реалізовано 2 режими: Turbo Core і Max Turbo Core. Відмінності режимів полягають у тому, що для «класичного» режиму відбувається підвищення тактової частоти всіх ядер, а для Max Turbo Core частоти половини ядер зменшуються до мінімально можливого рівня, при цьому інші ядра одержують максимальний приріст. Робота в даних режимах здійснюється доти, доки ЦП не перевищить заявлений тепловий пакет чи у випадку, коли не має необхідності у підвищенні частоти.

У випадку використання процесора AMD FX-8150 ви можете спостерігати наступні ситуації. 

AMD FX-8150 працює в режимі Turbo Core з усіма задіяними ядрами

AMD FX-8150 працює в режимі Max Turbo Core 

У зв'язку з тим, що даною технологією оснащені всі процесори, і вона дозволяє одержати додаткове збільшення до продуктивності, то цілком розумно все-таки її використовувати.

Під час тестування використовувався Стенд для тестування Процесорів №1

Материнські плати (AMD) ASUS M3A32-MVP DELUXE (AMD 790FX, sAM2+, DDR2, ATX)GIGABYTE GA-MA790XT-UD4P (AMD 790X, sAM3, DDR3, ATX)
Материнські плати (AMD) ASUS F1A75-V PRO (AMD A75, sFM1, DDR3, ATX)ASUS SABERTOOTH 990FX (AMD 990FX, sAM3+, DDR3, ATX)
Материнські плати (Intel) GIGABYTE GA-EP45-UD3P (Intel P45, LGA 775, DDR2, ATX)GIGABYTE GA-EX58-DS4 (Intel X58, LGA 1366, DDR3, ATX)
Материнські плати (Intel) ASUS Maximus III Formula (Intel P55, LGA 1156, DDR3, ATX)MSI H57M-ED65 (Intel H57, LGA 1156, DDR3, mATX)
Материнські плати (Intel) ASUS P8Z68-V PRO (Intel Z68, sLGA1155, DDR3, ATX)ASUS P9X79 PRO (Intel X79, sLGA2011, DDR3, ATX)
Кулери Noctua NH-U12P + LGA1366 KitScythe Kama Angle rev.B (LGA 1156/1366)ZALMAN CNPS12X (LGA 2011)
RAM 2х DDR2-1200 1024 МБ Kingston HyperX KHX9600D2K2/2G2/3x DDR3-2000 1024 МБ Kingston HyperX KHX16000D3T1K3/3GX
Відеокарти EVGA e-GeForce 8600 GTS 256 МБ GDDR3 PCI-EASUS EN9800GX2/G/2DI/1G GeForce 9800 GX2 1ГБ GDDR3 PCI-E 2.0
Жорсткий диск Seagate Barracuda 7200.12 ST3500418AS, 500 ГБ, SATA-300, NCQ
Блок живлення Seasonic SS-650JT, 650 Вт, Active PFC, 80 PLUS, 120 мм вентилятор
Порівняти AMD FX-8150 з
Огляд AMD Phenom II X6 1100T
Огляд AMD Phenom II X4 980
Futuremark PCMark'05 CrystalMark 0.9 WinRar 3.80 VirtualDub 1.8.6, mpeg to avi, s Futuremark 3DMark'06 x264 Benchmark HD 2.0 CINEBENCH R10 Fritz Chess Benchmark v.4.2 Futuremark 3DMark Vantage Tom Clancy's H.A.W.X. Demo, High, 1280x1024, AA2x World  in Conflict v.1.0.0.9, Maximum, 1024x768 Far Cry 2 v.1.00, 1280x1024 Race Driver: GRID Demo, 1280x1024, AA4x

В результаті виконання стандартного набору тестів ми бачимо, що численні розмови про революційну продуктивність були трохи перебільшені представниками компанії AMD. Звичайно ж, показники досить високі, однак не можна сказати, що вони фантастичні. Так, наприклад, якщо порівняти флагманів AMD FX-8150 і AMD Phenom II X6 1100T, то на бачимо істотний приріст продуктивності в завданнях архівування і конвертування (кодування), при цьому в даних тестах незаперечним лідером стає саме AMD FX-8150 у порівнянні з конкурентами, однак по середньому показнику новинка нічим не краще «топового» 6-ядерника.

Якщо ви досить сильно обмежені в бюджетних коштах і плануєте збирати ігрову систему, то в даній ситуації абсолютно впевнено можна купувати AMD Phenom II X4 980 або ж навіть менш дорогий подібний йому процесор з вільним множником, тому що на даний момент ще досить мало ігор, які здатні досить добре взаємодіяти з великою кількістю ядер. Тести показують, що серед представників компанії AMD в основному лідируючі показники залишаються саме за 4- ядерною моделлю. Лідером серед порівнюваних за замовчуванням CPU по середньому рівню продуктивності є Intel Core i5-2500K.

Зверніть увагу на приріст продуктивності, пов'язаний з використанням технології Turbo Core 2.0. Завдяки її використанню власник може мати 4-7% додаткової обчислювальної потужності. Таким чином, якщо ви залишите її включеною, то ніяк не прогадаєте.

Розгін AMD FX-8150 з архітектурою Bulldozer  

У зв'язку з тим, що позиціонується AMD FX-8150 як рішення для оверлокерів, то і ми постараємося оцінити його розгінний потенціал. У цьому випадку варто зробити застереження, тому що ми використовуємо винятково повітряну систему охолодження.

Ми виконали розгін процесора за рахунок підвищення його множника. В результаті наших дій система стабільно працювала при збільшенні множника процесора до оцінки х23, на чому він досяг частоти 4615 МГц, при цьому напруга на ядрі прийшлося підняти до 1,452 В.

Частота роботи пам'яті після розгону процесора склала 1872 МГц. 

Тестовий пакет

Результат

Приріст продуктив
ності, %

Номінальна частота

Розігнаний процесор

Futuremark PCMark'05

CPU

9729

11042

13,50

Memory

7461

8076

8,24

Graphics

9402

9863

4,90

CrystalMark

ALU

48251

57126

18,39

FPU

44451

53839

21,12

Memory

46562

55759

19,75

WinRar, Kb/s

3287

3587

9,13

Futuremark 3DMark'06

Mark Score

6613

6685

1,09

CPU Score

5591

6632

18,62

CINEBENCH R10

Rendering, CB-CPU

14850

18213

22,65

Shading, CB-GFX

5220

6041

15,73

Fritz Chess Benchmark v.4.2, knodes/s

11640

14357

23,34

Futuremark 3DMark Vantage v.1.0.1

PMark Score

11531

11977

3,87

CPU Score

18905

23103

22,21

World  in Conflict v.1.0.0.9, Maximum, 1024x768

Average FPS

58

67

15,52

Far Cry 2 v.1.00, 1280x1024

DirectХ 9, High, fps

100,46

113,19

12,67

DirectХ 10, Very High, fps

84,06

92,28

9,78

Середній приріст продуктивності в результаті розгону склав 14,15%. Самим чутливим до розгону ПЗ виявилися обчислювальні завдання, для яких подібні дії закінчилося більш ніж 20% збільшенням продуктивності. Результат взагалі можна охарактеризувати як досить скромний, тому що ми вже зустрічалися з ЦП компанії AMD, які давали і більш істотний приріст потужності при розгоні з використанням повітряних систем охолодження.

Ефективність застосування оперативної пам'яті DDR3-1866

Для того щоб повніше уявити продуктивність процесора AMD FX-8150 і дати загальну оцінку перспективності використання більш швидкої, але і трохи більш дорожчої, оперативної пам'яті DDR3-1866, ми вирішили перевірити, який же внесок у швидкодію системи з цим CPU вносить саме підсистема пам'яті.

Тестовий пакет

Результат

Приріст
продуктив
ності, %

DDR3-1333

DDR3-1866

Futuremark PCMark'05

CPU

9729

9728

-0,01

Memory

7461

7665

2,73

Graphics

9402

9440

0,40

CrystalMark

ALU

48251

48751

1,04

FPU

44451

44727

0,62

Memory

46562

47505

2,03

WinRar, Kb/s

3287

3554

8,12

Futuremark 3DMark'06

Mark Score

6613

6621

0,12

CPU Score

5591

5626

0,63

CINEBENCH R10

Rendering, CB-CPU

14850

14507

-2,31

Shading, CB-GFX

5220

5093

-2,43

Fritz Chess Benchmark v.4.2, knodes/s

11640

11765

1,07

Futuremark 3DMark Vantage v.1.0.1

Pmark Score

11531

11571

0,35

CPU Score

18905

19095

1,01

World  in Conflict v.1.0.0.9, Maximum, 1024x768

Average FPS

58

60

3,45

Far Cry 2 v.1.00, 1280x1024

DirectХ 9, High, fps

100,46

102,18

1,71

DirectХ 10, Very High, fps

84,06

85,57

1,80

В середньому ми одержали приріст всього-на-всього 1,2%, що, звичайно, не вселяє оптимізму для її використання через більш вищу вартість. Але при комплектації системи подібним «гігантом», можна замислитися над можливістю одержати одразу максимально продуктивну систему.

Аналіз енергоефективності

Найменування

У простої, Вт

LinХ, Вт

EVEREST 5.0, Вт

AMD APU A8-3850

58

168

148

AMD Athlon II X3 455

68

146

155

AMD Athlon II X4 631

61

158

142

AMD FX-8150

80

218

208

AMD FX-8150 @4615 1,45 В

178

400

355

AMD Phenom II X4 970 BE

68

197

206

AMD Phenom II X4 980

77

210

221

AMD Phenom II X6 1100T

74

232

251

Intel Core i3-2120

58

104

91

Intel Core I5-2300

59

133

112

Intel Core i5-2500K

59

139

116

Intel Core i7-2600K

58

142

118

Intel Core i7-2600K @4900 1,44V

70

224

175

Intel Pentium G620

58

92

85

Intel Pentium G850

58

95

86

Після проведення вимірів енергоспоживання було встановлено, що в режимі простою система на базі AMD FX-8150 споживає 80 Вт, і це своєрідний рекорд «ненажерливості» для процесорів, які проходили в нас виміри споживання енергії, що, до речі, значно вище показників характерних для процесорів архітектури, які вже ідуть з ринку. У випадку ж завантаження системи енергоспоживання перевищує 200 Вт. Рекордно високі показники енергоспоживання були виявлені також після виконання розгону і склали 178 Вт у простої, у випадку подачі навантаження коливалися в діапазоні 350-400 Вт. Таким чином, AMD FX-8150 дуже складно назвати економічним з погляду споживання енергії ЦП. Доцільність його використання виникає в ситуації виняткової важливості обчислювальної продуктивності системи, де додаткові відсотки потужності серйозно впливають на час виконання завдання.

Висновки

За підсумками знайомства з новою мікроархітектурою Bulldozer не можна казати про її неефективність. Згідно тій  інформації, яка вже досить давно хвилювала простори Internet, розробники компанії не змогли повною мірою реалізувати всі свої задуми, а основним каменем спотикання стала, як бачимо, тактова частота ядер ЦП, тому що початково вона повинна була бути вище. В результаті цієї затримки мікроархітектура Bulldozer так і не змогла розкрити весь свій потенціал. Додатковою «обтяжуючою» обставиною є досить невеликий відсоток домашніх, офісних і ігрових додатків, якісно оптимізованих під багатоядерні CPU.

У відношенні «топового» процесора AMD FX-8150 однозначно можна сказати, що він вже стає, якщо не став, улюбленцем у фанатів екстремального розгону завдяки своєму розгінному потенціалу і достатньо низкій вартості в порівнянні з подібними «екстремальними» рішеннями компанії Intel. Однак для виконання рядових завдань придбання даного процесора буде не самою оптимальною покупкою. У якості альтернативи для рішення широкого кола завдань цілком можна використовувати 6 і 4-ядерні ЦП компанії AMD, при цьому споживач зможе поберегти свій гаманець, або ж «топові» процесори Core i5/i7 компанії Intel. Додатковим негативним моментом є надмірна «ненажерливість» AMD FX-8150, так що його використання буде виправдано винятково в ситуаціях, де вкрай важлива гранично можлива обчислювальна потужність, але немає можливості витрачати будь-які суми. Також варто пам'ятати, що при покупці даного процесора особливу увагу варто приділити вибору ефективної системи охолодження і якісній материнській платі з надійною системою живлення процесора.

for-innovation_250x250_en.gif  

Автор: Гаранжа Дмитро 
Переклад: Анна Смірнова

Дякуємо українському представництву компанії AMD за наданий для тестування процесор. 

Дякуємо компаніям ASUS, GIGABYTE, Kingston, Noctua, Sea Sonic, Scythe, VIZO за надане для тестового стенда обладнання.

Стаття прочитана раз(и)
Опубліковано : 06-11-2011
Підписатися на наші канали
telegram YouTube facebook Instagram