Архитектура процессора excavator – Что такое архитектура процессора, какая бывает и используется в смартфонах
Чего ждать от «Экскаватора»? | Computerworld Россия
По сообщениям своих создателей, процессор AMD Carrizo обладает улучшенной графикой и обещает существенное увеличение эффективности энергопотребления
.jpg) |
| Многие технические детали Carrizo по-прежнему держатся в секрете |
Рынок ПК стабилизировался, но это мало что принесло компании AMD, поставки процессоров которой продолжают снижаться. В AMD надеются, что восстановить положение им поможет выпуск нового процессора Carrizo для портативных компьютеров
Поставки Carrizo начнутся во втором квартале, а значит, вскоре после этого ноутбуки с новыми чипами поступят в продажу.
AMD обещает беспрецедентное повышение эффективности энергопотребления, в том числе и за счет повышения согласованности энергопотребления центральным и графическим процессорами. Технология позволяет снижать и повышать напряжение питания по мере необходимости, обеспечивая экономию энергии. Особенно заметно эффективность энергопотребления возрастет при выполнении основных задач. В играх и при просмотре видео это будет менее заметно. Насколько увеличится продолжительность работы компьютеров от батарей, пока неизвестно. Нужно дождаться появления готовых продуктов.
Как утверждается, новые процессоры обеспечивают значительный рост производительности обработки графики, которая долгое время считается сильной стороной AMD. На портативных компьютерах можно будет достаточно комфортно смотреть видео 4K, но для игр с разрешением 4K понадобится дискретная графическая плата. Интегрированный графический процессор флагманской модели Carrizo имеет восемь ядер, работающих одновременно. У нынешнего поколения Kaveri графических ядер только шесть. Встроенные ускорители помогают воспроизводить видео 4K в формате H.265 (HEVC).
Рост производительности центрального процессора не столь заметен, а значит, существенного выигрыша при работе с приложениями, не требующими интенсивной обработки графики, вы не обнаружите. Ранее выпуск новых чипов сопровождался 30-процентным ростом числа инструкций, выполняемых за один процессорный цикл, но у центрального процессора Carrizo, разрабатывавшегося под кодовым наименованием Excavator, улучшения измеряются единицами процентов. Разработчики AMD решили уделить основное внимание не увеличению производительности, а повышению эффективности энергопотребления: ядра центрального процессора потребляют на 40% меньше энергии по сравнению со своими предшественниками. Carrizo поддерживает также спецификации Heterogeneous System Architecture 1.0, которые обеспечивают сбалансированность использования вычислительных ресурсов.
И наконец, еще одна небольшая, но важная деталь заключается в совместимости Carrizo с интерфейсом DirectX 12, предназначенным для поддержки игр на ПК с операционной системой Windows 10. Помимо архитектурных особенностей, информации о новом чипе у нас немного, но в AMD говорят, что программные драйверы разрабатываются для новой версии Windows. «Microsoft использует чипы AMD в игровой консоли Xbox One, поэтому аппаратные и программные преимущества этой платформы, вполне возможно, найдут отражение и в ПК с процессорами AMD», — полагает главный аналитик компании Tirias Research Джим Макгрегор.
Поделитесь материалом с коллегами и друзьями
Экскаватор (микроархитектура) — Excavator (microarchitecture)
AMD экскаватор Family 15h является микроархитектура , разработанная AMD для достижения успеха Каток Family 15h для использования в AMD APU процессоров. 12 октября 2011 года, AMD показал экскаватор быть кодовое название четвертого поколения Bulldozer -derived ядра.
Экскаватор на основе ВС для основных приложений, называется Карризо и был выпущен в 2015 году Carrizo APU предназначена для ЧС 1.0 совместимых. Экскаватор на базе APU и CPU вариант имени Торонто для серверов и корпоративных рынков также будет доступен.
Экскаватор был подтвержден, что окончательный пересмотр AMD, в «бульдозерной» семье, с два новой микроархитектурой замены экскаватора года спустя. Сестра архитектуры следующего поколения будут x86-64 Zen и AArch64 K12 архитектуры.
Архитектура
Экскаватор добавлена поддержка аппаратного обеспечения для новых инструкций , таких как AVX2 , BMI2 и RdRand . Экскаватор разработан с использованием высокой плотности ( так называемый «тонкий») Библиотеки обычно используемыми для графических процессоров , чтобы уменьшить потребление электроэнергии и умирает размер, обеспечивая 30 — процентное увеличение эффективности использования энергии . Экскаватор может обрабатывать до 15% больше инструкций за такт по сравнению с предыдущем основным Катком AMD.
процессоры
APU линии
Есть три APU линии , объявленная или выпущенная:
- Бюджет и основные рынки (только для мобильных устройств): Carrizo APU
- В Carrizo мобильных APUs был начаты в 2015 году на основе экскаваторов ядер x86 и отличая гетерогенную Архитектуру системы для комплексного разделения задач между процессорами и графическими процессорами, что позволяет GPU выполнять функции вычислений, которые испрашиваются обеспечивают больший прирост производительности , чем сокращение размера функции в одиночку.
- Бюджет и основные рынки (настольные и мобильные): Bristol — Ридж , и Stoney Ridge (для ноутбуков начального уровня), APUs
- Бристоль Ридж ВС использует гнездо АМ4 и DDR4 RAM
- Бристоль хребет ВС иметь до 4 ядер процессора и экскаватора до 8 3 — го поколения GCN ядер GPU
- До увеличения производительности процессора 20% по сравнению с Carrizo
- TDP от 15 Вт до 65 Вт, 15-35W для мобильных устройств
- Enterprise и серверные рынки: Торонто APU
- Торонто APU для серверов и корпоративных рынков представлены четыре x86 Экскаваторщика ядра CPU модули и вулканические острова интегрированы ядро GPU.
- В Экскаваторщик четыре модульных ядер имеет большее преимущество с МПК , чем Каток . Улучшение 4-15%.
- Поддержка HSA / Хума , DDR3 / DDR4 , PCIe 3.0 , GCN 1.2
- Торонто APU был доступен в корпусах BGA и SoC вариантов. Вариант SoC имел южный мост на том же кристалле, что APU для экономии пространства и энергии и оптимизации рабочих нагрузок.
- Полная система с Торонто ВСУ будет иметь максимальную потребляемую мощность 70 Вт
CPU Desktop линии
Там нет никаких планов Каток (третьего поколения Bulldozer ) или экскаватор (4 — го поколения Bulldozer) архитектуры на высокопроизводительных настольных платформ.
Экскаватор CPU для настольных ПК объявил на 2 февраля 2016 года, названный Athlon X4 845.
| модель процессора | Частота (ГГц) | Сердечники | TDP (Вт) | кэш L1D | кэш L2 | PCI Express 3.0 | Относительный IPC |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Athlon X4 845 (Карризо) | 3.5 (3.8 турбо) | 4 | 65 | 4 * 32КБ | 2 * 1 МБ | X8 | 1,05-1,15 |
| Athlon X4 860K (Кавери) | 3.7 (4.0 турбо) | 4 | 95 | 4 * 16KB | 2 * 2MB | X16 | 1,0 |
линии сервера
Дорожные карты AMD Opteron на 2015 год показывают экскаватор на базе Торонто APU и Торонто процессор , предназначенный для 1 процессора (1P) кластерных приложений:
- Для 1P Web и Enterprise Services Кластеры:
- Торонто процессор — четырехъядерный процессор архитектуры x86 экскаватора
- планы Кембриджского процессора — 64-разрядные AArch64 ядра
- Для 1P Compute и медиа Кластеры:
- Торонто APU — четырехъядерный x86 архитектуры экскаватора
- Для 2P / 4P серверов:
- Варшава Процессор — 12/16 x86 ядра Piledriver (2 — го поколения бульдозера) ( Opteron 6338P и 6370P )
- нет никаких планов Каток (третьего поколения Bulldozer ) или экскаватор (4 — го поколения Bulldozer) архитектур на высокопроизводительных многопроцессорных платформ
Рекомендации
<img src=»//en.wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1×1″ alt=»» title=»»>десктопный Carrizo / Процессоры и память
Конечно, такое замедление прогресса вряд ли может служить поводом для гордости. Особенно на фоне того, что Steamroller – далеко не самая свежая микроархитектура в арсенале AMD. Дело в том, что мобильные системы в середине прошлого года всё же удостоились внимания инженеров: для них было предложено нечто новенькое – процессоры Carrizo на усовершенствованной микроархитектуре Excavator. Но симметричные предложения для десктопов не планировались вовсе. Дизайн Carrizo получил явную ориентацию на энергоэффективность, а потому применять его в моделях для платформы Socket FM2+ без серьёзной переделки AMD посчитала нецелесообразным. В результате мобильные процессоры по сравнению со своими настольными собратьями ушли несколько вперёд, но, по большому счёту, это мало кого волнует, потому что любые решения AMD с микроархитектурами класса Bulldozer заведомо уступают актуальным предложениям Intel во всём, кроме производительности графического ядра.
Впрочем, всё это не означает, что микроархитектура Excavator пройдёт мимо десктопного сегмента. Первые «переходные» процессоры для платформы Socket AM4, которая в перспективе должна будет стать типичной средой обитания для APU и CPU на базе принципиально нового дизайна Zen, будут основываться именно на базе Excavator. Принесут эту микроархитектуру в настольный сегмент запланированные на вторую половину этого года продукты семейства Bristol Ridge, которые помимо вычислительных ядер Excavator смогут предложить также интегрированную GCN 1.2-графику и контроллер памяти с поддержкой DDR4 SDRAM.
Однако AMD не была бы собой, если бы в изначальный достаточно стройный и логичный план по ходу дела не начали бы вноситься изменения. Одним из таких изменений стало недавнее появление среди десктопных процессоров для Socket FM2+ на базе Kaveri непредвиденной модели с дизайном Carrizo. Этим нежданным пришельцем стал Athlon X4 845, который, говоря формально, APU даже не является, а представляет собой процессор без графического ядра. Тем не менее от этого такая новинка выглядит даже интереснее. Ведь в итоге Athlon X4 845 – не только единственный на данный момент носитель микроархитектуры Excavator в настольном сегменте, но и самый дешёвый десктопный чип, способный предложить четыре почти полноценных вычислительных ядра. Столь оригинальный и соблазнительный продукт просто не мог быть обойдён вниманием нашей лаборатории, и поэтому он удостоился отдельного обзора.
Но ещё более значимым фактором, подогревающим интерес к Athlon X4 845, выступает то, что этот процессор даёт возможность заранее оценить, чего можно ожидать от Bristol Ridge в части вычислительной производительности. Кроме того, интригует и оригинальность этого продукта. Несмотря на то, что Athlon X4 845 основывается на наиболее современной версии микроархитектуры Bulldozer, он зашёл в линейку процессоров для Socket FM2+ не сверху, а снизу, выступая бюджетным и энергоэффективным решением. Объясняется это отчасти тем, что мы имеем дело с процессором, который стал десктопным поневоле: на самом деле под названием Athlon X4 845 производитель реализует полупроводниковые кристаллы Carrizo, которые либо имеют неработоспособное графическое ядро, либо неспособны вписаться в мобильные тепловые пакеты 15-35 Вт. То есть, говоря по-простому, Athlon X4 845 – это грубая десктопная адаптация ноутбучного чипа. Но уместен ли такой процессор в линейке продуктов для настольных систем? Давайте разберёмся.
⇡#Athlon X4 845 в подробностях
На первый взгляд характеристики Athlon X4 845 выглядят вполне привычно. Недаром AMD поместила этот процессор в старую линейку Athlon X4, в которую входят четырёхъядерные процессоры без графического ядра в исполнении Socket FM2+. Однако истинная сущность Athlon X4 845 – Carrizo – легко проявляется при более пристальном знакомстве и, например, хорошо видна в любой диагностической программе.
В основе Athlon X4 845 лежит два двухъядерных бульдозерных модуля с микроархитектурой Excavator. Отличия по сравнению с предшествующей, хорошо знакомой нам по Kaveri микроархитектурой Steamroller заключаются не только в малоосязаемых и незначительных улучшениях, а напротив, они видны невооружённым глазом. Достаточно посмотреть на подсистему кеш-памяти. В Steamroller кеш второго уровня вдвое сократился в объёме и теперь на каждый двухъядерный модуль отводится лишь 1 Мбайт L2. Зато L1-кеш данных, напротив, стал вдвое вместительнее. Его объём возрос до 32 Кбайт на ядро, причём попутно его ассоциативность увеличилась до восьмикратной, что должно поспособствовать снижению доли промахов.
Что же касается тактовой частоты, то, из-за ориентации десктопного Carrizo на начальный уровень, у него она ниже, чем у большинства Athlon X4 с дизайном Kaveri. Номинальная частота Athlon X4 845 составляет 3,5 ГГц, но благодаря имеющемуся в этом процессоре турбо-режиму (технология Turbo Core) она может динамически подниматься до 3,8 ГГц.
Обратить внимание стоит и на показатель расчётного тепловыделения. Для Athlon X4 845 он установлен в 65 Вт, что делает данный процессор одним из наиболее экономичных предложений в линейке четырёхъядерников компании AMD без интегрированной графики. Любопытно, что год назад, во время анонса мобильных Carrizo, представители компании утверждали, что выпуск процессоров с таким дизайном и тепловыми пакетами, превышающими 45-ваттную величину, невозможен. Однако по характеристикам Athlon X4 845 мы видим, что тогда AMD явно лукавила.
Ещё одно примечательное улучшение Athlon X4 845 по сравнению с предшественниками – появление поддержки AVX2-инструкций. Intel добавила этот набор команд в свои процессоры ещё в поколении Haswell, а теперь аналогичная функциональность становится доступна и в десктопной продукции AMD.
Подводя итог сказанному, приведём таблицу, в которой сопоставляются характеристики Athlon X4 845 и других актуальных моделей CPU, входящих в эту же серию.
| Athlon X4 880K | Athlon X4 870K | Athlon X4 860K | Athlon X4 845 | Athlon X4 840 | |
|---|---|---|---|---|---|
| Кодовое имя | Kaveri | Kaveri | Kaveri | Carrizo | Kaveri |
| Процессорный разъём | Socket FM2+ | Socket FM2+ | Socket FM2+ | Socket FM2+ | Socket FM2+ |
| Количество ядер/потоков | 4/4 | 4/4 | 4/4 | 4/4 | 4/4 |
| Тактовая частота | 4,0 ГГц | 3,9 ГГц | 3,7 ГГц | 3,5 ГГц | 3,1 ГГц |
| Максимальная частота в турборежиме | 4,2 ГГц | 4,1 ГГц | 4,0 ГГц | 3,8 ГГц | 3,8 ГГц |
| Разблокированный множитель | Есть | Есть | Есть | Нет | Нет |
| L2-кеш | 2 × 2 Мбайт | 2 × 2 Мбайт | 2 × Мбайт | 2 × 1 Мбайт | 2 × 2 Мбайт |
| L3-кеш | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет |
| Поддержка DDR3 | 1866/2133 | 1600/1866 | 1600/1866 | 1866/2133 | 1600/1866 |
| Расширения набора инструкций | SSE4.2, AVX, AES | SSE4.2, AVX, AES | SSE4.2, AVX, AES | SSE4.2, AVX2, AES | SSE4.2, AVX, AES |
| Встроенная графика | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет |
| Технология производства | 28 нм | 28 нм | 28 нм | 28 нм | 28 нм |
| TDP | 95 Вт | 95 Вт | 95 Вт | 65 Вт | 65 Вт |
| Официальная цена | $99 | $94 | $79 | $68 | Н/д |
Для полноты картины следует упомянуть, что Athlon X4 845 основывается ровно на таком же 28-нм полупроводниковом кристалле Carrizo, как и мобильные процессоры FX, A10 и A8 восьмитысячной серии. Этот кристалл изначально содержит 3,1 млрд транзисторов и имеет площадь 250 мм2. Однако в Athlon X4 845 его значительная часть попросту не работает – в этом процессоре отключено не только графическое ядро, но и компоненты южного моста, которые среди прочего имеются в мобильном чипе Carrizo.
Полупроводниковый кристалл Carrizo
В итоге в десктопном варианте Carrizo реально функционирует не более половины исходного кристалла. Иными словами, выпустив Athlon X4 845, AMD скорее ставила своей первоочередной задачей открытие канала для сбыта производственной отбраковки, а не развитие линейки Athlon X4.
Принципиальные отличия Athlon X4 845 от всех иных Socket FM2+-процессоров приводят к тому, что эта новинка совместима с имеющимся парком материнских плат только после обновления UEFI. Впрочем, вряд ли это станет серьёзной проблемой. Все ведущие производители уже выпустили версии прошивок с необходимыми изменениями.
⇡#Микроархитектура Excavator
Итак, появление Athlon X4 845 вводит в лексикон приверженцев настольных систем сразу пару новых кодовых имён: Excavator – это новая, следующая за Steamroller микроархитектура семейства Bulldozer, и Carrizo – дизайн гибридных процессоров, собранных из вычислительных ядер Excavator и графического ядра класса GCN 1.2. Стоит отметить, что Excavator выступает конечной точкой развития микроархитектур семейства Bulldozer. Вслед за ней в процессоры AMD должна прийти принципиально новая микроархитектура Zen, с внедрением которой компания связывает амбициозные планы по своему возвращению на позиции ведущего игрока процессорного рынка. И, говоря о переходе от Excavator к Zen, необходимо помнить ещё одно кодовое имя: Bristol Ridge – это перспективные «промежуточные» процессоры для мобильных и настольных систем, которые перенесут дизайн Carrizo в экосистему Zen и добьются её первоначального принятия индустрией ещё до появления принципиально новых APU и CPU.
Всё это значит, что микроархитектура Excavator не станет залётным гостем в десктопном сегменте. Ей отведена достаточно серьёзная роль. Фактически она будет сопровождать нас до начала 2017 года. Athlon X4 845 же – это своего рода пробный шар, по которому мы имеем возможность составить первоначальное мнение об этой микроархитектуре ещё до появления на рынке новой платформы Socket AM4 и процессоров Bristol Ridge.
На нашем сайте уже был опубликован достаточно подробный материал о процессорах Carrizo в общем и микроархитектуре Excavator в частности. Здесь же мы просто упомянем основные факты, достаточные для понимания того, чем же так примечателен Athlon X4 845.
И начнём с самого главного: Excavator – это такая же 28-нм процессорная микроархитектура, как и предшествующая ей Steamroller, но переработанная с целью улучшения энергоэффективности. Проектирование Excavator велось с прицелом на попадание процессоров в 15-ваттный тепловой пакет, и в итоге эта микроархитектура действительно показывает впечатляющее увеличение производительности в условиях жёстких рамок по тепловыделению. Но происходит это в первую очередь за счёт более высоких тактовых частот, достижимых Excavator при серьёзно ограниченном энергопотреблении и тепловыделении.
Ключом к покорению таких рубежей стало применение при проектировании ядра технологических библиотек с высокой плотностью расположения транзисторов, которые при разработке традиционных процессоров обычно не используются. Подобный подход характерен скорее для GPU, однако в данном случае он оказался полезен и при создании энергоэффективного процессорного дизайна. Плотность размещения транзисторов полупроводникового кристалла Excavator по сравнению с Steamroller выросла в среднем на 23 процента, и в случае Carrizo это освободило дополнительный транзисторный бюджет для встраивания в процессор более мощного графического ядра и компонентов южного моста.
Однако одними лишь технологическими улучшениями дело не ограничивается. AMD обещает, что на одной и той же частоте Excavator по сравнению со Steamroller способен исполнять на 4-15 процентов больше инструкций за счёт усовершенствований на низком уровне микроархитектуры. Достигается это преимущество благодаря увеличению размеров и изменению алгоритмов работы кеш-памяти первого уровня. В частности, ёмкость L1-кеша данных в Excavator увеличилась вдвое – до 32 Кбайт на ядро. Кроме того, AMD говорит и о снижении латентности этого кеша вкупе с улучшением эффективности предварительной выборки данных.
Другая причина улучшения показателя IPC (количества исполняемых за такт инструкций) – полуторакратное увеличение размера буфера адресов ветвлений. Это делает предсказание переходов в ядре Excavator статистически более правильным. В случае же ошибок микроархитектура Excavator обещает ускоренный сброс конвейера вещественных чисел.
К портрету Excavator остаётся лишь добавить появление поддержки AVX2-инструкций – набора, в который входят векторные 256-битные целочисленные команды и векторные команды для операций с тремя операндами. Впрочем, пока такие инструкции применяются в реальных программах не слишком часто, да и не стоит забывать о том, что исполняются они блоком FPU, который в архитектурах класса Bulldozer всего один на каждые два ядра.
Иными словами, каких-то особенных преимуществ у Excavator нет. А весь обещанный прогресс легко может быть сведён на нет уменьшением объёма L2-кеша, размер которого составляет теперь не 2, а 1 Мбайт на каждый двухъядерный модуль. Иными словами, у четырёхъядерных процессоров с микроархитектурой Excavator общий объём кеш-памяти составляет всего 2 Мбайт, чего для многих современных приложений может не хватать. И особенно критичен данный недостаток именно для APU, в которых третий уровень кеширования вообще не предусмотрен.
⇡#Северный мост и производительность подсистемы памяти
Кажется, что основная часть изменений в Excavator по сравнению с Steamroller проведена в подсистеме памяти. Отчасти это действительно так, но далеко не все перемены можно оценить со знаком плюс. Да, L1-кеш стал больше и эффективнее, но кеш-память второго уровня серьёзно пострадала – её суммарный размер у Athlon X4 845 уменьшился до скромных 2 Мбайт (похожий объём кеша характерен лишь для процессоров Intel Celeron), а ведь остальные Athlon X4 могут похвастать 4-мегабайтным L2-кешем.
Ещё один удар по производительности подсистемы памяти оказался нанесён через встроенный в процессорный кристалл Carrizo северный мост. Его частота у Athlon X4 845 снижена до 1,1-1,3 ГГц (точное значение зависит от нагрузки), в то время как в процессорах семейства Kaveri северный мост работает на частоте 1,8 ГГц. Учитывая же, что частью встроенного северного моста является контроллер памяти, можно ожидать, что производительность Athlon X4 845 при работе с DDR3 SDRAM окажется ниже, чем у процессоров с более ранним дизайном.
Проверить всё это несложно. Для этого мы воспользовались традиционным инструментом – утилитой Cache & Memory Benchmark из пакета AIDA64. Тест был проведён для четырёхъядерных Athlon X4 860K (Steamroller) и Athlon X4 845 (Excavator), работающих на одинаковой фиксированной частоте 3,5 ГГц c одной и той же DDR3-2133-памятью со схемой задержек 9-11-11-31.
 |  | |
Steamroller 3,5 ГГц | Excavator 3,5 ГГц |
Результаты вполне ожидаемы и объяснимы. Скорость кеш-памяти у Carrizo, как и обещала AMD, стала выше, что отчасти компенсирует её меньший суммарный объём. Но вот с основным массивом оперативной памяти процессор с новой микроархитектурой Excavator работает заметно хуже. Особенно сильно это проявляется в выросшей почти на 20 процентов латентности – сниженная частота работы северного моста не могла не дать о себе знать. Очевидно, что за счёт этого разработчики AMD хотели сделать Carrizo экономичнее, но в данном случае такое стремление негативно повлияло на производительность.
Кстати, мобильные корни Carrizo видны и ещё в одной неприятной особенности встроенного в Athlon X4 845 северного моста. Расположенный в нём контроллер графической шины обладает лишь восемью линиями PCI Express 3.0. И это не только лишает пользователей десктопного Carrizo возможности построения мульти-GPU конфигураций, но и вносит дополнительные ограничения в производительность видеоподсистемы.
Конечно, пропускной способности шины PCI Express 3.0 x8 для современных графических карт в большинстве случаев вполне достаточно, но это не отменяет того факта, что в сборках на базе Athlon X4 845 графика в любом случае будет работать не в полную силу.
⇡#Особенности турборежима
При тестировании Athlon X4 845 мы заметили, что технология Turbo Core работает в нём не совсем так, как у его предшественников с дизайном Kaveri. Раньше турборежим у Socket FM2+-процессоров включался только в том случае, если вычислительная нагрузка ложилась не более чем на половину ядер, а встроенные в процессор датчики фиксировали благоприятный температурный фон. По этим причинам повышенную тактовую частоту у Kaveri можно было наблюдать лишь при малопоточной и достаточно лёгкой нагрузке. В ресурсоёмких же приложениях частота всегда сбрасывалась до номинального значения или даже ниже.
У Athlon X4 845 же всё стало совсем по-другому. В процессорах поколения Carrizo работа технологии Turbo Core привязана исключительно к показаниям встроенных в ядро датчиков температуры и потребляемой мощности и никак не зависит от того, какое количество ядер процессора реально работает, а какое находится в состоянии простоя. А если к этому прибавить тот факт, что для Athlon X4 845 установлен достаточно либеральный для чипа с мобильными корнями тепловой пакет, то становится совершенно очевидно, что переходить в турборежим он способен гораздо чаще. И действительно: несмотря на то, что номинальная частота Athlon X4 845 – 3,5 ГГц, в большинстве случаев этот процессор работает на 3,7-3,8 ГГц. Причём, активация турборежима нередко происходит даже при исполнении ресурсоёмких многопоточных программ.
В качестве иллюстрации покажем, например, как изменяется реальная частота во время прохождения стресс-теста в LinX 0.6.5.
Даже в течение создающего очень серьёзную нагрузку теста стабильности частота вычислительных ядер тяготеет к величине 3,8 ГГц. Иными словами, переходить в режим с повышенной частотой Athlon X4 845 умудряется при весьма тяжёлой нагрузке. Процессоры поколения Kaveri на такое были совершенно неспособны. Получается, что по средней реальной частоте работы Athlon X4 845 сопоставим с Athlon X4 860K: Carrizo почти всегда работает с активированным турборежимом, а Kaveri наоборот – чаще функционирует в своём номинальном режиме. Впрочем, справедливости ради стоит отметить, что провалы частоты ниже штатного значения – в данном случае до 3,1 ГГц – никуда не делись и у Athlon X4 845. Но теперь их можно наблюдать лишь эпизодически.
Столь охотное включение процессором Carrizo турборежима подкрепляется и ещё одним наблюдением: нагрев Athlon X4 845 во время работы очень скромен. В тестировании мы по традиции пользовались воздушным кулером Noctua NH-U14S, и максимальная температура CPU, которая была зафиксирована во время прогонов теста LinX, достигала лишь 39 градусов (согласно показаниям термодатчика в процессорном гнезде). Так что причины агрессивности технологии Turbo Core у Athlon X4 845 не вызывают никаких вопросов.
⇡#Разгон
Процессор Athlon X4 845 относится к числу бюджетных и потому не входит в оверклокерскую серию, что однозначно следует из его модельного номера, в конце которого нет литеры К. Это значит, что его множитель заблокирован, и 35x – это максимальный коэффициент умножения, который можно выставить в BIOS материнской платы для данного CPU. Тем не менее разогнать Athlon X4 845 всё-таки можно: современные Socket FM2+-материнские платы позволяют покорять повышенные частоты другим способом – через увеличение частоты BCLK.
Впрочем, даже с учётом имеющегося обходного пути особых достижений в плане разгона от Athlon X4 845 ожидать не стоит. Не забывайте, этот процессор основан на дизайне Carrizo, который имеет мобильные корни и нацелен на энергоэффективность, а вовсе не на работу на высоких тактовых частотах. К тому же разгон через увеличение частоты основного тактового генератора в Socket FM2+-системах не всегда проходит безболезненно. Например, при таком подходе к оверклокингу часто возникают сбои в работе встроенного в чипсет SATA-контроллера, лечить которые с переменным успехом приходится его переводом из AHCI в IDE-режим и дополнительным увеличением напряжений VDDA и APU1.2V.
Но и даже после всех подобных ухищрений разгон десктопного Carrizo не даёт особых поводов для радости. Например, наш экземпляр Athlon X4 845 продемонстрировал устойчивую работоспособность лишь на частоте 4,2 ГГц, которая была достигнута увеличением BCLK до 120 МГц.
Для обеспечения стабильности в таком состоянии напряжение на процессоре пришлось поднять до 1,6 В, но в данном случае эта величина не кажется чрезмерной – штатное напряжение процессоров Athlon X4 845 находится в диапазоне 1,46-1,49 В. Не давал никаких поводов для беспокойства и температурный режим. Нагрев разогнанного процессора во время тестирования стабильности в LinX, по данным термодиода под процессорным гнездом, не превышал 44 градусов. Кстати, пользоваться именно расположенным на материнской плате термодатчиком, а не измерительными средствами самого CPU заставляет традиционная для продукции AMD странная калибровка, из-за которой показатели встроенных в Carrizo термодатчиков совершенно неправдоподобны.
Подытоживая всё сказанное в данном разделе, остаётся признать, что Athlon X4 845 – очень плохой кандидат для эксплуатации на повышенных частотах. Разгонять его сложно из-за нестабильности материнских плат при ускорении базового тактового генератора, а частотный потенциал самого этого чипа значительно ниже, чем у его собратьев из семейства Kaveri. И это обусловлено не неудачностью конкретного экземпляра CPU, а глобальными причинами – оптимизацией для мобильного применения и в первую очередь высокоплотной компоновкой транзисторов в полупроводниковом кристалле Carrizo.
Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Первый и последний. Обзор процессора AMD Athlon X4 845
Первые модульные процессоры AMD, построенные на архитектуре Bulldozer, появились в продаже в октябре 2011 года. С тех пор «красные» представили несколько настольных платформ. Появились гибридные процессоры с мощной встроенной графикой. Они легли в основу игровых приставок Sony PlayStation 4 и Microsoft Xbox One. Во всех платформенных решениях использовалась и используется по сей день модульная архитектура. Вариации Bulldozer, Piledriver и Steamroller оказались неоднозначными. Планировалось, что архитектура Excavator станет венцом творения перечисленной «строительной бригады». Именно она должна была дать пользователю наибольшую производительность. Но с выходом «экскаваторных» чипов откровенно затянули. В итоге про четвертое поколение модульной архитектуры стали говорить лишь применительно к гибридным процессорам Carrizo, разработанным для ноутбуков. Про «лучшую производительность» уже никто не вспоминал. Все сказанное ранее так и осталось в прошлом. Ребята из AMD обращали внимание в основном на двукратное увеличение энергоэффективности. И вот в начале года AMD представила Athlon X4 845. Анонс прогремел, словно гром среди ясного неба.
AMD Athlon X4 845
Особенности архитектуры Excavator
Я прекрасно помню распеваемые модульной архитектуре дифирамбы. Первый настольный 8-ядерный чип; лучший параллелизм; великолепная производительность — маркетологи «красных» рисовали очень красивые диаграммы. Нечто схожее сейчас происходит и с Zen. Нам опять обещают настоящую бомбу, нахваливая изо всех сил продукт и привлекая к нему повышенное внимание. Что ж, мы реально заинтригованы и заинтересованы в выходе сильной разработки AMD.
Как все начиналось. Эволюция модульной архитектуры AMD
Как я уже сказал, впервые о реальных устройствах на архитектуре Excavator заговорили на презентации мобильных процессоров Carrizo. По традиции, рассказы о преимуществах новых устройств начались заранее, еще в 2014 году. В продаже первые ноутбуки появились лишь в конце 2015 года. В продаже уже есть семплы с 28-нанометровыми A8/A10 и FX, но их очень мало. О самой архитектуре сказано немного. Нетрудно догадаться, что основные изменения (в сравнении с Piledriver и Steamroller) направлены на общее снижение энергопотребления. Например, в ноутбучном SoC (системе-на-кристалле) наличие библиотек с высокой плотностью транзисторов (повторюсь, используется все тот же 28-нанометровый техпроцесс) позволило сократить его площадь на 23%, но одновременно увеличить число транзисторов на 29% — с 2,4 млрд до 3,1 млрд.
Сначала обещали производительность. Затем вдарились в энергоэффективность.
Как обстоят дела с «затворным бюджетом» у Athlon X4 845 я не знаю. Никакой информации по этому поводу в AMD не дали. Уровень TDP новинки стандартный: 65 Вт при довольно невысокой (для изученного вдоль и поперек техпроцесса) частоте 3,5 ГГц.
Особенности архитектуры AMD Excavator
Согласно официальному релизу AMD, производительность выполнения инструкций на такт (IPC, Instructions per Clock) выросла на 5–15% в зависимости от приложения. В некоторых случаях Excavator мощнее Steamroller в 1,5 раза. Общее увеличение производительности достигается за счет нескольких архитектурных модификаций. Во-первых, у «экскаватора» увеличен кэш первого уровня. Он поднимает эффективность предвыборки. На каждое ядро Athlon X4 845 приходится по 32 Кбайт кэша данных, а на каждый модуль — по 96 Кбайт кэша инструкций. У чипов семейства Kaveri (архитектура Steamroller) L1 для данных составляет 16 Кбайт на ядро. Правда, Excavator получил вдвое меньше кэша второго уровня, что негативно скажется на работе некоторых приложений. Например, архиваторов и программ 3D-моделирования.
Изменение кэша первого уровня в архитектуре AMD Excavator
Во-вторых, инженеры AMD серьезно переработали блок предсказания ветвлений. Буфер увеличился на 50%, количество записей, отслеживающих адреса перехода, расширилось с 512 до 768. Плюс Excavator ускоряет сброс блока вычислений с плавающей запятой.
Улучшений в Excavator немного, но революции и не обещали.
В-третьих, четвертое поколение модульной архитектуры обзавелось поддержкой инструкций AVX2, MOVBE, SMEP и BMI1/2.
Особенности архитектуры AMD Excavator
Проверим, как влияют архитектурные изменения на производительность в ряде приложений. Для этого испытания я взял три процессора. Все чипы работали на одинаковой частоте 3 ГГц. Во всех случаях применялся двухканальный комплект оперативной памяти DDR3–2133. Архитектуру Steamroller представляла модель A8–7670K. К сожалению, процессора Richland, чтобы исключить влияние кэша третьего уровня на производительность, у меня под рукой не оказалось. Поэтому архитектуру Piledriver представил чип FX-4350.
Малый объем кэша второго уровня сказался на производительности в WinRAR. Здесь впереди всех оказалась архитектура Piledriver, представленная в 2013 году. Чисто из-за кэша второго уровня. Уступил Excavator и Steamroller — почти на 10%.
Сравнение архитектур. WinRAR
CINEBENCH R15 показал более релевантный результат. В этом бенчмарке Excavator опередил Steamroller на 9% и обошел Piledriver на целых 20,4%. Все согласно последним заявлениям AMD.
Сравнение архитектур. CINEBENCH R15
Разница в wPrime 1.55 — столь почитаемом оверклокерами — оказалась еще более внушительной. Здесь четвертое поколение модульной архитектуры оказалось производительнее своих предшественников на 27,5% и 79% соответственно.
Сравнение архитектур. wPrime 1.55
А вот в LuxMark разница «экскаватора» над «катком» и «копром» оказалась мизерной. Прироста производительности практически не наблюдается, но расстановка сил сохраняется в правильном «эволюционном» порядке. Эти же слова относятся и к бенчмаркам-кодировщикам x264/x265. Разницы между Excavator и Steamroller практически нет. Piledriver уступает в среднем на 24%.
Сравнение архитектур. LuxMark 2.0
Сравнение архитектур. x264 Full HD
Сравнение архитектур. x265
Я рассмотрел небольшое количество приложений, но мы видим, что практически во всех программах Excavator работает эффективнее своих предшественников. Видимо, в AMD посчитали экономически нецелесообразным выпускать полноценную линейку процессоров на модульной архитектуре четвертого поколения. Есть только Athlon X4 845.
Технические характеристики
Когда-то линейка Athlon ассоциировалась исключительно с топовыми процессорами AMD. Уже давно в это семейство входят только бюджетные решения. Та же учесть постигла бренд Pentium, но конкуренция между этими семействами сохранилась по сей день. В 2016 году линейка Athlon — это 4-ядерные процессоры для платформы FM2+ с отключенным встроенным ядром. Вожаком «стаи» с недавних пор стал чип Athlon X4 880K. Он построен на архитектуре Steamroller. Процессор в режиме Turbo Core работает на скорости 4,2 ГГц. Модель Athlon X4 845 занимает предпоследнее место в линейке, поэтому ожидать от этого чипа героических свершениц не стоит. Зато чип стоит всего 70 долларов США. Наш бюджетный «экскаватор» конкурирует с двухъядерными Pentium и Celeron.
AMD Athlon X4 845 | |
Сокет | FM2+ |
Техпроцесс | 28 нм |
Количество ядер/потоков | 4/4 |
Тактовая частота | 3,5 (3,8) ГГц |
Контроллер памяти | DDR3–2133, двухканальный |
Встроенный контроллер PCI Express | 3.0, 8 линий |
Встроенная графика | Нет |
Кэш второго уровня | 2 Мбайт |
Кэш третьего уровня | Нет |
Уровень TDP | 65 Вт |
Цена | $70 |
Купить | Вызов вертелки: AMD Athlon X4 8453inline |
Основные особенности архитектуры Excavator и Athlon X4 845 в частности уже перечислены. Кэш данных первого уровня удвоился, однако уменьшилась SRAM-память второго «левела». Встроенный контроллер памяти работает в двухканальном режиме. Официально поддерживаются киты с эффективной частотой 2133 МГц, но набор делителей позволяет запустить оперативку стандартов DDR3–2400/2666/2800.
Скриншот CPU-Z процессора AMD Athlon X4 845
Интересно, что процессор получил всего восемь линий PCI Express 3.0. У Kaveri вдвое больше. В принципе, такого количества достаточно для обеспечения должной пропускной способности любой современной видеокарты. В то же время очевидно, что с бюджетным чипом будет использоваться недорогая 3D-графика. Вопросу процессорозависимости я обязательно уделю внимание далее.
AMD Athlon X4 845 — это первый и, возможно, последний процессор на архитектуре Excavator.
Athlon X4 845 не имеет разблокированного множителя. Разгонять его можно только за счет увеличения частоты тактового генератора. Количество мегагерц в сравнении с Kaveri (Godavari) и FX Vishera небольшой. В режиме Turbo Core частота увеличивается с 3,5 ГГц до 3,8 ГГц. Мои наблюдения показывают, что «восемьсот сорок пятый» практически все время работает на максимальной скорости.
AMD Athlon X4 845
Тестирование
Тестовый стенд:
- Центральный процессор: AMD Athlon X4 845, 3,5 ГГц
- Кулер: ENERMAX LIQTECH 240
- Материнская плата: ASUS CROSSBLADE RANGER
- Оперативная память: DDR3–2133, 2×8 Гбайт
- Видеокарта: AMD Radeon R9 NANO, 4 Гбайт
- Накопитель: SSD Patriot Blast 480 Гбайт
- Операционная система: Windows 10×64
Начнем с возможностей встроенного контроллера оперативной памяти. Ниже приведен скриншот из AIDA64. Видно, что производительность Athlon X4 845, работающего с памятью DDR3–2133, не отличается от других представителей линейки.
Скриншот AIDA64. Тест кэша и памяти AMD Athlon X4 845
А теперь самое интересное. Начнем с приложений, в которых архитектура Excavator и Athlon X4 845 в частности не впечатлили. Это, конечно, архивация. Встроенный бенчмарк показал, что чип быстрее Pentium G3258, но при архивировании тестового пакета файлов Athlon X4 845 оказался не у дел. Два мощных ядра опередили четыре слабых.
Результаты тестирования AMD Athlon X4 845 в WinRAR
Результаты тестирования AMD Athlon X4 845 в WinRAR
Обработка компьютерной графики тоже дается Athlon X4 845 нелегко. При выполнении скриптов 3DS Max, Fryrender и Blender новинка то и дело уступала всем конкурентам, которых я подобрал для сравнения. Исключение — Fryrender, здесь два модуля Excavator превзошли два полноценных ядра Pentium G3258 на 5,5%.
Результаты тестирования AMD Athlon X4 845 в 3DS Max
Результаты тестирования AMD Athlon X4 845 в Fryrender SP2
Результаты тестирования AMD Athlon X4 845 в Blender
Теперь давайте рассмотрим софт, в котором Athlon X4 845 оказался на коне. В ряде случаев навязал конкуренцию даже низкочастотным Core i3 Haswell/Skylake. Например, в CINEBENCH R15 «атлон» опередил старенький Core i3–4130 на 3%, а A8–7670K, который работает на 100 МГц быстрее, — на 5%. В LuxMark 2.0 «восемьсот сорок пятый» вновь опередил APU Kaveri.
В некоторых приложениях AMD Athlon X4 845 очень хорош!
Лучше всего Athlon X4 845 проявил себя в Photoshop, бенчмарках x264/265 и TrueCrypt. В фоторедакторе «экскаватор» опередил и FX-4350, который работает на частоте 4,2 ГГц, и Core i3–4130 вместе с Pentium G3258. Конкретно в x264 FHD и TrueCrypt 7.2 Excavator «порвал» всех! Отличные результаты для бюджетного чипа. Вот вам и Excavator.
Результаты тестирования AMD Athlon X4 845 в CINEBENCH R15
Результаты тестирования AMD Athlon X4 845 в LuxMark 2.0
Результаты тестирования AMD Athlon X4 845 в Photoshop CS5
Результаты тестирования AMD Athlon X4 845 в x264 FHD Benchmark
Результаты тестирования AMD Athlon X4 845 в x265 Benchmark
Результаты тестирования AMD Athlon X4 845 в TrueCrypt 7.2
Итак, процессоры серии Athlon не имеют встроенного графического ядра, поэтому покупка дискретной видеокарты обязательна. Реально ли на базе Athlon X4 845 собрать игровой компьютер средней руки? Как показывает наше тестирование, реально. В современных играх 4-ядерный Excavator смотрится предпочтительнее 2-ядерного Haswell. Например, Far Cry 4 вообще отказался запускаться на стенде с Pentium G3258. В целом семейство FX-4000 в играх смотрится предпочтительнее Athlon X4 845. У таких чипов, как FX-4300/4350, и частота выше, и кэш третьего уровня имеется, и разблокированный множитель в наличии. Radeon R9 Nano испытуемый процессор по понятным причинам не «прокачал». Если и собирать на базе «экскаватора» игровой компьютер, то с видеокартой уровня Radeon R7 370 или GeForce GTX 950, но не мощнее.
Процессорозависимость AMD Athlon X4 845
Высоким разгонным потенциалом испытуемый образец Athlon X4 845 не хвастает. Из чипа удалось выжать лишь стабильные 4026 МГц для всех четырех ядер. Коллегам попадались экземпляры, разгоняющиеся до стабильных 4,2 ГГц и даже до 4,4 ГГц. Увы, мне не повезло. И все же 4,4 ГГц для «отполированного до блеска» 28-нанометрового техпроцесса — это тоже мало. Делаем вывод: Excavator с разгоном не дружит. В противном случае Athlon X4 845 обязательно обзавелся бы литерой «К» в названии — почетным знаком отличия любого оверклокерского чипа для платформы FM2+. Разгон до 4 ГГц в wPrime 1.55 ускорил работу 4-ядерника на 7%.
Разгон AMD Athlon X4 845
Конкуренты и аналоги
C аналогами все ясно. По цене и по производительности пользователь будет выбирать между Athlon X4 840 (для той же платформы FM2+) и FX-4300. Для игр лучше подойдет 32-нанометровый «камень». Что касается конкурентов, то в этой роли выступает серия Pentium. Я выбрал модель G4400. Ту, что на архитектуре Skylake. В играх предпочтительнее пусть и медленные, но четыре ядра Athlon X4 845. Доказательство — выше. А вот для офисного ПК интереснее смотрится Pentium G4400, так как в его стоимость уже входит встроенная графика HD Graphics 510. Следовательно, нет необходимости дополнительно тратиться на покупку дискретной видеокарты.
AMD Athlon X4 845 | AMD Athlon X4 840 | AMD FX-4300 | Intel Pentium G4400 | |
Архитектура | Excavator | Steamroller | Piledriver | Skylake |
Сокет | FM2+ | FM2+ | AM3+ | LGA1151 |
Техпроцесс | 28 нм | 28 нм | 32 нм | 14 нм |
Количество ядер/потоков | 4/4 | 4/4 | 4/4 | 2/2 |
Тактовая частота | 3,5 (3,8) ГГц | 3,1 (3,8) ГГц | 3,8 (4,0) ГГц | 3,3 ГГц |
Контроллер памяти | DDR3–2133, двухканальный | DDR3–2133, двухканальный | DDR3–1866, двухканальный | DDR3L-1600, DDR4–1866/2133, двухканальный |
Встроенный контроллер PCI Express | 3.0, 8 линий | 3.0, 16 линий | Нет | 3.0, 16 линий |
Встроенная графика | Нет | Нет | Нет | HD Graphics 510, 1000 МГц |
Кэш второго уровня | 2 Мбайт | 4 Мбайт | 4 Мбайт | 0,5 Мбайт |
Кэш третьего уровня | Нет | нет | 4 Мбайт | 3 Мбайт |
Уровень TDP | 65 Вт | 65 Вт | 95 Вт | 54 Вт |
Цена | $70 | $60 | $65 | $64 |
Купить | Вызов вертелки: AMD Athlon X4 8453inline | Вызов вертелки: AMD Athlon X4 8403inline | Вызов вертелки: AMD FX 43003inline | Вызов вертелки: Intel Pentium G44003inline |
В заключение
Что же, было интересно познакомиться с первым и, возможно, последним настольным процессором AMD на архитектуре Excavator. Скоро до нас наконец-то доедут ноутбуки с чипами Carrizo. Посмотрим, чего стоят «экскаваторы» в более стесненных условиях.
Мне кажется, что процессор удался. При невысокой стоимости он обладает неплохим уровнем быстродействия. Рекорды не бьет, но в некоторых случаях архитектура Excavator позволяет Athlon X4 845 конкурировать даже с низкочастотными Core i3. Есть софт, в котором новинка откровенно сливается. В среднем четырехъядерный «атлон» оказался быстрее двухъядерного «пентиума».
Кому подойдет этот чип? В офисной сборке ему вряд ли найдется место, так как Athlon X4 845 не имеет встроенной графики. Думаю, в HTPC ему тоже нет места. Остается только порекомендовать Excavator в качестве основы для недорогого мультимедийного системного блока с игровой видеокартой уровня Low-end.
Эпоха модульной архитектуры подходит к концу. Осенью/зимой этого года AMD представит чипы семейства Zen — принципиально новые процессоры. Так получилось, что на протяжении всех пяти лет флагманские решения «красных» конкурировали лишь с процессорами Intel среднего ценового диапазона. Тем не менее AMD постоянно снижала стоимость своей продукции, а также никогда не отворачивалась от энтузиастов. Надеюсь, Zen сохранит все лучшее и избавится от худшего.
AMD Athlon X4 845 | |
Плюсы: | Минусы: |
|
|
Полный текст статьи читайте на Ferra.ru
Процессоры Loongson 3A4000 сравнимы с 28-нм CPU AMD на архитектуре Excavator
После торжественного представления ранее на этой неделе нового поколения процессоров китайской компании Loongson новинки прописались на сайте разработчика, что дало нам возможность узнать о них чуть больше из первых рук. Но начнём мы с того, что Loongson заявила о достижении и даже преодолении уровня архитектуры AMD 28-нм поколения Excavator.
Как и процессоры AMD поколения Excavator, новые настольные процессоры Loongson 3A4000 и серверные 3B4000 выпускаются с использованием 28-нм техпроцесса. В бенчмарке SPEC CPU2006 китайские процессоры на вычислениях одним ядром целочисленных значений и на операциях с плавающей запятой набирают свыше 20 баллов, что даёт Loongson право заявлять о создании практически современных процессоров. Пройдёт ещё год, и Loongson намерена представить 12-нм 4-ядерные и 16-ядерные процессоры 3A5000 и 3C5000, которые по производительности встанут в один ряд с актуальными на тот момент моделями.
Возвращаясь к сегодняшнему дню, напомним, что обе новинки в лице четырёхъядерных Loongson 3A4000 и 3B4000 по-прежнему используют 28-нм техпроцесс на пластинах FD-SOI. Однако вычислительные ядра перешли на новую архитектуру GS464V и увеличили тактовую частоту с 1,5 до 2 ГГц. Пиковое энергопотребление, судя по всему, не изменилось и составляет не больше 30 Вт на частоте 1,5 ГГц, не больше 40 Вт на частоте 1,8 ГГц и не больше 50 Вт на частоте 2 ГГц. Однако использование новых механизмов динамического управления частотой и питанием блоков процессора и его вычислительными ядрами существенно продлевает автономную работу ноутбуков на новых процессорах, а именно до двух раз, по уверениям Loongson.
Новая архитектура GS464v 64-битная суперскалярная с поддержкой неупорядоченного исполнения команд, совместимых с MIPS64. Два блока обработки векторных инструкций могут оперировать 128- и 256-разрядными инструкциями. Объём кеш-памяти не изменился: на каждое ядро приходится по 64 Кбайт L1 и 256 Кбайт L2, а также 8 Мбайт разделяемой кеш-памяти L3. Чистая производительность по сравнению с предыдущими процессорами выросла более чем в два раза.
Межпроцессорное соединение, обеспечиваемое двумя 16-битными контролерами HyperTransport 3.0 в каждом процессоре, позволяет создавать двух-, четырёх- и восьмипроцессорные конфигурации. Утверждается что четырёхпроцессорная конфигурация из новых процессоров более чем в четыре раза мощнее, чем двухпроцессорная конфигурация из процессоров предыдущего поколения.
Контроллер памяти новинок остался двухканальным, но теперь он поддерживает память DDR4 с ECC и частотами до 2400 МГц (ранее только DDR2 и DDR3). Это, а также другие архитектурные изменения привели к тому, что новые процессоры получили иное конструктивное исполнение и процессорный разъём ― FC-BGA 1211. Он несовместим с прежним процессорным разъёмом FC-BGA 1121 и это означает несовместимость новых и старых материнских плат и процессоров. Совместимость операционной системы и приложений сохранена.
Из других оптимизаций отметим улучшения в работе виртуальных машин. Эффективность этих задач выросла с 85 % до 95 %. Также разработчики подчёркивают высочайшую защищённость вычислительной архитектуры и составных блоков новых процессоров. Абсолютно всё разработано в компании силами её проектировщиков. В новинках нет ни одного блока, приобретённого по лицензии, включая физические уровни интерфейсов. Компания приобрела только CAD-пакеты для проектирования, вероятно, только с библиотеками элементов.
Встроенные механизмы защиты от взлома гарантируют предотвращение атак с использованием уязвимостей Meltdown и Spectre. Заявлено о широком спектре аппаратных механизмов шифрования, таких MD5, AES, SHA и стандартов китайской криптозащиты. В дальнейшем разработчик будет делать ставку на выпуск многоядерных моделей, считая, что в однопоточных вычислениях процессоры Loongson достигли современного уровня производительности и следует добиваться преимуществ за счёт наращивания числа ядер.
Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Процессоры AMD Bristol Ridge в 2016 году будут использовать архитектуру Excavator
Зарубежные источники сообщают, что компания Advanced Micro Devices, судя по всему, не планирует использовать микроархитектуру нового поколения Zen в гетерогенных процессорах (APU), запланированных на следующий, 2016 год. Это следует из опубликованной одним из источников презентации AMD, слайды которой, впрочем, отвечают далеко не на все вопросы, касающиеся новых процессоров.
Согласно этой версии, новые APU должны использовать Zen
BenchLife сообщает, что APU под кодовым названием Bristol Ridge, запланированные на 2016 год, будут основываться на архитектуре Excavator и дизайне Carrizo с минимумом изменений. Опубликованная данным ресурсом презентация была продемонстрирована партнёрам AMD ещё 27 марта этого года. Она довольно подробна, но содержит ряд неточностей, что, вероятно, указывает на предварительную версию документа. Первые слухи об использовании ядер Excavator в Bristol Ridge появились ещё в январе, но в мае была опубликована другая презентация AMD, предназначенная для финансовых аналитиков, которая гласила, что новые APU получат «до четырёх ядер Zen».
К сожалению, временные рамки в этой презентации указаны очень приблизительно, известно лишь, что «новые APU запланированы на июль 2016 года». Как правило, в таких случаях указываются примерные сроки появления первых чипов, доступности инженерных образцов, начала массового производства и так далее. Если такие «временные указатели» не расставлены, то компания либо не имеет чётких планов, либо испытывает трудности с их выполнением. Поскольку информация о Bristol Ridge, полученная из двух различных источников, противоречива, это может означать, что AMD всё ещё находится в процессе выбора архитектуры для новых APU. При этом использование связки Excavator и Carrizo требует лишь наращивания частотного потенциала, в то время как переход на Zen потребует разработки нового чипа с нуля, что гораздо сложнее — мы уже знаем, что новые процессоры AMD на базе этой архитектуры будут полностью отличаться от существующих дизайнов, используемых компанией сегодня.
А здесь прямо указано использование архитектуры Excavator
Как и APU текущего поколения, Bristol Ridge получит встроенный контроллер ввода-вывода с поддержкой USB 3.0, PCI Express 3.0, SD, SPI, eSPI и I2S. При этом дискретному графическому контроллеру будет выделено всего 8 линий PCIe 3.0. Ещё четыре линии получит системная логика Promontory, а две — интерфейс SATA 3.0. Процессор будет использовать разъём AM4, ранее известный под именем FM3. Хотя новый APU и напоминает Carrizo, он будет выпускаться в версиях PGA или LGA; более того, Carrizo имеет более продвинутые возможности ввода-вывода.
Не очень подходит для настольных систем
AMD Bristol Ridge получит четыре ядра Excavator (два двухъядерных модуля) с 2 Мбайт кеша второго уровня (512 Кбайт на ядро), графику Radeon с восемью исполнительными блоками (512 поточных процессоров) и поддержкой GCN 1.2, двухканальный контроллер DDR4, специальную высокоскоростную шину, соединяющую ядра x86 и GCN между собой и с подсистемой памяти. Будут поддержаны все необходимые возможности гетерогенных вычислений, в соответствии со стандартом HSA 1.0. Мультимедийные возможности и средства безопасности останутся прежними. В APU будет использован видеодвижок UVD6 с поддержкой декодирования HEVC в режимах высокого разрешения, блок кодирования видео VCE3.1 и звуковой сопроцессор ACP2. В дополнение к технологии TrustZone чип получит ускоритель криптографических функций, поддержку TPM 2.0 и безопасной загрузки (secure boot).
Для подключения дисплеев будет использоваться интерфейс HDMI 2.0 с возможностью вывода на три монитора. Это означает возможность использования режимов вплоть до 3840 × 2160 при частоте обновления 120 Гц, а также поддержку видео в 3D с разрешениями UHD. Как и Carrizo, Bristol Ridge получит продвинутые средства управления питанием, включая connected standby, адаптивное управление напряжениями и частотами (AVFS), clock stretcher, STAPM и другие.
Вне всяких сомнений, Bristol Ridge в том виде, в каком он описан в упомянутых документах, является ближайшим родственником Carrizo. Вопрос лишь в том, новый ли это чип, рассчитанный на более высокие частоты или просто Carrizo получит новое имя. AMD заявляет, что Carrizo создавался с прицелом на максимальную энергоэффективность и высокую степень интеграции, и что этот дизайн не рассчитан на высокие тактовые частоты. Для достижения максимальной плотности упаковки транзисторов на кристалле AMD использовала библиотеки высокой плотности (high-density chip design libraries, HDL), и, согласно ей, это позволило уменьшить площадь Excavator на 23% в сравнении со Steamroller, а также добиться 40% выигрыша в уровне энергопотребления.
Но когда разработчик ЦП разрабатывает процессор, рассчитанный на высокие частоты, он применяет другие библиотеки, оптимизированные под достижение максимальной производительности, с меньшей плотностью упаковки транзисторов. Ядро получается крупнее и дороже, даже с учётом оптимизаций. Таким образом, чипы, разработанные с использованием библиотек HDL и библиотек, рассчитанных на высокие частоты, могут существенно отличаться. И Carrizo действительно не рассчитан на высокие частоты, хотя в пике они могут достигать 3.4 ГГц, хотя этот режим может и не использоваться ввиду ограничений по теплопакету.
Согласно слайдам, опубликованным BenchLife, ядра Excavator в составе Bristol Ridge будут работать на частотах около 4 ГГц, что довольно существенно превышает показатели Carrizo. В теории это может означать то, что Bristol Ridge — новый чип, прошедший редизайн с использованием библиотек, оптимизированных на высокую производительность. Благодаря повышенной частоте и 10% приросту производительности на одной частоте (IPC) в сравнении со Steamroller можно ожидать, что Bristol Ridge будет существенно быстрее Kaveri в большинстве современных приложений широкого спектра. На отличия от Carrizo намекает и использование памяти DDR4, хотя такую поддержку может иметь и последний, просто она отключена по соображениям энергоэффективности или стоимости. Но благодаря поддержке DDR4 производительность графического ядра Bristol Ridge также обещает быть более высокой в сравнении с Kaveri. Сам чип будет производиться с использованием 28-нанометрового техпроцесса и получит теплопакет на уровне 95 ватт, что довольно много в сравнении с Carrizo с его 35 ваттами.
Итак, подведём итоги. Новые гетерогенные процессоры AMD Bristol Ridge смогут предложить пользователям более высокий уровень производительности, нежели Carrizo и Kaveri. Это будет достигнуто благодаря повышенным частотам, различным оптимизациям и использованию нового типа оперативной памяти. Но прорыва ожидать не следует, поскольку даже в своём последнем воплощении архитектура Bulldozer явно устарела и AMD не собирается вкладывать много средств в её доработку. Более того, компания даже не подвергла улучшениям графическое ядро Bristol Ridge в сравнении с Kaveri. Если новые APU появятся в третьем квартале 2016 года, они столкнутся с Intel Skylake, а последние, как известно, будут производиться с использованием более совершенных технологий и получат новые архитектуры процессорных и графических ядер. Состязаться с ними AMD с учётом всего вышесказанного о Bristol Ridge будет крайне сложно.
Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Bulldozer (микроархитектура) — Википедия
У этого термина существуют и другие значения, см. Bulldozer.Bulldozer — кодовое название процессорной архитектуры процессоров AMD64 (в рамках системы команд x86) от компании AMD, семейства 15h, изготавливаемых по 32-нм технологии и предназначенных для серверов и высокопроизводительных ПК.
Во втором квартале 2010 года AMD получила первые образцы 32 нм процессоров с архитектурой Bulldozer.
Серийный выпуск процессоров архитектуры Bulldozer начался в сентябре 2011 года.[1][2]
Процессоры Bulldozer были заменены процессорами архитектуры Piledriver (Trinity).
Диаграмма пары ядер (модуля). Схема 4-модульного решения с 8 процессорными ядрами
Топология памяти для сервера с Bulldozer (2 сокета)Процессоры Bulldozer, по заверениям представителей AMD, имеют полностью новую архитектуру по сравнению с предыдущими поколениями AMD K8 и AMD K10. Известно, что процессоры Bulldozer впервые поддерживают новые инструкции x86 (SSE4.1, SSE4.2, CVT16, AVX и XOP, в том числе 4-операндный модуль FMAC). Bulldozer содержат до 8 ядер для настольного сегмента, до 16 ядер — для серверного, и обладают совместимостью с модульной процессорной архитектурой M-SPACE. Введена поддержка новой версии технологии AMD Direct Connect и четырёх каналов HyperTransport 3.1 на каждый процессор. Возможность работы с памятью DDR3 и технологией расширения памяти AMD G3MX позволяет увеличить пропускную способность процессора. Также улучшено управление питанием[3][4][5].
Новые процессоры получили поддержку технологии Turbo Core 2, которая позволяет увеличить номинальную частоту процессора с 3,5 до 4 ГГц и заметно повысить производительность аналогично технологии Intel Turbo Boost[6].
У серверных процессоров Bulldozer существует поддержка сверхъёмких модулей оперативной памяти LR-DIMM, реализованная в их интегрированных контроллерах памяти[7].
 | Информация в этом разделе устарела. Вы можете помочь проекту, обновив его и убрав после этого данный шаблон. |
Первым семейством процессоров микроархитекуры Bulldozer стало настольное семейство Zambezi во 2 квартале 2011 года под Socket AM3+[8][9], производством которого занимается компания-подрядчик GlobalFoundries[10]. Zambezi выполнены по 32 нм техпроцессу; первыми появились 8-ядерные с TDP от 95 до 125 Вт в зависимости от тактовой частоты и 8 Мб кэш-памяти L2, затем 6- и 4-ядерные с TDP 95 Вт и с 6 и 4 Мб L2 кэша соответственно[11].
В последней четверти 2011 года появилось семейство Orochi[12][13]. 8-ядерные процессоры семейства Orochi получат 16 Мб общей кэш-памяти[14]. Оба семейства будут иметь двухканальный контроллер памяти DDR3[15].
В 3 квартале 2011 года был намечен выпуск процессоров Interlagos, которые имеют 16 вычислительных ядер, четырёхканальный контроллер памяти DDR3. Также в 2011 году выпущено менее мощное семейство Valencia с поддержкой двухканальной памяти DDR3[16].
В этом же году AMD хотела выпустить серверные чипы Terramar и Sepang, которые имели бы до 20 ядер, техпроцесс 32 нм, интегрированный 4-канальный контроллер памяти DDR3 и контроллер PCI Express 3.0. Но планы изменились, и теперь AMD готовит другие серверные CPU — Abu Dhabi, в состав которых входит до 16 ядер Piledriver (наследники Bulldozer), а для двухсокетных серверов припасены чипы под названием Seoul, включающие в себя до 8 указанных ядер[17][18].
Летом 2013 года AMD объявила о процессоре AMD FX-9590 с частотой до 5 ГГц (Turbo)[19].
Таблица настольных процессоров[20]:
| Модель | FX-8170 | FX-8150 | FX-8120 | FX-8100 | FX-6200 | FX-6130 | FX-6120 | FX-6100 | FX-4200 | FX-4170 | FX-4150 | FX-4130 | FX-4120 | FX-4100 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Кодовое Имя | Zambezi | ||||||||||||||
| Ядра/Модули | 8/4 | 6/3 | 4/2 | ||||||||||||
| Штатная Частота | 3.9 GHz | 3.6 GHz | 3.1 GHz | 2.8 GHz | 3.8 GHz | 3.6 GHz | 3.6 GHz | 3.3 GHz | 3.3 GHz | 4.2 GHz | 3.8 GHz | 3.8 GHz | 3.9 GHz | 3.6 GHz | |
| В режиме Turbo | 4.5 GHz | 4.2 GHz | 4.1 GHz | 3.7 GHz | 3.9 GHz | 3.9 GHz | 4.3 GHz | 4.1 GHz | 3.9 GHz | 4.3 GHz | 3.8 GHz | 3.9 GHz | 4.0 GHz | 3.7 GHz | |
| Кэш 2 уровня | 8MB | 6MB | 4MB | ||||||||||||
| Кэш 3 уровня | 8MB | 4MB | 8MB | ||||||||||||
| Тепловыделение (TDP) | 125W | 95W | 125W | 95W | 125W | 95W | 125W | 95W | |||||||
| Память | максимальная частота памяти 1866 MHz | ||||||||||||||
| Версия Black Edition | Да | ||||||||||||||
| Поддержка Turbo Core | Да | ||||||||||||||
| Сокет | AM3+ | ||||||||||||||
| Техпроцесс | 32 nm | ||||||||||||||
AMD выпустила три серии на базе этой микроархитектуры для серверов: Opteron 3200 (Zurich, до 8 ядер), Opteron 4200 серии (под кодовым названием Valencia, до 8 ядер) и Opteron серии 6200 (кодовое название Interlagos, с поддержкой до 16 ядер)[21].
Недостоверная маркетинговая информация[править | править код]
В маркетинговых целях процессоры на архитектуре Bulldozer позиционировались как процессоры с 8/6/4 ядрами. Однако, каждый процессор содержал указанное число лишь блоков целочисленных операций, количество блоков операций с плавающей запятой было вдвое меньше, отчего при большом количестве операций с плавающей запятой процессор показывал значительно меньшую производительность[22].
В августе 2011 года процессор AMD FX-8150 удалось разогнать до 8,429 ГГц, данный результат был занесён в Книгу рекордов Гиннесса[23]. А 28 мая 2012 года был установлен абсолютный рекорд частоты для всех процессоров — таиландский оверклокер ksin разогнал процессор AMD FX-8150 до 8,805 ГГц при одном активном модуле[24], но Администрация сайта заблокировала результат. Чуть позже оверклокер добавил результат 9,062 ГГц[25]. Данный результат также был забанен на hwbot. После чего начался скандал на околокомпьютерных форумах.
Официально признанный рекорд всё ещё принадлежит AndreYang и составляет 8,585 ГГц[26].