Новое ядро

Мы еще помним те времена, когда ядро Palomino с нетерпением ожидали покупатели. Теперь ситуация изменилась — настало время прихода нового ядра.
Как порой кажется из различных сообщений прессы, что до выпуска процессора Hammer осталось несколько недель. К сожалению, реальность далека от планов, так что раньше конца года мы, наверное, Hammer не увидим. А пока 0.18-микронное ядро Palomino заменяется 0.13-микронным ядром Thoroughbred, которое отличается более низким тепловыделением и ценой.

Сразу следует отметить, что ядро Thoroughbred не улучшает производительность процессора по сравнению со старым ядром. Оно просто стало компактнее, использует слегка уменьшенное число транзисторов и поэтому может работать на более высоких тактовых частотах.
Нас будут интересовать четыре вопроса:
1. Насколько дешевыми будут процессоры?
2. Можно ли будет их разогнать и до какой частоты?
3. Какой кулер потребуется?
4. Будет ли новое ядро работать на нынешних материнских платах?
Мы постараемся ответить на все эти вопросы, равно как и оценить производительность нового процессора. Чтобы рассеять ваши надежды следует отметить, что ядро Thoroughbred поставляется пока что на частоте не выше 1.8 ГГц, то есть всего на 66 МГц больше предыдущего ядра Palomino.

Ценовая политика AMD
В течение нескольких месяцев после выпуска Intel Pentium 4, его покупка была весьма недалеким решением. Если отбросить вопросы производительности, Pentium 4 был очень дорогим процессором, даже не столько из-за имени Intel на нем, сколько из-за высокой цены производства. Какие же факторы влияют­ на цену процессора?
1. Число рабочих процессоров, получаемых с одной пластины.
2. Размер ядра процессора.
3. Технологический процесс производства.
4. Размер пластины, из которой вырезаются процессоры.
5. Стоимость упаковки процессора (соединение кристалла с ножками).
Ядро Intel Pentium 4 отличается большим размером, причем в будущем его функциональность будет только расти. В следующем году Prescott будет выпущен с 1 Мбайт L2-кэша на ядре процессора. Кэш большого размера сегодня является самым прожорливым потребителем транзисторов и пространства ядра. Решение Intel при столь большом размере ядра логично — как можно быстрее перейти на меньший техпроцесс и увеличить размер пластины (поскольку на пластине тогда будет больше чипов). В качестве примера можно привести ранний переход Intel на 0.13-микронный техпроцесс, а следующее ядро, Prescott, выйдет на 0.09-микронном техпроцессе, причем оно будет вырезаться из 300-миллиметровых пластин.
AMD использует несколько иной подход, более соответствующий нуждам компании. Athlon XP и даже будущий процессор Hammer будут обладать очень небольшим размером ядра, что, кроме других технологий, является результатом отказа от применения кэша с отслеживанием. Фирма слегка запоздала с переходом на 0.13-микронный техпроцесс, поскольку Intel его промышленно применил уже в январе этого года, но вот мы дождались и AMD. Она не сможет использовать 300-миллиметровые пластины до 2005 года, так что им придется делать упор на относительно небольшие размеры ядра для будущих процессоров.
Можно посчитать выигрыш от перехода на новое ядро. По данным AMD, из одной 200-миллиметровой пластины можно получить 322 кристалла Thoroughbred (0.13 мкм), в то время как для ядра Palomino (0.18 мкм) число кристаллов составляло 201. То есть общее число выхода кристаллов (не учитывая процент годных) повысилось на 60%.
Столь низкие цены AMD являются как раз следствием небольшого размера ядра. AMD не добавляет новых функций в процессор Athlon XP при переходе на 0.13-микронное ядро Thoroughbred, что предоставляет больший простор для снижения цены. Это не означает немедленного падения цен на Thoroughbred Athlon XP, однако AMD будет вести сейчас более агрессивную ценовую политику.
Минусом такого подхода, конечно же, является производительность — новый Athlon XP работает нисколько не быстрее старого.

Как отличить Thoroughbred?
Ядро Thoroughbred выпускается с тактовыми частотами лишь слегка выше старой модельной линии Palomino. Если быть более точным, то на новом ядре выпускаются модели от 1700+ до 2200+.
Насколько же мал размер ядра? В приведенных спецификациях указано что-то около 80 мм2, но вы явно сможете отличить это ядро от предшественников невооруженным взглядом. Кроме того, AMD изменила положение конденсаторов на новом ядре, поскольку очень трудно проложить проводки­ от низа упаковки до очень маленького ядра.
То есть по внешнему виду разница, как говорится, налицо. Кроме того, есть отличия и в обозначении. В маркировке всех современных процессоров AMD первые символы обозначают ядро и модельный ряд (тактовую частоту у старых версий) процессора. Например, AX1900 обозначает Athlon XP 1900+. В процессорах на ядре Thoroughbred к первым буквам добавился суффикс DA. Таким образом, маркировка нового Athlon XP 2200+ будет выглядеть следующим образом: AXDA2200.

Характеристики процессора
Архитектурные спецификации Thoroughbred аналогичны его 0.18-микронному предшественнику. Основные отличия сводятся лишь к уменьшенному размеру ядра да пониженному напряжению питания (1.5-1.65 В против 1.75 В у Palomino). Кроме того, благодаря небольшой оптимизации ядра AMD удалось немного снизить количество транзисторов (37.2 млн против 37.5 млн).
В результате произведенных изменений тепловыделение Thoroughbred удалось понизить на 12% по сравнению с Palomino, хотя и сейчас оно остается выше, чем у Intel Northwood.

Тактовые частоты и ожидания
С выпуском ядра Thoroughbred AMD Athlon перешел на третью ступень эволюции. Первое ядро, Thunderbird, вышло около двух лет назад. Следующим шагом стало ядро Palomino в октябре 2001 года, среди новых функций которого можно отметить поддержку SSE и оптимизированную работу с кэшем. Теперь, в июне 2002, мы стали свидетелями выпуска Thoroughbred. В нем немного изменилась раскладка ядра и уменьшился его размер.
С увеличением тактовой частоты на 66 МГц не следует ожидать от Athlon XP 2200+ чуда. Помните, что по сравнению с мартовским XP 2100+ сегодняшний 2200+ работает на выросшей всего на 3,9% тактовой частоте. То есть увеличение производительности будет еще меньше.
Так что пока самыми привлекательными функциями у Thoroughbred являются уменьшившийся размер ядра и понизившее­ся тепловыделение.

Будет ли Barton?
Если посмотреть на планы AMD, то Thoroughbred является лишь промежуточным этапом в переходе с Palomino на ядро Barton. Размеры, прямоугольная форма Thoroughbred и новая раскладка ядра ясно дают понять, что AMD сделала возможным добавление L2-кэша на процессор. То есть компания может перейти к 512-килобайтному кэшу (Barton) практически не меняя раскладку.
Ядро Barton (преемник Thoroughbred) будет содержать 54 млн транзисторов, что сходно с Intel Pentium 4 с его 55 млн транзисторов. Поскольку Barton будет также опираться на 0.13-микронный техпроцесс, размер ядра вырастет с 80 до 115 мм2. И все равно размер ядра Barton будет существенно меньше 164 мм2 ядра Northwood. Благодаря этому AMD опять же сможет производить больше процессоров из одной пластины.

Совместимость с материнскими платами
0.13-микронный Athlon XP должен прекрасно работать на существующих SocketA-платформах, которые поддерживают Palomino. Главное — чтобы процессор опознавался BIOS. Однако на сегодняшний день не все материнские платы поддерживают новый процессор, хотя ситуация может измениться по мере выпуска новых версий BIOS.

Защита от перегрева
При переходе от Athlon XP на ядре Palomino к Athlon XP на Thoroughbred компания усилила свое внимание к вопросам охлаждения процессора. Дело в том, что поверхность процессора уменьшилась на 40%, следовательно, тепло сейчас нужно передавать через меньшую площадь. Непонятно, почему бы AMD не начать использовать распределитель тепла, как на Pentium 4 или Hammer.
С 10 июня AMD изменила свои рекомендации к OEM-производителям. Теперь с процессором могут использоваться только лишь немногие кулеры, причем контактная площадка кулера и процессора должна быть изготовлена из меди или любого другого материала с адекватной теплопередачей. Так что если вы хотите поставить на свой процессор Athlon XP на Thoroughbred, то выкиньте алюминиевый кулер куда подальше.
Кроме того, изменились требования и к производителям материнских плат. Теперь для получения сертификации от AMD материнская плата должна иметь встроенные средства защиты от перегрева. Цена необходимой логики составляет меньше $1.

Разгон
Когда выходит новое ядро, многие пользователи предвкушают радость от его разгона. К сожалению, про Thoroughbred так не скажешь. Несмотря на то, что разгон осуществляется значительно проще, чем у старых Athlon XP (мостики L1 не имеют бороздок), результаты его оставляют желать лучшего. При стандартном напряжении питания удалось повысить частоту на 1-9% от номинала (тестировались четыре процессора: 1700+, 1800+, 1900+, 2200+). При увеличении напряжения до 1.85 В результаты были получше — до 18%.
Как видим, разгон не сильно радует, хотя и получается.

Производительность
Как уже упоминалось выше, сверхвысокой производительности ждать от нового ядра не стоит. Что и подтвердилось в процессе тестирования.
По результатам большинства тестов Athlon XP 2200+ отстал от флагманских процессоров Intel с частотами 2.53 и 2.4 ГГц (FSB 133 МГц), держась на уровне Pentium 4 2.0 ГГц. Причем отставание было довольно значительным — от 10% до 30% в разных тестах. И только в тестах на кодирование медиа-данных и 3D-рендеринг (3DSMax и Maya) новый процессор показал производительность, равную последним процессорам Intel. (Стоит, однако, отметить, что при задействовании SSE2 отрыв возрастает до тех же 30% не в пользу AMD). Подобная же ситуация и в 3D-играх, но отставание здесь немного больше.
В то же время стоит обратить внимание на разницу в частоте между процессорами Intel и AMD. Даже по PR-рейтингу новый Athlon XP значительно ниже, чем лидеры тестов от Intel, не говоря уже о тактовой частоте (1.8 ГГц). Таким образом, для достижения лидерства AMD нужна улучшенная поддержка SSE2 и более высокие тактовые частоты.

Заключение
Когда происходит очень успешный запуск ядра, как у AMD получилось с Palomino, трудно бывает затмить прошлый успех. И хотя Thoroughbred обладает меньшим тепловыделением, да и стоимость производства у него меньше, ядро пока не смогло показать должного потенциала. Естественно, если вы сегодня будете покупать Athlon XP, то предпочтительнее выбрать Thoroughbred, но у существующих владельцев Palomino нет поводов для его смены на новое ядро.
Отсутствие потенциала для разгона наглядно показывает, на каком уровне у AMD находится 0.13-микронный техпроцесс. Если сегодня выход годных кристаллов низок и со временем будет расти, то сегодня 0.13-микронный техпроцесс находится пока в стадии развития. Однако если процесс отлажен нормально и 1.8 ГГц — это максимум, что мы получим от этих ядер, тогда имеют место архитектурные ограничения самого ядра. Если AMD не сможет достичь частот выше 1.8 ГГц, то ей придется попотеть в битве против Pentium 4 до конца года. К сожалению, если раньше процессоры AMD и Intel показывали сходную производительность, то теперь корону лидера можно смело отдать Intel. В большинстве тестов Pentium 4 2533 МГц показывает преимущество перед Athlon XP 2200+.
С другой стороны, главной целью AMD сегодня можно считать выпуск Hammer в должном виде. Судя по превосходным решениям дизайна, Opteron в следующем году может сделать на рынке серверов то, что Athlon сделал на рынке обычных компьютеров. Это означает, что семейство Athlon XP не является сейчас главным для AMD, так что компания может несколько сдать свои позиции на рынке обычных компьютеров Intel для обеспечения гарантии выхода Hammer до конца хода в должном виде. Мы наверняка увидим несколько ступенек увеличения тактовой частоты на 66 МГц, но не следует ожидать слишком много, по крайней мере, до выпуска Barton.
Главным аргументом при покупке процессора является его цена. В остальном — ждем увеличения L2 кэша у Barton и массового выхода плат на новом чипсете KT400, который сможет обеспечить платформу Socket462 памятью DDR400 на 200 МГц.


Рекомендуем почитать: