Обзор и тестирование процессора AMD Athlon X4 845 в исполнении Socket FM2+: знакомство и нюансы разгона

Тихо и без особой помпы AMD в конце февраля вывела в настольный сегмент новую процессорную микроархитектуру под кодовым именем «Excavator». Причина такого неординарного шага проста: по сути Excavator – это мобильные ЦП AMD Carrizo, анонс которых состоялся год назад. Насколько такая переделка удачна? Что она представляет на практике? Каковы нюансы разгона? Насколько удачным вышел новичок?
7 июля 2016, четверг 10:00
I.N. для раздела Лаборатория

Оглавление

Вступление

Тихо и без особой помпы компания AMD в конце февраля вывела в настольный сегмент новую для него процессорную микроархитектуру, получившую кодовое имя «Excavator». Причем дебют прошел скромно как в плане громкости, так и численности модельного ряда: вниманию публики был представлен всего один процессор и, к тому же, отнюдь не флагманского класса.

Причина такого неординарного шага проста: по сути Excavator – это мобильные процессоры AMD Carrizo, официально анонсированные практически год назад, 7 мая 2015 года. И в данном случае инженеры компании просто перенесли новое процессорное ядро в «настольный» сегмент. Ну а поскольку конструктив Socket AM3+ сильно отличается от Carrizo, у которого «северный мост» набора системной логики – составная часть кристалла, этот процессор был выпущен в исполнении Socket FM2+, идеально подходящем по своей архитектуре.

Насколько такая переделка удачна? Что она представляет собой на практике? Каковы нюансы разгона? Насколько в целом удачным вышел новичок? Ответы на поставленные вопросы мы постараемся найти в рамках серии материалов, посвященных AMD Athlon X4 845 и созданных благодаря нашему постоянному партнеру – компании Регард.

В общих чертах информация о новом процессоре уже есть. В частности, очень хорошо над этим поработал известный под ником Gorod оверклокер и участник конференции Overclockers.ru, проделавший немало экспериментов и тестов и собравший их в рамках одной темы. Тем не менее, возникло желание реализовать параллельное тестирование – более формализованное и по иной методике.

На нашем портале публикуются обзоры, посвященные именно нюансам разгона различных процессоров, в числе которых энергопотребление, нагрев, поиск стабильности, зависимость производительности. Традиционно их написание – это область деятельности моего коллеги Ивана Ivan_FCB Конева (AMD Bulldozer – 1, 2; AMD Vishera – 1, 2; AMD Trinity – 1, 2, 3, 4, 5; Intel Haswell – 1, 2, 3; AMD Richland – 1, 2; AMD Kaveri – 1, 2, 3; Intel Haswell-E – 1, 2), но из-за ряда причин, среди которых не последнее место занимает географическая удаленность автора, Godavari тестировать пришлось уже мне. Та же судьба постигла и Excavator.

AMD Carrizo

Первый представитель модульной микроархитектуры с кодовым именем «Bulldozer» увидел свет во второй половине 2011 года. Он стал наследником удачной микроархитектуры AMD K10.5 и принес некоторый прирост производительности относительно нее. Но прирост этот оказался не столь ощутимым и в итоге не дал AMD желанного лидерства. С тех пор компания выпустила несколько обновлений архитектуры – Piledriver (2012), Steamroller (2014), но они аналогично не принесли ничего принципиально нового, являясь лишь доработками того самого Bulldozer.

AMD не скрывала свои замыслы и на слайдах в презентациях, рассказывающих о планах компании на будущее, изначально присутствовали упоминания об архитектуре с кодовым именем «Excavator» – еще одном этапе развития идей модульной архитектуры.

К сожалению, изначально обещанные сроки соблюсти не удалось: Excavator увидел свет только в мае 2015 года. И снова, как и предшествующие новинки AMD, в составе APU (Accelerated Processor Unit, процессор с интегрированным графическим ядром), к тому же – только в классе мобильных систем. Обладателям настольных ПК вкусить прелести новой архитектуры на первых порах не дали – исполнение для использования в привычных компьютерах новинка получила только в этом году.

Технически перед нами кремниевый полупроводниковый кристалл, изготовленный по уже знакомому 28 нм техпроцессу, но при этом AMD уделила особое внимание изменению дизайна кристалла и его перекомпоновке.

В конечном итоге говорится об уменьшении площади самого ЦП на 30% в сравнении с Steamroller. При этом Excavator получил серьезно переработанный блок предсказания ветвлений: его размер вырос вдвое, а число записей – с 512 до 768.

Размер кэша первого уровня (L1) также нарастили, что позволило процессору получить улучшение эффективность предвыборки: на каждое ядро приходится по 32 Кбайт кэша данных (вдвое больше, чему у Steamroller – Kaveri). Организация кэша инструкций осталась прежней – 96 Кбайт на каждый модуль. AMD заявляет о приросте производительности в сравнении со Steamroller почти до полутора раз в зависимости от приложения.

Но даже перепланировка кристалла в стремлении сделать процессорную часть более компактной не спасла от урезаний: «жертвой» стал кэш L2 – его объем уменьшен вдвое. Это однозначно ударит по производительности в операциях, например, с архивацией данных.

Athlon X4 840 «Kaveri» (слева) и Athlon X4 845 «Carrizo» (справа)

Компания провела работы по оптимизации и более тесной интеграции процессорной части кристалла, однако архитектурные изменения и соответствующий рост «транзисторного бюджета» попросту израсходовали весь выигрыш от более плотной компоновки и в целом весь кристалл получился немного крупнее.

По данным, приводимым самой AMD, кристалл Carrizo построен на базе 3.1 млрд транзисторов, а его суммарная площадь составляет 250 кв. мм, тогда как Kaveri основывался на 2.3 млрд транзисторов и обладал площадью 245 кв. мм.

Чем это чревато? Технически это должно привести к возможности уменьшения питающего напряжения и, как следствие, энергопотребления. Но законов физики никто не отменял: при плотной компоновке кристалла может оказаться более высокой его внутренняя температура.

Все это мы уже наглядно видим на примере процессоров Intel, когда все более новые модели CPU (Sandy Bridge >> Ivy Bridge >> Haswell >> Skylake) оказываются обладателями все более скромного частотного потенциала и, несмотря на снижение энергопотребления, при разгоне с повышением напряжения требуют все более производительных систем охлаждения.

«Настольная» реализация Carrizo упрощена в сравнении с исходной разработкой: встроенное графическое ядро отключено (хотя физически оно в кристалле присутствует) и новый процессор отнесен к линейке AMD Athlon X4, причем он встроен в нее между существующими моделями.

Модель 830 840 845 850 860K 870K 880K
Ядро Kaveri Kaveri Carrizo Godavari Kaveri Godavari Godavari
Техпроцесс, нм 28 28 28 28 28 28 28
Частота при полной нагрузке, ГГц 3.0 3.1 3.5 2.9 3.7 3.9 4.0
Частота в TurboCore, ГГц 3.4 3.8 3.8 3.2 4.0 4.1 4.2
Разблокированный множитель Нет Нет Нет Нет Да Да Да
Кэш L1, Кбайт 4 x 16
+ 2 x 96
4 x 16
+ 2 x 96
4 x 32
+ 2 x 96
4 x 16
+ 2 x 96
4 x 16
+ 2 x 96
4 x 16
+ 2 x 96
4 x 16
+ 2 x 96
Кэш L2, Кбайт 2 x 2048 2 x 2048 2 x 1024 2 x 2048 2 x 2048 2 x 2048 2 x 2048
TDP, Ватт 65 65 65 65 95 95 95

В данной таблице нет еще одного Carrizo – Athlon X4 835. Информация об этом процессоре давно известна, его предположительные характеристики можно обнаружить на CPU-World, но в серию он на данный момент все еще не запущен.

Помимо структурных преобразований, у Carrizo есть еще одно важное отличие от других ЦП в исполнении Socket FM2+: встроенный контроллер PCI-Express у процессора AMD Athlon X4 845 поддерживает третью версию данного интерфейса, но количество реализованных в нем линий – только восемь, а не шестнадцать, как у привычных Trinity/Kaveri/Godavari.

Впрочем, маловероятно, чтобы кто-то в пару к герою обзора поставит, например, GeForce GTX 980 Ti или Radeon R9 Fury X. Даже используемая при тестировании видеокарта GeForce GTX 970 кажется мне не слишком реальной. А потому никаких проблем, связанных с ограничением пропускной способности слота PEG, у пользователя не возникнет однозначно.

Но здесь кроется сюрприз для тех, кто обладает материнской платой с двумя слотами PEG, для которых используются линии PCI-e только от процессора по схеме 8+8 (на ряде моделей используется схема 16+4 – линии PCI-e для второго слота берутся от набора системной логики), и при этом задействует оба слота (например, для связки «видеокарта + периферийный контроллер или SSD»).

В таких случаях при установке AMD Athlon X4 845 не происходит никакого перехода в режим «4+4», второстепенный слот PEG просто перестает работать вовсе. Следовательно, в AMD Carrizo отключены именно те восемь линий PCI-e, которые на некоторых системных платах отводятся для второго полноразмерного слота PCI-Express.

И этим дело не ограничилось: попутно у Athlon X4 845 снижена тактовая частота CPU NB Core с 1600 до 1300 МГц.

Athlon X4 840 «Kaveri» (слева) и Athlon X4 845 «Carrizo» (справа)

Впрочем, это не должно быть существенным ограничением: кэш L3 в процессоре отсутствует, а сама подсистема оперативной памяти не должна быть узким местом из-за отсутствия встроенного графического ядра (кстати, максимальная частота оной ограничена значением в 2133 МГц, против 2400 МГц у других процессоров в исполнении Socket FM2/FM2+).

Знакомство с AMD Athlon X4 845

Выпущенный процессор рассчитан на использование в уже существующей инфраструктуре – системах с процессорным разъемом AMD Socket FM2+ и оперативной памятью DDR3, хотя чисто технически в нем заложена возможность работы и DDR4.

Упоминание об этом можно обнаружить, например, в документе «BIOS and Kernel Developer’s Guide (BKDG) for AMD Family 15h Models 60h-6Fh Processors», доступном для всех желающих на сайте компании AMD.

Разумеется, этот момент представляет сугубо теоретический момент: если в мобильных ПК (ноутбуках) процессор, как правило, просто распаивается на материнскую плату и соответствующие изменения в разводке производителю выполнить просто, то в настольных ПК с их процессорными разъемами требуется именно смена самого «сокета».

Последнее необходимо для внесения физической несовместимости со всеми выпущенными ранее процессорами во избежание повреждений на электрическом уровне из-за попыток некоторых пользователей обновить систему, не разобравшись в тонкостях технических характеристик.

Но конфигурация ножек у AMD Athlon X4 845 не получила принципиальных изменений: новый процессор полностью идентичен предыдущим Kaveri и Godavari, ориентированным на установку в разъем Socket FM2+. А потому у него нет перспектив на установку в системы с памятью стандарта DDR4, когда они будут выпущены AMD.

Слева направо: AMD A10-6800K, AMD A10-7870K, AMD Athlon X4 845.

Именно из-за наличия двух дополнительных ножек, появившихся еще у Kaveri и Godavari, AMD Athlon X4 845 физически невозможно установить в материнские платы с разъемом белого цвета (Socket FM2 без знака «+»).

С моделями Socket FM2+ тоже не все просто: немаловажным условием является наличие актуальной и достаточно свежей (2016 год, возможно, самый конец 2015-го года) версии BIOS, иначе система с большой долей вероятности просто не запустится. Например, ASUS Crossblade Ranger, используемая для тестирования процессоров (правда, лежавшая без дела со времен ноябрьских экспериментов с AMD APU A10-7870K и декабрьского материала «Обзор и тестирование процессора Intel Core i3-6100: разгон запретного»), без обновления BIOS отказывалась запускаться и выводила на POST-кодер сообщение-код «00».

Схема маркировки на крышке процессора не претерпела значительных изменений.

  • Строка «Общая маркировка, модель»: «A» – Athlon; «D» – Desktop (настольный); «845» – модель; «XA» – величина TDP 65 Ватт; «C» – смысл этого символа неясен; «I» – процессорный разъем Socket FM2+; «4» – количество ядер; «3» – объем кэша L2 на один модуль 1 Мбайт (два модуля, общий объем L2 – 1 х 2 = 2 Мбайт); «KA» – ревизия процессора CZ-A1.
  • Строка «Год и неделя выпуска»: первые два символа – год, вторые два – неделя, в нашем случае – 43-я неделя 2015 года (иначе говоря, c 19 по 25 октября).
  • Строки «Место производства…»: полупроводниковое производство AMD, ныне GF, располагается в целом ряде регионов. Германия – это производство в Дрездене (если мне не изменяет память, Fab 1 и бывшая Fab30 или 38, которые теперь объединены с Fab 1). Полученные кремниевые пластины («вафли») затем перевозятся на упаковочное производство (в данном случае Китай), где происходит их резка, упаковка (закрепление кристалла на текстолите и накрытие крышкой), тестирование и маркировка. Такое разделение по географии обходится дешевле, нежели концентрация производства (здесь множество факторов, выходящих за рамки нашего материала).

Привлекло внимание наличие на теплораспределительной крышке процессора небольшой выпрессовки круглой формы в левом нижнем углу. Ранее подобное встречать на «настольных» процессорах AMD мне не доводилось, даже на Socket AM1.

Но это именно выпрессовка, а не сквозное отверстие, как на процессорах Intel LGA 2011.

Схожесть с Kaveri и Godavari у «настольной» версии Carrizo не только в физическом исполнении: штатное напряжение у Athlon X4 845 составляет примерно 1.4 В, а при активной (по умолчанию) функции Turbo Core – 1.5 В и немного выше (в зависимости от экземпляра).

Однако катастрофичным такое повышение назвать нельзя из-за того, что Core VID, равный 1.412-1.425 В, встречался нам и ранее. Особенно наглядно это показало тестирование Athlon X4 860K, когда в прошлогоднем обзоре таким VID смогли похвастать восемь из десяти образцов. Но, к счастью, совсем критичным этот факт не является – об этом мы поговорим немного ниже, когда будем рассматривать нюансы разгона.

Мониторинг текущего состояния CPU осложняется тем, что AMD Overdrive (версия, доступная на сайте AMD на момент написания данного обзора) вовсе не распознает Athlon X4 845 как процессор, произведенный AMD, и соответственно отказывается запускаться.

Поэтому для контроля хотя бы температур остается вариант использования специализированных приложений сторонних разработчиков. Но и с ними не все ладно. RightMark Processor Power Management Panel версии 2.2.1152 (за 6 июня 2016 года) не определяет температуру ЦП:

Core Temp версии 1.0 RC9 (за 4 июня 2016 года) считает температуру процессора равной нулю.

Программа HW Monitor (версий Free и Pro) вовсе не признает наличие термомониторинга в процессоре. В отличие от нее, AIDA64 Extreme версии 5.70.3861 отображает температуру как по ядрам, так и общую.

Что такое «по ядрам», мы уже знаем – как и на прошлых поколениях CPU AMD, это плод богатого воображения разработчиков данной программы, а вот «общая» вполне согласуется с показаниями, отображаемыми в BIOS материнской платы.

Но в ее точности есть определенные сомнения: при отключении вентилятора на системе охлаждения процессора сбои в работе начинали наблюдаться уже при температурах около 50° C, что подозрительно мало (обычно они даже в разгоне возникают при значениях около 65° C и выше). Похоже, налицо проблемы с калибровкой термодатчика, либо с точностью считывания показаний оного AIDA64.

Нюансы разгона Athlon X4 845

Первый и основной нюанс AMD Athlon X4 845 заключается в том, что он относится к категории «non-K»-процессоров. Иначе говоря, какие-либо множители в нем заблокированы в сторону повышения, а любой разгон осуществляется только повышением базовой частоты (сокращенно – BCLK или HTT, не путать с HT – Hyper Transport). И вот тут нас поджидает самая малость препятствий:

  • В BIOS материнской платы может отсутствовать возможность изменения базовой частоты, либо она ограничена значением в 105 МГц (пламенный привет бюджетному и среднему сегменту моделей MSI);
  • Может отключаться часть видеовыходов графического ядра процессора (как правило, D-Sub);
  • У некоторых моделей системных плат микрокод BIOS просто не рассчитан на разгон по базовой частоте – при наличии параметров плата теряет стабильность;
  • В наборах системной логики AMD интегрированный контроллер SATA конфликтует с изменением базовой частоты.

Стендовая материнская плата ASUS Crossblade Ranger в полной мере адаптирована к разгону (странно было бы ожидать иного от имиджевой флагманской модели ведущего производителя). И на ее примере мы рассмотрим алгоритм разгона.

Сначала производим полный сброс настроек BIOS, затем после перезагрузки следуем в BIOS в раздел «Advanced».

Переходим в подраздел «SATA Configuration», где переключаем режим работы SATA-контроллера в наборе системной логики из режима AHCI в IDE.

После чего следуем в раздел «Extreme Tweakers» и занимаемся собственно разгоном.

Параметр APU Frequency и есть искомая базовая частота. Отмечу, что при его изменении необходимо контролировать и корректировать частоту памяти и оба множителя процессора, CPU Core и CPU NB Core (CPU Ratio и NB Frequency соответственно), чтобы не оказаться ограниченным, например, разгонным потенциалом оперативной памяти.

Данный алгоритм стандартен для разгона всех процессоров AMD в исполнении Socket AM1, Socket FM1, Socket FM2 и Socket FM2+. Параметры BIOS у разных производителей материнских плат могут отличаться по названию (как и их расположение), но суть едина. На некоторых моделях изначально может быть активен режим IDE, и в таком случае переключение не требуется, но на сегодняшний день это уже редкость.

На первый взгляд возможность переключения SATA-IDE изначально бесполезная функция, но это не совсем так: опытным пользователям проблема несовместимости оптических приводов с режимом AHCI знакома не понаслышке. Именно в таких ситуациях возможность включить режим PATA/IDE лишь для части, а не всех разъемов SATA подряд, являлась спасением.

Современным A85X/A88X и прочим она досталась просто по наследству из-за того, что такие оптические приводы уже практически исчезли. Но она позволяет аккуратно без каких-либо экспериментов исправить ситуацию, когда Windows оказалась установлена в режиме AHCI. Просто переводим часть портов в режим IDE, затем загружаем Windows, она определяет изменение режима и устанавливает драйвера, затем перезагружаем систему и переводим оставшиеся SATA в режим IDE. Никаких операций в реестре и прочего.

AMD Athlon X4 845 обладает двумя штатными значениями множителей – х35 (номинальный) и х38 (режим Turbo Core). И наличие поддержки технологии Turbo Core в сочетании с необычными характеристиками процессора может облегчить разгон. Нет, зафиксировать множитель, как это было у Intel с Turbo Boost, здесь нельзя. Но уровень энергопотребления и тепловыделения у Athlon X4 845 оказывается таким, что даже при многопоточной, но не сложной нагрузке (например, не используются AVX-инструкции), все ядра процессора продолжают работать на полной частоте.

Сюрприз? Да. Но лишь на первый взгляд. Дело в том, что AMD Athlon X4 845 даже в таком режиме оказывается полностью в рамках своего TDP.

Очевидно, здесь AMD оказалась «зажата» в собственноручно установленные рамки: среди всех выпускаемых для розницы процессоров AMD Athlon Socket FM2+ существуют только три градации TDP – 65, 95 и 100 Вт. Причем последняя представлена только одной, давно уже неактуальной моделью AMD Athlon X4 750K.

Что интересно, герой обзора в этой таблице еще не прописался, хотя и считается розничным решением. Справедливости ради, нужно отметить, что для бизнеса AMD спокойно выпускает очень богатый ассортимент процессоров с TDP 45 Вт, среди которых есть даже APU серии A10.

Да, познакомившись с Godavari, мы уже знаем, каким именно образом подобный теплопакет на самом деле достигается, но здесь важен сам факт: нет никаких технических ограничений для того, чтобы прописать значение в 45 В. Здесь же процессор не нуждается ни в каких-либо ухищрениях в принципе: даже в разгоне с поднятием напряжения CPU Core до 1.6 В величина тока на входе VRM при работе обычных приложений редко когда превышает 6.4 А. По сути это происходит только в специфических тестах вроде OCCT в режиме «Small data set».

Однако радоваться рано. На самом деле инженеры AMD все же заложили определенные механизмы самоконтроля за уровнем энергопотребления, причем работают они не совсем хорошо с точки зрения пользователя: агрессивность работы алгоритмов Turbo Core постепенно уменьшается независимо от условий. Для упрощения понимания рассмотрим это на примере графика частоты процессорных ядер в ходе теста OCCT в режиме «Small data set».

Наглядно видно, что предельный множитель x38 при непрерывной интенсивной нагрузке держится около полутора минут, после чего начинается постепенное снижение.

До 11 минут держится множитель x37 с эпизодическими активациями меньших, затем начинается переход к еще более низким множителям – чем дальше, тем больше времени работы выпадает на меньшую частоту. Попутно идет снижение напряжения CPU Core.

Что самое интересное, инженеры AMD почему-то не захотели реализовать полноценную работу системы: она работает только от таймера – ни изменение напряжения CPU Core, ни интенсификация обдува, ни все это вместе, не приводят к какому-либо существенному изменению поведения.

Не совсем понятен замысел подобного в настольной системе, но факт есть факт. Здесь можно лишь отметить, что на практике с ситуацией непрерывной интенсивной нагрузки пользователю не придется сталкиваться постоянно, а потому проблема того, что через 20-30 минут частота процессора становится близкой к номинальной, не так уж и актуальна. Зато может сослужить неплохую службу при разгоне, о чем мы поговорим чуть ниже.

Не расслабляйтесь, нет, мы все еще продолжаем плавный переход от радостного к горестному. На самом деле AMD подложила любителям разгона еще парочку очень упитанных свиней. Во-первых, процессоры Athlon X4 845 обладают, как это принято иногда называть на профессиональном языке, «аллергией» к повышенной частоте HTT. В частности, из восьми случайным образом взятых образцов два всячески отказывались работать на частоте HTT свыше 115 МГц. При этом симптоматика была своеобразной: увеличение частоты HTT всего на один мегагерц приводит к полной неработоспособности – система отказывается даже просто запуститься.

Причем это не ограничение именно используемой ASUS Crossblade Ranger, аналогичным образом данные экземпляры вели себя и на ASRock A68M-ITX (обзор за 16 мая), и на Biostar TA70U3-LSP (обзор за 26 апреля). Смена комплектов памяти DDR3 и перестановка модулей по разным слотам также не возымела какого-либо эффекта. Какова суть происходящего – отдельная интересная тема, которая может представлять интерес для особо дотошных пользователей: судя по симптоматике поведения, на высокой частоте HTT происходит отключение контроллера шины PCI-Express в процессоре.

Именно в такой ситуации, когда мы получили на руки такой неудачный экземпляр, наличие Turbo Core может оказаться неплохим подспорьем, позволив достигнуть в разгоне больших частот. Пусть это будет не так красиво и не на постоянной основе, но хотя бы так.

Вы заметили, что на скриншоте частота HTT всего лишь 108 МГц? Это уже второй сюрприз: свыше определенного значения частоты HTT срабатывает некая встроенная в процессор система ограничений и перестают работать множители Turbo Core – ядра ЦП начинают работать с множителями не более х35, хотя множитель х38 в том же приложении CPU-Z отображается.

Ограничение (если это именно ограничение, а не ошибка в AGESA) является не статическим, а динамическим: то, что изначально система запустилась с множителем x38, совсем не означает, что она будет работать с ним постоянно. Если случайным образом колебания частоты HTT (а такое явление присутствует на большинстве материнских плат как для AMD, так и для Intel) по наивысшему значению преодолеют злосчастный порог, то произойдет сброс множителя до x35, и обратно он восстановится только после перезагрузки системы.

Схожим образом данное ограничение срабатывает при превышении некоего порога потребления. Насколько удалось понять, это происходит при силе тока ~8.4 А на входе в подсистему питания процессора. Если считать КПД VRM за 90%, то это – примерно 90 Вт на самом процессоре.

Выясняем разгонный потенциал Athlon X4 845

У нас на руках оказался не один, а восемь образцов Athlon X4 845. Причем стандартных серийных экземпляров, взятых из обычной розницы, а не ознакомительных журналистских образцов, от которых можно ожидать всякого. В том числе и отбора по каким-то критериям, и отношения к ранней или инженерной партии, обладающей не соответствующей широкой рознице характеристиками.

Все участники произведены на 43-й неделе 2015 года и относятся к одной партии. При этом идут они не подряд, а с пропусками:

  • 9FS7961K50075;
  • 9FS7961K50077;
  • 9FS7961K50376;
  • 9FS7961K50388;
  • 9FS7961K50395;
  • 9FS7961K50397;
  • 9FS7961K50406;
  • 9FS7961K50409.

Тестовый стенд

Используемый тестовый стенд собирался из следующих комплектующих:

  • Материнская плата: ASUS Crossblade Ranger (BIOS 1201; обзор);
  • Процессор: восемь экземпляров Athlon X4 845;
  • Система охлаждения: Noctua NH-D14 (обзор; экземпляр не из этого обзора) с одним вентилятором Thermalright TY-143;
  • Термоинтерфейс: Arctic Cooling MX-2 (обзор);
  • Оперативная память: 2 х 8 Гбайт Silicon Power XPower DDR3-2400 (11-13-13-32, 1.65 В; SP008GXLYU24ANSA, комплект из этого обзора);
  • Системный накопитель: Silicon Power S50 64 Гбайт (JMicron JMF667H + 20 nm IMFT MLC SyncNAND + SVN146a; экземпляр из этого обзора);
  • Видеокарта: MSI GeForce GTX 970 Gaming 4G / Nvidia GeForce GTX 970 3.5 + 0.5 Гбайт (обзор; экземпляр не из этого обзора);
  • Блок питания: Corsair HX750W 750 Ватт (отдельно не тестировался; незначительно доработан по элементной базе);
  • Корпус: открытый стенд.

Программное обеспечение:

  • Операционная система: Windows 10 x64 «Домашняя» со всеми текущими обновлениями с Windows Update (сборка 10586.420);
  • Драйвер видеокарты: предлагаемый Windows Update 10.18.13.5891 WHQL (ForceWare 358.91).

Методика тестирования

Программное обеспечение для выявления нестабильности было определено в материале «Обзор и тестирование AMD A10-7870K: исследуем нюансы разгона процессоров AMD Godavari», и здесь мы будем продолжать следовать ему. Как показали эксперименты, наиболее быстрым способом определения нестабильности остался запуск приложения OCCT в режиме «Small Data Set» (для данного тестирования приложение было обновлено до версии 4.1.2).

Продолжительность теста составляет минимум 30 минут – такой продолжительности (на практике время четко не контролировалось, некоторые процессоры в ряде режимов тестировались и больше часа) достаточно для определения примерного потенциала ЦП. Более тщательные эксперименты с продолжительностью тестов и дотошными переборами напряжений не принесут принципиальной разницы в результат, но займут намного больше времени.

Отдельным пунктом стоит вопрос, какое напряжение считать максимально допустимым. И он очень интересен. Уже не первый год безопасным считается подавать на ядра (CPU Core) до 1.55 В при постоянной эксплуатации. За эти годы сменился уже не один техпроцесс, но даже с нынешними 28 нм AMD не считает чем-то зазорным подавать на процессор 1.50 В при штатных настройках. В экспериментах с данными образцами мы пошли на дополнительный риск: при тестах на CPU подавались и 1.60 В.

Тестирование процессоров будет проводиться, исходя из поиска ответов на два вопроса:

  • Минимальное напряжение, при котором ЦП будет сохранять стабильность;
  • Максимальный стабильный разгон.

Ранее мы отметили тот факт, что разгон осуществляется с активной технологией динамического повышения тактовой частоты Turbo Core. При всех плюсах возникает и минус – при активации этой технологии из-за специфики ее работы возникают значительные колебания токов на цепях питания, в результате чего какие-либо полноценные измерения энергопотребления с помощью обычного бытового мультиметра (или дешевыми «китайскими» амперметрами) проводить просто невозможно.

Во-первых, в них используются медленные АЦП (просто из-за того, что иные там и не требуются), а второе проистекает из первого – при постоянных колебаниях нужны не визуальные наблюдения за дисплеем (даже если АЦП будет обеспечивать достаточную разрешающую способность), а полноценная запись в лог и последующее усреднение данных. Для решения задачи нужна специальная несложная схема и осциллограф. Но последний у меня отсутствует, ведь особой нужды в нем нет – из-за редкости подобных материалов, где необходимо проведение таких тестов.

Итоговая таблица

Из-за немалых размеров получившегося текста было решено отклониться от стандартной подачи материала. На этот раз мы откажемся от подробного описания каждого образца и ограничимся одной лишь общей таблицей.

Краткое описание:

  • Значения через наклонную черту: OCCT / Blender;
  • Охлаждение: Noctua NH-D14 + Thermalright TY-143, термопаста – Arctic Cooling MX-2;
  • Все напряжения указаны по результатам замеров под нагрузкой;
  • Напряжение на входе VRM под нагрузкой: 11.98 В;
  • Не путать силу тока на входе VRM с энергопотреблением самого процессора (подробнее в разделе «Методика тестирования»);
  • Значения токов в таблице пиковые (подробнее в разделе «Методика тестирования»).

Образец 1 2 3 4 5 6 7 8
Стабильная HTT, МГц 115 125 115 122 114 122 120 125
VID CPU Core, В 1.412 1.387 1.412 1.425 1.412 1.412 1.387 1.450
Фактическое CPU Core под нагрузкой с активным Turbo Core, В 1.500 1.490 1.500 1.515 1.494 1.494 1.490 1.490
Величина тока на входе VRM при штатном напряжении (OCCT / Blender), А 5.40 / 4.69 5.56 / 4.80 5.40 / 4.69 5.21 / 4.48 5.35 / 4.62 5.42 / 4.71 5.64 / 4.40 5.71 / 4.86
Температура (OCCT / Blender), °C 36 / 32 37 / 33 36 / 32 36 / 32 36 / 32 36 / 32 37 / 33 36 / 34
Минимальное напряжение CPU Core на штатной частоте: установка в BIOS / показания CPU-Z / показания мультиметра, В 1.375 / 1.376 / 1.392 1.350 / 1.352 / 1.364 1.375 / 1.376 / 1.392 1.350 / 1.352 / 1.373 1.375 / 1.376 / 1.390 1.375 / 1.376 / 1.392 1.350 / 1.328 / 1.340 1.350 / 1.352 / 1.364
Температура (OCCT / Blender), °C 36 / 34 37 / 34 36 / 34 35 / 33 36 / 34 36 / 34 37 / 34 37 / 34
Пиковое значение величины тока на входе VRM при минимальном напряжении CPU Core (OCCT / Blender), А 4.99 / 3.95 4.75 / 3.33 5.01 / 4.05 4.70 / 3.35 4.94 / 3.88 4.95 / 3.90 4.75 / 3.76 4.78 / 3.33
Частота ядер в разгоне, МГц 4102 4125 4025 4147 4141 4058 4094 4092
Температура (OCCT / Blender), °C 40 / 37 41 / 37 40 / 37 41 / 37 40 / 37 40 / 38 42 / 35 41 / 36
Напряжение CPU Core в разгоне, В 1.61 1.55 1.61 1.57 1.57 1.61 1.57 1.55
Пиковое значение величины тока на входе VRM при разгоне (OCCT / Blender), А 9.60 / 6.11 9.23 / 6.73 9.60 / 6.11 6.68 / 5.76 6.77 / 5.97 9.66 / 6.21 9.27 / 6.67 8.29 / 5.77

Нужно отметить, что материнской плате было дозволено самостоятельно управлять оборотами вентилятора (единственное, был активирован профиль «Silent»). И во время экспериментов ни разу не удалось заметить повышения оборотов, фактически тесты проходили всегда при минимальном уровне оборотов.

Исходя из этой таблицы, можно сделать ряд выводов. Далеко не все они приятны:

  • Carrizo не может похвастать отменным частотным потенциалом (кстати говоря, на HWBot есть всего четыре результата и три из них – не впечатляющие ~4.2 ГГц, причем это результаты не стабильного разгона, а всего лишь способности проходить некоторые тесты);
  • Сам по себе разгон имеет слишком уж ускользающий смысл: напряжение повышаем, по экспоненте растет энергопотребление, но результат – какие-то 250-300 МГц или 7-10% к номинальной частоте процессора;
  • Температурный режим слабо меняется от разгона и изменения напряжений;
  • «Играть на понижение», пытаясь снизить энергопотребление, практически нет смысла – выигрыш составит всего лишь около 10 Вт (с учетом потерь на VRM).

Заключение

Новые процессоры AMD Excavator не так уж и просты, как может показаться на первый взгляд. Пользователя на пути разгона будет ожидать немало сюрпризов и тонкостей. Судя по всему, компания целенаправленно идет по пути усложнения тонкой подстройки системы под свои нужды: в Godavari появился сброс тактовых частот процессорных ядер при запуске 3D-приложений, который обходился только использованием специального приложения или правкой BIOS материнских плат, а в Excavator выявились сложности при подъеме HTT и сброс множителей.

Упреждая поток замечаний некоторых читателей: смысл этого обзора не столько в рассмотрении процессора, сколько в ознакомлении с тем, что делают инженеры AMD. Еще при разгоне Trinity у нас был полный контроль над ЦП – какой угодно разгон, какие угодно настройки. При разгоне Godavari мы столкнулись с нововведением: при нагрузке на встроенное графическое ядро происходил сброс множителя CPU Core до значения «30» – независимо от фиксации в BIOS, отключения любых энергосберегающих алгоритмов и защит вроде APM.

AMD Excavator фактически является лишь временным решением, но также принес очередные сюрпризы. Естественно, производитель не собирается останавливаться, и на смену Kaveri и Godavari придут новые поколения, которые однозначно соберут все нововведения. И надо быть готовым к этому.

В следующем материале мы постараемся оценить показатели быстродействия нового процессора AMD и сделать окончательные выводы в отношении Carrizo-Excavator.

I.N.



Продолжение:
Обзор и тестирование процессора AMD Athlon X4 845 в исполнении Socket FM2+: 2D-приложения и синтетические тесты


Выражаем благодарность:

  • Компании Регард за предоставленные на тестирование процессоры AMD Athlon X4 845;
  • Компании ASUS и лично Евгению Бычкову за предоставленную материнскую плату ASUS Crossblade Ranger;
  • Компании Silicon Power за предоставленный на тестирование комплект оперативной памяти Silicon Power XPower (SP008GXLYU24ANSA).