Мы продолжаем цикл статей о ретроклокинге. Забегая вперед, скажу, что тема Socket 7 никак не может меня отпустить, уж слишком много было выпущено различных интересных процессоров для данного разъема. Представители Intel Pentium MMX уже побывали в лаборатории, настало время их конкурентов.
На этот раз речь пойдет о ЦП AMD семейства K6. У меня собралось достаточно процессоров с маркировкой AMD, и я решил взять всю линейку – от самого первого AMD K6 без индекса до AMD K6-III, дабы сравнить их в одинаковых условиях. А в качестве бонуса вас ждет экстремальный разгон самого быстрого AMD K6-III c помощью системы фазового перехода («фреонки»).
Перед тем как продолжить, вспомним мои материалы, посвященные Intel Pentium MMX:
Процессоры семейства AMD K6 можно назвать успешными во всех смыслах, чего нельзя сказать об их предшественниках, CPU AMD пятого поколения. Но успех AMD K6 пришел, благодаря неудаче компании с моделями семейства K5.
В поисках исправления плачевной ситуации AMD покупает компанию NexGen (за 600 миллионов долларов), которая производила процессоры пятого поколения с инструкциями x86, исполняемыми при помощи внутреннего RISC-ядра. Наработок у NexGen хватало, но отдельная платформа и неполная совместимость их решений, как программно, так и аппаратно с общепринятым стандартом тех времен в виде Socket 5, поставила весь бизнес под удар, чем и воспользовалась AMD.
Итоги данной сделки не заставили себя долго ждать, и первым результатом объединенных усилий AMD и NexGen стал процессор AMD K6, который взял лучшие наработки инженеров NexGen.
Итак, первый процессор AMD K6 (Model 6) с частотой 166 МГц был анонсирован 2-го апреля 1997 года. AMD отказалась от PR-рейтинга, используемого в предыдущих решениях поколения K5, теперь ЦП AMD K6 маркировались реальной частотой, и в качестве конкурента позиционировались Intel Pentium II c аналогичной частотой.
Процессоры AMD K6 (Model 6) выпускались по 350 нм техпроцессу, содержали 8.8 миллионов транзисторов, поддерживали MMX инструкции и, в отличие от конкурента, включали большой L1 кэш: 32 Кбайт для данных и 32 Кбайт для инструкций. Pentium II (так же, как и Pentium MMX) довольствовался лишь половиной этого объема: 16 Кбайт для данных и 16 Кбайт для инструкций. Слабым местом у AMD K6 был блок FPU, но, несмотря на это, процессор из-за своей демократичной цены был доступен широкой публике. Модельный ряд AMD K6 (Model 6) состоял из линейки моделей с частотой от 166 до 233 МГц. Старшая модель с 233 МГц стоила на $170 дешевле, чем Pentium II с аналогичной частотой. Начало успеха процессоров AMD K6 было положено.
Спустя год, 7-го апреля 1998 года, AMD решает сделать (как нынче модно называть) «Refresh» линейки K6 (Model 6), переведя ее на более тонкий техпроцесс – 250 нм. Обновленная линейка процессоров AMD K6 получила название «Little Foot» (Model 7). По сути, перед нами все тот же процессор K6 (Model 6), но изготовленный по более тонкому техпроцессу, благодаря которому рабочее напряжение CPU уменьшилось, площадь кристалла уменьшилась более чем на половину и, что самое главное, подросли тактовые частоты. Топовым «Little Foot» (Model 7) является ЦП с частотой 300 МГц. Его стоимость была установлена в $246. Приблизительно в это же время (15 апреля 1998 года) уже был доступен Pentium II c частотой 350 МГц и FSB 100 МГц, но его стоимость была в два с половиной раза выше и составляла $621.
Следующим витком прогресса семейства процессоров AMD K6 стало подсемейство AMD K6-2. Новые процессоры были призваны конкурировать с самыми передовыми Pentium II на ядре «Deschutes», которые обзавелись FSB 100 МГц и частотами вплоть до 450 МГц. Анонс процессоров AMD K6-2 на ядре «Chomper» состоялся 28 мая 1998 года. Модельный ряд состоял из CPU с частотой от 233 до 350 МГц. Количество транзисторов подросло несильно – с 8.8 миллионов до 9.3 миллиона, зато появилась поддержка 100 МГц FSB, техпроцесс производства не изменился, зато добавились новые инструкции, получившие наименование 3DNow!, задача которых состояла в ускорении 3D графики.
И надо отметить, новые инструкции были положительно восприняты игровой индустрией, каждый второй производитель игр заявлял о поддержке своих игр с данными инструкциями. Даже Microsoft с выпуском API DirectX 6.0 привнесла поддержку новых инструкции AMD, производители драйверов видеокарт также занялись оптимизацией своего ПО под них. На практике, конечно, было не так гладко, где-то поддержка была реализована наполовину, но в целом все складывалось благополучно.
В ноябре 1998 года последовало обновление линейки, новые процессоры K6-2 получили улучшенное ядро – Chomper Extended (CXT). Улучшение, надо отметить, было небольшим, ЦП научился чуть быстрее работать с оперативной памятью благодаря технологии Write-Combining, а в остальном перед нами был прежний CPU с прежним техпроцессом и аналогичными характеристиками. Новое ядро дало начало новым моделям, частотный диапазон которых подрос вплоть до 550 МГц. Зачастую сборка системного блока на базе AMD K6-2 была в два раза экономичнее, чем на конкурирующей платформе Intel. Время существования K6-2 можно назвать «золотым веком» для компании AMD.
В сравнении, которое мы проведем далее, участвует модель AMD К6-2, но с добавочным «+» (плюсовым индексом) – К6-2+. Хотя на бумаге это второе поколение К6, хоть и с плюсом, но по характеристикам данный ЦП сильно отличается от своих собратьев «без плюса». Если не брать в расчет, что AMD, можно сказать, опоздала с выпуском данного CPU на рынок, процессор получился так же хорош, как и предшественник.
Он производился по еще более «тонкому» 180 нм техпроцессу, получил поддержку энергосберегающей технологии PowerNow! (аналог Intel SpeedStep), благодаря чему стало возможным менять множитель на лету. Но что самое главное – добавилось 128 Кбайт кэша второго уровня, работающего на частоте ядра CPU, который располагался на кристалле процессора. До AMD K6-2+ ни у одного AMD K6 не было своего L2 кэша. Благодаря кэшу, размещенному на материнской плате, который представлялся в системе как L3, можно было получить хороший прирост производительности. Тактовые частоты AMD K6-2+ стартовали с отметки 450 МГц и закончились на 570 МГц.
Все бы хорошо, но данные CPU предназначались компанией исключительно для мобильного сектора рынка (иными словами, AMD K6-2+ использовался преимущественно в ноутбуках). Несмотря на это, процессор физически был совместим с Socket 7 и большинство современных материнских плат того времени без особых проблем работали с ним, нужно только было обновить прошивку BIOS.
В феврале 1999-го свет увидела третья версия – AMD K6-III, кодовое название «Sharptooth». Процессор производился по 250 нм техпроцессу, состоял из 21.4 миллиона транзисторов, поддерживал 100 МГц FSB, и по сути был тем же K6-2 на ядре Chomper Extended (CXT), с поддержкой технологии пакетной записи в память, но с вдвое большим, чем у AMD K6-2+, кэшем второго уровня. Объем L2 у AMD К6-III составлял 256 Кбайт, он работал на частоте ядра CPU. Частоты новинок начинались с 333 МГц и заканчивались 450 МГц.
18-го апреля 2000 года на свет появились плюсовые собратья AMD K6-III. Их назначение было аналогично K6-2+, аналогичен и процесс их производства – 180 нм, фактически это был K6-2+, но с увеличенным до 256 Кб L2 кэшем.
Эволюцию процессоров семейства K6 прекрасно демонстрирует архивный слайд AMD.
Основой для тестового стенда стала уже известная нашим читателям материнская плата AOpen AX59 Pro на базе чипсета VIA Apollo MVP3» (Socket 7). В прошлый раз она неплохо себя показала, посмотрим, как справится в этот.
В самом начале были мысли о том, чтобы взять ASUS P5A, но у нее есть проблема с «плюсовыми» AMD, которая выражается в падении скорости записи в память, поэтому от этой задумки пришлось отказаться.
Процессоры:
Материнская плата:
Оперативная память:
Видеокарта:
Тестирование проводилось в Windows XP SP3 с помощью следующего ПО:
Чтобы оценить прогресс, с которым эволюционировали процессоры поколения AMD K6, было решено привести их к одному знаменателю и установить для всех участников тактовую частоту 233 МГц.
Набор тестов остается неизменным с предыдущего тестирования, по приведенной ссылке можно ознакомиться с описанием самих тестов и нюансов, которые с ними связаны. В качестве отсечки производительности будет выступать AMD K5 PR100, 100 МГц.
В данном бенчмарке видно, что блок FPU у ЦП AMD K6 не блещет производительностью, даже Pentium MMX 233 МГц на равной частоте оказывается быстрее AMD K6-III, у которого целых 256 Кбайт кэша второго уровня.
Несмотря на то, что Pentium MMX 233 МГц лишен L2 кэша, у него более эффективный алгоритм работы с оперативной памятью, что будет видно в последующих тестах AIDA64. В остальном все закономерно: за K6-1 идет K6-2, за которым следом K6-3.
И в этот раз Pentium MMX 233 МГц одержал победу на одинаковой частоте. А вот процессоры семейств K6 без кэша L2 и с кэшем L2 сгруппировались, показывая очень близкие результаты.
Здесь был получен уже ожидаемый результат. Тестовый образец Pentium MMX 233 МГц впереди, но мы-то знаем, что его рабочая частота на пределе серийных возможностей, а у CPU AMD есть как минимум двукратное превосходство по этому параметру. Так что мы еще выясним, кто кого.
А вот и первый сюрприз. Данный синтетический тест самый «молодой» из представленных выше и использует все фишки, заложенные в CPU, благодаря чему превосходство AMD K6 видно невооруженным взглядом.
Подошел черед 3D, где все 21 инструкции 3DNow! в деле. Pentium MMX 233 МГц остался позади. А вот преимущество AMD К6 (6k86) над AMD K6-2 233 МГц (Chomper) не совсем понятно, учитывая что в процессорном тесте данного бенчмарка оба процессора набрали одинаковое количество баллов.
3DMark 2000 Pro (v. 1.1)Конкретно в этом случае AMD K6-III лучший процессор для 3D.
Впрочем, и здесь ситуация не меняется, AMD K6-III лучший процессор. Pentium MMX для более прогрессивного 3DMark 2001 SE ничем не лучше AMD K6 233 МГц (6k86). Не FPU единым, как говорится.
Зато в плане эффективности работы с подсистемой памяти у Intel всегда выходило лучше, чем у компании AMD, и данный тест не исключение.
AIDA64 v.5.75.3900Аналогичная картина наблюдается на операциях записи в память.
Ниже можно увидеть сводный скриншот всех AMD K6 на частоте 233 МГц в тесте памяти AIDA64.
Прежде чем приступить к разгону, напомню порядок цифр, до которых в среднем разгоняются представители семейства AMD K6.
Итак, материнская плата приведена в боевую готовность. Фреонка вышла на заданные температуры, -32 по Цельсию можно включать!
Стандартное напряжение моего AMD-K6-III/400AHX по спецификации равно 2.4 В ±0.1 В Процессор при поднятии напряжения до 2.7 В мог загружать ОС на частоте 504 МГц (FSB 112 МГц х 4.5), но стабильности в тестах не было, Super Pi выдавал результат с ошибкой. Чтобы добиться стабильности на воздухе, пришлось увеличить напряжение до 2.9 В. Следующая отметка – FSB 124 МГц – выдавала только начальные строки POST и система благополучно зависала. Таким образом отсчет, с которого можно начинать глубокую заморозку, был положен – FSB 112 МГц и множитель х4.5.
После установки испарителя на CPU я начал искать множитель, при котором система сможет запускаться, и поскольку выбор был невелик, остановился на следующем, х5. Однако на 560 МГц (FSB 112 МГц х 5) стабильности в тестах при напряжении 2.9 В не наблюдалось. Повышение напряжения до 3.0 В исправило ситуацию, AMD-K6 III на частоте 560 МГц в таком состоянии был полностью стабилен и прошел полный набор тестов. Впрочем, при использовании «фреонки» FSB 124 МГц не покорилась, даже несмотря на дальнейшее увеличение напряжения до 3.1 В и 3.2 В при снижении множителя до х3. Далее играть с напряжением смысла не было, видимо, своего предела данный экземпляр ЦП достиг.
Осталось поиграться с увеличением множителя при FSB равной 112 МГц. Множитель х5.5 был воспринят системой хорошо, на экране появился POST с частотой 615 МГц, однако попытка загрузки ОС не увенчалась успехом, не помогло и увеличение напряжения до 3.2 В. Итоговый результат разгона AMD K6-III составил 560 МГц.
Если вы считаете, что это своеобразное издевательство над «железом», смею вас расстроить. Еще в 90-х годах прошлого столетия существовали серийно выпускаемые системы Phase-Change («фреонки»), а лидером среди производителей таких систем была известная американская фирма – компания KryoTech. В середине 1998 года (в этот период состоялся выход новеньких AMD K6-2) KryoTech представила свою систему под названием «Cool K6-2».
Ее сердцем стал процессор AMD K6-2 с номинальной частотой 400 МГц, который был разогнан до впечатляющей тогда цифры – 500 МГц. «Половина гигагерца» звучала тогда как сейчас наверное 7 ГГц. ЦП охлаждался до температуры -40°С. В качестве материнской платы выступала не менее известная плата производства FIC (модель PA-2013), которая несла на борту целых 2 (!) мегабайта собственной кэш-памяти, оснащалась новым AGP интерфейсом и использовала модное ATX питание. Все это вместе взятое питалось от блока питания мощностью 300 Вт и стоило $1 695.
Ниже на фотографии приведен прототип «Cool K6-2».
Но вернемся в нынешнее время. Мне хотелось аналогичным образом испытать AMD K6-2+/533ACZ, но процессор отказался заводиться по неизвестным причинам (ведется следствие, возможно, на него кто-то неосторожно наступил). Но ранее, при использовании воздушного охлаждения, с ним были получены определенные результаты.
На воздухе «плюсовому» AMD K6-2 покорилась полностью стабильная частота 615 МГц (FSB 112 МГц х 5.5) при напряжении 2.7 В. Шину в 124 МГц процессор ни при каких обстоятельствах брать не захотел, даже при отключенном кэше материнской платы. Но ступор в данном случае наступил именно по ее вине, и у меня есть некоторые догадки на сей счет.
И поскольку один из моих Pentium MMX при использовании экстремального охлаждения ранее осилил частоту 350 МГц, думаю, пора сравнить результаты с разогнанными AMD K6.
Процессор AMD K6-2+ за счет более высокой частоты обогнал AMD K6-III, из которого были выжаты все соки. А вот конкуренция с Intel Pentium II не совсем удалась, для равнозначных результатов представителям AMD требуются дополнительные 30-40% прироста частоты в данном тесте. А при частоте Intel Pentium II, уходящей за 400 МГц, результат также отодвигается за четырехминутный рубеж.
Данный тест завязан на частоту процессора. По этой причине Pentium MMX остался далеко позади, несмотря на разгон.
Вот здесь AMD K6-2+ порадовал своим результатом, даже с учетом показателей Pentium II @480 МГц. Думаю, все помнят, что серийные образцы Pentium II остановились на отметке в 450 МГц.
Вместо соответствующего графика приведу реальные скриншоты скоростных характеристик:
И в качестве финального аккорда еще один бонусный тест.
Пока все ждут анонса AMD Zen в надежде, что компания вернет былое величие, могу отметить, что к тому времени можно отнести и процессоры AMD поколения K6. Несмотря на некоторые недочеты, будь то отсутствие поддержки SSE (даже у K6-III ее нет) или более слабый, чем у конкурента, блок FPU, процессоры хорошо разгонялись и предлагались по адекватной стоимости, за что многие и ценили AMD в то время.
Возможно, выход AMD Zen оправдает ожидания, и еще одним долгоиграющим поколением хороших процессоров станет больше. А я пока лишь ощутил весь «вкус» AMD K6, мне еще предстоит изучить их детальнее, к тому же за кадром остался AMD K6-III+, на котором обязательно нужно будет остановиться подробнее.
P.S. С целью скорейшего продолжения истории об AMD К6 буду рад принять в дар различные рабочие экземпляры CPU, обращаться можно через личные сообщения на форуме.
