Тестирование Athlon 3200+ (Barton) и Abit NF7 rev. 2.0 на 400MHz FSB

То, что процессоры семейства Athlon XP вскоре перейдут на использование 400 МГц шины – уже практически очевидный факт. Поэтому, совершенно неудивительно, что производители чипсетов и материнских плат хотят подготовиться к этому событию заранее. В момент объявления Athlon XP с шиной 400 МГц на рынке должны уже присутствовать чипсеты и платы, способные работать с такими CPU. Все три основные производителя наборов системной логики для Socket A платформы подготовились к выходу этих процессоров и заготовили новые чипсеты VIA KT600, SiS748 и NVIDIA nForce2 Ultra 400. Производители же материнских плат также не отстают от разработчиков чипсетов и стремятся выпустить платы с поддержкой 400 МГц шины как можно раньше.

Фактически, первым производителем плат, заявившем о совместимости своих продуктов с 400 МГц шиной Athlon XP, стала компания ABIT, а первой платой этой фирмы, обеспечивающую беспроблемную работу с процессорами с такой шиной, стала NF7 (NF7-S) новой ревизии 2.0, основанная на обновленном чипсете NVIDIA nForce2. Именно поэтому мы решили вернуться к рассмотрению NF7: в рамках данного материала мы подробно исследуем новую ревизию этого продукта и попробуем смоделировать, как же эта материнская плата сможет работать с будущими процессорами.

ABIT NF7 2.0: что нового

Мы уже писали об одной из первых ревизий ABIT NF7, соответствующий обзор можно найти тут. Новая же ревизия 2.0 легендарной материнской платы ABIT NF7 хотя во многом похожа на более ранние ревизии, имеет и значительные отличия от своей предшественницы. На них мы остановимся поподробнее.

Основным отличием ABIT NF7 2.0 от более ранних ревизий данной платы является использование в ее основе нового степпинга чипсета NVIDIA nForce2, официально поддерживающего 200 МГц FSB (400-мегагерцовую шину). Данный факт отображен даже на упаковке этой платы:

Многие из обладателей старых ревизий ABIT NF7 могут возразить, говоря о том, что их платы прекрасно работают при частоте шины 400 МГц, несмотря на то, что в них используется более старая ревизия NVIDIA nForce2. Да, это так. С самой первой ревизии 1.0 платы семейства NF7 действительно позволяли повышать частоту FSB до 200 МГц и выше, сохраняя при этом хорошую стабильность. Однако, это все-таки не совсем верно. В действительности при частоте шины 400 МГц без проблем функционировали лишь процессоры Athlon XP, основанные на ядре Thoroughbred. Как показали практические испытания, процессоры Athlon XP с ядром Barton на NF7 младших ревизий работали нестабильно. Проблема заключалась именно в чипсете. Теперь NVIDIA поставляет новый степпинг своего чипсета nForce2, который будет носить официальное название nForce2 Ultra 400 и поддерживать любые Socket A процессоры с 400-мегагерцовой шиной.

Официальное объявление NVIDIA nForce2 Ultra 400 должно произойти одновременно с выпуском процессоров Athlon XP с 400 МГц шиной. Фактически, ждать осталось совсем немного.

Как можно заметить по фотографии, несмотря на то, что на новых чипсетах пока еще не наносится маркировка Ultra 400, отличить их от предшественников без официальной поддержки 400 МГц шины несложно. Например, теперь NVIDIA не использует металлическую крышку на чипсете, которая присутствовала на северных мостах nForce2 SPP ранее.

Таким образом, главное отличие ABIT NF7 2.0 от плат более ранних ревизий заключается именно в полной и официальной поддержке Socket A процессоров с 400 МГц шиной. Собственно поэтому ABIT NF7 2.0 использует версии BIOS, отличающиеся от версий BIOS для этих же плат более ранних версий. Помимо использования в ABIT NF7 2.0 более новой версии чипсета, что позволяет ABIT говорить о совместимости своей платы с процессорами с 400 МГц шиной, имеется также и ряд других отличий от плат с первыми ревизиями, появившихся, впрочем, еще в ревизии 1.2:

• Значительно расширились возможности по управлению напряжениями питания различных узлов системы. Так, напряжение на процессоре теперь можно увеличивать до 2.3В, а напряжение на памяти – до 2.9В. В платах ревизии до 1.2 максимальное напряжение на процессоре составляло 1.85В, а на памяти – 2.7В. Максимальное напряжение, подаваемое на чипсет осталось прежним – 1.7В.
• ABIT NF7 2.0 имеет поддержку функции CPU Bus Disconnect, позволяющей значительно снизить температуру процессора в моменты его простоя. Подробнее об этой функции можно посмотреть тут .
• Слегка изменилась схема питания процессора. Хотя питание осталось трехфазным, в схеме уменьшилось число используемых конденсаторов, и изменились сами эти конденсаторы.

  реклама

  
  
  
  Хотя конденсаторов стало меньше, плата хуже работать не стала

• ABIT NF7 2.0 имеет в левом нижнем углу два светодиода, сигнализирующих о наличии питания и включенности платы. А рядом с разъемом подключения питания появился новый джампер, назначение которого на данный момент неизвестно.

Таким образом, ABIT NF7 2.0 стала еще более подходящей платой для оверклокинга Socket A процессоров.

Разгон

Итак, исследуем на практике, каковы же способности ABIT NF7 2.0 в достижении высоких частот FSB. В рамках этого теста мы посмотрим, как повлияло изменение дизайна PCB этой платы и использование более новой ревизии чипсета на разгонные возможности этой платы. В данном случае нас интересовал разгон платы в наиболее производительном режиме – при синхронной работе FSB и памяти, которая в свою очередь работала в двухканальном режиме. Как известно, именно в этом случае быстродействие плат на базе nForce2 оказывается наибольшим, однако частоты, которых можно достигнуть, получаются не столь большими, как в асинхронном режиме. Например, в наших предыдущих испытаниях, проводимых на ABIT NF7 ревизии 1.0, мы смогли поднять частоты FSB и памяти только до 212 МГц.

В данном случае мы использовали хорошо разгоняющийся процессор Athlon XP 1700+, коэффициент умножения которого был установлен в 8x. Как и в предыдущих опытах, мы не прибегали к модификации платы, напряжение на чипсете равнялось 1.6 В, а напряжение на процессоре и памяти и вовсе было штатным. После продолжительных экспериментов с частотой FSB нам удалось побить предыдущий рекорд. Частота FSB, которую мы достигли в этот раз, не утратив стабильности, составила 225 МГц, что, учитывая DDR протокол шины Athlon XP, означает 450 МГц эффективной частоты. Что ж, совсем неплохо:

400 МГц шина у Athlon XP: скоро официально

Посмотрим, что же творится сегодня на процессорном рынке. Верхняя модель процессоров Intel для настольных компьютеров, Pentium 4, достигла на сегодняшний день частоты 3 ГГц, имеет кеш-память второго уровня объемом 512 Кбайт, работает на частоте шины 800 МГц и поддерживает технологию Hyper-Threading. В основе современных Pentium 4 лежит процессорное ядро Northwood, производимое по технологии 0.13 мкм с применением медных соединений. Конкурирующая модель от компании AMD, Athlon XP с рейтингом 3000+ имеет тактовую частоту 2.167 ГГц, обладает 512-килобайтным кешем второго уровня и работает при частоте шины 333 МГц. Верхние модели процессоров Athlon XP используют процессорное ядро Barton, для изготовления которого используется 0.13-микронный технологический процесс с использованием медных соединений. Однако при столь различном наборе характеристик оба процессора показывают не сильно отличающуюся производительность в реальных приложениях. Дело в том, что архитектура Pentium 4 и Athlon XP различается чрезвычайно сильно. Эти процессоры имеют разное количество исполнительных блоков и обладают конвейером различной длины, поэтому поверхностное сравнение по частоте между этими процессорами абсолютно невозможно.

Ближайшие перспективы для обоих процессорных производителей выглядят примерно одинаково. Как ядро Northwood, так и ядро Barton практически достигли своей предельной тактовой частоты. И AMD, и Intel смогут выпустить только лишь еще по одной модели своих процессоров с более высокой тактовой частотой, в которых будут использованы 0.13-микронные ядра. В течение ближайшего месяца-двух должны будут увидеть свет Pentium 4 3.2 ГГц на ядре Northwood и Athlon XP 3200+ на ядре Barton.

Согласно первоначальному плану, в начале апреля компания AMD собиралась также выпустить и первые процессоры семейства Athlon 64 – первого 64-битного семейства процессоров для настольных компьютеров. Благодаря своей усовершенствованной архитектуре, интегрированному контроллеру памяти и возможности исполнять 64-битный код процессоры Athlon 64 вполне могли бы завоевать широкую популярность среди компьютерных энтузиастов при условии их повсеместной доступности. Выход Athlon 64 вполне мог бы несколько пошатнуть позиции Intel на рынке настольных компьютеров, поэтому микропроцессорный гигант был вынужден идти на ответные меры, призванные повысить производительность своих CPU. Поскольку используемое в настоящее время Pentium 4 ядро Northwood имеет ограниченные возможности по росту тактовой частоты, Intel пошел другим путем. Сначала в топовых процессорах Intel появилась поддержка технологии Hyper-Threading, позволяющей более эффективно использовать ресурсы процессора за счет возможности выполнения двух вычислительных цепочек одновременно, а затем Pentium 4 был переведен на использование 800-мегагерцовой процессорной шины. В итоге, действительно, производительность Pentium 4 несколько увеличилась.

Однако первоначальным планам AMD, которые подвигли Intel на ответные действия, так и не суждено было сбыться. В последний момент AMD отказалась от намерения выпускать Athlon 64 весной этого года, отодвинув выпуск этих процессоров на осень. Столь странное на первый взгляд решение было обусловлено тем, что AMD столкнулась с проблемами технологического характера. При неплохом выходе годных кристаллов для процессоров Athlon 64 их предельная тактовая частота в подавляющем большинстве случаев не превосходила 2 ГГц, в результате чего уровень производительности Athlon 64 со столь низкой частотой не превышал бы производительность старших моделей Athlon XP. Для повышения тактовой частоты AMD в настоящее время занялась разработкой новой ревизии ядра Athlon 64, а на рынке удерживать позиции компании должен будет Athlon XP на ядре Barton.

Таким образом, получилось так, что в преддверии выхода Athlon 64 Intel нарастил производительность своего Pentium 4, но перенос сроков выхода нового процессора AMD привел к тому, что теперь Athlon XP придется соперничать с усовершенствованным Pentium 4. В этой ситуации AMD вынуждена подобно Intel прибегать к различным мерам увеличения производительности без роста частоты ядра, которая достигла уже практически своего максимума. Самый простой выход, не требующий переделок самого процессорного ядра, используемого в Athlon XP – это увеличение частоты шины. Именно на этот шаг AMD и пойдет в течение ближайшего месяца.

Согласно имеющейся информации, очередная модель Athlon XP с рейтингом 3200+ будет работать на частоте 2.2 ГГц и использовать 400-мегагерцовую процессорную шину. Этот процессор будет конкурировать с Pentium 4 3.2 ГГц c 800-мегагерцовой шиной и технологией Hyper-Threading, который должен будет выйти чуть позднее. Помимо Athlon XP 3200+, для 400-мегагерцовой шины будет выпущен и еще один процессор, Athlon XP 3000+. Этот CPU, согласно предварительным данным, будет работать на реальной частоте 2.1 ГГц, что на 66 МГц ниже, чем у Athlon XP 3000+ c 333-мегагерцовой шиной. Перевод Socket A процессоров на использование 400-мегагерцовой шины позволит также и более эффективное применение DDR400 SDRAM. Этот тип памяти, уже приобретший одобрение со стороны Intel, после перевода Athlon XP на 400 МГц шину сможет использоваться в синхронном режиме и в Socket A системах, что будет обеспечивать его эффективную работу. С этой точки зрения перевод Athlon XP на более скоростную шину также вполне оправдан – DDR400 SDRAM распространена уже достаточно. Более того, совершенствование производственных технологий у производителей памяти привело к тому, что современные модули DDR400 SDRAM вполне могут функционировать при достаточно агрессивных таймингах, по крайней мере не худших, чем у средних DDR333 SDRAM модулей.

Например, компания Corsair, чьи модули памяти заслуженно считаются одними из лучших, уже поставляет DDR400 модули, стабильно функционирующие при таймингах 2-2-2-6 на частоте 400 МГц.

Например, для испытаний материнских плат на базе нового степпинга nForce2 Ultra 400 с 400-мегагерцовой шиной компания Corsair предоставила нам свой комплект модулей памяти TWINX512-3200LL. Этот комплект, включающий два 256-мегабайтных модуля DDR400 SDRAM, предварительно протестированных в двухканальной конфигурации, действительно работает на платах на базе нового степпинга nForce2 при частоте 400 МГц и таймингах 2-2-2-6 с напряжением 2.6 В. Следует отметить, что столь низкие тайминги при частоте 400 МГц – немалое достижение. Например, наши предыдущие испытания показали, что даже модули памяти PC3700, способные работать при частоте 450 МГц, при частоте 400 МГц стабильно работают лишь при таймингах 2-3-3-6.

Таким образом, для перевода Socket A процессоров на 400-мегагерцовую шину все уже готово. Имеются наборы логики и системные платы, поддерживающие Athlon XP на ядре Barton с частотой шины 400 МГц и доступны высокоскоростные DDR400 модули памяти. Дело остается за малым – AMD должна объявить Athlon XP 3200+ и Athlon XP 3000+ для 400 МГц шины.

Как мы тестировали

Имея под рукой полный набор для моделирования производительности будущих Socket A систем c 400-мегагерцовой шиной, мы не стали пренебрегать возможностью применить его на практике. Поэтому, в рамках данного тестирования мы решили изучить тот уровень производительности, который могут обеспечить будущие процессоры Athlon XP 3000+ и 3200+ с 400-мегагерцовой шиной. Для этого нами была использована описанная выше плата ABIT NF7 2.0, превосходно работающая с процессорами на ядре Barton при частоте FSB 200 МГц, а также пара модулей TWINX512-3200LL от Corsair.

Что касается процессоров на ядре Barton, которые могли бы работать на частоте 2.1 и 2.2 ГГц, то с ними никаких проблем вообще не возникло. Дело в том, что современные Athlon XP, основанные на ядре Barton, прекрасно разгоняются до 2.2 ГГц, как показали наши предыдущие испытания. Более того, это в равной степени относится как к старшей модели 3000+, так и к младшим моделям Barton с рейтингами 2500+ и 2800+. Это и не удивительно. Частота старшей модели Barton с 333-мегагерцовой шиной лишь немного не дотягивает до 2.2 ГГц и равняется 2.17 ГГц. Поэтому, слегка увеличив напряжение питания Barton, можно легко заставить его работать и на 2.2 ГГц.

Например, в наших опытах мы использовали обычный процессор Athlon XP 3000+ с 333-мегагерцовой шиной, основанный на ядре Barton. Заставить работать этот процессор на частоте 2.2 ГГц и при частоте шины 400 МГц не стоило никаких трудов: нам даже не пришлось поднимать его напряжение питания. В результате, без особых проблем мы смогли изучить производительность будущих процессоров Athlon XP c 400-мегагерцовой шиной: Athlon XP 3200+ с частотой 2.2 ГГц и Athlon XP 3000+ с частотой 2.1 ГГц. Для того, чтобы данное тестирование имело практический смысл, вместе с этими CPU мы протестировали и обычный Athlon XP 3000+ c частотой 2.17 ГГц и 333-мегагерцовой шиной, а также конкурирующие процессоры от Intel: Pentium 4 3.0 ГГц c шиной 800 МГц и Pentium 4 3.06 ГГц с шиной 533 МГц.

В итоге, тестовые системы, которые были задействованы в рамках этого тестирования, описываются следующей таблицей:

Примечания:

• Athlon XP 3200+ и 3000+ с шиной 400 МГц – будущие процессоры на ядре Barton, которые должны будут анонсироваться до начала лета. Их производительность получена путем тестирования разогнанных процессоров Athlon XP на ядре Barton;
• Тайминги при использовании памяти в режиме DDR333 SDRAM (в системах на базе Athlon XP 3000+ с частотой шины 333 МГц и Pentium 4 3.06) – 2-2-2-5;
• Тайминги при использовании памяти в режиме DDR400 SDRAM в Athlon XP системе – 2-2-2-6, в Pentium 4-системе 2-3-3-6. Менее агрессивные тайминги при использовании чипсета i875P вызваны особенностями его контроллера памяти.

Тестирование выполнялось в операционной системе MS Windows XP SP1.

Производительность

В первую очередь посмотрим, как же изменится скорость работы Athlon XP с памятью, после того как эти процессоры будут переведены на шину 400 МГц. Для этого мы воспользовались утилитой cachemem:

При переводе Athlon XP на использование 400 МГц процессорной шины ее пропускная способность возрастает на 18,5% - до 3.2 Гбайт в секунду. Пропускная способность двухканальной подсистемы памяти, используемой в nForce2, возрастает до 6.4 Гбайт в секунду. Именно этим обуславливается и увеличение скорости работы с памятью на практике: скорость чтения увеличивается на 18%, скорость записи – на 20%, а скорость копирования данных – на 17%. К сожалению, этого прироста оказывается явно недостаточно, чтоб догнать по производительности подсистемы памяти процессоры семейства Pentium 4, пропускная способность шины которых равняется 4.2 или 6.4 Гбайт в секунду.

Что же касается латентности подсистемы памяти, то тут небольшое преимущество оказывается на стороне Athlon XP c 400 МГц процессорной шиной. Следует заметить, что столь низкая латентность при использовании DDR400 SDRAM является заслугой высококачественных модулей от Corsair. Посмотрим теперь, какие результаты покажут другие тесты подсистемы памяти.

Результаты в этом тесте расположились полностью в соответствии с теоретический пропускной способностью магистрали процессор-память. Лидируют Pentium 4 – процессоры этого семейства, обладающие Quad Pumped Bus, имеют более скоростную шину, соединяющую CPU с чипсетом.

Аналогичную картину мы видим и в синтетическом тесте PCMark2002. Теперь самое время перейти к изучению производительности процессоров Athlon XP с 400-мегагерцовой шиной в реальных приложениях.

Никаких чудес при переводе Athlon XP на 400 МГц шину в Business Winstonwe 2002 не происходит. Наблюдается лишь небольшой прирост производительности, вызванный ростом тактовой частоты. Впрочем, даже без 400 МГц шины Athlon XP выступали в этом тесте весьма достойно. В данном случае картина не меняется: 3-гигагерцовые Pentium 4 повержены.

В комплексном тесте Multimedia Content Creation Winstone 2003 картина несколько иная. Обогнать Pentium 4 не могут даже Athlon XP на ядре Barton с 400 мегагерцовой шиной. Впрочем, небольшой прирост в производительности (порядка 5%) перевод на более быструю шину Athlon XP все же дает.

При кодировании mp3 файлов более быстрая шина для Athlon XP не имеет никакого значения. Это – задача чисто вычислительная и возросшая пропускная способность магистрали процессор-память здесь не нужна. В результате – наш гипотетический Athlon XP 3000+ c 400-мегагерцовой шиной отстает от обычного Athlon XP 3000+ с 333-мегагерцовой шиной из-за своей более низкой тактовой частоты.

Для ускорения алгоритмов, примененных в популярном архиваторе WinRAR, рост пропускной способности процессорной шины оказывается как нельзя более кстати. В частности, перевод Barton с 333 МГц шины на 400 МГц шину обеспечивает прирост в скорости, достигающий 12%. Однако, 800-мегагерцовая шина новых Pentium 4 и поддержка технологии Hyper-Threading выводит на первое место в этом тесте Pentium 4 3.0.

При кодировании видео в формат MPEG-4 процессоры семейства Pentium 4 выигрывают традиционно. Ситуация не меняется и при использовании в Athlon XP 400-мегагерцовой шины, эффекта от применения которой в данном случае нет практически никакого.

Аналогичная ситуация наблюдается и при кодировании видео при помощи Windows Media Encoder 9, хотя в данном случае эффект от перевода Athlon XP на 400-мегагерцовую шину все-таки побольше. Посмотрим, насколько полезной для Athlon XP окажется 400-мегагерцовая шина в играх.

Вот где 400 МГц шина оказывается полезной, так это в 3DMark2001 SE. Благодаря ей даже Athlon XP с рейтингом 3000+ обходит Pentium 4 3.0 c 800-мегагерцовой шиной.

В более свежей версии, 3DMark03, прирост от использования ускоренной шины также имеется, однако его оказывается недостаточно для победы над конкурентами от Intel.

CPU score, выдаваемый этим же бенчмарком является неплохим тестом производительности системы в целом. Этот показатель чутко реагирует и на пропускную способность подсистемы памяти и на вычислительные возможности CPU. И в данном случае ускорение шины Athlon XP вызывает достаточно неплохой эффект: производительность по данным этого теста возрастает на величину порядка 10%.

Аналогичная картина наблюдается и при измерении производительности в Return to Castle Wolfenstein. Гипотетическому Athlon XP 3200+ не удается обогнать Pentium 4 с 800-мегагерцовой шиной.

Зато в Unreal tournament 2003 лидируют процессоры от AMD. Наращивание скорости шины до 400 МГц закрепляет лидерство семейства Athlon XP.

В тесте flyby в той же игре 400-мегагерцовая шина играет решающую роль. Благодаря ей будущий Athlon 3200+ обгоняет Pentium 4 3.0.

Посмотрим теперь, как повлияет ускорение шины Athlon XP на ядре Barton на скорость этих процессоров в задачах рендеринга.

Результаты неудивительны. Первостепенное значение при рендеринге имеет вычислительная мощность процессора. Поэтому, CPU с более высокой тактовой частотой опережают процессоры с более низкой частотой того же семейства, независимо от шины, которую они используют. Что же касается результатов Pentium 4, которые тут непомерно высоки, то объясняется это поддержкой технологии Hyper-Threading, позволяющей порой значительно повысить производительность процессора в многопотоковых приложениях.

Абсолютно тоже самое можно сказать и про скорость рендеринга в Lightwave 7.5.

И опять аналогичная картина. Комментарии излишни.

Какие же результаты покажут Barton с шиной 400 МГц в профессиональных OpenGL приложениях? Ответ нам даст тест SPECviewperf 7.1.

В этом тестовом пакете Athlon XP c 400 мегагерцовой шиной оказывается на высоте. Единственный тест, где Pentium 4 удается обойти гипотетический Athlon XP 3200+, это 3dsmax-02. В остальных тестах первенство одерживают процессоры от AMD. Особенно хочется отметить результаты, показанные в бенчмарках drv-09 и proe-02: здесь более быстрая шина Athlon XP дает огромный эффект.

И в заключение приведем результаты синтетического теста CPU из пакета PCMark2002:

Выводы

Основным результатом данного исследования является даже не полученное нами представление о производительности будущих процессоров Athlon XP 3200+ и 3000+. Главное – это то, что мы теперь можем говорить с полной уверенностью о том, что индустрия к переводу Athlon XP на использование 400-мегагерцовой шины готова. Материнская плата ABIT NF7 2.0 и модули памяти TWINX512-3200LL от Corsair являются отличным тому подтверждением.

Что же касается того уровня производительности, который продемонстрировали процессоры на ядре Barton с 400-мегагерцовой шиной, то ничего удивительного нет. Однако подробный разговор об этих результатах позвольте отложить до даты официального выхода этих процессоров. Ведь информация об их реальных тактовых частотах, использованная нами при написании данной статьи не является официальной, а потому может быть и неверной.