AMD Llano в действии. Разгон процессора и тестирование производительности (часть 2)

19 июля 2011, вторник 17:00
Окончание. Начало здесь.

Оглавление

Вступление

Перед вами вторая часть материала, посвященного выводу на рынок «настольной» платформы AMD Lynx и «гибридных» процессоров AMD Llano со встроенным видеоядром.

Нет надобности по второму кругу разъяснять «что к чему», ведь о «теории» (архитектуре новых процессоров AMD A6 и A8, «южных» мостов FCH A75 и A55, позиционировании подобных систем на рынке) было рассказано в прошлый раз. Теперь перейдем к практике – исследованию разгонного потенциала и тестированию производительности. Для начала скажу пару слов о том, что и как будет изучаться в этой статье.

Во-первых, речь пойдет о разгоне. Тут все просто – задачу можно сформулировать так: «выжать из процессора все возможное». Однако необходимо учитывать ряд нюансов. «Выжимание» будет проводиться с прицелом на повседневное использование. Это означает, что цель - отнюдь не снятие «скриншота CPU-z» на нестабильной системе, будут учтены только полностью работоспособные режимы.

Для разгона будет применяться воздушное охлаждение: работающий в составе стенда кулер Noctua NH-D14 с высокооборотными вентиляторами является одной из лучших по производительности моделей, предлагаемых на рынке. Если учесть, что процессоры A6 и A8 предназначены для «домашних» компьютеров не самого высокого уровня – им придется работать в связке с гораздо менее производительными СО; так что тут все честно. К тому же (забегая вперед) на практике выяснилось, что возможностей кулера с бо-о-ольшим запасом хватает для разгона исследуемого процессора, и, к примеру, «вода» мало бы что изменила.

Второй вопрос – собственно производительность. На мой взгляд, новые процессоры можно тестировать двумя способами: «как CPU» и «как APU». Поясню.

В случае «как CPU» необходимо выявить возможности вычислительной части и сравнить их с показателями других процессоров. Смысл в том, что новый A6 или А8 может использоваться и без «встроенной» графики, просто как типичный четырехъядерник. К счастью, за несколько лет у меня накопилось достаточно данных, полученных в «универсальных» тестах, чтобы провести такое сравнение. Причем можно организовать как «чистое» сопоставление архитектур на равной частоте, так и практический тест «все процессоры на максимальных частотах», который позволяет выявить возможности систем после разгона. Именно это и будет проделано чуть ниже.





Но эта часть теста в данном исследовании не является основной. Я уже писал, что с выводом на рынок новых APU AMD не стремилась создать просто «еще один процессор». Главная цель – занять принципиально новую рыночную нишу «гибридных» процессоров с достаточно производительной графической составляющей, чего нет у конкурентов (читай – Intel). По предварительным данным AMD это удалось: старшие процессоры нового семейства могут «тянуть» многие игры без дискретной видеокарты. Факт, который требует изучения: стоит проверить, на что способен новый APU как «система на кристалле».

Тесты двух типов («процессорные» и «графические») помогут максимально полно выявить потенциал новых APU по сравнению с конкурирующими решениями. Но начну я по логике изложения именно с разгона.

Тестовый стенд

Поскольку в нескольких тестах будут приводиться результаты самых разных CPU, протестированных в разное время, необходимо указать в данном разделе сразу несколько использованных для этого стендов.

Процессоры Intel Core i7 980 X Extreme и Intel Core i7-920 тестировались в составе следующего стенда:

  • Материнская плата: ASUS Rampage III Extreme, BIOS 0402;
  • Процессоры: Intel Core i7 980 X Extreme (3333 МГц, LGA1366, Gulftown), Intel Core i7-920 (2667 МГц, LGA1366, Bloomfield);
  • Системы охлаждения процессора: Intel DBX-B Thermal Solution; Cooler Master Hyper N620, Ice Hammer IH-4500;
  • Оперативная память: Corsair TR3X6G1600C7 DDR3-1600, 7-7-7-20, 3x2 Гбайта, трехканальный режим;
  • Видеокарта: ATI Radeon HD 5870, ASUS EAH5870 reference;
  • Жесткий диск: Western Digital WD1001FALS, 1000 Гбайт;
  • Блок питания: Cooler Master Real Power M1000, 1 кВт;
  • Корпус: открытый стенд.

Процессоры AMD Phenom II X6 и AMD Phenom II X4 тестировались в составе следующего тестового стенда:

  • Материнская плата: ASUS M4A89GTD PRO/USB3, BIOS 1207;
  • Процессор: AMD Phenom II X6 1090T (3200 МГц, AM3, Thuban), AMD Phenom II X4 965 (3400 МГц, AM3, Deneb);
  • Система охлаждения процессора: Ice Hammer IH-4500;
  • Оперативная память: Corsair TR3X6G1600C7 DDR3-1600, 7-7-7-20-41-2T, 2x2 Гбайта, двухканальный режим;
  • Видеокарта: ATI Radeon HD 5870, ASUS EAH5870 reference;
  • Жесткий диск: Western Digital WD1001FALS, 1000 Гбайт;
  • Блок питания: Cooler Master Real Power M1000, 1 кВт;
  • Корпус: открытый стенд.

Процессоры Intel Core i7-870 и Intel Core i3-550 тестировались в составе следующего тестового стенда:

  • Материнская плата: ASUS P7P55D;
  • Процессор: Intel Core i7-870 (базовая частота 2930 МГц), Intel Core i3-550 (базовая частота 3200 МГц);
  • Система охлаждения процессора: Noctua NH-D14 (2 x Scythe Slip Stream SY1225SL12SH; ~950-1800 об/мин);
  • Оперативная память: Corsair TR3X6G1600C7 DDR3-1600, 7-7-7-20, 2x2 Гбайта, двухканальный режим;
  • Видеокарты: ASUS Radeon HD 5870, reference;
  • Жесткий диск: Western Digital WD1001FALS, 1000 Гбайт;
  • Блок питания: Cooler Master Real Power M1000, 1 кВт;
  • Корпус: открытый стенд.

Процессоры Intel Sandy Bridge Core i5-2400 и Core i7-2600 тестировались в составе следующего тестового стенда:

  • Материнская плата: MSI P67A-GD65, BIOS v. 1.3B6;
  • Процессоры: Intel Core i5-2400 (базовая частота 3100 МГц), Intel Core i7-2600 (базовая частота 3400 МГц);
  • Система охлаждения процессора: Noctua NH-D14 (2 x Scythe Slip Stream SY1225SL12SH; ~950-1800 об/мин);
  • Оперативная память: Corsair TR3X6G1600C7 DDR3-1600, 7-7-7-20, 2x2 Гбайта, двухканальный режим;
  • Видеокарты: ASUS Radeon HD 5870, reference;
  • Жесткий диск: Western Digital WD1001FALS, 1000 Гбайт;
  • Блок питания: Cooler Master Real Power M1000, 1 кВт;
  • Корпус: открытый стенд.

Процессоры Intel Sandy Bridge Core i3-2100 и Core i5-2500K тестировались в составе следующего тестового стенда:

  • Материнская плата: ASUS Maximus IV Gene-Z, BIOS v. 0208;
  • Процессоры: Intel Core i3-2100 (базовая частота 3100 МГц), Core i5-2500K (базовая частота 3300 МГц);
  • Система охлаждения процессора: Noctua NH-D14 (2 x Scythe Slip Stream SY1225SL12SH; ~950-1800 об/мин);
  • Оперативная память: Corsair TR3X6G1600C7 DDR3-1600, 7-7-7-20, 2x2 Гбайта, двухканальный режим;
  • Жесткий диск: Western Digital WD10EALX, 1000 Гбайт;
  • Блок питания: Cooler Master Real Power M1000, 1 кВт;
  • Корпус: открытый стенд.

Процессор AMD A8-3800 тестировался в составе следующего тестового стенда:

  • Материнская плата: ASUS F1A75V PRO, BIOS v. 0820;
  • Процессор: AMD A8-3800 (базовая частота 2400 МГц);
  • Система охлаждения процессора: Noctua NH-D14 (2 x Scythe Slip Stream SY1225SL12SH; ~950-1800 об/мин);
  • Оперативная память: Corsair TR3X6G1600C7, Geil GET34GB1800C8DC;
  • Жесткий диск: Western Digital WD10EALX, 1000 Гбайт;
  • Блок питания: Cooler Master Real Power M1000, 1 кВт;
  • Корпус: открытый стенд.





Программное обеспечение:

  • Windows 7 Ultimate x64;
  • ATI Catalyst v. 10.11. для видеокарты Radeon HD 5870.

Инструментарий и методика тестирования

Первая часть теста («процессорная») проводилась с использованием следующих приложений и бенчмарков:

  • SiSoft Sandra Professional 2010 – общая производительность процессора (арифметический тест, общая скорость криптографии).
  • Cinebench 11.5 x64 – рендеринг сцены, учитывался общий рейтинг процессора.
  • Fritz Chess Benchmark – количество операций в секунду (kiloNods).
  • SuperPi Mod 1.5 – учитывалось время, необходимое для вычисления 1 миллиона знаков числа Пи после запятой (SuperPi 1M)
  • WinRar x64 3.91– учитывалось время упаковки/распаковки папки с разнородными файлами общим объемом 617 Мбайт. В настройках программы был активирован режим многопоточности (multithreading).
  • x264 HD Benchmark v3.0 – стандартный алгоритм. На графиках представлены минимальное и максимальное значения, полученные в ходе тестирования.

Вторая часть тестирования («графическая») проводилась с помощью следующих игр и бенчмарков:

  • Crysis Warhead – FBWH Benchmarking Tool, демо – ambush;
  • Crysis 2 – FRAPS;
  • FarCry 2 – вcтроенный бенчмарк; демо – Ranch Small;
  • Metro 2033 - вcтроенный бенчмарк; демо – Frontline;
  • Lost Planet 2 – бенчмарк-версия игры, Test B;
  • Formula 1 2010 – встроенный бенчмарк;
  • Dragon Age 2 – FRAPS;
  • Assassin’s Creed: Brotherhood – FRAPS.

Все тесты проводились в разрешениях 1280 x 1024, 1680 x 1050 и 1920 x 1200. Настройки каждой игры приведены после соответствующего графика.

Разгон

Итак, для начала проверим, на что способна вычислительная часть нового APU AMD.

Как я уже писал ранее, CPU-ядра процессоров A6 и А8 в конструктивном плане представляют собой хорошо известный AMD Phenom II x4, но без кэш-памяти третьего уровня и с увеличенным вдвое cache L2. Хотя то же самое можно сказать иначе. В комментариях к предыдущей части читатели меня поправили: скорее данный CPU похож на Athlon II x4 с увеличенным cache L2. Хотя суть от этого не меняется, ключевой момент здесь – это новый 32 нм техпроцесс для уже привычных ядер Stars (K10).

В связи с этим интересно выяснить, улучшился ли разгонный потенциал нового CPU по сравнению с привычными 45 нм Athlon и Phenom. «Переезд» на 32 нм техпроцесс может здорово их «взбодрить».

Для примера можно взять ситуацию с переходом от 45 нм Intel Core i5/i7 (Bloomfield/Lynnfield) к 32 нм Core i5/i7 (Sandy Bridge). Пусть новые процессоры Intel в чистом виде (читай – на равных частотах) ненамного превосходят CPU предыдущего поколения, дополнительное преимущество обеспечивает разница в частоте после разгона. Если раньше «нормой» считалось разогнать «камень» до 4000 МГц (чуть более удачный экземпляр – 4200-4300 МГц) то теперь нередки результаты около 5000 МГц, а «типичная частота» повысилась до 4500-4600 МГц (речь идет, разумеется, о Intel Core i5-2500K и Core i7-2600K).





Частота 45 нм процессоров AMD после разгона достигала величин порядка 4000 МГц. Встречаются удачные экземпляры, которые могут взять на 100-300 МГц больше, но некоторые Phenom и Athlon не дотягивают и до этой планки, демонстрируя результат 3800-3900 МГц. Посмотрим, что изменилось с освоением новых технологических норм. Но сначала необходимо определится с инструментарием, а заодно проверить новые процессоры на совместимость с нынешним софтом (нередко программное обеспечение «не успевает» за выводом на рынок нового «железа», что вызывает различные проблемы).

Для проверки стабильности было решено использовать привычный тест Linpack с графической оболочкой Linx версии 0.6.4. Объем используемой оперативной памяти составил 2048 Мбайт, 20 прогонов теста. Дальнейшие опыты показали, что это приложение хорошо подходит для выявления стабильной частоты при разгоне. В отличие от процессоров Sandy Bridge, которые рекомендуется дополнительно проверять с помощью теста Prime95 (для выявления мелких ошибок, которые может пропустить Linpack), здесь это не обязательно.

Проблемой стал поиск программы для мониторинга температуры процессора. В идеале для проведения полноценных экспериментов по разгону необходима утилита, отслеживающая температуры всех ядер процессора в отдельности (четырех вычислительных и графического). Однако на практике оказалось, что эти требования неосуществимы. Обычно используемая мною Real Temp последней версии попросту отказалась запускаться, сообщив, что «процессор не поддерживается». Другая известная утилита – Core Temp давненько не обновлялась и показывает полную «абракадабру»: отрицательные температуры, которые изменяются каждую секунду.

Большие надежды возлагались на SpeedFan, последняя версия (4.44 final) которого вышла буквально на днях. Эта программа сумела считать правдоподобные данные. Температуры процессора и материнской платы в покое составляют порядка 30-32 градусов. К сожалению, ни о каком раздельном мониторинге температур отдельных ядер не может быть и речи.

В итоге для проведения настройки системы и мониторинга температур было решено воспользоваться фирменными утилитами ASUS, которые уже были адаптированы под стендовую материнскую плату F1A75 PRO.

Программа PC Probe II позволяет управлять основными напряжениями, а также регулировать обороты вентиляторов. Кроме того, во вкладке Sensor отображаются те же температуры, что и в SpeedFan.

450x334  40 KB. Big one: 806x599  56 KB

Программа TurboV Evo отлично подходит для разгона системы без перезагрузок. Здесь можно регулировать частоту системной шины, напряжения питания процессора и памяти.

450x334  135 KB. Big one: 806x599  76 KB

При переходе к расширенным настройкам (More Settings) появляется возможность регулировки множителя APU.





353x227  13 KB

В дальнейшем разгон проводился, как с использованием возможностей данной программы (для «прикидочных» прогонов Linpack и небольших изменений настроек после загрузки системы), так и привычным способом, при помощи изменения параметров в BIOS Setup.

Первый вопрос, который мне понадобилось прояснить, - возможность разгона тестового процессора с увеличением множителя. Дело в том, что когда первые инженерные экземпляры APU A6 и A8 попали в руки журналистов несколько месяцев назад, оказалось, что множитель у них жестко заблокирован. Тогда в новостях сообщалось о «недоработках» в BIOS первых материнских плат на сокете FM1, которые будут исправлены к моменту релиза платформы Lynx. Необходимо проверить, так ли это.

Тестируемый процессор AMD A8-3800 работает на штатной частоте 2400 МГц, что задано как 24 х 100 (множитель APU х частота шины). Базовое напряжение питания составляет 1,2125 В.

448x433  21 KB

Из-за работы системы энергосбережения частота ядра может снижаться до 800 МГц, есть и «промежуточное» значение 1400 МГц. По данным CPU-z напряжение питания может составлять 0,966 В, 1,032 В, 1,212 В в зависимости от режима.

При «авторазгоне» данного процессора (технология TurboCore) частота может повышаться до 2700 МГц (27 х 100). Перед разгоном я отключил все эти функции, они могут влиять на частоту процессора и мешать при проведении собственно разгона и тестировании производительности.

Начав увеличивать множитель, я вначале подумал, что процессор демонстрирует отличные способности к разгону. Система оказалась стабильна на частоте 3500 МГц (35 х 100) даже без увеличения напряжений! На деле все хуже – при переходе к тестам не было замечено возрастания производительности после увеличения частоты таким способом. Можно провести простейшую проверку, воспользовавшись тестом SuperPi 1M.

Множитель APU
Частота шины, МГц
Частота процессора, МГц
Время выполнения теста, с
24
100
2400
30,771
26
100
2600
28,013
27
100
2700
27,421
30
100
3000
27,392
32
100
3200
27,437

Очевидно, что реальная частота (вопреки данным, приводимым в BIOS и на основном экране утилиты CPU-z) перестает увеличиваться при множителе выше 27 единиц. Это неудивительно, что-то подобное наблюдалось при разгоне «заблокированных» Sandy Bridge. Хотя множитель таких процессоров и считается жестко фиксированным, его все-таки можно увеличить на несколько единиц с помощью «зарезервированных» под работу технологии Turbo Boost значений. Здесь – то же самое. Множитель блокирован, но его можно увеличить на три единицы, как раз до значения, которое этот параметр приобретает при «авторазгоне» (технология Turbo Core).

Для процессоров А6 и A8 максимальные значения множителя будут составлять:

Модель процессора
Максимальный множитель
A8-3850
29
A8-3800
27
A6-3650
26
A6-3600
24

Модели с числовым индексом, оканчивающимся на 00 (3600, 3800), поддерживают технологию Turbo Core, так что у них есть резерв в три единицы по множителю. Модели старшей серии (3850, 3650) сами по себе обладают более высоким множителем, но «резерва» у них нет, их можно разгонять, только увеличивая частоту системной шины.

Остановившись на множителе 27, предельном для тестируемого процессора A8-3800, я принялся увеличивать частоту шины. Дело пошло бодро при штатных настройках всех напряжений, пока система не «уперлась» при частоте шины 112 МГц. 112 х 27 = 3024 МГц, что, разумеется, не может считаться хорошим результатом. Для тестирования производительности мне было необходимо добраться как минимум до значения 3200 МГц (именно на такой частоте были получены результаты для многих процессоров ранее) при частоте памяти 1600 и задержках 7-7-7-20.

Напряжение питания CPU было поднято до значения 1,475 В. Также были увеличены и все второстепенные напряжения (на один-два шага вверх – стандартная практика для повышения стабильности системы при разгоне). Вдобавок все настройки подсистемы питания, которыми располагает материнская плата, были установлены в «экстремальный» режим.

  • VRM Frequency – 400 KHz;
  • Phase Control – Manual Ajustment – Ultra Fast;
  • Duty Control – Extreme;
  • CPU Current Capability - 120%.

Однако все эти меры ни к чему не привели. После длительных поисков и «перелопачивания» BIOS проблема все же была выявлена. Плата ASUS несмотря на то, что был активирован полностью «ручной» режим, почему-то захотела «помочь» мне и отрегулировала тайминги оперативной памяти по своему усмотрению.

Перед началом разгона я выставил множитель DRAM в положение 13.33. С базовой частотой шины, равной 100 МГц, это дает результат DDR3-1333 МГц. Используемые модули Corsair TR3X6G1600C7 «по паспорту» держат частоту 1600 МГц при задержках 7-7-7-20, и у меня нет повода сомневаться в их возможностях (я использую эти «планки» уже второй год, и они выдерживают даже небольшой разгон при штатном напряжении и «таймингах»). Таким образом, возможностей модулей должно хватить, по крайней мере до частоты системной шины 120 МГц (120 х 13.33 = 1600).

После того как система отказалась загружаться на частоте более 112 МГц по шине, я снизил множитель DRAM до 8 (DDR3-800), чтобы уж точно убрать возможные помехи для оверклокинга. Однако разгон от этого только ухудшился! Оказалось, что материнская плата самостоятельно изменила тайминги на 5-5-5-15, а модули Corsair совершенно не предназначены для работы в таких условиях даже при низкой частоте.

Пришлось вручную прописать задержки CL8 (8-8-8-24) и дело пошло на лад. Но для преодоления барьера в 112-115 МГц приходилось использовать значения множителя DRAM равные 8 и 10.66, что давало слишком низкую итоговую частоту памяти. Это чрезвычайно странно, поскольку возможностей модулей должно хватать для работы с множителем 13.33 на частоте системной шины 120.

Пробившись несколько часов, я так ничего и не достиг. В итоге было решено, что виной всему именно память, и модули были заменены на Geil GET34GB1800C8DC, штатная частота которых составляет 1800 МГц при задержках 8-8-8-28. Дело пошло на лад.

После многих прикидок и перезапусков системы на различных настройках получилось подобрать режим, максимально близкий к требуемому для сравнительного тестирования производительности.

400x364  16 KB

С максимальным множителем 27 и частотой системной шины 119 МГц удалось получить итоговый результат 3213 МГц. Частота оперативной памяти при этом составила 1587 МГц (множитель 13.33), что предельно близко к необходимым 1600 МГц (разница ~1%).

К сожалению, используемые модули Geil хоть и помогли достижению такого результата (с «планками» Corsair он был бы недостижим) – очень плохо подходят для работы при низких задержках. Они «заточены» под достижение максимальных частот, а вот тайминги при этом необходимо использовать достаточно «мягкие». Мне удалось выставить только CL8 (8-8-8-24) вместо требуемых 7-7-7-20, на которых Corsair работали во всех остальных тестовых системах.

Получается, подсистема памяти в данном случае будет работать чуть медленнее, чем на других стендах. Пусть разница совсем невелика, но в некоторых тестах процессору A8 можно мысленно накинуть результат на пару-тройку процентов больше, памятуя, что этот CPU работает в чуть худших условиях.

Теоретически данный процессор можно разогнать и сильнее. Достижима частота системной шины 122 МГц, что обеспечивает результат 3294 МГц при множителе APU 27 единиц. Но в таком случае любую память (что Corsair, что Geil) приходится использовать со «смешным» множителем DRAM, равным 8. Итог понятен: DDR3- 967 МГц и значительное падение результатов всех синтетических тестов.

Достаточно прогнать SuperPi, чтобы понять, насколько вариант CPU 3200 МГц + DRAM 1600 МГц получается производительнее, чем CPU 3300 МГц + DRAM 1000 МГц. «Максимальной рабочей частотой» данного процессора на применяемом тестовом стенде можно считать все те же 3213 МГц, процесс «выжимания» которых был описан выше.

После изучения материалов зарубежных коллег выяснилось, что во многих случаях новые процессоры AMD удавалось разогнать сильнее с повышением частоты системной шины до 130-140 МГц. Для используемого мной тестового стенда данный результат оказался недостижим.

Я длительное время пытался обнаружить проблему. Например, считается, что при разгоне шины растет и частота всех производных (в том числе интерфейса SATA), что может приводить к неработоспособности жестких дисков. Однако подключение диска к отдельному разъему SATA, работающему с контроллером ASmedia, не смогло решить проблему.

Возможно, вину за столь неуверенный разгон процессора следует возложить на видеоядро, которое также разгоняется вместе с шиной. Его номинал составляет 600 МГц, что задано как 100 х 6 (множитель IGP, который не поддается регулировке на данной материнской плате). При разгоне шины до 122 МГц «графика» будет работать уже на частоте 732 МГц. В моем случае (шина 119 МГц) его частота составляет 714 МГц. Это немало, но некоторым удавалось запустить iGPU на частотах далеко за 800 МГц.

Также я по очереди значительно повышал второстепенные напряжения, пытаясь найти то, которое сдерживает разгон – безрезультатно.

Либо мне попался на редкость неудачный экземпляр процессора, либо все дело в «недописанном» BIOS материнской платы ASUS, который вызывает ошибки при работе системы с памятью.

Я бы не назвал процессоры AMD A6-A8 хорошо подходящими для разгона. Даже при поднятии системной шины до 130-135 МГц старшая модель A8-3850 c множителем 29 разгонится только до частоты 3,8 – 3,9 ГГц. Это куда ниже, чем предельные частоты 32 нм процессоров Intel. Младшие же модели с пониженным множителем не доберут еще 200-400 МГц частоты.

Страницы материала
Страница 1 из 3
Оценитe материал

Комментарии 133 Правила

Возможно вас заинтересует

Популярные новости

Сейчас обсуждают