Ретроклокинг: разгоняем AMD Athlon в исполнении Slot A или картриджи AMD

Оглавление

• Вступление
• Немного истории
• L2 кэш
• Подготовка к эксперименту
• Материнская плата ASUS K7V
• Тестовый стенд
• Результаты тестов
• Super Pi mod. 1.5XS
• PiFast v.4.1
• wPrime v.1.43
• HWBOT Prime v.0.8.3
• WinRAR x86 v. 5.40
• Cinebench 2003
• PCMark 2004 v.1.30
• 3DMark 2000 Pro v.1.1
• 3DMark 2001 SE Pro b330
• AIDA64 5.50.3600
• Заключение

Вступление

Лаборатория продолжает цикл статей о ретроклокинге. На этот раз мы расскажем о процессорах AMD, форм-фактор которых далек от нынешней реальности и больше напоминает картридж для старых игровых приставок. Речь пойдет о революционных для своего времени решениях – AMD Athlon в исполнении Slot A, ознаменовавших начало новой эпохи в истории компании.

Стоит сказать, что долгое время я вообще не обращал внимания на процессоры AMD в слотовом конструктиве. Не знаю, почему; возможно, отчасти из-за того, что на момент их появления (1999-2000 годы) везде была продукция Intel (по крайней мере, это справедливо для моего региона). Да и на современном этапе мне нечасто встречались предложения о продаже слотовых процессоров AMD и тем более компьютеров на их базе.

А вот на основе Intel Pentium II и Pentium III – пожалуйста, их и сейчас можно видеть на различных онлайн-барахолках. И после очередного погружения в дебри слотовой темы было решено, что надо все-таки попробовать эту платформу. Но все оказалось не так просто, и если процессор еще можно хоть как-то найти, то с материнскими платами совсем беда, настоящий дефицит.

Впрочем, мне помог один хороший товарищ, заказавший для меня плату с всемирной барахолки eBay и снабдивший парой слотовых процессоров. Думаю, при чтении данных строк ему будет приятно осознавать, что выход этой статьи отчасти и его заслуга, но вернемся к картриджной теме.

Немного истории

Так случилось, что с момента зарождения массовой компьютерной индустрии в лидерах шла компания Intel, а AMD постоянно была догоняющей. Ситуация оставалась такой вплоть до появления первых Pentium III, но с момента отказа обеих производителей от ножек в процессорах и с переходом в иное конструктивное исполнение, с выходом первого слотового процессора AMD Athlon чаша весов наконец-то склонилась в сторону AMD.

Конечно, нельзя сказать, что у компании до этого момента не было хороших процессоров, они были и даже по каким-то параметрам были быстрее (например, блок ALU у поколения ЦП с микроархитектурой K6) изделий конкурента, но против маркетинга не попрешь, а с этим параметром «производительности» у Intel всегда было хорошо. И подойдя к рубежу тысячелетия с поражениями по всем фронтам, собрав последние силы для оставшегося одного удара и распродав практически все активы, вырученные средства компания вложила в единственную перспективную разработку – процессор седьмого поколения AMD Athlon. Как выяснилось позже, с выбором она не ошиблась.

Если бы этого не произошло, мы бы сейчас, возможно, могли выбирать процессор из ассортимента одного производителя. Успех новых CPU быстро сказался на мировом рынке, и за считанные месяцы доля моделей AMD подобралась к отметке 30%. Это был однозначный успех.

Если провести параллель с тем, что происходит сейчас, история отчасти повторяется с процессорами AMD Ryzen, которые также быстро снискали популярность у пользователей по всему миру. И с выходом второго поколения Ryzen доля AMD продолжит увеличиваться. Хотя ситуация, которая была до выхода передовых ЦП с микроархитектурой Zen, намного лучше, чем та, в которой компания оказалась на рубеже третьего тысячелетия. Ведь в те времена не было графического подразделения, которое предоставляло AMD возможность держаться на плаву.

Что же особенного было в картридже AMD? Если взять два слотовых процессора обоих производителей в руки, то разницу сложно почувствовать. Механически и физически картриджи практически идентичны, единственное отличие это зеркальность разъема процессоров Slot А. Там, где у AMD логотип – у Intel обратная сторона с радиатором. Та же длина, то же количество контактов, тот же цвет. Физически можно даже в материнскую плату Intel установить процессор AMD; правда, при подаче питания ничего хорошего не случится. Модели CPU обоих производителей поначалу включали кэш-память второго уровня, расположенную на текстолите процессорного картриджа, а затем вместе избавились от него.

Электрически процессоры заметно различаются. Количество используемых контактов разъема Slot у ЦП AMD на порядок выше: из всех 242-х контактов AMD Athlon использует половину, тогда как Intel Pentium 3 лишь четверть.

Первым слотовым процессором с новым именем Athlon стал CPU на ядре «Argon», который представили 23 июня 1999 года. Частотный диапазон выпускаемых моделей лежал в диапазоне от 500 до 700 МГц, технология производства – 250 нм, кэш-память второго уровня расположена на картридже ЦП в виде двух микросхем по обеим сторонам от процессорного ядра.

Позже данное ядро было переведено на более тонкий техпроцесс 180 нм и получило название «Pluto». Частотный диапазон решений, основанных на нем, благодаря уменьшению толщины транзисторов подрос до 850 МГц. Для процессоров с частотами от 900 МГц до 1 ГГц AMD придумала особое название ядра – «Orion».

Все вышеупомянутые ядра содержат кэш-память второго уровня в виде отдельных микросхем, работающих на частотах до 350 МГц. Иными словами, частота кэш-памяти процессора задавалась соответствующими делителями, привязанными к частоте ядра ЦП (1/2, 2/5 и 1/3). И только с выходом ядра «Thunderbird» кэш-память второго уровня навсегда переехала в ядро CPU.

Если сравнить процессоры AMD Athlon и Intel Pentium III, то сильными сторонами первого были системная шина EV6 с фактической частотой передачи 200 МГц, способная передать в два раза больше данных, чем шина конкурента GTL+, и блок исполнения целочисленных команд (ALU), выполняющий три целочисленные инструкции за такт (против двух у конкурента). И это еще не все.

Среди прочих достоинств отметим более короткий конвейер исполнения целочисленных команд; конвейеризованный блок операций (FPU) для чисел с плавающей запятой (у оппонента этот блок был не конвейеризирован); инклюзивное строение кэш-памяти процессора, при котором содержащиеся на первом и втором уровне данные не дублировались, что суммарно давало больший объем (L1 + L2), тогда как у конкурента данные, размещенные в L1, дублировались в L2; и набор инструкций 3DNow!.

К слабым сторонам, если так можно выразиться, отнесем недостаточно высокий частотный потенциал ядра; ограниченное количество производителей материнских плат, выпустивших свои продукты для новых процессоров; доступность всего двух наборов логики AMD 750 и VIA KX133; некоторые мелкие проблемы, касающиеся программной поддержки системы. Если оценить все вместе взятое, то плюсов явно больше.