Ретроклокинг: AMD FASN8 против Intel Skulltrail или битва, которой не было

Оглавление

• Вступление
• Немного истории
• AMD FASN8
• Intel Skulltrail
• Тестовый стенд
• Результаты тестирования
• Super Pi mod. 1.5XS
• PiFast v.4.1
• wPrime v.1.43
• HWBOT Prime v.0.8.3
• WinRAR x86 v. 5.40
• AIDA64 5.50.3600
• Cinebench 2003
• Cinebench R11.5
• Cinebench R15
• HWBOT x265 Benchmark v.2.2.0
• PCMark 2005 v.1.20
• Geekbench 4 v.4.2.3
• 3DMark 2006 v.1.1.1
• 3DMark 2011 v.1.0.132
• Catzilla 4K
• AIDA64
• Заключение

Вступление

Лаборатория продолжает цикл статей о ретроклокинге. После небольшой паузы вас ждет оригинальный материал, задуманный мною еще несколько лет назад, но из-за сложностей с реализацией воплотить его в жизнь удалось лишь сейчас.

Возможно, это и к лучшему, ведь конец лета и начало осени 2018 года просто пестрят уникальными, выходящими и уже вышедшими продуктами: AMD Ryzen Threadripper II c 32-мя ядрами, Intel Core i9 с восьмеркой ядер в мейнстрим сегменте, маячащий на горизонте флагман Skylake-X с 28-ю ядрами и прочие.

Такие знаменательные события стали возможны благодаря возросшей конкуренции между основными игроками процессорного рынка и одновременно давнишними противниками – AMD и Intel.

Я же еще раз верну читателей в конец 2006 года, когда AMD представила платформу Quad FX, базирующуюся на паре двухъядерных процессоров AMD Athlon 64 FX-74 в исполнении Socket 1207 (Socket F) с частотою 3 ГГц.

Более подробно о данной платформе можно прочитать в моих предыдущих статьях:

• Ретроклокинг: разгоняем AMD Athlon 64 FX-74 или ветеран I-й Ядерной войны;
• Ретроклокинг: разгоняем пару AMD Athlon 64 FX-74 или другие орудия победы.

Она стала ответом Intel на ее четырехъядерные процессоры серий Core 2 Quad и Core 2 Extreme, которые наделали много шума и посодействовали закреплению лидерства компании на процессорном рынке…

Немного истории

Практически все разнообразные семейства процессоров Intel Core 2 были успешными – они были холодны и быстры, да еще и разгонялись гораздо лучше конкурирующих решений.

Но платформа AMD Quad FX (или «Quadfather») все же заставила поволноваться конкурента, несмотря на то, что стоимость ее владения начиналась от $3000, а где она заканчивалась, мало кто знал.

В результате получилось горячо, дорого, но мощно и в ряде задач, где было важно количество ядер, а не их скорость, данная платформа составила достойную конкуренцию Intel.

Ответ Intel не заставил долго ждать. В конце февраля 2008 года на свет появилась впечатляющая по тем временам и характеристикам платформа, во главе которой красовался череп. Возможно, это был намек, что конкуренту конец :D

Думаю, вы догадались, что речь идет о платформе «Intel Skulltrail» или «V8» (ее первоначальное рабочее название).

Intel решила пойти по стопам AMD, взяв на вооружение ее же методы и адаптировав серверную платформу под нужны Hi-End Desktop PC. В результате такого технологичного ответа в руки обеспеченных энтузиастов в начале 2008 года попали восемь, подчеркну, восемь! ядер.

А теперь вдумайтесь, сколько прошло времени, пока эти восемь ядер из «синего» лагеря спустились с олимпа HEDT до мейнстрим сегмента? Правильно – понадобилось чуть более десяти лет. Первый настоящий «восьмиядерник» Intel, доступный для пользователей – Core i7-9700K, обещают выпустить на рынок лишь в октябре этого года.

Но тогда в 2008 году восемь ядер были просто фантастикой, которая совсем скоро станет реальностью. В основе платформы «Intel Skulltrail» лежала специальная материнская плата, разработанная в лабораториях Intel с названием Intel Desktop Board D5400XS. В дополнение к плате за $600 энтузиаст получал за $3000 пару уникальных процессоров Core 2 Extreme QX9775 с четырьмя ядрами в исполнении LGA 771.

В основе процессора лежало знакомое ядро «Yorkfield», производившееся по нормам 45нм и имевшее в своем распоряжении 12 Мб кэша второго уровня. И хотя на каждые 2 ядра приходились «свои» 6 Мб, то суммарные цифры системы «Intel Skulltrail» звучали как: 8 ядер, 25.6 ГГц и 24 Мб L2 и внушали страх в конкурирующем лагере.

Пользователи были не в восторге от конечной стоимости всей сборки. Ко всему выше перечисленному нужно было добавить еще оперативную память стандарта DDR2 FB-DIMM, которая глубокими корнями уходит в серверный сегмент, к тому же она была горяча, недешева и уступала по производительности обычной не регистровой DDR2.

Стоимость набора из четырех планок по 1 Гб была в районе $300, но ставить «всего» 4 Гб на такую систему было, конечно, нецелесообразно, лучше 8 либо вообще все 16 Гб. Итого по количественным характеристикам получалось: 8 Intel ядер и 16 Гб ОЗУ, возможность построения Multi-GPU сборок и цена, приближающаяся к $10 000.

Такие количественные показатели вполне вписываются в рамки средней современной системы 2018 года, чего не скажешь о цене.

Что же было в запасе у AMD? К лету 2008 года AMD выводит на рынок четырехъядерные процессоры AMD Phenom X4, исправленные от ошибки TLB. Самым быстрым и высокочастотным становится модель AMD Phenom X4 с индексом 9850 с тактовой частотой 2,5 ГГц.

Не густо, но и не пусто, так как AMD вела в тайне разработку приемника «Крестного отца» с кодовым именем FASN8 (First AMD Silicon Next-gen 8-core Platform). По своей задумке в материнскую плату ASUS L1N64-SLI WS, либо ее обновленную версию с новым набор системной логики (чипсет RD790), должна были устанавливаться пара четырехядерных AMD Phenom FX X4. В прессе даже пророчили появление конкретной модели процессора - AMD Phenom FX-80.

Но развитие событий пошло по иному пути. Разработку FASN8 посчитали бесперспективной, а сам проект закрыли. Хотя еще в середине 2007 года AMD продемонстрировала публике рабочий прототип будущей системы, а затем в сентябре месяце в Японии на выставочных стендах была замечена модель материнской платы ASUS L1A64 WS.

Отмечу, что это произошло при анонсировании новой линейки процессоров Opteron, основанных на новом и по-настоящему честном четырехъядерном кристалле «Barcelona», который положил начало новому поколению серверных процессоров, ставших основой новой HEDT платформы AMD.

Как можно видеть, данная плата очень похожа на свою предшественницу ASUS L1N64-SLI WS. Но представленный экземпляр ASUS L1A64 WS на выставочном мероприятии так и остался выставочным образцом и в производство запущен не был.

Получается, обе стороны активно готовились к решающей схватке, но до боевых действий дело так и не дошло. В итоге в битве, которой не было, победил «синий» лагерь.

Но, как гласит народная поговорка, «раз в год и палка стреляет». Именно ее я попытаюсь зарядить и опробовать на практике, воссоздав тем самым альтернативный ход историко-процессорных событий.

AMD FASN8

В этой части статьи я расскажу о построении платформы AMD FASN8 и тех трудностях, с которыми столкнулся. Итак, основу системы по-прежнему составляет легендарная материнская плата – ASUS L1N64-SLI WS, которая подняла планку производительности на новый уровень.

Данная модель, по сути, обеспечивала возможность использования двух разных платформ одновременно. Достаточно было перепрошить нужную версию BIOS и из платформы AMD Quad FX получалась мощная рабочая станция, дающая возможность использовать серверные процессоры AMD Opteron. После перепрошивки модель материнской платы изменялась на ASUS L1N64-SLI WS/B.

А чтобы убрать возможность использования такой хитрой комбинации, старшие ревизии плат поставлялись с впаянной намертво в системную плату микросхемой BIOS. И у меня волею судеб как раз оказалась такая плата.

К перепрошивке BIOS нужно заранее подготовиться, так как процессоры AMD Opteron 3-го поколения (начиная с ядра «Barcelona») требуют в обязательном порядке регистровую DDR2 оперативную память. С обыкновенной памятью система попросту не запустится.

Для построения FASN8 системы я использовал самые производительные и высокочастотные процессоры AMD Opteron с ядром «Barcelona» имеющие индекс - 2360 SE степпинга B3 (существовал также и B2 степпинг). Такой процессор на момент анонса в апреле 2008 года в партиях от 1000 штук оценивался в $1165.

Частота процессора составляла 2500 МГц, кэш-память второго уровня – 512 Кб х 4, кэш-память третьего уровня была общей для всех четырех ядер – 2 Мбайт. Процессор поддерживал массу энергосберегающих технологий, а также наборы инструкций, включая SSE4a, виртуализацию и другие.

AMD Opteron «Barcelona» производился по технологическим нормам 65 нм, TDP был заявлен на уровне 137 ватт. По своим характеристикам он напоминал AMD Phenom X4 9850, стоимость которого на момент анонса в марте 2008 года составляла $235. Разница в цене была практически в 5 раз больше по сравнению с Opteron 2360 SE.

В дополнение к паре AMD Opteron 2360 SE была приготовлена регистровая DDR2 память с коррекцией ошибок суммарным объемом 16 ГБ (4 модуля по 4 Гб) производства Hynix c частотою 800 МГц или стандарта PC2-6400R. То есть самая быстрая по спецификации регистровая DDR2 SDRAM.

Все компоненты для сборки готовы, осталось только прошить BIOS и посмотреть на итоговый результат. Для материнской платы ASUS L1N64-SLI WS/B существует последняя официальная версия BIOS 0602 от 2009/08/26, которая имеет поддержку 4-х ядерных процессоров AMD Opteron 3-го поколения, оставалось только его правильно прошить. И вот тут возникла первая проблема.

Чтобы прошить нужный биос, запаянный в материнскую плату я сначала использовал официальные средства для прошивки. Загрузившись с парой AMD Athlon FX-74 и зайдя в Windows XP, я запустил ASUS flash utility.

Но умная утилита отказалась перепрошивать одну плату в другую. Также имеется защита от перепрошивки старого BIOS на новый.

Загрузившись в DOS? я попробовал использовать рекомендованный AFUDOS, но также безуспешно, затем попробовал пару универсальных прошивальщиков, но положительного результата я так и не получил. Выпаивать микросхему и искать программатор я не хотел из-за его отсутствия.

Но выход обнаружился сам собою, хвала инженерам ASUS!, которые предусмотрели целых три(!) варианта перепрошивки BIOS. Кроме 2-х перечисленных, оставалась замечательная технология ASUS EZ Flash! Чтобы ею воспользоваться, нужно записать файл BIOS’a в нужном формате на CD/Flash/FDD и после прохождения процедуры POST нажать ALT+F2.

В итоге я записал BIOS на CDRW и благополучно из ASUS L1N64-SLI WS получил ASUS L1N64-SLI WS/B. К слову, серверный вариант материнской платы опознал пару AMD Athlon 64 FX-74 c обыкновенной нерегистровой DDR2 памятью.

После установки пары Opteron 2360 SE вместо Athlon 64 FX-74 и замены оперативной памяти на регистровую PC2-6400R я не увидел POST. Сброс CMOS не помог. Возникла вторая проблема.

И она не решилась, даже если оставались две планки памяти из четырех, либо один процессор из двух. Только когда остался один процессор и одна планка памяти, я наконец таки увидел долгожданный POST screen и смог войти в BIOS.

Проблема была в оперативной памяти, в результате было выяснено, что система может загружаться только когда память стоит в режиме PC2-5300 или работает на 667 рабочих МГц.

А ведь я брал память с запасом. На этом проблемы с работой памяти не заканчивались. Аналогичным образом система не хотела загружать Windows7 x64 при сниженной частоте оперативной памяти до 266 МГц или в режиме PС2-4200. При этом Windows7 x32 и Windows XP x32 работали с оперативной памятью в режиме PC2-4200 без проблем. Попытка установить с нуля Windows7 x64 при выставленном в BIOS значении оперативной памяти в 266 МГц также заканчивалась синим экраном смерти.

Возможно, проблема заключалась в большом объеме каждого модуля памяти, но даже с планками памяти по 1 Гб поведение системы не изменилось. Проблема кроется в недоработке самого BIOS. В результате такое поведение системы не дало возможности отснять результаты тестов под Windows 7 x64 с разгоном.

Еще следует отметить, что в «серверной» версии BIOS материнской платы ряд ключевых параметров из BIOS исчезли, либо по факту не работали. Из настроек оперативной памяти осталась только возможность выбора частоты работы оперативной памяти и все!

Настроек таймингов нет! Выбора значения напряжений CPU нет. Изменение частоты системной шины не работают. Получается, по факту, можно пользоваться системой только по дефолту без всякого разгона. При этом надо отдать должное система работала стабильно и температурные показатели были намного комфортнее, чем с парой установленных AMD Athlon 64 FX-74, температура под Prime95 не превышала 50С. Встал вопрос, а как разогнать систему?

В свое время аналогичным вопросом озадачивались многие, но наибольшего успеха в этом достиг известный оверклокер и мастер экстремального разгона из Японии Ohashi Katsumi, известным всем также как "kyosen", которому удалось разогнать пару «Barcelon» до 4 ГГц. Упоминания о его достижениях медленно стерлись из интернета, но его e-mail мне удалось найти и, несмотря на то, что Ohashi Katsumi давно отошел от оверклокерских дел, тем не менее он ответил и дал массу ценных советов по разгону, а также снабдил модифицированным BIOS «tic tac», парой утилит и схемой вольтмода материнской платы для процессоров на ядре «Barcelona». Только хардварным методом возможно увеличение напряжение на ядре этого CPU. За что ему я выражаю огромную благодарность .

Постараюсь свести все советы по разгону платформы AMD FASN8 к единому знаменателю:

• Основные тайминги памяти возможно изменить утилитой MemSet 3.4 Beta3, за исключением CAS Latency.

• Разгон по шине HT возможен, но зависит главным образом от версий используемых BIOS и версий самих утилит для разгона. Самая простая связка: последний официальный BIOS 0602+ nVIDIA nTune v.5.05.54.00. Шаг разгона только - 1 МГц, иначе система может зависнуть.
• Разгон по шине HT возможен на ранних и неофициальных версиях BIOS при использовании ClockGen 1.0.4.6. шаг разгона в этом случае также строго 1 МГц!

• Разгон по шине также возможен, при условии использования самых ранних версий AMD OverDrive, в которых еще не встроили проверку на принадлежность чипсета к производству AMD.

• Возможно изменение частоты NB Clock frequency с помощью утилит, которые напрямую могут изменять регистры PCI устройств. Для этого можно использовать WPCREDIT либо MchbarEdit и другие. В результате штатную частоту NB равную 1600 МГц можно изменить на необходимую.

• Функция изменения множителя шины Hyper Thransport имеется и работает в последней версии BIOS, но множитель HT так же можно изменять сторонними программными средствами, такими как WPCREDIT и т.д.

Как видите, существует ряд нюансов для запуска 8-ми ядерной системы от AMD, а так же ее разгона. Если бы проект AMD FASN8 не был свернут в его финальной версии, все вышеописанные манипуляции можно было бы сделать, не выходя из BIOS.

В результате я не стал прибегать к хардварному вольтмоду материнской платы, но даже такими целиком программными средствами были получены стабильные 3 ГГц на всех восьми ядрах обоих процессоров AMD Opteron. При этом необходимо было увеличить значение шины Hyper Thransport на 20% до 240 МГц, частота NB cо 1600 МГц соответственно увеличилась до 1920 МГц.

А вот делитель оперативной памяти пришлось понизить, в итоге память работала на 640 МГц, немногим не добрав до дефолтных 667 МГц.

Процессор мог разгоняться и далее, финальная валидация составила 3245 МГц.

Напомню, этот результат был достигнут без поднятия каких-либо напряжений. В итоге можно говорить о том, что разгонный потенциал «Барселоны» получился отменным и при увеличении напряжения вполне можно рассчитывать на стабильные 3.6-3.8 ГГц на воздухе.

В соответствующей части статьи на графиках тестирования производительности будет представлено два состояния платформы AMD FASN8: штатное на 2.5 ГГц и форсированное на 3.0 ГГц, а сейчас переходим к следующей платформе – Intel Skulltrail.