Benchmark Redakcija
Miloš Ayrton Stamenković
Kada sa ove vremenske distance sagledamo dešavanja na tržištu procesora, možemo reći da je minula 2002. bila godina laganog Intelovog povratka na svoje stare pozicije. Ovakvu promenu na tržištu nije uslovio neki značajni napredak Intelovih procesora u odnosu na AMD-ove, nego je glavni razlog bio napredak samih čipsetova za Pentium 4 procesore. VIA, kao tadašnji glavni AMD partner za izradu odgovarajuće platforme nije bila u stanju da svoje čipsetove iole značajnije unapredi, što je rezultovalo dobrom osećaju stagnacije AMD Athlon XP platforme. Sa druge strane Intel je u saradnji sa kompanijom SiS kreirao mnoštvo čipsetova, gde je svaki sledeći donosio mali korak napred u mogućnostima i performansama. Konačno, izlaskom Pentium 4 procesora na 3.06 GHz sa Hyper Threading tehnologijom i GraniteBay čipseta omogućeno je da Intelova rešenja po performansama već osetno odmaku. Naravno, AMD je jako dobro osetio sve veći pritisak na od strane Intela na svoje teško stečene pozicije, tako da su se maksimalno potrudili da što više amortizuje nalete Intela i polako se pripremaju za uzvraćanje udarca. Prosti prelazak na 0.13 mikronski proces proizvodnje sa Thoroughbread jezgrom nije bio ni izbliza dovoljan, tako da je vrlo brzo usledilo Thoroughbread B revizija jezgra koja je otvorila mogućnost za više radne taktove koju su bili preko potrebno za borbu sa najbržim Pentium 4 procesorima. Tako je AMD u promet pustio Athlon XP procesore markirane kao 2800+ (i sporije) koji rade na taktu od 2.25GHz, a pored toga se od modela 2600+ prešlo na upotrebljavanje 166MHz magistrale. Kombinacijom brzine procesora od 2.25GHz i 166MHz magistralom AMD je uspeo da svoje procesore i pozicije na tržištu ojača, kao direktan rezultat povećanih performansi koje se bez problema mogu meriti sa onim koje ostvaruju Intelovi puleni.
Ipak, u prvom delu 2003. godine AMD se mora suočiti sa laganim ulaskom na mainstream tržište Hyper Threading tehnologije, 800MHz QuadPumped magistrale i DualChanell čipsetova za Pentium 4 procesore. AMD-u u korist ide činjenica da Pentium 4 procesore bar još neko vreme neće preći brzinsku granicu od 3.2 – 3.4 GHz, tj. do pojave Prescott Pentium 4 jezgra. Naravno, želeći da dodatno unapredi performanse svojih procesora AMD se odlučio da uradi još jednu reviziju Thoroughbread B jezgra – Barton.
Barton jezgro predstavlja najverovatnije i poslednju reviziju Athlon XP procesora
koji su sa nama već dobrih godinu i po dana. Očekivano, Barton jezgro ne donosi
nikakve promene u već postojećoj Athlon XP arhitekturi, već se AMD odlučio da
samo proširi Athlon XP familiju sa procesorim koji poseduju 512KB drugostepene
keš memorije. Samo Barton jezgro, tj. njegova prezentacija tržištu je dobrano
kasnila, pa smo tako još od septembra meseca prošle godine mogli da čujemo glasine
o Barton jezgru. Čak smo u nekim momentim mogli da čujemo nagoveštaje da Barton
na kraju neći ni ugledati svetlost dana. No, AMD je ipak smogao snage da pored
ubrzanog razvoja K8 generacije procesora ponovo unapredi Athlon XP seriju procesora.
Najlogičniji razlozi za ovoliko kašnjenje Bartona jesu sasvim logičini. Pored
već pomenutog razvoja K8 generacije, AMD je morao da sačeka usavršavanje svog
130 nanometarskog proizvodnog procesa sa Thoroughbread A i B jezgrima. Naravno,
nadogradnja i kreiranje Barton jezgra nije zahtevala nikakav specijalni razvoj
i istraživanje, jer se Barton u odnosu na Thoroughbread B jezgro razlikuje samo
u količini L2 keš memorije. Naime, sa 256KB L2 keš memorije koju poseduje svi
dosadašnji Athlon XP procesori, Barton raspolaže sa 512KB ovog tipa memorije.
Ovim potezom je izjednačena količina L2 keš memorije sa Pentium4 Northwood jezgrom,
u nadi da će veća količina ove memorije doneti rast performansi koji se osetio
prelaskom sa Willamette na Northwood Pentium 4 jezgro. Pored dobitka u performansama,
AMD je hteo da ostvari i značajni marketing efekat, jer sada AMD poseduje procesor
koji ima L2 keš memorije kao i najbrži Intelov Pentium4 procesor.
Ovo dupliranje količine L2 keš memorije logično rezultuje i značajnom povećanu
broja tranzistora, pa je tako ova cifra povećana sa 37.6 miliona kod Thoroughbread
B jezgra na velikih 54.3 miliona kod novog Barton jezgra. Tako sada samo L2
keš memorija zauzima više od jedne trećine ukupne površine Barton jezgra koja
sada iznosi 101 mm kvadratna. Površina jezgra procesora je veoma bitna i sa
aspekta proizvodnog procesora zbog ograničene površine wafera, odnosno broja
moguće izrađenog procesora po jednom waferu. Što se više primeraka procesora
izvuče iz jednog wafera, to je finala cena proizvoda manja, pa se samim tim
na tržište može izaći sa konkurentnijom cenom. Tako je površina od 101 mm kvadratna
dovela do limita AMD-ov proizvodni proces za koji je optimalna površina jezgra
do 100 mm kvadratna. Tako sada, na primer, AMD-ova perijanica Athlon XP 3000+
procesor sa Barton jezgrom košta negde oko pet stotina eura, što je baš dosta,
naročito za AMD standarde. No, i pored toga dotični procesor ipak ima manju
cenu od Pentium 4 na 3.06GHz modela.
Pored prestižnog 3000+ modela, AMD je tržištu ponudio i modele koje smo testirali
u ovom testu – 2800+ i 2500+ . Kod sva tri navedena modela možemo primeti malu
promenu u radnom taktu i PR rejtinga ovih procesora u odnosu na modele sa Thoroughbread
B jezgrom. Naime, do skora najbrži Athlon XP 2800+ sa Thoroughbread B jezgrom
radi na taktu od 2.25GHz, dok najnoviji model 3000+ radi na 2.167GHz. Slična
pojava se primećuje i kod Barton 2500+ modela koji radi na taktu od 1.83GHz,
što je dosta manja brzina od 2400+ modela koji radi na 2GHz. Prednost u 333MHz
magistrali, koju koriste svi Barton procesori, i i više L2 keš memorije ipak
omogućavaju Barton 2500+ modelu da u većini testova bude brži od 2400+ modela.
Ako ovom primeru dodamo da Barton 2800+ radi na istom radnom taktu od 2.083GHz
kao i Athlon XP 2600+ sa 333MHz FSB-om, možmo jasno zaključiti koliko bolje
performanse AMD očekuje od Barton jezgra.
Kao što se može primetiti na slikama, AMD je od skoro započeo kampanju pod
nazivom ”Processor In The Box”, pa su tako i primerci koje smo testirali takođe
stigli u atraktivnom pakovanju. Pored lepo upakovanog procesora, u paketu se
dobija i kuler koji je potpisan od strane AMD-a koji samim tim garantuje da
će dotični kuler adekvatno hladiti kupljeni procesor. U radu, sam kuler savim
korektno radi, ali nije primer overklokovanju što je i logično: ”Zašto
bi vam AMD davao kuler za overkloking?”. Ipak, ono glavno što AMD želi da postigne
sa ”Processor In The Box” kampanjom jeste da se sada procesor može kupiti
u originalnom retail pakovanju, uz čak tri godine garanicije. Pitanje garancije
je veoma bitno na svakom tržištu, pa i našem, gde nam je svima poznata situaciji
da mnogi dileri nisu priznavali ni jedan dan garancije za AMD procesore.
Inclusive i Exclusive L1 i L2 keš principi
Kada imamo priliku da se sretnemo sa povećanjem količine keš memorije u procesoru,
uvek sledi inicijalno razmišljanje koliko će performansi doneti ekstra keš memorija.
512KB drugostepenog keša donelo je osetni skok performansi Pentium4 procesorima,
ali zbog razlike u arhitekturi Athlon XP i Pentium4 procesora, povećane performanse
kod Barton jezgra nisu u toj meri izražene. Proanalizirajmo malo ovakvo stanje
stvari.
Intel je kod Pentiuma 4 upotrebio standardni sistem rada L1 i L2 keša koji
je poznat pod nazivom ”Inclusive”: princip gde se sadržaj L1 keša uvek kopira
i nalazi u L2 kešu. Loša strana ovog sistema je što se kapacitet L2 keša smanjuje
za kapacitet L1 keša. Međutim, jedina ali i dosta bitna prednost ovog sistema
oleda se u sledećem: kada je potrebno da se sadržina L1 i L2 keša prebaci u sistemsku
memoriju, memorijski kontroler ne mora da usporava procesor koji intenzivno
barata sa L1 kešom jer se svi ti podaci već nalaze u L2 kešu. AMD kod Athlon
XP procesora koristi ” Exclusive” princip po kome su sadržaji L1 i L2 keša
striktno odvojeni. Ovim se dobija ukupno veća količina keš memorije koju procesor
ima na raspolaganju, ali sa žrtvom povećanog latency-a (kašnjenja) u slučaju
kada memorijski kontroler treba da kopira podatke iz keš memorije u sistemsku.
”Exclusive” princip je u slučaju AMD mnogo logičniji, pa samim tim i opravdano
upotrebljen zbog činjenica da Athlon XP poseduje veliki L1 keš. Athlon XP ima
po 64KB L1 keša za instrukcije i podatke (ukupno 128KB), pa bi sa Intelovim ”Inclusive”
principom L2 keš Athlona XP procesora bio duplo skraćen. Kada u obzir uzmemo
sve činjenice i saberemo količine keš memorije kod Pentium 4 i Athlon XP procesora
dolazimo do sledećih zaključaka. Pentium 4 poseduje samo 8KB L1 keša i 512KB
L2 keša kod Northwood jezgra, odnosno 256KB kod Willamette jezgra, što daje
ukupan zbir keš memorije od 520KB odnosno 264KB u zavisnosti od jezgra. Thoroughbread
i Palomino Athlon XP imaju čak 128KB L1 keša i 256KB L2 keša što daje totalni
zbir od 384KB keš memorije. Ovde vidimo da Athlon XP odmah u startu ima dosta
veliku količinu keš memorije, pa zato i nedoumica o korisnosti još većeg L2
keša. Barton jezgro po ”Exclusive” principu ima ukupno čak 640KB keš memorije,
što je dosta. AMD je kod Bartona ostavio isti nivo asocijativnosti (16-way)
L2 keša, što za nijansicu povećava ukupni latency L2 keš memorije.
Test konfiguracija
CPU
AMD Athlon XP procesori
Matične ploče
EPoX 8RDA+
Memorija
Corsair PC3500 2x256MB 5-2-2-2
Hard
disk
Maxtor
DiamondMax+9 60GB
Graficka
karta
GeForce4
Ti4400
Operativni
sistem
Windows
XP Pro SP1
Drajveri
nForce2 2.03 & Detonator 43.45
Da bi smo videli direktnu razliku u performansama koje donosi više L2 keš memorije,
Thoroughbred B procesor (2600+ 2.083GHz 333FSB) smo na istom radnom taktu i
sistemskoj magistrali poredili sa Barton 2800+ procesorom (2.083 GHz 333FSB).
Standardni SiSoft Sandra 2003 rezultati po kojima se oba procesora gotovo identično
ponašaju. Ipak, interesantno da je Sandra uspela da zabeleži nešto brži Integer
memorijski protok, uprkos teoriji o L2 kešu.
Kod PCMark2002 testa situacija je ostala ista kao i kod SiSoft Sandre 2003,
gde Barton jezgro beleži nešto veći memorijski protok. Međutim, SienceMark 2.0
pokazuje totalno suprotne rezultate, dokazujući da teorija o keš arhitekturi
ipak ima nekog smisla.
Kako dolazimo do realnijih testova, možemo videti da Barton jezgro
uglavnom odnosi pobedu. No i pored toga, nađe se poneki test kao što je slučaj
sa SpecViewPerf-om, koji ipak prednost daje starom Thoroughbread jezgru.
Ista meta, isto rastojanje. Ziff Davis testovi realnih aplikacija daju prednost
Bartonu, dok sa druge strane 3DStudio MAX R5 favorizuje Thoroughbread jezgro.
Nakon ovih testova, možemo zaključiti da rendering programima nešto više prija
staro Thoriughbread jezgro, dok se u svim ostalim primenana Barton pokazao kao
nešto brže rešenje.
Kako je overkloking jedan od naših omiljenih sportova, nismo propustili priliku
da vidimo koliko “na sat” Barton jezgro može da “razvije”.
Kao što možete videti sa priloženih slika, maksimum koji smo uspeli da ostvarimo
jeste 2.3 GHz, što u današnje vreme JUIHB 1700+ Thoroughbread B procesora i
nije nekakav rezultat. Procesor se budio i na većim brzinama (do 2.45GHz), ali
bez obzira na podizanje radnog napona nismo uspeli da ostvarimo ni približno
stabilan rad, tako da je 2.3GHz ostala maksimalna stabilna overkloking brzina
koju smo ostvarili sa klasičnim vazdušnim hlađenjem. Veći broj tranzistora angažovanog
za 512 L2 keš memorije logično se više zagreva, što je jedan od razloga nešto
manjih overkloking potencijala. Ipak, pri ovim brzinama disipacija iznosi 75W
ili čak i preko toga, što je stvarno dosta.
Za kraj ovog dela priče, tu je i jedan zanimljiv screen shot gde se lepo može
videti kako dotični test program prepoznaje Barton jezgro. Mislim da većina
nas ne bih imala ništa protiv jednog ovakvog Durona.
U ovom delu rezultata testova obuhvatili smo većinu AMD Athlon XP modela, kako
bi je jasnije mogle uočiti razlike u performansama između pojednih modela i
radnih takotova. Pored toga, u test su uvršteni rezultati ostvareni sa overklokovanim
Athlon XP Barton 2500+ modelom koji smo podesili na radni takt od 2.2GHz sa
sistemskom magistralom 200MHz. Kako AMD već najavljuje 3200+ Barton model
koji bi trebao da radi baš na ovom taktu, rešili smo malo da požurimo i ponudimo
vam uvid u performanse koje bi trebao da donese 3200+ model sa 200MHz sistemskom
magistralom.
Kao što je napomenuto, u ovim testovima se jasno može videti da standardni
2400+ (266FSB) ostvaruje nešto bolje rezultate.
Razlika u performansama memorijskog transfera između 266, 333 i 400 FSB-a se
jasno može videti, kao i da je boljitak u prelasku sa 333 na 400 FSB nešto manji
nego što se slučaj sa tranzicijom od 266 ka 333 MHz magistrali.
Standardni 2400+ (266FSB) model pošteno zna da zagorča život Barton 2500+ modelu,
naročito u ovakvom tipu programa koji nisu previše zahtevni po pitanju memorijskog
protoka, odnosno na čiji rad utiču usporenja koja izaziva pristup hard disku.
Za 3D rendering programe, stavka broj jedan su megaherci pa onda sve ostalo.
Tako se i ovde 2400+ model dobro drži.
Nakon svega, može se reći da je AMD sa Barton jezgrom uglavnom uspeo da ostvari ono što je želeo. Iako dobitak u performansama nije posebno veliki, ipak je prisutan u dovoljnoj meri da bi se Barton mogao nazvati ”korakom unapred”. Pored toga, AMD je sa Bartonom sebi kupio još malo vremena, kako bi do kraja ispeglao K8 generaciju procesora i pripremio tržište za 64-bitnu eru.
Za kraj bi se moglo reći da će Barton unapređenje gotovo sigurno predstavljati poslednji korak napred za, sada već “antički staru”, Athlon XP arhitekturu. Ova činjenica ostaje važeća iako se na AMD-ovom roadmap-u može videti još jedno jezgro pored Bartona, koje ću u stvari biti Barton sa 256KB L2 keš memorije. Naravno, sledi logično pitanje ”A zar to nije Thoroughbread jezgro ?” Teoretski jeste, ali u praksi najverovatnije neće biti: AMD će sa ovim jezgrom maksimalno iskoristiti Barton liniju, pa će primercima kojima je neki deo L2 keš memorije neispravan jednostavno hardverski isključivati i ostavljati operativnim 256KB ispravne memorije. Pošto Intel još od Celeron procesora sa Coppermine jezgrom koristi ovaj sistem, za ovaj AMD-ov postupak se ne može reći da je inovativan, ali će AMD uštedeti pristojnu svotu novca koja će sigurno biti investirana u proizvodnju K8 serije procesora.
kontakt: Pakom, www.pakom.co.yu
