AMD Athlon XP Thoroughbred 2400+ aka “Nova nada”

Za nedavna posjeta INFO 2002 izložbi na štandu HGspota za oko nam je zapeo AMD Athlon XP Thoroughbred 2400+ procesor. Kako mi po običaju nemamo dlake na jeziku i poznati smo bestidnosti oko žicanja hardvera, dotični procesor smo vrlo brzo uspjeli dobiti na test. Nova linija AMD-ovih procesora ima ulogu popunjavanja rupe u proizvodnim linijama između Palominoa i Bartona. Retrospektivno gledano, AMD-ov razvojni ciklus SocketA procesora je tekao na slijedeći način: Thunderbird, prva jezgra za SocketA Athlone, nakon nje Palomino jezgra (prvi Athlon XP), pa onda Thoroughbred jezgra s kojom se prešlo na 0.13 mikronski proces proizvodnje. Ta Thoroughbred jezgra (kasnije joj je dodana oznaka "A") nije rezultirala očekivanim performansama i kvalitetom. Maksimalna brzina je, unatoč očekivanjima, bila samo 1800 MHz (tj. PR 2200+) što je bio porast od samo 66 MHz u odnosu na brzinu najbržeg Palomino Athlona (XP 2100+, 1733 MHz).

Novi Athlon pod flešom

Sa prelaskom na novu jezgru smanjena je i površina iste sa 128 na 80 mm2 što je značilo da je toplinska disipacija novih Athlona mogla postati još veći problem. Ovdje u igru ulazi još jedna razlika između Thoroughbred "A" i Palomino jezgre, a to je broj slojeva silicijskih vodova na jezgri. Što ih je više to je čišći signal između raznih komponenti procesora (cache memorija, logičke jedinice i sl.). Thunderbird Athloni su imali 6 slojeva vodova, Palomino Athloni 7 slojeva, a na Thoroughbredu "A" ih je 8. Na ovaj način je postignuta manja toplinska disipacija od prethodne serije procesora, a ona je također i direktna posljedica smanjenja visine napona na kojoj procesori rade (opet zbog broja silicijskih slojeva) na 1.65 V. Naravno, sve je to lijepo i krasno, ali opet se vraćamo na problem brzine. Uz poboljšanje procesa izrade, prelaskom na finije waffere (0.13 mikrona), porast takta nije bio ni blizu očekivanom dok je Intel žario i palio sa PIV na 2.53 GHz. Situacija je postajala sve bezizlaznija, čak je bilo planirano rano izdavanje Barton baziranih Athlona, dok iz AMD-ovog FAB-a 30 (Dresden, Njemačka) nije stigla optimistična vijest.

Novi Athlon i stari Duron

Proizvodni proces Thoroughbred baziranih procesora je dodatno poboljšan, dodan je još jedan sloj vodova (deveti) i maksimalna brzina procesora je naglo porasla. Nova jezgra nazvana je Thorughbred "B" i postala je AMD-ova "nova nada" (Star Wars, hehe). Veličina jezgre se opet promijenila i porasla sa 80 na 84 mm2. Brzina "starih" Thoroughbreda, od 1700+ do 2200+ (čini mi se da ih ima i kod nas) je komplemetirana novom serijom procesora brzine od 2400+ do 2800+ (stvarne brzine od 2 do 2.25 GHz). Trenutno poznati modeli su 2400+ (2 GHz), 2600+ (2.133 GHz), 2600+ (2.083 GHz, 333 FSB), 2700+ (2.167 GHz) i 2800+ (2.25 GHz). Treba naglasiti da modeli od 2600+ nadalje rade na 333 MHz sabirnici dok naš testni procesor (inženjerski primjerak) 2400+, još uvijek radi na 266 MHz sabirnici s množiteljem 15. Ako ste zbunjeni postojanjem dva 2600+ modela ne brinite se jer svi su zbunjeni s time. S druge strane informacije o modelima su točne koliko mogu biti budući da potiču iz AMD-ovih tehničkih dokumenata. Općenito, glavne razlike između Palomino i Thoroughbred "B" baziranih Athlon XP procesora su viši takt, manja površina jezgre, niži napon potreban za rad, manja toplinska disipacija, veći broj silicijskih vodljivih slojeva, interna termalna sonda i kod bržih modela, 333 MHz sabirnica. Dosta više teorije, krenimo na testiranje!

Kao što je u vidljivo u gornjim tablicama potrudili smo se i napravili benchmark na podosta aplikacija koje pružaju sintetičke i real-world rezultate. AMD+VIA konfiguracija protiv ekvivalente Intelove kako bi što bolje ocijenili performanse i vrijednost testiranog procesora. U uvodu je napomenuto da je testirani XP 2400+ procesor inženjerski primjerak što se da zaključiti po odsustvu bilo kakvih oznaka na jezgri procesora i odsustvu laserskog "reza" između L1 mostića.

Jezgra bez oznaka

Pošto procesor nije naš nismo mu ni pokušavali "odključati" multiplier mada je to bilo lako izvedivo. Pojedinci koji se ovlaš razumiju u ovu tematiku će se zapitati nije li bilo lako spojiti L1 mostiće grafitnom olovkom i kasnije ih izbrisati. Taj način "odključavanja" procesora nije moguće primjeniti niti na jednom Palomino ili Thoroughbred procesoru zbog njihovog organskog pakiranja.

Nejde, pa nejde...

Na gornjoj slici je dokumentira maksimalni overclockirani takt procesora, 2075 MHz. Po AMD-ovom PR-u (performance rating) ovo odgovara modelu nešto bržem od 2500+. Takt je postignut sa dizanjem FSB-a sa 133 na 138 MHz, dizanjem napona jezgre sa 1.65 na 1.7 V. Kako smo za hlađenje koristili izrazito kvalitetan hladnjak (Cooler Master HSC-V62) temperatura jezgre nije bila problem. Moramo priznati da smo uz svu famu oko overclockabilnosti novih Athlona očekivali puno više, ali što je tu je. Naša testna ploča sa najnovijim BIOS-om potpuno podržava Thoroughbred procesore i detektira ih bez problema. Jedino što nismo sigurni kako se ponaša sa jačim modelima koji rade na 333 MHz FSB-u. U teoriji ne bi trebalo biti problema pošto FSB ploče bez problema ide do 181 MHz (362 MHz DDR). Također treba naglasiti da je maksimalni ostvariv vcore napon na ploči 1.85 V, ali niti ova maksimalna vrijednost napona nije pomogla procesoru da ide "brže, više i jače". Ovakav, prilično loš, rezultat overclockiranja možemo pripisati ranoj verziji procesora (neusavršen proizvodni proces, mala tolerancija) ili neobičnoj osjetljivosti procesora na temperaturu (manje vjerojatno).

S obzirom na to da je Ozren trenutačno naš prinudni Intelaš i ima na testu nove PIV platforme i procesore bilo je poprilično lagano pribaviti usporedne testove ekvivalentnih PIV konfiguracija. Naglašavamo da je u PIV kofiguraciji korištene "nabrijana" Ti4200 kartica i kao takva je igrala ulogu Ti4400 kartice. Isto tako je PIV 2.7 GHz overclockirani PIV 2.4 GHz. Krenimo sa sintetičkim testovima, za početak 3DMark:

U 3DMarku 2001SE imamo prvi uvid u performanse novog Athlona. Mada poprilično brz, ne pokazuje peformanse ekvivalentne Intelovom konkurentnom modelu. Tek se sa jačom grafičkom karticom rezultat okreće na AMD-ovu korist.

PCMark 2002 nam daje nagovještaj pravog problema koji muči novog Athlona, a to je neadekvatna platforma koja može osigurati dovoljnu memorijsku propusnost. U CPU testu razlika između dva procesora (XP 2400+ i PIV 2.4) je minimalna dok je u memorijskom testu Athlon ostavljen u prašini.

Daljnjom analizom pomoću nove SiSoftware Sandre 2003 sve se više potvrđuje pretpostavka da je "usko grlo" novog procesora zapravo platforma tj. chipset na kojem je bazirana platforma (u ovom slučaju VIA KT333). Ovo je izrazito vidljivo u memorijskom testu gdje je Intel konfiguracija brža za dobrih 30%. Kad pogledamo na rezultate čisto procesorskih testova slika se drastično mijenja, tu Thoroughbredova arhitektura pokazuje svoje prednosti. Posebno je zanimljivo to da je AMD-ov procesor na tvorničkoj frekvenciji u nekim testovima bolji nego moćni PIV 2.7 GHz.

Nastavljamo sa sintetičkim testovima, OpenGL performanse u SPECviewperfu 7. Thoroughbred zaostaje u skoro svim testovima osim u Lightscape (light-05) i Data Explorer (dx-07) testu gdje se opet ponavlja situacija iz Sandre 2003, čak i na tvorničkoj brzini AMD-ov procesor ostavlja Intelove procesore u prašini.

ScienceMark je jedan poprilično zahtjevan test koji analizira performanse procesora i platforme općenito preko raznih simulacija znanstvenih eksperimenata i sl. Grafikone smo podijelili u dva dijela zbog nesrazmjera iskazanih rezultata. Na prvom grafikonu vidimo da je stanje opet poprilično izjednačeno, u smislu da niti jedan procesor ne pokazuje potpunu nadmoć u svim testovima. U compiled dijelu DGEMM testa procesori su poprilično izjednačeni dok u x87 dijelu testu Athlon postiže potpunu dominaciju. U SGEMM-u se PIV ponaša bolje u testu sa SSE instrukcijama (ništa čudno), ali Athlon je bolji u compiled dijelu. Memory benchmark nam opet potvrđuje da je pravi problem AMD-ovih procesora nedovoljno brza platforma. Vrlo je vidljiv Intel-ov dobitak na peformansama pri korištenju L2 cache memorije zbog Northwood jezgre, kod koje je veličina L2 cache memorije povećana sa 256 na 512 kb (Athlon je i dalje ima samo 256 kb).

Ovaj dio ScienceMarka se bazira na tome koliko brzo procesor može završiti određenu znanstvenu simulaciju, dakle što je vrijeme u sekundama kraće to je procesor brži. Ponovo ista priča, novi Thoroughbred jako voli računanje kao i svi Athloni, PIV je doslovno pregažen. Ovu konstatacija će biti podupreta i u slijedećim testovima.

Treći dio testa također prevaže na AMD-ovu stranu. Rezultati Cypher testa su u MB/s, više je bolje, a Intelovi procesori jednostavno ne "vuku" dovoljno dobro.

Na kraju seta sintetičkih testova stavili smo jedan mali test zvan SuperPi. Test se svodi na mjerenje vremena potrebnog da procesor izračuna broj pi sa predefiniranim brojem decimala. Mi smo računali broj pi sa 1 milijun decimala. Primjetite da je u ovom benchmarku važno imati što manji rezultat, odnosno kraće vrijeme izračuna. U dotičnom testu Athlon potpuno razvaljuje PIV zbog svoje naprednije FPU jedinice. Sjetimo se ta ista Athlonova FPU jedinica nije baš najbolje ponijela u SiSoftware Sandra 2003 CPU testu, razlog tomu je što Sandra koristi sve moguće dodatne setove instrukcij koje proceosor posjeduje (u ovom slučaju to su SSE i SSE2).

Krenimo sa našim starim poznanikom, QIII Arenom. U slijedećim testovima valja pripaziti na to da je Athlon testiran sa Ti4600 i Ti4400 karticom, a Pentium samo sa Ti4400. Dakle gledajte komparabilne bechmarke. Situacija u ovom testu je vrlo jasna, PIV dominira i točka. Njegova je snaga najviše vidljiva u 512x384 i 1024x768 rezoluciji, gdje ga ne sputava grafička kartica.

Eto nam jednog testa izuzetno ovisnog o brzini procesora, Jedi Knighta 2. Slično kao i u QIII testu, Athlon ovdje gubi u svim rezolucijama. Overclokiran i opremljen sa jačom karticom, jedva uspijeva dostiči Northwooda 2.4 GHz.

Za test je korišten medium quality botmatch, test koji traži puno procesorske snage. Sa smiješkom na licu mogu reći da u ovom testu Athlon dominira na sličan način kao i Pentium u Jedi Knightu 2.

Zadnji test je domaći, Serious Sam: TSE. Korišteni su deafult quality postavka i dvije različite rezolucije. U nižoj rezoluciji su rezultati dosta slični mada je Athlon za nijansu brži. Najjači Pentium je sukladno svojem statusu najbrži. Pri 1280x1024 stanje se radikalno mijenja, oba Pentium procesora su nadjačana, opet vidimo instacnu gdje je Athlon 2400+ na tvorničkoj brzini brži od overclockiranog Pentiuma.

U konstantnom nadmetanju između dva najveća rivala, AMD-a i Intela, još jedanput smo svjedoci bespoštedne bitke za prevlast tržišta. Izdavanjem Thoroughbred "B" Athlona AMD je dobio izvrsnog konja za utrku, ali taj je konj u ovom trenutku malkice šepav. Novi Athloni su službeno izdani relativno davno, samo što nisu bili nabavljivi na tržištu zbog problema s proizvodnjom. Za to vrijeme izašli su jači Intelovi procesori, poglavito novi Pentium IV 3.06 GHz sa Hyper Threadingom. U vrijeme kad smo mi tek vidjeli prvi novi Thouroughbred (Info 2002), Intel je već na istom sajmu predstavio najbrži, prije spomenuti, PIV. Mada je vidljivo da AMD-ov procesor ima bolje performanse u popriličnom broju testova i da je realno gledajući bolje dizajniran procesor ne smijemo zaboraviti nedostatak adekvatne platforme za njega, propust koji je možda ispravljen sa nForce 2 chipsetom, i trenutnu maksimalnu brzinu ove serije procesora (2800+ tj. 2250 MHz). Arhitektura Pentiuma IV možda jest manje efektivna od Thoroughbredove, ali je maksimalna granica njegove frekvencije puno veća.

Trenutni AMD roadmap

Trenutna granica Intelovog 13 mikronskog procesa proizvodnje je brzina od 3.2 GHz, ali Intel ima poprilične resurse i planira uskoro preći na 9 mikronski proces izrade dok AMD čak ni sa novim jezgrama i procesorima poput Bartona i Clawhammera (izlazak predviđen za Q1 2003) ne planira prelazak na finije waffere. U domeni overclockiranja, gdje je AMD prije držao premoć sa svojim isplativijim procesorima, sada je Intel sa svojim Northwoodom 1.8 GHz gazda. Među svim ovim činjenicama pojavljuje se još jedna, a to je cijena. Recenzirani procesor je trenutno za cca 100 kn-a jeftiniji nego njegov direktni konkurent PIV 2.4 GHz, a jači modeli su isto tako poprilično skupi. Ćini se da AMD prelazi sa filozofije "brzo i jeftino" na filozofiju "brzo i skupo". Kako će se to odraziti na tradicionalne AMD-ove mušterije, potrošaće sa manjom kupovnom moći, vrijeme će reći. AMD puca visoko, što je dobro, jer za natjecanje sa Intelom treba hrpa love, ali da li može izdržati pritisak? Bilo kako bilo, novi Thoroughbred je izvrstan procesor čija brzina samo čeka da se pokaže na adekvatnoj platformi. A što se tiče nas...mi se nadamo da ćemo uskoro nabaviti Thoroughbred koji radi na 333 MHz FSB-u, upariti ga sa nForce 2 pločom, i usporediti sa trenutno najbržim PIV 3.06 GHz procesorom. Dosta više, bole me ruke od pisanja...