2 - … и более доступные 45нм CPU Intel

Не только AMD прилагает усилия, чтобы сделать свои процессоры более привлекательными для потребителей. Конечно, схожие шаги совершает и Intel. Компания находится на данный момент в более выгодном положении и обладает большим пространством для маневра, как в технологическом, так и в ценовом плане. Как вы помните, последним значимым архитектурным изменением в линейке CPU компании стал выпуск 45нм ядра Penryn в нескольких вариациях. Пожалуй, единственным недостатком этих процессоров в момент выхода стала откровенно высокая цена, не было никакого смысла переплачивать за 45нм CPU, тогда как «старые» 65нм процессоры обеспечивали сопоставимый уровень производительности. Однако всему есть свое объяснение, и в данном случае оно выражается в объемах поставок:

Оранжевым цветом на столбиках обозначены наиболее актуальные Core 2 Duo, розовым – менее массовые Core 2 Quad. Вполне естественно, что при таком соотношении поставок 65 и 45нм процессоров в первом квартале, цены изначально были очень высоки. Но прошло немало времени, и сегодня ситуация коренным образом изменилась – объемы поставок увеличились, а цены находятся на вполне приемлемом уровне.

Таким образом, в то время как AMD еле-еле вылечила свои Phenom’ы от злополучной ошибки TLB и выпустила так давно ожидаемый степпинг B3, Intel успела не просто перевести свою линейку CPU на 45нм, а еще и сделать их вполне доступными на массовом рынке. Что остается AMD? В первую очередь разрабатывать новую удачную архитектуру, чтобы, наконец, побороться с Intel в производительности, а не в маркетинге. А пока, к сожалению, только то, что компания и так делает – снижать цены.

Процессоры Phenom удивительны во многих отношениях, и одним из пунктов, вызвавших наше недоумение во время тестирования, стало нелинейное и непредсказуемое ухудшение показателей производительности. Такое странное поведение проявилось при тестировании в пакете SYSMark 2007 и Photoshop CS3, SYSMark показывал падение производительности в пределах 10%, что явно выходит за рамки погрешности измерений, а в продукте Adobe разница вообще доходила до 50%!

Изначально возможным объяснением казался переход на степпинг B3 в сочетании с установкой SP1 на Vista – вполне возможно, что даже аппаратное исправление ошибки TLB приводит к потере производительности. Однако многие тесты, такие как WinRAR, которые должны были в первую очередь пострадать от известного бага, никак не изменяли своих результатов.

После различных «плясок с бубном» в виде замены материнской платы с 780G на 790FX и обратно без переустановки Windows, удалось в некотором роде исправить показания производительности – SYSMark стал вести себя адекватно, при нескольких прогонах показав корректные результаты. Однако с Photoshop’ом ничего сделать так и не удалось.

Более подробное исследование сущности проблемы установило факт виновности Cool’n’Quite в описанной ситуации. C’n’Q – маркетинговое название технологии AMD для управления частотами и напряжениями процессоров. Функциональность схожа с EIST у Intel – в режиме простоя множитель и напряжения снижаются, под нагрузкой CPU функционирует в полную мощность. Реализация C’n’Q в Phenom, по заявлениям AMD, самая продвинутая изо всех схожих технологий – введено раздельное управление частотами ядер.

Оказалось, что именно некорректной работой этой технологии и вызваны странные потери производительности. Вот какие результаты показали процессоры с включенными и выключенными технологиями энергосбережения:

Отключение Cool’n’Quite в BIOS восстановило справедливость и прибавило 12% к недостающей производительности в пакете SYSMark, тогда как рендеринг в Photoshop занял почти вполовину меньше времени (35.2 секунды против 58.7). Это же действие дало и дополнительные 5% производительности в 3DMark Vantage. Обратите внимание, что обозначенная проблема имеет место лишь на процессорах поколения K10, не затрагивая представителя более старой K8 – Athlon X2.

Конечно, выявив столь странное поведение, хотелось бы разобраться в ситуации более подробно, но без систематического повторения проблемы (далеко не всегда при включенном Cool’n’Quite SYSMark показывал заниженные результаты) и без официальных комментариев AMD нам остается только гадать, в чем причина. Ведь если SYSMark это приложение, ежедневное использование которого является нормой только для тестеров, то далеко не факт, что включенный Cool’n’Quite не проявит себя схожим образом и в других программах, которые не вошли в состав нашего тестирования. Вывод напрашивается сам собой – отключать C’n’Q?

Мы попробовали отследить более точно, когда возникают проблемы, для чего установили на тестовую систему утилиту AMD Power Meter, которая должна показывать помимо всего прочего и активность Cool’n’Quite. Как ни странно, после установки программы проблемы пропали. Опять же, возможно это простое совпадение – точно сказать нельзя. Мы удалили утилиту, перезагрузились, тестировали с включенным C’n’Q и без него, и ни разу после этого не наблюдали никаких странностей – производительность всегда была в норме, а получаемые результаты различных тестовых прогонов находились в пределах погрешности.

Что мы можем утверждать точно – какие-то блоки в процессоре работают неправильно, и не единой ошибкой TLB нам запомнится Phenom. Возможно, K10 требуется слишком много времени для того, чтобы вернуться из состояния пониженного энергопотребления к полноценному функционированию, однако никаких причин, которые давали бы сделать это процессорам архитектуры K8 быстрее, нет. Еще одной вероятной причиной может стать и некорректная работа под управлением Windows Vista. Эта ОС берет на себя распределение потоков по ядрам, и далеко не всегда делает это безукоризненно. Во время тестирований в Photoshop мы не раз наблюдали, как нагрузка скачет по различным процессорным ядрам, или просто циклично перебрасывается с одного ядра на другое. В сочетании с тем, что Cool’n’Quite имеет раздельное управление частотами, это может только увеличить задержки, связанные с выводом отдельных ядер из состояния пониженной производительности и энергопотребления на полную мощность. Мы не можем проверить эту гипотезу, так как у процессоров Intel все ядра работают на одинаковой частоте, поэтому асинхронности принципиально быть не может.

Что интересно, схожее неправильное поведение при использовании технологий энергосбережения мы наблюдали и на видеочипах производства AMD! В частности, многие тестеры отмечали фризы во время игры в Crysis, связанные именно с динамическим управлением питанием PowerPlay, изменяющим производительность карты в зависимости от нагрузки. Из-за особенностей графического движка игры и конкретной несовместимости, видеокарты AMD постоянно то замедлялись, то снова выходили на полную мощность работы прямо в процессе игры, создавая абсолютно ненужные падения производительности, тогда как должны были работать в полную силу на протяжении всей игры. Вопрос только в том, что в случае с GPU ошибка была официально признана и устранена, а с CPU семейства Phenom AMD хранит молчание. Нам неизвестно точно, из-за чего иногда происходят падения производительности процессоров K10, возможно, имеют место схожие с PowerPlay проблемы – управляющая логика неверно определяет степень загруженности процессора, и вместо того, чтобы держать полностью активными все задействованные ядра, наоборот уменьшает их частоты. Будем надеяться, что AMD каким-то образом прокомментирует отмеченные нами падения производительности (а ведь очевидно, что так задумано не было), а мы пока провели все тесты с выключенным C’n’Q, чтобы полностью избавиться от опасности занижения результатов и необъективности.

Неочевидная производительность с активированным Cool’n’Quite уже вынудила нас отключить энергосберегающие функции процессора, однако вместе с решением одной проблемы была получена другая: отсутствие стабильности. Большинство материнских плат среднего уровня имеют трехфазную систему питания процессора, которая, как оказывается, не в состоянии полноценно удовлетворять требования мощных Phenom с TDP на уровне 125 и 140 Вт. Несмотря на это, большинство производителей продолжают утверждать, что 125 Вт процессоры вроде Phenom X4 9850 BE нормально работают в таких материнских платах. Конечно, скорее всего, никто не будет совмещать дорогой 9850 с относительно дешевой материнской платой на базе 780G, однако вполне возможен вариант выбора такой платы в качестве основы для разгона какого-нибудь Phenom X4 9550, а в таком случае пользователи столкнутся со схожими проблемами.

Пока технология Cool’n’Quite была активирована, мы не испытывали никаких проблем, а система на базе материнской платы Gigabyte с 780G на борту исправно выполняла все задания тестового пакета. Однако, как только C’n’Q была выключена, система стала заметно менее стабильной. Так, не удалось даже завершить кодировку в Windows Media Encoder 9. Как оказалось, во всем виноват перегрев слабой подсистемы питания. Помог решить эту проблему обычный корпусный вентилятор.

Таким образом, как нам кажется, проблема с Cool’n’Quite может не только оказать негативное влияние на производительность, но и косвенно неприятно повлиять на общую стабильность системы даже на материнских платах с качественными схемами питания.

Один из наиболее интересных вопросов, относящихся к 9350e, заключается в том, действительно ли TDP в 65 Вт имеет какие-либо преимущества перед стандартными процессорами линейки Phenom X4 с TDP 95 Вт. Действительно ли уменьшается энергопотребление, или же маркетинг, как часто бывает, стоит выше инженерных решений? Тестирование показывает, что все зависит от ситуации. Если говорить о штатных частотах и напряжениях, по сравнению с 9550 X4 в режиме простоя 9350e потребляет на 8% меньше энергии, на 7% при проигрывании видео H.264 и в среднем на 13% в игровых приложениях. Стоит заметить, что при этом стандартное напряжение питания 9550 ниже, чем у 9350e и составляет 0.896 В против 0.992 В.

Источник: www.anandtech.com/

подписаться   |   обсудить в ВК   |