4 - Загадка падения производительности

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.

С другой стороны, этот небольшой выигрыш в энергопотреблении сопровождается для Energy Efficient процессора понижением частоты на в 200 МГц и повышением цены, или, в процентном выражении, 9350e на 10% медленнее и на 11% дороже. В нашей IGP платформе с интегрированной графикой разница в пониженной тактовой частоте ядра не ухудшит положение в играх (так как узким местом является интегрированное графическое ядро). Также вряд ли можно будет почувствовать ухудшение в обычной офисной работе, или же в проигрывании аудио/видео. Получается, что при относительно небольшом снижении производительности повышенная цена должна быть оправдана общей экономией электроэнергии, полученной за все время использования процессора. Думается, каждый для себя может решить сам, насколько оправданы слова об экономичности нового процессора в контексте оплаты электричества. Нам же интересно другое – возможно ли сэкономить 11% стоимости при покупке процессора, а понизив его частоту до уровня 9350e получить такую же «Energy Efficient» модель?

Для этого достаточно было понизить тактовую частоту нашего 9550 до 2 ГГц, чтобы проверить, отличается ли 9350e чем-то еще, кроме частоты, от своих собратьев без суффикса «e». В таком режиме в состоянии покоя наш «псевдо-EE» процессор потреблял на 6 Вт больше, разница в играх и при проигрывания видео находилась в пределах погрешности измерений. Мы проверяли полученные данные на нескольких материнских платах, и в каждом случае получали одинаковые результаты. Таким образом, сравнение процессоров на одинаковых частотах показывает, что Phenom степпинга B3 это именно Phenom B3, неважно как его обозначить и под каким именем продавать.

Чтобы окончательно убедиться в том, что фактически кроме изначальных параметров 9350e ничем не отличается от, например, 9550, мы решили провести тест на минимальное напряжение, на котором процессоры заработают. Если бы EE CPU специально отбирались, или даже производились, безусловно, минимально-возможное напряжение их работы было ниже, чем таковое у обычных Phenom’ов. Немного поэкспериментировав с настройками напряжений в BIOS, мы остановились на значении в 1.125 В, как минимально возможном. В таком случае при работе C’n’Q напряжение сбрасывалось до 0.944, что соответствовало 9350e, а система была абсолютно стабильна (Prime95, Vantage, игровые, аудио/видео приложения и т.д.). При таких настройках расхождения нашего «9550e» с 9350e по энергопотреблению составляли не более 1-2%. Из полученных данных следует элементарный и безусловный вывод – никакого смысла переплачивать за 9350e нет. Если вы можете потратить пару минут на изменение параметров BIOS и несколько часов на тестирование стабильности системы, лучше купить на 11% более дешевый и на 10% более производительный изначально процессор, и, при необходимости, сделать из него Energy Efficient версию.

Если говорить точнее, для того, чтобы проделать описанные выше операции, нам потребовалось также поднять напряжение на северном мосту с 1.10 до 1.25 В, чтобы пройти весь набор тестов. Это не является сколь-либо существенной причиной прибавки потребляемой мощности, а скорее просто нашим опытом, который пригодится читателям, которые захотят сделать свой собственный 9350e из обыкновенного 9550.

Мы только что доказали, что когда дело касается энергопотребления, Phenom X4 9350e выступает отнюдь не лучшим образом – дешевле и логичнее купить 9550, и при необходимости занизить подаваемое напряжение и частоту, тем самым сравняв показатели с более дорогим 9350e. Однако так ли все однозначно при оверклокинге, возможно, именно здесь раскроется потенциал EE процессора? К сожалению, для описания наших попыток достичь мало-мальски приличных частот на 9350e, сохранив стабильность, на ум приходит лишь одно слово – разочарование. Во-первых, отнюдь не радует то, что теперь для разгона процессоров AMD необходимы дорогие материнские платы. Мы испробовали с десяток плат на базе 780G/GF8200/GF8300, однако ни на одной из них полученный результат нельзя было считать «разгоном». Да, с чипсетами линейки 790FX/780a/750a дело обстоит куда лучше, чем с IGP платформами, однако такие платы стоят существенно дороже. Теперь за возможность разогнать CPU больше, чем на 20%, приходится на 64% больше платить за материнскую плату, хотя раньше для оверклокинга процессоров AMD вполне подходили самые дешевые варианты. Во-вторых, нам потребовалось поднять напряжение ядер на 19%, чтобы достичь удовлетворительных результатов, а это окончательно лишает всякого смысла приобретение якобы «экономичного» процессора. Если вы выбираете процессор Phenom для разгона, стоит обратить внимание на старшие модели в линейке вроде 9850/9950 Black Edition.

Для платформы с интегрированной графикой на базе 780G, итоговым результатом стало достижение частоты лишь в 2.25 ГГц.

Максимум тактового генератора, на котором удалось стартовать, составил 250 МГц, в таком случае при увеличении напряжения до 1.425 В система проходила POST, однако Vista недружелюбно встречала BSOD’ом в первую секунду работы. Стабильности удалось достичь, лишь откатившись сначала до 230, а потом и до 225 МГц (только так все без исключения тесты проходили нормально), что в сочетании со стандартным множителем 10x дало названную выше результирующую частоту 2.25 ГГц. При таких условиях северный мост работал на частоте 2025 МГц. Наши эксперименты по занижению его частоты до 1.8 ГГц успехом не увенчались, и это не привело к сколько-нибудь значимому повышению планки стабильной частоты при разгоне. Наоборот, это лишь привело к снижению производительность системы примерно на 3%. Возможно, нам попался неудачный экземпляр процессора, так как даже для Phenom частота слишком низкая, но более вероятно, что релизы BIOS для IGP чипсетов до сих пор еще сырые. Также абсолютно ясно, что никаких преимуществ перед обычными не Energy Efficient собратьями 9350e не имеет.

Дабы избежать обвинений в адрес используемой платформы, приведем данные разгона Phenom X4 9550. На той же самой материнской плате с тем же релизом BIOS CPU абсолютно свободно с первой попытки разогнался со стандартных 2.2 ГГц на 22.5% до вполне привычных для 65нм K10 2.695 ГГц. Конечно, имеется ввиду стабильная работа 24/7. Для этого потребовалось увеличить напряжение на ядрах до 1.4 В.

Мы также попытались преодолеть барьер в 2.7 ГГц без экстремального поднятия напряжений. При 1.425 В удалось пройти немало тестов на частоте 2860 МГц (11х 260 МГц), в таком случае северный мост работал на 2080 МГц, однако все старания были тщетны и полностью стабильной работы под любыми нагрузками удалось достичь на 245 МГц на тактовом генераторе и 2205 МГц на северном мосте. Этот результат отнюдь неплох для платформы на базе 780G. При использовании AMD 790FX, тот же CPU совершенно стабильно работал на 2805 МГц (11x 255 МГц, увеличение частоты на 27.5%), 1.4 В и 2295 МГц северного моста.

В наших статьях по оверклокингу мы обязательно приводим дисклеймер, говорящий о возможном вреде разгона. Однако обычно он носит довольно формальный характер, так как при аккуратном обращении с оборудованием и адекватном охлаждении без сильного повышения напряжений никаких проблем быть не должно.

Но в этот раз придется проиллюстрировать, к чему может привести, казалось бы, невинная затея по разгону до вполне обычных частот. Как вы уже поняли из предыдущих частей статьи, для тестов мы использовали главным образом материнскую плату на базе AMD 780G IGP от Gigabyte, в которой была применена трехфазная система питания, не предназначенная для серьезных нагрузок. Мы же понадеялись на заявления производителя о том, что плата свободно выдерживает 125 Вт, и не придали значения сильному нагреву мосфетов, ограничившись лишь корпусным вентилятором на обдув. Наша беспечность привела к неприятным последствиям.

Один из мосфетов от чрезмерной нагрузки пробило, оплавился пластик на HDMI выходе и на разъеме питания кулера процессора.

Более того, помимо основной платформы, выбранной для тестов, приказала долго жить и еще одна mATX материнская плата с 780G на борту, также не выдержав испытаний стабильности в режиме 24/7.

В обоих случаях винить производителей или чипсет нельзя, просто подсистема питания таких плат не рассчитана на серьезные превышения штатных частот, а мы не озаботились должным охлаждением. С более продвинутыми полноразмерными материнскими платами на базе 790FX, 780a и 750a не возникало никаких проблем даже при длительной эксплуатации с серьезными нагрузками и сильно завышенными напряжениями. Таким образом, мы предостерегаем вас от оверклокинга на материнских платах класса IGP. Как минимум необходимо обеспечить должное охлаждение самих мосфетов и зоны платы, в которой они сгруппированы. В идеале же если выбирать систему с CPU Phenom для разгона, стоит обратить внимание на более дорогие платы на уже обозначенных чипсетах – обычно они имеют отличное стандартное охлаждение всех греющихся элементов, а в BIOS доступно больше возможностей для изменения частот, напряжений и низкоуровневых соотношений параметров, важных именно при разгоне Phenom. Конечно же, эти рекомендации не отменяют обязательного использования при разгоне качественного кулера, или даже системы жидкостного охлаждения CPU и общей продуманной вентиляции корпуса.

Давно прошло то время, когда используя самые дешевые компоненты можно было добиться производительности старших решений в линейке и выше – сегодня оверклокинг предполагает использование изначально качественных комплектующих, рассчитанных на работу в нештатных режимах. Без них даже затевать какой-либо разгон, даже повышая на 10 МГц частоту FSB, не стоит. Обязательно помните, что все нештатные режимы работы оборудования должны полностью контролироваться вами, если планируется разгон, следует изучить даже самые, казалось бы, неважные нюансы, а пренебрежение любыми мелочами может привести к тому, к чему привели наши несколько беспечные эксперименты.

На данный момент новый Phenom X4 9950 Black Edition является самым горячим процессором AMD, имея TDP на уровне 140 Вт. Более старые модели 9850 и 9750 ограничивались тепловым пакетом в 125 Вт, т.е. увеличив тактовую частоту лишь на 4% относительно предыдущего флагмана, AMD подняла TDP на 15 Вт. Вопрос в том, насколько реально увеличивается энергопотребление системы, сердцем которой является CPU с 140 Вт TDP.

Источник: www.anandtech.com/

подписаться   |   обсудить в ВК   |