Обзор и тесты процессора AMD Athlon XP 2100+

Введение

После памятного выхода в один день новых лидеров на микропроцессорном рынке - речь идет о процессорах Athlon XP 2000+ и Pentium 4-2.2 ГГц, все ожидали и от Intel, и от AMD дальнейшего развития событий. Многие предполагали, что шагом Intel станет увеличение тактовой частоты своих процессоров без существенного изменения ядра, а затем увеличение и частоты системной шины процессора до 533 МГц. Ответ AMD - выход процессора Athlon XP на ядре Thoroughbred, который будет производиться по технологии 0.13 микрон, что даст процессорам на этом ядре возможность работать с более высокими тактовыми частотами, чем процессоры на ядре Palomino.

Что касается процессоров Intel, то этот прогноз уже практически сбылся: выпущен более быстрый процессор Pentium 4 Northwood, работающий на частоте 2.4 ГГц и выполненный по технологии 0.13 микрон. Не за горами и анонс первых чипсетов и процессоров, предназначенных для работы с шиной 533 МГц. Компания AMD пока не выпустила процессора по технологии 0.13 микрон, который по последним сведениям она анонсирует довольно скоро: его обещают представить общественности в период от середины мая - до середины июня. На данный же момент ее ответом стал процессор, маркированный PR рейтингом 2100+, который не имеет никаких архитектурных изменений по сравнению с более ранними аналогами на ядре Palomino, также выполнен по технологии 0.18 микрон, но работающий на реальной тактовой частоте 1.73 ГГц. Его выпуск, конечно же, не стал столь значительным событием, ведь до сих пор ожидается 0.13 микронный Athlon XP Thoroughbred, хотя выпуск процессора Athlon XP 2100+ и имеет довольно приятные для пользователей последствия - снижение цен на процессоры более низкого уровня.

По многим причинам, этот процессор можно с полной уверенностью назвать переходным - он выпущен специально для заполнения ниши между процессорами на ядрах Palomino и Thoroughbred, причем ниши не только ценовой, но и по итогам производительности. Компания AMD конечно же понимает, что ее основной конкурент - корпорация Intel уже успешно перешла на новый техпроцесс производства и будет дальше наращивать частоту (а следственно, и мощь) своих процессоров, но пока AMD не готова начать производство процессоров, основанных на новом ядре и выпуск процессора 2100+ стал закономерным промежуточным шагом. Но основное - это все-таки производительность нового детища AMD (которая будет рассматриваться в этой статье немного позже): по тактовой частоте новый 2100+ (1.733 ГГц) процессор отличается от процессора 2000+ (1.667 ГГц) всего на 66 МГц. Интересно будет взглянуть, как эти 66 МГц повлияли на производительность процессора, и вообще рационально ли было выпускать этот процессор.

screenshot('cpu_front')
Процесоор AtlonXP 2100+ (вид сверху)
(для увеличения шелкните по изображению)

Архитектура процессора

Как и другие процессоры семейства Athlon XP, новый Athlon XP промаркирован PR рейтингом 2100+, но на самом деле работает на тактовой частоте 1.73 ГГц. Не побоюсь повториться, что от предыдущей модели 2000+, новый процессор отличается только увеличенной на 66 МГц тактовой частотой. Не лишним будет вспомнить и характеристики самого ядра Athlon XP Palomino: техпроцесс производства 0.18 микрон, поддержка инструкций SSE (которые впервые появились в процессоре Intel Pentium III), улучшенных инструкций 3DNow! Professional! , а также работа улучшенной аппаратной выборки данных (Data Prefetch).

Внутренний дизайн процессора также остался без изменений: кэш-память первого уровня L1 имеет размер 128 кб, кэш-память второго уровня L2 объемом 256 кб размещена на самом ядре, что обеспечивает ее работу на той же частоте, что и само ядро. Что касается рабочей температуры процессора, то она практически такая же, что и у его предшественника. Это означает, что при апгрейде с процессора 2000+ до 2100+ замена системы охлаждения не потребуется. Но это не означает, что система охлаждения должна быть простой (и дешевой). Частота по сравнению с моделью 2000+ увеличилась на 66 МГц и это стоит принимать во внимание: от процессора необходимо отводить большее количество тепла. Ниже приведен рисунок, показывающий сколько тепла рассеивают все 35 современных моделей процессоров AMD (процессоры Slot A и K5, К6, К6-2, и К6-3 во внимание не принимаются).

screenshot('thermal_amd','.gif')
Теловыделение процессоров AMD
(для увеличения шелкните по изображению)

Новый процессор 2100+ также как и предыдущий, работает на напряжении 1.75 Вольт и на шине FSB 266 МГц и полностью совместим со всеми материнскими платами имеющими ZIF разъем Socket A, но перед заменой процессора необходимо заменить BIOS более новой версией. Если BIOS не заменять, процессор все-таки будет нормально работать на своих положенных 1.73 ГГц, но правильно отображаться его название и PR рейтинг не будут. Замена BIOS на новый не влечет никакого изменения в производительности, оно просто позволяет правильно отображать название процессора. Но особо расстраиваться по этому поводу не стоит: уже все производители материнских плат выпустили соответствующие обновления, а перепрошивка BIOS на многих материнских платах производится из Windows, что намного облегчает эту процедуру для пользователей. Перед прошивкой BIOS следует ознакомиться с инструкциями производителя материнской платы, которые обычно можно найти в сопроводительной документации к плате, либо на интернет-сайте производителя.

screenshot('bios', '.gif')
Прошитый BIOS под AtlonXP 2100+
(для увеличения шелкните по изображению)

Многим пользователям будет интересна информация о всех существующих на сегодняшний момент процессорах Athlon XP, и о их реальных частотах. Эта информация представлена в таблице ниже:

screenshot('multi', '.gif')
Полный список множителей процессоров AMD
(для увеличения шелкните по изображению)

Кроме того, полезно наглядно сравнить характеристики ядер Palomino, Thoroughbred и Pentium 4 Northwood:

* - в скором времени ожидается выход процессора Pentium 4 Northwood, работающего на шине 133 МГц / 533 МГц QDR

Производительность

Чтобы наиболее полно показать значения производительности нового Athlon XP 2100+, тесты проводились с довольно большим количеством процессоров. Кроме процессора Athlon XP 2100+, тестировались также процессоры 2000+ и 1900+. Что касается систем Intel, то это были процессоры Pentium 4 2.2 ГГц, 2.0A ГГц (кэш-память второго уровня L2 512 кб) и 2.0 ГГц (0.18 микрон, кэш-память второго уровня L2 256 кб). В качестве платформы для процессоров AMD была выбрана материнская плата на основе чипсета NVIDIA nForce. Для процессоров Pentium 4 использовались материнские платы на чипсетах i845D (DDR) и i850 (RDRAM).

Характеристики тестируемых систем

Общие настройки:
Рабочий стол:
Разрешение: 1024x768
Глубина цвета: 16-бит
V-Sync: отключен

Платформа AMD:
Материнская плата NVIDIA nForce NVIDIA Reference Motherboard
Процессоры: Athlon XP 1900+, 2000+ и 2100+
Память: 256 Мб Corsair PC2400 DIMM
nForce Drivers: 1.0
NVIDIA reference drivers: 23.11
Видеокарта: VisionTek GeForce3 Ti 500
Жесткий диск: IBM 30GB Deskstar 7200RPM DMA/100
Интерфейс IDE: Ultra ATA/100
Звук: интегрироанный в материнскую плату
CD/DVD: Panasonic DVD-ROM
Питание: Enermax 350 Ватт
Операционная Система: Windows XP Pro

Платформы Pentium 4:
Материнская плата: Intel D850MD на чипсете Intel i850
Процессоры: 2.2, 2.0A ГГц и 2.0 GHz Intel Pentium 4
Память: 256 Мб Kingston PC800 RDRAM
Специфические драйвера INTEL: IDE Interface: 6.20, AGP Miniport: 3.20.1008
NVIDIA reference drivers: 23.11
Видеокарта: VisionTek GeForce3 Ti 500
Жесткий диск: IBM 30GB Deskstar 7200RPM DMA/100
Интерфейс IDE: Ultra ATA/100
Звук: Creative Labs Sound Blaster Live
CD/DVD: Panasonic DVD-ROM
Питание: Antec 300 Ватт
Операционная Система: Windows XP Pro

Материнская плата: Intel D845BG на чипсете Intel 845D
Процессоры: 2.2, 2.0A и 2.0 ГГц Intel Pentium 4
Память: 256 MB Corsair PC2400 DIMM
Специфические драйвера INTEL: IDE Interface: 6.20, AGP Miniport: 3.20.1008
NVIDIA reference drivers: 23.11
Видеокарта: VisionTek GeForce3 Ti 500
Жесткий диск: IBM 30GB Deskstar 7200RPM DMA/100
Интерфейс IDE: Ultra ATA/100
Звук: Creative Labs Sound Blaster Live
CD/DVD: Panasonic DVD-ROM
Питание: Antec 300 Ватт
Операционная Система: Windows XP Pro

Тесты

Quake III Arena
Версия: 1.30 (retail)
V-Sync: отключен
Звук выключен
Тестируемые видеорежимы:
Normal: Defaults, 16-bit, 640х480
High Quality: Defaults, 800х600
Max: High Quality Default, Geometric Detail: Maximum, Texture Detail: Maximum, 1024х768

Business Winstone 2001
Версия: 1.0.2

Content Creation Winstone 2002
Версия 1.0.0

Business Winstone 2001
Тест Business Winstone 2001 от ZD Labs основан на реальных офисных приложениях, таких как MS Office 2000, FrontPage 2000, Lotus Notes, и Netscape. Эти приложения запускаются специальным скриптом, который впоследствии имитирует загрузку системы при выполнении каких-либо операций, а затем полученные результаты представляет в виде баллов.

По результатам этого теста, процессор Athlon XP 2000+ показал такие же результаты, что и Pentium 4 2.2 ГГц на чипсете i850, новый же Athlon XP 2100+ стал лидером среди тестируемых систем.

Content Creation Winstone 2002

Новая 2002 версия теста Content Creation Winstone по сравнению с предыдущими намного улучшена. Она не только прекрасно работает под ОС Windows XP, но и имеет улучшенный алгоритм тестирования, в котором усложнились требования к процессорам, что делает этот тест замечательным средством для тестирования производительности в бизнес и мультимедиа задачах.

Процессор Intel Pentium 4 оснащен мощными мультимедиа - вычислительными функциями, а в связке с чипсетом i850, он показал наилучший результат в этом тесте. Надо отдать должное процессору Athlon XP 2100+, который хоть и проиграл связке Intel Pentium 4 + i850 + память RDRAM PC800, но уверенно обошел систему Intel Pentium 4 + i845D + память DDR266.

Video 2000 MPEG Encoding

Хотя в программу Video 2000 включено довольно много тестов, но практически все они оценивают качество и производительность 2D режимов видеокарты, практически не затрагивая процессора. Но один тест все-таки очень полезен для нашего тестирования - это кодирование MPEG фильмов, при котором как раз и используется в основном только центральный процессор. Этот тест кодирует кадры в MPEG анимацию и выдает итоговое количество кадров в секунду.

В этом тесте лидер - Athlon XP 2100+, за которым следует его собрат - процессор Athlon XP 2000+. Процессор Pentium 4 2.2 ГГц + чипсет i850 занял почетное третье место.

3DMark 2001 Pro

Программа 3DMark 2001 от MadOnion - очень популярный в последнее время продукт, который измеряет производительность системы при работе в DirectX приложениях, таких как игры. Тестирование проводилось при стандартном разрешении 1024х768 при глубине цвета как 16, так и 32 бита.

При тестировании при глубине цвета 16 бит, процессор Athlon XP 2100+ обошел Pentium 4 2.2 ГГц + чипсет i850 совсем ненамного. При переключении на глубину цвета 32 бит, процессор Pentium 4 2.2 ГГц + чипсет i850 снова занял третье место, пропустив вперед процессор Athlon XP 2000+.

SiSoft SANDRA 2001

SiSoft SANDRA - это комплект различных тестов и системных утилит. Тесты процессора здесь представлены синтетическими вычислениями, которые довольно далеки от реальных приложений. Тесты разбиты на две группы: первая определяет вычислительную мощь процессоров, вторая - их скорость при выполнении мультимедиа вычислений. В обеих группах тестируется как арифметические способности процессора, так и его работа при выполнении операций с плавающей точкой.

В арифметических тестах при тестировании ALU (АЛУ - Арифметико - Логическое Устройство), абсолютными лидерами оказались процессоры серии Athlon XP: даже процессор 1900+ обошел Pentium 4 2.2 ГГц. При тестировании FPU (Вычисления с плавающей точкой) ситуация прямо противоположная: процессоры Pentium 4 впереди, причем Athlon XP 2100+ проиграл даже Pentium 4 2.0 ГГц + i845D. Это связано с наличием в процессорах Pentium 4 инструкций SSE2, которые очень ему помогают при вычислениях с плавающей точкой.

От тестов мультимедиа мы ожидали примерно такие же результаты, но при выполнении мультимедиа вычислений с плавающей точкой нас ждали неожиданные результаты. Но обо всем по порядку…

В тестах ALU процессоры Athlon XP снова оказались лидерами. Процессор Pentium 4 2.2 ГГц совсем немного отстал от Athlon XP 1900+. Но что же видим в тестах FPU? Процессор Athlon XP 2100+ оказался быстрее всех, опередив Pentium 4 2.2 ГГц, который показал примерно одинаковые результаты с процессором Athlon XP 2000+. Это наводит на мысль, что по части вычислений мультимедиа с плавающей точкой инструкции SSE и SSE2 практически одинаковы.

Quake 3 Arena

Популярная игра Quake 3: Arena уже давно стала неразрывно связана со всевозможными тестированиями. Эта игра для ускорения своей работы использует практически все SIMD оптимизации: MMX, 3DNow! А также SSE (SSE 2 не поддерживается), что позволяет процессору Athlon XP показать, на сколько введение инструкций SSE ускорило его работу в оптимизированных для этих инструкций приложениях (вспомните, на сколько опережал Pentium 4 в Quake 3 процессор Athlon на ядре Thunderbird).

Тестирование в Quake 3 проводилось, используя настройки графики Normal (16-бит), High Quality и MAX. Настройки Normal - это самое плохое качество изображения, при глубине цвета и текстур 16 бит. High Quality - это настройки, установленные в игре по умолчанию, а MAX - это полноцветные 32 битные текстуры и глубина цвета 32 бит. Версия самой Quake 3 - 1.30, а демка, которая применялась для тестирования - "demo Four".

Чтож, по результатам этого теста, практически ничего не поменялось: лидером в Quake 3 остается процессор Intel Pentium 4 2.2 ГГц + i850 + PC800, а также процессор Intel Pentium 4 2.0А ГГц + i850 + PC800. Процессоры Athlon XP 2100+ и Athlon XP 2000+ показали довольно схожие с Pentium 4 2.2 ГГц + i845D + DDR результаты.

Заключение

Как видите, в большинстве тестов победу одержал процессор AMD Athlon XP 2100+. Увеличение частоты на 66 МГц себя оправдало: производительность увеличилась примерно на столько же, на сколько производительность процессора Athlon XP 2000+ больше производительности процессора Athlon XP 1900+. Кроме того, отрыв от него процессора Pentium 4 в некоторых тестах довольно незначителен, особенно если принять во внимание цену на эти процессоры. Процессор Athlon XP после выпуска стоил 295$ в партиях от 1000 штук, тогда как процессор Pentium 4 2.2 ГГц - в то время стоил 466$ в партиях от 1000 штук (цены от 13 марта). Принимая во внимание цены на эти процессоры, можно с уверенностью сказать: процессор у AMD получился хороший. Что касается вечной проблемы: какой же процессор лучше, то тут могу только повторить давно известные истины: пользователи, которым необходима производительность при очень высокой стабильности без супер системы охлаждения, пусть за довольно высокую цену, выбирают процессоры Intel. Другим необходима наивысшая производительность при небольших капиталовложениях и легкой возможности апгрейда - они выбирают решения от AMD.
Но битва не закончилась, она лишь переходит на новый этап. В скором времени появится процессор Intel Pentium 4, работающий на шине FSB 533 МГц. Со стороны же AMD - выход процессора на ядре Thoroughbred по 0.13 микронной технологии производства и совместимого со всеми существующими Socket A материнскими платами. Кроме того, после выхода чипсетов и памяти DDR333 (PC2700) все больше и больше ходят слухи о системной шине 333 МГц для платформ AMD. Хоть чипсеты и процессоры с такой шиной официально не объявлены, некоторые уже протестировали такую возможность: разогнали системную шину на материнской плате, основанной на чипсете VIA KT333 до 333 МГц и получили просто впечатляющие результаты. Так что время покажет, кто победит в этой гонке: AMD или Intel…