Обзор и тестирование процессораAMD A10-5800K

Октябрь этого года по праву можно назвать «месяцем AMD». Ведь именно в этот промежуток времени всемирно известная компания AMD запланировала представление двух новых серий процессоров. И если чипы под кодовым названием Vishera для платформы Socket AM3+ еще в ожидании своего «звездного часа», то новое поколение APU Trinity для настольных систем уже увидело свет и предстало перед публикой.

Знакомство со вторым поколением APU Trinity для ПК мы проведем на примере самого мощного процессора из этой серии – AMD A10-5800K. Но начнем мы, пожалуй, не с него, а с особенностей архитектуры новых процессоров.

Вообще понятие APU не новое и уже прочно засело в лексиконе многих пользователей. Для тех же, кто не следит за состоянием IT-рынка, напомним, что APU (Accelerated Processing Unit) представляет собой процессор со встроенным мощным графическим ядром. В первую очередь такая концепция была привлекательна производителям ноутбуков и нетбуков, позволяя увеличить возможности мобильных решений. По достоинству были оценены и гибридные процессоры для настольных компьютеров. Эти APU нам известны под названием Llano, работающие на платформе Socket FM1. Следующим шагом в развитии гибридных процессоров стало поколение APU Trinity и платформа Socket FM2, возможности которых мы рассмотрим сегодня.

По сути, структура APU предполагает наличие трех основных компонентов: процессорный вычислительный блок, интегрированное графическое видеоядро и объединённый северный мост. Данная концепция применялась и на первом поколении гибридных процессоров от AMD для настольных систем – APU Llano, и новые APU Trinity фактически ничем не отличаются в этом плане.

В максимальной конфигурации процессоры Trinity могут включать до четырех х86-ядер. Причем сам вычислительный блок основан на новой архитектуре Piledriver, которая является дальнейшим развитием архитектуры Bulldozer. Здесь, как и в APU Llano, применяется еще «старый» 32-нанометровый техпроцесс. Но по сравнению с предыдущим поколением гибридных процессоров, площадь кристалла APU Trinity увеличилась до 246 кв. мм (в APU Llano она равнялась 228 кв. мм). Это в свою очередь позволило увеличить количество транзисторов до 1,3 миллиарда. По заявлению AMD видеоядро, интегрированное в чип Trinity, соответствует поколению видеокарт AMD Radeon HD 7000.

Вверху представлена схема четырехъядерного процессора Trinity. Как видим, почти половину кристалла занимает встроенное видеоядро, имеющее такую же архитектуру, как и семейство графических процессоров AMD Nothern Islands. Отдельным блоком представлен объединенный северный мост, который является связующим звеном для других компонентов чипа. В качестве вычислительного блока используются все те же, так называемые «двухъядерные модули», каждый из которых содержит по два вычислительных устройства, способных обрабатывать по два потока данных одновременно. При этом двухъядерные модели APU Trinity будут укомплектованы одним таким модулем, а четырехъядерные – соответственно двумя. Для связи с внешними устройствами используется 24 линии PCI Express.

Из нововведений отметим наличие нового двухканального контроллера памяти и блока кодирования видео AMD HD Media Accelerator. Также стоит упомянуть о поддержке интерфейсов HDMI, DisplayPort 1.2 и DVI.

Но, безусловно, главной «изюминкой» в APU Trinity является использование новой архитектуры Piledriver, которая представляет собой модернизированную версию Bulldozer. Давайте разберемся, какие изменения присутствуют в новой архитектуре.

Во-первых, улучшен блок предсказания переходов – устройство, определяющее направление ветвлений (предсказывающее, будет ли выполнен условный переход) в исполняемой программе. Во-вторых, улучшены планировщики целочисленных (Int Scheduler) и вещественных (FPU Scheduler) исполнительных устройств. Основная задача этих планировщиков заключается в том, чтобы распределять команды по исполнительным блокам по мере их готовности.

Из других особенностей стоит отметить повышенную эффективность работы с кэш-памятью второго уровня, увеличенный объем буфера L1 TLB, поддержку новых инструкций F16C и FMA3, а также увеличение скорости выполнения некоторых базовых процессорных инструкций, таких как INT/FP divide, SYSCALL/SYSRET.

Как видим, разница в архитектурах Piledriver и Bulldozer довольно заметна, но насколько она повлияет на производительность, посмотрим по результатам тестирования.

Естественно мы не могли обойти стороной встроенное графическое ядро, которое имеет кодовое название Devastator. Тем более основная ставка AMD, сделанная на свои гибридные процессоры, заключается именно в возможностях интегрированного видеоядра.

Графическое ядро Devastator основано на архитектуре VLIW4, не смотря на то, что на более раннем APU Llano использовалось ядро с архитектурой VLIW5. Насколько такой ход оправдан, мы узнаем немного позже во время тестирования. Сейчас же просто приведем некоторые сравнительные цифры для четырехъядерных гибридных процессоров разных поколений:

§  число вычислительных блоков в видеоядре APU Trinity 384 против 400 в APU Llano;

§  рабочая частота графического ядра APU Trinity 800 МГц против 600 МГц в APU Llano.

Видеоядро Devastator полноценно поддерживает DirectX 11, OpenCL 1.1 и DirectCompute 11. Кроме того, благодаря использованию технологии Eyefinity имеется возможность подключения четырех устройств вывода изображения. Также в APU Trinity реализована функция Dual Graphics, которая позволяет объединять мощности интегрированного и дискретного видео.

Ну что ж, наверное, не будем больше томить читателей описанием технической стороны новых APU Trinity, а предложим непосредственно взглянуть на их результаты работы, как говорится «в деле». Для этого воспользуемся презентационными материалами, предоставленными компанией AMD.

Естественно конкурентом AMD на рынке процессоров является Intel. Поэтому неудивительно, что для сравнения были взяты модели именно этой компании. Здесь вы видите использование возможностей OpenCL на практике. Особенно разница заметна при работе с графикой.

Из этого слайда можно убедиться, что использование встроенного видеоядра на архитектуре VLIW4 было вполне оправданным ходом с технологической точки зрения. Прирост 37% в программе для тестирования видеоускорителей 3DMark 11 говорит сам за себя.

Понятно, что многих потребителей в первую очередь будет интересовать производительность не в синтетических тестах, а в реальных игровых приложениях. Эта подборка слайдов демонстрирует прирост быстродействия в некоторых популярных играх. Особенно интересными являются результаты сравнения APU Trinity со связкой Intel Core i5-3450 + NVIDIA GeForce GT 630 2 GB DDR3 (дискретная видеокарта). Последний слайд дает четкое представление о преимуществе работы в режиме Dual Graphics.

Выше приведена демонстрация использования технологии Eyefinity. С выходом операционной системы Windows 8, где реализована поддержка нового интерфейса Metro, технология Eyefinity станет еще актуальнее.

Модельный ряд

На данный момент серия процессоров Trinity представлена пока что шестью моделями. Как и в случае с APU Llano, производитель разделил новые гибридные процессоры на классы в зависимости от их производительности. Семейство процессоров Trinity для персональных компьютеров, а также некоторые их характеристики, выглядят следующим образом:

Модель APU	A10-5800K	A10-5700	A8-5600K	A8-5500	A6-5400K	A4-5300
Марка AMD Radeon	HD 7660D	HD 7660D	HD 7560D	HD 7560D	HD 7540D	HD 7480D
Тепловой пакет (TDP), Вт	100	65	100	65	65	65
К-во процессорных ядер	4	4	4	4	2	2
Тактовая частота процессора (макс/базовая), ГГц	4,2 / 3,8	4,0 / 3,4	3,9 / 3,6	3,7 / 3,2	3,8 / 3,6	3,6 / 3,4
Число ядер AMD Radeon	384	384	256	256	192	128
Тактовая частота GPU, МГц	800	760	760	760	760	724
Объем кэш-памяти второго уровня (L2), МБ	4	4	4	4	1	1
Максимальная скорость поддерживаемой памяти DDR3, МГц	1866	1866	1866	1866	1866	1600
Рекомендованная розничная цена, дол	122	122	101	101	67	53

Флагманская серия А10 представлена двумя моделями А10-5800К и А10-5700, архитектурных различий между ними нет, оба содержат 4 ядра и 384 потоковых процессора. Разница состоит лишь в том, что первый процессор имеет повышенную тактовую частоту, как вычислительного модуля, так и видеоядра, а также имеет разблокированный множитель. Это в свою очередь привело и к различному тепловому пакету у этих двух моделей.

Что касается процессоров класса А8, к которым относятся модели А8-5600К и А8-5500, то здесь изменения коснулись в основном графической части. Процессоры сохранили все те же 4 ядра, только немного была снижена частота их работы по сравнению с APU A10. Так же, как и во флагманской серии А10, здесь один процессор ориентирован на разгон и имеет разблокированный множитель, а второй - на работу в тихих мультимедийных системах с пониженным тепловыделением 65 Вт.

Замыкают модельный ряд процессоры А6-5400К и А4-5300. Оба APU содержат по 2 ядра, при этом общий объем кеш-памяти второго уровня понизился до 1 МБ. Количество шейдерных процессоров графического ядра также уменьшено.

Внешний вид и упаковка

Ну а теперь самое время перейти непосредственно к тестированию одного из процессоров нового поколения Trinity – AMD A10-5800K. К нам в тестовую лабораторию попал tray-вариант процессора, поэтому описание упаковки и системы охлаждения сделать трудно. Сразу перейдем к внешнему виду самого APU.

Внешне процессор абсолютно ничем не отличается от своего предшественника, изготовленного для платформы Socket FM1. На теплораспределительной крышке процессора находится маркировка и название страны-производителя, в данном случае Малайзия.

Тыльная сторона процессора серии Llano (Socket FM1)

Тыльная сторона процессора серии Trinity (Socket FM2)

Как видим, тыльная сторона APU Trinity отличается от тыльной стороны APU Llano. И если разное количество процессорных «ножек» визуально не заметно (904 в APU Trinity против 905 в APU Llano), то иное расположение «ключей» все же бросается в глаза. Поэтому процессоры под платформы Socket FM1 и Socket FM2 не имеют совместимости.

То есть переход на новое поколение гибридных процессоров, фактически вынуждает менять и материнскую плату, причем в её основе не обязательно должен быть новый чипсет AMD A85X, а могут использоваться и уже хорошо знакомые менее дорогие AMD A75 и A55. Предвидя негодование некоторых пользователей по этому поводу, компания AMD заявила, что следующее поколение APU будет основано на том же процессорном разъеме Socket FM2.

Спецификация

Модель	AMD A10-5800K
Маркировка	AD580KW0A44HJ
Процессорный разъем	Socket FM2
Тактовая частота (номинальная), МГц	3800
Максимальная тактовая частота с Turbo Core 3.0, МГц	4200
Множитель	38
Частота шины, МГц	100
Объем кэш-памяти первого уровня L1, КБ	2х64 (память инструкций) 4х16 (память данных)
Объем кэш-памяти второго уровня L2, КБ	2x2048
Объем кэш-памяти третьего уровня L3, КБ	-
Ядро	Trinity
Количество ядер/потоков	4/4
Поддержка инструкций	MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSE4, SSE4A, x86-64, AMD-V, AES, AVX, XOP
Напряжение питания, В	0,825 - 1,475
Рассеиваемая мощность, Вт	100
Критическая температура, °C	74
Техпроцесс	32 нм
Поддержка технологий	Dual Graphics UVD3 Turbo Core 3.0 PowerNow! Eyefinity
Встроенный контролер памяти
Максимальный объем памяти, ГБ	64
Типы памяти	DDR3 (частота до 1866 МГц)
Число каналов памяти	2
Встроенное графическое ядро Radeon HD 7660D
Потоковые процессоры	384
SIMD	6
Текстурные блоки	24
Модули растеризации	8
Тактовая частота GPU, МГц	800
Поддержка инструкций	DirectX 11 (Tessellation, ShaderModel 5.0) DirectCompute 11 OpenCL 1.1

Программа CPU-Z подтверждает информацию, написанную выше в таблице. Как видим, в обычном режиме работы тактовая частота AMD A10-5800K равняется 3800 МГц, при этом номинальное напряжение составляет 1,464 В.

В режиме динамического повышения частоты или просто «авторазгона» с использованием технологии Turbo Core 3.0, скорость процессора увеличивается до отметки 4200 МГц.

Кэш-память AMD A10-5800K распределяется следующим образом. Кэш-память первого уровня L1: по 16 КБ на каждое из 4 ядер выделяется для данных с 4-мя каналами ассоциативности, при этом для инструкций имеется 64 КБ на каждый двухъядерный модуль (напомним, в четырехъядерном процессоре их 2) с 2-мя каналами ассоциативности. Кэш-память второго уровня L2: по 2 МБ на каждый двухъядерный модуль процессора с 16-ю каналами ассоциативности. Кэш-память третьего уровня L3 отсутствует.

Контроллер памяти DDR3 работает в двухканальном режиме и способен поддерживать оперативную память вплоть до DDR3-1866 МГц.

Спецификация графического ядра полностью подтверждается утилитой GPU-Z. Как мы уже говорили выше, Radeon HD 7660D имеет в наличии 384 шейдерных блока и работает на частоте 800 МГц.