Результаты испытаний процессоров AMD Athlon 900МГц, 950МГц и 1ГГц

6 марта, сразу после демонстрации Intel своего 1.5ГГц Willamette, AMD приняла решении о переходе на новый частотный уровень с процессором Magnolia. Magnolia – это кодовое название процессора Athlon, работающего на 1000МГц при нормальной комнатной температуре. Помимо 1ГГц процессора AMD представила 900 и 950МГц версии процессора Athlon. Прежде, чем приступить к тестированию новых процессоров рассмотрим особенности каждого.

Спецификация AMD Athlon 900

• 22 миллиона транзисторов, 0.18мкм ядро AMD K75
• Тактовая частота – 900МГц (множитель - 9.0x)
• 128KB интегрированного кэш L1, работающего на полной частоте ядра
• 512KB внешнего кэш L2, работающего на 1/3 частоты ядра (300МГц)
• 242-pin Slot-A EV6 CPU интерфейс, работающей на 100МГц DDR (эффективная частота - 200МГц)
• Напряжение ядра - 1.80v

Для достижения 900МГц, AMD использовала две уловки, хорошо знакомые overclock’ерам. Для начала, они повысили напряжение ядра до 1.80v.

Вторая хитрость – изменения коэффициента деления частоты кэш памяти L2. Теперь он составляет 1/3. Таким образом, частота кэш памяти уменьшилась до 300МГц, что негативно скажется на общей производительности, но позволит сильно сэкономить на использовании дорогих и достаточно дефицитных чипов памяти работающих на частоте более 350МГц.

Спецификация AMD Athlon 950

• 22 миллиона транзисторов, 0.18мкм ядро AMD K75
• Тактовая частота – 950МГц (множитель - 9.5x)
• 128KB интегрированного кэш L1, работающего на полной частоте ядра
• 512KB внешнего кэш L2, работающего на 1/3 частоты ядра (316.67МГц)
• 242-pin Slot-A EV6 CPU интерфейс, работающей на 100МГц DDR (эффективная частота - 200МГц)
• Напряжение ядра - 1.80v

950МГц версия практически ни чем не отличается от 900МГц. За счет увеличения тактовой частоты кэш работает на 6% быстрее.

Спецификация AMD Athlon Magnolia 1GHz

• 22 миллиона транзисторов, 0.18мкм ядро AMD K75
• Тактовая частота – 1000МГц (множитель - 10x)
• 128KB интегрированного кэш L1, работающего на полной частоте ядра
• 512KB внешнего кэш L2, работающего на 1/3 частоты ядра (333.33МГц)
• 242-pin Slot-A EV6 CPU интерфейс, работающей на 100МГц DDR (эффективная частота - 200МГц)

Как видно из спецификации, Magnolia также ничем не отличается от предыдущих процессоров. Его главная особенность в том, что он работает на 1ГГц. Несколько месяцев назад для работы на такой высокой частоте требовалось использовать специальную крио установку, охлаждающую процессор до –40^оС.

1ГГц Athlon также использует кэш работающий на 1/3 частоты ядра. Таким образом, он немного медленнее, чем кэш, работающий в 850МГц версии (340МГц).

Т.к. повышение частоты процессора проводилось так сказать грамотным "разгоночным" методом повышения напряжения и множителя, вопрос улучшения тепло отвода становиться особенно важным. Для примера в 1ГГц процессоре поднятие напряжения по сравнению с 850МГц версией составляет 12.5%. Решением проблемы нагрева, является специальный дизайн радиатора, который помимо прямого контакта с кристаллом процессора имеет контакт с чипами кэш L2. Такой подход позволяет уменьшить вероятность сбоя из-за перегрева кэш памяти.

В нашем тестовом образце использовался Foxconn модуль с двумя вентиляторами. Конечно же, внешне модуль процессора выглядит достаточно массивным, но в сравнении с крио охлаждением, он кажется достаточно миниатюрным.

Тестирование

Для тестирования новых процессоров мы воспользовались тестовыми системами на базе операционных систем Windows 98 SE и Windows NT. Новые Athlon сравнивались со своими предшественниками Athlon 500 – 850МГц.

  
Результаты тестирования. 

В этом тесте первые три позиции заняли процессоры Athlon 900, 950 и 1000МГц. 18% увеличение тактовой частоты по сравнению с 850 версией, привело к 6% увеличению производительности, которая ограничивается частотой кэш L2.

В Quake III результаты на разных платформах достаточно близки. Комбинация Athlon + DDR GeForce не намного быстрее, а иногда медленнее, чем комбинация Intel + DDR GeForce. Из-за этого 1ГГц Athlon совсем немного быстрее Pentium III 800, а 900 и 950МГц версии Athlon несколько отстают. Если Вам покажется, что такое преимущество дает использование RDRAM, то сравните результаты Athlon 900МГц и Pentium III 800/100 на BX платформе.

DDR GeForce имеет ограничение на fill rate в разрешении 1024 x 768 x 32, поэтому результаты здесь практически идентичны.

UnrealTournament – очень интенсивный тест памяти и процессора. Здесь очень хорошо видно влияние скорости кэш памяти на общую производительность. Pentium III с кэш памятью работающей на полной частоте, установленный на 133МГц шине всего на 0.3fp медленнее 1ГГц Athlon. Обратите внимание, что Athlon 900МГц с частотой кэш L2 300МГц чуть быстрее 850МГц версии с частотой кэш L2 340МГц.

Здесь мы видем отставание 1ГГц Athlon от двух платформ использующих RDRAM. Это показывает невероятную пропускную способность RDRAM и влияние полноскоростного кэш L2 Pentium III.

Известно, что Expendable является очень ограниченным тестом CPU. Обычно во всех тестах видеокарт результаты этого теста опускают или не обращают на них особого внимания. Но в нашем случае наблюдается иная картина, демонстрирующая сильное превосходство 1ГГц Athlon.

Здесь мы получили идентичный результат с 5% падением во фреймовом показателе из-за перехода на 1024x768x32.

Заключение

Появление 1ГГц процессора можно рассматривать как большой шаг в развитии x86 процессоров. Переход через гигагерцовый предел означает выход на новый уровень производительности для систем разного уровня. 1ГГц Athlon можно рассматривать как переходный момент на новый процессор Thunderbird, который продолжит развитие процессоров AMD в гигагерцовом секторе.