Основные недостатки процессоров фирм AMD и Intel
Во-первых, у AXP (и Athlon 64) вместо частоты пишется рейтинг, т. е. например 2000+ процессор реально работает на частоте 1667Mhz, но по эффективности работы он соответствует Athlon (Thunderbird) 2000Mhz. Основным недостатком недавно считалась температура. Но последние модели (на ядрах Thoroughbred, Barton и т. д.) по тепловыделению сравнимы Pentium 4, ну а самые последние, на момент написания реферата, модели от Intel (P4 Extreme Edition) греются иногда и значительно больше. По надёжности процессоры теперь тоже не сильно уступают P4, они хоть и не могут пропускать такты при перегреве, но обзавелись встроенным термодатчиком. Athlon XP на ядре Barton обзавелись похожей функцией BusDisconnect - она "отключает" процессор от шины во время холостых тактов, но она фактически бессильна при перегреве от повышенной нагрузки - тут вся "ответственность" перекладывается на термоконтроль материнской платы. "Крепкость" кристалла хоть и повысилась, но из-за уменьшенной площади ядра фактически осталась прежней. Поэтому вероятность повреждения кристалла хоть и стала меньше, но существует. А вот у Athlon 64 процессорный кристалл наконец-то был спрятан под теплорассеивателем (heat spreader), поэтому его повредить будет чрезвычайно сложно. Все неполадки приписываемые AMD часто являются следствием неустановленных или неправильно установленных универсальных драйверов для чипсетов VIA (VIA 4 in 1 Service Pack) или драйверов чипcетов других производителей (AMD, SIS, ALi).
Работают процессоры Atholn XP и Pentium 4 в разных приложениях очень по-разному. Например, в сложных математических вычислениях, архивации, кодировании в MPEG4, P4 часто "обыгрывает" AXP. Но есть и ряд программ, лучше работающих с AXP. В основном это - игры. Для обычного пользователя стоит ориентироваться именно на них, так как перекодировка в любом случае требует много времени, а играм, наоборот, необходимо провести все вычисления как можно быстрее. Уже выпущены процессоры AXP Barton с 400Mhz шиной и принципиально новые K8.
Новые разработки компаний Intel и AMD
Классический критерий производительности в виде мегагерцев был заменён параллелизмом, когда два ядра в одном чипе позволяют увеличить производительность, поделив между собой нагрузку.
Однако многие приложения не оптимизированы и не могут получить преимущество от дву- или многоядерных окружений. Чтобы использовать несколько процессоров, программное обеспечение должно разбиваться на несколько параллельных потоков. Такой подход позволяет распределить нагрузки по всем доступным вычислительным ядрам, снижая время вычислений сильнее, чем это можно было сделать с помощью одной тактовой частоты. Впрочем, большинство программ сегодня не умеют использовать возможности двуядерных или многоядерных чипов.
Популярные двуядерные процессоры AMD и Intel стоят около $1000 - примерно столько стоит целый готовый компьютер. В то же время, одноядерные процессоры, работающие на такой же тактовой частоте, обойдутся всего в $300-$350.
Для нашего сравнения были взяты процессоры профессионального уровня, а именно: AMD Opteron и Intel Xeon. AMD просит около $1100 за двуядерный Opteron 275 (2,2 ГГц), в то время как пара одноядерных Opteron 248 обойдётся всего в $700.
Если посмотреть на Intel, то здесь ситуация аналогична. Двуядерный Xeon на 2,8 ГГц стоит около $1100, а два сравнимых 2,8-ГГц одноядерных Xeon обойдутся примерно в $550. Два 3,2-ГГц Xeon стоят около $700.
| Платформы AMD | Однопроцессорная система, один двуядерный CPU | Двухпроцессорная система, один двуядерный CPU | Двухпроцессорная система, два одноядерных CPU |
| Платформа | Socket 939 | Socket 940 | Socket 940 |
| Процессоры | Athlon 64 X2 4400+ (2,2 ГГц)$520 | Opteron 275 (2,2 ГГц)$1100 | 2x Opteron 248 (2,2 ГГц)$700 |
| Материнская плата | $200 | $280 | $280 |
| Память | 2x 1 Гбайт DDR400$200 | 2x 1 Гбайт DDR400 ECC регистровая$250 | 4x 512 Мбайт DDR400ECC регистровая$250 |
| Общая цена | $920 | $1630 | $1230 |
| Комментарии | Нельзя модернизировать | Можно добавить второй двуядерный процессор | Одноядерные процессоры можно заменить двуядерными чипамиКаждый процессор использует собственную память |
В этом исследовании использовались комплектующие среднего класса стоимости. Ориентир был взят на чипсет nVidia nForce4 Professional. Цена двухпроцессорных материнских плат для Socket 940 подразумевает, что каждый процессор оснащается выделенной памятью. Выбирались самые доступные модули памяти от популярных производителей, которые можно было установить в наши материнские платы (4x 512 Мбайт для двухпроцессорной конфигурации против 2x 1 Гбайт для двуядерных конфигураций с одним CPU).
| Платформа Intel | Однопроцессорная система, один двуядерный CPU | Двухпроцессорная система, один двуядерный CPU | Двухпроцессорная система, два одноядерных CPU |
| Платформа | Socket 775 | Socket 604 | Socket 604 |
| Процессоры | Intel Pentium Processor Extreme Edition 840 (3,2 ГГц)$1000 | Intel Xeon Dual Core Processor 2,8 ГГц$1100 | 2x Intel Xeon Processor 3,2 ГГц (2 Мбайткэша)$700 |
| Материнская плата | $200 | $280 | $280 |
| Память | 2x 1 Гбайт DDR2-667$250 | 2x 1 Гбайт DDR2-400ECC регистровая$250 | 2x 1 Гбайт DDR2-400ECC регистровая$250 |
| Суммарная цена | $1450 | $1630 | $1230 |
| Комментарии | Нельзя модернизироватьPentium D 840 даёт примерно такую же производительность, хотя стоит на $500 меньше. Но он не поддерживает Hyper-Threading. | Можно добавить второй двуядерный процессорДва ядра и четыре потока благодаря Hyper-Threading | Одноядерные процессоры можно заменить двуядерными чипамиДва процессора и четыре потока благодаря Hyper-Threading. |
У Intel, популярные двуядерные чипы приводят к суммарной цене, существенно превышающей одноядерные двухпроцессорные машины.
Технологии создания процессора со сдвоенным ядром
Сегодня существует три возможных способа создавать двуядерные чипы. Первый заключается в создании тесно связанных двух ядер на едином кристалле. Второй способ - сочетать два обычных ядра на едином кристалле. Третий вариант - разместить два ядра на разных кристаллах в одной упаковке. Первый подход тесно связанных ядер позволяет разработчикам связать между собой отдельные блоки процессора, что потенциально даёт возможность увеличения производительности, в то время как два других решения менее дорогие в разработке и производстве.
Последний вариант, является самым дешёвым способом вступления в двуядерную эру, поскольку он позволяет получить максимально высокий уровень выхода годных кристаллов. При этом каждое ядро можно протестировать и отсеять по тем или иным дефектам.
У размещения двух, в целом, независимых ядер в одну упаковку есть существенный недостаток. Каждый раз, когда одно ядро пожелает получить данные, с которыми работает второе ядро, необходим доступ к системной шине. Несложно представить, что на шину в данном случае ляжет двойная нагрузка. И это характерно не только для 65-нм чипов Presler со сдвоенным ядром, но и для 90-нм двуядерных Smithfield, у которых два ядра находятся на едином кристалле. С другой стороны, дизайн с общим кэшем приводит к проблеме распределения кэша между двумя ядрами.
Intel анонсировала появление общего кэша L2 только в новой микро-архитектуре, которая появится во второй половине 2006 года: процессоры Woodcrest для серверов, Conroe для настольных ПК и Merom для мобильных компьютеров. Вероятно, AMD пойдёт на такой же шаг с выпуском процессоров для Socket M2: Windsor (двуядерный) и Orleans Athlon 64 (версия Revision F).
Сравнениепроцессоров AMD Athlon 64 и Pentium 4 Extreme Edition
Пока у AMD появились такие процессоры:
две версии для настольных применений – это Athlon 64 3200+ с тактовой частотой 2000 МГц, одноканальным контроллером памяти DDR400 и разъемом Socket 754 и Athlon 64 FX-51 с тактовой частотой 2200 МГц, разъемом Socket 940 и двухканальным контроллером регистровой памяти DDR400.
и две версии мобильных Athlon 64 – модели 3200+ и 3000+, которые из-за высокого тепловыделения (в районе 80 ватт) смогут применяться лишь в ноутбуках класса "замена десктопа".
По сути, вычислительное ядро процессоров AMD Athlon 64 – это лишь немного измененное ядро прежних Athlon XP.
Однако эти изменения вместе позволяют значительно улучшить производительность. Основные принципиальные особенности новой микроархитектуры AMD64:
Поддержка 64-битной адресации памяти и 64-битные регистры общего назначения при полной совместимости с 32-битными приложениями;
Возросшая до 1 Мбайта эксклюзивная кэш-память второго уровня (L2);
Вдвое (с 64 до 128 бит) увеличенная ширина шины кэш-памяти L2;
Возросло число ступеней вычислительных конвейеров;
Поддержка инструкций SSE2;