Тесты ноутбуков на двуядерном AMD Turion 64 X2: атака на Core Duo?

[ANGEL OF FIRE]

Тесты ноутбуков на двуядерном AMD Turion 64 X2: атака на Core Duo?

AMD продаёт ноутбуки в онлайне!

[IMG]http://img154.**************/img154/8559/fcw3.jpg[/IMG]

17 мая 2006 года AMD анонсировала первые 64-битные двуядерные процессоры для ноутбуков: линейку Turion 64 X2. Благодаря двум отдельным ядрам, процессоры хорошо справляются с параллельным запуском нескольких приложений. Двуядерный процессор существенно уменьшает время при переключении задач, а также позволяет создавать намного более мощные ноутбуки. Что ещё лучше, энергопотребление нового процессора не слишком превышает показатели предшественника Turion 64.

В отличие от конкурента, мобильная платформа AMD Turion 64 X2 является открытой: чипсет и WLAN-модуль не производятся AMD. Здесь на помощь приходят сторонние производители, например, ATi, nVidia, Airgo, Atheros и Broadcom. Впрочем, ситуация вскоре изменится, поскольку ATi будет присоединена к AMD.

Ну, а пока ATi предлагает две модели чипсетов для мобильных процессоров Turion 64 X2: Radeon Xpress 1100 и 1150. nVidia же предоставляет комбинацию nForce Go 430 MCP и GeForce Go 6150 IGP. В любом случае мы получаем интегрированное графическое ядро.

Маркетинг Turion 64 X2

Для своего последнего мобильного процессора AMD решила попробовать несколько новых маркетинговых стратегий. Впервые AMD Notebook Portal позволяет получить потенциальным покупателям Turion 64 X2 полную информацию о ноутбуках на этом процессоре.

Любопытный и совершенно неожиданный ход. Вместо того чтобы отослать ноутбуки по редакциям, AMD нашла в Интернете 50 квалифицированных тестеров (см. "AMD Provides Bloggers with Laptops"). Тестеры смогли самостоятельно оценить производительность и экономичность новых ноутбуков даже до обычной прессы. Их мнения, впечатления и результаты тестирования были опубликованы в специальном блоге.

Конечно, блог не может ответить на вопрос, сможет ли AMD Turion 64 X2 в паре с чипсетом ATi Radeon Xpress 1100 состязаться с технологией Intel, использующей процессор Core Duo и чипсет 945GM, по времени автономной работы и производительности. Следуя давним традициям, лаборатория THG решила сравнить старый и новый процессоры, а именно старый Turion 64, новый Turion 64 X2 и конкурирующие модели.

AMD пошла также ещё на один шаг, решив самостоятельно продавать ноутбуки Turion 64 X2 в интернет-магазине. Он доступен по адресу http://shop.amd.com/US-EN/.

Удвоенная мощь, контроллер памяти DDR2 и динамическая пропускная способность памяти

[IMG]http://img154.**************/img154/9089/kpx8.jpg[/IMG]

Среди самых важных новых функций Turion 64 X2 следует отметить два процессорных ядра и встроенный контроллер памяти. В отличие от предшественника Turion 64, контроллер памяти поддерживает двухканальную работу и использует высокочастотную и экономичную память DDR2. Теоретическая пропускная способность памяти достигла 10,7 Гбайт/с против 3,2 Гбайт/с у Turion 64.

Слово "теоретическая" употреблено не случайно, поскольку реальная пропускная способность зависит от частоты памяти (DDR2-667, DDR2-533 или DDR2-400), а также от частоты процессора (особенность архитектуры AMD). Ниже мы рассмотрим характерный пример, который показывает позитивные и негативные эффекты технологии AMD.

Высокая производительность с правильной памятью

Частота процессоров AMD изменяется с шагом в 200 МГц. Например, множитель 10 даёт частоту 2000 МГц у Turion X2 TL-60. Но, как гласят спецификации памяти DDR JEDEC, модули SO-DIMM могут работать с максимальными частотами 400, 533 или 667 МГц.

Чтобы частота памяти соответствовала спецификации, используют определённый делитель от частоты процессора. В случае Turion X2 TL-60 делитель составляет 6, то есть память работает на частоте 333 МГц, что соответствует стандарту DDR2-667.

Но не для каждого процессора Turion 64 X2 можно подобрать делитель, который позволил бы памяти работать на стандартной частоте. Поэтому реальная частота памяти бывает часто ниже спецификации. Например, Turion 64 X2 TL-56 вместе с памятью SO-DIMM DDR2-667 даёт реальную тактовую частоту всего 300 МГц (DDR2-600). Процессор выбирает делитель и тактовую частоту памяти на основе данных SPD-чипа, отсылаемых в BIOS.

В следующей таблице показано соотношение между типом памяти, моделью процессора и получающейся частотой памяти.

[IMG]http://img104.**************/img104/9486/hgg3.jpg[/IMG]

Поэтому чтобы избежать потери денег и производительности, всегда следует интересоваться числом и спецификациями модулей памяти в ноутбуке. Как можно видеть по таблице, Turion 64 X2 TL-60 с памятью DDR2-533 будет работать с ней лишь на частоте 500 МГц DDR. Если такой же ноутбук оснастить процессором Turion 64 X2 TL-56 с такой же памятью, то она заработает на 514 МГц - несмотря на то, что Turion 64 X2 TL-60 на 200 МГц быстрее и на $90 дороже!

Если запускаемое приложение будет чувствительно к пропускной способности памяти, то Turion 64 X2 TL-60 с SO-DIMM DDR2-533 вряд ли будет быстрее менее дорогого Turion 64 X2 TL-56 вместе с такой же памятью!

Взаимосвязь между частотой CPU и реальной частотой памяти тоже даёт положительный эффект. Частота процессора меняется динамически в зависимости от нагрузки на ядра. Когда нагрузка на CPU невысока, то частота снижается до минимума в 800 МГц, а частота памяти - до 320 МГц DDR. Подобная умная технология позволяет экономить энергию.

Зачем нужны два ядра?

Сегодня о преимуществах двух ядер в одном процессоре можно уже и не упоминать. Но на всякий случай мы вкратце раскроем и эту тему.

Предположим, вам нужно преобразовать звуковой файл в формат MP3, записать DVD с видео, почитать почту и отредактировать документ Word, и желательно всё сделать одновременно, с минимальной потерей времени. Если вы пользовались ноутбуком, то наверняка сталкивались с ситуациями, когда переключение между приложениями занимает несколько секунд или даже больше времени. Иногда какое-либо приложение может тормозить или даже "повиснуть". В худшем случае этим приложением будет программа записи DVD. Причина кроется в том, что при параллельном запуске нескольких "тяжёлых" приложений одноядерный процессор просто не справляется с нагрузкой.

С двуядерной системой ситуация будет иная. Операционная система сможет автоматически распределять нагрузку приложений по двум ядрам. В результате улучшается отзывчивость приложений, то есть вы сможете переключаться между ними практически без задержки, как если бы была запущена только одна программа. Кроме того, приложения, оптимизированные под несколько ядер (например, программы обработки видео и фотографий), смогут дать ощутимый прирост производительности, экономя ваше время.

Два ядра, по одному кэшу L2 на ядро

[IMG]http://img105.**************/img105/3033/t64x2blockdiagramkh0.gif[/IMG]
Диаграмма Turion 64 X2.

Каждый процессор Turion 64 X2 имеет два вычислительных ядра, которые производятся по 90-нм техпроцессу SOI на заводе Fab 30 в немецком Дрездене. В отличие от процессора Intel Core Duo, каждое ядро Turion 64 X2 оснащено собственным кэшем L2 объёмом 256 или 512 кбайт. Подобный кэш называют раздельным. Оба ядра получают доступ к единому контроллеру памяти через кросс-коммутатор. В архитектуре Intel Core Duo оба ядра используют 2 Мбайт единого кэша L2.

Управление кэшем L2 от Alpha

На первый взгляд, архитектура AMD проигрывает, поскольку каждое ядро имеет собственный кэш L2: два кэша должны синхронизировать свою работу, что отнимает время и производительность. AMD, по всей видимости, внедрила систему управления кэшем от процессора Alpha, которая позволяет ядру проверять состояние ячейки кэша другого ядра через специальный канал без замедления основного канала передачи данных.

В любой случае, чем меньше транзисторов, тем меньше они потребляют энергии. Кэш L2 у процессора Turion 64 X2 в два или четыре раза меньше кэша Core Duo, так что энергопотребление двуядерных процессоров AMD ненамного превышает мобильные процессоры Intel (если вообще превышает). Причиной более высокого энергопотребления процессоров AMD, по данным Intel, является невозможность отключения частей кэша L2, что позволяет существенно экономить энергию. В любом случае, кэш занимает более пятидесяти процентов площади ядра процессора, а энергопотребление напрямую зависит от числа используемых транзисторов.

Большая площадь кэша L2 определённо является главной причиной, почему кэш L2 процессоров Turion 64 X2, максимум 2 x 512 кбайт, не может быть больше по сравнению с одноядерными моделями Turion 64. В отличие от процессоров Intel Core Duo кэш относительно невелик, так как 90-нм техпроцесс просто не позволяет уместить больше транзисторов на маленькой площади кристалла. Intel же для своих процессоров уже довольно давно использует 65-нм техпроцесс, поэтому на той же площади она может размещать больше транзисторов.

Результаты тестов покажут, какая из двух архитектур кэшей окажется лучше в реальных условиях.

Управление энергопотреблением нескольких ядер

Чтобы второе ядро потребляло энергию только при своей активности, многоядерный процессор, например, Turion 64 X2, должен использовать более сложную технологию энергосбережения.

Поэтому AMD реализовала новый алгоритм энергосбережения "multi-core power management". Если не вдаваться в детали, он опирается на отработанный механизм Powernow, но расширенный до двух ядер. Если одно из ядер не активно, то оно снижает тактовую частоту до минимума в 800 МГц с напряжением питания 1,075 В, в то время как другое ядро продолжает работать. Тактовая частота и напряжение питания каждого ядра зависят от нагрузки, которую накладывает выполняемое приложение.

[IMG]http://img104.**************/img104/3395/t64x2blockdiagramdi2.gif[/IMG]

Расширенное управление энергопотреблением Turion 64 X2.

Взаимодействием CPU, операционной системы и приложений управляет Advanced Configuration and Power Interface (ACPI), который встроен в ОС и через специальные драйверы работает с компонентами. Например, драйвер процессора ACPI позволяет процессору постоянно сообщать уровень нагрузки операционной системе и автоматически переходить в разные энергетические состояния (P-состояния), которые характеризуются двумя переменными: напряжением питания и тактовой частотой.

Что интересно, одно ядро Turion 64 X2 может работать на минимальной тактовой частоте (минимальное P-состояние), в то время как другое ядро может ещё сильнее экономить энергию, перейдя в состояние C1 по команде halt. В данном случае чипсет отключается, но регистры ядра и кэш остаются активными.

Энергию можно ещё больше сэкономить, если процессор перейдёт в состояния C2, C3 или C4. Для мобильных процессоров эти состояния особенно важны. Двуядерный мобильный процессор AMD поддерживает упомянутые состояния, что является ещё одним преимуществом Turion 64 X2. Но, как обычно, переход в глубокий сон приводит к длительному времени пробуждения. Другими словами, процессор пробуждается дольше, хотя пользователь эту задержку может и не заметить.

Модельные номера и цены

Позвольте привести информацию о доступных на сегодняшний день процессорах Turion 64 X2, их модельных номерах и ценах.

После объявления Turion 64 компания AMD решила определять каждый мобильный процессор по алфавитно-цифровому коду, состоящему из двух букв и двух цифр, например, MT-40. Первая буква для одноядерных Turion всегда "M", и указывает на ориентацию процессора на мобильные устройства. Так что она нас мало интересует. Возможно, эта буква указывает на "mono core", кто знает? Первая буква у двуядерных Turions всегда "T", что, вероятно, указывает на два идентичных ядра ("T" = twin).

Вторая буква определяет уровень мобильности процессора. Чем ближе буква к "Z" в алфавите, тем более мобильным является процессор, и тем меньше энергии он потребляет. То есть тем ниже теоретическое максимальное энергопотребление.

Пока объявлены два класса максимального энергопотребления. Буква "L" в названии указывает на максимум 35 Вт, а "T" - на 25 Вт. Все существующие модели Turion 64 X2 относятся к классу "L", с теоретическим максимальным энергопотреблением от 31 до 35 Вт. Эти значения являются теоретическими, и служат в качестве ориентира для производителей ноутбуков. Они указывают, какое максимальное тепловыделение/энергопотребление имеет каждый процессор в корпусе ноутбука, то есть какая система охлаждения ему необходима.

За буквами идут две цифры. Они обозначают относительную производительность. Чем больше число, тем более производителен процессор.

[IMG]http://img20.**************/img20/1703/t64x2blockdiagramaw7.gif[/IMG]
Номенклатура процессоров Turion 64 X2.

В результате мы получаем довольно запутанную систему наименования. Например, AMD Turion 64 X2 TL-52 и TL-50 работают на одинаковых тактовых частотах, но отличаются разным объёмом кэшей L2. Честно говоря, мы не думаем, что во всём этом способен разобраться средний пользователь или средний продавец в магазине.

[IMG]http://img105.**************/img105/3843/ayo6.jpg[/IMG]

Что касается цены, то AMD всегда воспринималась как производитель, продающий настольные и мобильные процессоры по относительно низким ценам. Но после выхода Turion 64 X2 это уже вряд ли верно. Turion 64 X2 TL-60 2,0 ГГц продаётся в рознице за $354, в то время как Intel Core Duo T2500 с такой же тактовой частотой стоит "всего" $294! Недавнее снижение цен AMD от 24 июля 2006 ситуацию не исправило. Так что AMD потеряла былое выгодное соотношение цены/качества для своих процессоров.

[IMG]http://img160.**************/img160/3979/arc7.jpg[/IMG]

Новый сокет S1

[IMG]http://img20.**************/img20/1839/afq4.jpg[/IMG]

Упаковка Turion 64 X2 (справа) намного меньше, в то время как сам кристалл намного больше...

[IMG]http://img107.**************/img107/3083/aon1.jpg[/IMG]
...по сравнению с предшественником Turion 64. Новый процессор также имеет на 116 меньше ножек.

Выходу на рынок нового процессора сопутствовало объявление нового сокета S1 для ноутбуков на базе AMD. Новый сокет имеет 638 ножек по сравнению с 754 ножками старого сокета. Упаковка двуядерного процессора тоже стала меньше.

[IMG]http://img107.**************/img107/6991/awc5.jpg[/IMG]
Новый сокет S1 подходит только для Turion 64 X2 с 638 ножками.

Есть и хорошая новость: уменьшение размера упаковки позволяет устанавливать Turion 64 X2 в более компактные ноутбуки.

Тестовые системы от MSI и HP

Мы протестировали новые процессоры Turion 64 X2 на ноутбуках MSI S271 и HP Compaq nx6325, которые имеют существенно различающиеся характеристики. С диагональю 12,1", габаритами 30,8 x 3,5 x 22,2 см и весом 2,26 кг, ноутбук S271 относится к категории ультра-портативных моделей.

[IMG]http://img107.**************/img107/861/acw4.jpg[/IMG]
Ноутбук S271 от MSI с Turion 64 X2 TL-60.

Аккумулятор на 65 Вт-ч, выставляющийся более чем на сантиметр сзади корпуса ноутбука, добавляет свои 400 грамм веса. Ультра-яркий дисплей имеет разрешение WXGA. В целом, ноутбук обеспечивает все необходимые функции: модуль PCIe WLAN на 54 Мбит/с и Bluetooth, "картовод" 3-в-1, слот ExpressCard/54 и порт FireWire.

[IMG]http://img160.**************/img160/7393/aam4.jpg[/IMG]

Корпус у S271 качественный и прочный. К сожалению, клавиатура немного прогибается при печати, а две клавиши под тач-падом выглядят дёшево. Внутри S271 установлен процессор Turion 64 X2 TL-60. Ноутбук базируется на чипсете ATi Radeon Xpress 1100 с интегрированной графикой.

[IMG]http://img160.**************/img160/8659/ang9.jpg[/IMG]
Compaq nx6325 от HP тоже оснащён Turion 64 X2 TL-60...

Compaq nx6325 тоже использует процессор Turion 64 X2 TL-60. Но модель HP основана на чипсете Mobility Radeon X1150 с более высокой тактовой частотой. Он использует графическое ядро X300, а Mobility Radeon X1100 - немного устаревшее Mobility Radeon X200M.

Продолжение следует в следующем посте из за то что набрано максимальное для одного поста количество символов.