Булдозерите идват!

В момента, в който най-сетне се появи на пазара, новата процесорна микроархитектура Zambezi на AMD, реакцията на повечето анализатори беше: Hell, It's About Time! За разлика от случката със StarCraft II обаче (откъдето, признаваме си, копирахме тази фраза) последвалите емоции, които предизвикаха първите представители на FX генерацията чипове (известни доскоро под кодовото име Bulldozer), далеч не бяха толкова положителни.

Защо и как, ще изясним малко по-нататък, докато коментираме резултатите от практическите тестове, но първо да хвърлим малко повече светлина върху представителите на FX фамилията и новостите, които тя предлага. За разлика от досега съществуващите процесори с марка AMD, Zambezi има амбицията да промени драстично правилата на играта за червено-черния отбор. Докато през последните няколко години основният конкурент нa Intel основно „кърпеше положението” с прогресивно остаряващата К10 архитектура и с мъка наваксваше все по-сериозната преднина на Core процесорите, със Zambezi AMD ще се опитат (поне на теория) да изпреварват, вместо да догонват. Това, разбира се, е трудна задача – най-вече заради доста сериозното неравенство на силите.

В очите на масовата публика Intel и AMD изглеждат привидно равни – две марки, конкуриращи се за един и същ пазарен сегмент, горе-долу по начина, по-който BMW и Mercedes се конкурират в сферата на автомобилостроенето.

Разликите между синия и червено-черния тим са драстични – както по отношение на ресурсите, с които разполагат, така и от гледна точка на производствените мощности. Наскоро по друг повод ви запознахме с някои особености на съвременните микропроцесори и по-конкретно с Втория закон на Мур. За тези, които са пропуснали въпросния материал, припомняме набързо, че според него разходите на фабриките за производство на чипове също нарастват експоненциално с усложняването на произвежданите интегрални схеми. При масовите в момента 45 и 32-нанометрови процесори цената за разработката нова генерация чипове е чудовищна и най-грубо казано AMD просто не могат да си позволят да изхарчат толкова много пари за целта, колкото си позволяват Intel.

Това, разбира се, не е опит да се оправдаят по-скромните резултати на AMD процесорите - така де, който го е страх от мечки, да не ходи в гората. По-скоро идеята е да въведем някаква яснота относно ситуацията на процесорния пазар, в светлината на която противопоставянето Bulldozer (AMD) срещу Sandy Bridge (Intel) да изглежда такова, каквото на практика е – битка на Давид и Голиат.

Bulldozer отблизо

Днес ще се спрем малко по-подробно на флагмана на серията – осемядрения FX-8150, като най-типичен представител на новата Zambezi архитектура. Най-специфичното при нея е скаларността – иначе казано изключително гъвкавите възможности за добавяне на нови и нови ядра върху една обща подложка. Основният градивен компонент на един типичен FX процесор е така нареченият Bulldozer модул. Най-просто казано – той представлява две AMD64 ядра, слепени заедно. Микроархитектурата е така разработена, че да позволява всякакъв вид комбинации от модули – 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 до 16. Иначе казано – Zambezi е създадена с мисъл за бъдещето – ако технологиите и софтуера го изискат, AMD могат (поне теоретично) да предложат чипове с цели 16 ядра. Дали и кога това ще се случи, разбира се, е друг въпрос.

Bulldozer чиповете предлагат още и няколко нови инструкции (логично ориентирани най-вече към ускоряване на мултимедийните изчисления и криптирането), поддръжка на DDR3 1866 памет и (поне за момента) се произвеждат по 32-нанометрова технология.

Както повелява традицията напоследък, всяко следващо поколение микрочипове идва с нов процесорен цокъл. Bulldozer генерацията не прави изключение – за новите FX ще ви трябва AM3+ дънна платка.

Новост при тях е и процесорният цокъл, който използват – АМ3+. Това е леко неприятна новина за притежателите на дънни платки с AMD системна логика от осмо поколение, тъй като те са базирани на AM3 и не могат да се ъпгрейдват директно с Bulldozer чипове. Специално за FX генерацията AMD предложиха нова платформа – серия 900. Уви, подобренията при нея не са толкова сериозни, колкото може би сте се надявали и очаквали – с флагманския 990FX чипсет получавате допълнителни PCIe линии (общо 4), разширена RAID функционалност и оптимизиран трансфер на данни през USB 3.0 портовете.

Комплект чудо
Преди да преминем към същинските тестове, задължително трябва да отбележим следното: явно някой в AMD много добре си разбира от работата и това, което не достига като производителност на продуктите им, представителите на компанията се стараят да компенсират със стил. Специално за промоцията на Bulldozer, AMD са подготвили уникален FX тестов пакет, който прилича по-скоро на коледен подарък, предназначен за хардуерен ентусиаст, отколкото на поредната скучна инженерна мостра.

Пакетът пристига в огромна черна кутия, с дискретно лого на новата серия в червено. Тя съдържа тестов екземпляр от FX-8150 (отключен за овърклок) в интересна метална опаковка, 990FX дънна платка – елитен модел на Asus Crosshair V Formula, огромен рекламен метален бадж с фигура на скорпион върху него (намек за новата маркетингова платформа Scorpio, визираща дънна платка с AMD чипсет, FX процесор и видеокарта с Radeon 6000 GPU). Допълнително е включен и специален комплект за водно охлаждане. Накратко – истинска радост за всеки любител на екстремния хардуер.

За тестовете този път сме подбрали малко по-разнообразен набор от програми и за това си има конкретна причина. Както ще видите след малко, в повечето реални приложения (т.е. игри) Bulldozer трудно се конкурира дори с вече морално остарелите си Deneb събратя от предходно поколение, които, освен че са с наполовина по-малко ядра, са и значително по-евтини.

Причината се корени в това, че скаларна микроархитектура като Zambezi може да покаже силата си най-вече в приложения, оптимизирани за паралелна обработка (свързани с множество тежки, еднотипни изчисления като кодирането на HD видео например или обработка на графика).

Днес, когато много малко приложения (особени игри) са истински оптимизирани за използване на повече от две процесорни ядра, микроархитектура като Zambezi е трудно да блесне в области от ежедневието, като гейминг, уеб сърфиране и работа с офис програми.

За съжаление повечето масови игрални заглавия не отговарят на този профил. Всъщност все още много малка част от тях успяват да оптимизират използването на две ядра, а какво остава за четири, още по-малко за осем, с колкото разполага FX-8150. След година, две или три, разбира се, това може да се промени, но засега ситуацията в сферата на софтуерните разработки е такава, че приложенията все по-сериозно изостават от темповете, с които се развива хардуерът. На финала много малко масови програми (в това число и гейминг заглавия) могат да се възползват от мощните многоядрени чипове, които пазарът предлага.

Let's test!

Стартираме с обичайното – тестовата система накратко.

В началото ще разгледаме няколко по-сериозни приложения. Като например CINEBENCH с неговия вграден бенчмарк за рендиране. Резултатите говорят красноречиво – при почти идентична тактова честота скоростта на FX-8150 е с около 70% по-висока от флагманския четирияден модел от предната генерация. Въпреки това при наличието на два пъти повече ядра човек би очаквал разлика в пъти, но уви – реалността рядко съвпада с теорията.

Следващият тест е интересен с това, че демонстрира скоростта при декодиране на H.264/MPEG-4 AVC видео (един от най-популярните днес формати за разпространение на HD съдържание). Преднината на „Булдозера” се запазва – отново имаме прираст от около 70% спрямо Phenom II X4 980.

FX-8150	Phenom II X4 980BE

В по-сериозните приложения, свързани с много паралелни изчисления и софтуер, оптимизиран за използване на много ядра, Bulldozer-ът демонстрира приятен прираст в производителността спрямо Phenom-а от предна генерация

Ред е за синтетичните геймърски тестове. Резултата при DirectX 11 теста Unigine Heaven очаквано е по-благоприятен за FX-8150. Разликата обаче не е голяма – едва 2 кадъра в повече при общата производителност и около 50 точки отгоре.

FX-8150	Phenom II X4 980BE

Същата е ситуацията и при 3D Mark 11 – Р5057 за Bulldozer-а срещу Р4756 за Phenom II X4 980.

FX-8150	Phenom II X4 980BE

Да видим как стоят нещата при по-реалните приложения, т.е. практически игрални тестове.

Първо едно по-старо заглавие – Far Cry 2 в режим DirectX 10. Средният резултат на FX-8150 е 84,25, докато X4 980 се „разписва” с 69,85 кадъра в секунда. Прирастът никак не е лош – цели 15 кадъра отгоре.

За съжаление не така стоят нещата при по-новите DirectX 11 игри – като Alien vs. Predator например. Тук и двата процесора финишират почти наравно с 58 кадъра в секунда.

В Crysis 2 ситуацията е същата – 40 кадъра за FX-8150 и 41 за Х4 980. Малко разочароващо...

Но за да не завършваме с негативизъм – няколко думи за водното охлаждане, което идва с комплекта. Много приятно хрумване от страна на AMD безспорно. Монтажът му е лесен като детска игра – за целта само трябва да отстраните оригиналните скоби за закрепване около процесорния цокъл. След това за инсталацията на водния кулер дори не са ви необходими инструменти – винтовете са направени да се затягат с ръка. Компактната помпичка за охлаждащата течност се свързва към някой от свободните USB пинове на дъното, а вентилаторът (или вентилаторите – имате избор да монтирате един или два от тях) за радиатора се включват към произволен FAN конектор.

Веднъж инсталирано, водното охлаждане е изключително ефективно – в ненатоварен режим температурата, която CoreTemp отчита за процесора, е едва 18 градуса (при нормално 33–35 с въздушен кулер). Това е меко добра „кота нула” за всеки овърклокър. Предвид на факта, че дори със сравнително скромно въздушно охлаждане FX-8150 достига сравнително лесно до 4.6 GHz тактова честота, представете си какви върхове ще можете да покриете с воден кулер с далеч по-висока ефективност. Всъщност, макар че чипът е 32-нанометров, ако възнамеряват да го овърклоквате, определено водното охлаждане е за предпочитане, тъй като стабилни 4 GHz и нагоре се постигат при волтажи от 1.4 волта и нагоре – стойност, при която температурите на ядрата минават 70 градуса при солидно натоварване (да речем, с тест за стабилност като Prime95).

Анализ на резултатите и изводи
Ок, първо добрите новини. А те са, че новите Bulldozer-и вече са тук и са по-бързи от предходната генерация процесори, базирани на архитектурата К10. Веднага обаче следват и лошите новини – общият прираст в производителността на новите чипове е разочароващо малък в сравнение с ядрата Deneb и Thuban. Още по-трагична става картинката, когато към сравнението прибавим и новите Sandy Bridge процесори на Intel, a какво да говорим за задаващото се със страшна сила Sandy Bridge-E поколение, което вероятно ще се произвежда по 22-нанометров литографски процес.

Да, разбира се, ако вкараме и въпроса за цената в уравнението (параметър, който никак не е без значение особено за средностатистическия потребител в България), аргументите в полза на Intel стават по-малко – в Синия лагер най-евтиният чип с шест ядра струва повече от два пъти по-скъпо от осем ядрения FX-8150.

Що се отнася до грубата производителност обаче (особено в игрите), AMD за съжаление губят по точки, и то зле – четириядреният Core i7 2600K демонстрира около 1.5 пъти по-висока скорост от осемядрения флагман FX-8150.

От друга страна, трябва да отчетем и факта, че докато Sandy Bridge почива на микроахитектура, която Intel разработиха още през 2005 и оттогава я полират и развиват, то Bulldozer генерацията се базира на Zambezi технология от първо поколение. Концептуално тази архитектура определено има бъдеще. Ще си позволим за момент отново да се върнем към споменатия в началото на статията анализ, свързан с бъдещето на микропроцесорите. Там посочихме, че с приближаване предела на силициевата технология, то все по-неразривно ще е свързано с паралелизма, а не с помпането на тактови честоти. Това означава, че през следващите десетина години бройката на ядрата ще е от много по-съществено значение, отколкото циклите на процесорния часовник.

Това е бъдеще, за което AMD определено са готови, и то е заложено буквално в ДНК модела на Zambezi. Така че ние определено ще следим развитието на нещата около Bulldozer и искрено вярваме, че тези чипове тепърва ще демонстрират потенциала си.