AMD Phenom II. Platforma AMD Dragon. Teoria i testy wydajności

8 stycznia 2009, na targach CES w Las Vegas miała miejsce premiera nowej platformy AMD nazwanej Dragon. Sercem platformy, jest zupełnie nowy 45 nanometrowy procesor Phenom II 940 taktowany zegarem 3.0 GHz. Czy nowy CPU będzie w stanie powalczyć o koronę wydajności z Intelem? AMD chwali się, że jest przynajmniej 20% szybszy od starszego modelu. Czy problemy jakie stwarzał stary Phenom zostały wyeliminowane? Jak przedstawia się pobór energii, czy no procki słabiej się grzeją? Odpowiedzi na te i inne pytania znajdziecie w poniższym artykule.

Dragon jest drugą platformą AMD opartą tylko i wyłącznie na komponentach produkowanych przez zielonych. Pierwszą był oczywiście Spider, który miał swoją rynkową premierę w listopadzie 2007 roku. Platformy sprzętowe AMD składają się z trzech zasadniczych elementów,

1. Procesora AMD, w tym przypadku Phenom II

2. Karty graficznej ATI, w tym przypadku dowolny Radeon 4800

3. Chipsetu płyty głównej ATI, w tym przypadki dowolny siódmej generacji

AMD dość sprytnie nie podaje jednoznacznie elementów, z których ma składać się Dragon. Wiemy tylko, że taka platforma musi zostać wyposażona w procesor Phenom II, chipset siódmej generacji oraz kartę graficzną Radeon 4800. Nie podano który Phenom II ma wchodzić w skład zestawu, podobnie ma się sprawa z kartami graficznymi. Jeśli chodzi o płyty główne, to jesteśmy ograniczeni tylko wolą producentów, ponieważ w większości przypadków potrzebna jest aktualizacja biosu. Z Phenomami II działają w tej chwili chipsety 770X, 790X, 790FX, 780G, 790GX. Niemniej czy działa konkretny model płyty głównej, trzeba sprawdzić na stronie producenta tejże.

Dwa z trzech przedstawionych tu elementów były dostępne na rynku już wcześniej. Absolutną nowością jest procesor i od tego zaczniemy nasz przegląd.

Co nowego zaoferuje nam Phenom II? Najważniejszą zmianą względem starszego modelu jest oczywiście zmiana procesu technologicznego na mniejszy. Phenom II wykonany jest już w 45nm, podczas gdy starszy Phenom X4 wytwarzany jest nadal w 65nm. Co ciekawe, oba od dziś dostępne w sprzedaży procesory można nabyć w wersjach z TDP ustalonym na poziomie 125W. Czyżby to oznaczało, że nowy Phenom II posiada tę samą wadę co stary i nadal dość mocno się nagrzewa? Zobaczymy. Podczas premiery AMD zaprezentowało dwa nowe procesory: Phenom II 920 i Phenom II 940. Ten pierwszy taktowany jest zegarem 2.8 GHz, a drugi 3.0 GHz. Nie wykluczone jest, że z czasem pojawią się kolejne modele oznaczone wyższymi cyferkami. Myślę, że analogia do Core i7 jest jak najbardziej zamierzona. Najsłabszy model oznaczono cyferką 920, kolejny 940. Czekamy zatem na modele 960 i 980 ;) Aby nie zaciemniać obrazu, jak zwykle przedstawimy stosowną tabelkę.

W tabele znalazł się także starszy Phenom X4 9950 oraz sztucznie przeze mnie stworzony na potrzeby testu Phenom II 900. Ten ostatni jest taktowany zegarem 2.6 GHz - taka wersja przyda mi się po to aby sprawdzić wydajność nowej wersji względem starej.

Dzięki tabelce jasno widać to, co się zmieniło. O zmianie procesu technologicznego pisałem już wcześniej, niemniej warto wiedzieć jakie konsekwencje pociąga za sobą ta zmiana. Przede wszystkim jest to na znaczne zmniejszenie ilości zapotrzebowania na energię a co się z tym wiąże bezpośrednio także wydzielanego ciepła przy zachowaniu tego samego współczynnika TDP. Ilość wydzielanego ciepła jednoznacznie przekłada się na temperaturę pracy układu, a skoro ta jest niższa to istnieje możliwość znacznego zwiększenia taktowania rdzenia procesora. W ten sposób od zmiany wymiaru technologicznego dochodzimy do zwiększenia taktowania procesora.

Chwilowo pomijając częstotliwość taktowania na pierwszy rzut oka widać kolejną poważną zmianę. Nowy CPU ma zwiększony do aż 6MB cache trzeciego poziomu. Bez zmian pozostała natomiast obsługiwana pamięć, nadal jest to DDR2 o maksymalnym zegarze 1066 MHz a także gniazdko procesora AM2/AM2+. Phenomy II przeznaczone dla gniazda AM3 pojawią się w sprzedaży nieco później. To czego nie widać gołym okiem, to zmiana liczby instrukcji wykonywanych w jednym cyklu zegara z 3 do 4. Co przynajmniej w teorii powinno przełożyć się na zwiększenie wydajności.

Reasumując w jednym zdaniu. Nowe procesory są szybciej taktowane, mają więcej cache, wykonują więcej instrukcji na jeden cykl zegara a na dodatek wydzielają sporo mniej ciepła i pasują do starych płyt głównych. Brzmi rewelacyjnie prawda? AMD chwali się, że zmiany w rdzeniu dają około 3% wzrost wydajności, zwiększenie pojemności pamięci podręcznej daje kolejne 5%, a przyrost taktowania następne 12%. Razem jak łatwo policzyć, nowe CPU powinny być przynajmniej o 20% szybsze od swoich starszych braci. Pamiętajmy jednak, że jest to szacunkowa wartość podana dla różnicy między Phenomem II 940 3.0 GHz a Phenomem X4 9950 2.6 GHz. To wszystko jeśli chodzi o teorię w sprawie nowego procesora, przejdźmy do chipsetów

Kilka zdań wyżej pisałem, że nowe procesory AMD są wstecznie kompatybilne ze starymi płytami głównymi. Dzieje się tak dzięki dość sprytnie zaplanowanej przez AMD strategii rozwoju chipsetów. Płyty główne, które są w tej chwili dostępne na rynku, bazują na chipsetach nazywanych przez AMD serią 700 lub po prostu siódmą generacją chipsetów. Do tej rodziny należy cała grupa chipsetów, w której znajdują się produkty dla wszystkich sektorów rynku. Jak już wspomniałem wcześniej, Phenom II powinien działać na chipsetach 770X, 790X, 790FX, 780G, 790GX jednak to, czy dana płyta oparta na tych chipsetach wpiera nowy CPU zależy także od aktualizacji biosu. Listę kompatybilności znajdziecie jak zawsze na stronach producentów płyt głównych.

Większość z chipsetów jakie wymieniłem na liście kompatybilności jest bardzo dobrze znana. Dlatego dziś zajmiemy się najnowszym dzieckiem AMD, 790GX. To właśnie ten chipset jest delikatnie wskazywany przez AMD jako predysponowany do obsługi Phenoma II. Czym zatem jest 790GX? Mówiąc prosto dość udanym połączeniem topowego 790FX z bardzo dobrym biurkowym 780GX. AMD wybrało najważniejsze cechy z obu chipów i połączyło je w jeden.

Schemat blokowy ładnie przedstawia, co tak na prawdę zmieniło się względem innych chipów. Dla graczy najważniejsze będzie ograniczenie ilości dostępnych linii PCI-e 2.0 do 22. 790FX dysponował aż 38 liniami. W praktyce oznacza to zmniejszenie ilości dostępnych slotów PCI-e przeznaczonych do kart graficznych z czterech, do dwóch. Tyle też slotów znajdziemy na większości płyt. Oczywiście podobnie jak w przypadku 790FX także i tutaj linie PCI-e przydzielane są dynamicznie do slotów w zależności od tego ile z nich jest obsadzonych. Jeśli zainstalujemy tylko jedną kartę, będziemy dysponowali 1 slotem PCI-e 2.0 x16, jeśli zdecydujemy się na instalację dwóch kart sloty będą dysponowały 8 liniami adresowymi każdy. Taki układ w zdecydowanej większości graczy powinien wystarczyć w zupełności. Natomiast entuzjaści zawsze mogą użyć 790FX.

Drugą równie ważna innowacją w 790GX jest integracja w nim nieco zmodyfikowanego rdzenia graficznego znanego wcześniej z chipsetu 780GX. Względem starszego chipsetu podniesiono jego taktowanie, a także w specyfikacji wymuszono obecność dedykowanego układu pamięci dostępnego wyłącznie dla karty graficznej. AMD nazywa go "side port memmory". Co ciekawe także 780G przewidywał taką możliwość, niemniej bardzo niewielu producentów płyt głównych zdecydowało się z niej skorzystać. Dlaczego? O to należało by zapytać producentów płyt głównych. Teraz integracja pamięci jest wymagana, dlatego wszystkie płyty oparte na 790GX będą w nią wyposażone.

Zwiększenie taktowania rdzenia oraz obecność dedykowanej pamięci przełożyła się oczywiście na zwiększenie wydajności 3D tego układu. Wg niezależnych testów wydajność 3D wzrosła o około 30% w stosunku do starszego układu. Dlatego 790GX jest w chwili obecnej najszybszym zintegrowanym z chipsetem układem 3D obecnym na rynku. Warto jednak pamiętać, że nie obsługa gier jest jego głównym przeznaczeniem. Radeon HD 3300, bo tak nazywa się zintegrowany w 790GX układ potrafi niemal w pełni sprzętowo dekodować materiały video zapisane w rozdzielczościach HD. Przy tym wspiera standard HDCP, obsługuje złącza D-Sub, DVI oraz HDMI. To ostatnie także z dźwiękiem. Dlatego jest idealnym kandydatem do komputera multimedialnego. Jeśli używacie komputera do oglądania wideo, 790GX sprawdzi się w tej roli idealnie. Poniżej mała tabelka z zestawieniem cech trzech chipsetów o których mówiłem do tej pory.

790GX dziedziczy po 790FX wszystkie te cechy, za które go uwielbiamy. Są to min. świetna podatność na podkręcanie, w tym przypadku zarówno rdzenia graficznego jak i procesora. Bardzo niskie zużycie energii, a co się z tym bezpośrednio wiąże także niska temperatura pracy. 790GX nie potrzebuje aktywnego chłodzenia. Świetnie radzi sobie na pasywnym. Jedną z niewielu cech, jakie AMD zdecydowało się usunąć względem wyższego modelu to obsługa wielu procesorów. 790FX mógł pracować w konfiguracjach dwu-procesorowych z Athlonami FX. Niemniej ta konfiguracja jest tak niszowa, że chyba nikt z Was nie będzie za bardzo tęsknił za jej brakiem. To w zasadzie wszystko co warto powiedzieć o nowym, starym 790GX. Jako, że karty serii Radeon 4800 zostały na łamach naszego portalu dogłębnie przetestowane, przejdźmy do analizy wyników procesora.

Dla porównania, na stronie z wynikami znalazły się także niektóre z procesorów jakie testowałem w ramach wcześniejszych testów procesorów. Jeśli kogoś interesuje metodologia wykonania tych testów, zapraszam do przejrzenia odpowiednich artykułów.

Procesory zostały przetestowane w ustawieniach domyślnych, a także w niektórych przypadkach podkręcone najmocniej jak się dało, przy założeniu że sprzęt nadal pozostawał w pełni stabilny. Do testów o/c wybierałem CPU z półki sklepowej, a nie przysłane przez producenta egzemplarze testowe. Nie był to też tzw. selekt, a więc CPU dobrany z większej grupy mającej wyłonić, który egzemplarz ma największy potencjał w przetaktowywaniu. Jako chłodzenie zastosowałem tanie wentylatory Arctic Cooling Jest zatem szansa, że przy nieco lepszym chłodzeniu rezultat podkręcania będzie nieco lepszy. Wszystko to po to, aby możliwie zbliżyć wyniki do tych, które jesteście w stanie osiągnąć u siebie w domu. Gwarancji na to oczywiście nie ma.

Z założenia miał to być test procesorów, dlatego zestaw aplikacji testowych został dobrany w taki sposób, aby mierzyć ich wydajność. Dodatkowo chciałem, abyście mogli sami wykonać testy własnych procesorów w domowym zaciszy dlatego dobrane aplikacje są powszechnie dostępne i łatwe w obsłudze.

Do testów użyłem następujących programów. 

Testy CPU z 3Dmark 2006

3DMark '06 to znany i ceniony przez wszystkich benchmark kart graficznych. Na potrzeby testów procesorów wykorzystamy jedynie część pełnego przebiegu testów - testy CPU. Interesują nas zatem wyniki CPU Score, oraz czątkowe CPU1 i CPU2

SiSoft Sandra Procesor Aritmetic

SiSoft Sandra to prawdziwy kombajn służący do testowania różnych podzespołów komputera. W tym teście wykorzystamy dwa zestawy benchmarków - Procesor Arithmetic oraz Procesor Multi-Media Benchmark. Oba dają dwa zestawy wyników, osobno dla ALU i FPU.

Cinebench R10

Cinebench to program mierzący wydajność procesora za pomocą renderingu sceny 3D. Umożliwia on zbadanie wydajności pojedynczego rdzenia, a także łącznej wydajności wszystkich rdzeni. Niejako przy okazji możemy stwierdzić, jak dobrze skalują się procesory z więcej niż jednym rdzeniem. Wbrew pozorom nie obserwujemy liniowego wzrostu wydajności po dołożeniu kolejnej jednostki wykonawczej.

PCMark Vantage

PCMark Vantage to kolejna aplikacja ze stajni Futuremark, program testuje ogólną wydajność komputera symulując pracę normalnych aplikacji. Na potrzeby testu podamy wszystkie wyniki cząstkowe poszczególnych testów bez zagłębiania się się w ich składowe.

Crysis GPU benchmark

Crysis to jedyna gra, której użyjemy w teście procesorów. Dzięki niej sprawdzimy czy procesor w jakikolwiek sposób wpływa na szybkość działania tej jednej z najbardziej wymagających gier w historii. Do testów wykorzystamy benchmark GPU w konfiguracji: DX9, Detale: High, Rozdzielczość: 1280x0124. Jedyną zmianą w stosunku do poprzedniej edycji testów jest instalacja najnowszczego dostępnego patcha w wersji v1.2.1

Dziś zaczniemy nietypowo. Od zużycia energii. Jedną ze sztandarowych cech nowego Phenoma miała być jego energooszczędność. Tymczasem oba nowe procesory mają współczynnik TDP ustalony na poziomie 125W, a więc dokładnie na takim samym jak nowe wersje starych Phenomów X4. W opisie procesora tłumaczyłem, że zmiana procesu technologicznego na mniejszy wiąże się ze spadkiem zużycia energii a co się z tym bezpośrednio wiąże także temperatury pracy. Sprawdzimy zatem jak to wygląda w praktyce.

Niestety z przyczyn technicznych nie możemy zmierzyć ile prądu pobiera sam procesor, dlatego pomiary wykonałem dla całej platformy przy pomocy redakcyjnego miernika w kilku konfiguracjach.

W naszej platformie testowej domyślnie pracuje GeForce 9800GT, który sam w sobie jest kartą dość prądożerną. Dlatego pomiary wykonałem zarówno w konfiguracji z kartą jaki i bez niej przy pracy na zintegrowanym układzie graficznym. Nie od dziś wiadomo, że AMD dysponuje technologią oszczędzania energii o nazwie Cool And Quiet dlatego przy okazji sprawdzimy jakie wymierne korzyści można z niej osiągnąć. Ostatecznie pomiarów dokonałem w trzech stanach: w biosie, na pulpicie Windows w stanie bezczynności, w Windows po obciążeniu wszystkich czterech rdzeni procesora. Jako konkurent Phenoma II 940 wystąpi Phenom X4 9950. Przypominam, że oba procesory mają wg. producenta taki sam wskaźnik TDP, przy czym pierwszy taktowany jest zegarem 3.0 GHz a drugi 2.6 GHz.

Wyniki z włączonym Cool And Quiet

Wyniki z wyłączonym Cool And Quiet

Wyniki są znane, czas wyciągnąć wnioski.

Przede wszystkim widać, że GeForce 9800GT bez żadnego obciążenia potrafi zjeść niemal 40W, taka jest bowiem różnica między nim a zintegrowanym układem graficznym. GeForce nie był w żaden sposób obciążany podczas testów. Mierzyliśmy tylko i wyłącznie zachowanie procesora.

AMD Cool And Quiet działa całkiem sprawnie. Pozwala nam zaoszczędzić w czasie bezczynności do 15W energii. Zgodnie z oczekiwaniami zarówno w biosie jak i podczas pełnego obciążenia nie ma różnić w wynikach z włączonym i wyłączonym C'n'C. Phenom II 940 w czasie bezczynności zwalnia do 800 MHz jednocześnie obniżając napięcie do 0.9V

Najbardziej natomiast zaskakują mnie pomiary zużycia prądu przez oba procesory. Podczas pełnego obciążenia różnica na korzyść nowego Phenoma II 940 sięga 35W, w stanie bezczynności niemal 22W. Mówiąc inaczej, Phenom II zużywa o blisko 30% mniej energii niż Phenom X4. Jak by na to nie patrzeć, jest to rewelacyjny wynik. Moim zdaniem nowy CPU zasługuje na oznaczanie go wskaźnikiem TDP na poziomie 95W a nie jak to zrobił producent 125W.  Nie mam pojęcia z czego to wynika. Pamiętajcie także, że pomiary robiłem z nową wersją Phenoma X4 z TDP 125W, wcześniej dostępne na rynku procesory miały ten wskaźnik na poziomie 140W. Zatem różnica w ilości pobieranej energii była by jeszcze większa!

Nie będę Was dłużej trzymał w niepewności, zapraszam na wyniki testów.

Nadszedł czas na małą analizę wyników:

3DMark 06. W testach CPU 3DMarka 06 Phenom jest jednym z najszybszych procesorów na naszej liście wyprzedza go dopiero Core2 Quad 9550, a więc CPU znacznie od niego droższy. Różnica między tak samo taktowanymi Phenomami jest marginalna, nie przekracza nawet 5%.

Cinebench R10: Phenom II 940 stosunkowo słabo radzi sobie w teście renderingu na pojedynczym rdzeniu, pazurki pokazuje dopiero w teście rendering x CPU, gdzie znowu znajduje się niemal na szczycie stawki wyprzedzając Intelowe Core2 Quad Q8200 i Q9300. Multiprocesor speed up to jak zawsze domena AMD, niemniej tutaj nowy Phenom skaluje się nieco słabiej od starego. Ponownie różnica między X4 a II 940 na takim samym zegarze nie przekracza 5%.

Crysis: Ta dość wymagająca gra zdecydowanie lubi wysoko taktowanego Intela. W średniej ilość klatek na sekundę królują procesory Intela. Warto jednak zauważyć, że różnica między Phenomem II 940 a najszybszym w naszym teście procesorze sięga raptem 9%. Tutaj ograniczeniem jest karta graficzna a nie procesor. Jeśli zerkniemy na test pokazujący, kto miał maksymalną ilość klatek - w czołówce wraz z innymi CPU znajduje się Phenom II 940. Najważniejszym dla niektórych testem jest test minimalnej ilości klatek na sekundę. Tutaj Phenom II 940 znajduje się na drugim miejscu exe-quo z innym procesorem AMD. Do lidera tracą tylko 2 klatki na sekundę. Po raz kolejny różnica między X4 na II 940 @2.6GHz jest minimalna.

PC Mark Vantage: Tutaj z Phenomem mogą powalczyć jedynie bardzo mocno podkręcone Intele. Jeśli weźmiemy pod uwagę procesory taktowane standardowo, Phenom jest w absolutnej czołówce. Warto zauważyć, że w jednym z testów cząstkowych nowy Phenom względem starego osiągnął przewagę niemal 10%. Jednak w klasyfikacji ogólnej jest to znowu nie więcej niż 5%.

Sisoft Sandra: To program, który niestety mocno faworyzuje Intela. Do tej pory w zasadzie żaden procesor AMD nie mógł zawalczyć z pozycją Intela. Niemniej nawet tutaj Phenom II radzi sobie całkiem nieźle. W testach ALU/FPU wyprzedzają do tylko znacznie droższe od niego Core 2 Quad Q9450 i Q9550. Ostatecznie jednak w testach MultiMedia nasz testowany CPU poległ. W każdym programie, który silnie korzysta z SSE4 wynik będzie podobny. Na optymalizację pod kątem konkretnego procesora nikt nie jest w stanie wiele poradzić. Po raz kolejny nowy Phenom względem tak samo taktowanego starego modelu nie błyszczy. Różnice oczywiście są, ale bardzo małe - poza jednym testem.

Reasumując. Phenom II 940 jest bez wątpienia najszybszym obecnie dostępnym procesorem AMD. Nie ulega wątpliwości, że AMD odwalił kawał dobrej roboty poprawiając starego Phenoma. Niemniej różnica w wydajności bierze się głównie z podniesienia taktowania rdzenia, Phenom II 940 taktowany jest zegarem 3.0 GHz, a najszybszy dostępny Phenom X4 9950 tylko 2.6 GHz. Teoretycznie nowy Phenom przy takim samym taktowaniu powinien być szybszy od starego o około 8%, w praktyce ciężko wykazać różnicę na poziomie 5%. Warto zauważyć, że Phenom po raz pierwszy jest w stanie skutecznie zawalczyć z procesorami Core2 Quad. Trzeba jednak mieć świadomość, że zrobi to tylko wtedy gdy wykorzystamy pełnię jego możliwości.

Niemałym atutem nowego procesora jest także jego wsteczna kompatybilność ze starymi płytami głównymi. Podczas gdy Intel każe nam zmieniać płyty główne niemal z każdą kolejną edycją procesorów, to AMD uparcie trzyma się tradycji zapoczątkowanej jeszcze w czasach Socket 370. Dzięki temu spora część wcześniejszych klientów AMD będzie w stanie skorzystać z dobrodziejstw jakie niesie ze sobą nowy procesora bez kosztownej zmiany większości podzespołów. To bardzo ważne, szczególnie dla osób u których gotówka nie przelewa się górami.

Wielu z Was pewnie zastanawia się, dlaczego nie porównałem Phenoma II 940 do Core i7 Intela. Moim zdaniem takie porównanie nie będzie miało najmniejszego sensu. W większości przypadków Core i7 jest wielokrotnie droższy. Nawet jeśli weźmiemy pod uwagę najtańszy Core i7 920, którego cena będzie w chwili premiery porównywalna z Phenomem II, to płyty główne oraz pamięci są w każdym wypadku przynajmniej dwukrotnie droższe. Pamiętajcie, że nadal mówimy o najtańszym Core i7 920. Co jeśli weźmiemy pod uwagę najdroższy? Za cenę samego procesora będzie można złożyć całą platformę Dragon. Oczywiście Core i7 pewnie będzie szybszy od Phenoma II, co z tego skoro będzie wielokrotnie droższy? Czy takie porównanie miało by sens? Moim zdaniem nie.

Na sam koniec zostawiłem sobie smaczek, czyli podkręcanie. Przed premierą nowego procesora aż huczało od spekulacji jak Phenom II się podkręca. Dla niecierpliwych mam jedną odpowiedź: bardzo dobrze! Bez większych problemów na testowej próbce uzyskałem 3.6 GHz, zerknijcie na screen z CPU-z. Oczywiście to wszystko na kiepskiej jakości wiatraczku.

Aby testy podkręcania wyszły wiarygodnie, postanowiłem podejść do tematu nieco inaczej niż zwykle. Tym razem zaprezentuje Wam testy podkręcania na czterech płytach głównych czołowych producentów na rynku. W teście weźmie udział Asus, Gigabyte, MSI oraz Foxconn. Jednak aby wyniki były wiarygodne, testy wykonamy na sklepowym egzemplarzu procesora. Testowany dziś egzemplarz to testów podesłało AMD i na jego podstawie nie jesteśmy w stanie wyciąganą wiarygodnych wniosków jak taki CPU się podkręca. Zapraszam zatem do artykułu poświęconego podkręcaniu oraz płytom głównym dla Phenoma II, ale to dopiero za kilka dni :)

Podziękowania dla firmy AMD za udostępnienie procesorów do testów:

Podziękowania dla firmy Gigabyte za udostępnienie płyty głównej do testów:

Podziękowania dla firmy Kingston za udostępnienie pamięci do testów: