Technika: AM2 - czy AMD szykuje przełom?

Już od ponad roku coraz głośniej słychać o zmianach, jakie szykuje swoim klientom firma AMD. Zmiany mają być o tyle przełomowe, iż obecne gniazdo Socket 939 - nie takie całkiem stare zresztą - ma być zastąpione przez Socket AM2.

Nazwa nowej platformy w pierwszej wersji miała brzmieć Socket M2. Pozornie prosta nazwa nowej podstawki sprawiła mały kłopot producentowi nowego układu. Jeden z serwisów WWW ujawnił, że firma mogła mieć problemy z prawami autorskimi, dlatego też podjęto decyzję o dodaniu w nazwie literki "A", ostatecznie nazwa nowej podstawki będzie brzmiała Socket AM2.

Wspomniane gniazdo dla nowych procesorów będzie mieć 940 pinów, do złudzenia podobne do obecnego 940 pod Opterony i Athlony 64. Podobne, ale nie identyczne. Nie trzeba się wcale długo przyglądać, aby zauważyć, że te "drobne" różnice w rozmieszczeniu "ślepych pinów" są jednak bardzo istotne, i nikt na siłę nie będzie upychał nowych procków w obecne płyty główne. Dlatego też zmiany wprowadzone przez AMD w obu podstawkach są po prostu zabezpieczeniem przed przypadkową lub umyślną próbą montowania przez użytkowników procesorów w niekompatybilnych płytach.

Nowe procesory będą całkiem inne od obecnych. Będzie to nowa konstrukcja oparta na innej architekturze, innym napięciu i kontrolerach pamięci, ale jak na razie w technologii 90 nm. Po raz pierwszy w procesorze AMD zintegrowany będzie kontroler DDR2.

Podstawka dedykowana dla komputerów przeznaczonych pod domowe strzechy będzie miała 940 pinów, natomiast podstawka dla komputerów serwerowych będzie miała aż 1207 pinów i będzie nosiła nazwę Socket F.

Jak łatwo się domyślić, za zmianą podstawki musiała także podążyć zmiana ramki mocującej radiator. Zakłóci to ciągłość w konstrukcji systemów chłodzenia obecnie dedykowanych pod platformę AMD. Układy chłodzenia, radiatory, wiatraki i inne różne zmyślne konstrukcje zaawansowanego schładzania nagrzewającego się procesora, były jednakowe dla Socket 754, 939, 940. Zmiana ramki ucieszy chyba tylko producentów całego osprzętu pochłaniającego ciepło, otworzy się po prostu nowy kanał zapotrzebowania na coolery.

Najmniej ucieszeni będą sami potencjalni użytkownicy, którzy nierzadko za posiadany system chłodzenia mogliby zakupić ekonomicznego PC. Chcąc podążać za duchem czasu i postępem techniki będą zmuszeniu inwestować kolejne grube złotówki w nowe coolery. Co prawda zawsze mogą się zdać na standardowe fabryczne BOX-y, ale tak naprawdę kto używa fabrycznego - ani wydajne, ani ciche...

Na nic zda się próba przełożenia samej ramki ze starego Socketu 754, 939, 940 - w nowym AM2 ramka jest mocowana w innym układzie rozmieszczenia śrub mocujących i jest tych śrub cztery, a nie jak do tej pory dwie.

Kto myśli, że "kosmetyczna zmiana ramki i rozmieszczenia ślepych pinów" to koniec, jest w ogromnym błędzie. AMD szykuje przełom, radykalne zmiany jakie miały miejsce w czasach przesiadki z K6-2, K6-3 na Durony i Athlony - wtedy to konkurent Intela pokazał, że jest groźnych przeciwnikiem, który nie boi się nowych rozwiązań.

Nowa technologia nie będzie na razie zmianą technologii z 90 nm na 65 nm (ale tylko na razie). Najważniejszą zmianą będzie obsługa pamięci DDR2, a nie jak do tej pory DDR, które są już od dość długiego czasu na rynku i mają ustąpić miejsce nowocześniejszym DDR2 - tak wychwalanym przez Intela. Jednak jak się okazało, nie były one aż tak powalające na kolana, jak obiecywał konkurent AMD, mało tego - były nawet mniej wydajne i oczywiście sporo droższe od niby przestarzałych DDR. Winę za to ewidentnie ponosił kontroler pamięci zintegrowany w chipsecie płyty głównej (wersja Intelowska) , a nie w samym procesorze (nowe procesory AMD) oplatając rdzeń i tłumiąc jego wydajność. Pierwsze rozwiązanie jest obecnie uznawane za przestarzałe i mało wydajne, jest raczej skazane na "wymarcie".

Początkowo sądzono, iż zmiana w architekturze procesorów AMD na konstrukcję wykorzystującą pamięci DDR2 nie przyniesie zastraszających osiągów i gwałtownego skoku wydajności. Ale wspomniane wbudowanie kontrolera w procesor jest bardzo dobrym posunięciem, przed którym otwiera się ciekawa przyszłość. Firma obiecuje, że nowe procesory będą obsługiwały moduły pamięci DDR2 taktowane z częstotliwościami 400, 533, 667 oraz 800 MHz - właśnie z tymi kościami wiązane są największe nadzieje. Testy wydajności mogą powodować mieszane uczucia o nowych procesorach. Ale to nie jest finalny produkt, oto przykładowe screeny z testów:

Test syntetyczny w 3dMark '06 i Quake 4 THG Demo

Nigdy za bardzo nie sugerowałem się testami syntetycznymi, ale mają one swoich zwolenników. Wszystko zależy od punktu widzenia.

Na powyższych diagramach widzimy nieznaczną, ale zauważalną przewagę Socket 939 nad nowym AM2. Lecz nie sugerowałbym się tym, ponieważ testy pochodzą z czasów, gdy nie było jeszcze pełnych informacji, jakie pamięci będą obsługiwane przez nowe układy. Dzisiaj już wiemy, że nowe Athlony będą w pełni obsługiwały pamięci DDR2-800MHz na timingach 3-3-3. Wtedy także procesory były jeszcze w fazie testów i zmian, a jak to bywa z wersjami testowymi - czasem są po prostu niedopracowane. Finalny produkt, którego produkcja ma ruszyć z końcem kwietnia, powinien być dużo lepszy i oczywiście bardziej dopracowany.

 Potencjał drzemiący w nowych procesorach jest lepiej wykorzystywany w aplikacjach multimedialnych, w których potrzebna jest potężna moc obliczeniowa, odmienna od tej, która jest potrzebna do prawidłowego działanie gierek. Różnice są mniejsze, choć i tak na  korzyść Socket 939.

Wykresy pracy z plikami multimedialnymi

Nowa jednostka jest trochę gorsza w testach RAR, DivX,  w innych lepsza - kompresowanie do ogg i mp3. Jednak cały czas należy pamiętać, że procesor był w fazie testów i nie obsługiwał jeszcze pamięci DDR2-800 dedykowanych na nową platformę, a to właśnie na tych pamięciach głównie ma się opierać. Wersja produkcyjna procesora na nowym Sockecie AM2 będzie na pewno o niebo lepsza o testowanej.

Już teraz wiemy, że procesory z nowej rodziny najprawdopodobniej ujrzą światło dzienne podczas tegorocznych targów Computex, które odbędą się 6 czerwca. Firma Advanced Micro Devices zaprezentuje tam premierowe egzemplarze procesorów Athlon 64 X2 5000+ oraz extremalnego potwora do gierek i nie tylko, Athlon FX-62. Pracować będą z nominalnymi prędkościami 2,6GHz i 2,8GHz - oba modele oczywiście dwurdzeniowe, obsługujące pamięci DDR2, jednak nadal produkowane w technologii 90 nm przy użyciu SOI.

Nowe jądro będzie nosiło nazwę Windsor i zastąpi obecne Toledo (Athlony X2 4400+ i 4800+ oraz FX-60). Zwiększy się powierzchnia nowego jądra ze 194mm2 (Toledo) do 220 mm2 - w związku z tym nieznacznie wzrośnie liczba tranzystorów z 233 mln do 243 mln - czy AMD też chce trzymać się prawa Moore'a ;)

Jądro Windsor, pomimo zwiększenia liczby tranzystorów, nie pociągnie za sobą wzrostu wydzielanej przez temperatury. Jest to związane ze szczegółowym dopracowaniem procesów produkcyjnych, ponadto inżynierowie podnieśli rezystancję układu i zoptymalizowano "wycieki" prądu z tranzystorów - jest to skomplikowany proces "interesujących" zjawisk podczas pracy tranzystora, który nas, codziennych użytkowników, prawdę powiedziawszy najmniej obchodzi.

Ciekawym rozwiązaniem zastosowanych w nowych układach jest dobieranie napięcie rdzenia w zależności od częstotliwości pracy procesora. Poziomy będą skokowe co 200 MHz i tym poszczególnym poziomom będzie przypisany określony poziom napięcia zasilania. Ciekawe, czy będziemy mieli możliwość dowolnej zmiany napięcia jak dotychczas, czy może AMD zafunduje nam niespodziankę w postaci blokady swobodnego manipulowania  wysokością napięcia. Czas pokaże.

Obecnie wiemy, że Windsor potrafi pracować stabilnie przy napięciu 1,21V, ma przy tym w szczytowych momentach wydzielać tylko 89W energii. Dla przykładu obecny Toledo 2,6GHz wydziela 110W, więc różnica jest zadowalająca. Mniejsze napięcie i mniejsza moc wydzielana będzie sprzymierzeńcem wszystkich overclockerów. Mniej mocy = mniej ciepła, fizyka nie kłamie.

W nowych jednostkach AMD zastosuje technologię Cool'N Quiet, która działa na podobnej zasadzie, jak stosowana przez Intela w procesorach mobilnych Celeron i Pentium-M. Wspomniana technologia będzie w czasie rzeczywistym i na bieżąco kontrolowała z osobna pracę każdego z obydwu jąder procesora. Jest to ciekawe rozwiązanie, dość nowatorskie, polegające na zmianie częstotliwości i napięcia rdzeni w zależności od zapotrzebowania na moc obliczeniową. Będzie także istniała możliwość całkowitego wyłączenia jednego z rdzeni w czasie spoczynku.

ASUS na tegorocznych targach CeBIT pokazał płytę główną wyposażoną właśnie w ten najmocniejszy model chipsetu.

M2N32-SLI Deluxe NVIDIA C51D / MCP55P (NVIDIA  nForce 590 SLI)

Płyta zaoferuje znany już z poprzedniej serii (choćby model A8N32-SLI), 8-fazowy układ zasilania, który w znacznym stopniu poprawia stabilność płyty i zmniejsza ilość wydzielanego ciepła. W połączeniu z technologią Stack Cool, (pokrycie powierzchni płyty głównej specjalną warstwą lepiej odprowadzającą ciepło) będzie stanowił znaczący argument przemawiający za zakupem tego modelu. Płyta oczywiście jest kierowana do fanów extremalnego oveclockingu.

Podstawka procesora: Socket AM2
Chipsety: NVIDIA C51D / MCP55P (NVIDIA nForce 590 SLI)
Pamięć: Dual-Channel DDR2
Wsparcie grafiki: 2x PCI-Express x16, tryb: SLI
Kontroler dysków: 6x Serial-ATA II (RAID 0, 1, 5, 0+1, JBOD), 1x ATA133, Silicon Image 3132: 1x Serial-ATA II, 1x e-Serial-ATA
Audio: 8-kanałowa HD
Karta sieciowa: zintegrowana Dual Gigabit Ethernet
Format płyty: ATX

Według nieoficjalnych źródeł kolejną nową płytą główną jest produkt marki ABIT, oparta na nowym chipsecie nVidii. Płyta ma mieć pełną obsługę SLI PCI-E x32, kompatybilność z pamięciami DDR2-1066MHz (!) oraz zintegrowany dźwięk Azalia Surround Sound.

Nowy Abit?

MSI już teraz jest gotowe do wkroczenia na rynek z nowyi płytami dla AMD, wstrzymuje ich tylko oficjalny debiut nowych procesorów. Na Cebicie zaprezentowano trzy przykładowe modele płyt głównych z gniazdem AM2:

K9NGM (z chipsetem nVidia C51PV+MCP51)

K9N Platinum (z chipsetem nVidia MCP55 Ultra) 

K9AGM (z chipsetem ATI RS485+SB600)

Znana jest także bliższa specyfikacja płyty K9N Platinum (MS-7250):

• chipset Nvidia MCP55 Ultra
• wsparcie dla procesorów AMD AM2
• cztery gniazda DDR2
• 2x PCI-E x16 (x16+x1)
• 2x PCI-E x1
• 3x PCI
• 6x SATA2, 1x IDE
• 7.1 High Definition Audio
• 1x Gigabit LAN
• 2x IEEE1394 (Firewire)
• 10x USB2.0

Nowy chipset tego producenta jest przeznaczony obecnie na platformę AMD S939, ale już niedługo także pod Socket AM2. Chipset znany do tej pory pod oznaczeniem kodowym RD580 Skeletor, jego oficjalna nazwa to ATi CrossFire Xpress 3200. Układ umożliwia pełne wykorzystanie złącza PCI-E z przepustowością x16. Jest to odpowiedź na chip konkurencji - nVidia nForce4 SLI X16 (znany choćby z płyty Asus A8N32-SLI). ATI jednak twierdzi, że ma asa w rękawie i właśnie zamierza go użyć w rozgrywce z rywalem. Zasadniczą różnicą pomiędzy CrossFire 3200 a nForce4 SLI X16 jest fakt, iż ATI postawiło przy opracowaniu układu, aby pełną obsługą złącza PCI-E zajął się tylko jeden mostek. nVidia obsługę podzieliła na dwa układy obecne na płycie głównej. Każdy z układów udostępnia po 16 linii dla każdego z portów graficznych. Właśnie takie rozbicie na dwa układy według ATI to ogromna strata na wydajności.

Teoretycznie na nForce4 prędkość przesyłu danych pomiędzy mostkiem południowym, a północnym wynosi 8 GB/s, natomiast ATI twierdzi iż rzeczywista prędkość zmierzona między mostkami wynosi zaledwie 1,5 GB/s  (750 MB/s w każdym kierunku), a dla osiągnięcia pełnej wydajności wymagany jest transfer rzędu 4 GB/s w każda stronę. Ponadto "marne" 1,5 GB/s musi być także spożytkowane na napędy SATA, kartę sieciową i inne urządzenia współdziałające z mostkiem południowym.

Na nowym układzie ATI na powierzchni 39 mm2 "upchnięto" 22 mln tranzystorów w technologii 110nm. Wart uwagi jest fakt, że nowy układ ATI wydziela tylko 8W energii przy czym układ nVidii, aż 22W - różnica widoczna. Po więcej informacji odsyłamy do naszego ostatniego artykułu: Premiera ATi CrossFire Xpress 3200.

Zmiany konstrukcji procesora będą także obejmowały szeroko zakrojoną modernizację pamięci ciche L2, która przy tej samej pojemności będzie zajmowała o 7% mniej miejsca niż w Toledo.

Poprawiono także wewnętrzne procesy komunikacji procesora. Z mniejszymi opóźnieniami i szybciej ma się odbywać wymiana danych pomiędzy rdzeniami i cache.

Pojawiły się spekulacje i domysły, dlaczego pomimo mniejszej powierzchni cache L2, wzrosła powierzchnia rdzenia. Czy ta wielkość jest związana z wbudowaniem kontrolera pamięci DDR2? Czy może we wnętrzu nowych Athlonów jest ukryta jakaś nowa funkcja, która oficjalnie jeszcze nie jest zapowiedziana, być może jakiś dodatkowy kontroler przepływu danych, moduł skracający czasy dostępu, a może próba zintegrowania kontrolera szyny PCI-E (takie informacje krążyły już w Internecie). Skoro bez problemu udało się zintegrować kontroler pamięci DDR i teraz DDR2, to może, może...

Nowe dwurdzeniowe jądro Windsor

Na pierwszy rzut oka zwraca uwagę cache L2 (niebiesko-czarne kwadraty),  ich powierzchnia jest większa od samych rdzeni CPU. Po bliższym przyjrzeniu się zauważamy szerokie magistrale przepływu danych HT i DDR2, są one szersze, niż choćby nawet w poprzedniku Toledo.

Pamiętamy o informacjach Phila Hestera z AMD z październiku poprzedniego roku, kiedy to zapewniał o nadejściu Hyper Transport 2.0, który miał zadziałać razem z premierą obsługi modułów DDR2. Mamy tutaj najprawdopodobniej do czynienia właśnie z HT 2.0.

W odległej, choć nie aż tak bardzo przyszłości AMD będzie chciało zapewne wprowadzić obsługę pamięci DDR3 oraz FB-DIMM i technologię Hyper Transport  3.0, oraz zintegrowanie wspomaganie wirtualizacji - pod nazwą Pacifica Virtulization. A już naprawdę w dalekiej przyszłości pamięci DDR4 i Hyper Transport 4.0. Ale to jak na razie zbyteczne wybieganie naprzód. Patrząc na technikę nieustannie galopującą do przodu wiemy, że wprowadzanie nowych technologii będzie nieuniknione, po prostu stanie się przymusem.

Chodzą także pogłoski, iż AMD planuje w pierwszej połowie 2007 roku wypuścić na rynek pierwszy procesor już w technologii 65nm, najprawdopodobniej pod kodową nazwą Brisbane. Pewne jest to, że będzie on na nowej podstawce AM2 i będzie oczywiście obsługiwał pamięci DDR2

Moduł FB-DIMM (po środku pamięci widoczny moduł AMB)

W związku z pojawieniem się nowej rodziny procesorów musi także pojawić się nowa, świeża seria płyt głównych, dedykowanych pod nową podstawkę. Większość producentów przedstawiła swoją ofertę na tegorocznych targach CeBIT. Oficjalnie na stronach producenta nie znajdziemy informacji i nowych płytach, żadnych fotek, a już tym bardziej specyfikacji. Wiemy, że będą nowe chipsety popularnych producentów, nie zabraknie nVidii, VIA, SiS. Każdy z nich zaproponuje swoją wersję chipsetu pod AM2. Wiadomo - jedne będą lepsze, drugie gorsze. Jak dotąd nie ma zbyt szczegółowych informacji odnośnie specyfikacji poszczególnych chipsetów.

Tak ma przedstawiać się najnowsza gama nForce 5, z wariantem 590 SLI MCP jako najpotężniejszym:

• nForce 590 SLI MCP (enthusiast/dual GPU)
• nForce 570 SLI MCP (performance/dual GPU)
• nForce 570 MCP (performance/single GPU)
• nForce 550 MCP (mainstream/single GPU)

Dane nowego układu ze stajni  nVidia przedstawiają się następująco

NVIDIA będzie stopniowo dążyć do wprowadzenia w serii nForce 500 technologii SLI, aż do Quad SLI włącznie, czyli możliwości zamontowania na płycie aż 4 kart graficznych, co bardzo ucieszy entuzjastów giercowania na najwyższym poziomie.

Chipsety mają obsługiwać do sześciu napędów SATA 3Gb/s oraz macierz dual RAID 5, ponadto 10 urządzeń USB w standardzie 2.0.

Na pewno czeka nas ciekawy bój na froncie Intel - AMD. Konkurencja nie śpi i nie pozostawi tego bez odzewu. Może pojawi się jakiś as z rękawa?

Wiele osób sceptycznie podchodzi do nowej platformy AM2 sądząc, że to kolejna próba wyciągnięcia pieniędzy z kieszeni klientów. Można by powiedzieć, że jeśli w testach nie ma znacznej różnicy w wydajności, to po co nastawiać się na nowe układy? (Jedno z praw Murphy'ego brzmi: Jeżeli udoskonalasz coś dostatecznie długo - na pewno to zepsujesz)

Może po części jest w tym trochę racji. Liczby nie kłamią, ale nie można się wzorować na czymś, co nie jest dopracowanym wynikiem produkcji. Podobnie jest z wersjami beta różnych programów czy gierek. Tworzone są po to, aby wyłapać niedociągnięcia i uchybienia. Tak samo jest z nowymi Athlonami. Nie sztuka wypuścić na rynek urządzenie nowe, ale nie dopracowane.

To, co AMD ma do zaoferowania najlepszego, jest dopiero przed nami. To całe zamieszanie ze zmianą platformy może być tylko przykrywką dla nadejścia nowej epoki w dziedzinie PC. Wiadomo o podpisaniu umowy z RAMBUS-em, co daje im możliwości, których dotąd nie mieli i wykorzystają je na pewno lepiej niż konkurencja.

Kolejna podpisana umowa z firmą Innovative Silicon Inc. (ISI) umożliwia wykorzystanie technologii "floating-body" silicon-on-insulator (SOI), w parze z nimi technologię Z-RAM (zerowy kondensator), która będzie zastosowana w nowych procesorach. Technologia SOI oparta jest na wykorzystaniu kwantowego efektu tunelowego, który znacznie poprawia warunki pracy tranzystorów.

Firma ISI twierdzi, że zastosowanie Z-RAM zwiększy pięciokrotnie gęstość zapisu wbudowanej pamięci SRAM w stosunku do obecnej i dwukrotnie przy wbudowanej DRAM.

Dlatego nasuwa się podejrzenie o niespodziankach od AMD. Jeśli już planują nad wbudowaniem w procesor kontrolera PCI-E, to może zdecydują się na bardziej radykalny krok, na przykład próbę całkowitego wyeliminowania chipsetu. Wizja układu multifunkcyjnego, który będzie zarządzał CPU, RAM-em, grafiką? A czemu nie, w końcu mamy epokę miniaturyzacji. Zamiast oddzielnych układów i kontrolerów, nastąpi skupienie funkcji w jednym, co umożliwi zastosowanie bardziej rozbudowanych funkcji multimedialnych lub po prostu zmniejszenie wymiarów płyty głównej. Co nas jeszcze czeka, okaże się w późniejszym czasie, ale na pewno będzie wydajniej i szybciej niż jest obecnie.

Po przeczytaniu artykułu nasuwa się pytanie: czy warto czekać na nową platformę, o której chodzą różne pogłoski? Według jednych rewelacja, a według innych osób porażka lub "nic nowego". Jeśli ktoś z Was planuje właśnie kupić nowy sprzęt, to w zasadzie nic nie straci, jeśli trochę zaczeka. Swoją drogą, czy obecnej platformie Socket 939, na płycie nForce 4 lub CrossFire Xpress 3200X16 SLI, tak wiele brakuje do szczęścia?

Nowa platforma AM2 na pewno pokaże jeszcze wiele dobrego. AMD wkracza na nowe tereny, jeszcze nie sprawdzone do końca, ale raczej będą obfitowały w ciekawe rozwiązania. Na tym etapie, na jakim jest AM2 warto wstrzymać się z ostatecznymi osądami i jeszcze poczekać na oficjalną prezentację, pewnie będą jeszcze jakieś poprawki i zmiany.

Jedno jest pewne: mamy do czynienia z technologicznym przełomem, a jeśli AMD zdoła wykorzystać nowe technologie i szybkie pamięci DDR2, będzie to przełom również wydajnościowy.