На этот раз мы решили «окончательно и
бесповоротно» выяснить вопрос относительно влияния размера кэша
второго уровня на производительность процессоров для платформы AMD
Socket 754, собрав в рамках одного тестирования все возможные
варианты L2 при одинаковой частоте работы ядра: 128 килобайт, 256,
512, и 1024. И, кроме того, было интересно сравнить двух «соседей по
индексу»: Sempron 3100+ и 3300+, в которых частота соревнуется со
всё тем же объёмом L2: последний больше у младшей модели, а вот
частота больше у старшей.
Конфигурация тестовых стендов
Процессоры
Процессор
Sempron 3000+
Sempron 3100+
Sempron 3300+
Sempron 3400+
Athlon 64 3000+
Athlon 64 3200+
Процессорный сокет
Socket 754
Socket 754
Socket 754
Socket 754
Socket 754
Socket 754
Частота ядра, МГц
1800
1800
2000
2000
2000
2000
Размер кэша L2, КБ
128
256
128
256
512
1024
Маркировка (OPN)
SDA3000AIP2AX
SDA3100AIP3AX
SDA3300AIO2BX
SDA3400AIO3BX
ADA3000AEP4AP
ADA3200AEP5AP
Системная плата ASUS K8V Deluxe (Socket 754, чипсет VIA
K8T800)
Жесткий диск Samsung SP1614C (SATA), 7200 об/мин, 8 МБ кэша
Windows XP Professional SP2, DirectX 9.0c
ATI CATALYST 5.4 (Display Driver 6.14.10.6525)
Справочная информация: маркировка процессоров AMD
AMD, в отличие от Intel, уже давно отказалась от идеи писать
название каждой конкретной модели процессора на нём самом. Она
использует вместо этого достаточно сложную маркировку, больше
похожую на некий шифр. :). Мы решили, что давненько уже в наших
статьях не затрагивалась тема её расшифровки, а тут такой удачный
повод: полностью «AMD'шная» статья. Итак, маркировка процессоров AMD
«технически правильно» называется OPN (Ordering Part Number),
гравируется на корпусе прямо под названием торговой марки CPU (AMD
Athlon 64, AMD Sempron, AMD Opteron, и так далее), и выглядит
примерно так:
AXDA2200DKV3C
Или вот так:
ADA3200AEP5AP
Или вот так:
SDA3100AIP3AX
Для удобства понимания, в OPN можно выделить 7 независимых
частей. Приблизительно так (на примере трёх маркировок, приведенных
выше):
AXDA | 2200 | D | K | V | 3 | C
ADA | 3200 | A | E | P | 5 | AP
SDA | 3100 | A | I | P | 3 | AX
Что же они означают? Всё довольно просто.
Первая часть представляет собой от двух до четырёх букв, в
которых «зашифрованы» название семейства процессора и архитектура
ядра. Так, «AXDA» — это Athlon XP сделанный по
0,13-микронному процессу, просто «AX» — 0,18-микронный
Athlon XP, «ADA» — Athlon 64, «SDA» — Sempron, и
так далее. Разумеется, какая-то логика в выборе букв присутствует,
однако она не всегда очевидна, поэтому проще будет запомнить
обозначения десктопных CPU для наиболее актуальной на сегодняшний
день платформы AMD64 (а их всего два):
SDA — Sempron
ADA — Athlon 64, Athlon 64 FX, Athlon 64 X2
Вторая часть — это Model Number (номер модели). Она
представляет собой чаще всего число, которое (с точки зрения AMD)
неким образом характеризует производительность данного CPU (в
рамках своей продуктовой линейки) в неких условных баллах. Это же
число вы можете видеть в названии процессора в магазинных прайсах
и ценниках: «AMD Athlon 34 3200+», «AMD
Sempron 3000+», и тому подобное. Цифры
«3200» и «3000» — это и есть Model Number.
Примечание: в случае с процессорами Athlon 64
FX, вторая часть числом не является, так как
Model Number этих CPU включает в себя не только цифры, но и
буквы: «FX53», «FX55», и так далее. Эта особенность породила
распространённое заблуждение, что первая часть маркировки у
Athlon 64 FX выглядит как «ADAFX». На самом деле, у всех Athlon
64 первая часть одинаковая: «ADA», а буквы «FX» в случае с
Athlon 64 FX относятся уже ко второй части — Model
Number.
Третья часть — это одна буква, обозначающая тип
корпуса процессора.
Примечание: некоторые ошибочно считают, что эта
буква в маркировке обозначает процессорный сокет, но в общем
случае это не так — речь идёт именно о типе
корпуса.
В целом, данная информация представляет интерес только для
специалистов, поэтому ограничимся техническими аббревиатурами.
A — CPGA
B — OBGA
D — OPGA
E — uPGA
F — OPGA
G — uPGA
Четвёртая часть — одна буква, обозначающее штатное
напряжение, на котором работает CPU.
A — 1.35—1.40 В
C — 1.55 В
E — 1.50 В
I — 1.40 В
K — 1.35 В
M — 1.30 В
Q — 1.20 В
S — 1.15 В
Пятая часть — одна буква, обозначающая максимально
допустимый нагрев CPU.
A — 71° C
K — 65° C
M — 67° C
O — 69° C
P — 70° C
X — 95° C
Шестая часть — одна цифра, обозначающая размер кэша
второго уровня у данного CPU.
2 — 128 КБ
3 — 256 КБ
4 — 512 КБ
5 — 1024 КБ (1 МБ)
И наконец-таки седьмая часть — это одна или две буквы, дающие
некую дополнительную информацию о характеристиках изделия. В самом
общем случае, можно сказать, что они обозначают ревизию ядра.
Приводить здесь список возможных вариантов вряд ли разумно, так
как он чересчур велик (кроме того, пояснения к ревизиям займут ещё
больше места, чем собственно их перечисление, а без пояснений эта
информация достаточно малоинформативная).
В целом, в маркировке процессоров AMD нам видится только один
недостаток: такой чисто потребительский, адресованный рядовому
покупателю параметр как Model Number — вынесен в
«шифрованную» часть, и не присутствует на гравировке в названии
процессора в явном виде. Нам кажется, что более логично выглядела бы
гравировка типа:
AMD Athlon 64 3200+ ADAAEP5AP
Таким образом, рядовой покупатель видел бы на корпусе название
процессора в явном виде, а технические специалисты могли бы при
желании узнать всё им необходимое из шифра внизу. Впрочем, всё
вышесказанное проходит скорее по разряду «мелких придирок»...
Результаты тестов
В статье приведены только сводные диаграммы, объединяющие результаты целой
группы тестов в некий средний балл. Такой подход позволяет с одной
стороны удовлетворить любопытство особо пытливых читателей,
возражающих против сокращения количества приводимых в статьях
результатов тестов, а с другой — сделать «основной»
материал менее пёстрым и насыщенным графикой. Что касается
комментариев, то предполагается, что настоящим профи, интересующимся
подробностями, они без надобности.
SPECapc for 3ds max 6 (3ds max 7.0)
Легко предположить, что основных вопросов по поводу сравнения
производительности CPU в данной статье у пользователей будет два:
соответствует ли индекс Sempron реальному соотношению
быстродействия, и является ли Sempron с более высоким индексом более
предпочтительным, чем Athlon 64 с индексом ниже. В случае с 3ds max,
ответы будут, соответственно: да, нет. Скорость Sempron с ростом
Model Number стабильно растёт, но даже Sempron 3400+ не смог
обогнать Athlon 64 3000+. Сравнивая технические характеристики
указанной выше пары, мы неизбежно приходим к выводу, что всё дело в
размере кэша второго уровня. Это подтверждается и тем, что Athlon 64
3200+, имея ту же частоту, что и Athlon 64 3000+, но ещё больший кэш
— тоже его обогнал.
SPECapc for Maya 6 (Maya 6.5)
Ситуация более неоднозначная, так как преимущество Athlon 64
3000+ над Sempron 3400+ минимально. Судя по всему, дело снова в
кэше, но уже с немного другим акцентом: 128 килобайт (Sempron 3300+)
оказывается всё-таки чересчур мало, а вот между 256 и 512 данная
программа особой разницы не видит. Однако увеличение объёма L2 до
мегабайта (Athlon 64 3200+) снова даёт положительный эффект.
Lightwave 8.2, рендеринг
Как ни странно, ситуация примерно аналогична той, что мы
наблюдаем в Maya, несмотря на то, что в SPECapc for Maya
тестировалась интерактивная работа, здесь мы имеем дело с финальным
рендерингом достаточно сложной сцены. Снова наблюдаются три «ступени
производительности»: нижняя (128 килобайт L2), средняя (256 и 512
килобайт L2) и высшая (1 мегабайт L2).
SPECapc for SolidWorks 2003
А вот в SolidWorks все процессоры выстроились в ровную линеечку.
Правда, с тем же неутешительным для Sempron выводом, что и в 3ds
max: даже Sempron с индексом 3400+ оказался не в состоянии обогнать
Athlon 64 3000+. В общем-то, глядя на таблицу с техническими
характеристиками процессоров, становится очевидно, почему так
произошло — однако рядовые пользователи почему-то больше доверяют
«магии чисел» (3400 vs. 3000), а не техническим характеристикам...
Adobe Photoshop CS (8)
Учитывая то, как неплохо выступал в Adobe Photoshop Intel Celeron
D, мы уже тогда могли предположить, что к частоте эта программа не
менее чувствительна, чем к объёму кэша второго уровня. Поэтому не
удивляет примерно одинаковая скорость Sempron 3300+/3400+ и Athlon
64 3000+: видимо, процессорам AMD и 128 КБ L2 хватает, чтобы
чувствовать себя достаточно уверенно. Однако мегабайтный кэш Athlon
34 3200+ всё-таки позволяет ему оставить все остальные процессоры
позади, то есть мы снова наблюдаем некий «порог размера L2»: рост
кэша до определённого размера на скорость влияет мало, а вот после
перехода порогового значения, скорость снова начинает расти.
Adobe Acrobat 6.0
Можно констатировать «подтверждение индексов» Sempron: с
увеличением Model Number, скорость плавно растёт.
«Универсальное» сжатие данных (архивация)
Достаточно неожиданный результат, так как даже в архиваторах (чья
чувствительность к размеру кэша известна) Sempron 3300+ удалось
выиграть у Sempron 3100+ за счёт частоты (она у 3300+ на 200 МГц
больше), и несмотря на то, что размер L2 у него в 2 раза меньше.
Однако если посмотреть на подробные результаты, становится видно,
что одно приложение из двух (RAR) всё-таки высказано своё «фи»
Sempron 3300+ за малый объём кэша, просто результаты другого (7-Zip)
сгладили этот небольшой проигрыш.
Сжатие мультимедийных данных с потерями (MP3/MPEG2-4)
Замечательнейшая иллюстрация к нашей гипотезе о том, что
присутствие роста производительности при переходе с 128 КБ L2 на 256
— вовсе не свидетельствует о том, что производительность вырастет
при переходе с 256 КБ L2 на 512. И наоборот — отсутствие роста
быстродействия при переходе 256 —> 512, вовсе не свидетельствует
о том, что его не будет при переходе с 512 КБ L2 на 1024. В целом
получается классическое «всё ясно, но ничего не понятно». Утешить
вас мы, к сожалению, ничем не можем: предсказать, как себя будет
вести каждая конкретная программа с каждым конкретным размером кэша
второго уровня, не проведя тестов — практически невозможно. Разве
что путём тщательного анализа исходников... да только кто их нам
даст?
CPU RightMark 2004B
Несколько странноватый «провал» у Athlon 64 3000+, не имеющий
никаких разумных объяснений, а в остальном картина совершенно
нормальная для CPU RM 2004B: ничто кроме частоты и архитектуры не
имеет значения.
Трехмерные игры и визуализация графики в профессиональных
пакетах
Общий балл по играм
В целом наблюдается тенденция «оправдания индексов», то есть все
модели Sempron ведут себя так, как им и положено себя вести в
соответствии с их Model Number: чем выше — тем лучше.
SPEC viewperf
Пожалуй, единственный случай, когда мифический «улучшенный
контроллер памяти» новых Sempron хоть как-то [предположительно]
проявил себя (Sempron 3400+ выиграл у Athlon 64 3000+). Вполне
хорошая иллюстрация к вопросу о пользе погони за новыми ревизиями...
Заключение
Наше заключение будет кратким, ибо результаты тестов не блещут ни
новизной, ни какими-то глобальными открытиями или разоблачениями.
«Магии чисел» при выборе между Sempron и Athlon 64 доверять ни
в коем случае нельзя. Model Number этих процессоров даёт некое
представление о соотношении их производительности внутри
собственной линейки, но сопоставлять Model Number процессоров с
разными наименованиями, и пытаться делать на основании этого
сопоставления какие-то выводы — занятие совершенно
бессмысленное. С другой стороны, сравнение технических
характеристик CPU (в данном случае — частоты и размера
L2), иногда сразу расставляет все точки над «i».
Случаев, когда индексы процессоров AMD оправдывают себя, то
есть дают реальное представление о соотношении производительности
между ними (в рамках одной продуктовой линейки!) — всё-таки
больше, чем случаев, когда это не так. Поэтому, несмотря на всю
неоднозначность такого подхода, можно сделать вывод, что пока
маркировка процессоров с помощью Model Number в целом оправдывает
себя и действительно информирует покупателя, а не вводит его в
заблуждение.
Повторимся: если зайти немного дальше сопоставления Model
Number, и всё-таки удосужиться сравнить технические характеристики
CPU от AMD для платформы Socket 754 (хотя бы даже две самые
простые — частоту и размер кэша второго уровня), прогноз
относительно производительности становится отнюдь не таким сложным
делом. Тем более — после предварительного ознакомления с
результатами тестов, подобных вышеприведенным.