В настоящее время увеличение скорости процессоров достигается несколькими путями. Традиционный путь - повышение тактовых частот. Как правило, производители процессоров постепенно наращивают тактовые частоты в пределах одного техпроцесса (если текущий техпроцесс имеет частотный запас). Но как правильно повышение частот может потом влечь и повышение температур и понижение разгоннного потенциала данного процессора. Это связанно с тем, что тактовая частота процессора, вышедшего с завода уже близка к предельной для данного ядра. Затем выпускаются процессоры новых степпингов, частотный потенциал которых несколько выше, благодаря некоторым усовершенствованиям техпроцесса. Раз в два-три года производители переходят на новый, более тонкий техпроцесс, что позволяет начать цикл заново и, в конечном итоге, еще раз повысить тактовые частоты. Второй путь заключается в кардинальном изменении архитектуры процессора. Подобным способом производители пользуются достаточно редко (раз в несколько лет) и, как правило, новая архитектура приводит к значительному росту производительности. Типичный пример - переход процессоров компании Intel от архитектуры NetBurst к архитектуре Core.
Третий путь - экстенсивный, который заключается в увеличении количества ядер в одном процессоре. По своей значимости подобный подход не столь эффективен, как первые два (речь идет о настольных компьютерах). Проблема в том, что подавляющее большинство программного обеспечения в данное время не имеет оптимизации под многопоточность, а следовательно, задействовано все 4 ядра будут только в специально разработаных приложениях.. В таких условиях мы постоянно сталкиваемся с ситуацией, когда "четырехъядерный" процессор проигрывает в скорости точно такому же "одноядерному" или "двухядерному" процессору, но работающему на большей частоте. Тем не менее, нынешнее господство двухъядерных процессоров объясняется просто - производители перестали выпускать одноядерные. А с точки зрения типичного пользователя, ситуация также довольна проста: он получает второе ядро совершенно "бесплатно", при этом такой процессор позволяет сделать работу в многопоточной операционной системе более комфортной. Что касается "нетипичных" пользователей, то именно они получают наибольшую выгоду от многоядерных процессоров. Как правило, это инженеры, дизайнеры, художники, редакторы видео и программисты, которые используют специализированные программные пакеты. Эту категорию пользователей мы в расчет не берем. Дело в том, что стоимость профессионального ПО зачастую превышает стоимость используемого "железа", и расходы на последнее не принимаются всерьез. В такие рабочие станции устанавливают топовые процессоры с наибольшим количеством ядер и с наибольшими тактовыми частотами. Это понятно - чем быстрее работает такая станция, тем больший объем работы она выполняет, следовательно, больше денег зарабатывается.
Теперь посмотрим положение компании AMD на начало 2008 года. Ситуация была незавидной - хотя компания успешно перешла на 65-нм техпроцесс, он не позволил преодолеть планку 3 ГГц. Причем частота 3000 МГц остается максимальной только для линейки Athlon X2 (модель 6000+). А процессоры этой серии стабильно проигрывают в скорости процессорам Core 2 Duo, и единственным способом их продажи является снижение цены. С архитектурой К10, на которой базируются процессоры Phenom, ситуация была еще хуже - максимальная тактовая частота не превышала 2,4 ГГц (модель X4 9700). Более того, процессоры Phenom X4 стоили довольно дорого, а по скорости проигрывали 4-ядерникам от Intel. В результате, AMD оказалась в патовой ситуации - частоты нарастить нельзя (или очень сложно), переход к 45-нм техпроцессу постоянно откладывается (Intel перешла на такой техпроцесс в конце 2007 года), а о смене архитектуры K10 сейчас не может быть и речи.
Ситуацию усугубляла шумиха вокруг пресловутой "ошибки TLB", которая, теоретически, могла привести к сбою системы. Для обычного пользователя подобная ошибка не страшна, из-за низкой вероятности и низкой степени ущерба (подумаешь, придется переиграть одну миссию в игре). А для профессиональных пользователей "ошибка TLB" была равнозначна отказу от использования процессоров архитектуры K10. Вероятность возникновения ошибочной ситуации такая же низкая, но возможный ущерб выше на несколько порядков. И AMD немедленно отреагировала дабы не терять покупателей и успокоить их и был выпущен патч (включение/выключение из BIOS), видимым результатом которого стало снижение производительности системы в среднем на 10% (в отдельных приложениях - до 25%).
Понятно, что необходимо было искать пути выхода из сложившейся ситуации. И первым шагом AMD в 2008 году стал выпуск процессоров Phenom нового степпинга (B3), в котором исправлена ошибка TLB на аппаратном уровне. На этом степпинге AMD анонсирует новую линейку процессоров хх5х: 9550, 9650, 9750 и 9850 Black Edition, причем цифра 5 однозначно указывает на новый степпинг. Кроме этого, степпинг B3 позволил чуть-чуть поднять тактовую частоту - до 2,5 ГГц (модель X4 9850). В завершение, AMD подвергла ревизии свою ценовую политику, в результате чего практически на все модели процессоров были установлены вполне привлекательные цены.
Все это, конечно, хорошо, но так в AMD должны были поступить изначально, в момент анонса процессоров Phenom. Но то, что компания AMD сделала дальше, не имеет прецедентов в истории IT-индустрии - эти парни выпускают 3-ядерный процессор Phenom! Идея оказалась проста, как все гениальное - необходимо создать процессор, который сможет побороться с Core 2 Duo в обычных приложениях и победить C2D в многопоточных за счет "лишнего" ядра. Понятно, что и цена на такой процессор должна быть достаточно привлекательна для того, чтобы заставить покупателя задуматься о приобретении 3-ядерного продукта AMD.
Процессор AMD Phenom X3 8750 на ядре Toliman, в основе которого лежит ядро Agena. Уменьшение количества ядер осуществляется в промышленных условиях, а исходными кристаллами являются как частично бракованные ядра Agena, так и полностью работоспособные (в зависимости от степени отладки техпроцесса). Однако причин радости у пользователя нет. Никаким программным или аппаратным способом активировать четвертое ядро нельзя. Кроме уменьшения количества ядер, инженеры AMD не сделали никаких иных сокращений. В частности, объем кэш-памяти третьего уровня равен 2 Мб, как и у Agena. Каждое ядро имеет кэш-память первого уровня объемом 128 кб, из которых 64 кб отведено под данные, а вторая половина - под инструкции. Далее - каждое ядро оснащено кэш-памятью второго уровня объемом 512 кб. В итоге, ядро Toliman имеет точно такую же площадь, как и Agena (285 кв. мм), и точно такое же количество транзисторов (450 млн). Неизменным остался набор поддерживаемых технологий (С1E, Cool & Quiet) и дополнительных инструкций, начиная от MMX, 3DNow! и заканчивая SSE4A, x86-64. И, наконец, ядро Toliman имеет точно такой же встроенный контроллер памяти, как и у Agena, с поддержкой до 16 Гб памяти DDR2-800/1066.
Впрочем, ядра Toliman и Agena имеют несколько функциональных отличий. Начнем с того, что процессоры Phenom 3X работают на шине HyperTransport с частотой 1,8 ГГц, тогда как отдельные топовые четырехъядерные процессоры работают на шине с частотой 2 ГГц. То же можно сказать и о тепловыделении - для всех трехъядерных процессоров AMD максимальное TDP равно 95 Вт, а для топовых четырехъядерных - 125 Вт. Впрочем, мощные современные материнские платы оснащены средствами разгона и позволяют изменять множитель HT. Поэтому опытный пользователь может отдельные параметры Phenom 3X довести до значений Phenom 4X (кроме количества активных ядер, разумеется).
| Процессор | X4 9850 | X4 9750 | X4 9650 | X4 9550 | X3 8750 | X3 8650 | X3 8550 | X3 8450 |
| Ядро | Agena | Agena | Agena | Agena | Toliman | Toliman | Toliman | Toliman |
| Количество ядер | 4 | 4 | 4 | 4 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| Тактовая частота | 2,5 Ггц | 2,4 Ггц | 2,3 Ггц | 2,2 Ггц | 2,4 Ггц | 2,3 Ггц | 2,2 Ггц | 2,1 Ггц |
| Частота контроллера памяти | 2,0 Ггц | 1,8 Ггц | 1,8 Ггц | 1,8 Ггц | 1,8 Ггц | 1,8 Ггц | 1,8 Ггц | 1,8 Ггц |
| Частота шины HT | 2,0 Ггц | 1,8 Ггц | 1,8 Ггц | 1,8 Ггц | 1,8 Ггц | 1,8 Ггц | 1,8 Ггц | 1,8 Ггц |
| Уровень тепловыделения | 125 Вт | 125 Вт | 95Вт | 95Вт | 95Вт | 95Вт | 95Вт | 95Вт |
Итак, на этом завершаю обзор AMD Phenom X3 8750 на ядре Toliman. В следующих статьях опишу более подробное сравнение оного процессора и аналогичных в ценовой категории.
