21 декември 2012 г.

Процесори AMD Trinity APU – моделът A10-5800K.



Появи се първият хибриден процесор на AMD, който се слави с доста оригинални решения и основен конкурент на Intel. Първите им представители е A-серията Llano, която беше базирана на графичното ядро Radeon 6550D и съдържаше от 2 до 4 (в зависимост от модела), физически CPU ядра. CPU ядрата  бяха базирани на старата и позната архитектура Athlon II.  AMD възлагаха доста големи надежди на тази нова А-серия процесори, но те се оправдаха единствено в мобилния сегмент. Може би именно затова точно за него най-напред се пови второто поколение APU, базирано на процесорната архитектура Trinity. Вече е факт и настолната версия на линията Trinity, която ще ви представим подробно в настоящото ревю, придружено и изчерпателни тестове за производителност и овърклок на топ модела от тази настолна серия – A10-5800K. За начало нека да разгледаме  новото поколение ускорени процесори от т.нар. A-Series линия.

Особености на Trinity

Накратко да обясня какво е APU - абревиатура на Accelerated Processing Unit, което в превод приблизително означава „ускорена процесорна единица“.  По същество  идеята за APU е един кристал да си споделят класическите CPU ядра и мощно графично ядро.

Имаме освен физическото разполагане на един кристал на процесорни ядра и графично ядро, но и свързване по между им за споделяне и използване на общи ресурси. Тази идея предлага напълно завършено решение от тип “система в чип”. Това носи няколко потенциални следствия. От една страна, по този начин ще има по-осезаемо разделяне на дискретните графични решения, от интегрираните, тъй като до сега границите много се размиваха и определено най-ниските модели дискретни графични карти, компрометираха геймърските способности на цели серии графични процесори.  От друга, интегрирането на графично ядро (GPU) с производителност, сравнима с най-ниския клас дискретни графични карти, ще доведе  до тяхното изчезване, като същевременно потребителската им аудитория (т.нар. кежуъл геймъри), ще бъде пренасочена към APU решенията.
След първото поколение APU на AMD с кодовото наименование  Llano, съвсем логично се появи и неговия „заместник“  -  Trinity. При него структурата на APU остава непроменена -   CPU ядра, GPU ядро и  интегриран северен мост ( включващ интегриран DDR3 и PCI-E  контролери). Самите блокове обаче са претърпели промяна.

Процесорните ядра са абсолютно нови, базирани на архитектурата Bulldozer, или по-точно на нейното второ издание, с кодово название Piledriver. Линията включва модели с един или два Piledriver модула, които са обозначени като „двуядрени“ и „четириядрени“, тъй като всеки  Piledriver модул ,  включва две целочислени ядра и едно FPU.  По същество един такъв модул не е пълноценен двуядрен, а се явява собствена реализация на AMD на технология,  подобна на Intel Hyper Threading. Тук, както и при предходното поколение, също липсва  L3 кеш памет, която определено би решила до известна степен проблема на интегрираните GPU решения с пропускателната способност на паметта.  Така или иначе, Piledriver архитектурата, трябва да осигури увеличение на изчислителните способности на CPU  частта с около 25% според AMD. Промени са направени и при контролера на паметта, като е осигурен 256-битов достъп на GPU до него по отделна шина.  Поддържаните максимална, официална скорост на паметта е DDR3-1866, като неофициално се поддържа  и DDR3-2400 в режим овърклок. Интересно е да се отбележи, че вече официално платформата Virgo  поддържа,  по подобие на Intel X.M.P., различни профили на паметта (като реално те са съвместими). като тази технология е обозначена като AMD A.M.P.



Графичното ядро (GPU) също е изцяло обновено, като е използвано  ядрото с кодово наименование Devastator, публично известно като Radeon 7650D.
Интересна негова особеност е, че е изградено по архитектурата VLIW4. Това е интересен ход, но напълно логичен, защото по този начин може да се увеличи производителността, като се съкрати броя на използваните транзистори.  Или накратко обяснено, наличието на 4 ALU блока в потоковия VLIW процесор ще се използват по-пълноценно. Разбира се, това е за сметка на намаляване на теоретичната пикова производителност на ядрата, но пък намалява и площта, която заемат на кристала, което всъщност води до сумарно подобрение  на  отношението производителност за единица площ.
В GPU модула на Trinity са предвидени  шест SIMD блока, като всеки от тях се състои от четири текстурни блока и 16 броя, потокови VLIW процесори.  Сумарно това означава 384 броя ALU и те са разположение на по-малка площ отколкото заема графичното ядро на Llano. Относно работната честота на GPU при Trinity, то тя също използва turbo технология и може да достига 800MHz. Погледнати „сухите“ факти, като наличието на 24 текстурни и 8 х ROP ( растерни операции) блока, правят графичното ядро Devastator доста „мускулесто“ от гледна точка на интегрирано такова и съвсем спокойно може да очакваме от него една много прилична 3D производителност, сравнима с тази на най-ниския клас от предходното поколение дискретни GPU. Новото графично ядро поддържа DX11, OpenCL и DirectCompute 11, като на последните е обърнато доста внимание.
Също така графичното ядро има и подобрен блок за теселация, независимо, че реалната полза от него  е доста съмнителна предвид нивото на графична производителност, която предлага това GPU. Не са  забравени и технологиите за екранно заглаждане на изображението, като се поддържат MLAA, SSAA и EQAA.
Откъм мултимедийни способности, новото ядро също е претърпяло обновление. Наличен е блок  AMD HD Media Accelerator,  които обединява в себе си UVD3 хардуерен модул за декодиране на видео и хардуерен модул за кодиране на на видео във формат H.264. Това последното всъщност е отговор  на технологията Intel Quick Sync, която е налична в процесорите Intel Sandy Bridge и Intel Ivy Bridge.  По подобие на дискретните си по-големи братя, GPU на Trinity поддръжка интерфейсите VGA, DVI, HDMI и DisplayPort 1.2. Също така се поддържат до 4 едновременни видео потоци, което позволява едновременна работа на 4 монитора.  Също така не е пропусната и фирмената технология Eyefinity, като ядрото Devastator осигурява  неговата поддръжка.
Всичко това е довело до леко увеличение на площта на кристала спрямо предходното поколение APU, тъй като технологичния процес е останал същия, 32 nm, но пък за сметка на това производителността е почти удвоена за 1W консумация на електроенергия.

Модели процесори Trinity

Освен разлика в броя на CPU ядрата и честота им, има разлика и в графичните ядра, или по точно в работната честоти и броя на унифицираните шейдърни процесори.  Безспорно най-бързите модели са A10-5800K и A10-5700. И двата модела са снабдени с най-мощния вариант на вграденото графично ядро Radeon 7660D, работещ на 800MHz тактова честота.  Различни са и тактовите честоти на CPU ядрата, както и факта, че A10-5800K е с отключен множител. За сметка на това  обаче A10-5700 е с доста по-ниско енергопотребление (65W), което обеснява еднаквата цена с по-големия модел.  Същата зависимост по отношение на цена и възможностти се наблюдава и при A8 моделите, като тук трябва да отбележим, че графичното ядро е по-слабо спрямо A10 моделите не само по тактова честота, но и по броя на потоковите процесори. Най-ниския клас са A6 моделите, които са с орязан брой Trinity модулу (само един), както и с драстично орязано GPU. Реално те ще се конкурират с моделите Intel Pentium Gxxx.

Цокъл и чипсет
 
  Чипсетите за Llano осигуряват пълна поддръжка на  Trinity процесорите и ако сега са налични основно дънни платки с чипсета A85X (който е обявен специално за Trinity), скоро на пазара ще се появят и по-бюджетни модели, базирани на A75 и А55.




Trinity са несъвместими с дънните платки предназначени за Llano и проблема се крие в използването на нов цокъл – FM2, който доста наподобява FM1, да не кажа, че на пръв поглед двата са почти идентични (904 срещу 905 контакта).

Физически двата са абсолютно несъвместими. Смяната на цокъла, според AMD, се налага заради захранващата схема на новото графично ядро Devastator. Така, че потребителите, които искат да ъпгрейдват от Llano към Trinity, ще им се наложи смяна и на дънната платка.

следващото поколение APU ще използва цокъл FM2.



AMD A10-5800K
 




 A10-5800K, е топ моделът от новата Trinity базирана A-серия на AMD. Както се забелязва, в края на обозначението му се мъдри буквата „К“,която AMD въведоха в предходното (Llano) поколение и с която, по подобие на процесорите на Intel, обозначават моделите, които са предназначени за ентусиасти и овърклокъри, разполагат с разблокиран CPU множител и позволяват овърклок на CPU и  GPU ядрата.
Тактовата честота на процесора е 3,8 GHz, но той поддържа фирмената технология AMD Turbo Core 3.0, което означава, че в зависимост от моментното натоварване и зададени TDP, може динамично да се увеличава, като може да достигне  4,2 GHz. Така, че  диапазонът на изменение на работната честота при  A10-5800K е от 3,8GHz до 4.2 GHz (при активирана технология Turbo Core 3.0).
Вграденото графично ядро работи в 2D режим и покой на честота от 337MHz. При активиране на 3D режим, честотата се увеличава на 800MHz. Изглежда това GPU не е наследило турбо режима на работа на предшественика си и работи на фиксирана тактова честота. Поне това е изводът, тъй като нито един наличен софтуерен инструмент  на този етап не можа да покаже някаква динамична промяна  на въпросната честота.

 Овърклок 

По подобие на Intel, още в предходната A-серия, базирана на технологията Llano, бяха пуснати процесори с индекс „K“, което означава, отключени възможности за овърклок на графичното ядро и свободно избираеми множители на процесорните ядра. Ползата от овърклок на CPU ядрата е малка  (да не казвам никаква), тъй като потребителите, които закупуват такъв тип процесор, го правят основно заради мощното вградено графично ядро, позволяващо им да играят 3D игри. Освен това A10-5800K пристига на доволно висока работна честота (до 4,2 GHz в турбо режим), която е предостатъчна за това графично ядро.
Все пак за любителите на овърклока, ще кажа, че CPU потенциала на Trinity не е особено голям и от AMD практически са изстискали максималната му работна честота.
 Процесорът овърклокнат до 4,5 GHz, но на тази честота можеха да се правят само тестове, без да има необходимата стабилност, а и захранващото му напрежение беше доста високо. Стабилна работа е постигната на 4,4 GHz @1,45V, което беше и максимума за този екземпляр. Ползата от тази честота в 3D игрите беше нулева, като единствено в синтетичния тест 3DMark11 покачи (по разбираеми причини) резултата с няколко точки. Интересен е обаче факта, че не се постигна нищо при опит да се  промени честотата на системната шина, на честоти около 120/133/150MHz. Системата отказваше да зареди даже и на 101MHz (но пък за сметка на това работеше на 104 и 105 MHz), с две различни платки (на MSI и на Gigabyte) което ме кара да смятам, че засега това е някакъв бъг с фърмуера на дънните платки.

Като цяло овърклокът на APU е свързан с доста компромиси.  Графичното ядро се овърклокна до 1050MHz @1,4V (на долните картинки е дадена разликата в резултата на 3DMark11 от този овърклок), но тук за стабилност не може и дума да става. Проблемът с овърклока е пряко свързан с качеството на използваната DDR3 памет, тъй като при клок на графичното ядро, на тази честота започва да се губи стабилност. Това налага или да се намали работната честота на паметта (което обезсмисля овърклока на GPU) или да се увеличат някои напрежения до относително високи стойности за стабилизиране на работата.


Най-разумния вариант се оказа - памет, работеща в режим  DDR3-2400 и честота на графичното между 950-1000MHz, тъй като изискваше сравнително приемливи стойности на захранващите напрежения. И тук пак стигаме до момента за скалиране на производителността от честотата на GPU. В крайна сметка освен в синтетични тестове, като 3Dmark11, тя не се усещаше в реалните игри и това си има логичното обяснение -  паметта. Колкото се увеличава честотата на GPU, толкова по-голяма честотна лента се изисква на паметта. При положение, че честотата и не може да се повишава над 2400MHz (DDR), то реално тя „запушва“ системата.  Така че по отношение на овърклока, само една бърза памет, пусната като DDR3-2400 е напълно достатъчна за постигане на осезателно по-добри резултати.


Отдавна отминаха времената, когато на вграденото графично ядро се гледаше като на нещо, което освен за „секретарски“ PC-a за друго не става. Изобщо не можеше да се говори за каквито и да е 3D способности. Но времената се менят и  последните поколения вградени графични решения  започнаха да променят това схващане. Безспорно, след появата на APU, компанията AMD се превърна в лидер заради мощните си вградени решения, които предлага. Последното им поколение платформа FM2 и процесорите Trinity са доста интересен вариант за изграждане на достатъчно мощни мултимедийни PC компютри. И докато новите процесорни ядра Piledriver не впечатляват със своята производителност в x86 приложенията, то вграденото GPU (Radeon 7660D) направо предефинира понятието вградена графика, като издига производителността на  нови висоти, съизмерими  с ниския клас дискретни решения -  нещо немислимо до сега.  На този етап това е доста сериозно предимство на решението на AMD, защото отчитайки балансираната цена на Trinity (същата като при Llano), все по-често ще ги срещаме в основата на  масовите и универсални решения от типа  „всичко за всички“.  И независимо че напоследък започват да преобладават мобилните решения,  настолните системи все още имат достатъчно голяма аудитория, затова и новите APU чипове на AMD сигурно ще намерят достатъчно голям брой привърженици там.   


Няма коментари: