Historické procesory AMD z let 2001–2003 v současných testech | Kapitola 3
Seznam kapitol
V tomto testu se podíváme na období kralování posledních 32bitových procesorů. V této době vrcholila gigahertzová válka – během tří let se frekvence procesorů ztrojnásobila. Pentium 4, Athlon XP a Athlon 64 – jak si tyto legendy vedou v moderním softwaru? V první části se zaměříme na procesory AMD z období jejich zlaté éry.
Athlon XP – Thoroughbred
S Athlonem XP se AMD podařilo vybudovat úspěšnou a zavedenou značku. Tyto procesory překonávaly konkurenční Pentia 4, prodávaly se za příznivou cenu a nabídly i slušné provozní vlastnosti. Původní jádro Palomino narazilo na strop svých možností u frekvence kolem 1,8 GHz, další zrychlování nebylo možné. Posledním AXP založeným na starém jádře Palomino se tak stal model 2100+ (1733 MHz) uvedený v březnu 2002. V té době už byly běžně dostupné P4 Northwood, které dokázaly AXP v mnoha ohledech překonat. AMD proto na nic nečekalo a v červnu představilo nové jádro Thoroughbred.
Thoroughbred v první revizi (A) byl vyráběn novým 130nm procesem, další změny proti Palominu provedeny nebyly – jednalo se jen o dieshrink. Znatelně kleslo tepelné vyzařování nových procesorů, ale ten nejdůležitější parametr – frekvenci – se povedlo zvýšit jen minimálně. V první vlně AMD představilo celkem čtyři nové procesory – AXP 1700+ (1466 MHz), 1800+ (1533 MHz), 2000+ (1667 MHz) a 2200+ (1800 MHz). Jen poslední z nich pozvedl výkonnostní laťku, slabší varianty byly kromě spotřeby naprosto shodné s Palominem. To samozřejmě pro souboj s Intelem nebylo ideální a o pouhé dva měsíce později už byla připravena přepracovaná revize Thoroughbred B, která byla optimalizována pro dosahování vyšších frekvencí. Ani zde se na parametrech jádra nic nezměnilo. Všechny AXP Thoroughbred byly vybaveny celkem 128 kB L1 cache a 256 kB L2 cache, nové jádro se skládalo z 37,6 milionů tranzistorů a zabralo plochu 84 mm2 (pro srovnání – Palomino 37,5 milionů a 128 mm2). S novým steppingem se AMD podařilo rychle navyšovat frekvenci Athlonů a přímo bojovat o status nejrychlejšího x86 procesoru. V srpnu 2002 byly představeny AXP 2400+ (2 GHz) a 2600+ (2,13 GHz), přičemž druhý jmenovaný existoval ve dvou provedeních – s FSB 266 a 333 MHz. Po dlouhé době i AMD navýšilo frekvenci sběrnice. Athlony s rychlejší FSB potřebovaly pro stejné označení nižší reálný takt, v případě varianty 2600+ to byl rozdíl 2133 proti 2083 MHz. Do konce roku přišly na trh poslední Athlony XP vycházející z jádra Thoroughbred – 2700+ (2,17 GHz) a 2800+ (2,25 GHz). Mnoho procesorů končilo se stabilitou po přetaktování okolo hranice 2,3 GHz, proto tato generace AXP skončila právě u modelu 2800+.
Athlon XP – Barton
Ačkoliv procesory založené na nové architektuře K8 začátkem roku 2003 už byly téměř hotové, přesto se AMD rozhodlo vytáhnout do boje proti stále zrychlujícím P4 ještě jeden refresh osvědčené architektury K7. Jádro Barton se v podstatě ničím nelišilo od Thoroughbredu B – tou jedinou změnou bylo zdvojnásobení L2 cache na celkových 512 kB. Nové jádro stále používalo 130nm výrobní proces a zvětšení cache se podepsalo na rozměrech – 101 mm2 a obdobně narostl i počet tranzistorů na 54,3 milionu. Z hlediska softwarové kompatibility se ani tentokrát nic nezměnilo, výčet podporovaných instrukčních sad stejně jako u starších AXP končil na SSE a 3DNow!. Při příležitosti zvětšení cache se AMD rozhodlo znovu poněkud zvýšit performance rating nových procesorů. Větší L2 cache se sice v některých aplikacích pozitivně projevila, ale ne tak výrazně, jak by naznačovalo označení CPU.
V únoru 2003 byly představeny Athlony XP 2500+ (1,83 GHz), 2800+ (2,08 GHz) a 3000+ (2,17 GHz) – všechny běžící s FSB 333 MHz. Později během roku AMD vydalo ještě AXP 2600+ (1,92 GHz), 3000+ (2,1 GHz) a 3200+ (2,2 GHz), poslední dva běžely na FSB 400. V posledních měsících roku 2003 a v roce 2004 se objevily ještě různé další varianty Athlonů XP Barton s různě rychlou FSB, které se používaly prakticky výhradně do OEM sestav. Nejzajímavější z nich byl XP 3200+ běžící na 2,33 GHz při FSB 333 – vůbec nejrychlejší procesor architektury K7.
Athlon XP 2500+ byl velmi oblíbený pro své možnosti přetaktování. Jednoduchým přepnutím FSB na 400 MHz se z něho stal nejvyšší Athlon 3200+ a takovou úroveň přetaktování zvládala drtivá většina Bartonů. Ještě vhodnější byly mobilní Athlony XP-M. V přenosných počítačích se sice nikdy moc neprosadily, ale v desktopu patřily k tomu nejlepšímu. AXP-M se vyráběly v mnoha řadách odstupňovaných podle TDP od 35 W až do 72 W (desktop replacement), Thoroughbred existovaly dokonce i v 25W provedení (do 1800+). Pro nejlepší výkon se obvykle nejvíc vyplatily 45W verze, které běžely v základu na sníženém napětí 1,45 V a po zvýšení na stále ještě bezpečnou úroveň kolem 1,8 V dokázaly stabilně pracovat i na frekvencích přesahujících 2,5 GHz. Všechny AXP-M měly plně odemčený násobič, což dále ulehčovalo přetaktování.
Jádra Barton a Thoroughbred našly uplatnění i v pracovních stanicích a slabších serverech. Stejně jako Palomino, i zde existovaly Athlony MP určené pro dvoucestné SMP. Tyto procesory ale mnoho úspěchů nesklidily, protože pro ně neexistovala jiná platforma než AMD-760MPX, která už byla poněkud zastaralá a zaostávala za čipsety pro Xeony. Všechny Athlony MP používaly pouze FSB 266 a jednokanálové DDR na stejném taktu. Stejně jako v případě Palomina, i AXP Thoroughbred a Barton bylo možné standardní procesory přepnout na MP úpravou kontaktů na pouzdře CPU. Mobilní Athlony měly MP režim aktivní už z výroby.
Duron – Applebred
Durony byly vždy dobrá volba pro levné, ale přesto výkonné počítače. Nejinak tomu bylo u třetí generace. Durony přesně kopírovaly změny provedené na Athlonu XP – nový 130nm výrobní proces, vyšší frekvence, ale jinak koncepci procesoru neměnit. Nové Durony AMD představilo relativně pozdě. Zatímco jádro Thoroughbred (ze kterého Durony vycházely) se objevilo v březnu 2002, nová generace Duronu až 21. Srpna 2003. Celkem byly vydány tři varianty – 1400, 1600 a 1800 MHz, tentokrát už s rychlejší FSB pracující na 266 MHz. Duron Spitfire i Morgan byly navrženy jako samostatné jádro, Applebred (jak byla tato generace interně nazvána) používal jádra Thoroughbred s L2 cache oříznutou na 64 kB. Takto AMD mohlo zužitkovat jádra s defektní částí cache. Později se přišlo na metodu aktivace celé cache úpravou můstků na pouzdře procesoru (podobně jako přepnutí XP na MP). Některé Durony obsahovaly kompletně funkční křemík, touto modifikací se z nich daly získat plnohodnotné Athlony XP. Architektura K7 nebyla na kapacitu cache tak háklivá jako konkurenční NetBurst, proto i Durony navzdory zmenšené cache podávaly slušný výkon.
Po nástupu AXP Barton ani později se už Durony žádné další inovace nedočkaly. AMD se rozhodlo tuto značku dále nerozvíjet. Místo ní vzniklo nové označení Sempron, které nesly všechny následující procesory určené pro nejnižší segment trhu. Po úspěšném nástupu Athlonů 64 se do role lowendu přesunula odcházející platforma socket 462. Staré Athlony XP se přejmenovaly na Semprony (s vyšším ratingem směrovaným proti Celeronům), případně vznikly i nové varianty založené na osvědčených jádrech Thoroughbred a Barton.
Čipsety pro socket 462
VIA KT133A – KT880
Už v polovině roku 2000, při příležitosti uvedení Athlonů Thunderbird, začal dlouhý život socketu 462. Tato platforma představovala vrchol nabídky AMD více než tři roky a i potom zůstávala zajímavou volbou v segmentu levných PC. Za tak dlouhou vzniklo mnoho čipsetů od různých výrobců, které se více nebo méně zapsaly do historie.
Prvním široce používaným čipsetem se stal KT133A od firmy VIA. KT133A se nevyhnul některým nedostatkům a chybám – zejména v souvislosti s jižním můstkem VT82C686. Ten trpěl na nekompatibilitu při osazení některých PCI rozšiřujících karet, obzvlášť ve větším počtu. Známé byly i problémy s poškozením dat na IDE discích připojených na integrovaný řadič. Obecně se tento čipset velmi rozšířil a při zvládnutí jeho implementace ze strany výrobců základních desek dokázal KT133A pracovat se všemi s462 procesory včetně Bartonů a poskytoval tak široké možnosti k upgradu. Při osazení rychlých procesorů ovšem bylo nutné počítat s maximální frekvencí FSB okolo 150 MHz a také citelným snížením výkonu v důsledku pomalých pamětí SDRAM.
Pozice VIA na trhu čipsetů byla krátce po roce 2000 velmi silná. Po KT133A následoval KT266, který přinesl podporu pro DDR paměti a modernizované jižní můstky VT8231 a VT8233, které namísto PCI komunikovaly se severním můstkem po nové sběrnici V-Link s propustností 266 MB/s. Skutečného rozšíření se původní KT266 nedočkala, teprve upravená varianta KT266A s vylepšeným DDR řadičem a lépe fungujícím AGP dokázala zaujmout. Další čipsety VIA se z větší části nesly už jen v duchu postupného vylepšování KT266A. Pro KT333 byla přidána oficiální podpora FSB 333 a DDR 333, ostatní zůstalo nezměněno. Podstatnější vylepšení přišlo až s KT400 v srpnu 2002. Původní AGP universal 2.0 řadič podporující rychlosti 1x, 2x, 4x byl nahrazen novým, tentokrát ve verzi 3.0. Ačkoliv specifikace umožňovaly zachovat celý rozsah rychlostí, v praxi byly na KT 400 (i všech ostatních AGP 3.0 čipsetech) podporovány výhradně rychlosti 4x a 8x při napětí 1,5 a 0,8 V, čímž skončila zpětná kompatibilita se staršími GPU. AGP 8x dosahovalo maximální propustnosti 2,1 GB/s. Krok kupředu nastal i v konektivitě mezi oběma části čipové sady – V-Link o dvojnásobné přenosové rychlosti 533 MB/s. Pozadu nezůstal ani jižní můstek samotný. Největší novinkou VT8235 byla integrace USB 2.0 řadiče, což znamenalo velký krok kupředu v konektivitě periferií. Díky pinové kompatibilitě se staršími SB mnozí výrobci základních desek osazovali VT8235 i v kombinaci se starším KT266A.
Další kroky VIA už nebyly tak úspěšné. Postupně se objevily ještě KT600 a KT880, které ale byly jen evolucí KT400 a mnoho nového nepřinesly. První jmenovaný zavedl podporu FSB 400 MHz. KT880 pak ještě dvoukanálový řadič DDR 400, jehož praktický přínos byl minimální vzhledem k omezené propustnosti FSB (400 MHz při 64bit má poloviční teoretickou propustnost než 128bit DDR 400). Inovován byl i jižní můstek – VT8237. Jeho největší novinkou a zároveň prokletím byl integrovaný dvouportový řadič SATA. Ten byl navržen s ohledem na původní standard SATA 150 a s dobovými disky bez problémů fungoval. Problém nastal s nástupem nové generace HDD komunikujících prostřednictvím SATA 300, které byly s VT8237 v naprosté většině případů nekompatibilní. Zpočátku disky umožňovaly přepnutí do SATA 150 režimu, ale s odstupem času se z nich tato možnost začala vytrácet, což vedlo k jejich nefunkčnosti na deskách vybavených VT8237. K popularitě nepřispěly ani problémy s některými AGP 8x kartami, a tak VIA KT600 a 880 navždy zůstaly ve stínu nForce2.
Nvidia nForce, nForce2
První nForce sice vyšel už v roce 2001, ale nikdy se příliš nerozšířil. Nvidia implementovala množství zajímavých funkcí, přičemž mezi ty nejvýraznější patřilo integrované grafické jádro GeForce2 MX IGP spolu s dvoukanálovým řadičem DDR 266. Toto řešení nabízelo na svou dobu velmi dobrý výkon v kategorii integrovaných grafik. Dvoukanálový řadič RAM nemohl procesor naplno využít (stejná limitace jako v případě VIA), ale dostatečná propustnost byla důležitá pro výkon IGP. Verze bez integrované grafiky disponovaly pouze klasickým 64bit řadičem.
NForce první generace příliš neoslnil celkovým výkonem (mimo IGP) a oblíbenosti nepomohly ani nedostatky v oblasti zvuku a diskového řadiče. Teprve nForce2 znamenal velký úspěch pro Nvidii na poli čipsetů. NForce2 existoval ve čtyřech variantách, ale největšího rozšíření se dočkala jediná – nForce2 Ultra 400. Tento čipset byl obecně považován za nejlepší pro Athlony XP. Podpora FSB 400, dvoukanálové DDR400 (opět nepříliš důležitý parametr), AGP 8x – stejné specifikace se daly najít i u konkurence, nikoliv však s tak dobrým praktickým výkonem. Ale ani nForce2 se nevyhnuly některé problémy – konkrétně se SATA. Většina desek z doby největší slávy socketu A využívala starší jižní můstek MCP2 nebo MCP2-T. Ani jeden z nich neměl přímou podporu pro SATA, takže výrobci desek byli nuceni použít přídavné řadiče, které zrovna spolehlivostí a kompatibilitou neoplývaly. Teprve v roce 2004 Nvidia představila nový jižní můstek MCP2-GB, který integroval dva porty SATA 150 a zároveň i gigabit ethernet.
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
