Athlon 64 +3200 / MSI K8T Neo: první testy | Kapitola 3
Seznam kapitol
Athlon 64 byl právě dnes oficiálně uveden na trh a v několika příštích dnech si ho už dokonce budete moci koupit ve vašem hardwarovém obchůdku. Ano, dlouho očekávaná K8 nebo chcete-li ClawHammmer je konečně tady. Fandové AMD mohou slavit, poněvadž jejich oblíbená firma má konečně v ruce pořádné karty. Dnes jsme za Vás nakoukli na sílu dvou dnes vynesených trumfů - na "spotřebního" Athlona 64 i na jeho hi-end bratrance, Athlona 64 FX.
Architektura nového jádra je v mnoha ohledech shodná se starším Athlonem/Athlonem XP, zejména co se týče tzv. Execution unit - výkonné jednotky procesoru, která zpracovává instrukce. Přesto, i zde bylo dosaženo několika zásadních změn a optimalizací, ty se zejména týkají délky pipeline - neboli počtu kroků při zpracovávání instrukcí. Z deseti kroků u Athlona K7 byl délka zvýšena na 12.
Optimalizace zvyšují tzv. IPC u procesorů K8 oproti řady K7. IPC znamená počet zpracovaných instrukcí za jeden hodinový takt. Čím vyšší číslo, tím lepší výkony dosahuje procesor na nižších frekvencích. Obecně platí, že v programech, kde byl dobrý Athlon XP bude dobrý i Athlon 64.
Zásadních změn jsme se dočkali i jinde - zejména v integrovaném paměťovém řadiči. Každý trochu lepší znalec počítačů ví, že paměti jsou s procesorem spojeny pomocí tzv. northbridge. V případě Athlonů 64 se většina jeho funkcí přesouvá přímo do procesoru a tím se zlepšuje práce s paměti.
S mírnou nadsázkou lze dokonce říct, že paměť RAM počítače je - de facto - vyrovnávací paměti třetí úrovně (L3) procesoru. Např. Pentium Pro mělo vyrovnávací paměť druhé úrovně pomalejší (jak frekvenčně, tak co se týče čekacích dob, tzv. latencí) než dnes bude mít Athlon 64 celou RAM paměť o velikostí i několika GB!
Paměťové řadiče
Řadič pamětí dnešních Athlonů 64 podporuje paměti DDR SDRAM o rychlosti až 200 MHz (400 MHz DDR). Aby AMD odlišila AMD Opteron / Athlon FX 64 a "obyčejný" Athlon 64 dala slabší verzi pouze jeden 64-bitový paměťový kanál a FX-ku (které je víceméně jen přejmenovaný Opteron) kanály dva - s celkovou datovou šířkou 128 bitů. Teoreticky je paměťový subsystém Athlonu 64 FX dvakrát výkonnější než u Athlonu 64. Prakticky ten rozdíl není příliš velký, někdy až nulový, vše závisí na tom, jakou aplikací procesor používá. Ale například ve hrách je rozdíl mezi obyčejným Athlonem 64 a FX-kem markantní.
Taktování pamětí a... overclocking
Kromě nízkých čekacích dob (tzv. latencí) poznáte výhodu integrovaného řadiče paměti - při ...přetaktování procesoru. Frekvence pamětí zde totiž není přímo závislá na frekvenci procesoru, díky tomu lze přetaktovávat až na samé hranice možností procesoru a vůbec nemusíte otevírat multiplikátor. Jediná frekvence, která se mění je základní frekvence procesoru (tzv. clock generátor je přímo v procesoru) - ten je nominálně nastaven na 200MHz. Od generátoru se pak se pak odvíjí frekvence procesoru a frekvence HyperTransportu.
HyperTransport
HyperTransport (HT) je nová sběrnice, která je mimo jiné (!) určena pro nové procesory AMD postavené na architektuře x86-64. Jedná se o vysokofrekvenční sběrnici s vysokou datovou propustností - frekvence HT u Athlonů 64 a Opteronů je 800 MHz. Výhodou sběrnice je možnost zapojení - point-to-point. To znamená, že čipy jsou na sobě nezávislé a mohou být sestaveny v libovolném sledu. Díky technologii HyperTransport by bylo (teoreticky) možné vyvinout dvojprocesorový počítač, ve kterém by bylo jak Pentium 4, tak Athlon 64.
64 a 32-bitový kód
Nejhlasitěji proklamovanou novinkou je přímá podpora zpracování 64-bitových dat (nejedná se tedy o režim jaký zavedly instrukce SSE). 64-bitový procesor pracuje s daty rychleji než jeho 32-bitový předchůdce... vše ale závisí na přímé podpoře jak operačního sytému (Microsoft deklaroval přímou podporu v nových OS, k dispozici je i optimalizované jádro Linuxu) tak programů.
počet univerzálních registrů (GPR) se v 64-bit režimu zvětšuje na dvojnásobek (8->16)
Vnitřní registry Athlonů 64 byly rozšířeny na 64-bitů. Koncepce je však velmi pružná (AMD tuto architekturu nazývá x86-64) - díky tomu může Athlon 64 (narozdíl od řady IA-64 / Intel Itanium, kdy procesor 32-bit režim pouze emuluje) pracovat účinně jak v 16 a 32-bitovém režimu (Legacy a Compatibility mode), tak v 64-bit režimu. Procesor je tedy se současnými aplikacemi přímo zpětně kompatibilní (na tom si firma AMD dala hodně záležet, a díky tomu poněkud utrpěly "parvověrné" 64-bit funkce) - podobně jako i386, který pracoval jak s 32-bit., tak s 16-bit. aplikacemi.
Díky tomuto můžete dnes na Athlonu 64 běžně zpracovávat 32-bitové programy běžící na 32-bitovém operačním systému (Win XP) a až za pár let budou 64-bity běžně dostupné, tak procesor použije své 64-bitové části (i podle informací AMD bude přechod na 64-bitové programy trvat léta). Vývojáři softwaru budou muset od dnešního dne počítat s novými možnostmi procesorů AMD. Díky snadnému portování nových programů na x86-64 architekturu by to však vývojářům nemělo způsobovat problémy či dokonce prodloužení vývoje programu.
64-bitovu technologii bych přirovnal k Pixel Shaderům u grafických karet: přestože tyto "grafické subprogramy" dokáží vizuální "zázraky" bude ještě trvat dlouho než se objeví hry, které budou jejich možnosti využívat na maximum. Výhoda 64-bitové zpracování kromě zvýšené rychlosti znamená i zvětšení adresovatelného prostoru pamětí - dnešní procesor nemůžete osadit více než 4 GB - Athlony 64 budete moci teoreticky osadit až 256 Terabyty RAM. S přidáním nových registrů AMD doplnila i instrukce SSE2, které používá už od roku 2001 Pentium 4. AMD Athlon 64 je proto také výkonnější v programech, kde jsou použity SSE2 instrukce, a na kterých donedávna profitovalo jenom Pentium 4.
A ještě nesmíme zapomenout - všechny Athlon 64/Opterony mají 1 MB vyrovnávací paměti druhé úrovně pracující na frekvenci procesoru. To je srovnatelné s procesorem Intel Prescott, který Intel chystá uvést v následujících měsících.
Dynamická změna frekvence / dynamické chlazení
Často jsem se v testech pozastavoval nad tím, proč výrobci desktopových počítačů do svých systémů neintegrují "šetřící / chladící" funkce známé z notebooků. AMD se u řady Athlonu 64 rozhodlo situaci změnit a nyní je k dispozici technologie nazvaná Cool´´n´´Quiet která pracuje podobně jako PowerNow! Pokud procesor není zatížen, snižuje svůj takt - tím se snížuje množství emitovaného tepla což, pokud to systém podporuje, vede ke snižování otážek větráků. Aby celý systém pracoval podle očekávání je nutná podpora čipové sady, správná implementace na základní desce (testavaná deska MSI K8T Neo se Cool´´n´´Quiet také pyšní) a odpovídající podpora operačního systému.
Shrnutí
23. září 2003 udělala firma AMD malý krok pro uživatele, ale velký skok pro celý procesorový průmysl. Jako první procesorová firma uvedla na komerční trh 64-bit technologii zpracování dat. Kuriózní je, že uživatelé potenciál nové technologie nemohou ocenit ihned, nové, plně optimalizované programy se budou objevovat během příštích let. Říká se, že plný přechod se nemusí provést dřív než před rokem 2010 (PV: mno to už jsme také slyšeli, že 1GHz je dost :)
Tak jako tak, firma AMD donutila celý hardware / software průmysl dát se na pochod a začít implementovat nové technologie, jejíchž výhody poznáme hlavně v budoucnosti. Velkou zásluhu si AMD zaslouží i za mobilizování největšího rivala Intelu k urychlení implementace 64-bit do jejich procesorů.
Dokonce se šušká, že nové 64-bitové procesory do Intelu by se měly objevit už napřesrok. V tomto ohledu všechna čest AMD, když vezmeme v potaz, že 64-bit technologie procesorů už je 10 let stará a používá se jen v serverové oblasti. Není to jen shoda náhod - někteří tvůrci prvního 64-bit procesoru Alpha (tehdy pracoval na na frekvenci 150 MHz) jsou titíž, kteří stojí za projektem Athlonu 64/Opteronu. Otcové těchto procesorů nejsou nikdo jiní než velikáni jako je Dirk Meyer a Fred Weber.
Výhodou je, že nová architektura x86-64 není revoluční, nýbrž evoluční. Jedná se o lehké vylepšení už, tak skvěle vybalancované architektury K7, která z hlediska dnešních aplikací nepotřebuje příliš změn. AMD k tomu však, dodala několik revolučních prvků jako je integrovaný paměťový řadič a HyperTransport technologie.
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
