Rudometov.COM

Однако, несмотря на значительное увеличение производительности, режимы, связанные с необходимостью использования высоких значений напряжения ядра процессора, не могут быть рекомендованы для массового использования. Такие режимы являются экстремальными и представляют опасность для работоспособности процессора. Тем не менее, следует отметить, что имеются примеры длительной эксплуатации компьютеров, процессоры которых работают и при более жестких режимах, например, при напряжении ядра процессора 2 В. Но это скорее исключение, чем правило.

Полученные результаты тестирования доказывают наличие значительного технологического запаса, существующего у процессоров Intel Pentium III, архитектура которых построена на основе применения ядра Coppermine и использования 256-разрядной кэш-памяти второго уровня, функционирующей на частоте ядра. Значительный прирост производительности доказывает возможность и целесообразность использования умеренных режимов разгона при адекватных средствах аппаратно-программного охлаждения, а также контроля с помощью встроенных средств аппаратного мониторинга (http://rudteam.narod.ru).

Аналогичные результаты наблюдаются и для процессоров линии Intel Celeron с ядром Coppermine, разгон которых позволяет значительно увеличить производительность систем, созданных на основе этих элементов.

Однако возможности увеличения производительности компьютеров указанным способом не ограничиваются перечисленными процессорами. Как и упоминалось выше, технологический ресурс, допускающий разгон элементов, в наибольшей степени проявляется для первых представителей линейки процессоров, созданных по новой архитектуре с использованием перспективных технологий и техпроцессов, что можно наблюдать, например, для процессоров Pentium 4 с ядром Willamette. Так, например, известны случаи, когда процессоры Pentium 4 1,7 ГГц устойчиво работали длительное время на частотах 2,2 и даже 2,4 ГГц.

Долгое время успехи в развитии электронных технологий, нашедших свое воплощение в процессорах, связывались главным образом с деятельностью специалистов фирмы Intel. Их технологии и замечательные изделия не в малой степени способствовали совершенствованию архитектуры компьютеров, росту их производительности и широкому их распространению практически во все сферы человеческой деятельности. Однако эта фирма, являясь одним из основателей компьютерной индустрии и бесспорным ее лидером уже в течение трех десятков лет, оказывает большое влияние на развитие отрасли не только через свои высокотехнологичные изделия, но и через разработку и внедрение многочисленных стандартов. Большинство их она предусмотрительно патентует, что является мощным, но законным орудием в жесткой, конкурентной борьбе с другими производителями компьютерных комплектующих. Использование запатентованных разработок регламентируется достаточно развитыми механизмами лицензирования, что обеспечивает возможность законного использования этих разработок другими фирмами и защищают права собственника на получение своей доли прибыли за использование своих идей. Это позволяет не только компенсировать затраченные средства, но и вкладывать часть в новые исследования. Однако этот же механизм защиты прав дает возможность ограничивать круг пользователей, не допуская в их число неугодных и опасных для собственника идей конкурентов. В качестве примера подобных разработок можно привести запатентованные стандарты подключения процессоров Slot 1 и Socket 370, а также процессорные шины GTL+ и AGTL+. Использование их лимитируется существующими лицензионными соглашениями.

Не имея возможности воспользоваться указанными разработками, конкурент лидера фирма AMD нашла свое оригинальное решение из сложившегося тупика, не позволявшего ей выпускать современные, конкурентноспособные изделия, основанные на применении новейших компьютерных технологий.

В результате своих длительных исследований фирма AMD не только разработала свою линейку мощных процессоров, но и существенно изменила традиционную архитектуру компьютера, внедрив перспективные альтернативные спецификации на процессорную шину и стандарт подключения процессоров. Более того, эти изменения стали не только революционными для архитектуры компьютеров, но и оказали благотворное влияние на общую производительность систем, существенно потеснив на компьютерном Олимпе лидера — фирму Intel.

Новая процессорная шина позволила фирме AMD, не нарушая существующих патентных ограничений, совершить технологический прорыв. Расчет был сделан на шину Alpha EV6, разработанную в свое время фирмой DEC (Digital Equipment Corporation) для высокопроизводительных процессоров Alpha и лицензированную для своих изделий типа Athlon (K7) фирмой AMD. Эта шина, используемая в качестве новой шины процессоров (FSB), обеспечивает передачу данных по обоим фронтам тактовых импульсов (double-data-rate — DDR).

Рис. 8. Организация передачи данных через процессорную шину FSB GTL+/AGTL+

Рис. 9. Организация передачи данных через процессорную шину FSB Alpha EV6

Технология DDR, используемая в процессах передачи данных увеличивает пропускную способность, оптимизирует информационные потоки в системе, обеспечивая, в конечном счете, значительный рост производительности всего компьютера. При тактовой частоте 100 МГц шина FSB Alpha EV6, называемая обычно FSB EV6, а иногда как DDR FSB или FSB DDR, обеспечивает передачу данных с частотой 200 МГц. Это отличает ее от традиционной шины GTL+ и ее улучшенной модификации шины AGTL+, используемых с процессорами Celeron, Pentium II и Pentium III, созданных и выпускаемых фирмой Intel. Следует напомнить, что для этих шин частота передачи данных совпадает с тактовой частотой FSB.

Сравнение процессорных шин AGTL+/GTL+ и Alpha EV6

Таким образом, пропускная способность шины FSB EV6 в два раза выше шин GTL+ и AGTL+. Это сокращает время простоя процессора, ожидающего освобождения шины, осуществляющей передачу данных на удвоенной частоте, для осуществления нового цикла чтения/записи. Кроме того, повышение скорости передачи данных через процессорную шину способствовало более эффективной работе подсистемы оперативной памяти. Особенно это касается систем, созданных с использованием сравнительно нового типа оперативной памяти DDR SDRAM. Передача данных модулей памяти DDR SDRAM осуществляется аналогично Alpha EV6, то есть по переднему и заднему фронтам тактовых импульсов, что приводит к удвоению потока и расширению полосы пропускания.

Очевидно, что все указанные обстоятельства отражаются на общей производительности компьютера, обеспечивая значительный ее прирост при переходе от архитектуры шины GTL+/AGTL+ к Alpha EV6.

В дополнение к новой шине, по аналогии с процессорами Intel Pentium II, Celeron (ядро Covington и Deshutes) и Pentium III (ядро Katmai) фирма AMD разработала свои варианты процессорной платы и процессорного разъема, названного Slot A. В дальнейшем в процессе совершенствования архитектуры и производства процессоров, связанного с переходом от технологии 0,25 мкм к 0,18 мкм, фирма AMD, как и фирма Intel, перенесла кэш-память второго уровня (L2) с процессорной платы на кристалл процессора, объединив в едином корпусе микросхемы процессора кэш-память L2 с ядром. Это способствовало росту пропускной способности кэш-памяти L2 и производительности процессоров, а также снижению себестоимости производства процессоров. Данные изделия в отличие от их предшественников, созданных в конструктиве картриджа с разъемом Slot A, поставляются в корпусах типа PGA. В результате материнские платы под процессоры этого типа содержат специальный разъем — PGA-socket, названный Socket A и содержащий 462 контакта.

Из основных особенностей указанных изделий необходимо отметить, что мощные процессоры, ориентированные на сектор High End имеют 128 Кбайт кэш-памяти первого уровня (L1) и 256 Кбайт кэш-памяти второго уровня (L2). Архитектура ядра была названа Thunderbird. Процессоры с ядром данной архитектуры, также как и их предшественники, созданные в конструктиве картриджа под разъем Slot A, получили наименование Athlon. При этом в случае процессоров с ядром Thunderbird подразумеваются AMD Athlon, выпущенные под Socket A.

Процессоры AMD Duron, выполненные, как и AMD Athlon с процессорным ядром Thunderbird, по 0,18 мкм технологии, отличаются от своих более мощных прототипов лишь размером кэш-памяти второго уровня. Для AMD Duron объем этой памяти составляет 64 Кбайт, что, конечно, отразилось на их производительности не в лучшую сторону, однако обеспечило приемлемый уровень цены изделий этого класса.

Необходимо отметить, что процессоры AMD Athlon и AMD Duron, по крайней мере, первые их модели имеют практически идентичные архитектуры, а также равные частоты работы шины EV6. Однако ввиду меньшего объема кэш-памяти второго уровня (L2) по производительности процессоры AMD Duron значительно уступают своему более мощному собрату.

Процессоры AMD Duron ориентированы на сектор дешевых компьютеров, традиционно занимаемый компьютерами с процессорами Intel Celeron. Однако, как показывает практика, процессоры AMD Duron, в отличие от своих конкурентов, благодаря более высокой частоте передачи данных (DDR) через шину процессора показывают более высокую производительность при значительно меньшей цене.

По причине фиксации частотного множителя форсирование работы процессоров осуществляется обычно за счет увеличения внешней частоты — частота шины процессора FSB EV6. При всех своих достоинствах высокая рабочая частота шины процессора EV6 создает определенные трудности для дальнейшего ее повышения в режимах разгона процессоров AMD.

Особенности процессорной шины EV6 и архитектура материнских плат, основанных на распространенном чипсете VIA Apollo KT133, несмотря на существующий значительный технологический запас у процессоров AMD Duron, как и у процессоров AMD Athlon (Thunderbird), не позволяют значительное увеличение тактовой частоты. Применяя этот метод, необходимо учитывать ограниченность данного ресурса для целей разгона. Обычно эту частоту удается повысить не более чем на 10-15% относительно стандартного значения. Тем не менее, это увеличение частоты сопровождается эквивалентным ростом производительности процессора и, соответственно, всего компьютера. Результаты этого роста аналогичны тем, что были описаны для процессоров Intel.

Следует отметить, что возможность разгона является характерной чертой не только процессоров, ориентированных на сектор Low End, но и более мощных представителей процессоров, например, таких как AMD Athlon, выполненных на основе ядра Thunderbird. Результаты разгона процессоров AMD Duron и AMD Athlon (Thunderbird) в системе, созданной на основе материнская платы Gigabyte GA-7ZM (чипсет VIA Apollo KT133, процессорный разъем Socket A, стандартная тактовая частота 100 МГц FSB DDR), представлены в следующих таблицах.

Результаты тестирования системы с процессором AMD Duron

Результаты тестирования системы с процессором AMD Athlon (Thunderbird)