APU Richland. Особенности дизайна и модельный ряд
Говоря о дизайне ядра APU Richland, следует отметить, что никаких существенных отличий от представленных в прошлом году гибридных процессоров Trinity нет. Полупроводниковый кристалл также изготавливается по 32-нм технологическому процессу и насчитывает около 1300 млн. полупроводниковых элементов, из которых на интегрированную видеокарту приходится около 40% транзисторного бюджета.
В составе Richland используются двухъядерные вычислительные модули Piledriver и графическое ядро Devastator, состоящее из шести SIMD-движков, каждый из которых включает четыре текстурных блока и 16 потоковых процессоров VLIV4. Обновленные процессоры A-Series имеют двухканальный контроллер ОЗУ стандарта DDR3 c поддержкой частоты до 2133 МГц включительно, а для их работы подходят системные платы с разъемом Socket FM2 на чипсетах AMD A55, A75 и A85X. Заметим, что вместе с Richland чипмейкер представил «новую» системную логику A88X (Bolton-D4), которая не имеет никаких видимых отличий от FCH A85X.
Каждый вычислительный модуль Piledriver способен обрабатывать два вычислительных потока, поддерживаются инструкции SSE 4.2, XOP, FMA и аппаратное шифрование AES. Интегрированная видеокарта совместима с API DirectX 11.1 и OpenCL. Последний предназначен для ускорения неграфических вычислений. Видеоакселератор поддерживает технологию AMD Eyefinity, обеспечивающую вывод изображения на три монитора, а также функцию Dual Graphics, благодаря которой можно объединять ресурсы встроенной и дискретной видеокарт. За счет оптимизации работы датчиков, следящих за температурой и энергопотреблением отдельных функциональных блоков, улучшилась эффективность технологии AMD Turbo Core 2.0. Эти меры позволили повысить тактовые частоты обновленных A-Series без увеличения TDP.
Модульный дизайн полупроводникового кристалла APU Richland позволил на его основе создать целую продуктовую линейку, модификации которой отличаются тактовой частотой и количеством функциональных блоков. Ниже представлены характеристики новых AMD A-Series для настольных систем, а для наглядности в этой же таблице приведены технические характеристики APU Trinity.
Итак, прирост тактовых частоты гибридных процессоров Richland в сравнении с аналогичными моделями APU Trinity составляет до 300 МГц при максимальной нагрузке, и от 200 МГц до 300 МГц в режиме Turbo Core. Также, повысились частоты графических ядер, что, в итоге, должно обеспечить увеличение быстродействия до 10%. Что касается розничных цен, то APU Richland удачно вписываются в продуктовую линейку A-Series: четырхъядерным моделям A10 и A8 предстоит конкурировать с Intel Core i3, а соперниками для двухядерного A6 выступают процессоры Intel Pentium. К преимуществам гибридных процессоров AMD следует отнести мощную интегрированную видеокарту и поддержку разгона «К»-версиями, тогда как конкуренты обладают гораздо лучшей энергоэффективностью и большей производительностью вычислительных ядер. В любом случае, все точки над «i» расставит исследование производительности, а пока, рассмотрим характеристики и разгонный потенциал AMD A10-6800K.
AMD A10-6800K. Технические характеристики, разгонный потенциал
Процессор AMD A10-6800K попал в нашу тестовую лабораторию без какого-либо комплекта поставки, но для продажи в розничных сетях APU оснащаются простеньким кулером, который годится разве что для работы в штатном режиме. Конструкция новинки не отличается от гибридных процессоров Trinity в исполнении Socket FM2. Полупроводниковый кристалл накрыт металлической крышкой-теплораспределителем, на неё нанесена маркировка, согласно которой 32-нм ядро изготовлено на заводе Fab 1 (г. Дрезден, Германия) компании GlobalFoundries, тогда как упаковка и сборка произведены в Китае.
Для корректной работы APU Richland требуется обновление управляющего микрокода системной платы. Например, ASUS F2A85-V Pro после прошивки UEFI версии 6308 от 06.09.2013 совершенно уверенно заработала с A10-6800K. Диагностическая утилита AIDA64 без труда опознала гибридный процессор и определила его спецификации. Гибридный процессор в штатном режиме функционируют на частоте 4100 МГц с напряжением 1,36 В.
При частичной загрузке процессорных ядер технология Turbo Core повышает тактовую частоту до 4300–4400 МГц при условии, что тепловыделение не превышает расчетного TDP в 100 Вт.
В моменты простоя вступает в дело функция Coll’n’Quite, которая автоматически снижает частоту и напряжение вычислительных модулей, тем самым уменьшая энергопотребление гибридного процессора.
Старший Richland оснащен встроенным графическим ядром Radeon HD 8670D, распологающим 384 унифицированными потоковыми процессорами и 24 текстурными блоками, функционирующими на частоте 844 МГц. Интегрированная в A10-6800K видеокарта поддерживает API DirectX 11, DirectCompute 5.0 и OpenCL, а встроенный блок UVD3 обеспечивает аппаратное ускорение воспроизведения видео высокой четкости.
Что касается разгонного потенциала, то от новинки мы ожидали результатов, аналогичных гибридным процессорам AMD Trinity. На самом деле, при использовании воздушного суперкулера Thermalright Silver Arrow вычислительные модули A10-6800K разогнались до 4700 МГц путем простого увеличения множителя, для чего потребовалось увеличение напряжения до 1,5 В, причем, температура в стресс-тесте LinX оставалась в разумных пределах.
Встроенный северный мост при этом работал на частоте 2200 МГц, а модули ОЗУ функционировали в режиме 2400 МГц с задержками 10-12-12-31-2Т. Интегрированное графическое ядро разогналось до 1086 МГц, что потребовало увеличения на 0,1 В соответствующего напряжения.
По результатам оценки разгонного потенциала складывается впечатление, что гибридные процессоры Richland обладают лучшим запасом увеличения частоты, чем APU Trinity. Тестовый стенд
Уровень быстродействия AMD A10-6800K мы сравнили с AMD A10-5800K и двухъядерным Intel Core i3-4330 в исполнении LGA1150. Для оценки производительности и уровня разгона гибридных процессоров AMD мы собрали тестовый стенд в составе:
- системная плата: ASUS F2A85-V Pro (AMD A85X, UEFI Setup 6308 от 06.09.2013);
- кулер: Thermalright Silver Arrow (вентилятор 140 мм, 1300 об/мин);
- память: G.Skill TridentX F3-2400C10D-8GTX (2x4 ГБ, DDR3-2400, CL10-12-12-31);
- видеокарта: MSI N670 PE 2GD5/OC (NVIDA GeForce GTX 670);
- накопитель: ADATA SX900 256GB, (256 ГБ, SATA 3Gb/s);
- блок питания: Seasonic X-650 (650 Вт);
- операционная система: Windows 7 Enterprise 64 bit SP1;
- драйвер чипсета: Intel INF Update Utility 9.4.0.1017 и Intel Management Engine 9.5.0.1345;
- драйвер видеокарты: GEFORCE 327.23 от 19.09.2013.
- системная плата: MSI Z87-G45 Gaming (Intel Z87, UEFI 1.5B1 от 03.09.2013);
- кулер: Intel XTS100H;
- память: G.Skill TridentX F3-2400C10D-8GTX (2x4 ГБ, DDR3-2400, CL10-12-12-31);
- видеокарта: MSI N670 PE 2GD5/OC (NVIDA GeForce GTX 670);
- накопитель: ADATA SX900 256GB, (256 ГБ, SATA 3Gb/s);
- блок питания: Seasonic X-650 (650 Вт);
- операционная система: Windows 7 Enterprise 64 bit SP1;
- драйвер чипсета: Intel INF Update Utility 9.4.0.1017 и Intel Management Engine 9.5.0.1345;
- драйвер видеокарты: GeForce 327.23 от 19.09.2013.
Технические характеристики участников сегодняшнего тестирования приведены в следующей таблице:
| AMD A10-6800K | AMD A10-5800K | Intel Core-i3 4330 | |
| Разъем | Socket FM2 | Socket FM2 | LGA1150 |
| Техпроцесс CPU, нм | 32 | 32 | 22 |
| Количество транзисторов, млн. | 1300 | 1300 | н/д |
| Площадь кристалла, кв. мм | 246 | 246 | н/д |
| Число ядер (потоков) | 4 (4) | 4 (4) | 2 (4) |
| Номинальная частота, МГц | 4100 | 3800 | 3500 |
| Частота Turbo Core, МГц | 4400 | 4200 | – |
| Множитель | 41 | 38 | 35 |
| Объем L1 кэша, КБ | 16 x 4 + 64 x 2 | 16 x 4 + 64 x 2 | 32 x 2+ 32 x 2 |
| Объем L2 кэша, КБ | 2048 x 2 | 2048 x 2 | 256 x 2 |
| Объем L3 кэша, МБ | – | – | 4 |
| Встроенное видеоядро | Radeon HD8670D | Radeon HD7660D | HD 4600 |
| Частота ядра, МГц | 844 | 800 | 1150 |
| Количество потоковых процессоров | 384 | 384 | 20 |
| Количество текстурных блоков | 24 | 24 | н/д |
| Каналов памяти | 2 | 2 | 2 |
| Поддерживаемый тип памяти | DDR3 1333/1600/1866/2133 | DDR3 1333/1600/1866 | DDR3 1333/1600 |
| Шина для связи с чипсетом | 5 GT/s UMI | 5 GT/s UMI | 20 GB/s DMI 2.0 |
| TDP, Вт | 100 | 100 | 54 |
| Рекомендованная стоимость, $ | 142 | 122 | 147 |
Процессор Intel Core-i3 4330 во время тестирования работал в штатном режиме, поскольку возможности оверклокинга у младших Haswell сильно ограничены, тогда как оба AMD A-Series тестировались в двух режимах: номинальном, и в разгоне.
| AMD A10-6800K | AMD A10-6800K OC | AMD A10-5800K | AMD A10-5800K OC | Core i3-4330 | |
| Частота CPU, МГц | 4100 | 4700 | 3800 | 4500 | 3500 |
| Напряжение Vcore, В | 1,36 | 1,5 | 1,416 | 1,48 | 1,157 |
| Частота NB, МГц | 1500 | 2200 | 1500 | 2100 | 3500 |
| Частота iGPU, МГц | 844 | 1086 | 800 | 1013 | 1150 |
| Частота ОЗУ, МГц | 1600 | 2400 | 1600 | 2133 | 1600 |
| Тайминги | 9-9-9-27-1Т | 10-12-12-31-2T | 9-9-9-27-1Т | 10-11-11-31-2T | 9-9-9-27-1Т |
Перечень тестового ПО был следующий:
- AIDA64 3.20 (Cache & Memory benchmark);
- SuperPI XS 1.5;
- wPrime Benchmark 2.10;
- Futuremark PCMark 8;
- WinRAR 5.00 x64 (встроенный тест);
- Adobe Photoshop CS5 (Retouch Artist Benchmark);
- Cinebench R15 (64bit);
- TrueCrypt 7.1a (встроенный тест);
- x264 HD Benchmark v5.0;
- Futuremark 3DMark;
- Batman: Arkham City;
- Hitman: Absolution;
- F1 2012;
- Metro: Last Light;
- Sleeping Dogs.
Результаты тестирования с дискретной видеокартой
Синтетические приложения
Традиционно, наше тестирование открывает измерение низкоуровневой производительности подсистемы ОЗУ в программе AIDA64.
Контроллеры оперативной памяти APU Richland и Trinity совершенно идентичны. Поэтому в штатном режиме оба гибридных процессоров AMD демонстрируют очень близкие результаты, а в разгоне за счет большей частоты модулей ОЗУ побеждает AMD A10-6800K. Если же сравнивать пропускную способность оперативной памяти AMD A-Series с результатами Intel Core i3-4330, то преимущество последнего налицо и только разгон помогает новичку приблизиться к быстродействию двухъядерного Haswell, и то, не во всех подтестах.
Невысокая эффективность архитектуры Piledriver при выполнении однопоточных вычислений приводит к тому, что оба APU AMD в бенчмарке Super Pi заметно отстают от конкурента и даже разгон не помогает исправить ситуацию. А многопоточный синтетический тест wPrime так высоко оценил продуктивность двухъядерного Intel Haswell, что гибридным процессорам AMD удается поравняться с ним только после разгона. Если сравнивать результаты AMD A10-6800K и AMD A10-5800K, то преимущество Richalnd над Trinity в обеих дисциплинах составляет от 5% до 7%.
В тестовом пакете Futuremark PCMark 8, который показывает быстродействие при выполнении повседневных задач, отставание A10-6800K от Core i3-4330 составляет от 10% до 17%. Разгон гибридного процессора AMD позволяет лишь сократить проигрыш до 6–12%, а если сравнивать APU между собой, то новичок показывает прирост около 5% относительно A10-5800K.
Полусинтетический игровой бенчмарк Futuremark 3DMark отдает предпочтение процессору Intel. Разгон дает APU ощутимую прибавку быстродействия, но даже это не позволяет гибридным процессорам AMD обогнать двухъядерный Haswell. В данном случае преимущество Richland над Trinity не превышает 7%.
Прикладное ПО
В популярном архиваторе WinRAR гибридные процессоры AMD в номинальном режиме показывают неплохое быстродействие, но двухъядерный Intel Haswell все равно быстрее. После разгона оба APU опережают конкурента, тогда как преимущество A10-6800K над собратом практически отсутствует.
Обработка изображений в графическом редакторе Adobe Photoshop лучше удается процессору Intel и здесь у AMD A-series нечего противопоставить даже после разгона.
В обновленном бенчмарке Cinebench R15, который использует движок Cinema 4D, при расчете статической сцены силами центрального процессора A10-6800K немного уступает Core i3-4330. В разгоне Richland удается опередить конкурента, но в тесте анимации с использованием драйвера OpenGL гибридные процессоры, увы, не в состоянии соперничать с двухъядерным Haswell.
Зато гибридные процессоры AMD оснащены высокоэффективным блоком аппаратного шифрования AES, что в сочетании с высокой тактовой частотой обеспечивает им уверенную победу над Core i3-4330. Если сравнивать APU между собой, то преимущество Richland составляет около 9%.
Во время первого прохода кодирования HD-видео, когда происходит анализ медиафайла, лучшие результаты демонстрирует двухъядерный Intel Haswell и оба процессора AMD A-Series не в силах угнаться за ним даже поле разгона. Но при втором проходе A10-6800K опережает соперника даже в номинальном режиме, а прирост быстродействия новинки в сравнении с A10-5800K находится в пределах 8%.
Тестирование в 3D-играх
При тестировании в пяти популярных видеоиграх ситуация с быстродействием абсолютно одинакова. Преимущество Core i3-4330 над работающим на штатной частоте A10-6800K достигает порою 30%, и даже разгон не позволяет процессору AMD A-Series превысить показателей соперника. Если сравнивать частоту смены кадров, которую обеспечивают гибридные процессоры, то Richland быстрее Trinity максимум на 9%, но лишь в одной игре — F1 2012, тогда как в других приложениях прирост исчисляется единицами процентов.
Быстродействие интегрированного видеоядра
При переключении на интегрированное видеоядро APU AMD раскрывают все свои преимущества. В полусинтетическом бенчмарке 3DMark двухъядерный Intel Core i3-4330 уже не в силах соперничать с гибридными процессорами, особенно после разгона последних. Оверклокинг обеспечивает A10-6800K до 30% прироста быстродействия графической подсистемы, тогда как преимущество Richland над Trinity в штатном режиме практически не заметно.
В шутере Batman: Archam City гибридные процессоры AMD обеспечивают комфортный fps даже на штатных частотах. В то же время, производительность двухъядерного Intel Haswell слишком низкая, так что придется снижать качество изображения.
Гоночный симулятор F1 2012 — единственная игра, в которой Core i3-4330 показал приемлемую частоту смены кадров. Впрочем, оба гибридных процессора вне конкуренции, особенно после разгона.
Шутер Hitman: Absolution оказался «не по зубам» участникам сегодняшнего тестирования, во всяком случае с высокими настройками качества изображения. Интересно, что оба APU показали одинаковые результаты, как в штатном режиме, так и после разгона.
То же самое касается игры Metro: Last Light. Игровой процесс на встроенной видеокарте Core i3-4330 напоминает слайд-шоу, да и A-Series тоже не в состоянии обеспечить комфортный геймплей даже после повышения рабочих частот. Очевидно, желающим окунуться в постапокалиптический мир московского метро придется снижать уровень детализации.
В гангстерском боевике Sleeping Dogs гибридные процессоры AMD демонстрируют приемлемый уровень быстродействия, а разгон повышает частоту смены кадров почти на 20%. Что касается Intel Haswell, то производительность его встроенного видеоядра не позволяет играть с комфортом, во всяком случае, с высокими настройками качества изображения.
Энергопотребление
Для оценки энергопотребления мы использовали прибор Basetech Cost Control 3000. С его помощью оценивались максимальная потребляемая мощность тестовых стендов, оснащенных дискретной видеокартой, во время бездействия системы и при прохождении стресс-теста LinX.
В простое все участники показали одинаковый уровень потребления электроэнергии. При повышении нагрузки самым экономичным оказался Intel Core i3-4330, тогда как энергопотребление гибридных процессоров, работающих на штатных частотах, оказалось ровно на 45 Вт больше, чем у двухъядерного Haswell. В разгоне самым прожорливым стал AMD A10-6800K, что объясняется большими напряжениями, необходимыми для стабильной работы на повышенных частотах.
При переключении на встроенный графический ускоритель мы измерили потребление электроэнергии тестовыми стендами во время прохождения бенчмарка 3DMark, при проигрывании видеофайла разрешением 4К с аппаратным декодированием в программе Media Player Classic — Home Cinema (64-bit), а также при отсутствии нагрузки.
Экономичность двухъядерного Intel Haswell вне конкуренции. Среди гибридных процессоров AMD наиболее экономичным стал AMD A10-5800K, скорее всего, из-за менее агрессивного алгоритма работы технологии Turbo Core. После повышения частот ситуация не изменилась: энергопотребление разогнанного Richland оказалась на 13–16 Вт выше, чем у Trinity.
Выводы
К сожалению, обновленные APU Richland так и не вывели производительность гибридных процессоров AMD на новый уровень. Этого следовало ожидать, так как революционные изменения должны привнести принципиально новые APU Kaveri, которые получат новые вычислительные модули Steamroller, графическое ядро с архитектурой GCN (Graphics Core Next) и перейдут на 28-нм технологический процесс производства. А пока, новый флагман AMD A10-6800K обеспечивает в среднем 5% прироста по сравнению со старшим APU Trinity. Стоит ли такая прибавка увеличения стоимости на 15% — вопрос спорный. Хотя, складывается впечатление, что APU Richland имеют лучший разгонный потенциал, нежели представители предыдущего поколения.
Если сравнивать быстродействие AMD A10-6800K с продукцией конкурента Intel Core i3-4330, то в большинстве приложений гибридный процессор проигрывает двухъядерному Haswell. Ситуацию может исправить разгон APU, но повышение частот неизбежно влечет за собой увеличение тепловыделение и, как следствие, нагрева, что накладывает дополнительные требования к запасу прочности материнской платы, системы охлаждения и блока питания. Зато, гибридные процессоры AMD имеют в своем распоряжении куда более продвинутое графическое ядро, которое позволяет запускать любые современные видеоигры при установке щадящих настроек качества. Увы, графическое ядро HD 4600, которым оснащаются процессоры Intel Haswell, не в состоянии полноценно конкурировать с видеокартой, встроенной в старшие модели AMD A-series.
Оборудование для тестирования было предоставлено следующими компаниями:
- AMD — процессор AMD A10-6800K;
- ASUS — материнская плата ASUS F2A85-V Pro;
- ADATA — накопитель ADATA SX900 256GB;
- G.Skill — комплект памяти G.Skill TridentX F3-2400C10D-16GTX;
- MSI – видеокарта MSI N670 PE 2GD5/OC, материнская плата MSI Z87-G45 Gaming;
- Syntex — блок питания Seasonic X-650;
- Thermalright — кулер Thermalright Silver Arrow.