AMD K6-2 300 Mhz

Le istruzioni 3DNow - Overclocking - Benchmark

Il K6-2 rappresenta la prima significativa evoluzione della cpu K6, introdotta da AMD nel mese di Aprile 1997; al suo interno sono presenti una serie di istruzioni, chiamate 3DNow, che permettono di accelerare considerevolmente l'elaborazione di immagini tridimensionali, con notevoli vantaggi in termini di prestazioni con i giochi 3D e in generale con tutto il software che supporta queste istruzioni. Dal punto di vista costruttivo, il K6-2 ha processo produttivo a 0.25 micron (come i K6 da 266 Mhz e 300 Mhz e i Pentium II da 333 Mhz in avanti), al suo interno si trovano 9.3 milioni di transistor e ha die di 81 millimetri quadrati (quello del K6 a 0.35 micron ha dimensioni di 162 millimetri quadrati).

Il K6-2 necessita di una motherboard Socket 7 dotata per lo meno di moltiplicatore 4.5x, frequenza di bus di 66 Mhz e voltaggio Core di 2.2V; l'ideale è utilizzare il bus a 100 Mhz, pertanto avvalersi di una motherboard Super 7, in quanto le cpu Socket 7 hanno notevoli incrementi delle prestazioni all'aumentare della frequenza di bus, a motivo dell'aumentata frequenza di lavoro della cache di 2° livello. E' possibile utilizzare il K6-2 anche con tutte le frequenze di bus intermedie (75, 83, 90 Mhz) anche se personalmente consiglio di utilizzare quella di 100 Mhz utilizzando una motherboard Super 7.

Se dal punto di vista delle prestazioni con calcoli interi e in virgola mobile il K6-2 non differisce dal K6 a 0.25 micron di pari frequenza di clock, è nelle applicazioni 3D che il K6-2 vanta delle prestazioni decisamente superiori, grazie all'utilizzo delle istruzioni 3DNow. Ma come intervengono queste istruzioni nel processo di generazione dell'immagine 3D?

Le istruzioni 3DNow
  
Tali istruzioni possono intervenire all'interno del processo di generazione dell'immagine 3D attaverso tre diverse vie:

• DirectX 6: se si utilizza un gioco specificamente pensato per un utilizzo con DirectX 6, questo trarrà vantaggio dalla presenza delle istruzioni 3DNow in quanto DirectX 6 attiva automaticamente tali istruzioni nella fase di generazione della geometria dell'immagine 3D; se un gioco è pensato per DirectX 5 non sfrutterà la presenza delle istruzioni 3DNow pertanto non si avrà nessun aumento, se non minimo, delle prestazioni. Se da una parte il dover utilizzare DirectX 6 per sfruttare le istruzioni 3DNow può sembrare un forte vincolo, dall'altra bisogna pensare al fatto che tutti i giochi sono pensati per un utilizzo con DirectX, che l'entrata nel mercato dei videogame da parte di Microsoft non ha fatto altro che spingere verso un sempre più diffuso sviluppo di giochi per DirectX (anche a danno di API più performanti quali Open GL e Glide).
• Motore grafico del gioco: se il gioco prevede il supporto diretto delle istruzioni 3DNow, nativo o attraverso patches, all'interno del proprio motore grafico (cioè di quel software che cura la generazione dell'immagine 3D) si avrà un notevole aumento delle prestazioni con frames rate di parecchio più elevati di quanto ottenibile con l'utilizzo di una cpu K6 di pari frequenza.
• Driver della scheda video: le istruzioni 3DNow possono essere attivate anche attraverso i driver della scheda video; numerosi produttori stanno sviluppando nuovi driver per i loro chip grafici in modo da sfruttare 3DNow.

Delle tre soluzioni, sicuramente quella più performante è l'implementazione delle istruzioni 3DNow all'interno dell'engine grafico del gioco, anche se questo presuppone un lavoro di preparazione decisamente più complesso dello sviluppo di un driver o dell'utilizzo di DirectX 6. Il più grande limite, al momento attuale, ad un diffuso utilizzo di 3DNow è la mancanza di numerosi titoli che sfruttino tali istruzioni, nonché di driver per i principali chip grafici; si tratta semplicemente di una questione di tempo, necessario per sviluppare i nuovi driver e implementare le istruzioni 3DNow nei motori grafici dei giochi. Personalmente non ritengo che le istruzioni 3DNow faranno la fine di quelle MMX, introdotte da Intel nel Gennaio 1997 ma praticamente inutilizzate nella stragrande maggioranza dei software: la grafica 3D, e in particolare i giochi 3D, stanno assumendo un ruolo sempre più importante nel panorama del software per personal computer e le istruzioni 3DNow offrono la possibilità di avere incrementi di prestazioni considerevoli a costi decisamente limitati.

Overclocking

Il K6-2, come del resto i K6 a 0.25 micron, presenta buoni margini di overcloccabilità; è necessario però ricordare che ogni cpu è diversa dalle altre, anche se le sigle riportate sono le stesse: alcuni esemplari di K6-300 permettono di superare agevolmente i 350 Mhz di clock, mentre altri hanno quale limite massimo i 330 Mhz circa, anche overvoltando. In generale, è preferibile intervenire sulla frequenza di bus, possibilmente utilizzando quelle di 100 Mhz e, se la motherboard lo permette, di 112 Mhz. Non consiglio di utilizzare voltaggi Core superiori a 2.4V qualora sia necessario overvoltare la cpu per conferire maggiore stabilità alla cpu overcloccata.

Benchmark   
  
I test sono stati eseguiti con i seguenti criteri:  
- l'hard disk è stato formattato e su di esso è stato installato Windows 95; sono stati caricati solo i driver della scheda video e non è stato installato nessu driver per abilitare il Bus Master a motivo dei risultati falsati che forniscono con i benchmark della Ziff-Davis;

- ogni benchmark è stato eseguito per almeno 2 volte, prendendo come valore riferimento quello medio; se i risultati ottenuti sono parsi inattendibili o eccessivamente diversi tra di loro ho provveduto a rieffettuare i benchmark fino ad un massimo di 5 volte;

- se il sistema si è comportato in maniera erratica ad una particolare frequenza anche dopo aver ripetuto più volte i benchmark, aver riformattato l'hard disk e reinstallato Windows 95 , si è preferito non dare valutazione a motivo dell'instabilità operativa;

- Al termine di ogni esecuzione dei benchmark il sistema è stato riavviato e l'hard disk deframmentato utilizzando il software Defrag contenuto in Windows 95.

- nel pannello di controllo dei settaggi avanzati della Creative 3D Blaster VooDoo2 sono state abilitate le voci:  

• Don't sync buffer swaps to monitor refresh rate for Direct 3D apps  
• Force Trilinear texture filtering for Direct 3D Apps  
• Don't sync buffer swaps to monitor refresh rate for Glide apps

Il K6-2 è stato impostato con frequenza di bus di 100 Mhz; il Pentium II, alle diverse  frequenze di clock impiegate, è stato anch'esso impostato con bus a 100 Mhz, anche se il passaggio da 66 a 100 Mhz di bus non porta, con il Pentium II, ad aumenti di prestazioni paragonabili a quelle ottenibili con il K6-2.

Cpu Mark 32 e FPU Mark:

La pura potenza con calcoli interi del K6-2 è a livello di quella del Pentium II di pari frequenza, come testimoniato dal Cpu Mark 32, anche se la cache di 2° livello opera al 33% in meno di quella del Pentium II di pari frequenza (100 Mhz contro 150 Mhz); le prestazioni dell'unità di calcolo in virgola mobile sono decisamente superiori con il Pentium II, permettendo migliori prestazioni sia con software High-End (che fa massiccio utilizzo dell'unità di calcolo in virgola mobile) che con la grafica 3D dei giochi (sempre a patto che non vengano utilizzate le istruzioni 3DNow del K6-2, come si vedrà in seguito).

Applicazioni Business con Windows 95: 

Con applicazioni Business il K6-2 riesce ad ottenere pressoché le stesse prestazioni del Pentium II di pari frequenza, grazie anche all'utilizzo della frequenza di bus a 100 Mhz; al crescere della frequenza di clock il Pentium II aumenta considerevolmente le proprie prestazioni, con un divario che a 400 Mhz di clock è pari a circa il 12% delle prestazioni del K6-2 a 300 Mhz.

3D Winbench 98 con scheda video 3D Blaster VooDoo 2 8 Mbyte:

Il 3D Winbench 98 è uno dei pochi software che sfrutta appieno le DirectX 6; il K6-2 ottiene prestazioni pressoché equivalenti a quelle del Pentium II di pari frequenza di clock, sopperendo alle carenze della propria FPU (confrontata con quella della cpu Intel) con l'impiego delle istruzioni 3DNow.

3D Winbench 98 con scheda video Viper 330 AGP:

I risulati sono simili a quelli ottenuti con la scheda acceleratrice VooDoo 2, anche se il Pentium II mantiene un vantaggio più ampio soprattutto alla risoluzione di 800x600; in questo caso anche i driver NVidia 1.50H utilizzati con la Viper 330 AGP sfruttano la presenza delle istruzioni 3DNow.

Grafica 3D con scheda video 3D Blaster VooDoo 2 8 Mbyte: 
  

Con Turok il K6-2 fa ottenere buone prestazioni ma con un divario netto nei confronti del Pentium II di pari frequenza, anche se tale gap tende a diminuire passando alla risoluzione di 800x600; Turok non è un gioco che sfrutti la presenza delle istruzioni 3DNow, tantomeno delle DirectX 6.

Le prestazioni ottenute con Forsaken sono simili a quelle di Turok; entrambi sono giochi non ottimizzati per K6-2 ma ciò nonostante si ottengono elevati fps (anche se il divario con il Pentium II di pari frequenza è sempre elevato).

Con Incoming il Pentium II mantiene un certo divario nei confronti del K6-2, quantificabile in circa il 39%; è da considerare, comunque, che gli oltre 54 fps del K6-2 a 640x480 sono più che sufficienti per grarantire una elevata giocabilità (anche se, è bene ricordarlo, più sono gli fps meglio è).

Le prestazioni ottenute dal K6-2 con l'impiego della patch per Quake 2 sono all'altezza del Pentium II di pari frequenza; considerando che fino a poco tempo fa Quake 2 è stato considerato un gioco fortemente legato alle prestazioni dell'FPU delle cpu Intel si può a ragione affermare che le istruzioni 3DNow permettano, ove il gioco le supporti pienamente come in questo caso, di ottenere prestazioni decisamente superiori sia a quelle del K6 normale che a quelle delle cpu Intel.

Unreal è uno dei primi giochi a supportare in maniera nativa le istruzioni 3DNow del K6-2; le prestazioni a 800x600 sono a livello di quelle del Pentium II 300, mentre a 640x480 il Pentium II ottiene prestazioni superiori di circa il 23%; è da considerare il fatto che, stando alle notizie pubblicare sulla rete, Unreal non utilizzi le istruzioni 3DNow se non in minima parte ed è prevista l'uscita di una patch che permetterà di sfruttare appieno queste ultime.

Grafica 3D con scheda video Viper 330 AGP: 

A 640x480 il Pentium II mantiene un margine di vantaggio nei confronti del K6-2 di circa il 12% ma passando alla risoluzione di 800x600 il divario tende a scomparire praticamente del tutto, con prestazioni che variano di circa il 4%.

Le prestazioni con il demo di Forsaken sono presoché identiche tra le 4 cpu, anche aumentando la risoluzione a 800x600; gli fps visualizzati garantiscono comunque una elevata giocabilità.

Con Incoming il K6-2 riesce ad ottenere prestazioni superiori a tutte e 3 le cpu Pentium II utilizzate nella prova, anche se gli fps ottenuti sono tali da non garantire un'elevata giocabilità complessiva (23 frames al secondo sono, a mio avviso, trppo pochi per un gioco come Incoming).

Utilizzando la Viper 330 il Pentium II mantiene un notevole vantaggio in termini di fps rispetto al K6-2; la spiegazione a ciò è data dal fatto che Quake 2 non sfrutta le istruzioni 3DNow del K6-2 quando viene utilizzata una scheda video basata sul chip Riva 128, come la Viper 330 AGP.

Qualora si voglia utilizzare con il K6-2 una scheda video basata su chip video Riva 128 di Nvidia consiglio di utilizzare i driver NVidia versione 1.50H assieme alla apposita patch sviluppata da AMD; le prestazioni sono più elevate rispetto a quelle ottenute con i driver NVidia 1.36 con tutti i giochi utilizzati nei test, mentre con il 3D Winbench 98 la situazione si capovolge ma è noto come questo benchmark non sia particolarmente legato alle prestazioni del chip video ma a quanto i driver video siano ottimizzati al benchmark stesso.