Dopo aver presentato, alla fine del mese di Maggio, le prime cpu Athlon 64 X2 con architettura Dual Core, AMD propone quest'oggi una nuova versione di processore Athlon 64 FX, soluzione Single Core che a detta del produttore americano viene proposta quale riferimento per il videogiocatore più esigente.

Come già evidenziato all'interno dell'articolo sulle cpu Dual Core, a questo indirizzo, il gaming è il classico esempio, almeno al momento attuale, di applicazione single threaded, che quindi non beneficia della presenza di un secondo Core all'interno del processore. Implicazione diretta è che, a parità di architettura di processore, al crescere della pura frequenza di clock si otterranno incrementi prestazionali.

La disponibilità di una nuova versione di processore Athlon 64 FX, ora che le cpu Dual Core sono state ufficialmente introdotte, è quindi pensata da AMD proprio in questa direzione: offrire al videogiocatore più esigente una nuova cpu capace di sfruttare al meglio le più recenti schede video in commercio. E' evidente come la strategia di AMD sia ben differente, per questo particolare segmento di mercato, rispetto a quella della concorrente Intel; quest'ultima infatti propone cpu Extreme Edition, quelle specificamente rivolte ai videogiocatori più esigenti, con architettura Dual Core, addirittura rendendo disponibili 4 core logici con il modello Pentium EE 840.
Nel corso del primo articolo sulle architetture Dual Core abbiamo evidenziato come la scelta di Intel non paghi, in termini di prestazioni velocistiche con i giochi 3D, rispetto a quella di AMD.

AMD propone la nuova cpu Athlon 64 FX57 ad un prezzo ufficiale di 1.031 dollari USA; continuerà a mantenere a listino la cpu Athlon 64 FX55, quest'ultima ad un prezzo ufficiale di 827 dollari. Al pari dei 1.000 dollari richiesti da Intel per la cpu Pentium Extreme Edition 840, si tratta in tutta onestà di livelli di costo assolutamente fuori dalla portata della maggior parte degli utenti, per quanto siano molto appassionati. Del resto, questi sono processori di riferimento, destinati a diventare più accessibili nel corso dei mesi in concomitanza con la presentazione di nuovi modelli dal clock più elevato.

Osservando le indicazioni fornite dal tool Cpu-Z 1.29, si nota come il processore Athlon 64 FX57 introduca una nuova revision di Core rispetto a quello FX55 che lo ha preceduto; ci troviamo davanti, infatti, al Core San Diego, costruito con processo a 0.09 micron e dotato di supporto al set di istruzioni SSE3.

Lo schema seguente riassume le caratteristiche tecniche delle cpu Athlon 64 FX sino ad oggi introdotte da AMD:

Si nota chiaramente come gli elementi base, controller memoria e quantitativo di cache L2, siano rimasti invariati nelle varie versioni di processore Athlon 64 FX; ad ogni nuovi modelli si è assistito ad un incremento della frequenza di clock di 200 MHz, partendo dagli iniziali 2,2 GHz sino agli attuali 2,8 GHz. Per la nuova cpu AMD riporta un valore di Thermal Design Power (TDP) massimo pari a 104 Watt, lo stesso della cpu Athlon 64 FX55; il consumo effettivo, come vedremo nelle pagine seguenti, è tuttavia inferiore grazie proprio all'utilizzo del processo produttivo a 0.09 micron, e del voltaggio di alimentazione inferiore richiesto dalla cpu.

Per meglio capire quali siano le differenze esistenti tra i vari Core di processore Athlon 64 FX, abbiamo downcloccato la cpu Athlon 64 FX57 alla frequenza di clock di 2,4 GHz, la stessa del processore Athlon 64 FX53 e di quello Athlon 64 4.000+. Così facendo, è stato possibile evidenziare eventuali differenze esistenti tra i Core costruiti a 0.13 micron e quello nuovo a 0.09 micron. A questi abbiamo aggiunto anche la cpu Athlon 64 X2 4.800+, architettura Dual Core costruita con processo a 0.09 micron caratterizzata anch'essa dalla frequenza di clock di 2.400 MHz. Tutti questi processori integrano 1 Mbyte di cache L2, rendendo questo elemento ininfluente ai fini del confronto in atto.

La tabella conferma che a parità di frequenza di clock le differenze tra i Core siano, in termini prestazionali, pressoché nulle; si ottengono incrementi solo in quegli ambiti applicativi nei quali viene sfruttata la presenza delle istruzioni SSE3, implementate nel Core San Diego e in quello delle cpu Athlon 64 X2 Dual Core. Per queste ultime, bisogna tenere in considerazione che alcuni dei test riportati sono del tipo multitasking, pertanto beneficiano della presenza del secondo Core permettendo di ottenere migliori prestazioni complessive.

E' possibile che i test qui scelti non rappresentino tutti i possibili scenari applicativi che si possono incontrare; in alcuni ambiti specifici è possibile che la presenza di istruzioni SSE3 permetta di ottenere significativi boot prestazionali ma come linea di riferimento è consigliabile non attendersi significative differenze tra i vari Core Athlon6 4 FX a parità di frequenza di clock. Ovviamente, il consiglio è ove possibile quello di scegliere una cpu costruita con processo a 0.09 micron: non solo si otterrà supporto alle istruzioni SSE3, ma si potrà beneficiare dell'inferiore consumo complessivo.

Nell'analisi della cpu Athlon 64 FX57 si è ripresa la linea guida seguita nell'analisi delle cpu Dual Core, pubblicata alla fine del mese di Maggio a questo indirizzo. Oltre al nuovo processore AMD della serie FX, è stata aggiunta la cpu Pentium 4 670, modello dalla frequenza di clock di 3,8 GHz dotato di cache L2 da 2 Mbytes in abbinamento a bus Quad Pumped a 800 MHz.

Sfruttando il moltiplicatore di frequenza sbloccato del processore Athlon 64 FX57, è stato possibile overcloccare la cpu alla frequenza di 3 GHz, replicando quelle che dovrebbero essere le prestazioni della cpu Athlon 64 FX59 se AMD deciderà, nei prossimi mesi, di introdurre tale processore seguendo le evoluzioni proposte sino a ora per le cpu della famiglia FX.

Di seguito sono riportate tutte le cpu utilizzate nei test:

• AMD Athlon 64 X2 4.800+ Socket 939 (clock 2.400 MHz) - memoria Dual DDR400
• AMD Athlon 64 FX-57 @ 3 GHz (overclock via aumento del moltiplicatore di frequenza) - memoria Dual DDR400; processore simulato, non ufficialmente disponibile o annunciato da AMD
• AMD Athlon 64 FX-57 Socket 939 (clock 2.800 MHz) - memoria Dual DDR400
• AMD Athlon 64 FX-55 Socket 939 (clock 2.600 MHz) - memoria Dual DDR400
• AMD Athlon 64 4.000+ Socket 939 (clock 2.400 MHz) - memoria Dual DDR400
• AMD Athlon 64 3.800+ Socket 939 (clock 2.400 MHz) - memoria Dual DDR400
• AMD Athlon 64 3.500+ Socket 939 (clock 2.200 MHz) - memoria Dual DDR400
• AMD Athlon 64 3.200+ Socket 939 (clock 2.000 MHz) - memoria Dual DDR400
• AMD Athlon 64 3.000+ Socket 939 (clock 1.800 MHz) - memoria Dual DDR400

• Intel Pentium Extreme Edition 840 (Core Smithfield, bus 800 MHz, frequenza di clock di 3,2 GHz) Socket 775 LGA - memoria Dual DDR2-667
• Intel Pentium D 840 (Core Smithfield, bus 800 MHz, frequenza di clock di 3,2 GHz) Socket 775 LGA - memoria Dual DDR2-667
• Intel Pentium D 830 (Core Smithfield, bus 800 MHz, frequenza di clock di 3 GHz) Socket 775 LGA - memoria Dual DDR2-667
• Intel Pentium D 820 (Core Smithfield, bus 800 MHz, frequenza di clock di 2,8 GHz) Socket 775 LGA - memoria Dual DDR2-667
• Intel Pentium 4 3,73 GHz Extreme Edition (Core Prescott, bus 1066 MHz) Socket 775 LGA - memoria Dual DDR2-533
• Intel Pentium 4 670 (Core Prescott, bus 800 MHz, frequenza di clock 3,8 GHz) - memoria Dual DDR2-533
• Intel Pentium 4 660 (Core Prescott, bus 800 MHz, frequenza di clock 3,6 GHz) - memoria Dual DDR2-533
• Intel Pentium 4 650 (Core Prescott, bus 800 MHz, frequenza di clock 3,4 GHz) - memoria Dual DDR2-533
• Intel Pentium 4 640 (Core Prescott, bus 800 MHz, frequenza di clock 3,2 GHz) - memoria Dual DDR2-533
• Intel Pentium 4 630 (Core Prescott, bus 800 MHz, frequenza di clock 3 GHz) - memoria Dual DDR2-533

Di seguito i componenti adottati:

Piattaforma Intel 955X - processori Pentium D e Pentium Extreme Edition 840

• scheda madre: Intel 955X
• memoria: Corsair XMS2 5400UL (3-2-2-8-1T) @ 667; 2x512 Mbytes
• hard disk: Western Digital Raptor 36 Gbytes (Sata 10.000 rpm)
• scheda video: nVidia GeForce 6800 Ultra (425 MHz chip video; 1,1 GHz memoria video)
• sistema operativo: Windows XP Professional, Service Pack 2

Piattaforma Intel 925XE - processori Pentium 4 6x0 e Pentium 4 Extreme Edition 3,73 GHz

• scheda madre: EPoX EP-5LWA+
• memoria: Corsair XMS2 5400UL (3-3-3-12-1T) @ 533 MHz; 2x512 Mbytes
• hard disk: Western Digital Raptor 36 Gbytes (Sata 10.000 rpm)
• scheda video: nVidia GeForce 6800 Ultra (425 MHz chip video; 1,1 GHz memoria video)
• sistema operativo: Windows XP Professional, Service Pack 2

Piattaforma NVIDIA nForce 4 SLI - processori Athlon 64 e Athlon 64 X2

• scheda madre: Asus A8N-SLI Deluxe
• memoria: Corsair XMS PRO CMXP512-3200XL (2-2-2-5 1T); 2x512 Mbytes
• hard disk: Western Digital Raptor 36 Gbytes (Sata 10.000 rpm)
• scheda video: nVidia GeForce 6800 Ultra (425 MHz chip video; 1,1 GHz memoria video)
• sistema operativo: Windows XP Professional, Service Pack 2

Questi i test eseguiti con le piattaforme di test:

Basso livello

Sciencemark 2.0 - Membench

Sandra 2005 - memory benchmarks

Everest 1.51: memory test

Benchmark applicativi

Sysmark 2004

Multimedia Content Creation 2004

Business Winstone 2004

Giochi

Far Cry - mappa Volcano
640x480 @ 32bit
1024x768 @ 32bit
1600x1200 @ 32bit

3D Mark 2001 SE
640x480 @ 32bit
1024x768 @ 32bit
1600x1200 @ 32bit

Doom 3 - demo1
1024x768 @ 32bit
1280x1024 @ 32bit
1600x1200 @ 32bit

Comanche 4 Demo
640x480 @ 32bit
1024x768 @ 32bit
1600x1200 @ 32bit

Open GL professionale

Viewperf 8.01

Cinebench 2003
    CPU Benchmark (secondi)
    C4D Shading Scene 1 (fps)
    C4D Shading Scene 2 (fps)
    OpenGL SW-L Scene 1 (fps)
    OpenGL SW-L Scene 2 (fps)

Multimedia

Auto GK - Divx - Scena 6 "Star Wars L'attacco Dei Cloni"; 75% qualità; audio italiano 6ch
    Divx 5.21 PRO
    scena 6
    Qualità 75% - no audio

Auto GK - XviD- Scena 6 "Star Wars L'attacco Dei Cloni"; 75% qualità; audio italiano 6ch
    XviD-1.02
    scena 6
    Qualità 75% - no audio

RazorLame 1.1.5
    320Kbit/s stereo high quality - Lame 3,95
    Traccia audio da 612 Mbytes, 60min 47s

Mainconcept MPEG Encoder
    Conversione in MPEG2 bitrate variabile
    Video ECS factory tour - DV 16.836 frames
    720x576

Windows Media Encoder 9
    Conversione di WMV High-Definition in WM
    Video Robotica WMHD 1080i
    hd quality video e audio

Winrar 3.42
    benchmark integrato

Rendering

Cinebench 2003
    CPU Benchmark (secondi)

Lightwave 7.5
    Radiosity_ReflectiveThings 640x480
    Raytrace 640x480

Cinema 4D
    Rendering Beetle.c4d 1024x768

Nulla di particolarmenrte significativo da segnalare nell'analisi della bandwidth della memoria tra le varie piattaforme di test in prova; Everest e Sandra 2005 premiano le cpu Pentium 4 Extreme Edition, mentre per Sciencemark la bandwidth non buffered migliore è quella delle cpu Athlon 64. Interessante segnalare una riduzione della bandwidth massima riportata, sia in lettura che in scrittura, dal tool Everst 1.51 con i processori Athlon 64 X2 e Athlon 64 FX57: non sappiamo se questo dipenda da una errata lettura da parte del programma o sia dovuta eventualmente a limitazioni del memory controller, leggermente modificato in queste revision di processore rispetto alle precedenti.

Valori quasi scontati anche per quanto riguarda la latenza della memoria; in questo caso è il memory controller integrato nel processore Athlon 64 a dominare, rispetto ad un approccio tradizionale con memory controller integrato nel north bridge del chipset come quello delle cpu Intel Pentium 4 e Pentium D.

I due benchmark Ziff Davis di produttività personale, Business Winstone e Multimedia Content Creation, fanno registrare valori estremamente elevati per la nuova cpu Athlon 64 FX57, che distanzia nel secondo test anche la cpu Athlon 64 X2 4.800+ con architettura Dual Core. Si tratta di ambiti applicativi tipicamente single threaded, dove quindi una cpu dalla frequenza di clock così elevata può far segnare risultati estremamente elevati in assoluto.

Ottimi risultati per le architetture dual core nel benchmark Sysmark 2004, che sfrutta in alcune istanze la presenza dei due Core; analizzando in dettaglio si nota come in alcuni gruppi di test vengano premiate maggiormente le architetture di processore Intel, mentre in altri sono quelle AMD ad avere la meglio. Decisamente elevati nel complesso i risultati della cpu Athlon 64 FX57, grazie alla frequenza di clock di 2,8 GHz.

Almeno per un anno i giochi continueranno a restare ambiti di utilizzo tipici per processori single core; come si nota chiaramente dai grafici posti sopra ogni tabella dei risultati, che riportano la percentuale di occupazione dei processori di sistema nella specifica applicaizione come indicato dal Task Manager di Windows, i giochi testati sono single task e non permettono di beneficiare in alcun modo della disponibilità di un secondo core.

NVIDIA ha recentemente anticipato che le prossime revision di driver Forceware della serie 80 introdurranno un primo supporto ad architetture di processore Dual Core; questo potrà portare ad alcuni incrementi prestazionali con questa famiglia di processore nei giochi 3D, ma pare prevedibile attendersi variazioni percentuali abbastanza limitate almeno inizialmente.

Alla luce di questo, è significativa la scelta di AMD di proporre i processori Athlon 64 della famiglia FX ancora con architettura single core: questo permette di ottenere significativi boost prestazionali attraverso un aumento della frequenza di lavoro, piuttosto che avere a disposizione un secondo Core di processore che resti pressoché inutilizzato durante l'esecuzione di un gioco.

Il quadro non varia passando da un titolo all'altro: le cpu Athlon 64 FX si confermano i processori di riferimento per quanto riguarda il gaming, con buona scalabilità anche a risoluzioni che tipicamente iniziano a diventare più dipendenti dalla potenza di elaborazione della scheda video più che dal processore utilizzato.

La conversione di filmati DVD è ambito di utilizzo preferenziale per le cpu con architettura Dual Core; buon risultato nel complesso quello della cpu Athlon 64 FX57, anche se in linea generale l'utilizzatore di applicazioni multimediali trova nei processori Dual Core, o in quelli Pentium 4 con tecnologia HyperThreading, una scelta migliore rispetto a quelle FX a prescindere dal costo d'acquisto.

Mainconcept è un tool di conversione, utilizzato nei test per convertire un video da formato DV in quello MPEG2; le prestazioni scalano in modo lineare alla frequenza di clock, con un certo livellamento tra Intel e AMD confrontando i processori di costo simile. I migliori risultati sono quelli della cpu Athlon 64 X2 4.800+, superata solo dal processore Athlon 64 FX57 portato a 3 GHz di clock.

Applicazione single task, RazorLame premia la pura frequenza di clock: per questo motivo le cpu Athlon 64 FX fanno registrare in assoluto i migliori risultati.

Winrar è un altro tipico test single task, nel quale quindi primeggiano a parità di architettura le cpu con la frequenza di clock più elevata; in questo caso la classifica vede chiaramente in vantaggio le soluzioni AMD Athlon 64 su quelle Intel Pentium 4 e Pentium D.

La conversione di un filmato HD in formato Windows Media premia le cpu con architettura Dual Core, come si evidenzia chiaramente osservando i grafici; il risultato della cpu Athlon 64 FX57 è allineato a quello delle più veloci cpu Intel Pentium 4 serie 6xx.

I test con Cinebench 2003 e con Viewperf confermano che le prestazioni con applicazioni grafiche Open GL professionali sono principalmente dipendenti dalla frequenza di clock del processore, più che dalla presenza di un secondo Core; questo giustifica i risultati molto elevati fatti complessivamente registrare dal processore Athlon 64 FX57 in tutte le situazioni.

Il puro rendering è l'ambito di utilizzo preferenziale per i processori multicore, in quanto con questo genere di applicazioni è tipicamente possibile utilizzare i Core in parallelo. Non deve quindi sorprendere la serie di risultati pubblicati, che vedono le cpu Intel e AMD Dual Core costantemente ai primi posti. Grazie all'elevata frequenza di clock in assoluto la cpu Athlon 64 FX57 si difende molto bene anche in questo genere di ambiti applicativi, facendo registrare prestazioni velocistiche pressoché alla pari con la cpu Intel Pentium 4 670.

Il rilevamento della potenza necessaria al corretto funzionamento del sistema è stato eseguito con una pinza amperometrica sulla corrente alternata utilizzata dall’alimentatore del sistema di test. Attraverso la pinza amperometrica abbiamo provveduto sia a misurare la tensione (pari a 230 Volt) che la corrente (in Ampere).

In un circuito elettrico attraversato da corrente continua la potenza, che si misura in Watt, è data da tensione*corrente. Sfortunatamente, avendo una misurazione della corrente alternata, dobbiamo tenere conto di un terzo fattore denominato fattore di potenza. La formula pertanto risulta essere la seguente:

potenza = tensione*corrente*cos(Phi)

dove Phi è l’angolo di sfasamento e cos(Phi) è il fattore di potenza. L’angolo di sfasamento dipende dal tipo di carico: resistivo, induttivo o capacitivo. Fortunatamente gli alimentatori dei personal computer hanno un tipo di carico che rende l’angolo di sfasamento vicino allo zero e, conseguentemente, il fattore di potenza può essere approssimato con l’unità. Per correttezza, tuttavia, non indicheremo i risultati ottenuti in Watt, ma in VA (Volt per Ampere). Coloro che vogliono effettuare un confronto tra i risultati ottenuti e la potenza massima erogabile dall’alimentatore devono tenere a mente che nel migliore dei casi (cioè quando cos(Phi) è approssimabile con l’unità) il valore in VA può essere tradotto in Watt senza alcuna operazione, mentre in tutti gli altri casi la potenza in Watt sarà inferiore.

Ovviamente, quanto indicato è il consumo generato dall'intero sistema (scheda madre, processore, memoria, hard disk, lettore ottico, scheda video) e non dal solo processore; non essendo possibile misurare correttamente il consumo specifico del processore, operando in questo modo si ottiene una rappresentazione della scalabilità del consumo del sistema, monitor escluso, al variare del processore utilizzato.

I grafici si commentano da soli: le cpu AMD Ahlon 64, anche a pieno carico, hanno sempre un consumo inferiore a quelle Intel Pentium 4, pur se prendiamo a confronto modelli dalle prestazioni molto diverse tra di loro. Significativi i consumi delle cpu Athlon 64 FX57 e Athlon 64 X2 4.800+: si tratta di modelli costruiti con processo produttivo a 0.09 micron, alimentati con un voltaggio inferiore e quindi capaci di consumare meno rispetto ad altri processori Athlon 64 costruiti con Core a 0.13 micron, dal clock inferiore.

Si è vociferato nei giorni scorsi che con il processore Athlon 64 FX57 AMD volesse in qualche modo supportare ufficialmente l'overclocking; all'atto pratico non è ovviamente così, in quanto avrebbe poco senso per un produttore di processori spronare i propri clienti a portare fuori specifica i propri prodotti, con tutti i rischi connessi ad un funzionamento non stabile del proprio sistema.

Le cpu Athlon 64 FX, tuttavia, rimangono le uniche con moltiplicatore di frequenza completamente sbloccato: questo lascia maggiore flessibilità in caso di overclocking e sembra in parte confermare non una propensione, ma un atteggiamento "di simpatia" da parte di AMD verso quegli utenti che vogliono spingere il proprio processore al massimo della frequenza.

Nel corso dei test abbiamo portato il nostro sample di processore Athlon 64 FX57 sino alla frequenza di 3 GHz, mantenendo piena stabilità operativa ed eseguendo tutta la tradizionale suite di test, utilizzando il tradizionale sistema di raffreddamento ad aria fornito in bundle con questo processore. L'utilizzo del processo produttivo a 0.09 micron lascia spazio a buoni margini di overcloccabilità, ma non bisogna dimenticare che la frequenza di clock di default di questa cpu è già di ben 2,8 GHz, quindi superare i 3 GHz senza particolari sistemi di raffreddamento pare chiedere forse un po' troppo a questa cpu.

Un cenno ai consumi: è evidente come le cpu Intel Pentium 4, a pieno carico, abbiano consumi complessivamente superiori rispetto a quelli delle soluzioni AMD Athlon 64. Nel confronto bisogna segnalare che alcuni elementi erano necessariamente diversi, quali scheda madre e tipologia di memoria adottata, mentre per i restanti componenti del sistema sono stati utilizzati gli stessi prodotti, rendendoli ininfluenti al momento del confronto. Significativi i risultati ottenuti dalle cpu Athlon 64 FX57 e Athlon 64 X2 4.800+, grazie al processo produttivo a 0.09 micron utilizzato con questi processori; un andamento simile è riavabile anche per le nuove cpu Athlon 64 dal clock inferiore rispetto a queste due, basate sui nuovi Core con processo a 90 nanometri.

AMD conferma con la cpu Athlon 64 FX57 di avere a disposizione il miglior processore per applicazioni single task, nonché la cpu di riferimento per i videogiocatori più esigenti. Questo, tuttavia, viene proposto ad un costo allineato a quanto visto con i precedenti lanci di processore della famiglia FX: si tratta, nelle intenzioni di AMD, di un processore di fascia altissima e questo giustifica il costo ufficiale di 1.000 dollari. Si tratta di una cifra decisamente non alla portata della stragrande maggioranza degli utenti più appassionati, che però mette ancor più in luce le qualità delle cpu Athlon 64 di clock inferiore, soprattutto se basate sul nuovo Core Venice a 0.09 micron: questa è la cpu di riferimento per tutti quegli utenti appassionati che non disdegnano di overcloccare il proprio processore.