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Pagina 1 - Introduzione "Quadfather": questo il nome utilizzato sino ad oggi da AMD per indicare la propria piattaforma basata su due processori Athlon 64 della serie FX, termine che mischia il Quad del numero di Core messi a disposizione da questa piattaforma con il "Godfather", cioè il Padrino del film di Francis Ford Coppola. Una forma simpatica, almeno nello slang americano, per voler indicare la potenza di questa nuova piattaforma per sistemi desktop. Due Socket e 4 core, abbinati ad una scheda madre capace di gestire sino a 12 hard disk Serial ATA contemporaneamente e un massimo di 4 schede video PCI Express: una notevole potenza elaborativa a disposizione di un sistema che, nelle intenzioni di AMD, verrà utilizzato da quegli utenti che vogliono avere a disposizione una personal workstation, senza dover per questo accedere alla gamma di schede madri, processori e memorie sviluppate per workstation professionali. Elevata potenza di elaborazione, quindi, abbinata tuttavia alla possibilità di intervenire sui parametri di funzionamento del sistema così da ottenerne le massime prestazioni velocistiche possibili. Parliamo quindi di bios della scheda madre che lasci impostare manualmente i timings di accesso della memoria e intervenire sui parametri di funzionamento del processore, cpu con moltiplicatore di frequenza sbloccato e memoria DDR2-800 unbuffered, la stessa adottata dalle altre schede madri desktop sia con processori Intel che AMD così da aver accesso alla ampia gamma di memorie per utenti enthusiast disponibili sul mercato. E' proprio agli enthusiast, cioè a quegli utenti di PC mai sazi della potenza elaborativa del proprio sistema, che AMD si rivolge con una piattaforma come quella Quad FX: l'obiettivo è mettere a disposizione una piattaforma in grado di garantire elevate prestazioni velocistiche assolute, con una flessibilità nell'aggiornamento futuro sia in termini di schede video che di evoluzione alle future architetture di processore che AMD immetterà in commercio. Al pari delle soluzioni quad core Intel attualmente disponibili, le piattaforme Quad FX sono per una ristretta cerchia di utenti, disposti a investire una cifra non indifferente per avere a disposizione del proprio sistema ben 4 core; avere accesso ad un così elevato numero di core implica la necessità di sfruttare al meglio tale potenza elaborativa, utilizzando applicazioni che sfruttino più di 1 thread per volta oppure eseguendo contemporanamente più applicazioni. AMD sintetizza questo con il termine non di multitasking, ma di megatasking: utilizzare abitualmente differenti applicazioni in contemporanea, sicuri che il sistema risponderà comunque in modo pronto alle richieste dell'utente e soprattutto senza correre il rischio di non portare a termine un'applicazione per insufficienti risorse di sistema. I possessori di sistemi con architettura dual core avranno chiaro questo concetto: se le nuove cpu dual core di Intel e AMD hanno permesso di eseguire in parallelo più applicazioni, dimenticandosi una risposta del sistema a scatti e la necessità di non utilizzare del tutto il sistema, se non per applicazioni molto leggere, nel momento in cui veniva avviata un'elaborazione particolarmente esigente in termini di risorse del sistema. Passando ad un sistema con 4 core i benefici visti con le architetture dual core non fanno altro che aumentare: i programmi che sfruttano contemporaneamente la presenza di più core riducono i tempi di elaborazione, mentre all'utente si aprono nuove possibilità di scenari con più applicazioni aperte, anche particolarmente esigenti in termini di risorse di sistema, con le quali potr eseguire elaborazioni in parallelo mantenendo piena risposta da parte del sistema.
AMD ha presentato per la prima volta la piattaforma Quad FX, chiamandola in quell'occasione 4x4, durante il proprio Analyst Day dello scorso mese di Giugno; in quell'evento sono state anche delineate le caratteristiche tecniche delle future architetture di processore AMD, internamente note con il nome di K10 ma altrettanto conosciute al pubblico con il nome in codice di K8L. Vedremo questi processori al debutto nel corso della seconda metà del 2007, in abbinamento sia alle attuali piattaforme per processori Opteron e Athlon 64 X2, che per le piattaforme enthusiast Quad FX. Quella Quad FX, di conseguenza, è nell'ottica di AMD una piattaforma destinata a venir proposta nella propria gamma di prodotti con continuità, e non una semplice soluzione temporanea; non può infatti sfuggire come Intel abbia ora a disposizione una propria architettura di processore a 4 core su singolo Socket, mentre AMD debba utilizzare una piattaforma dual Socket per poter mettere a disposizione 4 core in un sistema desktop. D'altro canto, una piattaforma Quad FX potrà essere aggiornata con le prossime generazioni di processori Athlon 64 FX, che implementeranno non solo 4 core per ogni Socket ma anche le innovazioni architetturali introdotte da AMD con il core K10. Vediamo ora quali siano le caratteristiche tecniche dei nuovi processori Athlon 64 FX che AMD presenta quest'oggi per la piattaforma Quad FX. Pagina 2 - Le cpu Athlon 64 FX 7x Nelle settimane precedenti il debutto di questi processori si sono susseguite varie informazioni sui prezzi praticati da AMD per la nuova serie di cpu Athlon 64 FX; quanto emerso erano valori di prezzo complessivamente elevati per le nuove cpu Athlon 64 FX serie 70, che sulla carta potevano scoraggiare l'acquisto di un sistema Quad FX. AMD ha comunicato i prezzi ufficiali di questi processori, come sempre indicati per lotti da 1.000 processori ai distributori, tasse escluse, di seguito riportati:
I prezzi sono per una coppia di processori, dotati di dissipatore di calore: AMD quindi venderà i processori FX7x sempre in coppia, destinandoli unicamente all'utilizzo in piattaforme Quad FX. Le soluzioni FX a singolo Socket sono destinate a scomparire dal mercato: il processore Athlon 64 FX62, per piattaforme Socket AM2, resterà quindi l'ultima cpu AMD della serie FX destinata a sistemi desktop a singolo Socket, almeno stando alle intenzioni comunicate dal produttore americano. La conseguenza diretta di questa decisione è che saranno le cpu Athlon 64 X2 a rappresentare le cpu AMD top di gamma più veloci disponibili in commercio nella linea di soluzioni desktop a singolo Socket; questo implica il prossimo annuncio, da parte di AMD, di nuove versioni di processore Athlon 64 X2 destinate a posizionarsi nella parte alta della gamma di prodotti, e quindi a sostituire le cpu Athlon 64 FX 6x ancora presenti a listino. Osservando i prezzi delle cpu Athlon 64 FX 7x emerge una chiara considerazione: la soluzione Athlon 64 FX72 è di fatto paragonabile ad un processore Athlon 64 FX62, in quanto con questa condivide la stessa frequenza di clock e la cache L2 da 1 Mbyte per ciascun Core. Le differenze riguardano il package, di tipo a 1207 pin per la nuova cpu e Socket AM2 per la soluzione FX62, ma questo non ha ripercussioni sulle prestazioni velocistiche; altra particolarità della soluzione FX72 è ovviamente la presenza di link Hypertransport in numero tale da permettere il funzionamento in sistemi a due Socket. Un singolo processore Athlon 64 FX72, non acquistabile all'atto pratico in quanto AMD venderà queste cpu solo in coppia, viene quindi proposto a 400 dollari USA, contro i 713 dollari richiesti sino ad ora per una cpu Athlon 64 FX62. Questo lascia intendere quanto AMD abbia voluto proporre in modo particolarmente competitivo questi processori sul mercato, e che allo stesso tempo è logico attendersi un riallineamento verso il basso dei prezzi delle cpu Athlon 64 FX62 e in generale delle altre soluzioni Athlon 64 X2 di fascia alta. Il costo di 999 dollari richiesto da AMD per una coppia di processori Athlon 64 FX74 è identico a quello praticato da Intel per la propria cpu Core 2 Extreme QX6700, soluzione quad core per schede madri Socket 775 LGA; il processore Core 2 Quad X6600, processore quad core con frequenza di clock di 2,4 GHz atteso in commercio al debutto il prossimo mese di Gennaio 2007, verrà proposto ad un prezzo ufficiale di 851 dollari USA stando alle roadmap Intel. Di conseguenza la soluzione FX72, almeno con i dati attualmente disponibili, sarà posizionata ello stesso segmento di prezzo della futura cpu Core 2 Quad X6600, con la coppia di processori Athlon 64 FX70 a formare una categoria a se stante, di sistemi con 4 Core di processori proposti a 599 dollari per quanto riguarda il costo dei processori. Le considerazioni sui prezzi della futura cpu Intel Core 2 Quad X6600 qui riportate sono elaborate alla luce di quello che si prevede essere il prezzo di questi processori così come indicato dalle roadmap fornite da Intel ai propri partner: è ovviamente possibile che il costo effettivo possa venir ricalcolato dal produttore americano, anche alla luce dei prezzi delle soluzioni Athlon 64 FX70 e FX72. Volendo confrontare un sistema quad core Intel con una soluzione Quad FX di AMD è necessario inserire nell'analisi anche il confronto di costo della scheda madre, considerando che entrambe le piattaforme utilizzano tradizionale memoria DDR2-800. Per la piattaforma Quad FX di AMD il produttore è la taiwanese Asus, che con la scheda madre L1N64-SLI WS è di fatto l'unica azienda che può al momento proporre soluzioni per processori Athlon 64 FX 7x: il costo indicativo sul mercato retail, così come comunicatoci da AMD, è pari a 300 dollari USA, anche se aspettiamo conferme da parte dei rivenditori on line internazionali su quello che sarà l'effettivo prezzo di vendita di tali soluzioni. Per le piattaforme Socket 775 LGA il prezzo di schede madri top di gamma varia a seconda del chipset utilizzato, passando dai 200 dollari circa di una soluzione con chipset Intel 975X sino ai quasi 300 dollari delle reference board NVIDIA con chipset nForce 680i SLI, lo stesso utilizzato in questa analisi. Questo implica che, stando alle informazioni attualmente disponibili, possiamo stimare in un massimo di 100 dollari il costo incrementale dato dall'acquisto di una scheda madre per piattaforme Quad FX rispetto ad una soluzione di fascia alta per processori Intel quad core. Sarà necessario tenere in considerazione anche queste differenze di prezzo nell'analisi dei risultati prestazionali e delle potenzialità delle nuove piattaforme Quad FX. Le nuove cpu utilizzano il Socket 1207 pin per collegarsi alla scheda madre; si tratta della stessa interfaccia già vista nelle cpu Opteron Revision F, quelle introdotte da AMD lo scorso mese di Agosto e pensate per l'abbinamento alla memoria DDR2. Il TDP è pari a 125 Watt per tutte e 3 le versioni di processore Athlon 64 FX 7x, mentre il voltaggio di alimentazione nominale è pari a 1,35 oppure 1,4V a seconda dei processori. Ogni processore integra al proprio interno due link Hypertransport da 16bit di ampiezza: questo permette di collegare ogni processore al north bridge del chipset, e all'altra cpu presente nel sistema. Pagina 3 - Scheda madre Asus L1N64-SLI WS Come segnalato precedentemente, Asus è l'unica azienda produttrice di schede madri che al momento attuale abbia in gestione la produzione di piattaforme Quad FX; è presumibile che nel corso dei prossimi mesi questa situazione sia destinata a cambiare con l'ingresso di nuovi produttori, oltre che con la disponibilità di piattaforme chipset per sistemi Quad FX costruite direttamente da AMD e che quindi introdurranno il supporto anche alla tecnologia Crossfire per la gestione di due schede video in parallelo. Le dimensioni di questa scheda madre sono decisamente imponenti: del resto la presenza di due Socket per processori Athlon 64 FX e di vari slot per schede video e periferiche implica alcuni compromessi in termini di dimensioni del PCB. Nella parte superiore spicca la disposizione dei due Socket a 1207 pin, in mezzo ai quali sono stati montate le due coppie di Slot memoria DDR2; ogni processore, infatti, gestisce in modo indipendente una coppia di Slot memoria, così che il memory controller integrato nella cpu possa essere configurato in modalità dual channel, e i due controller operino in paralleo per una bandwidth massima teorica, con 4 moduli memoria DDR2-800, che raggiunge i 25,6 Gbytes al secondo nel momento in cui viene abilitata la modalità NUMA. Il sistema di raffreddamento sviluppato per la circuiteria di alimentazione del processore tiene necessariamente in considerazione il consumo massimo dei processori Athlon6 4 FX serie 70, che raggiunge i 125 Watt; per questo motivo Asus ha optato per dissipatori di rame, sui quali può essere montata una ventola dedicata simile a quanto già visto su altre schede madri desktop del produttore taiwanese sia per processori Intel che per quelli AMD. Un terzo radiatore è collegato, attraverso due heatpipe, ad una placca in rame che sormonta i due chip che compongono il chipset NVIDIA nForce 680a SLI. La piattaforma Quad FX si caratterizza per la possibilità di utilizzare più schede video, gestibili sia singolarmente per configurazioni multimonitor complesse che accoppiando due schede video con tecnologia SLI di NVIDIA. Sul PCB, pertanto, Asus ha montato ben 4 Slot PCI Express 16x di tipo meccanico, dei quali 2 sono 16x elettrici e 2 8x elettrici; a completare le possibilità di espansione troviamo uno Slot PCI Express 1x e un tradizionale Slot PCI a 32bit. Il chipset nForce 680a SLI gestisce un massimo di 12 canali Serial ATA indipendenti; questo permette di costruire catene Raid particolarmente complesse, arrivando al limite a utilizzare contemporaneamente tutti e 12 i canali SATA in un'unica catena. In alternativa è possibile configurare sino a 4 catene Raid indipendenti. Pagina 4 - nForce 680a SLI: "nuovo" chipset da NVIDIA nForce 680a SLI: questo il nome del chipset che NVIDIA ha sviluppato per le architetture Quad FX di AMD; ritroviamo in esso buona parte delle caratteristiche tecniche delle soluzioni chipset della serie nForce 5 per processori AMD Athlon 64 Socket AM2, con una sorta di raddoppio in termini di specifiche come il grafico seguente lascia facilmente intuire.
Il chipset è architettura a due chip, come si nota chiaramente: questi sono collegati tra di loro attraverso bus Hypertransport, e a dispetto del nome modificato di fatto altro non sono che due chip nForce 570 SLI. La spiegazione di questo è presto data: ognuno dei due chip può gestire una connessione PCI Express 16x e una seconda PCI Express 8x, esattamente come per il chipset 570 SLI che può gestire, con un unico chip, due schede video PCI Express con tecnologia SLI ma sfruttando connessioni PCI Express 8x elettriche e non 16x elettriche come per il chipset nForce 590 SLI. Del resto il chipset nForce 570 SLI permette di gestire un massimo di 28 linee PCI Express, caratteristica compatibile con la presenza di uno Slot PCI Express 16x e di un secondo Slot 8x. L'abbinamento dei due chip permette di ottenere il supporto contemporaneo a 4 canali PCI Express 16x: 2 di tipo 16x anche elettrico, e 2 di tipo 8x elettrico su Slot 16x meccanico. Ad uno dei due chip è delegata la gestione delle periferiche PCI, mentre al secondo competono le periferiche PCI Express che non siano quelle delle schede video prima segnalate. L'abbinamento dei due chip ha permesso di mettere a disposizione del sistema un massimo di 12 canali Serial ATA, del tipo a 3 Gbit, e sino a 4 schede di rete Gigabit, eventualmente configurabili in teaming così da avere a disposizione una bandwidth massima teorica di 4 Gigabit. La connessione tra processori Athlon 64 FX e chipset viene gestita attraverso due link Hypertransport, e un ulteriore link viene utilizzato per collegare tra di loro le due cpu. AMD segnala per le cpu Athlon 64 FX 7x la presenza di due link Hypertransport, e non di 3; di conseguenza il grafico segnalato da NVIDIA è errato, nel senso che i due chip che compongono il chipset nForce 680a SLI non possono entrambi essere collegati in modo dipendente ad uno dei due processori, ma sono più realisticamente collegati tra di loro con un link Hypertransport, e uno dei due processori collegato ad uno dei due chip. Il memory controller è integrato nei processori, motivo per il quale i 4 Slot memoria comunicano a coppie direttamente con i processori e da quest'ultimi entrano in comunicazione con il chipset, sempre attraverso connessione Hypertransport. Le caratteristiche tecniche accessorie del chipset nForce 680i non differiscono, in buona sostanza, da quelle della piattaforma chipset nForce 680i SLI che NVIDIA ha recentemente presentato per sistemi Socket 775 LGA. Segnaliamo la presenza di Linkboost, funzionalità che nella serie di chipset per processori AMD era stata implementata solo nel modello nForce 590 SLI e non in quello nForce 570 SLI.
Il nome Linkboost suggerisce un funzionamento fuori specifica per alcuni bus della scheda madre. In effetti è proprio questo quello che accade: con questa funzionalità, abilitabile o meno da bios, utilizzando schede video NVIDIA opportunamente certificate il bus di connessione tra i due bridge del chipset e tra questi e le due schede video viene incrementato del 25% nella sua frequenza di funzionamento. In sintesi, NVIDIA ha certificato un overclock automatico del 25% di questi bus in particolari condizioni di utilizzo, indicando questa particolarità con il nome di Linkboost e facendone un interessante veicolo marketing. Dal punto di vista tecnico è sicuramente qualcosa d'interessante, ma che non ci sembra in grado di cambiare lo scenario in termini di prestazioni velocistiche. Assieme alla possibilità di poter gestire due connessioni PCI Express 16x elettriche in parallelo, Linkboost è una delle poche differenze che NVIDIA ha implementato all'interno del proprio chipset top di gamma rispetto alla soluzione nForce 570 SLI. All'atto pratico, Linkboost dovrebbe permettere di ottenere migliori prestazioni velocistiche rispetto ad un setup sprovvisto, in quanto la bandwidth che viene generata è superiore sia per quanto riguarda le comunicazioni tra i due bridge del chipset, sia per quel che concerne la connessione di ciascuna scheda video con il bridge di competenza. La seconda tecnologia presente nel chipset nForce 680a SLI mutuata dalle precedenti piattaforme chipset NVIDIA è la memoria SLI. NVIDIA e Corsair hanno sviluppato congiuntamente la tecnologia EPP, Enhanced Performance Profiles, che mira a rendere disponibili degli utenti timings di accesso particolarmente spinti delle proprie memorie, nel momento in cui queste sono utilizzate in particolari piattaforme certificate. Le memorie EPP utilizzano parte della circuiteria dei chip SPD, Serial Presence Detect, i piccoli chip che indicano alla scheda madre quali siano i timings di default programmati per il modulo memoria. Parte di questa circuiteria non viene utilizzata dalle specifiche JEDEC, ed è proprio servendosi di questa che la tecnologia EPP opera. Alcuni dei parametri che vengono indicati con la tecnologia EPP alla scheda madre sono alla base di qualsiasi overclock spinto: ad esempio, citiamo il voltaggio di alimentazione e il command rate. Questi non sono tipicamente gestiti attraverso le impostazioni di default JEDEC, in quanto queste definiscono i soli parametri base di un modulo memoria e non anche quelli avanzati. La tecnologia EPP mira quindi a rendere questi parametri, indispensabili per il raggiungimento di elevate frequenze di funzionamento della memoria senza impatti negativi sulle prestazioni velocistiche, configurabili automaticamente dal sistema. Una configurazione di questo tipo può quindi operare con impostazioni di default, oppure attraverso una selezione da bios la scheda madre può forzare il funzionamento della memoria su specifiche più elevate di quelle JEDEC, abbinando timings avanzati e controllo del voltaggio di alimentazione così da mantenere in ogni caso il funzionamento stabile del sistema. Ovviamente rimane sempre accessibile la configurazione manuale delle memorie: i timings di accesso restano liberamente accessibili da bios, ovviamente a seconda di quelle che sono le opzioni rese disponibili dal bios della scheda madre utilizzata. Tre sono le tecnologie implementate da NVIDIA in questo nuovo chipset che interessano il sottosistema di rete, nuovamente riprese dalle altre piattaforme chipset nForce 5 e nForce 6. La prima è FirstPacket: questo nome lascia intendere una gestione dei pacchetti dati che sia funzionale al tipo di lavoro che dev'essere svolto dal sistema, e in effetti proprio di questo si tratta. FirstPacket verifica quali siano i pacchetti dati che vengono gestiti dalla scheda di rete, veicolando quelli ai quali sia stata data superiore priorità rispetto agli altri così che giungano a destinazione senza impatti sulla latenza della trasmissione. Un esempio pratico dell'utilità di questa tecnologia, e in generale delle tecnologie che gestiscono alcuni pacchetti di dati con priorità su altri, è quella del gaming on line: configurando FirstPacket in modo tale che venga data priorità sui dati inviati dal sistema legati al gaming on line, si possono ottenere benefici in termini di riduzione della latenza di accesso. Un secondo esempio può essere quello delle trasmissioni VoIP o di videoconferenza, per le quali è importante che i pacchetti vengano consegnati con ridotta latenza così da evitare problemi di continuità della trasmissione dei dati, sia audio che video.
Lo schema di funzionamento mostra come i pacchetti generati dal videogame vengano gestiti con priorità rispetto a quelli della trasmissione FTP, tipicamente molto meno sensibile a variazioni della latenza rispetto ad un game on line. FirstPacket funziona solo con i dati in uscita dal PC, non con quelli in ingresso che sono legati a come opera la rete alla quale si è collegati. Inoltre, i benefici sono tangibili in particolare con quelle applicazioni che gestiscono molti pacchetti di ridotte dimensioni, più che con quelle che sono poco influenzate dall'aumento della latenza (trasmissioni FTP e navigazione web, ad esempio). L'utente può liberamente stabilire a quali tipologie di pacchetti dare priorità in fase di trasmissione, oppure scegliere una trasmissione di tipo tradizionale nella quale i pacchetti di dati vengono inviati in funzione di quando sono resi disponibili al sistema per la trasmissione. Dual Net è la seconda tecnologia implementata da NVIDIA: come il nome lascia facilmente intendere, permette di gestire le trasmissioni di rete utilizzando due schede di rete Gigabit affiancate tra di loro. Nell'implementazione del chipset nForce 680a SLI possono essere affiancati sino a 4 chip di rete Gigabit lan, per un massimo teorico di 4 Gigabit di banda a disposizione del sottosistema di rete. L'ultima tecnologia implementata da NVIDIA a livello lan è la TCP/IP Acceleration; questa mira a velocizzare la trasmissione dei dati in protocollo TCP/IP, gestendo a livello hardware pacchetti di driver che tipicamente generano notevole carico sul processore. La tecnologia TCP/IP Acceleration opera sia a livello hardware, con della logica integrata all'interno dei chipset nForce 600, sia con un apposito set di driver specificamente studiati. La sua abilitazione avviene attraverso il pannello NVIDIA Network Access Manager, con pieno controllo delle funzionalità da parte dell'utente. Pagina 5 - Configurazione di test I test sono stati eseguiti cercando di utilizzare applicazioni che potessero sfruttare il più possibile la presenza di 4 Core, affiancando la piattaforma Quad FX al processore Intel Core 2 Extreme QX6700. Di seguito i processori inseriti nel confronto:
Questi i componenti adottati per i vari sistemi:
Circa il sistema operativo, la scelta è caduta da una parte su Windows XP Professional 32bit, dall'altra su Windows Vista RC2 64bit, così da poter delineare l'andamento prestazionale di queste due piattaforme sia con sistema operatiovo a 32bit che con quello a 64bit. Ove possibile sono state utilizzate, con Windows Vista RC2, versioni degli applicativi compilate nativamente a 64bit. Questi i test eseguiti con le piattaforme di test: Multimedia
Rendering
Pagina 6 - Consumi e temperature Per valutare il livello di consumo dei processori in prova in queste pagine è stato misurato il consumo dell'intero sistema, cercando di utilizzare gli stessi componenti per le parti condivise; questa la configurazione di test adottata:
C'è poco da commentare: le pittaforme Quad FX di AMD hanno un consumo complessivamente molto elevato sia in Idle che a pieno carico, a motivo sia della differente piattaforma con i due chip che compongono la soluzione nForce 680a SLI, che in generale del numero di componenti montati sulla scheda madre Asus. Da non trascurare anche la presenza di 3 ventole di raffreddamento supplementari montate di default sui dissipatori di calore della scheda madre, collegate durante le rilevazioni del consumo. A prescindere da questo, tuttavia, la piattaforma Quad FX ha consumi estremamente elevati nel complesso se confrontati con quelli delle soluzioni Quad Core di Intel. Passando alle temperature di funzionamento, abbiamo eseguito 3 sessioni in sequenza del benchmark multitasking Povray 3.7 beta, rilevando le temperature attraverso l'utility Core Temp Beta 0.94. Il sistema di test è stato montato non in un case, quindi è presumibile che possano essere rilevate temperature più elevate con scheda madre montata in uno chassis.
Per quanto concerne le temperature di funzionamento segnaliamo come non vi siano problemi con le cpu Athlon 64 FX serie 7x: anche occupando tutti e 4 i core disponibili le piattaforme Quad FX hanno fatto registrare livelli di temperatura tutt'altro che elevati in assoluto, complessivamente più bassi di quelli delle cpu quad core di Intel. Queste ultime, d'altro canto, devono dissipare il calore generato con un solo dissipatore di calore, mentre AMD distribuisce il calore sui due dissipatori di calore avendo un'architettura a due Socket. Pagina 7 - Windows XP - rendering
I test di rendering evidenziano un chiaro margine di vantaggio per le architetture Core 2 Quad di Intel; del resto, in precedenti articoli avevamo già evidenziato come in questi ambiti di elaborazione le innovazioni architetturali introdotte da Intel avessero permesso di ottenere significativi incrementi prestazionali rispetto sia alle cpu Pentium 4 - Pentium D che a quelle della famiglia Athlon 64. Le uniche differenze le troviamo in Cinebench 9.5, test che simula le prestazioni ottenibili nel rendering con il programma Cinema 4D e che premia le soluzioni Quad FX di AMD nel momento in cui il rendering viene eseguito utilizzando tutti i core a disposizione del sistema. Pagina 8 - Windows XP - multimedia
Conversione di un film DVD in Divx e backup di un film DVD sono due scenari estremamente favorevoli alle soluzioni Intel Core 2 Duo e Quad, e i risultati di questi nuovi test non fanno altro che confermare questo quadro. Il margine di vantaggio delle soluzioni Intel è sempre molto netto anche prendendo quale riferimento il sistema con due processori Athlon 64 FX74.
Mainconcept e Paint.net privilegiano l'utilizzo di piattaforme con 4 core di processore: lo si nota chiaramente osservando come i tempi più alti siano quelli registrati dall'unica cpu dual core in prova, quella Core 2 Extreme X6800. Nuovamente in vantaggio le soluzioni Intel a 4 core, anche se con divari più ridotti che in precedenza per le piattaforme Quad FX soprattutto con Mainconcept.
Sony Vegas+DVD mostra chiaramente come a seconda del tipo di test eseguito possa cambiare l'ordine dei risultati: nel primo è stato effettuato il rendering su altra traccia di un flusso video, utilizzando come output quello Pal DV Widescreen alla massima qualità possibile. Nel secondo è stato invece utilizzato un benchmark che coinvolge video e audio, nel rendering in Mpeg2. Windows Media Encoder ripresenta un quadro simile a quanto visto in precedenza, con però un maggiore allineamento tra i sistemi quad core e la soluzione dual core intel top di gamma chiaramente distanziata. Pagina 9 - Windows XP - megatasking E' estremamente difficile trovare applicazioni di produttività personale, fatta forse eccezione solo per quelle di rendering puro, che possono sfruttare in parallelo la presenza di 4 core di processore; per questo motivo abbiamo introdotto 3 distinti scenari di test multitasking con sistema operativo Windows XP Professional, cercando di valutare quale fosse l'eventuale riduzione dei tempi di elaborazione eseguendo in parallelo varie applicazioni, piuttosto che attendere che ciascuna di queste completasse la propria elaborazione prima di avviare quella seguente. Il primo scenario megatasking prevede l'esecuzione contemporanea delle 4 seguenti applicazioni:
Il secondo grafico permette di valutare i miglioramenti prestazionali ottenibili in uno scenario megatasking, cioè eseguendo in parallelo i 4 processi: gli incrementi più interessanti sono stati registrati con le 3 piattaforme Quad FX, che quindi sembrano meglio prediligere l'utilizzo di più processi contemporaneamente. In termini di tempo assoluto il primo grafico evidenzia come siano le due cpu Core 2 Quad a far registrare i tempi migliori, anche se in megatasking la piattaforma Athlon 64 FX74 si avvicini sensibilmente. A chiudere il quadro l'unico processore dual core, che riesce ad ottenere un miglioramento delle prestazioni, in termini di inferiore tempo di elaborazione, di poco più del 4%. Il secondo scenario megatasking è stato configurato in modo differente: le applicazioni sono state infatti eseguite in sequenza, distanziandone l'avvio un minuto l'una dall'altra così da simulare il comportamento di un utente che carica progressivamente il proprio sistema. Queste le applicazioni utilizzate:
In questo caso la scalabilità dei processori quad core è complessivamente allineata, con differenze molto ridotte tra processori Intel e AMD in termini di diminuzione dei tempi di elaborazione passando da un'esecuzione sequenziale ad una in parallelo dei vari task. L'intervallo di tempo di 1 minuto tra l'avvio di un test e di quello seguente ha giocato a favore della soluzione dual core, che mostra un incremento prestazionale superiore a quello del megatask precedente ma ancora non tale da avvicinarsi a quanto registrato dalle soluzioni con 4 processori. Il terzo scenario megatasking è sicuramente il più complesso: in background è infatti sempre stato lasciato in esecuzione un flusso video H.264, così da stressare sempre e in modo continuativo sia un core che il sottosistema memoria. Le applicazioni sono state tutte eseguite con avvio contemporaneo, con la seguente scaletta di test:
I risultati di questo test sono estremamente interessanti: al crescere della frequenza di clock dei processori Quad FX incrementano le prestazioni di queste piattaforme, mentre sostanzialmente allineate le due soluzioni Quad Core di Intel che fanno registrare, in multitasking, sostanzialmente gli stessi tempi che avrebbero ottenuto eseguendo singolarmente e in sequenza le applicazioni sopra indicate. Ovviamente in quest'ultimo caso non sarebbe stata eseguita la riproduzione del filmato H.264 in background, fonte di disturbo in questo scenario megatasking. Fanalino di coda la configrazione Core 2 Extreme X6800: in questo caso l'esecuzione di un film H.264 è responsabile di un incremento considerevole dei tempi di elaborazione: in megatasking passiamo infatti a 2543 secondi, contro un tempo di 1951 secondi registrato sommando i tempi di esecuzione delle singole applicazioni. Pagina 10 - Windows Vista RC2 - rendering
Passando alla versione a 64bit del sistema operativo Windows Vista RC2 è stato possibile, nei test di rendering, eseguire applicazioni tutte con codice a 64bit nativo. Questo ha consentito di ottenere in alcuni casi interessanti incrementi prestazionali, soprattutto per i processori AMD Athlon 64 FX 7x: vedremo nelle pagine seguenti quali siano le variazioni dei benchmark passando da ambiente a 32bit a quello a 64bit, potendo sfruttare un'applicazione scritta con codice a 64bit nativo. Pagina 11 - Windows Vista RC2 - multimedia
Passando alle applicazioni multimediali si mantengono i rapporti visti in precedenza con Windows XP Professional; interessante evidenziare come in alcuni casi l'utilizzo di Windows Vista abbia permesso di ottenere riduzioni dei tempi di elaborazione, nonostante l'applicazione adottata fosse a 32bit e quindi identica a quella utilizzata con l'altro sistema operativo; in altri casi, invece, si è assistito ad un incremento dei tempi di elaborazione anche se con differenze complessivamente ridotte. Pagina 12 - Windows Vista RC2 - megatasking e scalabilità Lo scenario megatasking eseguito con Windows Vista RC2 è lo stesso adottato in precedenza con Windows XP Professional; prevede l'esecuzione contemporanea delle 4 seguenti applicazioni:
L'andamento è simile a quanto visto in precedenza con Windows XP Professional: scalabilità delle prestazioni allineata con le piattaforme quad core, e crescita positiva benché più ridotta per il sistema con processore dual core.
Il grafico qui sopra riportato indica le variazioni percentuali ottenibili, con i vari processori utilizzati nei test, passando da ambiente Windows XP Professional con applicazioni a 32bit a quello Windows Vista RC2, utilizzando le stesse applicazioni ma compilate a 64bit. Si evidenzia come le architetture Athlon 64 FX 7x ottengano incrementi prestazionali più consistenti in tutti questi scenari, con invece un comportamento negativo delle cpu Intel Core 2 Duo e Core 2 Quad con il benchmark Povray. Pagina 13 - Novità per il 2007: K10 e quad core AMD introdurrà nel corso del 2007 le proprie architetture Quad Core; queste soluzioni adotteranno il Core noto con il nome in codice di K8L, indicato anche con il nome in codice di K10, che oltre alla presenza dei 4 core di processore implementerà varie innovazioni architetturali. AMD ha indicato con il nome in codice di Barcelona queste nuove cpu in alcune recenti presentazioni alla stampa. Alla base delle nuove cpu Quad Core troviamo, per le piattaforme Opteron, lo stesso Socket di connessione con la scheda madre utilizzato con le cpu Opteron Revision F, dotate di supporto alla memoria DDR2 e introdotte ufficialmente sul mercato dal produttore americano nel corso del mese di Agosto 2006. Le cpu Athlon 64 FX serie 7x sono basate sullo stesso Socket a 1207 pin adottato dalle soluzioni Opteron, benché queste ultime cpu non possono essere utilizzate su schede madri Quad FX: questo implica che nel momento in cui verranno presentate le nuove cpu quad core per processori Opteron, nello stesso periodo saranno disponibili anche per piattaforme Quad FX. Se le cpu Opteron sono state le ultime a ricevere l'aggiornamento alla Revision F, che ha introdotto il controller memoria DDR2, queste saranno le prime ad adottare il nuovo Core K8L con architettura Quad Core. Il controller memoria rimane quello DDR-2 delle soluzioni Opteron, con una differenza data dall'utilizzare due controller separati da 72bit di ampiezza ciascuno (64bit dati e 8 bit per il controllo parità) contro l'unico canale a 144bit (128bit dati e 16bit controllo) adottato attualmente: questo dovrebbe permetterne un migliore sfruttamento soprattutto quando vengono effettuate piccole ma frequenti richieste di dati.
Per ciascun Core di processore continuerà ad essere presente una cache L1 da 128 Kbytes, divisa in due blocchi indipendenti da 64 Kbytes ciascuno per dati e istruzioni, affiancata da una cache L2 da 512 Kbytes, quantitativo equivalente a quello di olte soluzioni Athlon 64 sia single che Dual Core commercializzate da AMD e pari invece alla metà di quello di 1 Mbyte che viene fornito con i processori Opteron sia single che Dual Core in commercio. Le due cache sono di tipo esclusivo, caratteristica già presente nelle precedenti versioni di processore Athlon 64 e Opteron: questo implica pertanto che i dati contenuti nella cache L1 non siano replicati in quella L2, e viceversa. In aggiunta alle cache L1 ed L2 AMD ha integrato in queste architetture una cache di terzo livello, o L3, che verrà inizialmente proposta in quantitativo pari a 2 Mbytes ma che potrebbe venir ampliata in successive revision di processore, nel momento in cui saranno disponibili tecnologie produttive più sofisticate di quella a 65 nanometri utilizzata per le soluzioni K8L.
AMD ha inoltre svolto un notevole lavoro per ottimizzare il consumo delle nuove architetture Quad Core, dichiarando valori di TDP identici a quelli delle soluzioni Dual Core; per questo motivo non sarà necessario modificare i sistemi di raffreddamento e di alimentazione delle soluzioni server Opteron Socket 1207 pin attualmente in commercio per aggiornarle alle nuove soluzioni di processore Quad Core. Il sistema di risparmio energetico implementato nelle architetture Quad Core permette di gestire in modo individuale e indipendente per ciascun core la frequenza di funzionamento, ma non il suo voltaggio che rimarrà identico tra i vari core, a patto di utilizzare sul proprio sistema i driver PowerNow! corrispondenti che abilitano questa funzionalità da lato sistema operativo In aggiunta a questo, K10 integrerà una logica di gestione dell'alimentazione di processore e memory controller differenziata: per questo motivo, pertanto, cpu e controller memoria potranno ricevere voltaggi differenti in funzione del tipo di carico chiesto in un preciso istante, così da minimizzare il consumo complessivo. Lo schema di seguito riportato mostra il Die delle future generazioni di cpu K10 di AMD, definendo alcuni degli elementi chiave necessari per comprenderne le innovazioni architetturali.
In sintesi ecco le principali caratteristiche architetturali modificate in K10 rispetto alle attuali architetture K8:.
In termini di dotazione massima di memoria, l'indirizzabilità della memoria fisica verrà aumentata sino a 48bit, contro gli attuali 42bit delle cpu Opteron in commercio: questo permetterà di gestire un massimo teorico di 256 Terabytes di memoria di sistema per ogni singolo sistema. Nel momento in cui i processori quad core Atlon 64 FX verranno resi disponibili sul mercato, i possessori di piattaforme Quad FX potranno aggiornare i propri sistemi passando da 4 a 8 core di processore. Non solo raddoppio dei core: le nuove cpu Quad Core beneficieranno di tutte le novità architetturali menzionate poco sopra, che permetteranno di ottenere incrementi prestazionali soprattutto nel momento in cui verranno utilizzate applicazioni di tipo multimediale legate alle elaborazioni audio e video, oltre a quelle di puro rendering.
In quel periodo AMD presenterà le nuove piattaforme Quad FX dotate di Socket 1207pin di tipo +: compatibile meccanicamente con i processori Athlon 64 FX, questo Socket utilizzerà le specifiche 3.0 per il bus Hypertransport, ampliando la banda tra i due Socket e quindi permettendo, sulla carta, di meglio sfruttare i processori quad core. Le piattaforme Quad FX attualmente disponibili potranno quindi essere utilizzate con processori Athlon 64 FX Quad Core, con la limitazione di non poter sfruttare la bandwidth delle specifiche Hypertransport 3.0: per questo sarà necessario cambiare anche scheda madre, anche se al momento attuale non è chiaro quale tipo di differenza prestazionale ci sarà passando da piattaforme Socket 1207 a quelle Socket 1207+. Pagina 14 - Le nostre conclusioni
Il confronto prestazionale ha delineato alcuni elementi chiave:
Se in puri termini velocistici le piattaforme Quad Core di Intel sono al momento attuale più veloci, quella Quad FX di AMD lascia spazio a maggiori margini di scalabilità sia passando a codice ed applicazioni a 64bit, che utilizzando scenari con molte applicazioni contemporaneamente utilizzate: è questo quanto emerge in sintesi dalle nostre rilevazioni strumentali. L'utilizzo di due processori e di una scheda madre particolarmente complessa ha ripercussioni in termini di consumo complessivo, che è sensibilmente superiore a quello delle piattaforme quad core di Intel; d'altro canto il target di riferimento dei sistemi Quad FX è fatto di utenti appassionati che considerano secondario questo elemento rispetto ad altri. Le temperature di funzionamento, invece, non solo tali da creare problemi di sorta, fermo e considerato che i sistemi Quad FX che i vari produttori OEM immetteranno in commercio saranno particolarmente curati nel raffreddamento. Il giudizio sulla piattaforma Quad FX deve necessariamente tenere conto del fatto che ci troviamo davanti ad una configurazione che è più che altro un "technology showcase" che qualcosa che a breve verrà acquistato da molti utenti. Nel breve periodo AMD non prevede di rendere disponibili coppie di processori Athlon 64 FX 7x nel mercato retail se non in volumi molto ridotti, privilegiando invece i partner OEM che presenteranno proprie soluzioni con piattaforma Quad FX. Le prestazioni velocistiche di questa soluzione risentono, in termini assoluti, delle differenze architettuali attualmente esistenti tra piattaforme Athlon 64 e quelle Core 2 Duo - Quad di Intel: quando il nuovo core Barcelona debutterà, nella metà del prossimo anno, AMD potrà sicuramente meglio posizionarsi nei confronti di Intel. Quest'ultima si prepara intanto alla transizione a 45 nanometri, ma difficilmente potrà implementare nelle future versioni di processore Core attese per il 2007 novità architetturali tali da mettere in secondo piano i vantaggi di Barcelona: è presumibile che per quel periodo lo scontro tra le due aziende sarà molto più equilibrato di quanto non sia ora, o di quanto non sia stato prima dell'arrivo delle cpu Core 2 Duo. Con Barcelona il possessore di una piattaforma Quad FX, stando a quanto antcipato quest'oggi da AMD, potrà aggiornare il sistema a due cpu quad core, avendo così a disposizione non solo un numero doppio di Core di processore, ma anche un ulteriore incremento prestazionale dato dal nuovo Core. Per alcune tipologie di utenti, pensiamo in particolare a coloro che eseguono rendering per molte ore al giorno, questo permetterà di avere a disposizione una personal workstation con 8 core. La soluzione Intel, con la propria cpu Quad Core Core 2 Extreme QX6700, è preferibile al momento attuale in termini di pure prestazioni velocistiche, ma non quanto a flessibilità futura: la piattaforma Socket 775 LGA da questa adottata infatti permetterà nel 2007 di aggiornare il processore con altro sempre quad core, ma non di aumentare il numero di core a disposizione del sistema. Un'alternativa, sempre restando in casa Intel, potrebbe essere quella di adottare una piattaforma per processori Xeon DP, già oggi configurabile con 8 Core grazie alla disponibilità delle cpu Xeon serie 5300: anche se accessibile, questa scelta implica l'utilizzo di processori Xeon e la necessità di utilizzare memoria Fully Buffered Dimm, in abbinamento a schede madri per workstation che non offrono di certo la flessibilità nel tweaking delle soluzioni pensate per gli utenti enthusiast. E' possibile che Intel possa presentare, nel corso del 2007, una propria piattaforma desktop per utenti enthusiast dotata di due Socket per processori? Per certi versi è quello che AMD si augura: questo infatti vorrebbe dire che una piattaforma come quella Quad FX ha motivo di esistere e offre ai propri acquirenti una superiore flessibilità di configurazione e di aggiornamento rispetto ad una a singolo Socket. Analizzando i prezzi delle soluzioni Quad FX, non può che emergere la configurazione con due processori Athlon 64 FX70: al prezzo di 599 dollari la coppia queste cpu permettono di ottenere prestazioni, in ambito multitasking, rendering e multimediale, mediamente sempre superiore a quello della cpu Core 2 Extreme X6800, la più veloce cpu dual core che Intel offre attualmente sul mercato. Un sistema basato su questi processori permette di ottenere un buon livello prestazionale ad un costo inferiore a quello dei sistemi quad core di Intel, lasciando spazio nella seconda metà del 2007 all'aggiornamento a 8 core e a nuove architetture di cpu Athlon 64 FX. |
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