AMD annuncia quest'oggi una nuova versione di processore Phenom II X4 965 Black Edition, caratterizzata da un TDP in diminuzione sino a 125 Watt rispetto ai precedenti 140 Watt e da alcune innovazioni secondarie ma complessivamente molto interessanti. Nulla cambia dal versante prestazionale: troviamo quindi frequenza di clock di 3,4 GHz in abbinamento a cache L3 da 6 Mbytes, unificata tra i 4 core di processore. Il socket di connessione è sempre quello AM3, con compatibilità estesa anche alle schede madri Socket AM2+ abbinate a memoria DDR2.

Phenom II X4 965 Black Edition da 125 Watt di TDP; stepping 3

Phenom II X4 965 Black Edition da 140 Watt di TDP; stepping 2

Analizzando la schermata di CPU-Z notiamo come il nuovo processore venga rilevato come stepping 3, con una tensione di alimentazione Core che di default è pari a 1.375V. Per il modello precedente la revision indicata è quella RB-C2, con tensione di alimentazione pari a 1.4V.

AMD dichiara per questo nuovo processore 3 importanti elementi che lo differenziano dalla precedente revision:

• TDP massimo pari a 125 Watt, allineato quindi a quello delle altre cpu Phenom II X4 disponibili sul mercato dalla inferiore frequenza di clock;
• supporto a configurazioni di memoria con 4 moduli DDR3-1333 che operano alla frequenza di clock di default, non declassando la frequenza a 1.066 MHz;
• implementazione della funzionalità C1E in hardware, grazie alla quale lo switch tra differenti modalità di risparmio energetico avviene con virtualmente nessun impatto prestazionale.

processori Phenom II X4 965 Black Edition
stepping 2 a sinistra; stepping 3 a destra

Come distinguere esteriormente il nuovo processore Phenom II X4 965 da quello basato su revision C2? Quanto serigrafato sul processore può essere d'aiuto: la prima riga della cpu stepping 3 riporta la sigla HDZ965FBK4DGM, mentre quella revision C2 presenta la sigla HDZ965FBK4DGI, pertanto un processore con l'ultima lettera serigrafata nella prima riga che sia una M è basato su stepping 3.

• revision C2: HDZ965FBK4DGI
• revision C3: HDZ965FBK4DGM

Vediamo ora in dettaglio come le modifiche inserite da AMD in questa nuova revision del processore abbiano ripercussioni dirette sul comportamento della CPU, soffermando la nostra attenzione sui 3 elementi delineati.

Riprendiamo le analisi dei consumi eseguite in precedenti test dei processori, integrando il tutto con le misurazioni del nuovo processore Phenom II X4 965 Black Edition stepping 3. I dati forniti in questa pagina si riferiscono al consumo complessivo a monte dell'alimentatore da parte dei sistemi utilizzati nei test: i valori in Watt forniti sono quindi dell'interno sistema e non del solo processore. Di seguito i componenti adottati per le configurazioni Socket LGA 1366, Socket 1156 LGA, Socket 775 e Socket AM3:

• scheda madre cpu Intel Core i7: Gigabyte EX-58UD4P (chipset Intel X58);
• scheda madre cpu Intel Core i7 e Core i5: Gigabyte P55-UD6 (chipset Intel P55);
• scheda madre cpu Intel Core 2: Gigabyte GA-X48T-DQ6 (chipset Intel X48 Express, Socket 775 LGA);
• scheda madre cpu AMD: Asus M4A79T Deluxe (chipset AMD 790FX, Socket AM3);
• scheda video: Point of View GeForce GTX 285 (clock GPU 675 MHz; clock stream processors 1.537 MHz; clock memoria video 2.550 MHz);
• hard disk: Maxtor DiamondMax 23 500 Gbytes, SATA
• memoria sistema Core i7: 2 moduli G.Skill DDR3-1333 da 2 Gbytes ciascuno, timings 9-9-9-24;
• memoria sistema Core 2: 2 moduli G.Skill DDR3-1333 da 2 Gbytes ciascuno, timings 9-9-9-24;
• memoria sistema AMD DDR3: 2 moduli G.Skill DDR3-1333 da 2 Gbytes ciascuno, timings 8-8-8-20 2T;
• alimentatore Enermax Infinity 720 Watt.

Nonostante le due cpu Phenom II X4 965 raggiungano in idle, con Cool & Quiet attivato, la medesima frequenza di clock di 800 MHz la soluzione stepping 3 riesce a far registrare consumi leggermente inferiori. Tra i due sistemi la differenza è contenuta, pari a 7 Watt, ma considerando il generale allineamento tra le differenti piattaforme si tratta di un valore in ogni caso interessante.

Comportamento simile a pieno carico: la cpu Phenom II X4 965 Black Edition revision C3 riesce a contenere il consumo complessivo del sistema di circa 12 Watt, avvicinandosi a quanto riportato dal processore Phenom II X4 955 che opera ad una frequenza di clock più contenuta di 200 MHz. Confermata quindi la riduzione di TDP ottenuta da AMD, passata dai precedenti 140 Watt agli attuali 125 Watt, benché nel complesso il quadro non cambi che in misura marginale nel confronto con gli altri processori Socket AM3 e con le cpu Intel sia delle serie Core 2 che di quelle Core i7 e Core i5.

Tra le note fornite da AMD con la nuova revision del processore Phenom II X4 965 Black Edition si segnala il superamento di un limite della prima release di cpu Phenom II, legata all'utilizzo di più di 2 moduli memoria DDR3-1333 nel sistema. La revision guide dei processori AMD di decima generazione, scaricabile dal sito del produttore a questo indirizzo, riporta a pagina 89 le seguenti note:

DDR3-1333 Configurations with Two DIMMs per Channel May Experience Unreliable Operation

Description
In systems with more than one DDR3-1333 unbuffered DIMM on a channel, the processor memory subsystem may exhibit unreliable operation over the allowable VDDIO voltage range.
This erratum does not apply to DDR3-1333 configurations when only one DIMM per channel is populated.

Potential Effect on System
Memory system failure leading to unpredictable system behavior.

Suggested Workaround
In a configuration where two unbuffered DDR3-1333 DIMMs are populated on one channel, BIOS should derate DDR3-1333 system memory to 533 MHz operation (DDR3-1066) by setting the DRAM Configuration High Register[MemClkFreq] (F2x[1, 0]94[2:0]) to 100b and adjusting memory subsystem timing parameters accordingly.

Fix Planned
Yes

Riassumendo: le prime versioni di processore Phenom II X4 possono presentare casi di instabilità operativa nel momento in cui sono utilizzati due moduli per ciascun canale memoria alla frequenza di clock di 1.333 MHz, con rischi di malfunzionamento del sistema. La soluzione impostata automaticamente da bios è quella di declassare la frequenza di clock dei moduli memoria al valore di 1.066 MHz, con una ridotta penalizzazione prestazionale.

La nuova versione di processore Phenom II X4 965 Black Edition risolve questo bug, permettendo di utilizzare 4 moduli memoria DDR3-1333 nel sistema senza rischi di instabilità operativa. Per verificare questa limitazione abbiamo utilizzato 4 moduli memoria Corsair CMD8GX3M4A1600C8, capaci di operare alla frequenza di clock di 1.600 MHz in abbinamento a timings 8-8-8-24, selezionando proprio la frequenza di default di 1.600 MHz e forzando da bios i timings corrispondenti.

Phenom II X4 965 Black Edition da 125 Watt di TDP; stepping 3

Nessun problema di stabilità operativa con la cpu stepping RB-C3: il funzionamento è stato stabile nel corso di tutti i test, esasperato dal software OCCT utilizzato con il test Linpack occupando il 90% della memoria a disposizione.

Phenom II X4 965 Black Edition da 140 Watt di TDP; stepping 2

Abbiamo verificato la stessa tipologia di test anche con il processore Phenom II X4 965 stepping 2, che in teoria dovrebbe automaticamente declassare la frequenza di clock della memoria DDR3 al valore di 1.066 MHz nel momento in cui sono utilizzati due moduli per canale. La frequenza di clock è stata forzata al valore di 1.600 MHz, mantenuta stabilmente nel corso dei test con Linpack. Non siamo quindi riusciti a replicare uno scenario d'uso nel quale 4 moduli memoria DDR3 alla frequenza di clock di 1.600 MHz possano in qualche misura causare un funzionamento instabile del processore Phenom II X4 con revision meno recente, ma non sappiamo se questo comportamento sia circoscrivibile al solo sample utilizzato nei test o generalizzabile a tutte le versioni di processore Phenom II.

In ogni caso la nuova stepping 3 mette al riparo da problemi di potenziale instabilità, permettendo di sfruttare al meglio una elevata dotazione di memoria di sistema senza limitazioni in termini di frequenze di clock massime.

La terza novità implementata da AMD nella cpu Phenom II X4 965 Black Edition revision C3 è data dall'implementazione via hardware della funzionalità C1E, grazie alla quale non solo viene ridotto il consumo complessivo in idle ma il processore può ritornare più velocemente da uno stato di massimo risparmio energetico a quello di massime prestazioni, di fatto annullando un eventuale impatto sulle prestazioni velocistiche.

AMD descrive questa funzionalità in questo modo:

faster switching of power states means virtually no impact to performance by power management when BIOS support is properly implemented

Una prima condizione è quindi che il bios della scheda madre sia dotato di supporto C1E e conseguentemente che questo venga abilitato. Nel caso della scheda madre Asus M4A79T Deluxe utilizzata nei nostri test è stato sufficiente aggiornare il bios all'ultima release ufficiale disponibile e abilitare la funzionalità dal menu Advanced CPU Configuration.

Per valutare l'impatto di questa funzionalità abbiamo selezionato alcuni dei benchmark che utilizziamo abitualmente nell'analisi dei processori, eseguendo test con 4 differenti modalità:

• C3 - C&Q on: processore Phenom II X4 965 Black Edition stepping 3 (125 Watt TDP); Cool&Quiet attivato, da sistema operativo modalità energetica "bilanciato";
• C3 - C&Q off: processore Phenom II X4 965 Black Edition stepping 3 (125 Watt TDP); Cool&Quiet attivato, da sistema operativo modalità energetica "prestazioni elevate";
• C2 - C&Q on: processore Phenom II X4 965 Black Edition stepping 3 (125 Watt TDP); Cool&Quiet attivato, da sistema operativo modalità energetica "bilanciato";
• C2 - C&Q off: processore Phenom II X4 965 Black Edition stepping 2 (140 Watt TDP); Cool&Quiet attivato, da sistema operativo modalità energetica "prestazioni elevate".

La tabella seguente riassume i risultati ottenuti

Le differenze tra le quattro configurazioni di processore sono dovute solo al margine di variabilità intrinseco di ogni benchmark: a prescindere dall'abilitazione o meno della modalità Cool & Quiet, o del tipo di processore Phenom II utilizzato, i valori prestazionali nei test eseguiti rimangono invariati. Non siamo riusciti pertanto a ricreare uno scenario d'uso nel quale lo switching più veloce assicurato dalla implementazione C1E via hardware permetta di ottenere un incremento prestazionale, in quanto già abilitando Cool & Quiet con processore stepping 2 questa penalizazione non si era presentata.

Con le prime generazioni di processore Phenom AMD aveva implementato un differente approccio alla tecnologia Cool & Quiet rispetto alle soluzioni Phenom II attualmente in commercio: in quel caso in presenza di applicazioni single threaded la frequenza di clock del core occupato veniva mantenuta al massimo, mentre quella degli altri core abbassata a 1/2 così da contenere il consumo. Il rovescio della medaglia di questo approccio era la possibilità che il sistema operativo spostasse il thread dal core a piena frequenza di clock a uno degli altri a frequenza ridotta, senza che la tecnologia Cool & Quiet intervenisse ad adeguarne la frequenza di clock; la risultante di questo un impatto negativo sulle prestazioni rispetto al tenere disabilitata la tecnologia Cool & Quiet. Con le cpu Phenom II questo approccio è stato modificato, rendendo l'abilitazione della tecnologia Cool & Quiet trasparente in termini prestazionali sul comportamento del sistema.

Con la nuova stepping 3 del processore Phenom II X4 965 Black Edition AMD introduce alcune marginali innovazioni nella propria architettura Phenom II, mirante non tanto a incrementare le prestazioni velocistiche quanto a migliorarne il comportamento in alcuni ambiti. La riduzione del TDP massimo, sceso dai precedenti 140 Watt a 125 Watt, permette di allineare questo processore alle altre soluzioni Phenom II X4 in commercio, semplificando anche la scelta del sistema di raffreddamento da abbinare. Le note misure di consumo dell'intero sistema hanno confermato come la riduzione della tensione di alimentazione core massima abbia avuto positive ripercussioni sia in idle come a pieno carico.

Al debutto dei processori Phenom II per piattaforme Socket AM3 uno degli errata indicati da AMD all'interno della propria revision guide aveva acceso i commenti: AMD non assicurava un funzionamento stabile di sistemi con 4 moduli memoria DDR3-1333, forzando una diminuzione della frequenza di clock sino a 1.066 MHz per assicurare un funzionamento stabile. La nuova stepping 3 supera questa limitazione, ma nel corso dei nostri test non siamo riusciti a replicare una instabilità del sistema anche con il processore Phenom II X4 965 Black Edition stepping 2 pur forzando la memoria ad operare a 1.600 MHz, utilizzando 4 moduli.

Dinamica simile anche per il supporto C1E via hardware: il fast switching tra modalità di risparmio energetico è presente nella nuova revision del processore ma non ci ha permesso di evidenziare variazioni prestazionali abilitando e disabilitando la tecnologia Cool & Quiet. Da quanto abbiamo potuto evidenziare l'utilizzo di modalità di risparmio energetico con i processori Phenom II non presenta alcun tipo di controindicazione prestazionale, al contrario invece di quanto si poteva sperimentare con le precedenti soluzioni Phenom di prima serie.

Il contenimento del TDP massimo permetterà al produttore americano di immettere sul mercato una versione di processore Phenom II X4 dalla frequenza di clock ancor più elevata dei 3,4 GHz del modello 965 Black Edition? E' questo uno scenario per certi versi plausibile, ma che non è detto si possa concretizzare. Si vocifera di una cpu Phenom II X4 975 con clock di 3,6 GHz ma riteniamo che tale processore, qualora AMD decida di avviarne la commercializzazione, non raggiungerà il mercato prima di inizio 2010.

Per quel periodo si attende anche il debutto delle prime cpu AMD per sistemi desktop dotate di architettura a 6 core, compatibili con le piattaforme Socket AM3 attualmente presenti in commercio. Questi processori saranno basati sulla stessa architettura adottata da AMD per i processori Opteron a 6 core della famiglia Istanbul, con la sostanziale differenza data dal memory controller che sarà di tipo DDR3 al posto di quello DDR2 impementato nelle soluzioni Opteron.

Riteniamo possibile che AMD decida di fornire tutti i processori Phenom II di questa nuova revision, soprattutto per risolvere le limitazioni del controller memoria DDR3 quando vengono utilizzati 2 moduli memoria per ogni canale. Se e quando questo avverà non è ancora ben chiaro, anche se pare poco logico che le migliorie della stepping 3 vengano limitate alla sola proposta top di gamma.

Phenom II X4 965 Black Edition stepping 3: frequenza di clock di default con tensione core di 1.225V

In termini di tensione di alimentazione i due processori Phenom II X4 965 Black Edition sono distanziati da 0,025V (1.4V contro 1.375V), con la conseguente differenza in termini di TDP massimo dichiarato dal produttore (140 Watt contro 125 Watt). Abbiamo voluto analizzare sino a quale tensione di alimentazione core il nuovo processore Phenom II X4 965 Black Edition Revision C3 riuscisse a mantenere funzionamento stabile a pieno carico, ottenendo quale risultato per il nostro specifico sample il valore di 1.225V, inferiore quindi di 0.150V rispetto all'impostazione di default. Le ripercussioni sul consumo complessivo del sistema sono state decisamente importanti: dai 225 watt rilevati con impostazione di default si è scesi a 196 watt.

Un'ultima nota sui margini di overclock: abbiamo valutato le due revision di processore ottenendo un comportamento del tutto speculare. Per entrambe, infatti, abbiamo raggiunto i 3,9 GHz di clock con tensione di alimentazione core pari a 1.45V, utilizzando un sistema di raffreddamento ad aria. Con tensione di default il limite della cpu Phenom II X4 965 Black Edition stepping 2 è stato pari a 3,7 GHz, mentre per la soluzione Phenom II X4 965 Black Edition stepping 3 non siamo riusciti ad andare oltre i 3,6 GHz con il sample in nostro possesso, complice in questo l'inferiore tensione di default. Un overvolt sino a 1.45V è ancora, a nostro avviso, all'interno di un margine di sicurezza utilizzando sistema di raffreddamento ad aria.