Ретроклокинг: Вся палитра процессоров AMD Socket 75411.11.2025 10:17

Оглавление

Вступление

Лаборатория продолжает цикл статей о ретроклокинге. С первыми десктопными процессорами с коричневым цветом текстолита и историей его появления мы разобрались в прошлой статье:

Сейчас настало время познакомиться с остальной палитрой десктопных процессоров AMD и упомянуть о мобильных процессорах в форм-факторе Socket 754, которые можно было установить в обычные материнские платы ПК.

Начнем по порядку.

Немного истории

Дебютировал первый 64-х битный сокет c 754 контактами для массового рынка одновременно с Socket 940 для энтузиастов, в который устанавливались исключительно процессоры Athlon 64 FX с разблокированным множителем. Это произошло 23 сентября 2003 года. Помимо AMD Athlon 64 FX-51 для Socket 940 был представлен AMD Athlon 64 3200+ для Socket 754, в основе которого лежало ядро ClawHammer (за все время вышло две ревизии: C0 и CG). Производились такие процессоры по 130 нм техпроцессу, а само ядро имело несколько вариаций в зависимости от объема L2 кэша.

Самые быстрые и дорогие процессоры на ядре ClawHammer получали целый мегабайт кэша второго уровня. К этим процессорам относились процессоры с индексами AMD Athlon 64 3200+ с тактовой частотой 2000 МГц, AMD Athlon 64 3400+ с тактовой частотой 2200 МГц и AMD Athlon 64 3700+ с тактовой частотой 2400 МГц.

Однако у компании AMD существовали интересные ОЕМ модели процессоров c не совсем привычным Pr рейтингом, но с идентичными характеристиками ритейловых моделей, но на 100 пунктов меньшим Pr рейтингом. Одним из примеров может быть «клон» процессора AMD Athlon 64 3700+ с тактовой частотой 2400 МГц и 1 Мбайт L2, который имеет маркировку AMD Athlon 64 3600+ (ADA3600AEP5AR).

Количественные характеристики обоих процессоров полностью идентичны, включая CPUID, но с одним лишь отличием, что модель Athlon 64 3600 имеет Stepping код AAAZC, тогда как 3700+ производился как минимум с восьмью разными степпинг кодами.

Мне не удалось найти данных, для какого именно дистрибьютора производился этот процессор, но им мог в свое время являться Hewlett-Packard, IBM или Dell.

Те изображения процессоров, которые нашлись в сети, имели достаточно позднюю дату выпуска — сентябрь 2004 года, что косвенно указывает на то, что уже существовал Socket 939. И чтобы не вводить в заблуждение клиентов, процессору дали на одну ступень более низкий Pr рейтинг, так как для Socket 939 модель с индексом 3700+ поддерживала двухканальный режим работы оперативной памяти и была явно быстрее имеющегося процессора в исполнении Socket 754 с похожими характеристиками.

Отбраковка одномегабайтного ядра ClawHammer использовалась в процессорах с 512 Кбайт кэша второго уровня, сюда входили модели с рейтингом начиная от 2800+ с тактовой частотой 1800 МГц, и заканчивая 3400+ с частотой 2400 МГц.

В апреле 2004 года выходит новое ядро с кодовым именем — Newcastle. По сути, это была косметическая переделка Clawhammer с добавлением функции NX-бит, которая служила для предотвращения выполнения произвольного кода при возникновении ошибок, связанных с переполнением буфера, что давало некоторым вирусам возможность проникнуть на компьютер жертвы. С переходом на новое ядро процессоры AMD лишились 1 Мб L2 кэша. Теперь максимум, на что можно было рассчитывать, это 512 Кб.

Подтолкнули на это AMD сугубо экономические причины. Так, 200-миллиметровая кремниевая пластина ранее вмещала 144 ядра ClawHammer с L2 кешем 1 Мб, а с переходом на более компактное ядро уже удавалось разместить 193 ядра NewCastle с L2 кешем 512 Кб. В результате получалась экономия выхода процессорных ядер с одной подложки примерно на 34%. Что в свою очередь это означало, что себестоимость одного процессора NewCastle для AMD была меньше себестоимости ClawHammer на 25%. В плане разгонного потенциала эти процессоры недалеко ушли от своих собратьев на ядре ClawHammer, а вот энтузиасты лишились процессоров с одно мегабайтным кэшем второго уровня.

В сентябре 2004 года AMD перевела свои процессоры с 130 нм тех. процесса на 90 нм. В результате этого появилось новое ядро с кодовым именем — Newcastle. Но процессоры на этом ядре производились только для Socket 939, Socket 754 не получил ни одной модели таких процессоров, но тем не менее стоит немного углубиться технические детали.

Новый техпроцесс понизил рабочее напряжение процессора и уменьшил площадь кристалла, но это практически никак не сказалось на тепловых характеристиках новых процессоров, это объясняется тем, что у ядра Winchester хоть и снизилось потребление энергии, но также значительно уменьшилась площадь ядра, поэтому удельное (относительно площади ядра) тепловыделение практически не изменилось. Поэтому для рядового пользователя требования к системе охлаждения процессоров остались прежними.

По данным AMD в процессоре был незначительно переработан контроллер памяти, но никаких новых режимов работы оперативной памяти так и не появилось, а разница в итоговой производительности была на уровне погрешности, так что рядовой потребитель даже её не смог заметить. А вот для самого производителя переход на более тонкий тех. процесс позволил на одной 200 мм пластине разместить на 77% больше процессорных ядер, что дало возможность снизить стоимость конечных процессоров.

Для справки: площадь ядра процессора на ядре NewCastle = 144 кв. мм., площадь ядра Winchester = 84 кв. мм. Моделей с L2 равным 1 Мб для Socket 939 на этом ядре не выпускалось, даже несмотря на уменьшение техпроцесса производства процессоров. В плане разгонного потенциала, процессоры прибавили в тактовых частотах, и большинство разгонялись до 2500 — 2600 МГц сохраняя при этом стабильность работы. У предыдущих 130 нм ядер этот порог лежал в пределах 2400 МГц, но новые модели процессоров не принесли новых моделей с рейтингами выше 3500+.

В апреле 2005 года было представлено новое ядро с кодовым именем Venice. Техпроцесс производства все тот же — 90 нм, однако в процессе производства AMD впервые использовала технология Dual Stress Liner (DSL), аналог технологии растянутого кремния, освоенной компанией Intel при переходе на 90 нм процесс производства.

В конце 2004 года AMD вместе с IBM анонсировали технологический прорыв в области увеличения производительности транзисторов. Разработанная инженерами обеих компаниями технология, получившая название DSL, позволила увеличить скорость срабатывания полупроводниковых транзисторов на 24%, что положительно сказалось на итоговой производительности, а также дало возможность нарастить рабочие тактовые частоты, благодаря чему разгонный потенциал процессоров на ядре Venice улучшился и перешагнул за отметку 2600 МГц, позволив большинству процессоров работать на частотах ближе к 2700 МГц и даже в отдельных случаях чуть выше.

Помимо вышеуказанных улучшений, процессоры на ядре Venice получили новый набор команд SSE3 с поддержкой 11-ти новых инструкций, что позволяло им вырываться вперед в ПО, поддерживающим эти инструкции. (Pentium 4 в рамках набора SSE3 команд, поддерживал 13 инструкций, или на две больше, но они предназначаются исключительно для управления технологией Hyper-Threading и поэтому в ядре Venice отсутствовали.)

Подвергся основательной переделки и встроенный контроллер оперативной памяти процессора (IMC). Ранее у процессоров наблюдались проблемы в работе с двумя двухсторонними модулями памяти DDR400, в результате чего частота оперативной памяти снижалась до 333 МГц, а четыре двухсторонних модуля могли и вовсе не завестись. (Глядя на эту историю, понимаешь, что современные процессоры Ryzen даже с архитектурой Zen 5 страдают этой же болезнью и ничего в глобальном смысле за 20 лет так и не изменилось. Возможно, в ZEN 6 они наконец-таки «уволят инженера», отвечающего за системный подход в реализации IMC, хочется верить, что в ZEN 6 это будет исправлено.) Контроллер памяти в процессорах на ядре Venice успешно справлялся с четырьмя двухсторонними модулями памяти DDR400 при использовании тайминга Command Rate = 2T.

Казалось бы, новое ядро должно совершить значительный скачек в модельном ряде процессоров на Socket 754, но срок службы этого сокета стремился к своему закату. Были выпущены версии с индексами 3000+, 3200+ и 3400+ с тактовой частотой 2400 МГц и L2 кэшем объемом 512 Кб.

Новое ядро также подарило жизнь одному уникальному процессору с модельным номером AMD Athlon 64 1500+ (ADC1500B2×4BX). Этот процессор имеет очень скромную тактовую частоту равную 1 ГГц и L2=256 Кб. Вдобавок он еще и лишен теплораспределительной крышки. TDP этого процессора составляет скромные 9 ватт и к десктопному сегменту он не имеет никакого отношения.

Данный процессор выпускался для ОЕМ каналов и устанавливался в специфическое оборудование, примером может послужить блейд-сервер HP BladeSystem bc1500, который отличался сверхнизким энергопотреблением и выпускался в форм-факторе 2U для монтажа в стойку.

Ядро Venice стало последним и ознаменовало конец эпохи Socket 754, однако энтузиасты продолжали использовать этот сокет, устанавливая в него мобильные процессоры с одноименным формфактором. Остановимся на этом феномене поподробнее.

Если погрузится в эту тему, то может показаться, что AMD больше любила мобильный 754 Socket сегмент, нежели десктопный. Думаю, у всех на слуху, кто сколько-нибудь знаком с этой темой, модель процессора с индексом 4000+, которая работает на частоте 2600 МГц и имеет 1 Мб L2 кэша. Данный процессор лишенный теплораспределительной крышки с голым кристаллом производился по 90 нм тех процессору, в основе которого лежало ядро с кодовым именем — Newark, которое появилось в апреле 2005 года (одновременно с Venice). Как и Venice, Newark поддерживал набор команд SSE3, а значит являлся самым передовым ядром на то время. Но откуда взялся 1 Мб у L2 кэша на 754 Socket?

Все дело в Socket 939, на котором выпускалось полюбившееся всем оверклокерам ядро San Diego, которое отлично разгонялось выше 2800 МГц и имело целый мегабайт L2 кэша. Поэтому упрощенного говоря Newark — это San Diego в ином форм-факторе, без крышки и с одним каналом памяти. Ядро San Diego имело две ревизии E4 и E6, у Newark ревизия E5. Десктопный San Diego с индексом 4000+ работает на частоте 2400 МГц, а одноимённый мобильный процессор на 200 МГц выше. Несмотря на заявленную мобильность, TDP у этого процессора составлял 62 ватта.

Голый кристалл с одной стороны позволяет улучшить эффективность отвода тепла от процессора при разгоне, с другой стороны, ядро проще повредить, и не все кулеры типа Socket 754 смогут плотно прилегать к ядру, так, как высота процессора уменьшилась. Но самая главная проблема использования мобильных процессоров на десктопных материнских платах кроется совместимости с BIOS материнской платы.

Далеко не в каждой материнской плате с Socket 754 Newark позволит увидеть прохождение процедуры POST на экране монитора. Даже если вы увидите картинку, это не означает, что процессор будет работать на максимальных тактовых частотах, но об этом чуть ниже. Самым беспроблемным и всеядным решением на Socket 754 является материнская плата DFI LANParty UT nF3 250Gb, но найти её уж очень проблематично, у меня по крайней мере её на данный период времени нет. Я в свое время использовал Newark с индексом 3400+ и он работал только в половине используемых плат, притом чаще в платах с PCI-Express графическим портом. В платах с AGP портом на nForce3 процессор запускался в паре случаев, даже в оверклокерских платах от Abit можно было лицезреть лишь черный экран.

Сейчас основная плата для экспериментов это — Gigabyte модель GA-K8NS, она отлично зарекомендовала себя в предыдущей части статьи и успешно справилась с двухсторонними модулями памяти. Но на ней процессор не запустился. Я использовал даже pin mod с принудительной подачей необходимого постоянного напряжения, но и это не помогло.

Хотя я допускаю, что мой процессор мог физически повредиться из-за предыдущей бенч-сессии, так как установка системы охлаждения могла повредить мелкие элементы, которые расположены вокруг голого кристалла процессора. Но будем иметь ввиду, что самое быстрое решение на Socket 754 — Mobile Athlon 64 4000+ на ядре Newark.

Что же еще можно было установить в десктопный сокет из мобильного сегмента? Можно установить старшего брата Newark — процессоры AMD Turion 64 Mobile на ядре Lancaster, которое является как ничем иным как ребрендированным Newark, у них идентичные CPUID = 20F42 и Core stepping SH-E5. Ядро Lancaster вышло позже Newark (анонс апрель 2005) и новые модели процессоров Lancaster появилась в августе 2005 года. Хотя они и обладают целым мегабайтом L2 кэша, но упор всех моделей был сделан на энергоэффективность. Так старшая модель с индексом AMD Turion 64 MT-40 работает на скромной частоте 2200 МГц с множителем х11.

В базе данных HWBOT можно найти множественные результаты запусков этих процессоров в десктопных платах с Socket 754, но те результаты, которые я видел, были получены на материнских платах с чипсетом nForce 4, например ASUS K8N4-E (CPU-Z Валидация). Так что гипотетически весь мобильный процессорный зоопарк можно запустить на дескткопных платах, но с некоторыми оговорками и осознанием того зачем всё это нужно.

Специально для этой статьи я приобрел ноутбучный процессор Mobile K8 Athlon XP-M 3000+ в основе которого лежит ядро Dublin. Всего на этом ядре было выпущено две модели процессоров с Pr рейтингами 2800+ и 3000+. Старшая модель работает на частоте 1600 МГц с L2=256 Кб, а младшая на аналогичной частоте, но с L2=128 Кб. Если взглянуть на маркировку, в которой фигурирует суффикс «XP» то перед нами процессор поколения K8, но с выключенной 64-х битной составляющей, отсюда в имени отсылка к 32-х битным Athlon XP. Или еще можно проще сказать, что это ClawHammer без теплораспределительной крышки, так как поддержка функции NX-бит у процессора отсутствует.

Процессор был установлен в материнскую плату Gigabyte модель GA-K8NS rev. 2.0 с чипсетом Nvidia nForce3 250Gb, версия BIOS предпоследняя (F18). Процессор был успешно опознан материнской платой и Windows XP была успешно загружена. Предварительно в BIOS я выставил максимальное напряжение, доступное для выбора и максимальный множитель процессора (х8). Однако на рабочем столе операционной системы отображалась частота 800 МГц с множителем х4 и напряжение около 1 В. Соответственно, процессор проигнорировал все установленные настройки в BIOS и запустился в самом минимальном состоянии, характерном для работы мобильного процессора.

Такая практика в подавляющем большинстве случаев является нормой как на платформах Intel (трудности дестопизации процессора Intel Mobile Pentium 4 552), так и AMD. И итоговый результат будет завесить от того сможете ли вы: А. Запустить процессор. Б. Установить необходимое напряжение. В. Установить максимальный множитель процессора. Если одно из этих трех условий не выполняется, то игра не стоит свеч на десктопе с мобильным процессором.

Часть проблем можно решить хардварным путем, через pin мод например. Но в моем случае утилита ClockGen for nForce3 (CG-NVNF3) позволяла изменять множитель процессора и его напряжение в ОС Windows. Приступим к разгону!

Максимальное допустимое напряжение, которое можно установить на данной плате для этого процессора равно 1.585 В. С используемым кулером Thermaltake Big Typhoon максимальная валидация (или скриншотный разгон) составил 2564.67 МГц, для чего понадобилось частоту FSB поднять до 320 МГц.

Полная стабильность системы была на отметке чуть выше 2400 МГц, что соответствует поведению разгона ядра ClawHammer.

Для замеров производительности я выделил три состояния этого процессора: дефолтное 1600 МГц, 2000 МГц, как близкое с учетом архитектурных особенностей к AMD Athlon XP 3200+ на ядре Barton, и 2400 МГц. На 2000 МГц или с разгоном на 25% благодаря снижению делителя для ОЗУ, память работала на частоте 400 МГц или в режиме PC3200 с таймингами 2.5–3–3–7 1T. На частоте 2400 МГц режим работы ОЗУ составлял DDR437 c таймингами 3–3–3–7 1T.

Посмотрим, как этот процессор займёт место среди остальных испытуемых, знакомым нам по статье о Socket 754 и с AMD Athlon XP 3200+ на ядре Barton.

Чтобы разбавить существующий модельный ряд используемых процессов, добавлю еще самый быстрый вариант ClawHammer с L2 512 Кбайт и индексом 3400+. Частота по умолчанию у этого процессора равна 2400 МГц, а это уже практически предел разгона младших моделей. Несмотря на это, мой экземпляр стабильно заработал на частоте 2700 МГц, по видимости для старших моделей идет более лучшей кремний.

Пора перейти к тестам.

Тестовый стенд

Процессоры:

• AMD Athlon XP 3200+, Barton, 2200 МГц, L2=512 Кб, 130 нм, Socket 462;
• Mobile K8 Athlon XP-M 3000+, Dublin (ClawHammer), 1600 МГц, L2=256 Кб, 130 нм, Socket 754;
• AMD Athlon 64 3200+, Venice, 2200 МГц, L2=512 Кб, 90 нм, Socket 754;
• AMD Athlon 64 3200+, ClawHammer, 2000 МГц, L2=1024 Кб, 130 нм, Socket 754;
• AMD Athlon 64 2800+, ClawHammer, 1800 МГц, L2=512 Кб, 130 нм, Socket 754;
• AMD Athlon 64 3400+, ClawHammer, 2400 МГц, L2=512 Кб, 130 нм, Socket 754;
• AMD Sempron 3000+, Palermo, 1800 МГц, L2=128 Кб, 90 нм, Socket 754.

Материнские платы:

• Gigabyte модель GA-K8NS rev. 2.0, чипсет Nvidia nForce3 250Gb;
• Abit модель NF7 rev. 2.0, чипсет Nvidia nForce2 Ultra 400;

Оперативная память:

• Patriot EP PC4000/ DDR500 (3–4–4–8 / PEP5124000EL) 512 Мбайт x2;

Видеокарта:

• GeForce FX 5800 Ultra 128 Мбайт (Forceware 81.85);

Система охлаждения:

• Thermaltake Big Typhoon.

Тестирование проводилось в Windows XP SP3 с помощью следующего ПО:

• Super Pi mod. 1.5XS (задача 1M);
• PiFast v. 4.1;
• wPrime v. 1.43;
• WinRAR x86 (v. 5.40);
• Cinebench 2003;
• PCMark 2004 v. 1.30;
• PCMark 2005 v. 1.20;
• 3DMark 2001SE Pro b330;
• 3DMark 2003 v. 3.6.0;
• 3DMark 2005 v. 1.3.0;
• AIDA64 5.50.3600.

Обо всех нюансах и результате разгона используемых процессоров было рассказано в прошлой статье, отмечу лишь, что большинство процессоров с ядром ClawHammer остановились на отметке в 2400 МГц.

Разгон для платформы на Socket 754 осуществлялся с помощью утилиты ClockGen для с nForce3, в которой на лету можно изменить частоту FSB и подаваемое напряжение на процессор.

[013_clockgen.jpg]

Результаты тестирования

Мобильный Athlon XP-M 3000+ на ядре Dublin на дефолтной частоте является аутсайдером, все дело в низкой тактовой частоте, которой явно достаточно и возникает вопрос о Pr рейтинге процессора. На 2 ГГц процессор обгоняет AMD Athlon XP 3200+ и даже Athlon 64 3200+ ClawHammer с L2 1 Мбайт и аналогичной тактовой частотой.

В PiFast ситуация аналогична предыдущему тесту, мобильный Athlon XP-M 3000+ на частоте 2400 МГц обходит все процессоры, у которых тактовая частота ниже этой отметки, но логично уступает все участникам с такой же тактовой частотой ввиду скромного объема L2 кэша.

В данном тесте, где влияние объема используемого L2 кэша минимально, благодаря более широкой шине, он обходит всех участников, уступая только более высокочастотным моделям процессоров.

Для архивирования данных важна в первую очередь частота оперативной памяти и объем кэша процессора этим мобильный Athlon XP-M 3000+ похвастаться не может.

Аналогичная ситуация для разогнанного мобильного Athlon XP-M 3000+ как и в случае с предыдущим тестом WinRAR.

Здесь мобильному разогнанному Athlon XP-M 3000+ удалось улучшить результат на одну позицию, оставив позади работающий по умолчанию Athlon 64 3400+ на ядре ClawHammer с L2=512 Кб.

Ситуация для разогнанного мобильного Athlon XP-M 3000+ не изменилась по отношению к предыдущему тесту.

В лидерах оказывается ClawHammer разогнанный до 2700 МГц, второе место удерживает модель с 1 Мб кэшем второго уровня в разгоне. Мобильный Athlon XP-M 3000+ слабо подходил для игровых задач и разгон ему в этом слабо помогает.

В более современном 3Dmark«е для мобильного Athlon XP-M 3000+ ситуация не изменяется.

Странность итогового теста в этом бенчмарке была отмерена ранее, но чисто процессорный тест ниже отражает чуть более реалистичную картину.

Cache and Memory benchmark

Заключение

Использование мобильных процессоров в десктопном сегменте сопряжено с рядом сложностей и преград, и нет никаких гарантий, что выбранная мобильная версия CPU заработает в конкретной материнской плате. И даже если это случится, всегда имеется шанс физически повредить ЦП с голым кристаллом, допустив ошибку в установке воздушной системы охлаждения. Но этим занимаются энтузиасты, и они готовы на подобные риски.

Что касается десктопных процессоров, смены процессорных ядер и техпроцесса производства, лучше первых процессоров на ядре ClawHammer с 1 Мбайт кэшем второго уровня для Socket 754 не найти. Удачный экземпляр, разогнанный до 2600 и выше МГц, перекрывал все последующие выпускаемые процессоры с массой улучшений, которые обычному пользователю не дали ничего кардинального нового. Мало кто в то время использовал четыре двухсторонних модуля оперативной памяти по 1 Гбайт на этой платформе, скорее они бы выбрали Socket 940 или перешли бы на Socket 939.

Так что в большинстве случаев независимо от того, использовали ли вы ClawHammer с индексом 3000+ на старте или приобрели Venice на закате платформы, вы вряд ли бы получили новые ощущения, таков был статус этого сокета, рассчитанный на бюджетные решения.

Но, тем не менее, с точки зрения ретроклокинга Socket 754 оказался достаточно интересным, если брать во внимание его мобильную и ОЕМ части, и он может даже где-то удивить, главное — научиться с такими экземплярами грамотно взаимодействовать.

Думаю, можно поставить точку в вопросе изучения Socket 754, если, конечно, не появится еще чего-то более экзотического и необычного.

Полный текст статьи читайте на overclockers.ru