AMD Athlon 64 X2 5000+ EE (65nm) Review

Nu de energiekosten bijna met de dag stijgen, begint de focus op energie-efficiëntie in de technologische industrie steeds prominenter te worden. Nu Intel schijnbaar weer op volle toeren draait met zijn op Core 2 gebaseerde processors, heeft AMD een spelletje inhaalslag spelen, aangezien de K8-architectuur na meer dan drie jaar zijn leeftijd begint te vertonen dienst.

Tijdens de latere stadia van het Netburst-tijdperk (sinds de dag dat AMD's K8 werd gelanceerd), werden de voordelen van Intel technologie maakte niet veel uit voor AMD, omdat de underdog beter presteerde en energiezuiniger was architectuur. Het processorspel was toen een behoorlijk eenzijdige aangelegenheid - althans in de liefhebbersruimte - maar de dingen veranderden behoorlijk dramatisch in die ongelooflijk drukke maand juli vorig jaar.

Niet alleen lanceerde Intel zijn eerste Core 2 Duo-processors met ongelooflijk agressieve prijzen, AMD verlaagde de prijs van velen van zijn CPU's 's nachts gehalveerd om te reageren op Intel's enorme verbeteringen in zowel prestaties als energie efficiëntie. Vandaag kijken we naar een van AMD's eerste 65-nanometer 'Brisbane'-processors, die op 5 december stilletjes werden aangekondigd. Gezien het feit dat Intel zijn eerste op 65nm gebaseerde Cedar Mill en Presler lanceerde (een paar Cedar Mill's op één CPU-pakket) Pentium 4- en Pentium D-processors op 27 december 2005, toont het de voorsprong die Intel heeft als het gaat om productie technologie.

Productietechnologie is echter niet alles, zoals AMD in het verleden heeft bewezen, maar met zowel David als Goliath die relatief goede CPU-architecturen hebben, kan het een belangrijke rol spelen. Het verminderen van het procesknooppunt resulteert meestal in een lager stroomverbruik, lagere bedrijfsspanningen en dus meer bescheiden koelvereisten.
(iMAGE: processor)
Hoewel AMD geen noemenswaardige prestatieveranderingen heeft beloofd met het verkleinen van het proces, hebben we AMD's nieuwe Athlon 64 X2 5000+ EE-processor op de proef gesteld in onze typische selectie van benchmarks. Voordat we daar echter op ingaan, laten we eens kijken naar wat er nieuw is.

”‘Laten we allemaal naar Brisbane gaan…”’

Brisbane is in veel opzichten een vrij belangrijke CPU voor AMD, omdat de volgende generatie K8L-processor van het bedrijf zal worden vervaardigd op hetzelfde 65 nanometer Silicon On Insulator-proces. Tussen nu en het moment waarop AMD zijn native quad-coreprocessor lanceert, zal AMD eraan werken om het proces zo volwassen mogelijk te maken tegen de tijd dat de nieuwe architectuur klaar is om te lanceren.

Het is een typische praktijk in de halfgeleiderindustrie voor een fabrikant om een ​​bekend onderdeel te verkleinen met fijnere fabricageprocestechnologie voordat u probeert iets geheel nieuws te produceren op het onbekende Verwerken. Dit stelt de halfgeleiderfabrikant in staat om het proces te ontwikkelen met een ontwerp waarmee hij vertrouwd is, waardoor de meeste ontwerpgerelateerde problemen uit de vergelijking worden gehaald.

Volgens AMD heeft de nieuwe 65nm G-stepping Brisbane-kern hetzelfde aantal transistors als de 90nm F-stepping Windsor-kern (net geen 154 miljoen transistors in reële termen) dat het uiteindelijk zal vervangen. Als resultaat van het fijnere productieproces is de Athlon 64 X2-matrijs verkleind van 183 mm² naar 126 mm² - slechts 69 procent kleiner dan zijn oudere broer. Als mijn berekeningen correct zijn, zou een perfecte matrijskrimp van 90nm naar 65nm het 65nm-onderdeel 52 procent van de grootte van hetzelfde onderdeel maken dat op een 90nm-proces is vervaardigd.

De vermindering van de matrijsgrootte betekent duidelijk dat AMD in staat is om meer matrijzen per wafer te krijgen, maar er is meer aan de hand dan op het eerste gezicht lijkt. De chips worden vervaardigd in AMD's Fab 36-fabriek in Dresden, Duitsland. Deze fabriek gebruikt uitsluitend 300 mm-wafels, terwijl AMD's Fab 30-faciliteit (die zich direct naast Fab 36 bevindt) gebruikt 200 mm wafers die minder dan de helft van het oppervlak hebben van een grotere 300 mm wafer (31.415 mm² versus 70.685 mm²).

Het produceren van processors met een wafer van 300 mm is per matrijs goedkoper dan het produceren van dezelfde processors op een wafer van 200 mm. Als je dat meeneemt en de indrukwekkende reductie van 31 procent die AMD heeft weten te bereiken, zijn de productiekosten van het bedrijf voor het produceren van Athlon 64 X2-processors net gekelderd.

De lagere productiekosten zullen echter niet leiden tot goedkopere processors, omdat de procesverkleining is ontworpen om de marges en productiecapaciteit van AMD te vergroten. Hiermee kan de chipfabrikant aan de vraag naar zijn processors voldoen en in de toekomst de productiecapaciteit vergroten. Ik weet dat de egoïstische onder jullie dat feit niet leuk zullen vinden, omdat het proces van krimpen draait om meer geld verdienen voor AMD (in plaats van geld te besparen voor de consument). Wat mij betreft is dat echter goed voor de microprocessorindustrie – het is belangrijk dat zowel AMD als Intel de technologie naar voren duwen omwille van gezonde concurrentie.

AMD's nieuwe 65-nanometer processors hebben allemaal het label 'Energy Efficient', aangezien AMD erin is geslaagd om het maximale thermische ontwerpvermogen (TDP) te verlagen tot 65 W op alle van de nieuwe CPU's. Dit is voornamelijk te danken aan het kleinere ontwerpproces, dat heeft bijgedragen aan het verminderen van de spanningsvereisten tot tussen 1,25V en 1.35V.

In het verleden heeft AMD alleen gehele waarden gebruikt voor de vermenigvuldiger op zijn Athlon 64-processors en er waren twee verschillende cachegroottes in de hele line-up. In juni verklaarde AMD echter dat het zijn productlijn zou vereenvoudigen en alle dual-coreprocessors (behalve de Athlon 64 FX) met 1 MB L2-cache per core zou stopzetten. De processors die uit het assortiment van AMD zijn verwijderd, waren de X2 4800+, X2 4400+ en X2 4000+.

AMD heeft echter stilletjes een paar duurdere Athlon 64 X2's opnieuw geïntroduceerd met 1 MB L2-cache per kern; namelijk een X2 5200+ (draaiend op 2,6 GHz) en een X2 5600+ (draaiend op 2,8 GHz, dezelfde kloksnelheid als het vlaggenschip van het bedrijf, de Athlon 64 FX-62). Om de zaken nog wat meer te verwarren, introduceerde AMD ook een X2 5400+ die ook geklokt is op 2,8 GHz, hoewel het verschil hier is dat deze slechts 2x 512 KB L2-cache heeft. Al deze processors zijn echter nog steeds gebaseerd op AMD's 90nm-kernen - de nieuwe 65nm Brisbane-chips passen in het midden van AMD's productstapel.

Interessant is dat de nieuwe processors op basis van de Brisbane-kern gebruik maken van halve vermenigvuldigers (en allemaal met 2x 512 KB L2-cache), wat betekent dat we nu 100 MHz-snelheidsgraden zien in de productlijn van AMD. Deze verandering in strategie betekent ook de herintroductie van de drie modelnamen die AMD in juni uit zijn line-up heeft teruggetrokken - X2 4800+, X2 4400+ en X2 4000+ zijn terug.

Momenteel is de snelste Brisbane-processor de X2 5000+ EE die wordt geklokt op 2,6 GHz - de chip die AMD naar ons heeft gestuurd - en, afgezien van de proceskrimp, zouden de prestaties zeer vergelijkbaar moeten zijn met de 90nm X2 5000+ op basis van de Windsor-kern. De X2 4800+ EE, X2 4400+ EE en X2 4000+ EE zullen een andere reeks prestatiekenmerken presenteren dan de processors die ze hebben vervangen.

”‘Geheugenwaanzin’’

Het andere om te overwegen is de manier waarop AMD's geheugencontroller zijn geheugensnelheid ontleent, omdat het geen geheugenklok kan afleiden uit een halve vermenigvuldiger; in plaats daarvan gebruikt het de volgende volledige vermenigvuldigingswaarde om de geheugenfrequentie te berekenen. Dit moet hier worden uitgebreid, omdat het mogelijk een paar mensen in verwarring kan brengen.

Omdat de X2 5000+ EE dezelfde kenmerken heeft als de 90nm X2 5000+ die hij gaat vervangen, is het geheugen klok wordt afgeleid door de CPU-snelheid te delen door zeven, omdat deze nooit de DDR2-snelheid kan overschrijden die is ingesteld op uw moederbord BIOS. Zo draait het geheugen op 742MHz DDR op de X2 5000+ EE. Het wordt een beetje ingewikkelder met de X2 4800+ EE, X2 4400+ EE en X2 4000+ EE, omdat ze allemaal halve vermenigvuldigers gebruiken om hun CPU-klokfrequentie af te leiden.

De X2 4800+ EE kan zijn CPU-snelheid niet door zes delen, omdat dit zou resulteren in een geheugenbussnelheid van 833 MHz - dat is duidelijk hoger dan de maximale DDR2-800-frequentie. Als gevolg hiervan moet de Athlon 64 X2 4800+ EE dezelfde geheugenverdeler gebruiken als de X2 5000+ EE, zij het met een lagere basis CPU-klok. Dit betekent dat het geheugen op de X2 4800+ EE op 714MHz draait. De verwarring blijft bestaan ​​met zowel de X2 4400+ EE als de X2 4000+ EE, omdat beide chips gedwongen worden om de CPU/6-multiplier te gebruiken wanneer de maximale geheugenklok in het BIOS is ingesteld op DDR2-800. De resulterende geheugenklokken zijn 766 MHz op de X2 4400+ EE en 700 MHz op de X2 4000+ EE.

Ook al zijn sommige van deze geheugenfrequenties aanzienlijk lager dan de DDR2-800 die u in het BIOS hebt geselecteerd, toch raad aan om DDR2-800-geheugen te kopen als u van plan bent om het meeste uit een van deze nieuwe Energy Efficient Athlon 64 X2's te halen. Het wordt een beetje ingewikkelder als je de maximale geheugenklok in het BIOS verlaagt tot 667MHz, 533MHz of 400MHz. We zullen je hier echter niet vervelen met de details.

”‘Overklokken”’

Om te meten hoe ver onze Athlon 64 X2 5000+ EE-sample overklokte, gebruikte ik hetzelfde M2N32 SLI Deluxe-moederbord van Asus met de CPU-kernspanning ingesteld op 1,45V in BIOS. Daarnaast gebruikte ik Zalman's CNPS9700 koellichaam/ventilator combinatie met de ventilator op de standaard snelheidsinstelling. Ik kreeg de chip die AMD ons naar POST stuurde op slechts 3200 MHz, maar ik kon met deze snelheid niet in Windows komen.

Ik kon geen enkele vorm van Prime 95-stabiliteit krijgen (dubbele instanties) totdat ik de kloksnelheid verlaagde naar iets meer dan 3.04GHz met behulp van de standaardvermenigvuldiger van de CPU en een HTT-klok van 234MHz. Hier is een screenshot van waar ik ben gekomen:

Natuurlijk moet ik u eraan herinneren dat uw eigen kilometerstand kan variëren bij het overklokken en ik kan niet garanderen hoe een chip uw aankoop mijn overklokt.

"'Energieverbruik"'

Wat we ook probeerden, we konden AMD's Cool 'n' Quiet-technologie niet laten werken op onze M2N32 SLI Deluxe, dus helaas hebben we de metingen van het energieverbruik moeten verlaten terwijl het energiebeheer tijdelijk is uitgeschakeld wezen. We hebben verschillende BIOS-revisies geprobeerd, waaronder een paar BETA-BIOS, en geen enkele heeft het probleem voor ons opgelost.

Er zijn hier enkele mooie verbeteringen in kracht, maar ik vermoed dat we meer verbeteringen zullen zien naarmate het 65nm-proces van AMD volwassener wordt. De standaard CPU-spanning was 1,36V op de X2 5000+ EE, terwijl de standaard kernspanning van de Windsor slechts 1,32V was in CPU-Z.

”‘Prestatiesamenvatting”’

De volledige details van onze testopstelling zijn te vinden op onze zustersite, Bit-Tech.net.

Zoals u kunt zien aan onze resultaten op de volgende pagina's, werd AMD's nieuwe 65 nanometer Brisbane-kern met dezelfde kloksnelheid consistent langzamer dan de 90nm Windsor-kern die hij vervangt, zij het slechts met minder dan 0,5 procent, de dunste van marges. We kregen niet echt veel uitleg van AMD over waarom dit zo was - het bedrijf vertelde ons dat de processor hetzelfde zou presteren als zijn 90nm-derivaat. Na verder diepgaand onderzoek hebben we vastgesteld dat een toename van de cache- en geheugenlatenties op de nieuwe Brisbane-kernen de kleine prestatieverschillen veroorzaakten.

Ik kan het niet helpen, maar voel me een beetje gemengd over de eerste golf van 65 nanometer-processors die van AMD komen. Hoewel het bedrijf veel dingen goed heeft gedaan in de overgang naar 65 nanometer, zal dat onmiddellijk zijn gunstig is voor zichzelf (in plaats van voor zijn klanten), kunnen we niet anders dan het gevoel hebben dat het uit de markt is geprijsd klein.

De vermindering van de matrijsgrootte in combinatie met de overstap naar 300 mm-wafers zal AMD in staat stellen om de problemen met chiptekorten die het eind vorig jaar had, en het zal ook helpen om zijn marges. Het heeft het bedrijf ook geholpen om zijn stroomverbruik ook enigszins te verminderen. Dit is waarschijnlijk de enige verbetering die daadwerkelijk wordt doorgegeven aan de consument - elke andere verbetering die we kunnen zien, is er om de jongens in groene jassen te helpen.

Hoewel ik denk dat dat goed is voor de microprocessorindustrie, helpt het AMD niet uit het gat waarin het zich momenteel lijkt te bevinden. Momenteel is de belangrijkste concurrentie van de X2 5000+ afkomstig van Intel's Core 2 Duo E6600 - winkelversies van beide zijn geprijsd rond de £ 200 in het VK, waarbij de Athlon iets goedkoper is. Het probleem van AMD wordt echter duidelijk wanneer je nauwkeuriger naar de prestaties gaat kijken - de E6600 vaak ruilt klappen met AMD's vlaggenschip Athlon 64 FX-62-processor, en is bijna altijd sneller dan de Athlon 64 X2 5000+. Voeg dat toe aan het feit dat de Brisbane-chip van 65 nanometer eigenlijk iets langzamer is dan de chip die hij vervangt, en AMD zal niet competitiever worden.

"'Uitspraak"'

Op zichzelf is de Athlon 64 X2 5000+ EE een behoorlijke processor. Simpel gezegd, het is echter tijd voor een broodnodige update van AMD's K8-architectuur. We weten dat het later dit jaar komt, maar naar onze mening kan het niet snel genoeg gebeuren. K8 is in de loop der jaren geweldig geweest, maar AMD kan op dit moment gewoon niet de frequenties hoog genoeg krijgen om te concurreren met Intel. Als je een nieuw systeem wilt bouwen, dan is de keuze vrij duidelijk; tenzij je al een socket AM2-moederbord hebt, zijn Intel's Core 2 Duo-processors een veel betere keuze.

Betrouwbare score