Часть 2: AMD K6/PR2-200ALR

Прежде чем говорить о последнем достижении AMD - процессоре K6 - совсем не лишним будет обратиться к одному из событий новейшей истории этой компании. Без всякого сомнения здесь имеется в виду объединение AMD с фирмой NexGen, разработавшей в свое время на основе оригинальной архитектуры RISС 86 процессоры класса Pentium - Nx586 и Pentium Pro - Nx686. Процессор Nx686 впервые был представлен тогда еще фирмой NexGen осенью 1995 года, но, как и ее первенец Nx586, имел успех лишь как знамя борьбы некоторых компьютерных изданий против монополии Intel. Проще говоря, за спиной NexGen не было таких денег, таких производственных мощностей и такого авторитета, которыми располагали лидеры отрасли. Сыграла свою роль и несовместимость Nx686 с существовавшими на тот момент моделями материнских плат: словом, альтернативы Pentium из Nx686 не вышло. С другой стороны, последний процессор NexGen даже на фоне своего маститого соперника от Intel выглядел отнюдь не бледно. По сравнению с Pentium Pro, он мог исполнять больше инструкций за такт, имел больший объем кэш-памяти и более быстрый сопроцессор. Nx686 поддерживал до 2-х Мб кэш-памяти второго уровня, работающей на внутренней тактовой частоте процессора. Одной из основных особенностей процессора NexGen являлось наличие специального мультимедийного блока, ускоряющего такие функции как MPEG-декодирование, аудиообработку и 3D-рендеринг. Этот блок имел DSP-образную архитектуру и позволял выполнять до 6 млрд. инструкций в секунду, превосходя по этому показателю даже специализированные DSP. Поэтому, думается, вовсе не случайно проницательные руководители AMD решили прибрать к рукам процессор с таким потенциалом, а заодно и команду разработчиков, создавших этот процессор. Памятуя о трудностях, сопутствовавших появлению на свет процессора К5 (собственного детища AMD), в этой компании было принято решение, во-первых, пойти к цели кратчайшим путем, т.е. положить решения, использованные при создании Nx686, в основу своего процессора следующего поколения, а во-вторых, придать будущему кристаллу коммерческую привлекательность, сделав его выводы совместимыми с Socket 7 и объявив о поддержке им технологии ММХ.

Идея совместимости по выводам с Socket 7 предполагала отказ от реализации обращения к кэш-памяти второго уровня с внутренней тактовой частотой процессора в пользу стандартного решения в виде расположения кэш-памяти второго уровня на материнской плате и обращения к ней с внешней тактовой частотой. Это неизбежно влекло за собой падение производительности на 5-10%. Для того, чтобы как-то скомпенсировать падение производительности,я разработчикам нового процессора пришлось существенно увеличить кэш-память первого уровня, доведя ее объем до 64 Кб. Кроме того, кэш первого уровня был разделен на две составляющие: кэш-память для инструкций и кэш-память для данных.

С поддержкой ММХ также далеко не все обстояло гладко. Как уже было сказано, в основу процессора AMD положено RISC-ядро, что предусматривает необходимость трансляции инструкций х86 в RISC-инструкции, которые непосредственно и выполняются. Эта особенность архитектуры процессора повлекла за собой и свой собственный способ реализации ММХ. Операции ММХ (по версии Intel) используют регистры имеющегося в кристалле сопроцессора. При переключении с одной программы на другую процессор должен сохранить содержимое тех регистров, которые могут понадобиться той или иной выполняемой программе. В подавляющем большинстве случаев эта операция не вызывает никаких проблем, однако теоретически при многозадачной работе, когда одно приложение интенсивно использует сопроцессор, а другое - ММХ, может произойти сбой. AMD заявляет, что ее новый процессор располагает вторым набором регистров, специально предназначенных для ММХ, причем, контекстное переключение может происходить не за 47 тактов, как у Intel, а за 8-9. Дополнительные регистры прозрачны для кода, который продолжает "думать", что все еще имеет дело с регистрами сопроцессора. Использованный AMD подход породил слухи о якобы неполной (в смысле "неполноценной") реализации ММХ. По причинам, изложенным ниже, мы не беремся отстаивать ту или иную точку зрения, но хочется думать, что в самом ближайшем будущем в связи со значительным ростом количества программ, поддерживающих ММХ, вопрос прояснится окончательно. Процессор AMD получил название К6 и с весны 1997 года выпускается серийно с проектной нормой 0,35 мкм. Что же действительно вышло из всей этой истории с переделкой Nx686, мы сейчас увидим.

Никаких проблем с установкой AMD K6/PR2-200ALR не возникло: все в порядке оказалось и с требуемыми уровнями напряжения (3,5/2,9В), и с поддержкой этого процессора BIOS материнской платы. Процессор работает с 66 МГц шиной, так что можно смело утверждать, что ему найдется место на большинстве современных материнских плат. Применительно к AMD K6 нас интересовали две вещи: действительно ли этот процессор так хорош, как о нем говорит компьютерная пресса, и насколько существенным оказывается прирост производительности при работе с приложениями, поддерживающими ММХ? Сразу придется огорчить некоторых читателей. На второй вопрос пока ответа получить не удалось. Связано это в первую очередь с тем, что приложений с поддержкой ММХ на сегодняшний день не так уж и много. Подобная ситуация, безусловно, в самое ближайшее время изменится, но согласитесь, что получить объективную информацию, опираясь на результаты тестирования всего лишь одной-двух программ, имевшихся в нашем распоряжении, практически невозможно. Поэтому было принято решение вернуться к этому вопросу в самом ближайшем будущем, как только появятся необходимые условия. Кроме того, говоря о повышении производительности, вызванной наличием дополнительных ММХ-инструкций, необходимо учитывать и ряд весьма специфических факторов. Опубликованные сведения о повышении быстродействия на 20-45% в приложениях с поддержкой ММХ применительно к процессорам Pentium MMX не дают однозначного ответа на вопрос, чем же на самом деле это вызвано: введением дополнительных инструкций или увеличением кэш-памяти первого уровня до 32 Кб, т.е. в два раза. Во всяком случае указанная проблема заслуживает самого детального рассмотрения и, соответственно, требует наличия детальной информации, которой на данный момент мы не располагаем.

Что же показало тестирование AMD K6/PR2-200ALR? Впечатлил показатель Norton SysInfo для Windows 95, равный в данном случае 84,0.

Для сравнения приведем следующие цифры: аналогичный показатель для процессора Intel Pentium 200 составил "всего" 45,8 пункта, а для рассмотренного в предшествующей части данного материала процессора Cyrix 6x86 MX - PR200 - 60,2. Достаточно неплохо выглядел AMD K6/PR2-200ALR и в тестах Ziff Davis Lab Winbench97. При запуске 16-разрядных тестов "CPUMark16" процессор AMD достиг отметки 416 пунктов. Честно говоря, мы ожидали большего, хотя и этот результат, что называется, "на уровне". Во всяком случае это лучше (хоть и не намного), чем то, что продемонстрировали Cyrix 6x86 MX - PR200 и Intel Pentium 200.

Однако во всей своей красе К6 предстал в тестах "CPUMark32": результат в 502 пункта внушает уважение. Разрыв с процессором Cyrix составил без малого 100 пунктов, а Pentium 200 отстал и того больше - на 129 пунктов.

До уровня Pentium Pro 200 процессор AMD K6/PR2-200ALR не дотянул, но не будем забывать, что Pentium Pro оптимизирован именно для выполнения 32-разрядных приложений, и в этом с ним тягаться сложно любому процессору: будь то Pentium II, Pentium ММХ или наш "герой" AMD K6. В целом результаты тестирования показали, что AMD K6/PR2-200ALR действительно является одним из наиболее производительных процессоров на сегодняшний день.

Теперь несколько слов о наших субъективных впечатлениях. Как и в случае с процессорами Cyrix (хотя и в несколько меньшей степени), для прежних изделий AMD достаточно актуальна была проблема избыточного тепловыделения. Сам по себе факт нагрева процессора не нов, более того, нагрев кристалла, объединяющего в себе пять-шесть миллионов транзисторов, закономерен. Вопрос заключается, скорее, в том, насколько тот или иной процессор может устойчиво функционировать в таких условиях. За примерами далеко ходить не надо. Возьмем процессоры Intel: мало того, что они работают на более высоких тактовых частотах, чем изделия конкурентов, так они еще и неплохо "разгоняются". Это свидетельствует о хорошем выходном контроле и некотором "запасе прочности". Во всяком случае вряд ли можно вспомнить хоть один случай, когда отзывалась партия процессоров Intel по "температурным" причинам (и у Cyrix, и у AMD такие эксцессы случались). Но вернемся к AMD K6/PR2-200ALR. На материнской плате ASUSTeK TX97E, оснащенной импульсным преобразователем, рассматриваемый процессор функционировал без всякого излишнего нагрева, что позволяет говорить как о достоинствах процессора, так и материнской платы.

Следующей вещью, на которую мы обратили пристальное внимание, была работа с различными мультимедийными программами. Для начала было решено разобраться с качеством программного MPEG-декодирования. При воспроизведении сравнительно небольшого (около 30 Мб) контрольного ролика нами не было обнаружено каких бы то ни было патологий: кратковременных остановок, искажений изображения и пр. Мы не пытались замерить скорость MPEG-воспроизведения, т.е. определить количество воспроизводимых кадров в секунду, т.к. после ряда экспериментов пришли к выводу, что подавляющее число программных средств (разного рода MPEG-плейеры и т.п.) выдают заведомо завышенные результаты. К сожалению, на момент тестирования мы не располагали и чем-нибудь наподобие стробоскопа. Тем не менее, по субъективным ощущениям качество MPEG воспроизведения было высоким (лучше, чем в случае Pentium 200). Кроме воспроизведения видео мы пытались оценить качество обработки аудио-информации. Для этого при помощи пакета Sound Forge 4.0 было записано несколько двухканальных треков, которые затем микшировались. Здесь нас поджидала неожиданность: в конфигурации с AMD K6/PR2-200ALR особенно отчетливо проявился негатив, связанный с блокировкой шины PCI драйвером видеоакселератора (более подробно об этой проблеме уже рассказывалось в одной из публикаций "КВ"). По одному из каналов периодически возникали искажения в виде легкого "щелканья". Теоретически вины в этом процессора нет, но, с другой стороны, при использовании кристаллов Intel деградации процессора при обработке аудио в такой степени не наблюдалось. Ввиду недостаточности информации об этих явлениях, а также ввиду недостатка времени на их подробное исследование в данной статье ограничимся простой констатацией факта. К тому же многоканальная запись звука на жесткий диск отнюдь не самая распространенная задача, так что подавляющее большинство пользователей может просто не обращать на это внимание. При обычном же воспроизведении аудио компакт-дисков, "*.mid" и "*.mod" файлов каких-либо отклонений от нормы замечено не было.

Со стандартным набором офисных приложений AMD K6/PR2-200ALR справляется с легкостью, а мощный математический сопроцессор делает его пригодным и для выполнения серьезных графических задач. По крайней мере так дело обстоит при работе под управлением Windows 95. Что же касается Windows NT 4.0, то несмотря на заявления AMD о "беспроблемной" работе своего процессора в этой операционной системе в Internet, есть информация о несовместимости ряда программ с К6. Здесь будет уместно еще раз подчеркнуть, что перед переходом на Windows NT хоть с процессором AMD, хоть с Intel следует тщательно взвесить все "за" и все "против".

В заключение остановимся еще на одном насущном вопросе: на цене AMD K6/PR2-200ALR. На сегодняшний день средняя цена на этот процессор составляет 220$. Много это или мало? Приблизительно по такой же цене вы сможете приобрести Pentium 200 (без ММХ). Результаты наших экспериментов подтвердили известный факт: производительность процессора AMD K6/PR2-200ALR значительно выше чем у Pentium 200. Так что если вы не собираетесь выложить за новый процессор уж очень большие деньги, особых колебаний у вас быть не должно. Несколько сложнее дело обстоит, если вам по силам покупка Pentium ММХ 200 (около 275$). При незначительном превосходстве AMD K6/PR2-200ALR в плане производительности на стороне Pentium ММХ 200 гарантированная совместимость и "фирменная" реализация технологии ММХ. Что для вас предпочтительнее: сэкономленные деньги или дорогостоящая гарантия совместимости - решать вам. Тем не менее, факт остается фактом: AMD K6/PR2-200ALR является самым быстрым процессором в ценовой категории дешевле 300$.

Автор выражает свою признательность АО "Пирит" за любезно предоставленные компоненты для тестирования

Виктор МОРОЗОВ