AMD FX / AMD FX
.docx
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ОБНИНСКИЙ ИНСТИТУТ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
– филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования
«Национальный исследовательский ядерный университет
«МИФИ» (ИАТЭ НИЯУ МИФИ)
ТЕХНИКУМ ИАТЭ НИЯУ МИФИ
Проект по ОПД
Тема: «AMD FX или как i5 оказался позади»
Выполнил:
Студент группы РБ2-Т22
Артыков Руслан
Обнинск, 2022
Содержание
Оглавление
Введение 3
Основа архитектуры FX и мифы о «кукурузе» 5
Важность памяти для FX и результаты её разгона 8
Сравнение с i5 10
Вывод 11
Список использованных источников: 12
Введение
Борьба AMD и Intel как техногигантов в плане ПК-процессоров является лишь следствием разделения глав компаний, закономерно поддерживаемая, в первую очередь, антимонопольной службой США.
Но спустя года обе компании встали чуть ли не вровень по технологиям, как литографическим, так и технологическим. Как раз в 2010 году вышли революционные на тот момент процессоры – AMD FX и Core 2-го поколения.
Конечно, AMD в тот момент никто не понял, ведь их старшие процессоры с 8-ю ядрами 8000 и 9000 уступали по FPS в играх тому же Core i5, который был идентичен по цене, но вместе с этим требовал гораздо меньше как в плане материнской платы, так и охлаждения.
Цель: понять, почему FX спустя года стал культовой линейкой процессоров и оказался недооценён на старте.
Задачи:
Узнать про архитектурные особенности и причины низкой производительности FX в старых играх и сравнить её в новых играх.
Проштудировать все технологические источники как прошлого десятилетия, так и его конца.
Объяснить работу некоторых частей ПК и использовать их в качестве аргументации тем или иным явлениям в процессе обработки данных ЦП и системой памяти.
Объективно оценить и сравнить FX с 8-ю ядрами с Core i5 2-7 поколений как аналогом по цене.
Основа архитектуры FX и мифы о «кукурузе»
Казалось бы, FX уже давно пора закопать. Ведь он не тащит, а если и тащит, то только «на кукурузных» («кукурузными» их называют из-за связи с кукурузой, которая превращается в попкорн после нагрева так же, как и процессор перегревается и перестаёт корректно работать при высокой тактовой частоте) 5 гигагерцах. Но я бы так и сделал, если бы не его архитектура и 8 ядер старших линеек 8000 и 9000 (8300, 8350, 9500, 9590 – все они отличаются исключительно изначальными частотами и потенциалом разгона (сам разгон является повышением тактовой частоты любого компонента ПК)).
Но стоит заметить – 8 ядер не настоящие. Всего у FX 4 модуля ядер, и казалось бы, что может пойти не так? А то, что эти 4 блока имеют всего 4 FPU (блок счёта действительных чисел) и 8 ALU (основной арифметический блок). В итоге пусть мы и получаем 8 полноценных ядер, но из-за такой структуры на каждый ALU работала лишь половину FPU, и лишь при использовании двух потоков FPU будет использоваться полностью.
И вот в случае с каким-нибудь Crysis было бы необходимо просто повысить частоту ядер, и два активированных ALU в разных модулях будут всё равно работать достаточно быстро, пусть и не с той же эффективностью, как в классической схеме работы блока ядра с одним FPU на один ALU.
Но всё-таки 8 ядер и потоков дают возможность многопоточным процессам обрабатываться значительно быстрее, чем это может тот же i5 с его 4 ядрами и 4 потоками.
Но тут у нас ещё одна загвоздка – шина FX и межпроцессорная производительность связана частотой памяти. Как внутрипроцессорной, так и оперативной.
Но тестеры, как западные, так и русскоязычные во времена 2010-2013 годов тестировали игры, не способные задействовать даже 4 потока, а FX со своей маленькой производительностью на ядро просто не был способен дать достойной конкуренции даже старому Core 2 Duo. Конечно, есть игры, выпущенные после 2013 года и не использующие все возможности многоядерного FX сполна, как Escape From Tarkov или инди-игры на Unity, но это исключения. Зато с каждым новым годом после выхода в больших высокотребовательных играх 8 ядер показывают себя всё лучше и лучше в сравнении с i5.
В итоге из-за серьёзного непонимания работы FX, многие как русскоязычные, так и англоязычные техноблогеры просто поднимали множитель частоты ядра простым переключением множителя тактового генератора в BIOS’е (высокоуровневый интерфейс с доступом к аппаратной части ПК). Из-за чего производительность увеличивалась, но поток данных шёл быстрее только внутри ядра. L1 и L2 кэши (кэш процессора идентичен постоянной памяти, но его объём и скорость существенно отличается) достаточно быстрые для постоянной подзагрузки данных, а вот L3 кэш в этом случае остаётся нетронутым, как и сама память.
Многие люди основывались на старых играх, где L3 кэш доставался одному ядру или двум без явной нехватки ПСП (пропускной способности памяти), которой для передачи данных и последующей их обработки ядрами вполне хватало.
В случае же с многоядерным FX такое просто не работало, ПСП и L3 кэш распределяется по количеству используемых ядер и тут-таки оказывается, чтобы полностью прокачать данными 8 логических потоков одновременно, скорости кэша и памяти недостаточно.
Важность памяти для FX и результаты её разгона
Исходя из этого вполне логично, что нужно сделать именно L3 кэш и систему памяти в целом быстрее, чтобы уже ядра не простаивали в ожидании команд из-за кэш-промаха («кэш-промах» – явление, при котором кэша недостаточно для хранения данных, и он обращается к следующему уровню памяти, будь то L2 кэш, L3 кэш или оперативная память).
Поэтому нужно гнать CPU-NB, на частоте которого будет работать L3 кэш, который изначально является крайне медленным. Сам же CPU-NB – северный мост, встроенный в процессор. По совместительству, контроллер памяти.
Ну и, конечно же, нужно гнать саму оперативную память.
Правда, кто-то скажет, что при разгоне памяти нужно будет повышать её тайминги из-за чего часть профита уйдёт в никуда.
Что же, это можно опровергнуть всего одним скриншотом.
Как видно, при повышенных таймингах и частоте оперативной памяти производительность ощутимо возросла, в среднем выходило 12%.
Да и в целом, повышать тайминги при повышении частоты не должно быть так страшно. При разгоне памяти это абсолютно нормально.
Сейчас я объясню, почему именно так. Тайминги – второстепенный параметр, и учитывать их нужно вместе с частотой.
Есть частота памяти – 1600 МГц, от неё зависит скорость передачи данных. Есть скорости выдачи команд, она в два раза ниже частоты памяти. Есть тайминги – CL-10. Это количество циклов ожидания процессора к памяти. Всё это легко высчитывается. Берём одну секунду, то есть 1000 миллисекунд и делим на частоту выдачи команд и получаем 1.25 наносекунд и умножаем на тайминг в 10. Получаем 12.5 наносекунд.
Проворачиваем то же самое, но с повышенной частотой. И, как ни странно, но задержка не только не увеличилась, а даже уменьшилась.
И на последок я сравню полный разгон FX с неполным, в котором разгоняться будет только частота ядер.
Становиться очевидным факт того, что FX далеко не слабый процессор, требующий знаний его архитектуры.
Сравнение с i5
На иллюстрации полазано распределение двух логических ядер, которые использует малопоточная программа…например, это может быть тот «Сталкер. Тень Чернобыля.» И вот тут превосходство i5 очевидно – i5 нагружает два FPU блока, FX же только один. Итоговое количество обработанных команд у FX будет меньше, а i5 серьёзно вырвется вперёд по FPS.
Смоделируем другую ситуацию – нагружены все потоки, но в любом сложном и интенсивном процессе в процессоре может произойти кэш-промах, неверное ветвление, ожидание предыдущей инструкции, из-за чего выполнение команд внутри ALU приостанавливается, что и приводит к микростаттерингу (остановке картинки на небольшое время) и/или уменьшенному количеству выполняемых инструкций вовсе.
Вот наглядный пример Assasin’s Creed Unity, современная игра 2014 года, способная использовать 8 потоков. В ней уже чётко показано как FX становиться вне конкуренции с i5.
Вывод
Из всего вышеописанного могу объективно заявить, что процессоры AMD FX превзошли своё время и стали по-настоящему революционными процессорами своего времени.
Список использованных источников:
https://3dnews.ru/636955?ysclid=laikfd3t32135454789
https://dzen.ru/media/mizhgunit/pochemu-amd-fx-nelzia-nazvat-udachnymi-processorami-5ee27f91eac47909f547ce01
https://fcenter.ru/online/hardarticles/processors/34611-Obzor_processorov_AMD_FX_8350_FX_8320_FX_6300_i_FX_4300_Vse_Vishera_v_odnom_teste?ysclid=laikfw3n6t459241464
https://www.ixbt.com/cpu/amd-fx-overall.shtml?ysclid=laikenkb8x301963040
https://overclockers.ru/lab/show/73220/issleduem-razgonnyj-potencial-amd-fx-8320-test-vosmi-ekzemplyarov-processora?ysclid=laikf9jb3c441477692