AMD Carrizo del 2: En generationsdjupdykning i Athlon X4 845 för $70

Den senaste mikroarkitekturen från AMD baserad på x86-instruktionsuppsättningen fick kodnamnet Excavator, med den fjärde generationen av AMDs Bulldozer-kärnor, kallade Carrizo-kärnor. Carrizo och Excavator riktade sig främst till bärbara datorer och är en viktig del av de effektivitetsmål som AMD har satt upp. Vi testade några 15W bärbara datorer tidigare under året, men när AMD tillkännagav att en 65W del skulle komma till stationära datorer, köpte vi aktivt en del för att jämföra generationsprestandaförbättringar i en liknande miljö. Det här är den recensionen, och vi testar Athlon X4 845 och dess mikroarkitektoniska motsvarigheter genom åren: Athlon X4 860K med Kaveri-kärnor och Steamroller µArch, Athlon X4 760K med Richland-kärnor och en förbättrad Piledriver µArch och Athlon X4 750K med Trinity-kärnor med den ursprungliga Piledriver µArch.

AMDs framtid i mainstream

Båda de största x86-processortillverkarna, AMD och Intel, delar i stora drag upp sina konsumentprocessorer i tre segment: högpresterande, mainstream och ingångsnivå. Som man kan förvänta sig skiljer sig dessa processorlinjer i termer av prestanda, pris och kraft (och några egenheter däri). Berättelsen från AMD:s sida under de senaste åren har varit en där den högpresterande linjen har glidit iväg, men fortfarande finns i delar som ursprungligen släpptes i oktober 2012, och mainstream-linjen är AMD:s nuvarande inkomstkälla och marknadsandel för processorer. Medan de högpresterande processorerna fokuserar på att vara rena processorer, designade för allmän funktion, integrerar mainstream både bearbetnings- och grafikdelar i en enda kiselskiva så att ett system inte behöver ett diskret grafikkort för att ge en utgång (och AMD kallar detta en APU, en Accelerated Processing Unit; Intel har inget specifikt namn). Både AMD och Intel har gjort detta till sin grund för den vanliga plattformen, vilket gör att användare kan investera i en komponent och förlita sig på integrerad grafik om de bara behöver den prestandanivån, eller flytta upp till ett grafikkort när budgeten tillåter eller prestanda krävs. Den nuvarande prestandanivån med vissa avancerade AMD APU:er matchar en grafikprestanda som liknar den för ett grafikkort på 50-80 $, vilket gör dem inriktade på köp för budgetmaskiner. Processorer med integrerad grafik har också stor betydelse för bärbara och bärbara datorer, där sparande av utrymme, ström och kostnader ofta är prioriterade.

Vissa användare som förlitar sig på vanliga komponenter men vill ha en diskret grafisk plattform känns ibland hårt klara av att den integrerade grafiska designen är det främsta alternativet i prisklassen. För dessa användare, som köper en processor och sedan ett diskret grafikkort för $150+, känns det föga användbart att betala för en integrerad grafikdel av processorn som inte används: kiselområdet blir överflödigt bagage och de vill inte betala för det . AMD har haft funktioner som Dual Graphics tidigare, där APU och diskret GPU fungerar tillsammans vilket kan fungera bra, men förlitar sig på bra drivrutiner och spelstöd för att göra det. Den fokuserar också på att förbättra låg- till medelhårdvara, snarare än att satsa på toppprestanda. DirectX 12 kan ändra på detta, med det nya grafik-API:et som gör det möjligt för utvecklare att använda integrerad grafik på olika sätt, men återigen förlitar det sig på spelutvecklarstöd och kan fortfarande vara några år från att bli vanligt. Så varför betala extra för integrerad grafik när du inte behöver det? Intel erbjuder inte mycket av ett alternativ här, förutom att spendera minst $450 på deras avancerade stationära plattform. Men AMD har dig täckt i Athlon-serien av processorer.

APU-linjen står för en huvuddel av AMD:s vanliga försäljning av stationära processorer, med ett dussin APU:er som släpps varje generation. Vid sidan av dessa konstruktioner släpper AMD även Athlon-serien endast för CPU. Dessa är samma kiseldesigner som APU:erna men är nedskurna versioner utan den integrerade grafiken. Tekniskt sett har de fortfarande den interna kiseln för grafikkärnorna, men på grund av kiseldefekter eller lagerhantering är det fysiskt inaktiverat och priset sänks därefter. Denna metod för binning är inte ny och förekommer med många kiselprocessordesigner – när processorer tillverkas har de en naturlig defektfrekvens (en tillverkningsprocess med en låg defektfrekvens sägs vara mer “mognad”). Om dessa defekter finns i områden som kan inaktiveras i binning-processen, tillåter det ett företag som AMD att fortfarande sälja processorn billigt istället för att helt slänga den. För användare som tänker ha diskret grafik kan Athlon-linjen därmed vara ett betydligt billigare alternativ när man bygger en vanlig AMD-dator. Besparingen som görs kan sedan överföras till andra uppgraderingar, som dubbla minne, en större SSD, eller till och med ytterligare ett steg upp på en prestandalista för grafikkort.

AMD Athlon X4

Så medan APU:n, med den integrerade processorn och grafiken, är AMD:s huvudfokus för mainstreamförsäljning, är Athlon-linjen närvarande som ett sätt att kasta bort mindre kisel och erbjuda en komponent med en given funktionsuppsättning till användare som vill ha det. För användare som har byggt datorer i många år har Athlon-namnet i AMD:s historia varit en stadig påminnelse om när AMD vann x86-krigen. Innan APU:er blev verklighet märktes de flesta mainstreamdelarna från AMD Athlon, från enkelkärna upp till fyra kärnor i Athlon X4-familjen (som vi nyligen testade för en framtida granskning), med K10-baserade delar som kallas Phenom, hög -prestandasegmentsdelar går över till ‘FX’, och ett antal Sempron-delar också.

När AMD flyttade till den bulldozerbaserade mikroarkitekturen under Q4 2012, och lanseringen av Trinity-kärndesignen, har AMD behållit ett litet antal Athlon X2/X4-delar runt varje generation, ofta mycket prismässigt konkurrenskraftiga med APU:erna. För den här recensionen har vi tagit en av varje generation och testat därefter.

Följande tabell visar alla AMD CPU-endast processorer från 2012. Informationen kommer från en mängd olika källor, mestadels CPU-världen och den AMD CPU Wikimen överraskande nog ingen central informationskälla (som Intels ARK) existerar. Informationen i tabellen är ganska tät (det finns bara så mycket du får plats i 666 pixlar breda), men de gripande delarna att hålla reda på är PCIe-antal, releasedatum och cachestorlekar.

AMD CPU-endast processorer från 2012
	µArch / Kärna	Släpp	Kärnor	Bas Turbo	TDP / PCIe	Uttag DDR3	L1 (I) Cache	L1 (D) Cache	L2 Cache
Athlon X4 845	Grävmaskin Carrizo	2/2016	4	3500 3800	65 W 3,0 x 8	FM2+ 2133	192 kB 3-vägs	128KB 8-vägs	2 MB 16-vägs
Athlon X4 880K	Ångvält Kaveri v2	3/2016	4	4000 4200	95 W 3,0 x 16	FM2+ 2133	192 kB 3-vägs	64KB 4-vägs	4 MB 16-vägs
Athlon X4 870K		12/2015		3900 4100		FM2+ 1866
Athlon X4 860K	Ångvält Kaveri	8/2014		3700 4000
Athlon X4 840		8/2014		3100 3800	65 W 3,0 x 16
Athlon X4 830		2014?		3000 3400
Athlon X2 450		8/2014	2	3500 3900			96KB 3-vägs	32KB 4-vägs	1 MB 16-vägs
FX-770K (OEM)		12/2014	4	3500 3900		FM2+ 2133	192 kB 3-vägs	64KB 4-vägs	4 MB 16-vägs
Athlon X4 760K	Piledriver.v2 Richland	7/2013	4	3800 4100	100 W 3,0 x 16	FM2 1866	128KB 2-vägs	64KB 4-vägs	4 MB 16-vägs
Athlon X4 750		10/2012		3400 3900	65 W 3,0 x 16
Athlon X2 370K		6/2013	2	4000 4200			64KB 2-vägs	32KB 4-vägs	1 MB 16-vägs
Athlon X2 350		2013?		3500 3900
Sempron X2 250		2013?		3200 3600		FM2 ?
FX-670 (OEM)		3/2014	4	3700 4300		FM2 1866	128KB 2-vägs	64KB 4-vägs	4 MB 16-vägs
Athlon X4 750K	Piledriver Treenighet	10/2012	4	3400 4000	100 W 3,0 x 16	FM2 1866	128KB 2-vägs	64KB 4-vägs	4 MB 16-vägs
Athlon X4 740		10/2012		3200 3700	65 W 3,0 x 16
Athlon X2 340		10/2012	2	3200 3600		FM2 1600	64KB 2-vägs	32KB 4-vägs	1 MB 16-vägs
Sempron X2 240		2012?		2900 3300		FM2 ?

Det finns några saker att notera här, om någon följer:

• Athlon X4 845 är den enda delen (CPU eller APU) som kommer att släppas med Carrizo-kärnor för skrivbordet med DDR3. Det finns rapporter om att ett X4 835 (lägre frekvens) kodnamn används, men det finns ingen bekräftelse på att denna del kommer att existera/släppas i någon form. Det kommer dock inte att finnas några APU-skrivbordsversioner av Carrizo med DDR3, av skälen nedan.
• Athlon X4 845 är faktiskt en APU för bärbar dator i stationära kläder, och har som sådan vissa begränsningar i att ha åtta PCIe 3.0-banor.
• Att flytta från Richland till Kaveri ger 50 % mer L1 (I) cache, från 64KB/modul till 96KB/modul och från 2-vägs till 3-vägs associativitet.
• Att flytta från Kaveri till Carrizo ger 100 % mer L1 (D) cache, från 32KB/modul till 64KB modul och från 4-vägs till 8-vägs associativitet.
• Det finns en Trinity CPU som heter Athlon X4 750K, och en nyare Richland CPU som heter Athlon X4 750. När man undersökte den här recensionen var det svårt att hitta den senare, eftersom detta var en OEM-del, men den existerar.
• Varje design med dubbla kärnor/enkelmoduler från AMD har 1 MB L2, medan varje design med fyrkärnig/dubbel modul har 4 MB L2. Undantaget från detta är den Carrizo-baserade Athlon X4 845.

En kort uppdatering om Carrizo

Tillbaka på AMD:s Tech Day 2015 gav AMD oss en titt på deras nya kärndesign, Carrizo, med hjälp av den uppdaterade Excavator-mikroarkitekturen. Den länken är värd att läsa för att förstå Carrizo som den såg ut på den tiden, med en kort sammanfattning här. Som en del av diskussionerna visades vi en uppsjö av sätt på vilka AMD hade uppgraderat sin kärndesign. En av de viktigaste drivkrafterna för detta var marschen mot deras mål att uppnå 25 gånger bättre energieffektivitet till 2020 (räknat från 2014/Kaveri).

Bland förändringarna var bättre kärnschemaläggning för trådar, och en bättre frekvens/spänningsskalningsmekanism för att hantera kraftspikar och sänkningar för att hålla den totala strömförbrukningen lägre.

En förändring i metallstacklagren gör hela kiselbiten mer GPU-lik i designen, vilket ger högre densitet och energieffektivitetsegenskaper.

Grävmaskin, och till följd av Carrizo, utropades i pressen som den största uppgraderingen av grundbulldozerdesignen sedan introduktionen av själva bulldozern. Denna känsla kom från de omdesignade kiselbiblioteken med hög densitet för olika logiska operationer. Istället för att optimera biblioteken för prestanda, designade AMD om dem nästan från grunden, vilket flyttade paradigmet med kontinuerlig optimering till storlek. Detta ledde till en avsevärd minskning av formytan till priset av endast lite utrymme i frekvens men också en energibesparing.

Den andra varningen är att en processorkärna vanligtvis är utformad för ett visst elfönster. Så en 4-kärnig CPU-design som hamnar i 35W och 90W processorer måste köra mellan 8W och 22W per kärna i perfekt drift. Ju bredare fönster, desto fler kompromisser måste göras med designen för att klara högfrekvens-/effektenheter för att få regelbunden deterministisk drift. AMD siktade på sin Carrizo-design med dubbla moduler på 15W för bärbara datorer och mobila enheter, även om de avancerade delarna också kunde erbjuda ett 35W boostläge, beroende på enhetstillverkaren.

På teknikdagen var AMD noga med att påpeka att Carrizos effektivitet vid 35W kommer att vara i nivå med föregående generations Kaveri, vilket innebär att de enda fördelarna skulle vara den förbättrade energibesparingen (och videouppspelningsmöjligheterna för delar). med den integrerade grafiken). Om den grafiska representationen av detta från AMD är något att gå efter, skulle det till och med antyda en prestandaregression med högre strömförbrukning. För att uttrycka det i termer av dagens recension, kör Athlon X4 845 på 65W.

Vad betyder detta

Trots den mobilfokuserade designen beslutade AMD att släppa en enda Carrizo-kärnbaserad del (med DDR3) för skrivbordet. Athlon X4 845 kommer med många varningar jämfört med de mobila delarna: ingen integrerad grafik i utbyte mot en mycket högre 65W TDP och en liten bump i frekvens. Ägare av stationära datorer kommer också att vara försiktiga, med tanke på att de mobila delarna bara hade åtta banor av PCIe 3.0 för grafik, och detta fortsätter för skrivbordsdelen. Detta begränsar X4 845 till enstaka GPU-konfigurationer som en fokuspunkt.

Så allt som allt borde X4 845 vara på väg i papperskorgen: en högdriven, lågeffektiv Carrizo som borde prestera i paritet eller sämre med liknande rankade Kaveri APU:er. Tyvärr kunde vi inte köpa identiska TDP-enheter för denna recension, men som IPC-jämförelsen kommer att visa är Carrizo och grävmaskinens mikroarkitektur ett stort steg framåt i Bulldozer-familjen av mikroarkitekturer över Steamroller-kärnan och Kaveri-designen.

Denna recension

Jag ville testa ett antal frihetsgrader med den här recensionen, speciellt eftersom den blir en föregångare till vad många förväntar sig att se innan Zen släpps på AM4-plattformen. Först och främst tittar vi på generationsprestationerna för fyra Athlon som gått genom åren.

– Athlon X4 845, Carrizo-kärnor med mikroarkitektur för grävmaskin
– Athlon X4 860K, Kaveri-kärnor med Steamroller-mikroarkitektur
– Athlon X4 760K, Richland-kärnor med Piledriver v2-mikroarkitektur
– Athlon X4 750K, Trinity-kärnor med Piledriver-mikroarkitektur

Vissa av dessa delar provades, andra köptes för granskning.

AMD Athlon X4 845, Carrizo (vänster)
AMD Athlon X4 860K, Kaveri (höger)

AMD Athlon X4 760K, Richland (vänster)
AMD Athlon X4 750K, Trinity (höger)

Till att börja med djupdyker vi i arkitekturens prestanda. För detta är alla fyra processorerna inställda på en fast 3 GHz för våra tester, inklusive spel med vår uppsättning GPU:er. Målet här är att se hur kärnlogiken anpassar sig i enkeltrådade benchmarks, eller göra adekvat drift och minnesallokering i flertrådade arbetsbelastningar. Ett av huvudmålen med de nya iterationerna av Bulldozers planlösning har varit att aktivt använda rätt kärnor med rätt schemaläggning för att undvika stall och tillhandahålla bättre förutsägelsesmetoder för framtida minneskrav.

Sedan går vi vidare till hur Athlon X4 845 överklockningssektionen. Eftersom detta inte är en K-processor är vi ganska begränsade i vad vi kan göra, men med tanke på att detta är en mobilfokuserad del kan vi testa för att se om som AMD är nära gränsen för kärnkraftsdesignen eller om det fortfarande finns rummet högst upp.

För att avsluta kommer vi att ha ett antal benchmarkresultat som visar X4 845 mot processorer från vår databas som kostar ett liknande belopp. Den uppenbara konkurrensen här är den dubbelkärniga Intel Pentium G3258, som är en överklockningsfokuserad del som har ett pris på 72 $. Vi kommer också att lägga till en högkostnads-APU för att bestämma prestandaskillnaden. Detta tar inte hänsyn till system till systemkostnader, såsom extra $ för kylare eller moderkort, eftersom dessa kan variera.

Sidor i denna recension

AMD:s Carrizo grundligt testad del 2: Introduktion

Testa säng och installation
Översikt över benchmark

Prestanda vid 3 GHz: Real World
Prestanda vid 3 GHz: Office
Prestanda vid 3 GHz: Linux
Prestanda vid 3 GHz: Legacy
Spel på 3 GHz: Alien Isolation
Spel på 3 GHz: Total War Attila
Spel på 3 GHz: Grand Theft Auto
Spel på 3 GHz: Grid Autosport
Spel på 3 GHz: Shadow of Mordor
Analysera förbättringarna

AMD Athlon X4 845 Överklockning: En icke-startare

Lagerjämförelse: Verkliga världen
Lagerjämförelse: Kontor
Lagerjämförelse: Linux-bänk
Lagerjämförelse: Legacy och Syntet
Speljämförelse: Alien Isolation
Speljämförelse: Total War: Attila
Speljämförelse: Grand Theft Auto
Speljämförelse: Grid Autosport
Speljämförelse: Shadow of Mordor
Energiförbrukning

AMD:s Desktop Future: AM4, Bristol Ridge och Summit Ridge

Slutsatser och slutord