Обзор процессора A10-7800: новый Kaveri — дешевле и экономичнее

Камнем преткновения стал новый для AMD технологический процесс с 28-нм нормами, который, как выяснилось, не позволил легко и просто наладить массовый выпуск APU со сниженным тепловыделением. Принципиальное отличие проблемного A8-7600 от двух других Kaveri состоит в энергоэффективности: он рассчитан на 65-ваттный, а не на 95-ваттный тепловой пакет, и производить такие APU в достаточных количествах AMD не смогла. Поэтому поставки данной модификации носили очень ограниченный характер, причём получить эти процессоры могли только партнёры компании из числа крупных сборщиков по спецзаказам.

Но прогресс не стоит на месте. Постепенно AMD вместе со своим производственным партнёром, Globalfoundries, смогла разобраться с технологическими проблемами, и это даже дало AMD возможность месяц назад начать выпуск мобильных Kaveri с расчётным тепловыделением на уровне 35 Вт. А теперь, наконец, компания решила навести порядок и в своей десктопной линейке. В результате пару недель тому назад было объявлено о выходе и скорой массовой доступности долгожданных разновидностей Kaveri, дополняющих имеющийся куцый модельный ряд тремя новыми (почти новыми, если точнее) процессорами: A10-7800, A8-7600 и A6-7400K. Новинки сильно различаются между собой по характеристикам и даже имеют различное количество вычислительных ядер и графических вычислительных устройств, но всех их объединяет одно: они энергоэффективны и обладают типичным тепловыделением на уровне 65 или 45 Вт.

Таким образом, линейка гибридных процессоров Kaveri, предназначенных для использования в настольных компьютерах, приобретает полноту и логическую завершённость. Но не только: она становится и гораздо более актуальной для конечных пользователей. Когда мы тестировали старшего представителя семейства Kaveri, A10-7850K, нам он понравился своим быстрым графическим ядром, но при этом расстроил высоким энергопотреблением, слабой вычислительной производительностью и явно завышенной ценой. Новые же процессоры могут частично ликвидировать недостатки флагмана. У них заметно меньше заявленное тепловыделение и ниже стоимость, но при этом отличия от старых моделей по частотам и внутреннему строению графического ядра не слишком значительны. Следовательно, новинки обладают более выгодным сочетанием производительности и цены, а также производительности и энергопотребления: по крайней мере, так всё выглядит на первый взгляд.

Именно поэтому практическое знакомство с новыми Kaveri для настольных компьютеров показалось нам достаточно интересным, и мы взяли на тест у компании AMD старший Socket FM2+ процессор из числа новинок, A10-7800.

⇡#Подробнее о A10-7800

С выпуском гибридных процессоров Kaveri AMD внедрила архитектуру HSA (Heterogeneous System Architecture — «гетерогенная системная архитектура»), которая даёт скалярным ядрам общего назначения и шейдерным кластерам графического ядра равноправный доступ в системную память. С этих пор маркетинговый отдел AMD отказался от отдельного исчисления x86-ядер и оперирует понятием обобщённых ядер, в число которых теперь входят и графические ресурсы — шейдерные кластеры. В соответствии с этой парадигмой A10-7850K представлялся как 12-ядерный APU, a A10-7700K — как 10-ядерный гетерогенный процессор.

Новые APU семейства Kaveri также поддерживают HSA, а потому AMD говорит о A10-7800 как о 12-ядерном процессоре, о A8-7600 — как о 10-ядерном, а о A6-7400K — как о шестиядерном. На самом же деле с позиций x86-архитектуры A10-7800 и A8-7600 — это четырёхъядерники, а A6-7400K — двухъядерный процессор. Полные же характеристики всей линейки Kaveri для настольных компьютеров выглядят так:

Новый процессор A10-7800, о котором, собственно, и пойдёт речь дальше, на первый взгляд, очень похож на флагмана в линейке Kaveri, A10-7850K. У него такое же количество вычислительных ядер и такое же графическое ядро Radeon R7, а небольшие отличия есть лишь в тактовой частоте, которая на 100-200 МГц ниже. При этом новинка лишена разблокированного множителя, но зато принадлежит к 65-ваттному тепловому пакету. Таким образом, A10-7800 представляется как отличный Socket FM2+ процессор для тех пользователей, которым не нужен разгон. Он медленнее флагмана всего лишь на 5 процентов, но при этом — на 30 процентов экономичнее и на 12 процентов дешевле.

Представленные попутно с A10-7700 процессоры A8-7600 и A6-7400K тоже кажутся достаточно любопытными предложениями. A8-7600 мы уже имели возможность подробно протестировать в январе, а A6-7400K — это разблокированный двухъядерник, играющий в той же нише, что и недавно представленный Intel Pentium G3258. Впрочем, никаких выводов о разгонном потенциале A6-7600K мы пока сделать не можем, но тем не менее в качестве базы для дешёвых компьютеров он будет интересен независимо ни от чего.

Что же касается A10-7800, то по своей цене он сопоставим со старшими процессорами Intel Core i3. И это, пожалуй, — более справедливое позиционирование. Как мы имели возможность убедиться на примере A10-7850K, четырёхъядерные процессоры AMD, построенные на микроархитектуре Steamroller, заметно проигрывают в производительности в общеупотребительных задачах четырёхъядерным Haswell. А вот для интеловских двухъядерников они могут стать очень неплохой альтернативой, поэтому цена A10-7800 выглядит не такой неоправданной, как у старшего Kaveri.

Однако есть один нюанс: процессоры Kaveri конкурируют не только с процессорами Intel, но и со своими предшественниками — гибридными процессорами Richland, продолжающими оставаться на рынке. Конечно, Kaveri — это более актуальный продукт, производимый с применением самого современного для AMD 28-нм техпроцесса. Вычислительные ядра в этих процессорах имеют более совершенную микроархитектуру Steamroller, а графика построена на той же архитектуре GCN 1.1, что и современные флагманские графические карты. Однако всё это не делает Kaveri однозначно лучше Richland. Дело в том что с внедрением в гетерогенные процессоры нового дизайна, AMD несколько пересмотрела свой подход к их проектированию. Во-первых, введённый в использование 28-нм технологический процесс стал оптимизироваться не для покорения высоких тактовых частот, а для более плотного размещения транзисторов и снижения тепловыделения. Во-вторых, хотя эта производственная технология и позволила заметно увеличить сложность полупроводникового кристалла, основной приоритет в освоении открывшегося потенциала сильно сдвинулся в сторону графической составляющей. Ей в Kaveri отдано примерно 47 процентов всего транзисторного бюджета.

В результате A10-7800, который по всем формальным признакам должен быть заменой для старого 65-ваттного четырёхъядерника A10-6700, полноценной его альтернативой всё же не является. A10-6700 имеет существенно более высокие тактовые частоты: базовую — 3,7 ГГц и максимальную — 4,3 ГГц. Конечно, можно надеяться на то, что более низкие частоты A10-7800 будут компенсироваться преимуществами микроархитектуры Steamroller, которая предполагает появление индивидуального декодера инструкций в каждом вычислительном ядре. Однако, как показывает практика, все сделанные в новой микроархитектуре изменения в большинстве случаев увеличивают число обрабатываемых за такт инструкций лишь на единицы процентов и не перекрывают отставание в тактовой частоте в полной мере.

Поэтому в вычислительной производительности в общеупотребительных приложениях A10-7800, скорее всего, будет проигрывать своему предшественнику рода Richland. Зато графическое ядро новинки, вне всяких сомнений, намного мощнее. Количество шейдеров во встроенном GPU процессора A10-7800 выше в полтора раза и доведено до 512 штук, плюс используется более эффективная архитектура GCN, пришедшая на смену VLIW4.

Есть у A10-7800, как и других 65-ваттных процессоров линейки Kaveri, и ещё одна интересная особенность — конфигурируемый TDP. Это значит, что любой из 65-ваттных APU имеет два рабочих режима. Один — стандартный, а второй — с повышенной энергоэффективностью. Во втором режиме, который может быть включён через BIOS материнской платы для любого процессора с 65-ваттным тепловым пакетом, его TDP ограничивается ещё более серьёзной границей 45 Вт. В таком режиме рабочие частоты процессора, естественно, дополнительно снижаются, однако AMD обещает, что реальный средневзвешенный уровень производительности страдает не сильно. Например, для A10-7800 приводится такая оценка: в 45-ваттном режиме быстродействие падает всего лишь на 6-7 процентов относительно 65-ваттного, но энергопотребление снижается почти на треть.

Иными словами, в то время, как Intel предлагает целую россыпь энергоэффективных CPU с различными значениями расчётного тепловыделения, AMD решила идти иным путём и предлагает процессоры, уровень экономичности которых может быть установлен самим пользователем. Это — очень хороший вариант для энтузиастов, собирающих на базе APU компании AMD компактные и тихие системы вроде HTPC, однако не слишком удобный для поставщиков компьютеров, которые в описании своих систем будут вынуждены указывать не только наименование процессора, но и их частоты, которые теперь могут разниться в зависимости от целевого TDP.

Вот, например, как работает A10-7800. В 65-ваттном режиме под высокой многопоточной вычислительной нагрузкой его типичная частота устанавливается на отметке 3,6 ГГц. Это — на 100 МГц выше номинальной частоты, которая заявлена в спецификациях.

При небольшой однопоточной нагрузке процессор, как и обещано производителем, способен разгоняться до 3,9 ГГц.

Если же для этого же процессора снизить целевое TDP до 45 Вт, то типичная рабочая частота при многопоточной нагрузке будет составлять лишь 3,0 ГГц.

При этом авторазгон при небольшой нагрузке на вычислительные ресурсы будет ограничиваться частотой порядка 3,5-3,6 ГГц.

Максимальная частота графического ядра при этом столь явному изменению не подвержена. Как в 65-ваттном, так и в 45-ваттном режиме она остаётся равной заявленным в спецификациях 720 МГц.

Однако при выборе для A10-7800 45-ваттного теплового пакета эта частота также окажется непостоянной и будет снижаться в зависимости от того, решением каких задач занят графический процессор. Так, обычная игровая 3D-нагрузка может приводить к её уменьшению до 654 МГц или в некоторых случаях даже до 554 МГц в зависимости от сложности ложащейся на GPU работы. Такие «проседания» носят не эпизодический, а систематический характер, но если для A10-7800 выбрать стандартный TDP 65 Вт, то скорость графики, в отличие от вычислительных ядер, будет оставаться постоянной: GPU всегда будет работать на паспортных 720 МГц.

Самое же неприятное во всех неочевидных алгоритмах изменения частот Kaveri — это то, как вычислительные ядра этого процессора реагируют на активацию встроенного графического ядра. Простое включение 3D-режимов немедленно приводит к тому, что реальная частота A10-7800 независимо ни от чего падает до 2,5 ГГц. Это — не троттлинг, не реакция на повышение температуры, а жёстко зафиксированное правило: любая нагрузка на встроенный GPU заставляет процессор существенно снижать частоту своей CPU-части и деактивировать все технологии авторазгона. Такое падение частоты наверняка станет очень неприятным сюрпризом для геймеров, которые получат гораздо более низкую вычислительную мощность, чем та, о которой говорится в официальных характеристиках.

Таким образом, приводимые AMD в спецификациях частоты для Kaveri не совсем правдивы и не раскрывают всех особенностей их функционирования. В реальности скорость работы может изменяться в гораздо более широких пределах. Очень обидно, но касается это лишь нижней границы частоты. Например, у рассматриваемого в этом обзоре A10-7800 минимальная рабочая частота вычислительных ядер составляет совсем не обещанные 3,5 ГГц, а всего лишь 2,5 ГГц. При этом максимальная частота в турборежиме в характеристиках указана верно — 3,9 ГГц.