AMD Phenom II X4 840 – najrýchlejší Athlon

Nie, v nadpise nie je chyba. Je to tak trocha chyták – v AMD sa rozhodli premenovať o 100MHz rýchlejší Athlon II X4 na Phenom II X4 a zamotať tak trocha hlavu zákazníkom. Zabudnime však na názov a skúsme prísť na to, či sa oplatí...

Úvod, špecifikácie

Informačné embargo na tento procesor končí dnes, teda 4. januára. Dnes končí informačné embargo aj na procesory Intel architektúry SandyBridge. Nikto mi nevyhovorí, že je to náhoda.

Intel v prvej vlne dnes oficiálne vydáva iba štvorjadrové, výkonnejšie procesory Core i5 a Core i7, pomalšie a hlavne lacnejšie prídu do predaja neskôr počas tohto roka. Dôvod je, zdá sa, prostý – zanechať dojem vysokého výkonu nových procesorov, ktorý ostane v podvedomí zákazníkov aj pri predstavení dvojjadier s HyperThreadingom. AMD v podstate nemá zatiaľ čo ponúknuť oproti týmto novinkám, spoľahnúť sa dá iba na súčasnú architektúru a klasické ťahy – znížiť ceny a pridať vyššie taktované modely. Dnes to sú teda procesory ako Phenom II X4 975 Black Edition, čo je  najvýkonnejší štvorjadrový  čip, ktorý má ale jedinú zmenu v o 100MHz vyššom takte oproti nami už dávnejšie testovanému X4 970 Black Edition. Do ponuky pribudol aj zaujímavejšie znejúci model Phenom II X4 840.

Kým najrýchlejší Phenom sa bude snažiť doťahovať na lacnejšie Core i5 zo starej a novej architektúry, 100- dolárový Phenom II X4 840 je jasným poukázaním na výhodnejší pomer výkon/cena/počet jadier. S takouto oficiálnou cenovkou sa totiž 3,2GHz štvorjadro dostáva tesne pod úroveň dvojjadrových Core i3 z generácie LGA1156 (Clarkdale), a tie sú už dnes neatraktívne, práve kvôli nemožnosti upgrade na SandyBridge do LGA1155. Výkon v hrách síce nemusí byť vďaka viacerým jadrám vyšší, no akonáhle sa zapoja aplikácie, ktoré vedia využiť všetky dostupné prostriedky naplno (kompresia videa, 3D rendering, náročný multitasking, ...), stane sa lacné AMD výhodnejšou kúpou. Intel síce môže mať najvýkonnejšie procesory, no AMD mu bude zdatne konkurovať v nižších cenových kategóriách pod 150€.

S dnes testovanou novinkou je to však trocha zamotané. Pod názvom Phenom II sa doteraz vždy skrývali procesory, ktoré mali aj nejakú tú L3 cache pamäť. Phenom-y II X4 900 majú 6MiB L3 cache, dávnejšie predávané Phenom II X4 810 mal 4MiB L3 cache. Koľko že jej má Phenom II X4 840? 0!

Keď ale nemá L3 cache, prečo sa volá Phenom? Nemal to byť skôr Athlon II X4? Áno, mal by byť. Zo schémy mien je zrejmé, že tento čip mal dostať názov Athlon II X4 650, pretože od svojho brata Atlhon II X4 645 sa líši jediným – o 100MHz vyšším taktom. Čo sleduje AMD tým, že porušuje prehľadnú a vždy jasnú metodiku pomenovania naozaj netuším. Možné však je, že kvôli malému rozdielu výkonu procesorov bez L3 cache a s L3 cache, jednoducho čip na 3,2GHz „dorástol“ na Phenom-a. Stačí si všimnúť aktuálnu ponuku – Phenom II X4 900 majú takty od 3,4GHz po 3,6GHz, Athlon-y II X4 do 3,2GHz. Je jasné, že by sa dal vyrobiť aj 3,4GHz Athlon II X4, no tým by sa kanibalizovali drahšie procesory. Pomyslený medzistupeň tak bude tvoriť nová séria Phenom II X4 800.

Phenom II X4 840 ako taký, nie je ničím výnimočný oproti iným procesorom z ponuky AMD. Jadro je Propus, teda 45nm s približne 300 miliónmi tranzistorov na cca 169mm² - celkom jasne bez L3 cache. TDP ostáva na 95W, rovnako ako oficiálna podpora DDR3 pamätí do 1333MHz (nastaviť sa dá ale aj 1600MHz). Čip je kompatibilný aj so staršími doskami s AM2+ socketom, integrovaný pamäťový radič vie obhospodáriť aj DDR2 moduly do 1066MHz. Revízia je samozrejme najnovšia – C3. Od toho sa odvíja aj vylepšená spotreba, resp. schopnosť pracovať na vyšších frekvenciách/nižších napätiach, a lepšia práca s RAM pamäťami.

Jeho základný takt je 3,2GHz, pričom v stave bez záťaže poklesne frekvencia na 800MHz, tak ako u všetkých K10 procesorov. Pre 3,2GHz je definované pomerne vysoké napätie 1,4V, ako sa ukáže neskôr (v kapitole spotreba, pretaktovanie a podvoltovanie), čip dokáže pracovať aj na nižších hodnotách.

Testovacia zostava

Procesory:
AMD:

•  - Phenom II X4 840 (Propus, 4 jadrá / 4 vlákna, 3,2GHz, 95W)
• - Phenom II X6 1100T (Thuban, 6 jadier / 6 vlákien; 3,3GHz; 3,7GHz Turbo Core; 125W)
• - Phenom II X6 1055T (Thuban, 6 jadier / 6 vlákien; 2,8GHz; 3,3GHz Turbo Core; 125W)
• - Phenom II X6 1075T (Thuban, 6 jadier / 6 vlákien; 3,0GHz; 3,5GHz Turbo Core; 125W)
• - Athon II X2 250 (Regor, 2 jadrá / 2 vlákna; 3,0GHz; 65W)
• - Athlon II X3 450 (Rana, 3 jadrá / 3 vlákna; 3,2GHz, 95W)
• - Athlon II X4 630 (Propus, 4 jadrá / 4 vlákna; 2,8GHz; 95W)
• - Phenom II X4 970 Black Edition (Deneb, 4 jadrá / 4 vlákna; 3,5GHz; 125W)

Intel:

• - Core i3 530 (Clarkdale, 2 jadrá / 4 vlákna; 2,93GHz; 73W)
• - Core i5 750 (Lynnfield, 4 jadrá / 4 vlákna; 2,66GHz; 95W)
• - Core i7 870 (Lynnfield, 4 jadrá / 8 vlákien; 2,93GHz; 95W)
• - Core 2 Quad QX6700 (Kentsfield, 4 jadrá / 4 vlákna, 2,67GHz, 130W)

Základné dosky:

• - MSI 890FXA-GD70 (AM3)
• - Asus Maximus III Formula (LGA1156)
• - Asus P5E-VM HDMI

Ostatné:

• - 4x1GB DDR3 Kingston HyperX @ 1333MHz CL7
• - 4x1GB DDR2 Kingston HyperX @ 1066MHz
• - Seagate Barracuda 7200.10 160GB, 7200rpm, S-ATA II
• - Gigabyte GeForce GTX460 1GB OC @ 800/1600 (core/shader), 4000MHz (memory)
• - Gigabyte Odin GT 800W
• - Noctua NH-U12P
• - Sony DVD-ROM S-ATA

Operačný systém:

• - Windows 7 x64
• - GeForce 260.63 beta

Procesory AMD zapožičala a poskytla spoločnosť AMD:

Procesory Core i5 750 a Core i7 870 zapožičala spoločnosť Intel:

Základnú dosku Maximus III Formula zapožičala spoločnosť Asus:

DDR3 RAM pamäte poskytla spoločnosť Kingston:

Napájací zdroj poskytla spoločnosť Gigabyte:

CPU chladič poskytla spoločnosť Noctua:

3D rendering a raytracing

Cinebench vo verzii R11.5 preveruje viacvláknový výkon procesorov. Benchmark je založený na renderovacom softvéri Cinema 4D, ktorý bol a je používaný v mnohých hollywoodskych filmoch. Vyššie výsledné bodové hodnotenie znamená vyšší výkon.

Phenom II X4 840 je na očakávanej pozícií – kúsok nad nižšie taktovaným Athlon II X4. Doťahuje sa už aj na Core i5 750.

Test ray-tracingu je realizovaný softvérom PovRay v 64-bi verzii. Použitý je integrovaný benchmark, a to jednovláknový aj viacvláknový. V prípade vyťaženia jedného jadra sa ukáže výkon konkrétnej architektúry v tomto nástroji, viacvláknový test samozrejme bude preferovať hlavne vyšší počet jadier.

Preznačený Athlon na 3,2GHz sa vo viacvláknovom teste už nebezpečne približuje plnokrvnému Phenom-u, rozdiel celkom jasne tvorí iba tých 200MHz, chýbajúca cache nemá vplyv.

Blender je bezplatný, open source nástroj na vytváranie 3D obsahu a dostupný je pre všetky populárne operačné systémy (Windows, Linux, MacOS, Solaris, Irix). Testovacím súborom pre renderovanie je model lietajúcej veveričky, ktorý nájdete na tomto odkaze.

Pre Blender celkom jasne sedí viac Intel architektúra, Phenom II X4 840 je iba na úrovni dvojjadrového Core i3 s HyperThreadingom.

Video enkóding

Pre otestovanie výkonu procesorov v kompresii 720p videa pomocou x.264 kodéra je použitý x264 HD Benchmark od tvorcov zo serveru TechARP. Výsledné hodnotenie udáva počet spracovaných obrázkov za sekundu v druhom, náročnejšom prechode.

X264 HD Benchmark vyťaží všetky dostupné procesorové prostriedky naplno, predovšetkým v náročnejšom druhom prechode. Phenom II X4 840 zaostáva za podstatne drahším Core i5 750 iba o 1fps, cache sa javí opäť ako nepodstatná.

Pre Windows Media Encoder 9 v 64-bit verzii aj pre kompresiu do DivX formátu je použitý 1GB VOB súbor zo zálohy originálneho DVD v MPEG2 bez dodatočnej rekompresie. Pre WME9 je použité nastavenie konverzie súboru do streaming formátu s dátovým tokom 768kbps. Pre DivX 6 je nastavené v programe VirtualDub Fast Recompress, bez audia a so zapnutým Enhanced Multithreading, bez použitia SSE.

Z výsledkov je zrejmá limitácia WME9 iba na štyri jadrá, viac program nevie efektívnejšie využiť. Phenom II X4 840 prekonáva o pár sekúnd nižšie taktovaný Athlon II X4 635, je na rovnakej úrovni ako šesťjadrový X6 1055T, kde sa niekedy uplatnilo TurboCore a tiež sa záťaž „rozložila“ na viac jadier, aj keď menej vyťažených.

Kompresia do DivX 6 formátu síce vyťaží všetky jadrá, avšak nie na 100%. Preto sú aj výsledky mierne zmiešané – napríklad štvorjadro na 3,5GHz je výkonnejšie ako šesťjadro na 3,0GHz, avšak pomalšie ako šesťjadro na 3,3GHz. DivX 6 stále lepšie ťaží z Intel architektúry. S rozširujúcou sa podporu x.264 / H.264 kodekov však stráca pomaly DivX význam. Phenom II X4 840 je podobne rýchly, ako Core i3 530, z čoho je zrejmá lepšia podpora Intel čipov.

Spracovanie bitmapovej grafiky

Výkon v spracovaní fotografie vo vysokom rozlíšení v programe Adobe Photoshop CS4 je otestovaný pomocou Retouch Artists Speed Test. Bezplatný nástroj Paint.NET má takisto dostupný nástroj na otestovanie výkonu – PdnBench.

Práca v Paint.net a Adobe Photoshop ide Phenom-u II X4 840 asi tak rýchlo, ako staršiemu Core2Quad, od Phenom-ov s 6MiB L3 cache ho ale veľa neoddeľuje. Ťaží hlavne z vysokej frekvencie 3,2GHz.

Matematické výpočty

Pre test matematických a vedeckých aplikácií som zvolil tradičný výpočet 1 milóna desatinných miest čísla pi, komplexný benchark ScienceMark 2.0 a nakoniec nástroj Mathematica, ktorý má integrovaný benchmark.

SuperPi patrí už tradične Intel architektúram. Je to tiež jeden z mála testov, kde sa prejavuje absencia L3 cache. SuperPi vyťažuje iba jedno jadro, Phenom s 6MiB L3 cache na 3,2GHz je cca 3 sekundy rýchlejší ako Phenom bez L3 cache. V ScienceMark-u, ktorý si rozumie hlavne s vysokými frekvenciami je Phenom II X4 840 približne na úrovni Core i5 750, integrovaný benchmark v Mathematice zas radí tento čip medzi Core i3 530 a staré 65nm Core2Quad.

Kompresia dát, Excel a šifrovanie

Kompresia dát je realizovaná pomocou programov WinRAR a 7zip. Komprimovaný je balík dát, ktoré sú voľne dostupné na internete. Jedná sa o PDF, obrázky a video, odkazy na stiahnutie nájdete na tomto odkaze. Pre WinRAR sú nastavenia kompresie ponechané základné (RAR archív, normálna kompresia), pre 7zip je zvolený archív typu zip, úroveň kompresie Maximum, šifrovanie pomocou AES-256 s heslom pretaktovanie.sk.

Test výkonu v aplikácii Microsoft Office Excel je realizovaný na dvojici rozsiahlych tabuliek, pričom jedna simuluje náročné finančné analýzy, druhá spracúva veľké čísla. Využívajú sa pritom všetky dostupné jadrá procesora.

Excel je závislý dosť aj na prítomnosti veľkej Cahce pamäte, Phenom II X4 840 teda zákonite stráca. A to aj na podstatne nižšie taktovaný plnohodnotný Phenom II X4 910.

TrueCrypt 7 je azda najznámejší nástroj na šifrovanie dát, pričom jeho použitie je úplne bezplatné. Dostupný je pre Windows, Mac aj Linux a šifrovať vie celé partície pevných diskov za behu operačného systému. Test výkonu prebieha v integrovanom benchmarku, nastavená je veľkosť  buffera 100MB a zapísaná priemerná hodnota pre kombinované šifrovanie Serpent-Twofish-AES.

Benchmark vyťažuje všetky dostupné jadrá na plný výkon, absencia L3 cache sa nezdá byť problémom. Tento test pre zmenu zas trocha nahráva súčasnej architektúre AMD, lacné štvorjadro je rýchjlejšie než obľúbený Core i5 750.

Multitasking, mp3, PCMark

Test výkonu pri vykonávaní viacerých úloh zároveň, tzv. Multitasking, pozostáva z niektorých testov z tejto recenzie. Najprv sa spustí konverzia videa vo Windows Media Encoder 9, následne v prehliadači Firefox prehrávanie 1080p flash videa na youtube.com a potom, s bežiacimi aplikáciami na pozadí, sa spustí test v Adobe Photoshop. Meraný je čas dokedy sa neskončí úloha na fotografii.

Štyri jadrá na 3,2GHz zabezpečujú novému Phenomu miesto v závese hneď za podstatne drahšími čipmi.

Konverzia waw audiosúboru do formátu mp3 už tradične ťaží iba z výkonu samostatného jadra. Preto nebudú výsledky prekvapením – dôležitý je hrubý výkon architektúry. A ten je dnes na strane Intel-u.

PCMark Vantage testuje komplexne výkon celého systému, dáva teda aký, taký obraz o rýchlosti počítača s daným procesorom.

Hry

Pre 3D hry sú zvolené v niektorých prípadoch dve nastavenia rozlíšenia – 1680x1050 a 1024x768. V prvom prípade je vždy zvolená vysoká kvalita grafických detailov, no bez vyhladzovania hrán, aby grafická karta nebola limitujúcim faktorom. U druhého, nízkeho rozlíšenia je nastavená úroveň detailov na „medium“. V tomto prípade sa grafická karta takmer nevyťažuje a je vidno až nerealistické rozdiely vo výkone procesorov. Na orientáciu v prípade použitia málo výkonnej grafickej karty je to však dobrý spôsob testovania.
Nezabúdajte tiež, že po zapnutí vyhladzovania či „Ultra“ detailov sa rozdiely medzi procesormi výrazne znížia, nakoľko sa už začína objavovať limitácia grafickou kartou. Tiež sa rozdiely potierajú v prípade, ak máte kartu nižšej strednej triedy. Použitá GTX460 1GB s pretaktovaním na 800MHz sa výkonom blíži už k high-end GTX470.

Phenom II X4 840 v hrách nijak nevyniká. V priemere sa drží niekde na, resp. medzi úrovňou staršieho QX6700 a nového Core i3 530. Táto oblasť je pre AMD priaznivá len v prípade vysokotaktovaných čipov, akými sú napríklad Phenom II X4 970 či X6 1100T.

Spotreba, pretaktovanie a podvoltovanie

Meranie spotreby prebehlo za pomoci zástrčkového Wattmetra Energy Monitor 3000. Udávaná je teda spotreba celej PC zostavy, aby sa minimalizovali odchýlky, je pri týchto meraniach používaná energeticky nenáročná grafická karta Radeon HD4350. Stav bez záťaže je meraný po niekoľkých minútach od naštartovania operačného systému, spotreba v záťaži je meraná po spustení testu Prime95 pre všetky jadrá a po ustálení teplôt procesora.

Bez záťaže nie je situácia nijak extra zaujímavá, úsporné režimy procesorov sa postarajú o veľmi malý rozptyl hodnôt spotreby. Intelovské štvorjadrá a Phenom II X6 majú zhodne okolo 70W (celá PC zostava vrátane strát v zdroji), Phenom II X4 840 je asi o 10W úspornejší.

45nm AMD procesory majú stále pomerne vysokú spotrebu oproti konkurencii, teda čo sa týka pomeru výkon/spotreba. Phenom II X4 840 si vypýtal 160W, čo je celkom príjemná hodnota vzhľadom na to, že o 400MHz pomalší Athlon II X4 630 v C2 revízii je úspornejší len o nejaké 3W.

Pretaktovanie

Procesor bol pretaktovaný na základnej doske MSI 890FXA-GD70 so vzduchovým chladením Noctua NH-U12P. Za maximálne napätie je zvolená hranica cca 1,5V, čo je pre tento typ procesorov a chladenia ešte rozumná hodnota aj pre dlhodobejšiu prevádzku. Okrem toho sú otestované schopnosti čipu aj pri napätiach okolo 1,3V a 1,4V, vo výsledku je teda priebeh závislosti frekvencie od napätia v grafe. Ten je doplnený aj informačným údajom o spotrebe v záťaži softvérom Prime95.
Hodnoty napätí nastavené v BIOSe, resp. detegované napríklad cez CPU-Z sa od tých reálnych líšia pri každej základnej doske, preto meriam priamo na výstupe napájacieho obvodu napätie ktoré je dodávané čipu. Treba s tým rátať pri hodnotení grafov.

Keďže tento Phenom nie je zo série Black Edition, ostáva pretaktovanie cez zmenu taktu zbernice. Po krátkom testovaní som dosiahol stabilné maximum (overené Prime95 a Linx) na 3808MHz pri cca 1,5V. Nie je to toľko, čo zvládajú „skutočné“ Phenom-y II X4 s L3 cache (teda okolo 4GHz), no zvýšenie o 600MHz taktiež nie je zlý výsledok.

CPU-Z detegoval iba základne definované napätie, v skutočnosti je to 1,522V

Pri 1,42V bol Phenom II X4 840 stabilný na takte skoro 3,65GHz. Toto je tiež štandardné napätie tohto čipu, určitá rezerva tu teda pre zvyšovanie je. Možno sa neskôr objaví ešte nejaký Phenom II X4 850 s 3,3GHz či 3,4GHz.

Vzhľadom na pomerne vysoké napätie 1,4V, ktoré má procesor nastavené štandardne, je veľmi zaujímavé aj jeho podvoltovanie. Kto nechce alebo nepotrebuje pretaktovať, môže si takto ušetriť pár centov na elektrickej energii, ale hlavne na teplotách a s tým spojeným chladením (resp. jeho hlučnosťou). Na štandardných 3,2GHz pracoval procesor bezproblémovo pri napätí 1,274V (CPU-Z detegoval 1,248V), spotreba v plnej záťaži pritom klesla o príjemných 30W (zo 160W na 130W).

Záver

Pre Phenom II X4 840 platí v podstate rovnaký záver, ako u iných Athlon II X4 procesorov. Ak je vašou náplňou práce častá kompresia a spracovanie videa, či 3D rendering, a máte prísny rozpočet, bude tento čip výborná kúpa. Vďaka štyrom jadrám a vysokej frekvencii si až na pár špecifických prípadov bez problémov trúfne aj na plnohodnotné Phenom-y s L3 cache, výnimku tvoria hry. Pre hráča budú stále zaujímavejšie drahšie procesory s vyššou frekvenciou (v prípade AMD), alebo napríklad aj dvojjadrové Core i3 (aj keď dnes by  LGA1156 platformu kupoval málokto).

Ani sa moc nečudujem, že v AMD zvolili namiesto mena Athlon II X4 názov Phenom II X4. Výkon v mnohých prípadoch je veľmi blízko čipom s 6MiB L3 cache, po vyradení Phenom II X4 955 (3,2GHz, 6MiB L3 cache) z cenníkov predajcov sa na obdobnú výkonovú hladinu usadila práve táto novinka, a za podstatne nižšiu cenu. Kým Intel nebude mať nové SandyBridge v tejto cenovej hladine, patrí moje odporúčanie jednoznačne AMD – staré Core2Duo do LGA775 sa kupovať naozaj neoplatí, Core i3 pre LGA1156 budú už onedlho nahradené procesormi do LGA1155 za rovnaké ceny, takže tadiaľto cesta tiež nevedie. U AMD máme aspoň nejakú malú možnosť upgrade – dnes kúpený AM3 procesor bude pasovať do nových základných dosiek AM3+, určených pre Bulldozer architektúru.

Oficiálna cenovka 102 USD znamená, že pomalšie procesory (ale inak funkčne totožné) Athlon II X4 640 a 645 budú musieť zlacnieť, čo je samozrejme len dobre. Kúpiť štvorjadrový procesor za menej než 100€, kto by si to nejaký ten rok dva dozadu bol pomyslel. Škoda len toho slabšieho výkonu v hrách a stále pomerne vysokej spotreby v záťaži. Pomôcť tomu môže zníženie napätia, ktoré sa v teste ukázalo ako veľmi účinné – ušetrilo sa až 30W (bezmála 19% z celkovej spotreby zostavy!). Pretaktovanie na úroveň skutočných Phenom II X4 sa nekoná, ako väčšina podobných čipov bez L3 cache sa končí na úrovni okolo 3,8GHz.