AMD Athlon XP2200+ Inledning Specifikationer QuantiSpeed och PR-värden Överhettningsskydd Värmeutveckling och kärnans yta Överklockning Testsystem Prestanda - PCMark 2002 Prestanda - 3DMark 2001 Prestanda - GL-Excess 1,2 Prestanda - Quake III Prestanda - UT 2003 Demo Prestanda - Winzip 8,1 Slutsats

Tack till AMD som gjorde denna recension möjlig.

Inledning

I denna recension så ska vi ta en titt på en av AMD:s senaste processorer, Athlon XP 2200+. Skillnaden mellan denna och XP 2100+ är större än namnet antyder, XP 2200+ baseras nämligen på en helt ny kärna. Den nya kärnan kallas Thoroughbred och den största skillnaden mellan den och den gamla Palomino-kärnan är den tätare tillverkningsprocessen.

Specifikationer

QuantiSpeed och PR-värden

AMD har åstadkommit detta med hjälpa av en arkitektur som de kallar QuantiSpeed. Denna arkitektur är inte unik för XP 2200+, den finns på alla Athlon XP-processorer. AMD förklarar prestandan hos en QuantiSpeed-baserad processor med hjälp av denna enkla ekvation:

Prestandan = Klockfrekvensen * IPC (Instructions Per Clock cycle)

Med detta vill AMD betona att klockfrekvensen inte är helt avgörande för hur en processor presterar, vilket också stämmer om man jämför Athlon XP med Intels motsvarighet Pentium 4. Om man jämför de vid samma klockfrekvens så presterar Athlon XP-processorn bättre i de flesta applikationer.

AMD är dock medvetna om att de flesta konsumenter inte är särskilt insatta i processormarkanden och skillnaden mellan olika processorer, och därav hellre väljer en processor med högre klockfrekvens. För att göra konsumenterna mer uppmärksamma så namnger AMD numera inte sina processorer med klockfrekvensen, utan ger de istället PR-värden (Performance Rating). PR-värdena motsvarar, enligt AMD, vilken frekvens en Athlon-processor baserad på gamla Thunderbird-kärnan måste ha för att prestera lika bra. PR-värdet stämmer dock ganska bra överens med hur processorn presterar mot en Pentium 4-processor med samma klockfrekvens som PR-värdet. I tabellen nedan ser ni vilken frekvens som motsvarar vilket PR-värde för de Athlon XP-processorer som är aktuella på dagens marknad.
 

Om man följer tabellen så ser man att en processorn på 2000 MHz egentligen borde heta 2500+. Anledning till att den istället heter 2400+ är troligen att AMD vill kompensera det ökade gap som sker mellan PR-värdet och klockfrekvensen, vilket, om det inte hade korrigerats, skulle lett till att PR-värdet inte motsvarar den prestanda man kan förvänta sig av processorn. Anledningen till att 2700+ och 2800+ har högre PR-rating i förhållande till klockfrekvens än de andra processorerna är den höjda busshastigheten som ger ökad prestanda.

Det som gör att Athlon XP-processorn faktiskt är snabbare än Pentium 4 per MHz beror på en rad optimeringar som AMD har gjort i processorkärnan. För den som är mer intresserad av dessa olika optimeringar så finns det ett lättläst dokument, från AMD, om dessa optimeringar att ladda ner här.

Överhettningsskydd

Värmeutveckling och kärnans yta

Nedstående diagram visar vilka frekvenser de olika kärnorna finns i, och övriga data såsom värmeproduktion och spänning.

Som ni ser så leder den ökade tätheten i tillverkningsprocessen att spänningen går att dra ner. Detta leder till att de utvecklar mindre värme, men samtidigt har de en mindre kärna om man ser till ytan. Kärnans storlek är den som är i kontakt med kylaren, och det är viktigt att denna är så stor som möjligt för att värmen lätt ska kunna överföras till kylaren. Den mindre ytan har lett till att AMD nu kräver mycket mer av kylarna. De måste numera ha ganska tjocka kopparbottnar för att överhuvudtaget bli godkända. Thoroughbred-B-kärnan har något större yta och utvecklar något mindre värme än den vanliga Thoroughbred-kärnan vilket är en klar fördel. Förhållandet mellan värmeutvecklingen och ytan är dock fortfarande högt, mycket högre än t ex hos Pentium 4-processorer som oftast klarar sig utmärkt med en kylare i aluminium.

En lösning på detta problem hade varit att införa en så kallad heatplate, något som redan Intel använder på sina Pentium 4-processorer. En heatplate är helt enkelt en metallkapsel som kapslar in kärnan. Denna är mycket större än kärnan, och har två uppgifter. Dels så hjälper den till att sprida ut värmen över kylaren. Dels så hindrar den processorkärnan att bli krossad vid montering av kylaren. Varför AMD inte valt att montera en sådan på sina processorer är svårt att spekulera kring, men det kan ha att göra med att det då kommer krävas aningen modifierade kylare eftersom processorn då blir något högre.

Överklockning

För att överklocka processorn höjde vi busshastigheten i 1 MHz-steg tills processorn blev instabil. Stabiliteten testades genom att 3DMark 2001 kördes under flera timmar.

Med hjälp av högprestanda-kylflänsen Alpha PAL8045 kombinerad med en Enermax-fläkt på 40 CFM lyckades vi få processorn stabil i 2,0 GHz. Detta krävde dock att vi ökade spänningen från standardspänningen 1,65 V till 1,8 V. Processorn gick inte att överklocka mer, oavsett spänning. Detta beror troligen på värmeutvecklingen. Enligt moderkortets sensor blev processorn 60° C vid full belastning, vilket antagligen var anledningen till att den inte gick att överklocka högre.

Vi hade även tillgång till en vattenkylning bestående av ett Swiftech MCW462-U-vattenblock, en Eheim 1048-vattenpump och en radiator med 2 stycken lågvarviga 120x120 mm-fläktar. Vattenkylning erbjuder mycket bättre kylning än traditionell luftkylning, och därför är det intressant att se hur högt det går att överklocka processorn med denna typ av kylning. Vi lyckades få systemet stabilt i 2,1 GHz med hjälp av en spänning på 2,0 V och en busshastighet på 156 MHz, vilket är ganska imponerande med tanke på att processorn var baserad på den gamla Thoroughbread-kärnan. Temperaturen vid full belastning var ca 50° C.

Vårt exemplar gick att överklocka en del, men det finns processorer på markanden som går att överklocka betydligt mer om man ser till frekvensökningen i procent. Vårt tips är att, om man planerar att överklocka, se till att man får ett exemplar som baseras på den nya Thoroughbread-B-kärnan. En XP2200+ baserad på denna kärna lär gå att köra i frekvenser över 2,2 GHz, och är lättare att kyla.

Förutom att överklocka genom att höja busshastigheten går det även att ändra den så kallade multipliern på processorn. Multipliern är den faktor som man multiplicerar busshastigheten med för att få ut klockfrekvensen som processorn arbetar i. XP 2200+ arbetar som jag tidigare nämnde i 1800 MHz. Denna frekvens uppnås genom att multiplicera mutlipliern 13,5 (13,5 * 133,33 ~ 1800 MHz) med busshastigheten som i detta fall är 133 MHz. Att överklocka genom att ändra mutlipliern är, ur stabilitetssynpunkt, bättre än genom att ändra busshastigheten. Detta beror på att det finns en hel del komponenter som blir påverkade av en ökad busshastighet. Alltifrån minnena till moderkortet kan ställa till med problem och bli instabila. Därför är det helt klart att föredra att ändra multipliern. Notera att höjd busshastighet oftast ger bättre prestanda, så en kombination av den högsta busshastigheten som är stabil kombinerat med en mutliplier så processorn blir stabil egentligen är den optimala kombinationen för att få optimala prestanda.

På de första generationen socket A-processorer (Athlon) baserade på Thunderbird-kärnan så var multipliern låst, men genom att rita ihop de så kallade L1-bryggorna på processorn gick det att låsa upp den. Detta gick att göra med vanliga pennor med högt grafitinnehåll eller med hjälp av silver. Mer info om detta sätt att låsa upp processorn finner du i denna artikel.

När andra generationens socket A-processorer (Athlon XP) baserade på Palomino-kärnan släpptes så visade det sig att AMD gjort det lite svårare att låsa upp multipliern. Multipliern gick fortfarande att låsa upp via L1-bryggorna, men mellan dessa fanns det gropar som behövdes fyllas med t ex lim. Om man gjorde detta så gick det att låsa upp processorn precis som vanligt.

De nya Athlon XP-processorerna baserade på Thoroughbread-kärnan går faktiskt också att låsa upp. Denna gång är det dock en L3-brygga man ska ge sig på. På bilden nedan så ser ni att det är L3-bryggan längst till höger som ska ritas ihop. Som ni ser så finns det en grop mellan kontaktpunkterna, men denna måste inte fyllas eftersom det går att rita till höger om gropen. Jag har fyllt i bilden nedan med rosa för att belysa hur man ska göra. Vi provade att göra detta med en vanlig stiftpenna, och det fungerade utmärkt och processorn blev upplåst.
 

Vårt testsystem hade inga problem med höga busshastigheter, därför kunde vi inte överklocka mer med upplåst multiplier om man bara ser till processorns klockfrekvens. Däremot kunde vi nu vid 2,1 GHz ändra busshastigheten till 168 MHz istället för 156 MHz vilket gav bättre prestanda.

Testsystem

System 1, "XP2200+"
CPU: AMD Athlon XP2200+
Grafikkort: ATI Radeon 8500LE 64 MB
Moderkort: Asus A7V8X (KT400)
Minne: 256 MB DDR-SDRAM PC2700@DDR333, 2-3-3-6T
Hårddisk: Seagate Barracuda IV 80 GB
Operativsystem: Windows XP
Grafikkortsdrivrutin: ATI Catalyst 2,3
Övrigt: VIA 4in1 4,43

Under prestandatesterna användes även detta testsystem:

System 2, "P4 2,26 GHz"
CPU: Intel Pentium 4 2,26 GHz
Grafikkort: ATI Radeon 8500LE 64 MB
Moderkort: Albatron PX845PE (i845PE)
Minne: 256 MB DDR-SDRAM PC2700@DDR333, 2-3-3-6T
Hårddisk: Seagate Barracuda IV 40 GB
Operativsystem: Windows XP
Grafikkortsdrivrutin: ATI Catalyst 2,3

Prestanda - PCMark 2002

PCMark 2002 är ett utmärkt verktyg för att testa hur enskilda delar av datorn presterar. Vi börjar med att köra CPU-testet som låter processorn utföra en mängd olika operationer som t ex komprimering och textsökning. Sifforna anger antal poäng (högre är bättre).

Här ser vi att skillnaden mellan XP2200+ och P4 2,26 GHz inte är särskilt stor, dock så har P4:an övertaget med ca 5 %. Överklockade så drar dock P4:an ifrån eftersom den gick att överklocka mycket högre procentuellt sätt.

Vi fortsätter med PCMark 2002 och kör minnestestet som tester hur datorns minnessystem presterar. Det som påverkar detta resultat är en mängd faktorer, inte bara minnet i sig. Sifforna anger antal poäng (högre är bättre).

Här blir skillnaden mellan processorerna betydligt större och P4:an presterar betydligt bättre än XP2200+. Detta beror troligen på P4:ans arkitektur som helt enkelt är effektivare när det gäller minneshantering. Spel och 3D-applikationer brukar i högsta grad vara beroende av en hög minnesbandbredd, och vi kommer givetvis även testa processorn i en rad spel för att se hur denna högre bandbredd faktiskt påverkar hur systemen presterar i praktiken.

Prestanda - 3DMark 2001

Här är inte skillnaden enorm, men vi ser ändå att bland de oöverklockade systemen så presterar P4:an ungefär 8 % bättre. Även när det AMD-baserade systemet överklockades till 2,1 GHz så kunde det inte prestera lika bra som det oöverklockade P4-systemet.

Prestanda - GL-Excess 1,2

Här är situationen omvänd, och det är det XP2200+-baserade systemet som presterar bättre. Även när P4-systemet överklockades till 2,83 GHz så klarade det inte av att ge lika bra resultat som det oöverklockade XP2200+-baserade systemet. Om detta beror på att det ena systemet helt enkelt är bättre än det andra, eller pga optimeringar är det svårt att spekulera kring. Men med tanke på att P4-systemet presterat bättre i alla andra tester hittills så är det troligt att resultatet beror på att programmet helt enkelt är optimerat för AMD-baserade processorer.

Prestanda - Quake III

Vi börjar med att titta på hur de olika systemen presterar i Quake III. Quake III kan knappast ha undgått någon, det mycket populära onlinespelet har nog alla någon gång provat på. Siffrorna anger antal fps (Frames Per Second, bilder per sekund, högre är bättre).

Här är skillnaden mellan de oöverklockade systemen ganska stor och det P4-baserade systemet presterar ca 9 % bättre än det oöverklockade XP2200+-baserade systemet. Väl överklockade är inte skillnaden lika stor, troligen pga att grafikkortet blir en flaskhals.

Prestanda - UT 2003 Demo

Här blir skillnaden mellan systemen för små för att dra någon direkt slutsats om vilket som presterar bäst. De små skillnaderna beror troligen på att grafikkortet blir en flaskhals.

Prestanda - Winzip 8,1

Här blir skillnaden mellan systemen mycket små och vi kan dra slutsatsen att de är ungefär lika bra på komprimering.

Slutsats

XP2200+ presterar något sämre än Intels 2,26 GHz, men skillnaden är troligen inte märkbar för den normala användaren. För överklockare är dock situationen en annan. Eftersom inga Thoroughbread-B-baserade processorer går att få tag i dagsläget så kommer man som överklockare bli ganska besviken på de XP2200+-processorer som finns i handeln idag. Trots att processorn baseras på en lägre tillverkningsprocess så går den inte att överklocka särskilt bra. Vårt exemplar gick att överklocka från 1,8 GHz till 2,0 GHz med hjälp av vanlig luftkylning. För att få processorn stabil i 2,1 GHz krävdes vattenkylning och spänningar långt över vad som är rekommenderat. För Pentium 4 är situationen helt omvänd. Vår Pentium 4 på 2,26 GHz gick utan större svårigheter att köra i 2,83 GHz, och med vattenkylning är 3 GHz troligen inget problem.

När det gäller priset så kan dock ett system baserat på XP2200+ vara att föredra framför ett Pentium 4-baserat system pga priset. En XP2200+ kostar i dagsläget ca 1900 kr (utan kylare) vilket är ca 700 kr lägre än vad man får ge för en Pentium 4 på 2,2 GHz.

Sammanfattningsvis så skulle vi vilja rekommendera XP2200+ till de som vill ha en billig processor som presterar bra prestandamässigt. Är man ute efter mer prestanda och större möjligheter till överklockning, och är beredd att betala lite extra för detta så är dock en Pentium 4-processor att föredra.

Fördelar	Nackdelar
Bra prestanda	Svårkyld
Prisvärd	Låg överklockningspotential
Lätt att låsa upp