опд по fx. amd fx или как i5 оказался позади

Название	amd fx или как i5 оказался позади
Дата	25.03.2023
Размер	37.93 Kb.
Формат файла
Имя файла	опд по fx.docx
Тип	Реферат #1013674

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

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

опд по fx. amd fx или как i5 оказался позади

Оглавление