不要再无脑黑农企!带你深入了解AMD推土机架构【Part5 完结篇 挖掘机评测】
首页 > 观测 > 数码科技    作者:剧毒术士马文   2016年7月16日 11:51 星期六   热度:2686°   0条评论    
时间:2016-7-16 11:51   热度:2686° 



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目录:

Part1 桌面版推土机评测

Part2 服务器推土机评测

Part3 打桩机评测

Part4 压路机评测

Part5 挖掘机评测



本文基于Anandtech上最新发布的文章AMD Carrizo Part 2: A Generational Deep Dive into the Athlon X4 845 at $70

文章通过对几代APU平台Athlon的深度解析和同频测试,对比得出这几代架构效能的提升。

这几代时间跨度为2012-2016年。

由于Carrizo和最新发布的BristolRidge在架构上是完全相同的(BristolRidge多了DDR4的IMC)

都采用Excavator挖掘机架构,挖掘机的整数核心可能是目前最高效的整数核心之一

所以这个测试也可作为代表BristolRidge和整个挖掘机架构的测试,给整个推土机家族画上了句号。


2016.9.23更新:按照目前拥有的BristolRidge的曝光来看,BristolRidge提升主要有:

1.DDR4内存+高频核显带超过20%的图形性能提升

2.工艺改良,CPU部分超频潜力比Carrizo要高,1.325V可达4.8GHz


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AMD最新的X86架构代号为Excavator,采用了第四代推土机核心:Carrizo核心。Carrizo和Excavator的首要目标是移动平台。今年二月份我们测试了15W的移动版,晚些时候AMD发布65W桌面版的时候我们马上来了一颗进行对比测试。我们将测试Athlon X4 845和它的大姐姐们:SteamrollerB架构,Kaveri核心的X4 860K、改进版Piledriver架构,Richland核心的X4 760K和原版Piledriver架构,Trinity核心的X4 750K。


AMD未来的主流市场

AMD和Intel作为主要的X86处理器制造商,把消费产品细分为三个等级:高性能、主流和入门级。正如字面上一样,这些产品以性能、价格和功耗来分级。但AMD这边高性能产品已然没有什么竞争力,还停留在2012年。主流市场是AMD当前的营收来源和市场份额。与高性能CPU不同,主流产品都集成了显示核心。目前AMD的APU图形性能相当于50-80刀显卡的性能,比较适合低端电脑。带集显的处理器在移动平台表现很好,因为节省空间,节能和降低价格更加重要。

有部分买了主流产品,但想要独显的用户经常对这不得不为之付钱的集显感到不爽。对于这些购买150刀以上独显的用户,买个带集显的CPU之后,集显部分就变成了没用的辣鸡,并且他们也不想付出这部分强加的成本。AMD曾经推出过Dual Graphics交火来让集显有点卵用,但这需要驱动和游戏的良好支持。DX12可能会带来一些改变,但这同样需要驱动和游戏支持。那么为什么要为集显付款呢?Intel没有给你多少选项,配个高端平台至少也要450刀。但AMD给你带来了Athlon产品线。

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APU产品线是AMD的桌面主流,每代都发布几款。除了APU,AMD也发布纯CPU的Athlon产品线。他们的设计和APU相同,但集显部分被鸽掉了。从技术上来说它们仍保留了那部分内部芯片,但由于瑕疵或者库存管理,从物理上被屏蔽了,同时价格也大幅下降。这个方法并不新鲜,很多处理器设计都有这样的情况 - 当处理器被生产出来,它们都有一个天然的良品率(高良品率的工艺会被称为“更成熟”的工艺)。如果有瑕疵的部分是可以屏蔽的,AMD这样的公司就依然可以把它以低价格卖出去,而不是直接扔掉。这部分省下来的钱对于用户来说可以升级其他部分。

AMD Athlon X4

对于DIY的老司机们来说,Athlon速龙这个名字,能唤起关于AMD春风得意的那个年代的回忆。APU发布之前,大多数主流产品都冠以Athlon的名号,从单核到四核。K10的高性能处理器改叫Phenom羿龙,旗舰FX,同时还有一些低端的Sempron闪龙。

自从2012年Q4转向推土机架构后,AMD每代都保留了小部分AthlonX2/X4型号。这次评测我们每代都选择一颗并做相应测试。

下面的表格显示了2012年以来AMD发布的所有纯CPU处理器。信息来源于不同渠道,大部分来自于CPU-WORLD,AMD CPU WIKI,但奇怪的是没有官方来源(像Intel ARK那样的)。


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X4 845是桌面平台唯一的Carrizo产品。虽然有报告说X4 835这个型号存在,但没有任何消息说这款产品实际存在或者发布。Carrizo的APU没有桌面产品。


X4 845实际上是笔记本APU的桌面马甲,因此有一些物理上的限制:比如只有8条PCIe3.0
从Richland到Kaveri,L1指令缓存增加了50%,每模块64KB变成96KB,2way关联变成3way关联,具体原因可以在前面的推土机评测中找到。
从Kaveri到Carrizo,L1数据缓存增加了一倍,每模块32KB变为64KGB,4way关联变为8way关联
X4 750K既有Trinity版本,又有Richland版本。但想找到后者很困难,因为后者仅供OEM。
Carrizo每模块仅有1MB L2,四核共享2MB,然而之前的架构每模块都有2MB L2,四核共享4MB。


Carrizo简述


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线程调度更好了,并且频率/电压调节机制也有改善

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在金属叠层的改动是的整块芯片在设计上更接近于GPU,晶体管密度更高,而且能效更好。

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Excavator挖掘机,是AMD发布推土机架构以来最大的一次架构升级。Excavator的逻辑单元经过了重新设计。这不是为了提供更高的性能,而是为了缩小核心面积,AMD几乎是从头开始重新设计的。这使得Carrizo的核心面积显著缩小,代价是一点点超频潜力,但这也带来了功耗的降低。


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AMD的目标是双模块Carrizo移动版功耗为15W,高端产品还提供35W的Boost模式。

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在TechDay,AMD小心翼翼地点出,在35W时,Carrizo的效率、性能将和Kaveri相当,意味着此时唯一的提升是节能技术(以及集显的视频播放功能)。如果AMD的PPT是正确的,这甚至意味着高功耗情况下性能的倒退。【Carrizo只在35W以下时相对Kaveri有优势,35W持平,后被反超】为了测试这种情况,这次X4 845只跑在65W。


这意味着什么

虽然专为移动版设计,AMD依然决定发布一款Carrizo桌面产品。X4 845相对于移动版没有集显,还换来了更高的65W TDP和频率的小幅提升。而且还只有8条PCIE3.0。

一言概之,X4 845就是一个高耗低效版的Carrizo,性能与KaveriAPU持平甚至更差。IPC测试将会说明,Carrizo和Excavator将会是一次大的改进。


测试

Athlon X4 845, Carrizo 核心 Excavator 架构
Athlon X4 860K, Kaveri 核心 Steamroller 架构
Athlon X4 760K, Richland 核心 Piledriver v2 架构
Athlon X4 750K, Trinity 核心 Piledriver 架构

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AMD Athlon X4 845, Carrizo (左)
AMD Athlon X4 860K, Kaveri (右)


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AMD Athlon X4 760K, Richland (左)
AMD Athlon X4 750K, Trinity (右)


为了测试架构性能,所有处理器都锁在3Ghz。主要是为了考察单/多核性能以及新架构的改进。

然后是X4 845的超频。因为锁了倍频,超频空间会比较小,但我们仍想看看65W的移动版是否还有余地超频。

最后是同价位的性能测试。最明显的对手是G3258,主打超频的产品,价格72刀。我们也增加了APU来看性能有何不同。



测试平台


之前的测试都是以处理器默认支持的最大频率来决定内存,有人指出默认频率太低并且同价格有更高频率可选,然而很多家庭用户还是会使用支持JEDEC规范的频率,而不是改动BIOS或者XMP,所以独立的内存测试后面会放出。

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测试项目


具体有如下几项

简单测试

简单测试直接混合使用熟知的程序,需要大概四小时。

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WEB,综合传统测试

WEB测试使用Octane/Kraken +WebXPRT,综合传统测试使用CineBench和X264


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详细专业测试

为了增加测试的深度,我们使用了我们的详细测试套件,综合了处理器频率、核心数、缓存、内存、架构的性能。还包括了FPGA负载。


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游戏

游戏测试套件依然是15年的,都是有名的大作。WIN10+DX12的2016版套件还在开发中。


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3Ghz实际性能

所有CPU频率都设为100x30=3000Mhz,内存频率均为默认支持的最大频率。

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说到缓存,X4 845在L1上有很大提升,一般情况下能提高30%的缓存命中率。这会影响很多测试的结果。另一边,X4 845的L2被砍半,这会导致额外的延迟。


Dolphin Benchmark

大多数模拟器都依靠单核性能,Haswell在模拟器性能上有很大提升。这个测试模拟的是Wii的光线追踪程序,能够展现CPU的单线程性能。测试结果为分钟,Wii自身为17.53分钟。

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由于架构优势,Carrizo领先Kaveri9%

WinRAR 5.0.1


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WinRAR依靠内存带宽,Kaveri在这里很强。Carrizo的2MB L2在这里成为了最大的弱点。


3D Particle Movement v2

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挖掘机带来了巨大的提升,主要归功于L1数据缓存。

Web 测试


WebXPRT 2013

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这个测试很吃内存和缓存,Carrizo的2M L2再次中枪。

Google Octane v2

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与上面的测试相反,Octane更能反映出执行部分的提升,这次Carrizo领先Kaveri 18%。


3Ghz办公性能


Agisoft Photoscan – 2D to 3D Image Manipulation

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Carrizo在Photoscan的第一阶段,读取图像时慢了下来,这需要大量的内存操作,Carrizo落后17%。在第四阶段Carrizo领先Kaveri,但总体上依然落后6%。


Cinebench R15

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类似于Dolphin和3DPM,Carrizo的架构提升在这里很明显。


HandBrake v0.9.9

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一般情况下这个测试更考验内存和缓存,但这次Carrizo相对Kaveri表现出了8-9%的领先。


Hybrid x265

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然而X265下Kaveri和Carrizo差不多



3Ghz Linux性能


C-Ray


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NAMD, Scalable Molecular Dynamics

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Kaveri有少许领先。


NPB, Fluid Dynamics

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Redis

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Carrizo的2M L2次次中枪。


3Ghz 传统测试


3D Particle Movement v1


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Carrizo有少许单线程提升,在多线程中增加了缓存压力,Carrizo立刻掉了下来。


Cinebench 11.5 and 10

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Carrizo相对于之前的架构有明显提升。

POV-Ray 3.7

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Carrizo相对于Kaveri提升13%,相对于Trinity/Richland提升达到了32%。


TrueCrypt 7.1


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Carrizo的AES性能有明显提升。


x264 HD 3.0

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使用稍微老一点测试工具就表明当帧很小的时候,就成为了Kaveri和Carrizo的性能瓶颈。(相对于Trinity依然有20%提升) 

7-zip

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我想知道如果Carrizo能有4M L2该多好。。



Alien: Isolation

显卡及其设置

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每个项目Kaveri都超过了Carrizo,主要是L2的锅。


Total War: Attila at 3 GHz


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和上个测试一样,Kaveri依然领先Carrizo。


Grand Theft Auto V 

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如果看平均帧,Carrizo性能在Trinity和Kaveri之间,落后Kaveri 3-7%。


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看低于60FPS的时间,Kaveri再次领先。低端显卡比较有趣,对新架构更友好,但依然更偏向于Kaveri的4M L2。


GRID: Autosport


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很明显,A卡在这里被黑的很惨。


Middle-Earth: Shadows of Mordor


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从结果来看不能简单地说是L2或者PCI通道的瓶颈。


解析

简而言之,Carrizo在跑测试软件时领先Kaveri,而插独显跑游戏时就弱于Kaveri,特别是对内存和缓存增加压力时。本来笔记本马甲的这款U来到桌面玩游戏就是很蛋疼的事情,但Carrizo的架构的确有很大提升。

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比较: 2012到2016的提升


我们准备从两个方面来解析测试结果。首先,来看每个处理器相对于最老的Trinity的提升,这直接可以看出2012-2016年间每代的架构性能。

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在实际性能测试中,Carrizo有三项大幅领先Kaveri,然而在WinRAR和WebXPRT却小幅落后。

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办公测试中最大的提升在CineBench和Handbrake,在Photoscan和Hybrid中倒退。

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Linux测试中每项Carrizo都倒退,甚至在三项Redis测试中落后于Richland。原因已经解释过了,Redis非常依靠内存和缓存,虽然Carrizo有更大的L1,仅有的2M L2造成了瓶颈。


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这里很有趣。如果只看综合传统测试,像其他大多数测试网站得出的结论一样,Carrizo大幅领先Kaveri,有10-20%之多。


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虽然Carrizo相对于Trinity有提升,但L2的砍半导致了游戏性能一直不如Kaveri。


比较IPC

然后我们比较从Trinity到 Richland 到 Kaveri 到 Carrizo的提升。一位数的提升为正常的架构换代,两位数的提升则为大幅改进或者新的功能模块。

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3DPM v2有最大的提升。超过Kaveri 32%。这要归功于内存管理和更大的L1。 WinRAR依赖内存和缓存,Carrizo败在了砍半的L2。

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办公测试比较复杂,在Photoscan中有倒退,因为很依赖缓存。但很明显,Kaveri的提升比Carrizo要大的多。

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Linux测试很惨,每个测试Carrizo都有倒退。

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回到前面的传统测试表格,Carrizo在所有测试中都比Kaveri强,除了7zip。在CineBench中体现出了Carrizo核心逻辑部分改动带来的进步。

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然而,在游戏上,Carrizo同频落后Kaveri 5.8%。

结论

把所有数字综合起来

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提升最大的是CPU计算测试,也就是实际性能、办公和传统测试,Carrizo相对于前代Kaveri带来了7.3%以上的进步。然而在更依赖于缓存的Linux和游戏性能测试,倒退了6-12%。


功耗


Power Delta (Long Idle to OCCT)

    Carrizo的能效有正常水平的进步。

Power Delta: Long Idle to Prime95 at 3 GHz

有趣的是每个模块的功耗。在开启第二个模块时,四款CPU的功耗都增加了大概20W,这是从单核变双核满载的情况。当开启第三、第四个核心时,很明显之前两个模块已经处于高频状态,所以开启同一个模块的第二个线程时,增加的功耗变小了。



超频

笔者的意见是,超频幅度非常非常非常有限。

外频调到120 MHz (35*120 = 4.2 GHz),一切正常,除了要上天的电压和八十多度的温度。内存频率保持2133。

再往上就很难了,121Mhz貌似是通过超频认证的上限。

但当我运行测试时,几次都宕机了,即便我提高电压也不行。


于是我把外频调回115,CPU再次罢工,这是之前稳定过的频率。之后调整电压也仅仅能通过部分测试。

外频调到110,也就是3.8Ghz,多数CPU测试通过了,但GPU测试依然无法通过。

这意思就是,我们的这块X4 845除了在默频能稳定工作,再往上就别想。


最后的最后,我在121外频得到了仅有的几个最基本的测试结果。

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平均下来,超频21%带来了8-19%的性能。然而稳定性依然是个大问题,有几个测试重启几次才通过。





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本文作者:剧毒术士马文      文章标题: 不要再无脑黑农企!带你深入了解AMD推土机架构【Part5 完结篇 挖掘机评测】
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