domingo, 23 de marzo de 2008

Impacto de la frecuencia de la L3 y controladoras RAM en AMD Phenom.

Como destaqué en un artículo anterior, una característica clave de Phenom es su asincronía. Aquí estudiaré el caso del 9600 Black Edition, actualmente la versión más alta del fabricante de semiconductores con base en Dresden, Alemania. Al final del artículo analizo la influencia comparativa entre el reloj de la memoria (DDR2 800 / 1066 MHz) y la frecuencia del NB/L3(1.8 / 2.0 / 2.2 GHz).

AMD Phenom B2 die. Fuente: AMD.

Sombreados en verde los cuatro núcleos que trabajan a 2.3 GHz, el resto del procesador (NB, L3, controladoras RAM DDR2) funciona a 1.8 GHz de frecuencia nominal. Veamos como afecta a las prestaciones el reloj de la controladora de memoria y la caché L3.

Utilizaremos SuperPi mod1.5 XS 2M y el benchmark integrado en WinRAR 3.71.

Sistema de pruebas:

  • Fuente alimentación: Tacens Aeris 680W cobre.
  • Placa base: Gigabyte GA-MA790FX-DS3 Rev.1.0.
  • CPU: AMD Phenom 9600 Black Edition.
  • Disipador / ventilador: AMD stock Cobre + Heatpipes.
  • Memoria: 2 módulos Corsair CM2X2048-6400C5 (total 4GB).
  • Timings: 5 5 5 18 2T 800 MHz.
  • Controladora de memoria: Unganged.
  • SVGA: Ati Radeon 3870 512 MB GDDR4.
  • HD: WD 5000 AAKS 16 MB modelo nuevo (platos de 320 GB).

Resultados:

Como vemos las diferencias son mínimas. En SuperPi 2M son menores al 1% y en WinRAR sobre un 4,5% entre extremos. Con tamaños mayores hubieramos visto diferencias más abultadas en SuperPi, pero siempre menores que con WinRAR.

Resultados WinRAR 3.71 en KB/s.


Resultados SuperPi 2M en segundos.


El aumento de rendimiento es mayor en WinRAR porque es muy sensible a la latencia de memoria, y esta disminuye al aumentar la frecuencia de la caché L3 como podemos ver en las sigientes imágenes.

Phenom 9600 BE de serie. 2.3 / 1.8 GHz.

Phenom 9600 BE con controladoras y L3 @ 2 GHz.

Phenom 9600 BE con controladoras y L3 @ 2.2 GHz.

Resultados obtenidos con el software CacheBurst32. Como podemos observar al aumentar la frecuencia del NB se reducen las latencias L3 y aumenta el ancho de banda de este nivel de caché (lo que se observa en el gráfico cian).


Comparativa reloj RAM - reloj NB / L3 / Controladoras RAM:

El sistema de pruebas es idéntico al anterior excepto la memoria. En este caso son:
  • Dos módulos Kingston HyperX 1 GB 1066 DDR2.
  • Timings @ 800 MHz. 4 4 4 12 1T @2.0 V.
  • Timings @ 1066 MHz: 5 5 5 15 2T @ 2.2 V.
  • Modo unganged.

Compresión con 7zip de 700 MB repartidos en ocho archivos. Opciones de compresión:

  • LZMA / Ultra / Diccionario: 64 MB / Palabra: 273.

Resultados. Tiempo de compresión en segundos.

Globalmente podríamos decir que el AMD Phenom a las frecuencias de núcleo actuales no está apenas limitado por el reloj de su L3 y sus controladoras de memoria (1.8GHz), cosa que cambiaría si pretende pasar a DDR3 con su mayor ancho de banda. Recordemos que el bus de 64 bit de la L3 de Phenom 9600 BE (2.3 GHz) llega a 14.4 GB/s (1.8 GHz * 64bit / 8bit / byte).

A modo de apunte, ancho de banda de memoria DDR2 dual channel:

  • @800 equivale a 12.8 GB/s, cuando
  • @1066 equivale a 17 GB/s, sobrepasando el actual ancho de banda interno del Phenom con NorthBridge a 1.8 GHz.

Los futuros Phenom 9700 (2.4 GHz) y 9900 (2.6 GHz) aumentan la frecuencia del NB/L3/Ctrl.RAM a 2 GHz, resultando todavía insuficiente para la DDR2 1066.

Conclusiones:

Como vemos el paso de DDR2 800 con buenos timings ( 4 4 4 12 1T) a DDR2 1066 con tiempos más relajados ( 5 5 5 18 2T) no aporta gran cosa, podemos decir que aporta prestaciones equivalentes y además requiere más voltaje en los módulos (2.2 V frente a 2.0 V), por lo cual recomiendo la primera opción.

El incremento de prestaciones variando el reloj de NB/L3 a 2 GHz o mejor a 2.2 GHz proporciona mejoras apreciables en algunos tipos de software dependientes de la latencia. Sólamente con el NB/L3 a 2.2 GHz es posible encauzar el ancho de banda del dual channel DDR2 1066, eso sí, a costa de una mayor disipación térmica por el mayor voltaje necesario en el NB.

Carlos Yus Valero – informaticapremium