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代号“Barton”,Athlon XP3000+性

在Athlon 64发布之前,为了抵挡Intel凶猛的攻势,AMD再次对Athlon XP处理器进行了改进,核心代号为“Barton”的Athlon XP处理器应运而生。新核心Athlon XP处理器二级缓存容量增加到原来的两倍,而其它设计基本没有变化。这样在不提高频率的情况下Athlon XP处理器的性能得到了进一步的提升,使得Athlon XP处理器又一次有了向Pentium 4挑战的实力。

去年上半年AMD发布的Athlon XP2200+处理器首次应用了0.13微米生产工艺,虽然AMD全面转入0.13微米工艺的时间并不长,但是0.13微米工艺的Athlon XP核心已经有过2次比较大的变化:Thoroughbred-A>Thoroughbred-B>Barton!

在更新了主板的BIOS后,测试所用的Leadtek K7NCR18G Pro主板正确的识别出Barton核心的 Athlon XP3000+ 处理器,倍频已经被锁定在“13”,外频跑在166MHz下,核心电压1.65V,实际运行频率为2.16GHz。

生产工艺更新到0.13微米后AMD重新设计了Athlon XP处理器的核心,最初推出的0.13微米工艺Athlon XP采用Thoroughbred核心,但是实际产品的表现不尽人意,新工艺并没有带来功耗和发热量上明显改进,而且超频空间也相当小,一度令玩家非常失望。而后AMD针对这些问题对Thoroughbred核心进行进行了二次修改。

修改后的Thoroughbred核心面积增加了4平方毫米,并且铜连接层由8层增加到了9层,虽然变化不算大,但实际效果已相当明显,Athlon XP2800+也随之得以推出。改进后的Thoroughbred核心将其称为Thoroughbred-B(或者“B”版),而原有的Thoroughbred核心将其称之为Thoroughbred-A(或者“A”版)。Thoroughbred-B核心在发热量上得到巨大改善,而且运行频率也更容易提升,就此才有了现在“B0”核心的低频Athlon XP疯狂超频,现在不少“B0”核心的Athlon XP1700+、Athlon XP1800+可以轻松超频到2.2GHz(请注意,是实际工作频率)左右。

评测室收到的Athlon XP3000+处理器,编号为AXDA3000DKV4D

随着高、低主频的Athlon XP全线更新到0.13微米工艺,标志着AMD的0.13微米工艺也逐步走向成熟。但是由于Athlon XP架构的限制,Thoroughbred-B核心的Athlon XP频率提升幅度也是有限的,AMD在Athlon XP2800+推出之后四个多月的时间里没有续作,并且没能实现大量上市,直到2003年2月10日集成512KB二级缓存的Barton核心Athlon XP3000+的发布,AMD才重获胜机!<

上面两张图很容量的比较出了Barton与Thoroughbred核心的Athlon XP的明显差别所在,很显然Barton核心由于多容纳了256KB二级缓存,因此其面积更大。由图可以看到Barton核心的长度比Thoroughbred-B核心大概增加长4个毫米,而宽度没有增加,4个毫米的差异也很容易让我们用肉眼分别出它们的不同。

从AMD官方公布的PDF中我们可以了解到Barton核心共集成5430万个晶体管,而Thoroughbred-B核心则由3760万个晶体管组成,多出的1670万个晶体管主要被增加的256KB二级缓存所占用,从下面的核心结构图中我们也可以看到,两者的差别只是Barton具备了更多的二级缓存,其它方面几乎没有任何变化。

Barton的表面积由原来的84平方毫米增加到101平方毫米,总缓存容量达到640KB(128KB L1+ 512KB L2 Cache)



WCPUID 3.1A已经可以正确的识别出Athlon XP3000+处理器,可以清楚的看到二级缓存为全速512KB,同NorthWood核心Pentium 4处理器一样

Athlon XP3000+处理器标准功能特性

Athlon XP3000+处理器的L1、L2 Cache信息<

混乱的处理器编号:

AMD在推出Athlon XP3000+处理器的同时还推出了Barton核心的Athlon XP2800+和Athlon XP2500+两款频率相对较低的处理器。如果还有印象的话AMD在去年10月1日就推出了Athlon XP2800+处理器,当时采用Thoroughbred-B核心,运行频率为2.25GHz。

根据AMD新制定的PR值换算方法,Barton核心的Athlon XP2800+实际运行频率虽然降低到2.08GHz,但是PR值与2.25GHz的Athlon XP处理器同为“2800+”,Barton核心的Athlon XP2800+将取代原有的旧核心产品推出上市。未来一段时间市场上将出现Barton与Thoroughbred核心的Athlon XP处理器共存的局面,但是消费者似乎很难从产品的包装上直接区分这两类产品。

Thoroughbred核心PR值标称规则:实际运行频率×3÷2-500=PR值
  • Barton核心PR值标称规则:实际运行频率×3÷2-200=PR值
  • 从上面的AMD公布的PR值换算规则上看,实际频率运行更高的Thoroughbred核心Athlon XP2700+、Athlon XP2800+等产品由于二级缓存容量比Barton核心的Athlon XP3000+、Athlon XP2800+低,所以PR值标称反而低,这种编号的方法使得Athlon XP的编号显得比较混乱。

    最后,Barton核心的Athlon XP处理器还有一个售价最为便宜的强力“小老弟”——Athlon XP2500+,它的运行频率为1.83GHz。与其它两款Barton核心的处理器一样,Athlon XP2500+在333MHz前端总线下运行,目前三款处理器已经在反映较快的国外市场已经上市,相信不久后在会登陆国内市场。

    Barton核心的功耗:

    在核心电压上,三款Barton核心的Athlon XP与Thoroughbred核心的Athlon XP处理器一样为1.65V,核心最高耐热温度也同样为85度。Athlon XP3000+的功耗达到了74.3W,如果你使用这款处理器的话建议您一定搭配一个功率足够大的电源。但是由于运行频率相对降低,在功耗方面Barton核心相对Thoroughbred核心的Athlon XP来说还是有非常大的改进。你可以看到Thoroughbred Athlon XP2800+功率也为74.3W,与Athlon XP3000+一样,而Barton核心Athlon XP2800+的功率反而降低到68.3W,比旧的Athlon XP2800+降低了6W。

    在实际测试中Barton核心的Athlon XP的发热量表现令人满意,可以说AMD告别了“火炉时代”。使用普通的风冷散热,Athlon XP3000+的温度始终维持在45多度(评测室使用敞开测试环境,室内温度在22度左右),摸上去仅仅有温温的感觉。其实在这之前的B0核心Athlon XP在控制发热量方面已经相当出色,从我们下面的温度测试对比中可以看到Barton与Thoroughbred-B核心的Athlon XP处理器在温度控制上已经非常不错。低发热量也给处理器在超频方面带来了更多的方便,可能很多朋友都在使用Athlon XP1800+ OC Athlon XP2700+了。

    Barton核心兼容性:

    对于目前主流的Athlon XP芯片组,如KT400、KT333、nForce2以及SiS746FX应该都可以很好的支持Barton核心的Athlon XP处理器(需要更新到最新版的BIOS),而老一些的KT266A等芯片组由于不支持166MHz而与它无缘了。一般来说只要你的主板芯片组满足两个条件即可使用新的Athlon XP处理器:核心电压支持1.65V,系统外频支持166MHz。

    而对于Thoroughbred B0核心的Athlon XP处理器来说兼容度更广一些,只要支持1.65V核心电压和133MHz外频即可,这个条件对于大多数Athlon XP芯片组来说都可以满足,当然如果你想超频使用的话,则需要搭配比较好的内存或者主板支持倍频调节。<

    目前我们破解Athlon XP处理器倍频的方法有两种:

    第一种破解方法是通过连接Athlon XP的两个针脚。Athlon XP通过背面的一个针脚的电压值决定倍频是否可以自由调节。我们所需要做的是将这可针脚同乡邻的一颗针脚相导通,这样获得了所需要的电压值,处理器的倍频就可以自由调节,下面是改制的简单方法。

    首先我们需要一根细铜线,就是我们家里的电线里那种(相信家家都有吧)。然后我们在Athlon XP处理器的外侧针脚上打一个结。如图,这个结打成死捆就行,不要太松,也不要太紧,最好是此结的大小同两个针脚的距离一样。然后取下来截断多余的部分,不要留线头,线毛。下面的工作我们需要一根镊子来辅助完成,找到处理器左上角的两个针(红圈部分),用镊子小心的将刚刚做好的铜丝换套在上面,轻轻推下去。注意四周一定不能和其它针脚相接触上,否则您的Athlon XP“呜呼”了我也会悲哀的:P

    OK,安装上CPU,我们就可以在BIOS中自由的调节倍频了。

    第二种破解方法是连接SocketA插座上的两个焊点。这种方法的破解原理同第二种方法是完全一样的。最终都是导通上面所说两个针脚。然而看上去这种方法似乎更简单,因为它仅需要一根大头针。下面是操作的具体方法。

    我们需要一把尖嘴钳和一个大头针以及透明胶条来作为操作的工具。首先我们先目测一下主板背面这两颗针脚之间的距离,大概3毫米左右。然后用钳子将大头针带尖的一头钳出一个大约4毫米的弯。接着将透明胶布裹在大头针上,注意刚刚打弯的部分不需要裹。这样可以防止坚硬的大头针划伤主板。接着的工作需要我们费点功夫,在主板上找到位置连接上面的两个针脚,最后用透明胶布固定。当然我们一定要注意到的问题就是千万不要让大头针的导电部分接触上其它的针脚。

    这样,处理器倍频再次被我们破解,不过此做法的特点是有一定危险性。如果您还有更方便破解Athlon XP倍频的方法也可以告诉我们。<

    下面我们来实战一下Barton和T-B核心Athlon XP处理器的超频。超频过程中我们仅仅使用了普通的风冷,而没有采用夸张的散热设备,属于常规超频。首先我们来看看T-B核心Athlon XP1800+的超频,这种Athlon XP1800+倍频没有锁定,直接由市场上购得,没有经过任何的挑选,它的默认倍频为11.5,外频133MHz,实际频率1.53GHz。

    直接上166MHz外频,不加电压,运行频率达到了1.91GHz,运行Super PI 4M单位稳定

    然后我们挑战更高的频率,将倍频调节到12X,外频为166MHz,1.75V电压,运行频率达到2GHz,显示为2600+,稳定通过Super PI 4M测试

    再次挑战更高的频率,12.5X179MHz,1.75V电压,运行频率达到2.24GHz,Super PI 4M稳定通过,不过这时主板无法正常显示其PR值

    紧接着也对Barton核心的Athlon XP3000+进行了超频:

    不增加核心电压,外频可稳定调节到175MHz,增加核心电压后可将外频稳定到182MHz,运行频率达到了2.38GHz,相当不错。

    AMD已经宣布了400MHz系统总线的Athlon XP发展计划,因此我们热血冲刺一把200MHz外频。

    破解倍频后设定在10X,将处理器外频调节到200MHz,运行频率为2GHz,下面进行了简单的内存和处理器子系统性能测试。

    可以看到系统总线速度的提升有效的增加了处理器与系统内存之间的带宽,从内存测试中可以看到,内存性能一下子飙升到3000多分,这个成绩已经能同PC1066和双通道DDR266媲美。

    另外在的处理器测试中可以看到,400MHz系统总线对其成绩几乎没有任何的提升。<

    测试平台:

    性能优秀的nForce2平台当然是Athlon XP3000+处理器非常好的搭档,主板选择了性能表现出色的Leadtek K7NCR18G Pro

    显卡我们使用了泰安的G9700 Pro,它是少有的非公板Radeon 9700 Pro显卡,大厂出品,做工用料极为出色,并且还可以实现相当可观的超频能力,是DIYer发烧友的良好选择

    硬件测试配置:

    测试方案说明:

    在测试平台的选用上我们选择了当前整体性能最强的Athlon XP芯片组nForce2,在上次的nForce2、KT400、SiS746FX芯片组测试中我们已经体会到nForce2芯片组的性能优势,尤其是在166MHz外频下nForce2芯片更能将Athlon XP的性能发挥的更好。

    在对比处理器的选择上我们特意选择了Athlon XP2700+,而不是在Athlon XP3000+之前最近发布的Athlon XP2800+,因为Athlon XP2700+的实际运行频率为2.16GHz(13×166),同Barton核心的Athlon XP3000+(13×166)相同。从此我们可以比较出二级缓存大小对Athlon XP二级缓存的影响情况。

    总而言之,测试分为系统整机性能、处理器子系统性能、内存子系统性能、图形性能、视频以及音频编码性能、2D/3D图形处理性能五大模块进行,全面有效的考察各个处理器之间的差异。<

    ZD Business Winstone 2002 1.0用来测试系统商业办公性能,如Word、Excel、Netscape Communicator;ZD Content Creation Winstone 2002 1.0.1则用来测试系统的Web、图形和多媒体等内容创建性能,如Adobe Premiere、Adobe Photoshop、Netscape Navigator和Macromedia Dreamweaver等,具体成绩如下:

    在Business Winstone 2002测试中,Athlon XP3000+性能表现良好,较同频率的Athlon XP2700+高出大约6%,同3.06GHz Pentium 4相比有较明显的优势,二级缓存容量的提升对于商业应用方面提高显著。

    Athlon XP3000+在Content Creation Winstone 2002测试中表现也相当不错,同Athlon XP2700+相比性能提升了约4%,但同3.06GHz Pentium 4相比仍有点差距。<

    Sisoft Sandra2002处理器子系统测试项目是纯粹的CUP性能测试,基本不涉及系统其它部分的影响。

    SiSoft Sandra 2003

    CPU Arithmetic与CPU Meida测试中Athlon XP3000+的整数运算性能优势明显,正好对应了上面的系统综合性能测试中的Business Winstone 2002中主频为2.17GHz的Athlon XP3000+超越3.06GHz Pentium 4的情况。由于SiSoft Sandra 2003特别为超线程技术优化,因此开启超线程后3.06GHz Penitum 4处理器性能获得巨幅提高。

    而在处理器的浮点运算方面,3.06GHz Penium 4凭借SSE2指令集的优化小胜Athlon XP3000+,同样开启超线程后3.06GHz Pentium 4再次获得大幅度的性能提升。需要强调的是,一套好的系统并不只取决于处理器的性能,只有系统各个部分的优化组合才能获取更好的性能。<

    对于内存性能方面的考察一直以来没有一款绝对完美的测试软件,即使是最新的SiSoft Sandra2003对于搭配双通道DDR内存的nForce2芯片组也是“束手无策”,无法很好的反映出实际的内存带宽。

    SiSoft Sandra 2003

    搭配双通道DDR333内存的nForce2系统理论内存带宽可以达到5.4GB/s,但是测试成绩同搭配理论内存带宽为4.2GB/s的i850E芯片组相比仍有很大的差距。<

    我们再次引入Futruemark 3DMark03测试,其主要分为游戏性能测试和CPU性能测试。游戏性能测试分为四个场景,第一个基于DirectX7.0开发,名为“Wings of Fury”;第二个基于DirectX8.1开发,名为“Battle of Proxycon”;第三个也基于DirectX8.1开发,名为“Troll''s Lair”;第四个场景基于全新的DirectX9.0开发,名称为“Mother Nature”。

    Futuremark 3DMark03 Pro:Game Test

    与3DMark2001SE不同,在图形性能测试中几款处理器反映出的差距并不大,最终得分主要取决于系统搭配的显卡性能。在强大的Radeon 9700 Pro推动下实际运行频率仅为2.17GHz的Athlon XP3000+在640×480、1024×768分辨率成绩分别达到了7190分和4857分,与Pentium 4 3.06GHz成绩相差无几。

    如果说针对图形性能的测试部分还不能很好的反映处理器性能之间的差异的话,我们再来看看3Mark03 Pro中的CPU性能测试部分。处理器性能测试以Game1和Game3场景进行,但将分辨率以及画面纹理细节尽量降低,以尽量减少显示系统对测试成绩的影响。

    Futuremark 3DMark03 Pro:CPU Test

    处理器性能测试中我们更容易区分出几款处理器性能的差距,两款Athlon XP处理器表现相当出色,Athlon XP3000+成绩超越了3.06GHz的Pentium 4处理器,Athlon XP2700+成绩只略低于2.80GHz的Pentium 4处理器。<

    3DMark2001SE一直是衡量显卡DirectX3D综合性能表现的最好工具,处理器性能对其最终成绩影响也相当大。3DMark2001SE中的四个场景中的前三项场景均有低细节度与高细节之分,最后一项测试采用了Pixel Shader渲染指令,只有支持DirectX 8的显卡才能完成测试。



    Futuremark 3DMark2001 SE

    从3DMark2001SE具体测试成绩看,无论在640×480 16bit还是在1024×768 32bit分辨率下Athlon XP3000+处理器均取得了领先,而Athlon XP2700+处理器与2.80GHz的Pentium 4相比也有685和308分的领先优势。

    运行频率同为2.17GHz的Athlon XP3000+与Athlon XP2700+在两个分辨率下性能差距分别在4.6%和4%左右,我们可以看到对于3D游戏的应用方面,提升二级缓存的容量对于提升性能有一定的帮助,但是并没有当初Pentium 4的二级缓存由256KB提升到512KB的性能提升幅度明显。<

    Quake3 Arena不仅是“FPS”游戏的超经典代表之作,而且其出色的游戏引擎也使得三年以来我们一直将其做为测试硬件的一个基础标准。Quake Arena中选用了“Fastest”、“HQ 1024×768”两种模式进行测试。Fastest模式下将显示系统对成绩的影响降到最低,重点考察处理器、芯片组以及内存方面的性能。HQ 1024×768模式则重点考察处理器、芯片组以及显示系统方面的性能。

    id Software Quake 3 Arena

    Quake3 Arena是对内存带宽与前端总线带宽相当“敏感”的测试游戏,Pentium 4处理器借助i850E芯片组搭配双通道PC 1066 RDRAM内存的优势依然取得相当大的性能领先,2.80GHz的Pentium 4处理器的成绩也在Athlon XP3000+以上。

    借助更大的二级缓存,与Athlon XP2700+相比Athlon XP3000+性能有一定提升,但提升并没有像上面3DMark2001SE的测试幅度一样大,两个分辨率下均有3%左右的提升。另外,在我们前面的《战火重燃,主流“Athlon XP”芯片组横向测试》测试中已经可以看到nForce2 SSP芯片组对于Athlon XP性能的提升提升也有相当大的帮助。<

    Unreal Tournament 2003(以下简称UT2003)采用了全新引擎,游戏的画面品质以及效果相当出色,而UT2003的姊妹作品——Unreal 2也采用UT2003的引擎开发,目前已经上市,第一人称射击的疯狂玩家千万不可错过:P

    DigitalExtremes Unreal Tournament 2003

    Athlon XP3000+在此项测试中表现出了明显的优势,与3.06GHz的Pentium 4处理器相比,即使是Athlon XP2700+也将其抛在后面,而二级缓存增大后的Athlon XP3000+性能又有了进一步的提升,640×480与1024×768分辨率下都有6%左右的大幅度提升。可以看到在上面几个测试中大容量Cache对于游戏性能的帮助。<

    Comanche 4也是支持DirectX 8.1的游戏,虽然这款游戏采用的游戏引擎非常前卫,但是其对处理器性能的依赖性过于严重,以至于我们用Radeon 9700 Pro显卡测试时无论在1600×1200还是在1024×768分辨率下得到的结果几乎没有差距,因此我们干脆用它来考察不同处理器性能之间的差异。

    NovaLogic Comanche4

    Athlon XP3000+的大Cache在Comanche 4测试中再次发挥了效力,与Athlon XP2700+相比Barton核心的Athlon XP3000+取得了比较明显的性能提升,但是同Pentium 4 3.06GHz相比Athlon XP还有大约10%左右的差距。总体来说,核心并没有经过重新设计,仅仅是增加了二级缓存容量对Athlon XP处理器在游戏中的性能提升还是相当有帮助的。<

    当前的DOOM III虽然仅仅是泄漏出来的Alpha版本,但仍然可以反映出未来游戏的发展趋势,最近两年能令无数玩家激动的经典游戏大作少之又少,而且还有不少玩家抱怨游戏的开发速度已经被硬件的发展抛在后面,也是直到DOOM III的泄漏才又引起了无数玩家的疯狂。



    id Software DOOM III

    到底是Athlon XP系统还是Pentium 4系统在DOOMIII上的表现更好呢?从测试结果可以看出主频速度为2.17GHz的Athlon XP3000+超越了3.06GHz的Pentium 4处理器,在640×480、1024×768分辨率下均有2帧左右的优势,即使是Athlon XP2700+也不输于3.06GHz的Pentium 4。在不提升频率的情况下,512KB的二级缓存再次给Athlon XP带来了游戏性能上的提升。<

    测试所用VOB影片片断《虫虫特工队》

    MPEG4视频编码是现在非常流行的应用,非常依赖处理器的计算能力。我们用FlaskMPEG+DivX 5.1进行编码测试,压缩输出视频格式为720×480、NTSC制式的AVI格式视频文件,其测试结果为编码204MB vob文件需要的时间。

    比较遗憾的是二级缓存容量的增加对DivX编码的帮助非常小,可以看到512KB二级缓存的Athlon XP3000+仅比256KB二级缓存的Athlon XP2700+提升了不到1%,而MP3音频编码方面则没有任何的提升。<

    Adobe的Photoshop 7.0是非常流行的专业图像处理软件,测试中采用的图像文件规格为42.6cm×29.1cm,350dpi的带图层PSD文件,文件大小为159MB,打开后占用314.1MB的内存;在具体的测试项上,Despeckle、Rotate Arbitary和RGB To CMYK这三项都是专业平面制作中经常会用到的功能。

    Adobe PhotoShop 7.0

    在Adobe PhotoShop 7.0测试中,512KB二级缓存的Athlon XP3000+相对于Athlon XP2700+虽有一定提升,但相对来说提升幅度相当有限。<

    3D Studio Max系列是最流行的3D建模软件,最终渲染过程能充分的考察出CPU的运算能力,3D Studio Max 5已经对Pentium 4的SSE、SSE2指令进行了极大的优化,可以大幅提高渲染性能。

    Discreet 3DS Max5

    从实际测试的结果看,Athlon XP3000+的大缓存并没有对3D Studio MAX 5的最终渲染起到任何帮助,相对于同频率的Athlon XP2700+来说性能提升极微。同Pentium 4 3.06G相比,Athlon XP3000+仍有大约8%左右的差距,它的渲染速度只比Pentium 4 2.8G稍好。总体来看,3D Studio MAX 5最终渲染速度更取决于处理器主频、二级缓存频率(实际上现在二级缓存频率普遍等同于于处理器主频),而二级缓存的容量对性能影响提升并不明显。<

    测试总结:

    由于Athlon XP处理器来说,进一步提升频率已经相当困难,因此高主频产品很难进入量产,所以AMD决定将Athlon XP的二级缓存提升到512KB,这样就可以在较低的频率下获得更好的性能,从而解决Athlon XP频率提升困难的问题。

    从测试情况来看,二级缓存的增加对于Athlon XP处理器在商业应用方面性能的提升颇有益处,而在游戏性能方面Barton核心的Athlon XP表现也非常好,与同频率256KB二级缓存的Athlon XP相比性能提升在3%到5%之间,但是对于多媒体视频、音频压缩以及3D渲染方面增加的256KB二级缓存还发挥不了太大的效用。

    在同Pentium 4 3.06G系统的比较中,我们发现在游戏中Athlon XP3000+取得不了小的优势,而在多媒体应用方面则还有些差距。

    值得称赞的是AMD在控制发热量方面取得了不小的进步,在测试环境下处理器温度始终维持在45摄氏度左右,而我们还没有使用最优异的散热风扇;功耗上Athlon XP3000+依然是相当的大,我们仍需要为它搭配一个大功率电源,不过其74.3W的功耗比起Pentium 4 3.06G的81.8W还要小一些。

    测试感受:

    Barton核心的Athlon XP3000+的推出让AMD再次追上了Intel的步伐,对于Barton核心的Athlon XP来说,它仅仅是在二级缓存上进行了增容,Athlon XP的结构体系仍然没有得到根本上的改进,所以频率提升困难仍然是AMD目前的大问题。AMD要同Intel在高端市场上继续对抗仍然需要更多的努力,想要在处理器市场上获得全面的翻身还需要等六个月之后推出的Athlon 64处理器的表现了。

    近期AMD已经正式通知下线主板厂商400MHz前端总线的Athlon XP处理器计划,其将在五月发布,在Athlon 64处理器上市之前AMD还将凭借Barton核心的处理器支撑大梁,因此更高主频、更快前端总线速度的Athlon XP处理的到来仍值得期待。<

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