Период ожидания

Компания AMD сделала первый шаг в освоении рынка мультипроцессорных систем, представив осенью прошлого года процессор Athlon MP и подкрепив эти намерения выпуском набора логики AMD-760MPX¹.

Cледуя традиции, AMD передала своим партнерам на Тайване всю документацию, необходимую для запуска в производство системных плат. И уже к середине декабря сразу несколько крупных изготовителей, включая Gigabyte, Tyan и ASUS, проявив завидную оперативность, начали отгрузку изделий, поддерживающих двухпроцессорную платформу на базе Athlon MP. Судя по комментариям AMD, компания намерена предлагать такое решение в качестве основы для построения высокопроизводительных рабочих станций и серверов начального уровня. Все, что связано с обработкой больших массивов данных, аудио- и видеопотоков в реальном времени, многозадачностью, а также с вычислениями с плавающей запятой, отныне попадает в сферу интересов именно этой платформы.

Изначально SMP-решения (Symmetric Multiprocessing — симметричная многопроцессорная обработка) разрабатывались как эффективное и относительно недорогое средство для выполнения задач совместно группой процессоров. Особое значение для производительности такой системы приобретает способ передачи данных от ЦП по системной шине и оптимизация работы системной памяти. Попробуем разобраться, как с этим справляется набор микросхем AMD-760MPX.

Плата ASUS A7M266-D

Его работа организована по принципу «точка-точка», когда каждый из процессоров может напрямую обмениваться данными с северным мостом системной логики (микросхема AMD-762 System Controller). В отличие от схемы с разделяемой шиной, узкое место которой — шина ОЗУ, данное решение минимизирует периоды ожидания в работе системы и исключает простои одного из процессоров, тогда как другой, перегруженный вычислениями, пытается перетянуть одеяло на себя, занимая под обмен данными всю полосу пропускания системной шины.

Повышению производительности в немалой степени способствует и хорошо зарекомендовавшая себя память DDR SDRAM, общий объем которой может достигать 4 Гбайт. Ее применение вкупе со скоростной системной шиной, работающей на тактовой частоте 266 МГц, позволило повысить общую пропускную способность в четыре раза на участке ЦП — северный мост (архитектура QuantiSpeed) по сравнению с обеспечиваемой альтернативной схемой (Shared Bus, FSB 133 МГц). Теперь без простоев в очереди, характерных для схемы с разделяемой шиной, любой из процессоров SMP-платформы способен обмениваться данными с DDR-памятью с максимальной скоростью 2,1 Гбайт/c.

Интерфейс PCI пополнился двумя разъемами для устройств расширения, работающими на частоте шины 66 МГц. И это уже заслуга микросхемы южного моста AMD-768 (по версии AMD — Peripheral Bus Controller), позволяющей установить в систему до семи устройств PCI, работающих на «традиционной» для них частоте 33 МГц, включая опционально интегрированные Ethernet- и SCSI-контроллеры. Эта же микросхема управляет и арбитром шины, допуская подключение через соответствующий EIDE-контроллер до восьми внешних устройств с интерфейсом UDMA 33/66/100. По сравнению с системой на предыдущей версии южного моста (микросхема AMD-766), нынешняя, на базе AMD-760MPX, оснащена встроенным программным AC?97-аудиоконтроллером, устанавливаемым, как правило, на любую современную плату.

Уже отмечалось, что одной из первых откликнулась на инициативу AMD компания ASUSTeK, предложившая своим клиентам плату A7M266-D с поддержкой SMP-конфигурации. В первую очередь эта плата предназначена для совместной работы двух процессоров Athlon MP или Duron MP, хотя, как показали наши тесты, она неплохо справляется с поставленными задачами и в однопроцессорной конфигурации (включая Athlon XP). Кроме предписанных эталонным дизайном элементов схемы, данная модель приняла на борт микросхему C-Media CMI 8738, тем самым расширив в значительной степени функции кодека AC?97. Аппаратно реализованный шестиканальный звук, основанный на стандарте Dolby Surround 5.1, призван, по мнению маркетологов компании, привлечь к данному продукту внимание энтузиастов обработки аудио- и видеоинформации на ПК. Дополняют возможности системы четыре порта USB (два из них расположены на специальной выносной планке), дополнительные разъемы для подключения ИК-порта и информационной панели iPanel, а также фирменная микросхема мониторинга, работающая совместно с программой ASUS PC Probe. Что ж, совсем неплохо для новичка...

Итак, разобравшись с «идеологией» SMP-систем, перейдем непосредственно к тестам. Если говорить о приоритетах использования данного продукта, то наиболее привлекательной выглядит перспектива построения на базе A7M266-D мощной рабочей станции для решения задач, связанных с 3D-графикой, САПР, а также с обработкой аудио- и видеопотоков. Возможности двухпроцессорной платформы для серверов на основе набора AMD-760MPX (критерий оценки — работа в многозадачных средах) здесь не рассматриваются.

В качестве ОС была выбрана Windows XP Professional, которая продолжает линейку операционных систем Microsoft, распознающих мультипроцессорные конфигурации, и способна достаточно грамотно и бесконфликтно взаимодействовать с аппаратным обеспечением. Для тестирования наряду с пакетом PC WorldBench 4 был использован ряд специализированных тестовых сценариев на базе систем инженерной графики, НИС, а также ПО для обработки потоков аудио- и видеоданных в реальном времени. Чтобы оценить производительность системы при работе с мультимедийными приложениями, в набор тестов была включена обновленная версия синтетического теста компании Madonion.com (версия 3DMark2001 Second Edition), корректно распознающая все существующие типы центральных процессоров и функциональные возможности новых графических наборов. Таким образом, практически каждый из тестов, за исключением, пожалуй, ряда приложений, входящих в состав PC WorldBench 4, должен был выявить потенциал системы, раз за разом активно нагружая ее вычислениями, львиную долю которых составили операции с плавающей запятой. Сами испытания проходили в два этапа. На первом оценивалась производительность системы в двухпроцессорной конфигурации, на втором — быстродействие платформы с одним ЦП.

Комментировать полученные результаты довольно сложно. Двухпроцессорная конфигурация продемонстрировала ощутимое преимущество в тестах на базе AutoCAD2000i (AUGI Gauge 15.0). С незначительным отрывом она лидировала и при обработке аудио- и видеопотоков, а при остальных испытаниях выдавала такие же показатели, как и у системы на одном процессоре, или даже несколько отставала от нее. В чем тут дело? Причина неоднозначности отдельных результатов, видимо, гораздо сложнее банальной ошибки ОС, возникающей при определении типа процессора. Так, BIOS системной платы абсолютно точно определяет оба Athlon MP. Кроме того, о двухпроцессорной конфигурации рапортует и менеджер устройств ОС, вот только буква «M», отвечающая за работу системы в режиме SMP, приобрела иные очертания (Athlon XP — и никак иначе). И это при том, что популярная утилита независимых разработчиков WCPUID (идентификатор ЦП) безошибочно указывает именно на Athlon MP, установленные в обоих разъемах Socket 462, с поддержкой всех «положенных» им инструкций. Поиск обновленной версии драйвера processr.sys (текущая версия — 5.1.2600) средствами Windows Update не увенчался успехом. Складывается ощущение, что система имитирует мультипроцессорность, не забывая выделить ресурсы, необходимые для обслуживания второго ЦП, работающего вполсилы (или на холостом ходу?).

Можно предположить несколько версий происходящего. Вполне вероятно, что ОС, не оценив перспектив применения второго конвейера, переводит систему в режим Single CPU. Это косвенно подтверждают результаты тестирования на приложениях, связанных с обработкой баз данных, а также в играх². Правда, не исключено, что причина всему — скрытность самого процессора, не до конца информирующего систему о своих намерениях поработать в одной упряжке с напарником.

Где здесь истина, сказать сложно. Похоже, она, как всегда, где-то посередине… Система на двух процессорах, неплохо справившись с большинством тестов, все же не стала явным фаворитом.

Не возникало повода сомневаться в заявленных возможностях семейства процессоров Athlon MP, равно как и в реализации архитектуры SMP, предлагаемой AMD. Вопрос лишь в том, насколько быстро удастся разобраться со всеми выявленными недоразумениями, если они, конечно, таковыми являются. Право, хочется верить, что период ожидания в данном случае не окажется излишне долгим.

¹ Здесь MPX (MultiProcessor eXtended) — многопроцессорное расширение.

назад

² С результатами тестов в играх Quake 3 Arena и Return to Castle Wolfenstein можно познакомиться на сервере по адресу: www.osp.ru/pcworld.

назад

Тестовая платформа и сценарий тестов

• ЦП - AMD Athlon MP 1900+, тактовая частота - 1,6 ГГц;
• системная плата - ASUSTeK A7M266-D (набор микросхем AMD-760MPX, Socket A);
• ОЗУ - 256 Мбайт (Kingston 2x128-Мбайт DDR SDRAM; PC2100);
• жесткий диск - Fujitsu MPG3409AH-E; ATA100; 40 Гбайт (IDE primary master); 7200 об/мин;
• графический адаптер - MSI G3Ti500 Pro-VTG (графический процессор nVidia GeForce3 Ti500, 64-Мбайт DDR)
• дисковод DVD - Pioneer DVD-115 (IDE secondary master);
• дисплей - Sony Multiscan 420GS, 19 дюймов;
• звуковая плата - Creative SBLive! Platinum;
• ОС - Windows XP Professional и DirectX 8.1 (AMD Driver Pack версия 1.30, AMD AGP MiniPort Driver версия 4.80, nVidia DetonatorXP версия 12.83).