AMD: As versões do Phenom II e o Athlon II

AMD: As versões do Phenom II e o Athlon II

Assim como no caso do Phenom original, o Phenom II é um chip muito grande, o que leva a um número muito grande de chips com defeitos de fabricação. Para garantir um melhor aproveitamento, a AMD segmentou os modelos em 4 séries, com variações na quantidade de cache e de núcleos ativos:

Phenom II X4 9xx (Deneb): Versão “completa”, com os 4 núcleos e 6 MB de cache L3.

Phenom II X4 8xx (Deneb): Versão de baixo custo, com 4 núcleos e apenas 4 MB de cache L3, obtida a partir dos chips com defeitos na área do cache.

Phenom II X3 7xx (Heka): Versão com 3 núcleos e 6 MB de cache L3, obtida a partir dos chips com defeitos em um dos núcleos, mas com todo o cache intacto.

Phenom II X2 5xx (Callisto): Versão com apenas dois núcleos, mas com os mesmos 6 MB de cache L3. Esta é a série de produção mais limitada, obtida a partir dos chips com defeitos em dois dos cores.

Assim como no caso do Phenom X3, não existe nenhuma diferença física entre os chips. Todos saem da mesma linha de produção e a desativação dos componentes é feita unicamente através da programação do firmware. A lista dos modelos inclui:

Phenom X4 900E: 2.4 GHz, 4x 512 KB, 6 MB, 65 watts (baixo consumo, AM3)
Phenom X4 905E: 2.5 GHz, 4x 512 KB, 6 MB, 65 watts (baixo consumo, AM3)
Phenom X4 910: 2.6 GHz, 4x 512 KB, 6 MB, 95 watts (AM3)
Phenom X4 920: 2.8 GHz, 4x 512 KB, 6 MB, 125 watts (soquete AM2+)
Phenom X4 940 BE: 3.0 GHz, 4x 512 KB, 6 MB, 125 watts (soquete AM2+)
Phenom X4 945: 3.0 GHz, 4x 512 KB, 6 MB, 95 ou 125 watts (AM3)
Phenom X4 955 BE: 3.2 GHz, 4x 512 KB, 6 MB, 125 watts (AM3)
Phenom X4 965 BE: 3.4 GHz, 4x 512 KB, 6 MB, 140 watts (AM3)
Phenom X4 805: 2.5 GHz, 4x 512 KB, 4 MB, 95 watts (AM3)
Phenom X4 810: 2.6 GHz, 4x 512 KB, 4 MB, 95 watts (AM3)

Phenom X3 700E: 2.4 GHz, 3x 512 KB, 6 MB, 65 watts (baixo consumo, AM3)
Phenom X3 705E: 2.5 GHz, 3x 512 KB, 6 MB, 65 watts (baixo consumo, AM3)
Phenom X3 700E: 2.6 GHz, 3x 512 KB, 6 MB, 95 watts (AM3)
Phenom X3 700E: 2.8 GHz, 3x 512 KB, 6 MB, 95 watts (AM3)

Phenom X2 545: 3.0 GHz, 2x 512 KB, 6 MB, 80 watts (AM3)
Phenom X2 550: 3.1 GHz, 2x 512 KB, 6 MB, 80 watts (AM3)

O Phenom II é, de certa forma, a resposta da AMD para o Penryn: um processador de 45 nanômetros, com mais cache, consumo elétrico mais baixo e capaz de atingir frequências de operação mais elevadas.

O grande problema é que enquanto a AMD se apressava em concluir a transição para os 45 nanômetros, a Intel preparava a sua próxima arquitetura. Quando a AMD finalmente conseguiu colocar o Phenom II no mercado, a Intel reagiu lançando o Core i7 e i5 (baseados no Nahalem), que a colocou novamente no topo das tabelas de desempenho.

Além de oferecerem mais poder bruto de processamento e uma arquitetura modernizada, os processadores baseados no Nahalem oferecem respostas para dois problemas antigos: a questão do consumo e o desempenho em aplicações single-thread, com a combinação do Turbo Mode e a desativação dos núcleos ociosos.

Isso obrigou a AMD a repetir a mesma estratégia que adotou com o Phenom: baixar o preço dos processadores e se concentrar no mercado de baixo e médio custo, mantendo a guerra de preços.

Produzir um processador quad-core para no final desativar dois dos núcleos e vendê-lo como um processador dual-core de baixo custo não é uma estratégia de vendas muito sustentável. No início, o volume de chips com defeitos podia ser suficiente para justificar a manutenção da linha Phenom X2, mas conforme a técnica de produção é refinada, o volume de chips com defeitos é progressivamente reduzindo, fazendo com que a AMD tivesse cada vez mais Phenoms X4 e cada vez menos Phenoms X3 e X2.

Não faria muito sentido desativar núcleos em processadores saudáveis para manter a linha de baixo custo e também não seria prudente tirá-la do mercado, dando espaço para a Intel dominar o nicho com os Pentium E e Celerons.

Tendo isso em mente, a AMD se apressou em desenvolver um processador dual-core de baixo custo baseado no processo de 45 nanômetros, dando origem ao Athlon II X2. Ele é basicamente uma versão simplificada do Phenom II com apenas 2 núcleos (cada um com 1 MB de cache L2) e sem cache L3:

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A dieta resultou em um chip com apenas 234 milhões de transístores (menos de um terço dos 758 milhões do Phenom II X4), que ocupa uma área de apenas 117 mm² e possui um custo de produção bastante baixo. Na época de lançamento, o X2 250 (a versão mais cara, de 3.0 GHz) custava apenas US$ 87 nos EUA, disputando diretamente com o Pentium E5400 (de 2.7 GHz), que embora ofereça um consumo elétrico mais baixo, é consideravelmente mais lento na maioria dos aplicativos.

A política agressiva de preços da AMD com o Athlon II X2 obrigou a Intel a reagir, reduzindo os preços de diversos modelos e atualizando a linha com a série Celeron E3000, um processador dual-core produzido usando a técnica de 45 micron, que possui 1 MB de cache L2 compartilhado e inclui suporte ao Intel VT e ao EIST. Embora ele não seja capaz de competir diretamente com o Athlon II em desempenho, ele é bem superior ao Celeron E1000 (com seus ridículos 512 KB de L2) e continua sendo muito barato, mostrando os milagres que um pouco de competição pode fazer.

De volta ao Athlon II, a remoção do cache L3 resultou em uma perda considerável de desempenho, mas ele é parcialmente compensado pelo aumento no cache L2. Sem o cache L3, o tempo total de um acesso à memória também é reduzido, já que o processador pode iniciar o acesso logo depois que não encontra os dados nos caches L1 e L2, sem precisar procurar também no L3.

Esses dois fatores fazem com que a perda de desempenho seja menor do que poderia parecer à primeira vista, mas ainda assim a ausência do L3 faz falta, fazendo com que o desempenho por ciclo de clock do Athlon II seja não apenas inferior ao do Phenom II X2 (que possui um generoso L3 de 6 MB), mas também ligeiramente inferior ao do antigo Athlon X2, que apesar de utilizar apenas 512 KB de L2 por núcleo, possui um cache L3 compartilhado de 2 MB. A queda no desempenho e entretanto mais do que compensada pela maior frequência de operação dos chips, já que o Athlon II foi lançado em versões de 2.9 GHz em diante. Você pode ver alguns benchmarks no:

http://www.techspot.com/review/171-amd-phenomx2-athlonx2/page4.html
http://xbitlabs.com/articles/cpu/display/phenom-athlon-ii-x2_8.html
http://www.anandtech.com/showdoc.aspx?i=3572&p=5

Por ser baseado no Phenom II, o Athlon II X2 herda as outras melhorias trazidas por ele, incluindo o uso do soquete AM3 e os estágios adicionais de frequência do Cool’n’Quiet. Com apenas dois núcleos, a margem de overclock é também um pouco maior, o que pode ser usado para compensar parte da diferença no desempenho em relação aos Phenom X4. Com um bom processador, você pode conseguir de 3.6 a 3.8 GHz em um Athlon II X2, o que não é nada mal para um processador de baixo custo.

Inicialmente, a AMD lançou apenas três modelos do Athlon II X2, mas aproveitou para caprichar nas frequências de operação, posicionando os chips com boas alternativas para quem usa o PC predominantemente para jogos e outros aplicativos sem otimização para processadores quad-core, tarefas onde eles acabam sendo mais rápidos que os Phenom II X3 e X4 de clock mais baixo:

Athlon II X2 240: 2.8 GHz, 2x 1 MB, 65 watts (AM3)
Athlon II X2 245: 2.9 GHz, 2x 1 MB, 65 watts (AM3)
Athlon II X2 250: 3.0 GHz, 2x 1 MB, 65 watts (AM3)

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