Hace unas semanas atrás les presentamos los nuevos procesadores de 4 núcleos de bajo consumo de AMD, los Phenom X4 9350e / X4 9150e, junto con ellos les informamos que se lanzaba al mercado el nuevo procesador de 4 núcleos tope de línea, el AMD Phenom X4 9950 Black Edition, un procesador que funciona a 2600Mhz con multiplicador desbloqueado y un TDP de 140W y es el modelo que revisaremos en el siguiente review.

Este procesador forma parte de los procesadores High End de AMD¹ junto al actual AMD Phenom X4 9850 Black Edition, el cual funciona a 2500Mhz con un TDP de 125W y esto es muy importante de tomar en cuenta a la hora de adquirir estos procesadores, debido a que poseen un TDP alto es necesario que la placa madre cuente con una fase de poder ad-hoc para poder manejar este tipo de procesadores. En algunos casos también se requiere una actualización de bios.

Con la aparición de este procesador, la cadena de precios se movilizó y se reajustaron algunos quedando el Phenom X4 9950 BE como el tope de la categoría con un precio de $235USD, le sigue el Phenom X4 9850 BE a $205USD luego el Phenom X4 9750 a $215USD y de ahÍ hacia abajo…. hey el Phenom X4 9750 cuesta mas que el Phenom X4 9850 BE??… posiblemente el Phenom X4 9750 de 125W dará paso al mismo modelo pero con un TDP de 95W a los mismos $215USD, ya que de mantener estos precios, conviene mucho mas llevarse un Phenom X4 9850BE que un X4 9750 puesto que el X4 9850BE posee multiplicador desbloqueado², a diferencia del X4 9750 que trae un multiplicador fijo en 12x.

Arquitectura, Tecnologías y Puntos Destacables

La arquitectura de los nuevos procesadores no ha cambiado desde el lanzamiento de sus primeros Phenom X4, de todos modos no esta demás recordar sus características internas con un poco más de detalles, como así también sus especificaciones y tecnologías incorporadas por AMD dentro del procesador.

La arquitectura de diseño interna de los nuevos procesadores es bastante simple si la graficamos tal como se puede apreciar en la imagen y compromete un silicio con cuatro núcleos de proceso, todos ellos tienen una memoria cache de segundo nivel dedicada para cada uno de ellos, este L2 es de solo 512KB, sin embargo, estos 512KB son complementados mediante un cache L3 de 2MB el cual es compartido por cada uno de los núcleos para intercambiar información entre ellos, información que por cierto no puede intercambiar mediante el cache L2 pues es un cache exclusivo para cada núcleo, a esto debemos sumar dos bloques que cumplen la función de interfaz “Crossbar Switch” y “System Request Interface” entre el controlador de memoria interno y el bus HyperTransport.

Transistores, Area y socket: Respecto al numero de transistores AMD ha incorporado en estos procesadores el conteo llega aproximadamente a los 450 millones, con un área de 285mm2, su empaque esta diseñado para ser montados en placas de socket AM2+ de 940-pines con formato Pin Grid Array (micro-PGA)

Proceso de Fabricación: Cada núcleo de estos procesadores utiliza un proceso de manufactura de 65nm –que debuto con el núcleo Brisbane tiempo atrás- a nivel de transistores se utiliza la tecnología denominada SOI (Silicon On Insulator) una tecnología de fabricación microelectrónica en la que se sustituye el sustrato tradicional compuesto de silicio monocristalino, por otro compuesto por un sandwich de capas de silicio-aislante-silicio. Esta técnica reduce la capacidad parásita y reduce el riesgo de latch-up, mejorando las prestaciones de los circuitos integrados. Por su parte el proceso de manufactura es como ya mencionamos de 65nm, utilizando dicha tecnología. En este punto AMD sigue utilizando SOI en sus procesadores, aunque los avances en “high-k dialectric” de IBM que trabaja con AMD puede que haga que a futuro logre usar esta tecnología a nivel de transistores para mejorar sus capacidades térmicas y electrónicas. Como dato adicional la manufactura de esto procesador proviene desde la fábrica alemana de Dresden.

Diseño monolítico: Desde que se anuncio por primera vez el núcleo Barcelona (Opteron) -del cual descienden los AMD Phenom- que AMD promociono sus procesadores de próxima generación como su primer procesador monolítico, este diseño compromete cuatro núcleos nativos e independientes, a diferencia de cómo había sido la tendencia hasta ahora en donde tanto Intel como AMD para ahorrar costos de diseño y producción para conformar un procesador de cuatro núcleos, utilizaban núcleos dual-core un ejemplo de esto fue Kentsfield. Las ventajas de un diseño monolítico está en el mejor rendimiento en la intercomunicación interna de cada uno de los núcleos, ya que cada uno como ya vimos tiene un cache exclusivo al cual accede sin restricciones a diferencia de un núcleo no monolítico en que cada par de núcleos comparte el acceso a una memoria cache compartida.

AMD Balanced Smart Cache: Otra de las novedades que AMD incorporo en sus procesadores AMD Phenom, respecto a generaciones anteriores es la memoria cache de tercer nivel o L3 cache, esta memoria ausente en los Athlon 64 X2 por ejemplo, es heredada de los procesadores Opteron, y consiste en una memoria del tipo compartida para datos críticos de 2MB (Shared Cache) a la cual comparten acceso cada uno de los cores, este acceso es administrado por el “Crossbar Switch” que se encarga de ordenar y enviar los datos desde cada procesador.

AMD Wide Floating Point Accelerator: o FPU (Floating Point Units), los procesadores AMD Phenom incorporan en su interior cuatro unidades de calculo de punto flotante en total, 1 por cada procesador, estas unidades de calculo cuentan con un bus interno de 128-bit, y están destinadas a mejorar el rendimiento del procesador en operaciones matemáticas como: Adición, sustracción, multiplicación, división y raíces cuadradas como así también como operaciones exponenciales y trigonométricas.

HyperTransport™ 3.0 technology: Es el bus de intercomunicación entre el procesador con los demás componentes del sistema, el HyperTransport 3.0, es la última revisión de esta tecnología de intercomunicación bi-direccional de baja latencia que puede funcionar tanto en modo serial o paralelo, su principal características es otorgar un gran ancho de banda para intercomunicación al procesador y a los núcleos que lo componen, en el caso del Phenom X4, el ancho de banda de este bus alcanza los 16GB/s con una velocidad de 4.0 GHz(2.0GHz x2) en modo Full Duplex o bidireccional para el modelo Phenom X4 9550 Black Edition, 3.6Ghz (1.8GHz x2) para el modelo Phenom X4 9350e y 3.2Ghz (1.6GHz x2) para el modelo Phenom X4 9150e. Estos 16GB/s de ancho de banda superan los 8GB/s del bus HyperTransport 1.1 de los Athlon 64 X2.

Controlador de memoria interno: El controlador de memoria incorporado dentro del procesador no es algo nuevo en AMD, ya que la compañía lo implemento desde el lanzamiento de sus procesadores Athlon 64 en el 2003, sin embargo, el controlador se ha ido actualizando para soportar los nuevos estándares de memoria. Así los Phenom X3 9350e y 9150e soportan memorias del tipo DDR2 no registradas de 1066Mhz (PC2 8500) com tope, soportando doble canal con un acho de 128-bit (64 + 64-bits) y un ancho de banda total de 17.1GB/s, el controlador de memoria a su vez tiene una velocidad de 1.8GHz para el modelo X4 9350e y 1.6Ghz para el modelo X4 9150e con tecnología “Dual Dynamic Power Management” para uso eficiente del consumo de energía, dichas velocidades se igualan por asuntos de estabilidad con la velocidad del bus HyperTransport 3.0 detalladas en el punto anterior.

Otras tecnologías que incorporan estos procesadores son:

AMD Virtualizacion (AMD-V™) para simular ambientes operativos, generalmente muy útil en el mercado de los servidores.

AMD Cool’n’Quiet™ 2.0 para ajustar dinámicamente las velocidades del procesador según la carga.

AMD Direct Connect tecnología encargada de mejorar el rendimiento entre el controlador I/O y el procesador, permitir computo de 32 y 64bit simultáneamente, administrar el controlador de memoria, entre otros asuntos.

Dual Dynamic Power Management™ tecnología encargada de administrar los recursos de energia tanto para el procesador y controlador de memoria para un uso optimo de esta en virtud del consumo, una de las características destacables de estos dos modelos (9350e y 9150e).

Plataforma de Pruebas

Hardware:

CPU AMD Phenom X4 9950 Black Edition (2600Mhz)
CPU AMD Phenom X4 9850 Black Edition (2500Mhz)
CPU Intel Core2Quad Q6600
CPU Cooler Thermaltake V1
MB MSI K9A2 Platinum (AMD 790FX)
MB ASUS P5E (Intel X38)
RAM 2×1024MB Corsair PC6400@800 4-4-4-12
VGA NVIDIA GeForce 9600GT
HDD WD 120GB SataII
PSU PowerCooler 850W

Software:

Windows Vista Ultimate x86 + SP1
AMD Catalyst 8.6
Forceware 175.16
HD Tach 3.0.4
Everest Ultimate Engineer Edition
Futuremark 3DMark 06 v 1.1.0
Adobe Photoshop CS3
WinRar v3.71
PovRay v3.7beta25
Cinebench R10
SisoftSandra Lite XII SP2
SuperPi v1.5
Lame XP 2.03
Crysis 1.2
Company of Heroes 1.7.1

Resultados de las Pruebas

El momento en donde AMD puede demostrar que sigue en la pelea por el precio rendimiento en procesadores Quad Core.

Como se viene dando en muchas pruebas, la arquitectura Core es más eficiente Mhz por Mhz que la arquitectura K10, pero a la hora de hacer un buen uso de los cores y su frecuencia para el cálculo aritmético de punto flotante, ambos procesadores de AMD superan a la oferta de Intel.

Nuevamente a la hora de trabajar en cálculo y procesamiento de enteros la arquitectura core de Intel saca ventaja y bastante grande, pero al momento de realizar operaciones multimedia de punto flotante, K10 muestra sus garras y retoma terreno.

En ancho de banda de memorias la cosa se invierte debido al controlador de memoria integrado en el procesador que traen los procesadores AMD. Sería lindo que esta gran ventaja se pudiera trasladar a alguna aplicación del mundo real.

El test de memoria de Everest vuelve a mostrar la “importancia” de tener un controlador de memoria integrado. ¿Alguien conoce alguna aplicación que logre gráficos similares y sirva para algo?, cuando encontremos posiblemente se note la supremacía de AMD en este campo.

En lo referente a este software, netamente vemos la escalabilidad que poseen los procesadores de 4 núcleos, por un lado el Q6600 escala de 1 CPU a 4 CPU con un factor de 3.5, por el contrario los procesadores de AMD escalan a un factor de 3.8, esto sugiere que K10 es más eficiente y escalable que Core 2 Duo.

Superpi es un software que netamente está basado en la frecuencia del procesador, no importando cuantos núcleos posea sino más bien como se comunican con su memoria caché y que tan rápida sea esta. Es por esto que el Q6600 al funcionar a 3Ghz y con una memoria Caché L2 con mejor latencia que los Phenom obtiene mejor resultado.

Photoshop es un software de edición que utiliza muy bien el multi thread, pero también se beneficia de la frecuencia final a la cual operan los CPU. Es por ello que la diferencia entre los 2 procesadores de AMD es de tan solo 2 segundos, puesto que solo hay 100Mhz de diferencia entre ambos.

Una prueba de render 3D que aprovecha mucho el uso de multi-núcleos, donde lo importante es la intercomunicación entre los núcleos de los procesadores, es por ello que a pesar de que los procesadores de AMD poseen 400Mhz y 500Mhz menos que el procesador de Intel, gracias a su buena intercomunicación y escalabilidad su rendimiento es bastante cercano.

Algo similar a lo obtenido anteriormente, aunque en este caso ayuda bastante la frecuencia final mas que la cantidad de núcleos.

Para WinRar no importa como se comunican los núcleos entre sí, sino más bien la frecuencia del procesador, algo similar a lo que observamos al momento de encodear archivos de música. En el grafico se muestran rendimientos muy parejos en los tres procesadores.

Multitask, donde los Multi se ven las caras y muestran lo mejor de sí. Como hemos comentado una y otra vez, la arquitectura Core de Intel es más poderosa Mhz a Mhz que la arquitectura K10 de AMD, es por ello que sumado a que el Q6600 posee más Mhz que ambos Phenom, su resultado es mejor. A pesar de ello el Phenom X4 9950 BE es un contendor bastante bueno puesto que gracias a su multiplicador desbloqueado fácilmente puede escalar al rendimiento que entrega el Q6600.

OMG!! los Phenom son mejores que los Quad de Intel… sin duda sería algo que a muchos fanboys les dolería leer, pero al menos en esta prueba es así, ambos Phenom mas “lentos” que el Intel Q6600 obtienen mas puntos en esta prueba. Pero bueno, nadie usa 3DMark 06 para hacer trabajos o para renderear videos

En ambos juegos la diferencia de FPS podemos decirles que es mas que nada gracias a la diferencia de Clocks que poseen los procesadores y a la potencia que entrega la arquitectura Core al Q6600. Obviamente se nota que lo que más limita en muchas ocasiones es la VGA.

Overclock y Consumo

El Overclock

En primer lugar quisimos probar hasta cuanto logramos subir sin necesidad de modificar el vcore, pues bien solo modificando el multiplicador logramos los 3Ghz sin problemas.

Posteriormente intentamos llegar al máximo estable, pues bien esto fue 3200Mhz (3.2Ghz) tan solo modificando el multiplicador (x16). Como dato anexo, logramos 3.3Ghz (200×16.5) pero a pesar de estar utilizando 1.52v el sistema se comportó de forma inestable.

Un resultado que para muchos será bajo, pero solamente es una pequeña muestra de lo que puede hacer un Phenom X4 overclockeado a 3.2Ghz.

Consumo Energético

Nuevamente nos encontramos ante un escenario de medición de consumo, recordamos que en esta oportunidad los procesadores poseen la capacidad de ahorro de energía (Cool & Quiet y SpeedStep) habilitada para realizar la medición del consumo en estado idle.

Lamentablemente un campo que hasta ahora AMD no ha podido mejorar con sus procesadores Multi núcleos, es el tema del consumo. Posiblemente cuando se haga el paso a 45nm (Deneb) este tema mejore, pero por ahora no es muy bueno que procesadores que funcionan a menos Mhz que el Core2Quad de Intel, consuman mas que este.

Palabras Finales

Como se pudo apreciar a lo largo de estas páginas la nueva apuesta High End de AMD vino a acercarse cada vez mas al rendimiento que ofrece el actual QuadCore “del pueblo” como lo es el Intel Core2Quad Q6600. Debido a la inserción del nuevo Phenom X4 9950 Black Edition, AMD modificó su rango de precios, situando al Phenom X4 9850 Black Edition al mismo precio que el Q6600 y como vimos su diferencia de rendimiento no es tan grande, por ende la mejor opción entre ambos procesadores sería netamente y obviamente un Intel Q6600. Ahora comparando entre ambos procesadores de AMD, la mejor opción sería un Phenom X4 9850 Black Edition, puesto que con solo modificar el multiplicador de 12,5x a 13x queda automáticamente convertido en un Phenom X4 9950 BE, con todas sus ventajas y desventajas (como lo es el consumo).

Viéndolo desde este punto de vista, al parecer el lanzamiento de un nuevo modelo Black Edition con tan solo 100Mhz de diferencia entre uno y otro sumando 15W extras de TDP no sería una buena jugada, puesto que de entrada tienen a un Phenom X4 Black Edition que cuesta $35USD menos y que con solo modificar un parámetro queda igual que su nuevo modelo tope de línea. Ante esta movida, AMD decidió sacar del mercado en el corto plazo al Phenom X4 9850 Black Edition y dejar solamente al Phenom X4 9950 BE como el único procesador Black Edition tope de línea y reemplazar al Phenom X4 9850BE por un Phenom X4 9850 (con multiplicador bloqueado). Pero mientras no haga esa movida y no desaparezcan los Phenom X4 9850 BE de las tiendas, el futuro del Phenom X4 9950BE es muy incierto, por no decir negro.

En lo referente al overclock, ambos Phenom andan parecido, su frecuencia máxima bordea los 3.4~3.5Ghz, claro que utilizando un voltaje sobre los 1.5v con el consiguiente aumento de temperatura y consumo. A esto hay que sumarle que nuestra placa madre debe poseer una fase de poder robusta y capaz de soportar un Phenom X4 overclockeado a esos niveles, por lo que sí o sí recomendamos una placa basada en el chipset AMD 790FX.

Para los amantes del overclock AMD tiene preparado un nuevo Southbridge llamado SB750, este chipset viene a mejorar los niveles de overclock que hoy se alcanzan con los actuales SB600/SB700. Esperemos que esto sea cierto y que la unión de 790GX/SB750 + Phenom X4 Black Edition, sea la combinación ganadora de AMD. Por mientras, los fieles seguidores de AMD seguirán viendo como Intel con sus Q6600 y los actuales Q9xxx siguen con la corona del rendimiento en Quad y lo mejor de todo, Quad Cores a bajo costo.