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Procesadores Reviews

Review AMD FX-8150 Black Edition (Bulldozer)

Luego de meses de espera, records mundiales de overclock y mucho misticismo sobre si bulldozer sería la nueva salvación de AMD ante el imparable poderío de los procesadores Core i7 de segunda generación, la espera he llegado finalmente a su fin y es la hora de la verdad. Con ustedes: el AMD FX-8150 (Bulldozer), directo desde las oficinas de AMD para MadBoxpc.com

Con un humilde precio de tan sólo USD $245 para el FX-8150, AMD posiciona estos procesadores no como un Core i7 killer, sino que como la opción más inteligente en relación calidad/precio al enfocarse en aplicaciones multi hilo que utilicen muchos núcleos.

El FX-8150 incluye 128KB de caché L1, 8 megas de caché L2 y 8 megas de caché L3. Junto a eso un conjunto de instrucciones exclusivas como XOP y FM4A permiten ejecutar aplicaciones de audio, radio, numéricas, multimedia y HPC (High Performance Computing) como nunca antes en un equipo casero.

Nos hubiera encantado deleitarlos con imágenes de la caja, la refrigeración líquida o demases pero recibimos el procesador en estado OEM junto a la placa madre del kit de prensa, por lo que los invitamos a leer el siempre importante apartado  técnico preparado por Cedrik nuestro Technical Editor (también conocido como Mister Wikipedia por sus enciclopédicos conocimientos de hardware y tecnologías oscuras).

AMD Bulldozer: Este es el nombre del cual hemos venido oyendo desde hace tiempo, Bulldozer es el nombre de la Arquitectura o tecnología de cómputo que AMD ha desarrollado para implementar en sus procesadores AMD FX-Series (nombre clave Zambezi).

Esta nueva arquitectura se basa en un proceso de manufactura de 32nm producido en las fábricas de Global Foundries bajo tecnología SOI (Silicon On Insulator). Como ha sido usual, AMD primero ha destinado esta arquitectura a sus procesadores para el segmento servidores, como ya lo vimos con los lanzamientos de los procesadores Opteron 6200 (Interlagos)  y  Opteron 4200 series (Valencia)  de socket G34  socket C32 respectivamente. Ahora la arquitectura finalmente llega con sus  procesadores AMD FX-series (Zambezi).

 

Arquitectura: Mirada General: En lo primero en que AMD ha hecho hincapié, es que Bulldozer es algo totalmente diferente en su diseño, de hecho no se basa en los principios de la actual arquitectura K10.5 (Starts generation), que a su vez es una evolución de la anterior arquitectura K8. Bulldozer en su diseño es algo totalmente diferente, ya que posee diseño modular con componentes compartidos como dedicados. El diseño modular ha hecho rediseñar y reacomodar los elementos de la arquitectura de Bulldozer, enfocándose en optimizar el rendimiento, el consumo y en aprovechar al máximo el área del trozo de silicio donde viene integrado el procesador.

Bulldozer, por lo tanto, ha sido diseñado para brindar un balance en rendimiento, costo y consumo en aplicaciones multi-threaded. La arquitectura se enfoca en poder suministrar altas frecuencias y recursos compartidos para lograr un óptimo rendimiento y poder potenciar la próxima generación de aplicaciones. En este sentido AMD nos ha indicado que mientras más nuevas sean las aplicaciones mejor aprovecharan el rendimiento de los procesadores AMD-FX. El set de instrucciones agregado también apunta en este sentido.

El modelo tope de la nueva familia cuenta con 8-nucleos agrupados en 4 módulos dual-core de diseño monolítico, está fabricado en 32nm y cuenta con un conteo de transistores de aproximadamente 2 mil millones con un área física de 315mm2.

Esta arquitectura es la primera generación de nuevos núcleos de ejecución de AMD (La familia 15°) y ya hemos visto en los respectivos roadmap que a futuro AMD pretende renovar sus arquitecturas, incrementando el rendimiento por núcleo en cada generación.

Dentro de los aspectos generales tenemos que Bulldozer cuenta con 128KB de memoria cache de nivel 1 (L1), 2MB de cache L2 compartido para cada núcleo y dedicado para cada modulo (8MB L2 en total) y 2MB de memoria cache L3 compartida para cada modulo (8MB de L3 en total). El resto de los componentes tenemos el bloque Fron-End (ya lo detallaremos) y los 4 módulos “Bulldozer” (dual-core),  controlador de memoria DDR3 de doble canal de 72-bits y 4 enlaces HyperTransport.

 

Diseño de Arquitectura Modular: Tal como lo hemos indicados en las notas relativas a Bulldozer, los procesadores basados en esta arquitectura cuentan con un diseño modular, donde cada chip o núcleo está compuesto por múltiples módulos “Bulldozer” (4 en los modelos tope) con lo que AMD ofrecerá modelos de 4, 6 y 8 núcleos.

Según nos cuenta AMD, cuando sus ingenieros comenzaron a evaluar ideas para la próxima generación de núcleos x86, idearon la forma de optimizar por una parte el consumo de los núcleos y por otra el área que ocuparían estos. Analizando la naturaleza de las aplicaciones actuales, los ingenieros de AMD encontraron una forma de maximizar el ancho de banda tope a través de los diferentes núcleos y maximizar el uso de área de silicio del chip a través del uso de elementos o módulos compartidos. El resultado fue entonces diseñar módulos o bloques de doble núcleo, que pueden efectivamente optimizar los recursos dentro del procesador.

Funciones con un alto grado de uso (como la unidad de enteros y el cache L1) son dedicados en cada núcleo. Mientras que otras unidades ahora están efectivamente compartidas entre los dos núcleos de cada modulo, incluyendo las unidades Fetch, Decode, los enrutamientos (pipelines) de la unidad de punto flotante y los niveles de cache L2.

Este nuevo diseño permite a ambos núcleos de cada módulo usar funciones más grandes y de alto rendimiento (como la unidad de punto flotante) y al mismo tiempo permite optimizar espacio en la pieza de silicio al estar en un modulo, en lugar de estar separados.

En el diseño modular cada componente tiene elementos dedicados, también elementos compartidos a nivel de modulo y elementos compartidos a nivel de chip, dependiendo del orden jerárquico. Por ejemplo cada core o núcleo  tiene su pequeño y  respectivo cache dedicado de nivel1 (L1), a su vez incorpora 4 unidades de cálculo de enteros, a nivel de modulo cada núcleo (core) comparte memoria cache L2, comparte también las dos unidades de cálculo de punto flotante, el decode (decodificador) y la unidad Fetch.

A nivel de chips comparten la memoria cache L3 y el northbridge, que también se ha movido dentro del procesador, especialmente para la gestión del enrutamiento PCI Express, tampoco debemos olvidar el controlador de memorias que es otro componente compartido a nivel de chip.

 

Elementos dedicados y compartidos: Apropósito de lo que mencionábamos en el párrafo anterior, los componentes internos de la arquitectura de Bulldozer pueden ser elementos compartidos (shared) que trae beneficios como la reducción de consumo y temperatura, como así también reduce el espacio físico del núcleo, y pueden ser también elementos dedicados (dedicated) que ayuda a incrementar el rendimiento y la escalabilidad. Así mismo Bulldozer puede cambiar dinámicamente entre los componentes compartidos como dedicados para maximizar el rendimiento por watts.

Unidad de Punto Flotante y Enteros: La unidad de cálculo de enteros y punto flotante son dos aspectos o elementos de cálculo y cómputo muy importantes que definen el rendimiento de un procesador en aspectos específicos, ambas son unidades criticas en un procesador y potencian el cálculos de operaciones matemáticas y operaciones de cálculo.

AMD con Bulldozer ha hecho hincapié en este aspecto incorporando 2 unidades de cálculo de enteros por modulo (una para cada núcleo) con 4 pipelines (8 en total). Esta unidad tiene su propio cache L1 dedicado. Esto se contrasta con las 3 unidades (pipelines) de la generación K10. Estas dos unidades comparten una interfaz común de punto flotante que actúa como programador. Cada modulo también incorpora dos unidades FMACs de 128-bit, cada uno de estos elementos posee 2 bloques de cache L1 dedicados.

Estas unidades de 128-bit permiten instrucciones de 128-bit por núcleo o instrucciones de 256-bit por cada modulo dual-core

 

Nuevas Instrucciones x86: Bulldozer a diferencia de la generación actual de procesadores AMD (Phenom II) también agrega el soporte para nuevas instrucciones de cómputo  x86, entre las que podemos mencionar  SSE3, SSE4.1, SSSE4.2 y las ya citadas previamente instrucciones AVX (Advanced Vector Extensions o Extensiones de Vector Avanzadas) las cuales AMD implementa por primera vez en sus chip. Este set y/o sub-set de instrucciones también incluyendo 4 FMAC Operando, Registros YMM de 256-bit y AES; XSAVE e instrucciones XOP. Bulldozer también soportara la tecnología LWP (Light Weight Profiling).

La adición de estas instrucciones le permite a los procesadores AMD-FX  ponerse a la par  con los procesadores Sandy Bridge de Intel y marcar una clara diferencia con los Phenom II que no soportan ninguna de estas nuevas instrucciones que AMD ha agregado a Bulldozer.

Los beneficios de agregar este nuevo set de instrucciones son bien específicos, pero los beneficios más cercanos al uso cotidiano en aplicaciones son sin lugar a dudas las instrucciones SSSE3, SSE4.1, SSE4.2 y AVX,  soportadas tanto por AMD como por Intel y que permiten acelerar por ejemplo las tareas de codificación y decodificación de video, entre otras tareas como algoritmos biométricos y aplicaciones altamente intensivas en texto.

En la siguiente tabla pueden ver cuáles son las aplicaciones o ámbitos en los cuales se hace uso de estas instrucciones, cabe destacar que a pesar de que la mayoría de las instrucciones agregadas en Bulldozer, ya estaban presentes en Sandy Bridge, AMD se adjudica la exclusividad de 2 de ellas, como las instrucciones FMA4 que rinden sus beneficios en aplicaciones HTC (High-Performance Computing o Computación de alto rendimiento) y también las instrucciones XOP para aplicaciones numéricas, multimedia y algoritmos utilizados en audio/radio.

Por su parte las mencionadas instrucciones AVX le permiten a los procesadores AMD-FX poder desempeñar un mejor rendimiento en tareas multimedia como así también modelado 3D dentro de lo más cotidiano y otros beneficios a nivel más profesional como procesado de señal, simulaciones científicas, análisis financiero, simulaciones científicas.

Bloque Front-End: A nivel periférico, dentro de la arquitectura de Bulldozer tenemos el bloque Fron-End (muy similar al bloque Font-End que hemos visto en las arquitecturas gráficas). Este bloque compartido para cada uno de los módulos de Bulldozer es el responsable de impulsar las canalizaciones de procesamiento y fue diseñado para asegurarse de que siempre y todo el tiempo los núcleos de proceso estén constantemente alimentados de datos o información.  Este bloque debido al diseño modular, ha sido rediseñado para poder trabajar con cada modulo (dual-core), además de asignar cada hilo de ejecución a cada uno de los núcleos.

Los módulos Bulldozer pueden decodificar hasta 4 instrucciones por ciclo, esto comparado con las 3 instrucciones por ciclo que pueden decodificar los procesadores AMD Phenom II. Esto sin duda incrementa la cantidad de instrucciones que puede procesar Bulldozer por ciclo de reloj, lo que lo hace más eficiente en cuanto al cómputo de datos.

Simultaneous MultiThreding:  AMD ha implementado en sus procesadores Bulldozer su propia tecnología SMT (Simultaneous MultiThreding), algo similar a la tecnología Hyper-Threding de Intel en sus principios básicos de simular más núcleos para el sistema que los disponibles físicamente.

Bulldozer soporta 2 hilos de ejecución por núcleo, así en los modelos de cuatro núcleos, 8 serán los hilos de ejecución que administrará el procesador y 8 los núcleos que el sistema operativo podrá ver a nivel lógico. Todo esto de una manera mucho más “fuerte” y eficiente que la implementación de Intel y transparente para el sistema operativo y las aplicaciones, donde no se requerirá drivers para que el software reconozca el hardware multi-hilo como tal.

El hecho de ser un diseño modular la implementación de cada hilo de ejecución contará con su propia unidad de cálculo de enteros no teniendo que compartirla y disputarse los recursos con otras instancias (threads), con la consiguiente ganancia en la eficiencia de rendimiento que esto conlleva.

AMD nos detalla en esta diapositiva las principales características que nos ofrece con sus nuevos procesadores de la familia AMD-FX, diseñados para juegos extremos a super-resoluciones mediante el complemento ideal que son las tarjetas graficas AMD Radeon HD 6000 sereis. Siendo el primer procesador de 8 núcleos para el mercado de escritorio enfocado en mega-tasking o aplicaciones multi-hilo, esto potenciado por una nueva micro arquitectura (Bulldozer), que potencia varias de las falencias o características de que carece la generación actual (AMD Phenom II). Para los entusiastas desde luego AMD ofrece todos sus modelos desbloqueados para facilitar las tareas de OverClock.

En este recorte están los modelos que se lanzan hoy y que tendrán disponibilidad también a partir de esta semana, son 3 modelos: 2 modelos de ocho núcleos y 1 modelo de 6 núcleos. Un dato importante son los precios el modelo tope como pueden apreciar tiene un costo de US$245, el modelo FX-8120 tendrá un precio de US$205, mientras el modelo FX-6100 tendrá un precio de US$165.

Este es el lineup o lineamiento completo de procesadores AMD FX, el modelo tope el AMD FX-8150 es el que testeamos en este review, el cual cuenta con una frecuencia base de 3.6Ghz llegando a los 3.9Ghz con la tecnología Turbo Core con un máximo de 4.2Ghz bajo esta tecnología. El resto de los modelos se lanzan hoy y otros llegaran más adelante.

AMD indica que por mucho menos precio que la familia Core i7, ofrece mejores prestaciones con un controlador de memoria con soporte para mayores velocidades, dobla en número de núcleos físicos, también incrementa la cantidad de memoria cache L2 e iguala la cantidad de cache L3 respecto a Sandy Bridge. También las frecuencias que puede alcanzar el chip tanto en su frecuencia base como con Turbo, son mayores a las que ofrece Intel. Además como ya explicamos en el apartado técnico agrega las mimas instrucciones que Sandy Bridge, pero agrega otras propias y exclusivas de AMD como: FMA4 y XOP. La plataforma AMD también ofrece para los gamer configuraciones dual-GPU de 2×16 mediante la tecnología CrossFire X.

Según nos ilustra AMD, más núcleos significan mayor rendimiento en aplicaciones multi-hilo, en este sentido su rendimiento se desmarca de la familia Core i7/i5 (Sandy Bridge) en ciertas aplicaciones como por ejemplo compresión con WinRar 4, POV Ray 3.7, WPrime 32M entre otras aplicaciones que se muestras en la ilustración precedente.

Ahora bien, a nivel de instrucciones de computo, las más novedosas con sin duda las instrucciones AVX, cuyos beneficios ya se los explique en el apartado técnico, aquí el modelo tope de la nueva generación AMD FX-8150 se desmarca hasta por 3.7 veces respecto al –hasta ahora- modelo tope, el AMD Phenom II X6 1100T.

Un asunto importante y en lo que hace hincapié AMD, es que su nueva generación de procesadores es la mejor alternativa en la relación precio/rendimiento, permitiéndote ahorrar hasta US$800 en la configuración de un sistema por completo, que incluye monitor, accesorios, disco duro, tarjetas grafica y que marca diferencia a favor de AMD cuando comenzamos a incluir las memorias, la placa madre y sobre todo el procesador.

La  tecnología de OverClock bajo demanda de AMD llamada AMD Turbo Core Technology también ha sido mejorada en su tercera generación para los procesadores AMD FX, incluyendo un nuevo modo que puede aplicar OverClock o turbo a todos los núcleos del procesador por un tiempo donde el margen de TDP máximo lo permita. Esto permite nuevos escenarios multi-hilo tomar ventaja de esta frecuencia extra. Un controlador (AMD Power Manager) dentro de la CPU permite monitorizar los estados del procesador, tal como lo vemos en la siguiente imagen.

Frecuencia Máxima: Además del modo mostrado anteriormente para el OverClock de todos los núcleos del procesador, la nueva generación de procesadores AMD FX también puede llevar a un límite máximo de frecuencias la mitad de los núcleos del procesador. AMD ha mejorado la frecuencia más alta que pueden llegar estos procesadores a través de su tecnología AMD Turbo Core para mantener altas frecuencias que la generación actual de procesadores AMD Phenom II. El resultado es mejor rendimiento tanto en aplicaciones single-hilo y multi-hilo.

Administracion de energia: Como ya mencionamos en el apartado ténico, lo ingenieros de AMD buscaron varias formas de hacer mas eficiente la arquitectura de los procesadores AMD-FX. En el apartado de consumo y administracion de energia esta nueva familia de procesadores tambien agrega  varias caracteristicas y funciones en virtu de la eficiencia energetica, despues de todo mantener a raya el TDP de de un procesador de 8-nucleos y frecuencias sobre los 3.0Ghz no es algo facil y AMD ha llegado a igualar el TDP de estos procesadores de 8-nucleos respecto a los modelos previos Phenom II X4 y X6 que cuentan con menos nucleos y menos intrucciones, menos cache y menos frecuencias.

Entre las principales características tenemos las ya mencionadas optimización en el área del núcleo, superficie que es igual (315mm2) tanto en los chips para servidores como para escritorio. Circuitos y puertas (gates) dinámicas, estados C6, estados para los núcleos vía Turbo Core Technology, Aplication Power Management (APM), DRAM power management y estados IDLE de bajo consumo son algunas de las características que AMD ha implementado en los nuevos procesadores AMD-FX.

Hardware:

  • Procesador: AMD FX 8150
  • Procesador: AMD Phenom II x6 1100T (Provisto por AMD)
  • Procesador: Intel Core i7 980X (Provisto por Intel)
  • Procesador: Intel Core i7 2600K (Provisto por Intel)
  • CPU Cooler: Noctua NH-D14 (Provisto por Noctua)
  • Mobo AMD: Asus Crosshair Formula V
  • Mobo Intel 980X: Gigabyte X58A-UD7 (Provista por  Gigabyte)
  • Mobo Intel 2600K: ECS P67H2-A B3 (Provista por ECS)
  • VGA: Zotac GeForce GTX 580 (Provista por Zotac)
  • Memorias: G.Skill Sniper 2x4GB @ 1600 MHz 8-8-8-20 (Provistas por G.Skill)
  • Memorias: G.Skill Ripjaws X 2x4GB @ 1866 MHz 9-9-9-24 (Plataforma AMD Bulldozer) – (Provistas por G.Skill)
  • SSD: Corsair Force GT (Provisto por Corsair)
  • PSU: Seasonic X-760W (Provista por Seasonic)

Software:

  • Windows 7 Ultimate x64 + Service Pack
  • Últimos Drives NVIDIA Oficiales
  • Últimos Drivers Chipset AMD Oficiales
  • Cinebench R11.5
  • Aida 64 Extreme
  • x264
  • HTML5 Demo
  • 3DMark 11
  • 7-Zip
  • Unigine Heaven HW Bot Mod
  • Sisoft Sandra 2011
  • STALKER Call of Prypiat
  • PCMark 7
  • Lost Planet 2
  • Hard Reset
  • Street Fighter IV

Metodología
La metodología utilizada en este review es exactamente la misma que utilizamos en los reviews de placasmadres y/o de CPUs que hemos realizado anteriormente. Solamente actualizamos algunas versiones deprogramas para mantener los resultados lo más frescos posible.

Todas las pruebas fueron ejecutadas 3 veces, indicando como valor final y presentado el promedio estable de las corridas. El sistema se mantuvo bajo sus condiciones stock en todo momento, se deshabilitó Cool&Quiet/SpeedStep y los juegos corrieron sin PhysX.

Para posicionarse como el gran mesías no vemos que Bulldozer rinda tanto mejor que Thuban (1100T) a nivel general salvo aplicaciones que hagan uso intensivo de memoria. Creemos que gran parte de esta “decepción” se debe a que Bulldozer representa un cambio de arquitectura tan grande que debes realizar realizar todo de nuevo, incluido compilar tus programas para incluir las nuevas instrucciones que ha creado AMD.

A la hora de realizar pruebas reales los juegos no nos sorprenden demasiado, ya que prácticamente cualquier procesador moderno de cuatro núcleos es más que suficiente para los ORRIVLES horribles ports consoleros a los que nos tienen acostumbrados los desarrolladores en la actualidad. Donde sí nos decepcionamos fue en el peor rendimiento obtenido encodeando en x264 y trabajando con 7-Zip, dos aplicaciones multihilo en donde Bulldozer debiera brillar.

Llevar un FX-8150 a los 5GHz es pan comido, pero hacer que esos 5GHz sean estables son todo un desafío. A 4.8 GHz pudimos mantener nuestro equipo totalmente estable y libre de cuelgues.

El consumo no pudimos medirlo como corresponde, ya que CPU-Z y otras utilidades nos arrojaban un consumo de casi 230W, aún cuando la prueba del dedómetro indicaba que el procesador se encontraba tanto o más frio que nuestro Phenom II x6 1100T. Del mismo modo nos fue imposible medir efectivamente la temperatura del procesador ya que lo recibimos en estado OEM y nuestro cooler Noctua NH-D14 mantuvo los procesadores demasiado fríos como para poder notar diferencias.

He usado AMD desde que tuve que comprar el primer equipo con dinero de mi bolsillo y no tarjeta de crédito de algún familiar, por lo que me siento más que familiarizado con la excelente relación calidad/precio que han otorgado a los ñoños faltos de dinero en el mundo durante los últimos años. Reconozco que esperaba muchísimo más de Bulldozer y que me siento decepcionado por los magros resultados obtenidos en las pruebas. Incluso veo este lanzamiento con temor a que se convierta en un chiste como la primera generación de procesadores Phenom pero soy optimista.

Tal como dijo AMD el fuerte de estos procesadores serán las aplicaciones multi hilo. Ya vimos en las pruebas cómo casi no hay diferencia entre un 1100T, un 980X, un FX-8150 o un i7 2600k, por lo que es mejor gastar menos en procesador y más en VGA, almacenamiento o juegos para disfrutar el equipo. Las nuevas instrucciones incluídas por AMD prometen demasiado y me dan la esperanza necesaria para creer que este producto encontrará su mercado y habrán clientes felices con el, pero para eso los programadores deben dejar de utilizar compiladores optimizados para el lado azul (un dolor de cabeza que lleva años persiguiendo a AMD) y dudo que suceda de un día a otro sin los estímulos $uficientes.

¿Conviene upgradear si eres Gamer?

La verdad es que no. Si con el procesador que tienes te corren los juegos sugiero que compres una linda VGA nueva, mas ram o similar. Si usas tu PC para renderizar, trabajar con imagen o video y usas procesadores Intel o tienes un Phenom II x6 tampoco sugiero realizar el cambio, ya la tecnología sigue demasiado verde como para notar las mejoras de las nuevas instrucciones, pero si por otra parte tienes un procesador antiguo o mucho más pequeño Bulldozer es el salto a la modernidad que estabas esperando gracias a estas nuevas instrucciones, ya que prometen hacer que tu equipo se mantenga vigente durante mucho más tiempo.

 

Review por: MadBoxpc.com
Reviewer: Sebastián Rodríguez (Noir)
Apartado técnico: Sergio Castillo (Cedrik)
Menciones honrosas: Camilo Fernandez (Pilot_) y Karina Acuña (Kari)

Agradecimientos a nuestros amigos de AMD Chile por enviarnos el superkit de prensa para jugar con este tecnosexual pedazo de tecnología y a la gente de Zotac por facilitarnos la tarjeta gráfica para realizar el review. No olviden seguirlos en Facebook.

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