A8-3850 - Sức mạnh đến từ cái tên Llano

hiepgia · #1 09-08-2011, 22:56

Đã nửa năm từ ngày AMD công bố chip APU đầu tiên, đó là một con chip có sức mạnh và khả năng tiêu thụ điện thấp. Ngay sau khi ra mắt, con chip đó đã được mọi người đánh giá rất cao hiệu năng đồ họa, cũng như những lời khen về khả năng thu nhỏ hệ thống, cũng như tiếp kiệm điện tối đa. Nhưng nếu bạn yêu game và những trải nghiệm HD. Những gì AMD APU Brazos cung cấp vẫn là chưa đủ và chưa thể làm hài lòng số đông đảo người dùng. AMD hiểu điều đó vì thế trong những ngày đầu tháng 7 vừa qua, AMD đã cho ra mắt bộ xử lý AMD APU thể hệ thứ 2 và mang mã hiệu là Llano. Bài viết này sẽ giúp các bạn tìm hiểu rõ hơn về Llano và những gì Llano có và mang lại đến người dùng.

Bài viết gồm những phần chính sau:

Mục lục
Llano - Đứa con sinh khó
AMD đã làm gì ở bên trong Llano?
Kiến trúc bên trong - tiếp theo
Chipset dành cho Llano
Mainboard cho Llano - Gigabyte A75M-UD2H
Cấu hình test - Thiết lập
Sức mạnh CPU trong Llano: AIDA 64, Cinebench R10, Cinebench R11.5
Sức mạnh CPU trong Llano: Fritz Chess, x264, Winrar
Sức mạnh CPU trong Llano: PCMark Vantage, Wprime, 3DMaxs 2011
Sức mạnh đồ hoạ bên trong: 3DMark 06, 3DMark Vantage, Farcry 2, S.T.A.L.K.E.R
Sức mạnh đồ hoạ bên trong: Devil May cry 4, Resident Evil 5, Street Fighter 4, Final Fantasy XIV
Sức mạnh đồ hoạ bên trong: Crysis 2, Unigine Heaven 2.5, Unigine Tropics
Khả năng video và overlock
Tổng kết

hiepgia · #2 09-08-2011, 22:56

Llano - Đứa con sinh khó

Ok. Vì sao tôi lại nói thế? Hãy nhìn lại từ năm 2006 khi ATI là người của AMD. Đó là ngày 24 tháng 7 năm 2006 khi mà AMD tuyên bố sẽ mua lại ATI. Cả giới công nghiệp ngỡ ngàng. AMD cần gì ở ATI? Và rồi những năm sau đó là những năm mà AMD và ATI phải trải qua rất nhiều sóng gió với sức ép đến từ Intel và nVidia. Cả thế giới lúc đó nghe đến cụm từ CPU sẽ kết hợp với GPU rồi sau đó là từ APU. Nhưng ngươi ta không thể hình dung ra nó sẽ như thế nào? Và AMD sẽ kết hợp nó ra sao để có lợi nhất cho mình?
Chúng ta cùng quay lại ngày AMD công bố APU của mình trong buổi AFAD (AMD Financial Analyst Day) của mình năm 2009. AMD muốn kết hợp tất cả lại thành một thứ. Bạn nhớ slide này chứ?

Đó là những gì AMD muốn mang đến cho người dùng, Thời kì của đa nhân tích hợp và khả năng lập trình đồ hoạ giúp GPU có thể xử lý được những lệnh để giúp đỡ CPU thay vì chỉ CPU xử lý. Bạn đang nhớ đến nVidia với CUDA? Đúng, bạn đang nghĩ đúng đấy. Nhưng với AMD, họ đang nắm trong tay thứ vũ khí độc hại hơn đó chính là tập lệnh x86. Đó là điều mà nVidia không có và không thể có được sớm. Với thứ vũ khí đáng sợ như thế thì Intel cũng sợ. Họ cũng tích hợp GPU lên CPU nhưng tất cả chỉ dừng ở đó. Điều họ đang làm chỉ là cố gắng đưa GPU lên nằm chung và giao tiếp với CPU chứ không thể lập trình được. Vâng, đó mới là sự khác biệt giữa CPU có IGP (Integrated Graphic Processor) và APU. Và Intel đã cố gắng cũng cố thế mạnh của mình là CPU thay vì VGA và khả năng kết hợp. Nhưng sự kết hợp đó đã quá tốn kém thời gian của AMD để thiết kế, phát triển chip và cả phần mềm cho APU của mình. Vậy là sau 5 năm sau khi AMD mua ATI, những quả ngọt đầu tiên đã ra. Khó khăn đầy ắp vì thế không thể không khen những kỹ sư của cả AMD và ATI. Bravo AMD!

Các bạn có thể thấy là AMD đã cố gắng cân bằng CPU và GPU giúp đem lại trải nghiệm về đồ hoạ tốt nhất cho người dùng. Bạn có cần card đồ hoạ thêm khi bên trong có 1 chip đồ hoạ đã đủ để chơi game?

hiepgia · #3 09-08-2011, 22:57

AMD đã làm những gì bên trong Llano?

Chúng ta hãy cùng đi tìm hiểu AMD đã làm gì để tạo ra con chip Llano? Hay chính xác là AMD đã xử dụng 1 tỷ 450 triệu transitor trên diện tích đế 226mm2 để làm gì?

Cấu trúc thiết kế của AMD với mẫu Llano

Ban có thể thấy 4 nhân CPU và kèm theo mỗi nhân CPU là 1MB cache L2 có tên gọi là "Stars", Dual-Channel DDR3 Controller hỗ trợ DDR3 bus 1866. Đây chính là thành phần của 1 CPU 4 nhân Athlon II x4. Và kèm theo là chip cầu bắc, 24 làn PCI Express, Display Inerfaces giúp xuất ra các cổng hình ảnh như DVI, HDMI, và Displayport. Đây chính là những thành phần thường được dùng để cấu thành chip cầu bắc. Thành phần nổi bật nhất trong Llano chính là tích hợp lên đến 400 nhân đồ hoạ và bộ xử lý video UVD3. Tất cả đều nằm trong cùng 1 lõi và được cấu thành bởi 1,45 tỷ transistors. Một con số hết sức ấn tượng. Vối mật độ transistor lên đến con số 6.3 triệu transistors/mm2 đạt được với tiến trình SOI 32nm và với tiến trình Bulk 32nm của Intel thì chỉ đạt được 4,7 triệu transistors/mm2. Khó có thể nói ai ưu việt hơn nhưng rõ ràng AMD đang nhồi và nhét tốt hơn Intel.

Ta có thể thấy các thành phần liên kết với nhau như trên hình trên. Và ta có thể thấy, những thành phần bên trong APU Llano là những thành phần đói khát bộ nhớ. Bạn có thể thấy đường băng thông GPU có thể lên đến 29.8 GB/s nhưng đường truyền DDR3-1866 cũng chỉ đạt 29.8 GB/s. Tôi không chắc CPU có đủ băng thông không nhưng có lẽ vẫn sẽ thiếu.

hiepgia · #4 09-08-2011, 22:57

CPU "Stars" người quen cũ?

Có thể nói là nhiều người se thất vọng khi không thấy bulldozer core trong Llano. Nhưng thực tế là nếu có thì sẽ tón thời gian hơn và thời gian là không cho phép AMD làm điều đó. AMD đã tận dụng lại K10.5 trong Llano và có sửa đổi đôi chút và trên tiến trình 32nm. Thôi thì tạm gọi nó là K10.5 v2 đi nhé.

Theo như tài liệu mình có thì AMD đã cải thiện một chút core của Athlon II x4 để tăng hiệu năng và thực tế việc đó đã làm cho hiệu năng theo xung nhịp so với Athlon II x4 tăng khoảng 6%. Đó cũng chính là lý do vì sao mà AMD bỏ cache L3 ra khỏi nhân của Llano vì nhân của Llano rất lớn rồi. Cải thiện chính của Llano chính là khả năng Prefetcher dữ liệu (tải trước dữ liệu) và quản lý hệ số nhân động theo tải (Hardware divider) giúp sử dụng điện năng hiệu quả hơn.

Nhân đồ hoạ: VGA HD 5550/5570 tích hợp?

Khó có thể nói là nó giống hoàn toàn HD 5550/5570 được mà nó giống một phiên bản được sửa đổi riêng. Tích hợp UVD3 giải mã video và thiết kế lại bộ nhớ.

Chúng ta có thể thấy rõ ràng là thay vì con chip xử lý đồ hoạ tự giao tiếp với bộ nhớ thì hiện tại trong Llano là sẽ phải qua chip cầu bắc tích hợp bên trong và bỏ đi giao tiếp PCI-Express 2.1 vì con chip hiện nay đã có thể trực tiếp chia sẽ dữ liệu qua các đường kết nối riêng với CPU. Tất cả các thành phần còn lại đều được xử dụng lại từ AMD Radeon HD 5550/5570 ngoại trừ UVD3. UVD3 là một đặc trưng của dòng HD 6000 của AMD. Vậy UVD3 có gì? Hỗ trợ đa luồng rộng hơn và chuẩn giải mã sẽ tốt hơn. Chi tiết bạn có thể xem ở hình bên dưới.

Một cơ chế quản lý điện thông minh hơn

Khi mà không cần thiết nữa, các thành phần trên chip Llano đều có thể vào trạng thái nghỉ để tiết kiệm điện năng tối đa.

CPU Power Gating:

Dùng 1 đường điện duy nhất cho tất cả các nhân
Các nhân có thể được đưa vào trạng thái C6 (giúp tắt nhân xử lý không sử dụng đến) để giảm điện năng tiêu thụ
Có để đưa cores vào trạng thái tiếp kiệm điện hoặc tắt luôn tuỳ vào trạng thái hệ điều hành

GPU dynamic Power Gating:

Các nhân đồ hoạ có thể được tắt mà không ảnh hưởng tới trình điều khiển card đồ hoạ
Quản lý điện năng bộ điều khiển bộ nhớ động. Giúp tiếp kiệm điện
Cơ chế quản lý thành phần UVD tĩnh giúp nó luôn luôn sẵn sàng.

Cơ chế quản lý điện áp tập trung:

Tất cả các thành phần GPU, Cầu bắc, UVD, và bộ điềi khiển bộ nhớ đều dùng chung một mức điện áp.
Dựa vào trạng thái các thành phần để đưa ra mức xung nhịp và điện áp chung phù hợp.
Điện áp tối đa dựa vào điện áp tối đa của các thành phần dùng chung 1 mức điện áp. Khi không cần thiết PCI-Express sẽ tự giảm xuống chuẩn 1.0 vì chuẩn PCI-Ex 2.0 tiêu thụ nhiều điện hơn.

Cơ chế quản lý điện vùng xuất hình ảnh:

Cơ chế nén hình ảnh trước khi xuất khung hình.
Cơ chế giảm độ sáng và điều khỉnh độ sáng của từng pixel giúp cho hình ảnh xuất ra sẽ sát với hình ảnh thật hơn mà vẫn tiếp kiệm điện.

Các bạn có thể tham khảo cơ chế trên qua một slide của AMD. Chú ý là phần màu xanh dương là phần được tắt đi trên bộ xử lý để tiết kiện điện.

hiepgia · #5 09-08-2011, 22:58

Chipset dành cho Llano?

Từ lâu lắm rồi, AMD không thay đổi kiến trúc chipset. Cho đến 1 năm trước vẫn là kiến trúc chip cầu bắc và chip cầu nam nhưng giờ Llano đã thay đổi, chỉ còn 1 chip FCH (Fusion Controller Hub) để điều khiển kết nối USB, SATA và I/O.

Chúng ta thấy có 2 chipset dành cho AMD Llano là A75 và A55. Với A75 chúng ta có 4 cổng USB 3.0 mà không cần giải pháp từ một hãng thứ 3. Một cải tiến nữa là Chipset dành cho Llano cũng sẽ tích hợp luôn bộ tạo xung, điều đó giúp tiếp kiệm diện tích bo mạch và các nhà sản xuất mainboard sẽ đưa ra các mainboard mang tính đồng bộ hơn. Mặc dù CPU Llano đã cung cấp sẵn PCIe 2.0 dành cho toàn hệ thống nhưng với chip LAN và Sound Audio trên mainboard thì như thế sẽ làm tốn băng thông CPU và làm CPU nghẽn thêm. Vì thế chip A75/A55 dành cho AMD Llano cũng đã tính hợp sẵn những làn PCIe Gen 2 để cung cấp băng thông giao tiếp thêm cho hệ thống vì không phải ai cũng có khả năng dùng hết tất cả các port USB và SATA3 trên FCH A55/A75.

Điều đặc biệt nữa là AMD cũng hỗ trợ RAID mặc định trên các chip A55/A75. FIS Based Switching cũng là một trong những tính năng đặc biệt mà AMD hộ trợ. Thử tưởng tượng là nếu chúng ta gắn 3 ổ cứng USB 3.0 vào mainboard thì một điều tất yếu là những cổng đó sẽ sử dụng chung nguồn điện, chung 1 băng thông và chung 1 bộ điều khiển. Nhưng điều đó lại rất nguy hiểm, nếu mà một ổ cứng "ăn tạp" thì những thành phần còn lại sẽ phải mệt mỏi. FIS Based Swithching là một cách để giải quyết việc đó. Bằng cách sử dụng nguồn điện riêng và chia sẽ băng thông một cách cân bằng nhất. Điều đó sẽ giúp giải quyết những vấn đề băng thông, nguồn điện mà hiện vẫn đang tồn tại với bất kì hệ thống nào.

Ngoài ra chip set mới còn hỗ trợ HD Audio, PCI và IR (giao tiếp qua cổng hồng ngoại).

hiepgia · #6 09-08-2011, 22:58

Mainboard cho Llano - Gigabyte A75M-UD2H

Cảm nhận ban đầu của tôi về mainboard này là nó khá là nhỏ gọn và chắc chắn. Đây là mainboard có kích thước micro ATX với khá là nhiều cổng kết nối. Nhìn sơ bộ qua mainboard, chắc là bạn sẽ có chung cảm giác này với tôi. Nhưng nếu che đi socket và các dòng chữ có thể nhận diện mainboard này thì chắc tôi với các bạn cũng khó mà nhận diện ra đây là mainboard sử dụng chipset của AMD hay là Intel nữa.

Vỏ hộp nhìn từ phía trước khá đẹp và đầy đủ các thông tin như là super 4 (Super Safe - giúp bảo vệ bạn tối đa khỏi những lỗi không đáng có như lỗi bios, lỗi hỏng cổng USB do dùng chung nguồn điện, và linh kiện tốt giúp tuổi thọ sản phẩm cao hơn; Super Speed - giúp bạn tăng tốc tối đa: Linh kiện siêu bền, sử dụng tụ, cuộn cảm tốt và tấm PCB dày hơn giúp tỏa nhiệt lượng tốt hơn, tăng 3 lần lượng điện trên cổng USB giúp sạc pin điện thoại và iDevices nhanh hơn; Super Saving - Tiếp kiệm hơn khi sản phẩm hỗ trợ âm thanh vòm được cấp chứng nhận Dolby - Home Theatre và hỗ trợ sẵn sàng cho SATA3 và USB3 mà không cần bỏ tiền ra mua card mở rộng). Và sản phẩm được bảo hành 3 năm trên toàn cầu.

Mặt sau hộp được ghi khá rõ ràng thông tin về sản phẩm và giải thích khá rõ Super 4 là gì.

Phụ kiện theo mainboard khá đầy đủ gồm 2 cuốn sách hướng dẫn sử dụng và hướng dẫn lắp đặt, I/O Shield, đĩa cài đặt và 4 cọng cáp SATA3.

Nhìn tổng quát mainboard thì đây quả thực là một mainboard thiết kế rất bắt mắt. Nói thực lòng là tôi thích mainboard màu xanh này hơn là nó đen thui như là 990FXA-UD7 của Gigabyte. Thay đổi rõ nhất là socket có một khoảng hở ở giữa và cái ngàm bắt quạt cũng được tách ra 2 phía chứ không phải là thành 1 khối như trước - nhưng tất cả các tản nhiệt dùng được cho socket AM2, AM3 đều dùng được trên socket mới này vì vị trí ốc là không thay đổi. Một điểm nữa là tôi thấy mainboard này rất là thoáng có lẽ là do bỏ được 1 chip đi nên cảm giác mainboard thông thoáng hẳn đi nên Gigabyte đã mạnh dạn làm 2 khe cắm PCI-E để giúp người dùng có thể thiết lập CrossfireX khi cần.

Socket FM1 có lẽ là sự thay đổi lớn nhất của AMD trong 2 năm qua. Tách rời khỏi series socket AM2/AM3. *Sokcet này chỉ có 905 lỗ cắm so với 939/941 lỗ cắm của socket AM2/AM3. Có thể bạn nói là AMD đang loạn socket nhưng thực tế là cần phải thế vì chip cầu bắc đâu còn nữa...

Điểm cải tiến nữa của Llano chính là hỗ trợ ram tôc độ cao hơn - DDR3-1866 Mhz. Với 4 khe ram bạn có thể cắm lên đến 32GB ram. Bên cạnh khe cắm ram có cổng LPT hỗ trợ máy in (bạn cần backplate xuất cổng này ra máy in) và TPM (Module hỗ trợ bảo mật và mã hóa).

Với 5 phase nguồn, bạn có thể chạy Llano vi vu thậm chí cả việc overlock nó cũng không thành vấn đề. Tản nhiệt cho phase nguồn thiết kế cũng khá tin tế giúp cho mainboard có thêm điểm nhấn. +1 điểm cho Gigabyte!

Chip cầu nam được tản nhiệt chung màu với phase nguồn, trên đó là tên của hãng - Gigabyte. Bên cạnh là 5 cổng SATA 3, front header - tắt mở máy và đèn nguồn, đèn ổ cứng. Tôi chợt thấy F_USB30 - phải, đó chính là khe cắm để đưa USB3.0 ra phía trước, mainboard này hỗ trợ 2 cổng USB3.0 ở phía trước. Tôi đã gắn thử panel phía trước của ASRock và nó hoạt động rất tốt.

Chúng ta có ở đây 2 cổng PCI-E hỗ trợ crossfireX nhưng chỉ có 1 khe đầu tiên là đầy đủ băng thông 16x còn khe cuối là 8x. Khi 2 card đồ họa hoạt đông thì *2 khe sẽ hoạt động ở chế độ 8x-8x. Có 1 khe PCI cũ và 1 khe PCI-E 1x mới để hỗ trợ card mạng, card âm thành và các card mở rộng khác.

Phía sau có 1 cổng PS2 dùng chung cho chuột và bàn phím, 4 cổng USB 2.0, cổng D-SUB, DVI, HDMI, Display Port, Audio Quang, Fireware 800, eSATA 3.0, 2 cổng USB 3.0, LAN Gigabit, và cổng Audio.

Tất cả đã sẵn sàng... Cùng chiến thôi.

hiepgia · #7 09-08-2011, 23:01

Cấu hình test - Thiết lập

Lời đầu tiên là xin gửi lời cảm ơn đến AMD Singapore đã gửi mẫu thử về cho AMD Việt Nam. Cảm ơn công ty Kingston đã hỗ trợ sản phẩm ram. Cảm ơn Thermaltake và công ty tin học Sao Biển đã hỗ trợ nguồn Thermaltake Grand Power XT 1000w và tản nhiệt nước Thermaltake PW880i.

Cấu hình test:

CPU: A8-3850
Mainboard: Gigabyte GA-A75M-UD2H
RAM: Kingston HyperX 2133 Mhz cas 9 (1866 Mhz - 9-11-9-27@1.65 Vol)
HDD: WD Blue 500GB SATA 3
VGA: MSI Radeon HD 6670 1GB
PSU: Thermaltake Grand Power XT 1000W
Cooler: Thermaltake PW880i

Cấu hình đối chứng:

CPU: AMD Athlon II x4 645
Mainboard: ASRock 890FX-Deluxe4
RAM: Kingston HyperX 2133 Mhz cas 9 (1600 Mhz - 8-8-8-24@1.6 Vol)
HDD: WD Blue 500GB SATA 3
PSU: Thermaltake Grand Power XT 1000W
Cooler: Mugen II rev.B

*Chỉ đối chứng với CPU còn phần test game không đối chứng. Trong tương lai gần sẽ có bài test nói về vấn đề này sau.

Các setting game trong bài viết:

hiepgia · #8 09-08-2011, 23:01

Sức mạnh CPU trong Llano

AIDA64

Memcache - Memory test

Do sử dụng bộ nhớ tốc độ cao hơn nên A8-3850 đã thắng trong phép thử này. Nhưng với phép thử Memory Latency - Độ trễ memory thì hệ thống A8-3850 lại tỏ ra thua kém do chia sẽ giữa các thành phần CPU và IGP đã tạo nên độ trễ này.

CPU Tests

Đã có cải thiện trong kiến trúc CPU của Llano. Hiệu năng của CPU A8-3850 tương đương hoặc hơn so với CPU AMD Athlon II x4 645 xung nhịp 3.1 Ghz. AMD đã không nói ngoa khi nói rằng so với kiến trúc cũ K10.5 thì K12 cải thiện hiện năng CPU 7-10%. Thực tế cho thấy rằng hiệu năng CPU đã cải thiện dù ít - một phần do bộ nhớ tốc độ cao nhưng bù lại chúng ta đang so 1 BXL 4 nhân 2.9 Ghz và 1 BXL 4 nhân 3.1 Ghz với kiến trúc gần như là tương đương.

FPU tests

2. Cinebench R10

Đây là chương trình tận dụng khá tốt CPU và Memory nên điểm số của A8-3850 khá cao khi mà dễ dàng vượt 645 trong khi 645 có xung nhịp cao hơn (cần biết rằng A8-3850 có xung nhịp Memory Controller là 2600Mhz trong khi 645 chỉ là 2000 Mhz)

3. Cinebench R11.5

Và phép thử Cinebench R11.5 không phải là ngoại lệ khi A8-3850 tiếp tục tỏ ra khá là lấn lướt trước đàn anh của mình.

hiepgia · #9 09-08-2011, 23:02

4. Fritz Chess
Đây là phần mềm giúp đánh giá tính toán đa luồng trên đa nhân đựa trên phương pháp tính toán các nước đi. Điểm càng cao càng tốt.

Một lần nữa A8-3850 lại dành chiến thắng. Khoảng cách không lớn nhưng bù lại xung nhịp của A8 lại thấp hơn 645.

5. x264 Benchmark 3.0

Đây là phép thử giúp bạn hình dung ra được sức mạnh của CPU đựa trên khả năng mã hóa video bằng chuẩn x264. Khung hình xử lý trên một giây càng nhanh càng tốt.

Và bằng những công nghệ riêng (?!?) nên khả năng xử lý của A8-3850 khá cao? Thực tế thì mình cũng không rõ vì sao mà có sự chênh lệch dữ dội ở pass 1. Thôi thì thực tế là thế...

6. Winrar 3.9
Phép thử này giúp người dùng hình dung ra được sức mạnh của CPU trong việc nén file. Với tốc độ càng cao thì việc nén file càng trở nên nhanh chóng.

Sức mạnh thì A8-3850 chỉ nhỉnh hơn x4 645 dù băng thông bộ nhớ của A8-3850 cao hơn khá nhiều. Có lẽ vì hạn chế trong kiến trúc CPU.

hiepgia · #10 09-08-2011, 23:04

7. PCMark Vantage
Đây là bộ công cụ giúp đánh giá tổng hợp sức mạnh CPU và toàn hệ thống dựa trên các phép thử mang tính thực tế.

Điểm Memory... Vâng, đúng như phần đầu tôi đã nói, khi chia sẻ băng thông giữa CPU và GPU trong cùng 1 đế thì sẽ giảm xuống nhiều. Điểm Memory đã chứng tỏ được điều đó khi chạy ứng dụng hình ảnh để load memory. Các điểm số còn lại thì hệ thống Llano hoàn toàn lấn lướt so với Athlon II x4 645.

8. Wprime 2.0
Đây là phép thử dựa trên tính toán số học trên việc tính toán số prime.

Do xung nhịp cao hơn nên X4 645 đã chiếm ưu thế trong phép thử này nhưng khoảng cách thực sự là không xa.

9. 3Ds Max 2011
Với bộ Vray 1.50.SP5 cùng với file bathroom trong đĩa số 1, chúng ta sẽ thấy được sức mạnh của CPU trong việc render hình ảnh.

Và do xung nhịp ram và northbridge xung nhịp cao hơn nên A8-3850 đã giành chiến thắng dù cho xung nhịp của A8 kém hơn x4 645.