AMD FX Bulldozer: overclock e tensioni, caccia all'efficienza energetica

Introduzione

La nuova famiglia di processori AMD ha disatteso le nostre aspettative. Anziché lasciarsi alle spalle le CPU di fascia media Intel, i nuovi processori FX spesso fanno peggio o si comportano al più come  concorrenti "vecchi" di mesi. Per un'architettura attesa da anni, un risultato deludente.

La progettazione dell'architettura da zero ha imposto ad AMD di prendere precise decisioni in favore delle prestazioni e altre per bilanciare l'efficienza energetica. In teoria, la famiglia FX dovrebbe essere più efficiente dell'architettura che l'ha preceduta, grazie alle scelte fatte da AMD. E il processo produttivo a 32 nanometri dovrebbe aiutare. Tra la teoria e la pratica, come sempre, ci sono di mezzo i benchmark.

In questo articolo vogliamo scoprire come si comporta l'architettura Bulldozer modificando tensioni di lavoro e frequenze. Al momento ci sono sette di CPU FX, con diverse frequenze e prezzi, compatibili che le schede madre AM3+. Per maggiori informazioni potete leggere l'articolo: Recensione AMD FX-8150: Bulldozer delude, la strada è ancora lunga.

Un uso migliore grazie al Turbo Core 2.0

Il Turbo Core, simile alla tecnologia Intel Turbo Boost, cerca di ottimizzare le prestazioni del processore, regolando la frequenza in base ai consumi e la temperatura. Quando il margine termico lo consente, la tecnologia aumenta la frequenza, quindi il lavoro è eseguito più i fretta e il processore torna primo in stato di riposo (idle).

Application Power Management (APM) descrive l'abilità di Zambezi/Valencia/Interlagos di monitorare (in tempo reale) la quantità di energia che ogni core consuma. Piuttosto che prendere misure termiche o di corrente, si traccia l'attività di ogni modulo Bulldozer.

AMD sa quanta energia richiede ogni operazione, ed è in grado di elaborare istantaneamente l'energia usata per modulo. Un veloce confronto tra il consumo reale e il TDP massimo indica se c'è o no margine per aumentare le prestazioni. Per esempio, immaginate di usare un'applicazione che non richieda molte risorse alla CPU: il Turbo Core alterna tra la frequenza base della CPU e una più alta per avere le prestazioni medie generali migliori con un TDP definito.

Il Turbo Core non è limitato solamente a una base e a una qualche frequenza superiore arbitraria. È in effetti organizzato in tre stati p: la base (chiamata P2), uno stato intermedio (P1) e uno stato elevato (P0). Questo è un miglioramento rispetto alla prima generazione del Turbo Core, che passava solo tra due stati P. È un passo avanti significativo perché potete entrare in P1 con tutti gli otto core attivi, fino a quando c'è margine. Passare al P0 richiede almeno che almeno due dei quattro moduli siano in idle. AMD consente di superare il TDP per brevi momenti, ma chiaramente il processore non vi può restare troppo a lungo.

Così quando osservate le specifiche di un processore FX e vedete le specifiche Base, Turbo Core e Turbo Core Massimo, avete la certezza di avere sempre almeno la frequenza base. Vedete la frequenza di Turbo Core fino a quando il TDP è sotto controllo (dovrebbe essere in un carico di lavoro ottimizzato per sfruttare i thread che non supera il limite termico del processore). E, ogni volta che la metà dei core è inattiva, è possibile arrivare alla massima velocità di Turbo Core.

Quanto è efficiente Bulldozer?

Un esame superficiale dell'architettura AMD suggerisce aspettative piuttosto elevate sul fronte dell'efficienza, ma gli appassionati vogliono sapere come stanno le cose per davvero. Abbiamo risposto a molte domande nell'articolo: AMD FX ed efficienza energetica, confronto con otto CPU Intel e AMD. In quel pezzo ci siamo limitati però alle frequenze standard. Qui allarghiamo l'analisi all'overclock.

L'obiettivo è trovare bilanciamento tra tensione ridotta, consumi e prestazioni decenti. Ad aiutarci in questo compito abbiamo il fatto che tutti i microprocessori hanno i moltiplicatori sbloccati. Con il BIOS della piattaforma di prova, che ci permette di modificare facilmente tensioni e prestazioni, siamo stati in grado di variare le prestazioni con molta flessibilità. Abbiamo sei differenti combinazioni di frequenze e tensioni da verificare: cominciamo!