L'introduzione del core Thoroughbred

Per comodità eviterò di trattare le cpu con core Palomino e Morgan, ormai "vecchie" e fuori produzione, passando direttamente a parlare dei processori con tecnologia produttiva a 0.13micron, ovvero del core Thoroughbred .
Dopo il passaggio al processo @ 0.13micron Amd si è trovata di fronte a un grave problema, i primi sample di Xp2200+ scaldavano eccessivamente per via del core molto piccolo, solamente 80mm^2 (rispetto ai 128mm^2 del Palomino), ed erano poco propensi a salire di frequenza. Per risolvere questi problemi è stato introdotto il famoso core Revision B che ha un die leggermente più grande del precedente (84mm^2) ma soprattutto uno strato di metallizzazione in più (siamo così arrivati a quota 9), il quale ha permesso di disporre i transistor a una maggior distanza l'uno dall'altro, migliorandone l'efficienza. Questo nuovo core si è dimostrato subito ottimo ed infatti è stato adottato per tutta la produzione di Athlon Xp fino al 2800+, oltre il quale è stato sostituito dal core Barton che si differenzia per l'aggiunta di altri 256kb di cache di secondo livello (arrivando cosi a un totale di 512kb). Aggiungo inoltre che il fsb, inizialmente pari a 133 MHz, è stato portato prima a 166 (con le cpu thoro XP2600+) ed infine a 200 con gli ultimi core Barton. I nuovi Athlon Xp con il core Thorton, altro non sono che delle cpu con core barton con metà cache L2 disabilitata, dunque con 256k in totale; derivano infatti da un'unica linea produttiva, scelta effettuata per limitare i costi di produzione. Infine gli ultimi arrivati sono i Sempron che adottano ancora i core thoroughbred fino al modello 2800+ e il core barton per il modello 3000+ e che sono diventati i nuovi duron con l'avvento degli Athlon64, ne esiste anche una versione per socket 754 che è la piu perfomante, e difatti ha il pr pari a 3100+.

Performance Rating System (PR)

Dall'uscita dei processori con core Palomino (che hanno sostituito i precedenti core Thunderbird) Amd ha introdotto un nuovo modo per identificare i suoi processori, non più basato sulla frequenza reale ma su un Model Number che serviva a rendere meglio le idee di quale fosse l'efficienza del processore. In origine, infatti, il model number altro non indicava che un indice di performance, riferito ai precedenti Thunderbird, anche se spesso paragonato ai P4 di frequenza reale pari al PR. Considerazione quest'ultima, seppure formalmente errata, comunque comoda per fare un raffronto tra le cpu di casa AMD ed Intel,  almeno nei primi tempi.

In realtà la scelta del Performance Rating adottata da AMD è sempre stata lungamente dibattuta, in quanto se all'inizio si poteva ritenere che un XP1800+ fosse superiore ad un P4 1800 (Willamette), e successivamente con l'avvento delle cpu Intel con core Northwood il raffronto tra cpu AMD ed Intel fosse divenuto abbastanza bilanciato, poi con le più recenti cpu Intel @ fsb800 questa sorta di paragone è divenuto sbilanciato in favore di queste ultime. Senza contare, poi, che AMD ha prima aumentato il fsb nei propri processori, e poi raddoppiato la cache di secondo livello con l'introduzione dei processori con core Barton. Direi che ce n'è abbastanza per far sì che l'indice di performance abbia creato molta confusione, visto che negli ultimi modelli appunto il PR dipende, oltre che dalla frequenza reale, sia dal fsb che dal quantitativo di cache L2 installato. Ragion per cui le formulette adottate inizialmente, che riportiamo qui sotto, non sono più valide per le cpu più recenti.

Tenete presente, invece, che il model number del Sempron va visto in relazione ai Celeron e non ai Pentium 4.

Ecco la formula per calcolare il Model Number, a partire dalla frequenza reale:

Athlon Xp (fsb 133)
 

• Model Number = (frequenza * 3 / 2) - 500----> per i processori fino al 2200+
   

• Model Number = (frequenza * 3 / 2) - 600----> per i processori dal 2400+ al 2600+

         Athlon Xp (fsb 166-200)

• ??? (la vecchia formula nn è + valida...anche se si avvicina a spanne)

I vari Core

Suddividiamo qui per comodità di distinzione, anzichè per ordine cronologico di introduzione, le varie categorie di core introdotte da AMD in due serie di processori, diciamo una di fascia bassa ed una di fascia alta.
 

            Morgan

• Nome Cpu: Duron

• Data di introduzione: 20 Agosto 2001

• Packaging: socket 462 Ceramico

• Processo produttivo: 0.18micron

• Numero di transistor: 25.18 milioni

• Dimensione del Die: 106 mm^2

• Cache: L1 128kb, L2 64kb

• Vcore Nominale: 1.75v, Cpuid 7-3-0

• Istruzioni Supportate: MMX, SSE, 3DNOW

             Applebred

• Nome Cpu: Duron

• Packaging: socket 462 Organico

• Processo produttivo: 0.13micron

• Numero di transistor: 37.2 milioni

• Dimensione del Die: 84.66mm^2

• Cache: L1 128kb, L2 64kb

• Vcore Nominale: 1.50v, Cpuid 6-8-1

• Istruzioni Supportate: MMX, SSE, 3DNOW

             Thorton

• Nome Cpu: Athlon Xp

• Packaging: socket 462 Organico

• Processo produttivo: 0.13micron

• Numero di transistor: 54.3 milioni

• Dimensione del Die: 101mm^2

• Cache: L1 128kb, L2 256kb

• Vcore Nominale: 1.65v, Cpuid 6-10-0

• Istruzioni Supportate: MMX, SSE, 3DNOW

High-End
 

          Palomino

• Nome Cpu: Athlon Xp

• Data di introduzione: 9 Ottobre 2001

• Packaging: socket 462 Organico

• Processo produttivo: 0.18micron

• Numero di transistor: 37.2 milioni

• Dimensione del Die: 128mm^2

• Cache: L1 128kb, L2 256kb

• Vcore Nominale: 1.75v, Cpuid 6-6-2

• Istruzioni Supportate: MMX, SSE, 3DNOW

             Thoroughbred A

• Nome Cpu: Athlon Xp

• Data di introduzione: 10 Giugno 2002

• Packaging: socket 462 Organico

• Processo produttivo: 0.13micron

• Numero di transistor: 37.2 milioni

• Dimensione del Die: 80.90mm^2

• Cache: L1 128kb, L2 256kb

• Vcore Nominale: 1.65v, Cpuid 6-8-0

• Istruzioni Supportate: MMX, SSE, 3DNOW

             Thoroughbred B

• Nome Cpu: Athlon Xp o Sempron

• Packaging: socket 462 Organico

• Processo produttivo: 0.13micron

• Numero di transistor: 37.2 milioni

• Dimensione del Die: 84.66mm^2

• Cache: L1 128kb, L2 256kb

• Vcore Nominale: 1.65v, Cpuid 6-8-1

• Istruzioni Supportate: MMX, SSE, 3DNOW

             Barton

• Nome Cpu: Athlon Xp

• Packaging: socket 462 Organico

• Processo produttivo: 0.13micron

• Numero di transistor: 54.3 milioni

• Dimensione del Die: 101mm^2

• Vcore Nominale: 1.65v, Cpuid 6-10-0

• Cache: L1 128kb,  L2 512kb

• Istruzioni Supportate: MMX, SSE, 3DNOW

Interpretare il codice OPN

I processori AMD e le relative specifiche vengono identificati attraverso un codice OPN (Ordering Part Number), serigrafato o stampato su una placchetta nera visibile sul PCB del processore. Vediamo come interpretare correttamente le parti che compongono questo codice.

Tramite il codice Opn possiamo venire a conoscenza delle principali caratteristiche della cpu, come per esempio il tipo di architettura, il suo Model Number, la velocità del Fsb, il suo vcore nominale, etc...E' facile rendersi conto che riuscendo a interpretare il significato di ogni singola lettera potremo riuscire a identificare la nostra cpu con precisione, per farlo basterà ricorrere a queste semplici tabelle che riporto qui di seguito:

Tipo di architettura

Model Number

Saltiamo la parte relativa al Model Number, già spiegata dettagliatamente in precedenza.

Package Type

Tensione Operativa

Temperatura Massima del Die

Dimensione cache di 2° livello

Front Side Bus

Esempio: AXDA 3200 DKV4E

AXDA= Amd Athlon Xp

3200= 3200+ (frequenza reale 2.2 GHz)

D= Tipo di package OPGA

K= Tensione Operativa 1.65v

V= Temperatura massima del Die 85°

4= Dimensione della cache L2 512kb

E= Bus di Sistema 400mhz

Specifiche termiche ed elettriche

Core Thoroughbred A

Core Thoroughbred B

Nella tabella in alto sono riportati i dati delle cpu con fsb266, in basso di quelle con fsb333.

Core Barton

Nella tabella in alto sono riportati i dati delle cpu con fsb333, in basso di quelle con fsb400.

Core Thorton

Vcore massimo utilizzabile

Riporto anche queste utili informazioni direttamente dal datasheet AMD; sono valide sia per la famiglia di Athlon XP Model 8, che 10 (dunque tutti i Thorougbred/Applebred/Barton/Thorton).

Come si può notare dalle immagini estratte dal datasheet, si consiglia caldamente di non utilizzare un voltaggio di alimentazione superiore a + 0,5V rispetto al Vcc_core Max indicato sopra (il quale corrisponde al vcore nominale maggiorato di 0,05v in condizioni operative) pena il venir meno dell'affidabilità nel lungo termine, o peggio il danneggiamento stesso del processore.

Attenzione: non c'è scritto da nessuna parte che, ad esempio, fornire + 0,4V di alimentazione al proprio processore sia un'operazione sicura ed esente da rischi. Prendete queste informazioni, seppure ufficiali, con le molle ed agite di conseguenza a vostro rischio.

Personalmente aggiungo che in ogni caso di utilizzo di un vcore superiore a quello nominale previsto per il proprio processore, è d'obbligo curare con grande attenzione il sistema di raffreddamento della propria cpu.

Disposizione degli L3 nei processori Thoroughbred e Barton

Dalla disposizione dei contatti L3 possiamo sapere se il nostro processore è sbloccato di fabbrica (cioè con moltiplicatore impostabile a piacimento) oppure è bloccato (quindi fissato a un determinato valore).

Simbologia:
| = ponte chiuso
- = ponte aperto

Thoroughbred

Processori sbloccati

Xp1600+ [fsb266]------> questa è la disposizione dei suoi l3 ----|
Xp1700+ [fsb266]------> questa è la disposizione dei suoi l3 |||||
Xp1800+ [fsb266]------> questa è la disposizione dei suoi l3 -||||
Xp1900+ [fsb266]------> questa è la disposizione dei suoi l3 |-|||
Xp2000+ [fsb266]------> questa è la disposizione dei suoi l3 --|||
Xp2600+ [fsb333]------> questa è la disposizione dei suoi l3 --|||

Processori bloccati

Xp2100+ [fsb266]------> questa è la disposizione dei suoi l3 ||-|-
Xp2200+ [fsb266]------> questa è la disposizione dei suoi l3 -|-|-
Xp2400+ [fsb266]------> questa è la disposizione dei suoi l3 |||--
Xp2600+ [fsb266]------> questa è la disposizione dei suoi l3 |-|--
Xp2700+ [fsb333]------> questa è la disposizione dei suoi l3 ||-|-
Xp2800+ [fsb333]------> questa è la disposizione dei suoi l3 -|-|-

Barton

Processori sbloccati   

Barton2500+ [fsb333]------> questa è la disposizione dei suoi l3 |||||
Barton2600+ [fsb333]------> questa è la disposizione dei suoi l3 -||||
Barton2800+ [fsb333]------> questa è la disposizione dei suoi l3 --|||
Barton3000+ [fsb400]------> questa è la disposizione dei suoi l3 ----|
Barton3200+ [fsb400]------> questa è la disposizione dei suoi l3 --|||

Processori bloccati

Barton3000+ [fsb333]------> questa è la disposizione dei suoi l3 ||-|-


N.B.

• I processori che sono sotto la voce sbloccati hanno il moltiplicatore liberamente impostabile fino a max 12.5, questo è dovuto al fatto che hanno l'ultimo l3 chiuso.
   

• I processori che sono sotto la voce bloccati vengono comunque sbloccati in automatico dalle seguenti mobo: tutta la serie con chipset kt400, kt600 dei seguenti produttori: Abit, Asus, Epox, Soyo, Soltek (solo kt400)
   

• Tutti i modelli basati su nforce2 (ed nforce2 ultra) sbloccano in automatico il moltiplicatore, con la regola citata sopra, mentre le motherboard di casa Abit e Chaintech (si vocifera qualcosa anche sulla Epox 8rda3+ rev. 2.1) paiono essere le uniche mainboard in grado di impostare i moltiplicatori alti (sopra al 12.5), anche sui processori con l'ultimo bridge l3 chiuso (in pratica sbloccano completamente i moltiplicatori).

• Le cpu prodotte in tempi più recenti invece sono inesorabilmente bloccate, come scritto sotto.
   

• Le cpu antecedenti alla 39° settimana sono in genere tutte sbloccate, puo capitare di trovarsi anche dei modelli bloccati (percentuale molto bassa)

• Le cpu prodotte dalle 39° alla 43° settimana sono in parte bloccate e in parte no, dipende dagli stepping produttivi.

• Le cpu successive alle 43° sono tutte bloccate e non sono sbloccali tramite i ponticelli l3 o tramite mainboard.
   

Overclock

Relazione tra sigla OPN ed overclock**

Abbiamo già visto sopra cosa si intenda per codice OPN, tuttavia AMD fornisce la spiegazione ufficiale unicamente per la prima parte del codice che compone quella che comunemente è indicata come la "sigla" di una cpu.

Vediamo di capire quale significato abbiano le altre parti, o meglio ciò che si ritiene più probabile. Prendiamo come riferimento l'immagine di cui sopra, e precisamente la seconda riga:

AIUHB 0323SPFW

Il nucleo delle prime cinque lettere, AIUHB nell'esempio, costituisce parte dello stepping produttivo; inizialmente si riteneva che la prima lettera di questo gruppo fosse in relazione con la posizione del core nel wafer di silicio. Pertanto, più vicino al centro si fosse idealmente trovato il core, più elevate sarebbero state le sue possibilità in overclock. In pratica, si consideravano le cpu che iniziavano in questa parte per "J" come cpu low-end, mentre le cpu inizianti per "A" come high-end, dunque con elevato potenziale di raggiungere clock elevati.. Sempre inizialmente, i conti tornavano molto spesso, in quanto tutte le cpu sino al 2200+ commercializzate iniziavano per JIUXX, mentre dal 2400+ in su erano destinate perlopiù quelle con stepping AIUXX. Con il passare del tempo, però, si è notato come le cose fossero molto variabili...si sono visti (anche personalmente) ottimi processori, tra cui i famosi 1700+, con step JIUHB ed al contempo processori con step AIUHB penosi (come quello qui fotografato).

La regoletta vorrebbe (la riporto giusto per dovere di cronaca, ma utilizzo il condizionale) che fosse: A>J>N>K>R

Ultimamente, tanto per citare gli altrettanto diffusi Barton 2500+, anche qui gli stepping buoni sono molto variabili, non si può andare sul sicuro vista la discontinuità dei risultati che spesso si ha modo di vedere nei vari forums, nazionali e non. Tuttavia, almeno su base statistica, alcune hanno dato performance mediamente superiori ad altre, come potrete osservare nelle tabelle sottostanti, delle quali cito, ad esempio, gli AQXEA.

Le successive 4 cifre, 0323, rappresentano la data di produzione della cpu, o più precisamente la sua settimana di produzione: in questo caso la 23a dell'anno 2003. Spesso questa informazione, unitamente allo step visto precedentemente, è in grado di circoscrivere con buona probabilità la qualità del nostro core, unitamente ad altre piccole cose che vedremo in seguito. Spesso ci sono state delle ottime settimane di produzione, ed altre più sfavorevoli.

Le ultime 4 lettere invece, SPFW nell'esempio, non sono molto chiare, tuttavia si crede che la terza di queste indichi, nell'ambito della particolare data di produzione, il batch ( o lotto di produzione) cui il core appartiene. Siccome si ritiene che i primi batch prodotti siano quelli che garantiscono una maggiore "qualità" (o purezza) del core, e di conseguenza possibilità di overclock elevati, ecco che più bassa è la terza lettera migliore si ritiene la cpu. La lettera A rappresenterebbe dunque il primo batch (ed il migliore possibile), B il secondo, C il terzo e così via...una classifica in cui i numeri rappresentano in pratica gli ultimi wafer prodotti (ed i peggiori).

A>B>C>...F>...>M>...>V>...1>2>...

Per appurare la bontà di tale affermazione, bisognerebbe poter paragonare tra loro cpu prodotte nella stessa settimana, ma in lotti diversi: cosa pressochè impossibile, a meno di non lavorare in una fonderia di silicio in AMD! Per cui anche questa rimane una pura speculazione, per quanto la logica fa supporre. 

Analizziamo infine la terza riga che compone la sigla della nostra cpu:

Y847936270858

Probabilmente si pensa che le prime sette cifre, Y847936, rappresentino il numero seriale del wafer, mentre le ultime quattro, ovvero 0858 nell'esempio, indicherebbero il seriale del core nel lotto di produzione. La speculazione che si fa anche in questo caso, è di ritenere che più basso sia il numero delle ultime quattro cifre, migliori siano le probabilità di un overclock elevato, sempre in base alla considerazione che i core creati per primi, e provenienti dai primi batch prodotti, siano teoricamente i più puri e quindi potenzialmente più propensi degli altri a salire in frequenza.

Accenno solamente al fatto che, in passato, e specialmente con i processori con core Palomino, la prima lettera/numero di questa riga avesse un significato speciale: in particolare quelli che iniziavano con la lettera Y, come in questo caso, venivano considerati i migliori in assoluto, o comunque quelli più fortunati (chi si ricorda gli AGOIA 0213 Y ?). Probabilmente anche questa considerazione aveva a che fare con qualche particolare della produzione del processore, analogamente alle altre supposizioni che si fanno per gli ultimi Athlon Xp prodotti. Questa regola, ora, non trova in verità molte conferme come in passato invece accadeva: vi sono molte cpu buone, ed alcune ottime, tra quelle che iniziano con la Y nel seriale, ma almeno altrettante poco overclockabili. E ve ne sono state, anche tra i barton, diverse senza la famosa/famigerata Y dal comportamento eccellente.

Consiglio invece di lasciar perdere completamente le dicerie, che per diverso tempo sono circolate in rete, in merito al significato della 8a e 9a cifra, ovvero quelle sottolineate qui nel nostro esempio: Y847936270858. L'idea che quel numerino, qui 27, rappresentasse una cpu "downgradata", ovvero un teorico XP2700+ che non avesse superato il controllo di qualità per tale frequenza, si è rivelata ben presto infondata. Numerose prove sono state condotte, da molti utenti nei forum e da siti specializzati. Ci vuole ben poco per verificare che questa presunta regola in realtà non ha alcuna corrispondenza con la realtà, ed anche mie esperienze personali sono giunte agli stessi risultati.

In conclusione, se voleste ancora tener conto delle supposizioni e considerazioni di cui sopra, ripeto fatte su pura base statistica e personali (non di chi scrive), dovreste tener presente di tutte le osservazioni all'atto della scelta di una cpu, come fossero delle condizioni da soddisfare. Ovvero, nell'ambito di una settimana di produzione ritenuta buona e dato uno stepping altrettanto valido, bisognerebbe pescare una cpu dal seriale basso, meglio se appartenente ad un lotto tra i primi prodotti! Il fatto che la propria cpu soddisfi anche una sola delle precedenti condizioni, non implica nulla.

Naturalmente, se vi piace credere che ciò sia vero! I risultati non sono garantiti in alcun caso! Non sono stati infrequenti casi di cpu che, a partire dalla sigla, promettevano prestazioni esaltanti e poi si sono rivelate scarse...il fattore c è sempre predominante.

L'unico aspetto che si può ritenere certo, è il fatto che in genere non conviene  acquistare una cpu nuova, appena introdotta sul mercato. Solitamente, anzi quasi sempre i primi esemplari immessi non sono per nulla dei campioni in overclock, è meglio aspettare che la produzione venga affinata successivamente: pertanto meglio lasciar passare le cpu con i primi stepping sfornati o dalle settimane di produzione iniziali, ed attendere un po' per avere maggiori chance, o fortuna che si preferisca. Per contro, non è sempre detto l'opposto, ovvero che le ultime cpu prodotte di una serie siano le migliori...anche qui l'esperienza pratica lo smentisce.

Comunque, per i patiti delle sigle, ho cercato di stilare una sorta di "classifica" tra quelle sinora uscite e che hanno dato risultati validi.Come ben noto le cpu thorougbred (soprattutto le revision B) sono rinomate per le loro capacità in overclock, quindi per comodità indico le sigle conosciute fino ad ora in ordine di overclockabilità (dalla migliore alla peggiore).
 

ThoroA

Code:

---

AIWGA - AJUGA - AIUGA - RIUGA - RIWGA - RIRGA - AIRGA - AIRDA - AIRCA

---

ThoroB (fino al 2000+)
 

code:

---

JIXIB - JIXHB - JIUHB - NIUHB - KIUHB - JIUGB - JIUCB

---

ThoroB (dal 2100+ in su)

Code:

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AIXIB - AIXHB - AIUHB - AIUGB - AIUCB - AIUAB

---

Barton

Code:

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AQYHA - AQYFA - AQZFA - AQZEA - AQXEA - AQXDA - AQXCA - AQUCA

---

N.B. Piccola precisazione sui barton, le prime cinque sigle scritte sono più o meno paragonabili, non ce n'è una che garantisca rispetto a un'altra un netto guadagno in termini di mhz, si parla invece molto bene delle versioni mobili con le quali i 2.7ghz sembrano siano raggiungibili senza particolari tipi di raffreddamento (Azoto liquido, ghiaccio secco, refrigeratori etc..)

** IMPORTANTE: Questa parte della guida è basata solamente su osservazioni di carattere statistico, e non esiste una fonte ufficiale in merito. Pertanto non prendete quanto scritto come verità assoluta, specie quando si cerca un buon esemplare di processore da overclockare. Spesso queste informazioni costituiscono un valido aiuto, ma non sempre corrispondono alle aspettative che danno, per cui ricordate: ogni cpu fa storia a sè.

Fonti

Tutto il materiale è stato preso dalle risorse disponibili presso il sito ufficiale AMD. E' disponibile per il download la documentazione tecnica (datasheet in formato .pdf) di ogni famiglia di processori, in questa pagina: AMD Downloads

In particolare segnaliamo direttamente:

• Documentazione tecnica AMD Athlon XP
• Documentazione tecnica AMD Athlon MP
• Documentazione tecnica AMD Duron