Procesory AMD Phenom mają już 15 lat! Przypominamy historię pierwszych natywnych 4-rdzeniowych chipów

AMD w całej swojej historii miało wiele wzlotów i upadków. Zdarzało się także, że firma odnosiła pasmo sukcesów i jej produkty były przez długi okres ciepło przyjmowane przez konsumentów. Zgodzicie się chyba, że popularne procesory Ryzen dobrze pasują do tego opisu, choć może z wyłączeniem najnowszej serii 7000. Przenieśmy się jednak na chwilę wstecz, do czasów, gdy na rynku królowały modele Core 2 Duo powoli spychające w przepaść Athlony X2 64. Podczas gdy 2-rdzeniowce były standardem w wielu domowych komputerach, Czerwoni zaprezentowali pierwsze "prawdziwe" 4-rdzeniowe procesory dla zwykłych konsumentów. Najwyższy czas przypomnieć sobie historię chipów AMD Phenom.

Autor: Piotr Piwowarczyk

Dokładnie 19 listopada 2007 roku odbyła się premiera procesorów AMD Phenom 1. generacji. Zanim przejdziemy do ich opisu, warto w ogóle wiedzieć, że układy te przedstawiane były jako część platformy AMD Spider przeznaczonej dla entuzjastów. Oprócz układu Phenom miała ona składać się z karty graficznej ATI Radeon HD 3870/3850 oraz płyty głównej opartej na układzie logiki 790FX. Platforma była swego rodzaju odpowiedzią Czerwonych na dotychczasowe dokonania Intela i NVIDII, jednak czy spełniła oczekiwania? Cóż, dla niektórych mogła być to ciekawa propozycja, ale może lepiej byłoby dziś zadać pytanie, kto w ogóle pamięta o tym pomyśle Czerwonych? Spidera bardziej można odebrać jako akcję marketingową, która przedstawiała nowe produkty AMD jako wydajne i atrakcyjne dla graczy. 

Dokładnie 19 listopada 2007 roku odbyła się premiera procesorów AMD Phenom 1. generacji. Układy zostały oparte na nowej architekturze K10 (kodowa nazwa Barcelona) i wyróżniały się przede wszystkim natywną 4-rdzeniową matrycą.

Jaki procesor kupić? Co wybrać w cenie od 400 do 4000 złotych? Lepszy Intel czy AMD? Poradnik zakupowy procesorów

Procesory AMD Phenom zostały oparte na nowej architekturze K10 (kodowa nazwa Barcelona) i wyróżniały się przede wszystkim natywną 4-rdzeniową matrycą. Choć 4-rdzeniowe procesory były już dobrze znane (był nim chociażby kultowy Intel Core 2 Quad Q6600), to jednak były to tzw. sklejki, czyli konstrukcje 2+2. Chipy Czerwonych były więc swego rodzaju nowością. Co ważne, nowa konstrukcja miała zapewnić nie tylko lepsze wyniki w rozwiązaniach wielowątkowych, ale  umożliwiała także tworzenie 3-rdzeniowych chipów, co było producentowi na rękę zwłaszcza w przypadku, gdy jedna sztuka z czterech wychodziła uszkodzona. Warto od razu dodać, że tego typu modele zadebiutowały dopiero w 2008 roku i należały do serii 8000.

Test procesora AMD Ryzen 9 7950X - Nowy król wydajności? Architektura Zen 4 rządzi w programach, ale w grach...

Jeśli chodzi o czystą specyfikację, procesory wykorzystywały m.in. łączność HyperTransport 3.0, drugą wersję technologii Cool'n'Quiet, nowy zestaw instrukcji SSE4A czy instrukcje SSE rozszerzone na 128-bit. Na pokładzie znalazły się 2 MB pamięci podręcznej trzeciego poziomu (L3), a także 64 KB pamięci L1 oraz 512 KB pamięci L2 (na pojedynczy rdzeń). Chipy zostały również wyposażone w kontroler pamięci DDR2-1066. Sama matryca ma powierzchnię 285 mm² i składa się z 600 milionów tranzystorów, co stanowi ponad dwukrotny wzrost w stosunku do Athlona 64 X2 składającego się z 227 milionów tranzystorów. Co jednak ważne, całość powstała w procesie technologicznym 65 nm, który już w momencie premiery nie uchodził za najnowocześniejszy. Intel miał już wtedy wysokopółkowe modele wykonane procesie 45 nm (np. Intel Core 2 Extreme QX9650), a chwilę później na rynku pojawiły się także popularne Core 2 Duo wykonane w tej litografii.

Test zintegrowanego układu graficznego Radeon w procesorze AMD Ryzen 5 7600X. Czy jest szybszy od Intel UHD 770?

Układy Phenom były kompatybilne z AM2, jednak wraz z ich premierą pojawiły się nowe płyty z fizycznie identyczną podstawką AM2+. Miała ona zagwarantować nie tylko pełną obsługę pamięci DDR2-1066, ale także umożliwić korzystanie z dwóch oddzielnych napięć: dla procesora i dla jego pamięci cache L3 i mostka północnego. Choć mówiło się, że rozwiązanie to umożliwi przyspieszenie pamięci L3 i tym samym uzyskanie wyższej wydajności procesora, to jednak było to tylko pobożne życzenie - koniec końców mostek północny odpowiedzialny za szybkość pracy tej pamięci zawsze działał z tą samą częstotliwością 2,0 GHz (lub 1,8 GHz w przypadku produkcyjnych sampli, ale ta kwestia zostanie poruszona później). Posiadacze płyt AM2 mogli więc spać spokojnie i nie zawracać sobie głowy wymianą płyty na nowszy model.

Test procesorów Intel Core i7-2600K vs AMD FX-8150 - Który lepiej przetrwał próbę czasu? Sandy Bridge czy Bulldozer?

Pierwsze procesory debiutujące 19 listopada 2007 nosiły oznaczenia Phenom 9500 i Phenom 9600. Ich cechą wspólną były cztery fizyczne rdzenie oraz TDP 95 W. Ten pierwszy model pracował z domyślnym taktowaniem 2,2 GHz, natomiast Phenom 9600 miał zegar na poziomie 2,3 GHz (model ten dostępny był również w wersji Black Edition z odblokowanym mnożnikiem). To trochę niskie taktowania na tle konkurencji - Intel już wtedy oferował jednostki przekraczające zegary 3,0 GHz. Nic dziwnego, że moc obliczeniowa była... tylko przyzwoita. Jednostki dobrze wypadły na tle Athlonów i nieźle spisały się w programach robiących użytek z wielu rdzeni, ale w grach było już średnio. Dużym problemem dla AMD był rewelacyjny Intel Core 2 Quad Q6600, który tylko w nieco wyższej cenie oferował wyższą wydajność, lepszy potencjał OC, a także był bardziej energooszczędny.

AMD Phenom - 4 rdzenie dla każdego

Nasz redakcyjny AMD Phenom X4 9950 Black Edition (ES)

Wydanie samych modeli 9500 i 9600 nie było do końca planowane - AMD chciało na start generacji pokazać również modele jak Phenom 9700 (TDP 125 W) czy Phenom 9900 (TDP 140 W). Dlaczego więc tego nie zrobiono? Cóż, tutaj właśnie przechodzimy do najciekawszej części historii o tych chipach. Tuż przed premierą procesorów Phenom wykryto w nich krytyczny bug znany jako TLB (Translation Lookaside Buffer). Krótko mówiąc, okazało się, że istnieje zwiększone prawdopodobieństwo zawieszenia systemu w rzadkich i nietypowych okolicznościach. Problem pojawiał się np. przy przekształcaniu wierszy kodu w adresy fizyczne w pamięci podręcznej L3, przy obróbce danych wirtualizacji lub ogólnie przy bardzo dużym obciążeniu. Występowanie tego błędu było podobno bardziej możliwe w modelach pracujących z taktowaniami powyżej 2,4 GHz. Dlatego właśnie postanowiono dmuchać na zimne i początkowo przesunięto premierę Phenomów 9700 (2,4 GHz) i 9900 (2,6 GHz) na pierwszy kwartał 2008 roku.

Test Phenom II X4 840 i X4 975 BE - Szaleństwo Gigaherców

Cała sytuacja brzmi poważnie, zwłaszcza, że wieść o TLB i zamieszanie nim spowodowane niemal zdominowały całą premierę Phenomów, jednak fakty są takie, że występowanie wspomnianego błędu było ultrarzadkim zjawiskiem. Zwykły użytkownik w zasadzie nie miał szans na takie obciążenie komputera, by system rzeczywiście się zawiesił. Nie udało się to nawet wielu recenzentom czy entuzjastom sprzętu. AMD przesadziło? Z perspektywy czasu tak, bowiem konsekwencje były ogromne, a na upartego można powiedzieć, że konkurencyjne modele Intela też miały swoją udokumentowaną listę błędów. Spadek akcji Czerwonych o ponad 3% to dopiero początek. Ciche wycofanie dwóch wysoko taktowanych Phenomów to kolejna kwestia, chociaż tu sprawa jest o tyle ciekawa, że wspomniane modele 9700 i 9900 i tak szybko trafiły do niektórych testerów, którzy postanowili sprowadzić je na własną rękę z innego źródła niż AMD lub mieli okazję zapoznać się z nimi w ramach platformy Spider. 

Amd Phenom x4 9850 Black Edition

AMD Phenom X4 9950 Black Edition (ES) oraz AMD Phenom II X4 965 Black Edition (ES)

Kolejne pokłosie błędu TLB to obniżona wydajność Phenomów. Modele 9500 i 9600 w wersjach produkcyjnych, tj. dla zwykłych konsumentów wyróżniały się mostkiem północnym pracującym z częstotliwością 1,8 GHz, co oznacza, że moc obliczeniowa uzyskiwana w domowych warunkach była nieco niższa od tej, którą podziwialiśmy w recenzjach. Co więcej, chwilę po premierze procesorów producenci płyt głównych zaczęli oferować nowy BIOS dezaktywujący translację adresów programów przez procesor w pamięci podręcznej L3. To skutecznie wyeliminowało ryzyko wystąpienia TLB, jednak wiązało się nawet z 10-20% utratą wydajności. Nic dziwnego, że prawie każdy entuzjasta zainteresowany był jedynie wyłączeniem tej opcji. Receptą było więc wydanie nowych chipów bazujących na steppingu B3.

Test procesorów AMD Ryzen 9 7900X vs Intel Core i9-12900K - Który jest wydajniejszy? Porównanie w grach i programach

Phenom X4 9950 BE (ES), Phenom II X4 965 BE (ES), Ryzen 9 3900X i Ryzen 9 7900X

2008 rok upłynął pod znakiem chipów Phenom w nowej rewizji, które niejako na nowo rozpoczęły całą serię tych procesorów. AMD wyróżniło je za pomocą nomenklatury XX50 (mogło to sugerować np. nieco wyższe taktowanie chipu, ale chodziło tu tylko o wersję wolną od błędu TLB), a także dodało oznaczenie X4 lub X3 przez numerkiem chipu, by łatwiej rozpoznać specyfikację danego modelu. Co najciekawsze w tym wszystkim, można by pomyśleć, że o felernym steppingu B2 już więcej nie usłyszymy, ale nic z tego - okazuje się, że producent nie miał oporów przed wydaniem takich jednostek jak Phenom X4 9100e (TDP 65 W) czy Phenom X3 8400. Rzecz jednak w tym, że modele te trafiły wyłącznie w ręce producentów OEM, którym nie przeszkadzał starszy stepping narażający na błąd TLB. W wolnej sprzedaży procesory te były niedostępne dla konsumentów.

Pierwsze "prawdziwe" 4-rdzeniowce debiutowały w dusznej atmosferze wywołanej przez błąd TLB, który został wykryty w wyjątkowo pechowym dla AMD momencie. Inna sprawa, że Czerwonym niezwykle trudno było konkurować z Intelem, który oferował w tym czasie chyba najcieplej wspominane desktopowe procesory w historii.

Test procesorów AMD Ryzen 7 7700X vs Intel Core i7-12700K - Który jest wydajniejszy? Porównanie w grach i programach

Jak widzicie, trudno dziś wspominać Phenomy jako rewolucyjne, nadzwyczaj wydajne czy niszczące konkurencję procesory. Pierwsze "prawdziwe" 4-rdzeniowce debiutowały w dusznej atmosferze wywołanej przez błąd TLB, który został wykryty w wyjątkowo pechowym dla AMD momencie. Inna sprawa, że Czerwonym niezwykle trudno było konkurować z Intelem, który oferował w tym czasie chyba najcieplej wspominane desktopowe procesory w historii. Nic dziwnego więc, że pierwsza generacja Phenomów została niemal zapomniana. Większość osób z pewnością lepiej kojarzy drugą generację tych modeli wykonanych przy użyciu litografii 45 nm, które pojawiły się na rynku w 2009 roku. To już jednak temat na inną opowieść.