敢挽大弓射天狼──初窥Athlon 64、Windows XP 64
游戏广场
9月23日是一个值得纪念的日子，就在这一天，AMD公司正式发布了面向个人电脑市场的64位处理器──Athlon 64和 Athlon 64 FX。虽然在这以前64位处理器早就不新鲜了，可是那些蓝血贵族统统都是为服务器而生，对平常我们使用的32位软件根本不理不睬。而现在AMD推出了面向桌面市场的64位处理器，并且还向下兼容32位操作系统和应用程序。AMD产品的价格向来平易近人，这更让人对桌面64位处理器充满向往。在发布不到一个月的时间内，电脑报评测室就收到了送测的Athlon 64和Athlon 64 FX处理器和几张神秘的光盘……
定位不同的两款AMD 64位处理器
AMD推出的Athlon 64 3200+和Athlon 64 FX-51处理器，两者的实际频率都是2.2GHz，分别定位于不同的市场。Athlon 64 3200+定位于大众市场，而Athlon 64 FX-51定位于发烧友和游戏玩家，提供更强劲的性能。技术指标上的差别主要是Athlon 64集成的是单通道内存控制器，而Athlon 64 FX拥有与AMD Opteron完全一样的双通道内存控制器(注：Opteron是面向服务器市场的64位处理器)。Athlon 64 FX甚至采用了与Opteron处理器一样的Socket940封装，而Athlon 64采用的是Socket754封装。特别值得一提的是，Athlon 64 FX要求搭配通过注册登记(指通过AMD认证)的内存。
64位的Windows XP现身
前面提到神秘的光盘，那就是我们同时收到了64位的Windows XP测试版本。以前与Athlon 64搭配的操作系统都是32位的Windows XP，或多或少地会影响Athlon 64性能的发挥，因此我们急切地安装了这个64位的Build 1033版本。
从界面上看，64位的Windows XP变化不大，除了启动画面外，你并不能一眼就看出使用的是什么版本。虽然它还只是一个早期的测试版本，但它很稳定，在我们一周的使用时间内从来没有出现过错误。
不过我们遇到的最大问题是这个测试版对32位应用程序的支持不够好，有些程序不能安装或者不能正常运行。比如3D MAX和AutoCAD2002就不能安装，SysMark2002这个测试程序也无法正常运行。64位Windows XP附带的DirectX版本为8.0，升级新的DX9.0b时会出现版本不对的提示，而安装32位的Windows XP后就一切正常。希望64位Windows XP正式版可以解决这些兼容问题。
测试平台
因为上面提到的兼容性原因，我们使用32位的Windows XP作为测试平台，同时我们也在64位平台上进行了能够完成的测试以供分析。我们再次声明，使用现有的32位操作系统和测试软件去测试64位处理器是不公平的，测试数据和分析只能证明64位处理器在32位应用环境下的表现。因为这一应用环境在近期也是主流，因此还有一定的讨论意义。我们认为64位应用步入主流是迟早的。
在发稿临近截止时(10月24日)，NVIDIA借ForceWare驱动发布的机会，同时正式发布了64位WindowsXP操作系统的最新驱动52.14官方正式多语言版。52.14是NVIDIA官方正式发布的第一款明确支持AMD 64位处理器──AMD Opteron、Athlon 64、Athlon FX的驱动。我们认为这对于显卡有关的测试会有重大影响，因此我们立刻升级到最新的驱动，并在64位Windows XP中补测了相关数据。
因为Athlon 64 FX必须配合ECC Registered内存使用，处理器又是双通道内存控制器，我们手上只有两根512MB的Registered DDR400内存，所以Athlon 64 FX-51的测试成绩只能供参考。未特殊说明，测试成绩均在32位操作系统下测得。
综合表现测试
1.SYSMark2002
从总分来看，AMD64位平台不及P4平台，这有Internet Content Creation得分拖了后腿的原因。而在办公应用中，Athlon 64得分只比P4稍差，Athlon 64 FX的得分则大幅超过P4。要知道P4平台使用的是双通道的内存，Athlon 64这样的成绩很不错了。Athlon 64 FX平台多了512MB内存，成绩只能供参考。
2.SiSoft Sandra Max3
AMD 64位平台的浮点计算能力超过了P4平台，但整数和SSE2计算不及P4平台。在多媒体运算测试部分，P4平台则全面占先，毕竟Intel就是多媒体处理指令的开山之祖。
AMD 64位处理器的内存性能有了很大飞跃，几乎接近了单通道3.2GB/s和双通道64GB/s的理论峰值。这表明在处理器集成内存控制器跳过了以前的北桥，处理器直接访问内存，确实能够极大提高内存和CPU间的传输能力。
3.PcMark2002
PcMark2002测试结果趋向与SiSoft Sandra一致，AMD 64位处理器的CPU得分比P4低，但内存性能接近或者超过P4平台。
小结：参考这三个测试的结果，我们认为P4平台虽然支持双通道内存，但Athlon 64 3200+通过集成内存控制器，大幅提高了内存访问性能，使得二者的整体性能相差无几。而集成双通道的Athlon FX-51平台整体性能很可能会超过P4 3.2GHz平台。
多媒体处理测试
1.SYSMark：Internet Content Creation
SYSMark的Internet Content Creation测试会用到PhotoShop、Premiere、Flash、Dreamweaver、Windows Media Encoder等多媒体应用程序，这也是数字内容创作者常用的工具。虽然AMD 64位处理器新增了SSE2多媒体指令的支持，但两个平台的表现明显不如P4。
2.Lame
随着MP3的流行，不少人开始自己制作MP3歌曲，Lame就是著名的MP3编码软件。测试时我们压缩一个72.7MB的WAV文件，压缩参数为“--alt-preset extreme”，这样可以VBR(动态码率) 编码得到最高质量的MP3文件。
3. FlaskMPEG
FlaskMPEG公认是最好的MPEG4压缩程序，可以使用最大的压缩率得到最好的压缩效果。压缩时我们将码率设为8000Kbps，压缩一段322MB的DVD片段(VOB格式)。
小结：由于P4 3.2GHz处理器对多媒体指令支持更好，以及更高的处理器频率，使得在大部分测试中三者的表现可以按P4 3.2GHz≥Athlon 64 FX 51> Athlon 64 3200+排列。
专业图形处理测试
1.3DS MAX5
测试时将显示驱动设置为“OpenGL”，将分辨率设置为1280×1024×32。然后运行SPEC benchmark for 3DS MAX 4.26(注：实际运行的是3DS MAX5)。
这个软件可以测试显卡、CPU及系统的总体性能，我们主要应该参考CPU和总体性能。三者的表现Athlon 64 FX最好，P4次之，Athlon 64排在最后。
2. AutoCAD 2002
运行CADALYST System Benchmark 2001，驱动程序设置为wopengl7.hdi。这个测试程序进行的操作包括3D阵列和旋转、DXF导出、DWG文件存储以及二维的阵列等等，测试结果对用AutoCAD进行建模的用户更有参考意义。Athlon 64平台表现不如P4 3.2GHz，Athlon FX表现最好。
3.SPEC Viewperf
Viewperf是专业的OpenGL测试软件。使用雷管驱动时，AMD平台表现不太理想。而在更新64位驱动程序后，AMD测试成绩只比P4平台略低。
小结：这3个测试都使用OpenGL API，这也是专业图形软件常用的API。Athlon 64 FX的表现比P4略好，而Athlon64在新的显示驱动下只比P4稍逊风骚。
游戏性能测试
1.3D Mark2001
在做第36期H3版的测试时，我们发现Athlon 64 3100+的3D Mark2001测试成绩还不如Athlon XP 3200+。XP 3200+当时的得分为13988，与这次的得分相比，Athlon 64仍然为低。不过当我们把测试平台换成64位Windows XP和安装新驱动，得分有了明显的改变，Athlon 64的成绩非常接近P4平台，而Athlon FX超过了P4。
2.Quake 3
Quake 3是一个“古老”的游戏，也是一个“古老”的测试软件，这说明了它的实力。测试时运行DEMO001。
由于驱动程序的原因，Athlon 64在32位平台下表现欠佳，但在更新驱动后，Athlon 64的成绩有了很大提升，再次逼近P4平台。
3.虚幻竞技场2003(Unreal Tournament)
虚幻竞技场同样是采用DircetX8.1的大作，Flyby为一般游戏场景的测试，而Botmatch则是多人游戏时的场景测试。这次Athlon 64 FX领先， Athlon 64也超过了P4平台。
4.Aquamark (1024×768)
由于Aquamark完全利用了DirectX9的特性，因此它代表了近期游戏的典型要求。因为64位Windows下没能安装DX9，所以未做这一平台下的测试，这时P4的测试成绩好于AMD平台。
小结：从多个热门游戏的测试结果可以看出，操作系统和显卡驱动版本对游戏性能的影响非常大。在32位平台上，没能充分发挥AMD64位处理器的性能 ，但在64位操作系统和64位显卡驱动下，Athlon 64FX的表现比P4要好，而Athlon 64则与P4不相上下。
64位OS和应用程序的影响
如果将处理器比喻为车，那么操作系统和应用程序就是路。路不好，奔驰也跑不起来。Athlon XP处理器和操作系统、应用程序目前存在3种应用模式：32位应用程序+32位操作系统，32位应用程序+64位操作系统，64位应用程序+64位操作系统。每种模式从理论上分析，64位处理器能够带来下列好处：
32位应用程序+32位操作系统
这种模式的好处全部是由处理器架构改进带来的，比如集成的内存控制器、增加的寄存器数量以及更准确的分支预测等。
32位应用程序+64位操作系统
这种模式除了具有上述好处，另外在32位系统中，最大支持4GB的内存，而且还必须保留一半为系统使用，也就是说每个应用程序最多使用2GB的内存。而在64位操作系统，这个限制没有了，每个程序能够完全地使用4GB的内存。不过一般用户有谁有那么大的内存呢，所以这个改进对普通用户影响不大。另外一个好处是额外增加了寄存器。虽然32位应用程序用不上，但操作系统可以将所有的寄存器用上，这会提高操作系统的效率，比如切换应用程序。
64位应用程序+64位操作系统
除了享受第一和第二种好处，应用程序也能够利用全部的寄存器并且访问超过4GB的内存，这时才能说充分地发挥了64位OS的作用。
当然，上面只是理论上的分析，我们有办法证实吗？幸运的是AMD公司为我们提供了一套专门的测试程序，这些程序分别有32位和64位版本。Minigzip是一个命令行的压缩程序，而RSA则是一个加密和解密程序，还带有为AMD优化和未优化两种版本。因为P4运行为AMD优化版本效果很不好，所以P4平台运行的是未优化版本。测试结果见表格。
从测试结果可以看出，同样的Athlon 64处理器和同样的32位版本应用程序，在32位操作系统下多数时候的表现差异不大。而一旦在64位操作系统下运行64位版本的应用程序，表现就非常突出，而且这时的测试成绩多数时候远远将P4平台抛在后面。虽然这些64位版本有的为Athlon 64处理器做过优化，但这不是更证明了64位应用程序的重要性吗？
小结：我们还比较了在64位和32位平台下的一些通用测试软件的成绩，比如PcMark2002、Lame、FlaskMPEG等等，发现平台对应用程序的表现影响较小，结果的波动范围不大。这也印证我们的观点：64位OS虽然重要，但杀手级的64位应用程序才是救世主。
Athlon 64主板赏析
俗话说“兵马未动，粮草先行”，在Athlon 64还没有大量上市的时候，就已经有各路诸侯竖起了拥戴的大旗，纷纷推出支持Athlon 64的主板。首批通过AMD认证的K8主板厂家有映泰、华硕、技嘉和微星。这些主板主要采用了3种芯片组，威盛K8T800、nVidia nForce3 Pro 150和扬智的M1687。相对K7主板，K8主板最直观的变化是新设计的散热器。
映泰K8NHAPro
由于CPU内部集成了内存控制器，北桥可以得到简化，nForce3主板看上去像单芯片组主板
华硕SK8N
采用K8T800芯片组，支持Socket940封装的Athlon FX处理器
硕泰克K8AV2-RL
硕泰克的K8主板，同样采用K8T800芯片组，搭配Athlon 64 CPU
磐正EP-8HDA3+
又一块采用VIA K8T800芯片组的主板
顶星H-K8A8
采用扬智M1687芯片组，这块主板还是工程样板
结 语
这次很多测试程序在测试版64位Windows XP下不能正常运行，甚至安装时就出现问题，因此我们不得不改变原来的想法，将测试平台改为32位的Windows XP Profesional，才顺利地完成测试。而在采用NVIDIA的64位显卡驱动程序后，游戏性能大幅提高。这也反映出64位处理器除了需要操作系统的支持，更重要的是需要更多的应用程序和驱动为64位处理器优化，特别是出现几个“杀手级”应用程序，才能吸引更多的用户投向64位处理器的怀抱。无论如何，一场64位风暴正在逐渐兴起，让我们欢呼它早点到来吧。
