990FXA-GD80/FX-8120测试

A平台期待许久的推土机架构处理器终于在11月12日正式发布，以下就是官网的宣传图片

关于推土机的架构等信息在此不再详细说明，请参考
http://www.pceva.com.cn/article-185-3.html by  RoyalK

此次测试所用FX处理器型号为FX-8120，采用AM3+接口，默认主频3.1GHz，最高Turbo Core频率可达4000MHz，为95W版本。和其他8核心处理器一样，FX-8120拥有2核心共享的2MB二级缓存、8核心共享的8MB三级缓存，采用32nm SOI工艺制造。

此次所用主板出自目前一线厂商微星，采用990FX北桥与SB950南桥的AM3+平台的顶级主板990FXA-GD80，ATX板型，市售价格1800元左右。

外包装，表面是MSI军规用料的宣传，包含SFC铁素体电感、钽电容，还有USB3.0、SATA 6Gb/s及OC Genie II超频辅助工具

翻起表面一页后可以看见主板部分规格及其他特性的介绍，包括Click BIOS（EFI）、Super Charger、Debug LED等功能

侧面为详细的处理器、内存支持列表，所用AM3+插槽支持AMD FX/Phenom II/Athlon II及Sempron系列处理器，支持4内存1600运行（超频后），最大容量可达32GB

整体图

背部I/O：2个PS2键鼠接口、Clear CMOS功能键、SPDF光纤/同轴接口、1394接口、2个eSATA、4个USB2.0、2个USB3.0，以及网络和音频接口

共计7个PCI/PCIE扩展插槽：PCI_E2直接占用16x，PCI_E4和PCI_E5通过switch芯片（PI3PCIE 2415）占用另外的16x，达成x16+x8+x8/x16模式，即PCI_E5最高带宽为16x，PCI_E4占用时则降为8x；还有一个最高带宽为x4的PCI_E6和两个x1、一个PCI插槽

存储接口上，6个SATA 6Gb/s由SB950原生提供，用第三方芯片NEC D720200AF1提供前面板USB3.0支持，占用SB950 1x带宽

主板下方带有开机、重启和OC GENIE按键，以及各种前面板跳线，右边是DEBUG指示灯

FX处理器采用的AM3+黑色插槽，富士康出产

CPU供电处的DrMOS散热片，以及MSI标志性的军规用料，配备SFC铁素体电感和钽电容


MOS供电与990FX北桥芯片采用铝制散热片通过热管连接，用螺丝与垫片固定，牢固而又便于拆卸

裸板图

990FX+SB950

CPU供电



如上图所示，CPU供电部分的军规用料配备DrMOS、SFC铁素体电感及钽电容，PWM芯片型号为uP1601，支持4+2相PWM信号，然后将一路PWM信号输出到2路DrMOS，等效于8+2相供电；DrMOS型号为FDMF6704，最大通过电流可达35A，转换效率可达93%

内存供电采用uP1606芯片，支持两相PWM信号；DDR_PHASE，板载内存供电LED，实时显示内存供电相数

板载芯片

VT6315N—1394芯片、ALC892—声卡芯片，走PCI总线；RTL8111E，网卡芯片，占用1xPCIE带宽

出自Fintek的传感器芯片F72889AD和PLL芯片RTM880N；背部I/O分别有一颗NEC 的D720200AF1和JMicron 的JMB362芯片，分别提供2个板载USB3.0与2个USB2.0、2个eSATA，南桥附近还有一颗D720200AF1，提供1个前面板USB3.0

平台图

APS (Active Phase Switching)动态供电指示灯：左起2个为NB供电相数指示灯，右边8个为CPU核心供电相数指示灯；右下方2个是内存供电指示灯（默认开启内存供电相数控制，因此只有一个灯亮）

DEBUG LED（黄色），说明书里附带代码含义对照表；硬盘指示灯（红色）

MSI-990FXA-GD80采用UEFI BIOS，界面、选项为直观的图形化设计，可以用鼠标控制，也因此称作Click BIOS，目前已经发展到Click BIOS II

UEFI 百度百科http://baike.baidu.com/view/196503.htm

参考以下P67平台的介绍
http://bbs.pceva.com.cn/thread-11131-1-1.html     by  RoyalK

注：下图皆为默认BIOS设置

主界面：左上角CPU、主板温度显示；中上，时间、日期、BIOS版本和CPU、内存信息现实，以及设备启动顺序设定；左右两边共六项主要设置，包括设置（Settings）、超频（OC）、节能（ECO）、浏览器（Browser）、工具（Utilities）、安全（Security）；默认即为英文，无切换语言功能

设置Settings：包括系统信息检测、板载设备设置、启动设备设置、保存退出；

*光标停留在指定项目后点击右上方的HELP可以查看该项详细信息；HOT KEY可以查看可用热键；右上角箭头代表返回上一级。


▲Hot Key（拍摄）

*本文截图均来自F12：Screen Shot功能，分辨率为1024x768



超频OC：
调节项目与K10差别不大，主要就是外频与CPU、CPU-NB、内存的倍频（分频）和电压调节；
默认外频200，CPU和CPU-NB倍频调节范围分别为4—32.5（默认15.5）和4—20（默认11），HT倍频调节范围为1—13（默认13），内存分频有800/1066/1333/1600/1866；
CPU电压调节范围0.864000—1.861500，CPU-NB电压调节范围1.033034—1.882600，内存电压调节范围1.199—2.460；


▲CPU Features
包括节能CNQ、C1E、CC6和HPC Mode设置，以及SVM、IOMMU虚拟化技术相关控制选项


节能ECO：
EUP 2013，关机后彻底切断电源，节省电力，启用时定时开机功能将失效；
CPU/DDR Phase Control，CPU/内存供电相数动态切换，超频时我们要关闭它，以获得稳定的供电；
Motherboard LED Control，板载LED开关（NB、CPU与内存供电LED）；
CC6，FX系列处理器专有，核心闲置时vss接地，关闭核心供电节省电力；

*CNQ仍需在CPU Features中控制

在界面的中央有ECO/STANDARD/OC Genie II mode三个模式以供选择，主要是ECO面板的区别：ECO mode，除CC6外均不可调节；OC Genie II mode，锁定CPU/DDR Phase Contron、C1E为Disabled，不可调节；STANDARD mode，所有选项可调。

*不论ECO还是OC Genie II mode：
CPU Features中的CNQ选项都被锁定为disabled，不可调整；其他锁定项（EUP 2013、C1E、CC6）在ECO外的功能中仍受控制




浏览器Browser：系统下安装Winki 3软件后可通过BROWSER在BIOS里直接浏览网页
工具Utilities：包括HDD备份、Live Update和M-Flash功能
安全Security：包括开机密码设置、USB Key功能

从BIOS介绍得知，990FXA-GD80并没有防掉压选项，电压调节方式为Offset，设定电压与实际电压的误差会影响超频方案的确定，因此先进行掉压幅度测试。由于条件所限，本人手中没有钳式电流表等设备来监测CPU输入电流，只能通过AIDA64软件电压记录功能作为参考依据，因此电压的实际数值会有所偏差。

BIOS中只有offset方式调节电压，因此vid加压均通过系统中PSCheck 3.4软件设定，使用最新版Prime95 v26.6 x64满载，然后使用AIDA64的电压检测功能记录最低电压，结果如下：


1）Offset加压比加vid掉压更严重，且offset值越大，掉压越多，0.2875v的offset加压，满载后掉压可达0.0865v；
2）K10时“频率越高、vid越大，掉压越多”，在FX系列处理器上依旧存在；
3）掉压幅度offset>offset+vid>vid，因此用offset方式硬起时，在普遍CPU体质的基础上要多加2档左右的电压；

CPU超频：

Turbo Core关闭，CPU主频200x21=4200MHz，设定电压1.4310v，实际约为1.352，4.2G可以通过15分钟Prime95 Blend模式烧机；
如果使用vid方式加压可以降2档左右电压，目前只能通过最新支持推土机的AOD/PSCheck等软件进行调节，可以通过修改vid后逐步提升倍频，对摸索CPU体质有一定帮助；


关于PSCheck：
1）两个pstate的vid和倍频若完全相同（即使是用不同的did、fid组合），较低序号的pstate
将失效（disabled）；
2）P0与最低pstate（默认P4）之间的pstate，频率不能高于上一个pstate（电压不受限），P0与最低pstate例外；
2）当pstate仅有1个，则命名为Pb0，2个则按频率高低命名为Pb0、Pb1，以此类推；
3）默认有7个pstate，最多8个，当新插入一个pstate时，根据插入的位置，将取代原有的pstate，例如：插在Pb0之前，则取代Pb0，原有Pb1命名为P0，以此类推；
4）CNQ的机制为P0跳到P4（默认P4为最低pstate），若P4频率大于P0，则CNQ失效；
5）pstate设置save后，要先跳到另外一个有效的pstate后切换回来才能生效；
6）要2个core处于相同的pstate，手动锁定才能生效，无法单独改变一个core的pstate；

Turbo Core与CNQ、CC6

Turbo关闭：默认Pstate为P0，Pb0 Pb1不可用，满载不降频
Turbo开启：低负载处于Pb1状态，P0失效；部分core满载时，若CC6、CNQ开启，则可以将高负载core提升至Pb0，部分core降低pstate（AOD面板中可选择turbo的core数，,默认是4，最多为6）；全部core满载时，由于功耗限制生效，将降到较低pstate（P0可生效），若更低频率的pstate不存在则不降频；

CNQ/CC6关闭：默认锁定P0/Pb1（Turbo关闭/开启），满载不降频
CNQ/CC6开启：默认处于P0，视负载在P0、P4（默认最低pstate）间切换，所有core满载时处于P0，不会降频；

HPC Mode：开启时只留4个pstate（删除P1P2P3）


CPU-NB超频：
FX系列处理器均为黑盒不锁倍频设计，CPU、CPU-NB倍频均开放调节，给玩家较大的自由发挥空间，但在MSI-990FXA-GD80上发现，不论BIOS中的CPU-NB倍频设置为多少，实际CPU-NB倍频始终为11，即CPU-NB倍频锁定为11，且BIOS中设定值仅有10-13可用，不论更高还是更低的倍频选项均无法点亮主板，板载DEBUG LED代码显示为19，说明书上无对应解释；进入系统后通过PSCheck软件对CPU-NB倍频进行调节仍为无效，但可以设置为任意倍频，且被CPU-Z误判：


以无效CPU-NB倍频进入系统时，CPU-Z 1.58.9、HWiNFO64 v3.90-1430软件均会发生误判，但AIDA64 v2.0 1720 Beta可以正确识别


最新的V11.6版本BIOS仍未解决此BUG，因此有待微星尽快做出修正。

既然CPU-NB倍频调节无效，我们只能通过超外频的方式来提高CPU-NB频率。初步将CPU-NB电压设定为1.20v，通过235外频达到2580MHz，但进系统时出现7E蓝屏，加压至1.25v正常进入系统；将CPU-NB电压提高至1.35v，NB电压1.20v，CPU-NB频率为246x11=2706MHz，正常进入系统，CPU主频为246x17.5=4305MHz，完成AIDA64 Memory测试，如下图所示：


对比同样4300MHz左右主频，CPU-NB频率为2200MHz时的AIDA64 Memory成绩：

AIDA64 Memory测试中，500MHz的CPU-NB频率分别提高了400MB/s的读取和1400MB/s的写入，而内存复制与延迟项目误差较大，因此数值上没有太大区别，无参考意义。

CPU-NB在1.35v的电压下达成了2700MHz，但250x11=2750MHz时已经无法通过BIOS自检，因此我们对这颗FX-8120的IMC极限也有所了解，故不再加压超频。

内存超频：
由于990FXA-GD80最大分频仅为1866，而我们知道，在FX处理器上可以轻易将内存频率超到2000MHz以上，因此只能通过提高外频的方式进行内存超频，但是目前的BIOS将CPU-NB倍频锁定为11，受此影响，外频极限约为246，理论上可以将内存频率最高超到2295MHz。

CPU-NB 1.35v，内存电压1.65v，达成2295MHz认证：

http://valid.canardpc.com/show_oc.php?id=2107791

*受制于CPU-NB倍频无法降低，因此无稳定性测试

CPU-NB 1.35v，内存电压1.67v，215x11达成2000 7-9-8，过MemTest：



FX处理器经过改进的内存控制器使得原本在A平台比较稀有的2000MHz内存频率变得泛滥，而在这BBSE颗粒的威刚2000x内存上更是可以以2000 CL7稳定运行，因此A平台的内存设置变得更加丰富，更具有可玩性了。

处理器：FX-8120，Vid 1.175v，NB Vid 1.1875v
主板：微星MSI-990FXA-GD80
内存：威刚无限神龙v2.0，BBSE颗粒
散热器：采融变形金刚megahalems Rev.B，SANYO 9S 2200RPM PWM
显卡：索泰9800GTX+ 512MB
硬盘：西数WD5000AAKX
电源：海盗船VX450
显示器：DELL 2209WA
键盘：DELL 8175
鼠标：地狱狂蛇

系统：cn_windows_7_ultimate_with_sp1_x64_dvd_618537
显卡驱动：285.62-desktop-win7-winvista-64bit-international-whql
测试软件：super_pi_mod-1.5、wPrime、WinRAR 4.01 x64、7z920-x64、CINEBENCH R10/11.5 64Bit、Fritz_Chess_Benchmark、Prime95 26.6 X64、3DMark Vantage/11、HWBOT Unigine Heaven Benchmark Application、DMC4Launcher_Benchmark-MCE
其他软件：AIDA64 v2.00.1720 Beta、CPUZ 1.58.9、HWiNFO64 v3.90-1430、memtest free version、PSCheck 3.4、AOD 4.0.5、Fraps 3.4.2
工具：功耗计、红外线测温枪
注：AIDA64使用最新的Beta比正式版的测试数据稳定；测试时CPUZ 1.58正式版仍无法正确识别，因此使用1.58.9；使用温枪前将被测表面贴上黑色绝缘胶带，减小由于光滑金属表面反射率高造成的较大读数偏差

线程分配：

通过之前的一些评测我们知道，现有的WINDOWS系统的线程调配对FX处理器的Bulldozer架构并不能很好的适应，会造成一定的性能损失，因此下面将利用单线程和多线程的理论计算来验证一下。


首先是单线程整数运算的super Pi

自动分配线程时，大概4个核心有较高的负载，核心频率在1400/3400/4000MHz三者间浮动，最终成绩为22.432s

分配第一个核心给PI进程，只有第一个核心满载，但是核心频率仅在3400/4000MHz两者间浮动，因此结果略好于自动分配，最终成绩为22.152s

为了确定是Turbo或是线程分配导致的成绩差别，我们关闭Turbo，频率4.2GHz下重复以上测试：

自动分配线程，闲置的核心在CNQ生效后进入P4 1400MHz，负载核心保持在设定的4200MHz，最终成绩20.608s

手动指定第一个核心，成绩为20.607s，差别仅为0.001s
由此可以判定，单线程PI的成绩差异主要是由Turbo Core引起的；在使用CINEBENCH R10进行单线程测试时，开启Turbo会引起指定核心的测试成绩较高，但关闭Turbo频率为4.2GHz时，两者差距同样不明显；而多线程运算时Turbo开启与否，自动分配与手动分配的成绩相同。

再来看看多线程的情况（线程数<8）

Fritz Chess Benchmark

线程自动分配，核心频率交替上升至3400MHz，闲置核心降至P4 1400MHz，最终得分为6771

手动指定2个模块中的4个核心，满载核心没有进入P4 pstate，一开始有进入Pb0 4000MHz，稳定后频率在3400/3100MHz浮动，最终得分6358

手动指定4个模块中的4个核心，频率稳定在3400/3100MHz，最终得分7302
从上面的测试可以看出，4线程分布在2个模块时会影响性能，而4线程分布在4个模块时的性能最大，即2M4C<AUTO<4M4C，但现有的系统分配线程方式大多为平均分配，因此对bulldozer架构处理器性能的发挥较为不利。


测试方案：
  FX-8120：全默认
          1.45v @4.2GHz（Turbo关闭，关闭DDR相位控制，其余默认）；
  X3 440：1.45v @4.0GHz

其余配置均相同

理论计算：


单线程运行时，Turbo生效，但无法一直保持4.0GHz频率，加上线程分配平均分配，每个核心都需要短暂的切换psate时间，因此相对于所有核心固定4.2GHz来说，有8%左右的差距，而K10架构的440在4GHz时便可达到20.7s，单核整数运算的削弱也显而易见

多线程满载任务，默认的8120稳定后的功耗接近95W的TDP，因此浮动频率为3400/3100/2800MHz，与所有核心固定4.2GHz的差距达26%左右，而440由于核心数较少垫底


WinRAR与7z都是压缩/解压缩软件，区别在于7z对CPU的利用率较高（表现为更高的CPU占用率）；WinRAR成绩取自1分钟当前速度，7z成绩取自总评分；和wPrime32M一样，Turbo开启带来的降pstate使得默认情况下的成绩与固定4.2GHz时差距较大，而440同样由于核心数原因垫底。

8核4.2GHz的8120相对于3核4G的440几乎有2倍的提升，而默认成绩继续由于降Pstate，与4.2GHz的成绩相差较大

3D渲染方面，R10多线程成绩不出意外，默认与4.2GHz差距较大、440垫底；单线程成绩中，由于任务多为浮点计算，4.2GHz的8120凭借高频的优势略胜4GHz的440，而默认情况下则受制于线程调配导致的Trubo效用不高，成绩比440低10%


R11.5对浮点运算的优化使得4GHz的440在单线程成绩中超越频率高200MHz的8120，默认成绩依旧受制于Trubo效用不高，多线程任务则仍旧依靠多核心优势遥遥领先。

图形性能：

3DMark Vantage，总分和CPU得分与前面理论计算的结果基本一致，GPU得分没有明显差别，反映出多核心优势在受软件支持时效果明显

4GHz的440在Heaven Benchmark中位列第一，说明软件支持的线程数有限，尽管8120的频率达到4.2GHz，但在单线程性能稍弱的情况下，这种3核即可满足的显卡为主的测试中仍然比K10要来的差一些。

之前的成绩都是取最终的数据或得分，而对于实际的游戏来说帧数并不是固定的，因此我们来看看鬼泣4的测试帧数曲线


从上到下分别为，默认、4.2GHz、440@4GHz，其中默认时的成绩比4.2GHz稍低，反映出游戏性能仍然受Turbo影响，而4.2GHz的8120与4GHz的440成绩相近，说明这款游戏支持的线程数并没有超过3线程，因此8核心的FX-8120在实际游戏中并没有获得更多的优势。

采融变形金刚megahalems Rev.B+9S 2200rpm，裸机，室内温度23℃左右

FX-8120默认：



FX-8120 4.2GHz：





440 1.45v@ 4GHz


*FX-8120满载降压，440满载加压，最高电压达到1.472v


用温枪和功耗计测量主板MOS散热片、北桥/南桥散热片、内存散热片温度以及整机功耗，左上MOS、右下北桥、右上南桥、左下内存、中间为整机功耗：



FX-8120默认


FX-8120 4.2GHz


440 1.45v@ 4GHz



汇总图

在4.2GHz满载时，通过温枪获得的MOS散热片表面最高温度为65.5℃，在1.45v的FX处理器上还算可以，北桥本身发热并不大，但散热片与MOS散热通过热管相连，因此温度达到61.7℃；
4.2GHz满载整机功耗已经突破300W，在顶级风冷变形金刚和2200rpm风扇的镇压下CPU表面温度已经达到52℃，对于主板供电和散热来说都是个很大的考验，特别告诫那些想要大幅度超频8核心FX处理器的同学，烧机请千万慎重；
默认下的8120满载整机功耗为188.2W，MOS/北桥散热片表面温度仅为50.9/44.8℃，略高于440的44.8/41.6℃；至于南桥和内存温度都不是很高，均低于40℃。

总结
  通过以上性能、功耗、温度和超频测试，8核心FX处理器在各方面都有所表现，但总的来说并不乐观：
从性能来说，除了能够充分利用多核心优势的测试和本文没有进行的AES、AVX、XOP指令集运算外，FX处理器在单核性能上略输于上代K10，实际应用中的发挥又受限于主板BIOS对处理器的良好支持以及Turbo Core与系统线程调配的冲突，再加上如今的桌面级大环境（软件）对多线程运行支持的有限性，相对于K10来说，普通消费者在FX处理器上只能获得为数不多的性能提升体验，这和人们对bulldozer架构处理器的期望显然是有所出入；
从功耗、温度上来说，尽管采用更加先进的32nm SOI制造工艺，从电压-功耗的测试看来，漏电现象并没有得到很好的控制，加上因单核性能不济而用拉高核心频率的方法来弥补，使得FX处理器的温度与功耗并没有降低，甚至相较K10的发热量还有所提高，而这对用户和玩家来说也不是个好消息，因为意味着人们要花额外的预算在散热方案上；
从价格上来说，目前FX-8120在国内的报价接近于2000人民币，加上同样接近2000元的主板一张，平台预算就轻易超过5000元，或许这对于AMD平台顶级配置的定位来说并不算什么，但考虑到使用相同预算的Intel平台配置，AMD平台一贯的性价比优势就不复存在，更重要的是这个价位的Intel平台配置（I7 2600+P67）在性能上还胜过FX-8120+990FX，除去双卡x16 CF/SLI这一重要优势，FX处理器的市场反应究竟会如何则实在堪忧；

再来说说主板MSI-990FXA-GD80：作为A平台最新的顶级主板，配备了能够16+16交火的990FX芯片组，无论是主板硬件配备，如军规用料的CPU供电、6xSATA6Gb/s以及前后2个USB3.0；还是人性化的设计，如Click BIOS II、板载LED、清CMOS按键、DEBUG LED等，不可不谓丰富。但在BIOS完善、电压控制方面还有待改进，最首要的莫过于FX处理器CPU-NB倍频的问题了。而目前此主板的售价在1800元左右，相对于其他的产品来说990FXA-GD80已经能够满足大多用户的需求，对非顶级玩家来说也具有不错的性价比。

当然，对于CPU性能过剩的今天，处理器的性能对于玩家来说并不是选购的最主要因素，系统和软件环境也终究会跟上硬件的发展，而FX处理器以其较大的超频空间、全系列不锁倍频的开放性、支持高频的内存控制器以及不俗的多核心性能表现，对某些有需求的用户或玩家来说仍然值得入手。

看了评测，最少这半年我不会买推土机了。

再等下一个步进吧

现在看看就好。。。等多几个更新型号出来再算吧

版主辛苦了，，，搞这么一堆东西累死人了。。
{:1_310:}

回复 11# gangkang


   {:1_345:}想了解可以多看看，不过是长了点。。

很详细,学习一下

回复 13# hxl


   你手里也有FX处理器吧，有什么问题和意见可以交流交流~

新的推土机，注定是失败了，等下一个版本了

等待……失望……再等待……再失望……无限循环吗？看不到前景啊

等待……失望……再等待……再失望……无限循环吗？看不到前景啊

极限在哪？

主板用料比较一般了，相比SNB的GD80级别还是有一定的区别。
内存性能对比K10.5还是有所提高的，但并不象SNB那样有质的飞跃
anyway，作为K10的替代方案还是可以接受的，
但性能提升没有理想中的高。
也许是因为SNB的提升跨度实在惊人，AMD是做不到了。。

新步进 也差不多要退出了