Au-Ja! - Review: AMD Athlon 64 3200+, MSI K8T Neo, VIA K8T800

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Review: AMD Athlon 64 3200+, MSI K8T Neo, VIA K8T800 - 1/15
28.09.2003 by doelf und holger
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Die Zeit ist gekommen
Insbesondere die AMD-Anhänger sehnten den Athlon 64 nach etlichen Verzögerungen herbei: Die alte K7-Architektur, die damals in Gestalt der Slot-A-Ausführung dem Intel Pentium III das Leben schwer machte, kommt unabwendbar in die Jahre und hat der aktuellen Pentium 4-Architektur in Form des Northwood mit Hyper-Threading und 3.2 Ghz nicht mehr viel entgegenzusetzen. Der AMD Athlon in Barton-Ausführung hat einen langen Weg hinter sich: Sein Umzug vom Slot in den Sockel brachte integrierten Level 2-Cache, der auf stattliche 512 KB gesteigert wurde, außerdem erhöhte AMD den FSB über die Jahre von 100 auf 200 MHz, wodurch eine Bandbreite von 3.2 GHz erreicht wird. Obwohl der Intel Pentium 4 deutlich weniger Leistung pro MHz erzielt, hatte er sich zuletzt durch den enormen Takt-Vorsprung von einem Gigahertz sowie Hyper-Threading einen klaren Leistungsvorsprung herausarbeiten können. Die Zeit ist gekommen, eine neue Architektur einzuführen und die AMD Athlon/XP-Familie in den verdienten Ruhestand zu schicken.

Der AMD Athlon 64 3200+

Vergleich: Intel Pentium 4 3,2 GHz und AMD Athlon 64 3200+

AMD Athlon 64, Athlon 64 FX und Opteron
Wie gesagt: Alle warteten auf den AMD Athlon 64, auch wir Tester. Doch er kam nicht. Gut, er wurde vorgestellt, doch Testmuster gab AMD nicht heraus. Seltsam, man würde doch vermuten, daß der texanische Hersteller die neue Generaton mit allen PR-Mitteln puschen würde. Stattdessen verschickte AMD den Athlon 64 FX-51, der mit 2200 MHz taktet und über ein integriertes Dual-Channel-Speicherinterface verfügt. Natürlich ist diese CPU leitungsfähiger als der "einfache" Athlon 64, der sich als 3200+ mit 2 GHz, also 200 MHz weniger zufrieden geben muß, und außerdem nur eine einfache 64-Bit-Speicheranbindung bietet. Dennoch ist verständlich, daß ein Hersteller seine schnellste CPU ins Launch-Rennen schickt. In Wahrheit ist der Athlon 64 FX-51 ein Opteron-Prozessor aus der 100er-Serie und findet auch in dessen Sockel 940 Platz, der "normale" Athlon 64 braucht jedoch Sockel 754-Mainboards! Zudem muß im Zusammenspiel mit dem potenteren Athlon 64 FX-51 zu kostspieligem registered DDR333/400-Speicher gegriffen werden. Insbesondere reg. DDR333/DDR400-Module sind momentan Mangelware, denn reg. DDR333 ECC wurde bisher nur für Opteron-Systeme gebraucht, darüber hinaus ist reg. DDR400 ECC bis dato nicht einmal von der JEDEC standardisiert. ECC-Support ist jedoch nicht zwingend erforderlich; zukünftig sollen reg. Module auch ohne das kostspielige Feature lieferbar sein. Bisher wurde reg. Speicher lediglich im Server- und Workstation-Bereich eingesetzt, wo die Korrektur von 1-Bit Speicherfehlern überaus wichtig ist. Bei aller Ählichkeit der Prozessor-Architektur haben wir es folglich dennoch mit zwei unterschiedlichen Plattformen zu tun, die physikalisch nicht kompatibel sind und demnach anderen Vorraussetzungen einfordern.

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28.09.2003 by doelf und holger
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Nun mag man sich fragen, warum es einerseits den Opteron in der 100er Bauart (für den Single-CPU-Betrieb) und andererseits den Athlon 64 FX-51 gibt, schließlich sind die beiden CPUs weitgehend baugleich und finden beide auf Sockel 940-Mainboards Platz. Der Unterschied besteht lediglich in der höheren Taktung des Athlon 64 FX-51 und der Fähigkeit des Opteron, drei HyperTransport-Kanäle bereitszustellen - dem Athlon 64 FX-51 gönnt AMD ebenso wie dem Athlon 64 3200+ hingegen nur einen HyperTransport-Kanal. Wenn man jedoch den 100er Opterons nicht das Wasser abgraben will, dann muß der Athlon 64 FX-51 eine sehr teure CPU werden (derzeit wird der Preis mit 733 US-Dollar angegeben). Rechnet man die Kosten für 940er-Mainboards und den reg. Speicher hinzu, dann wird überdeutlich, daß der Athlon FX-51 kein Verkaufsschlager, sondern eher als Nischenprodukt geplant ist. Der Massenmarkt wird vom Athlon 64 versorgt werden, jedenfalls sobald die Preise auf ein ertägliches Niveau gefallen sind, und bis dahin werden noch etliche Athlon XPs über die Ladentheke gehen!
Weiterhin steht dem Athlon 64 FX bereits jetzt ein Sockel-Umzug ins Haus, da er im nächsten Jahr einen Pin verlieren und als Athlon 64 FX-53 wiedergeboren wird. Im Sockel 939 ist er dann nicht mehr an die Höchstpreise der professionellen Opteron CPUs gebunden und vielleicht weicht ja bis dahin auch der registered Zwang normalem DDR400-Speicher. Dies wäre auch hinsichtlich der Speicherperformance vorteilhaft, denn das Buffering der registered Module verschlingt einen Taktzyklus und bremst den Speicher im Vergleich zu normalen "unbuffered" Modulen aus.

Der Sockel 754 ohne...

...und mit AMD Athlon 64 3200+

Sockel 754, Sockel 940, Sockel 939 - was bezweckt AMD mit diesem Sockel-Chaos? Warum hat AMD den Athlon 64 FX nicht gleich für den Sockel 939 konzipiert? An dieser Stelle müssen wir auf Vermutungen zurückgreifen:

Es gibt bereits Sockel 940 Mainboards auf dem Markt, der Athlon 64 FX-51 findet also eine bereits lieferbare Plattform vor.
Die Mainboard-Hersteller werden nicht unbedingt erfreut darüber sein, für drei verschiedene AMD 64-Sockel zu produzieren, der Athlon 64 FX-51 im Sockel 940 verschafft ihnen etwas mehr Zeit.
Die Einführung des Athlon 64 FX-51 kam früher als geplant, da man sicher gehen wollte, die Athlon 64-Familie als die schnellsten Desktop CPUs zu präsentieren.

Gerade der letzte Punkt würde erklären, warum der 100er Opteron mit neuem Namen und höherem Takt vom Workstation/Server-Prozessor zur CPU für Power-User mutierte. Intel griff diese Idee sogleich auf und verwandelte einen Xeon mit 2 MB Level 3-Cache in den Intel Pentium 4 Extreme Edition. Dabei bietet dieser sogar den Vorteil, auf allen aktuellen Sockel 478-Mainboards mit Canterwood-/Springdale-Untersatz Platz zu finden. Dieses Prestige-Duell zwischen Intel und AMD verzerrt allerdings die Wahrnehmung der Prozessoren durch die Kunden. Nicht die Leitung von Athlon 64 FX-51 oder Pentium 4 Extreme Edition ist für den Käufer entscheidend, sondern die Performance von Athlon 64 und Pentium 4C! AMDs Entscheidung, lediglich Athlon 64 FX-51 CPUs zu verteilen, muß also sehr kritisch hinterfragt werden!

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28.09.2003 by doelf und holger
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Die folgende Tabelle bietet eine Übersicht der derzeitigen Single-Betrieb-CPUs von AMD:

	Athlon XP	Athlon 64	Athlon 64FX-51	Opteron
Sockel	A/462	754	940	940
L1-Cache	128 kb	128 kb	128 kb	128 kb
L2-Cache	512 kb	1 MB	1 MB	1 MB
Fertigung	0.13	0.13/SoI	0.13/SOI	0.13/SoI
Transistoren	54.3 Mio.	105,9 Mio.	105,9 Mio.	105,9 Mio.
DIE-Size	Barton: 101 mm² TBred: 84 mm²	193 mm²	193 mm²	193 mm²
Pipelines	FPU: 15-stufig ALU: 10-stufig	FPU: 17-stufig ALU: 12-stufig	FPU: 17-stufig ALU: 12-stufig	FPU: 17-stufig ALU: 12-stufig
VCore	1.50-1.65 V	1.50 V	1.50 V	1.50 V
32-Bit	ja	ja	ja	ja
64-Bit	nein	ja	ja	ja
Erweiterungen	3DNow Pro, SSE	3DNow, AMD64, SSE, SSE2	3DNow, AMD64, SSE, SSE2	3DNow, AMD64, SSE, SSE2
interne Northbridge	nein	ja	ja	ja
Speicher- controller	nein	ja, 64-Bit	ja, 2x 64-Bit	ja, 2x 64-Bit
Arbeits- speicher	DDR200-400 abhängig vom Chipsatz	DDR200-400 ECC möglich	DDR200-400 REG ECC möglich	DDR200-400 REG ECC möglich
Systembus	FSB	Hyper Transport	Hyper Transport	Hyper Transport

Wie man anhand der Tabelle sehen kann, setzt AMD im Vergleich zum Athlon XP auf einen neuen Fertigungsprozess namens SoI. Von der SoI (Silicon on Insulator) Technologie erhofft man sich kürzere Schaltzeiten und höhere Taktraten. Dies erreicht man durch eine zusätzliche Oxid-Schicht, die zwischen der Metalloxid-Schicht und dem Silizium-Substrat des Transistors aufgebracht wird. Sie trennt das mit leitenden Verunreinigungen angereicherte Silizium vom nicht leitenden Trägersilizium.

Einer fehlt jedoch noch - nein, keine Sorge, bisher ist noch kein vierter AMD 64-Sockel in Sicht! Es handelt sich vielmehr um den Mobile Athlon64, der ein normaler Sockel 754 Athlon64 ohne Heatspreader sein wird. Diese CPU zielt mit mehr als 80 Watt Leistungsaufnahme eher auf den Desktop-Replacement-, statt auf den Notebook-Sektor mit leichten und stromsparenden Geräten ab.
Noch für dieses Jahr ist dann der Athlon 64 3400+ geplant, der wie der Athlon 64 FX-51 mit 2.2 GHz Takt aufwarten dürfte. Ob es auch niedriger getaktete Athlon 64-Modelle geben wird, ist zum jetzigen Zeitpunkt noch völlig unklar. Da aber nur von Stückzahlen um die "300.000" die Rede ist, gehen wir nicht davon aus, daß der Athlon 64 vor 2004 in die Preisspanne des Massenmarktes vordringen wird. Mit 417 US-Dollar ist nämlich auch der "kleine" Athlon 64 3200+ nicht gerade ein Sonderangebot!
Preiswerter wird der "Paris" werden, der eine auf 32-Bit abgespeckte Variante des Athlon 64 darstellen soll. Diese CPU wird hinsichtlich des L2 Cache kastriert, denn dieser soll beim "Paris" lediglich 256 KB betragen. Wann wir den Paris zu Gesicht bekommen, ist derzeit jedoch noch nicht abzusehen.

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28.09.2003 by doelf und holger
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Warum 64 Bit?
AMDs Athon 64 ist keinesfalls die ersten 64 Bit-CPU, im Serverbereich gibt es bereits seit langer Zeit 64 Bit-Prozessoren und die entsprechenden Betriebssysteme. Auch im Consumer-Segment ist AMDs Neuling nur die Nummer zwei, denn zuvor hatte Apple bereits den G5 vorgestellt, dert ebenfalls auf eine 64 Bit-Architektur setzt. Was bleibt, ist der erste 64 Bit-Prozessor für den x86-Consumer-Markt; ein Markt, der bisher auf die passenden Betriebssysteme wartet.

AMD 64-Bit-Protierung bereits abgeschlossen: NetBSD!

Während man bei Linux schon recht weit fortgeschritten ist - siehe Mandrake Linux 9.2 Beta für AMD 64 - und NetBSD die Potierung bereits abgeschlossen hat, läßt eine 64 Bit-Version von Windows noch bis Anfang 2004 auf sich warten. Ein weiteres Problem düften die passenden Treiber werden, denn jeder 32 Bit-Treiber muß zunächst auf 64 Bit portiert und neu kompiliert werden, bevor er unter einem 64 Bit-Windows eingesetzt werden kann. Das hört sich recht einfach an, ist es aber nicht, zumal die entsprechende Entwicklungsumgebung noch alles andere als ausgereift ist, und nicht mal den Beta-Status erreicht hat! Verständlich, daß viele Hersteller erst einmal abwarten und die Entwicklung beobachten. Gerüchten zu Folge will auch Intel die Prescott CPUs auf 64-Bit trimmen und dabei kompatibel zum Befehlssatz des Athlon 64 bleiben. Falls dies zutrifft, würde es die Akzeptanz der 64-Bit Plattform deutlich erhöhen und für eine breitere Unterstützung sorgen.

Das kommende Mandrake Linux 9.2 für AMD64 ist als Beta 1 bereits erhältlich!

Aber warum braucht man eigentlich eine 64 Bit-Plattform? Eine 64-Bit Architektur kommt schlicht und einfach besser mit größeren Zahlen zurecht, nämlich mit Operanden mit einer maximalen Länge von 64-Bit. 32-Bit Prozessoren müssen größere Operanden vor der Berechnung zerlegen und brauchen somit deutlich mehr Rechenschritte bei solch komplexen Aufgaben als 64-Bit CPUs.

Beispiel: Folgende ganzzahligen Werte können von den jeweiligen Prozessor-Architekturen in einem Durchgang bearbeitet werden:

8-Bit CPU: 255
16-Bit CPU: 65535
32 Bit CPU: 4.294.967.295
64 Bit CPU: 18.446.744.073.709.551.615

Während der maximale Speicherausbau eines 32 Bit Systems bei 4 GB liegt, kann eine 64 Bit CPU somit bis zu 16 Terabyte Arbeitsspeicher adressieren!
Hinsichtlich der Fliesskommaberechnungen, sind 32, 64 sowie 80 Bit Werte üblich. Eine 64 Bit CPU kann 32 sowie 64 Bit Werte in einem Zyklus bearbeiten, nur für 80 Bit Genauigkeit braucht auch ein 64 Bit Prozessor zwei Zyklen. Eine 32 Bit CPU braucht bei 64 Bit Werten zwei, bei 80 Bit Werten sogar 3 Zyklen. Gerade im Multimediabereich sind extrem große Zahlen keine Seltenheit, weshalb bereits zu Pentium 1-Zeiten die MMX-Erweiterung eingeführt wurde. Hierbei handelt es sich um acht 64 Bit-Register. Mit SSE und SSE2 bieten Intel CPUs seit einiger Zeit gar acht 128 Bit-Register an und können somit bei bestimmten Applikationen große Zuwächse erzielen. Auch der Athlon XP unterstütze bereits SSE, doch viele Programme und Benchmarks aktivierten den SSE-optimierten Code nicht für AMD CPUs. Der Athlon 64 bietet nun SSE und SSE2 und wir hoffen, daß zukünftige Benchmarks und Programme dies auch berücksicktigen.

Als ein weiteres Beispiel für das Adressraum-Problem sei die "Festplattengröße" erwähnt: Beim 28 Bit-Adressraum von Festplatten stoßen wir heute bereits auf eine Grenze, die selbst Windows XP zu schaffen macht. Mit 28 Bit läßt sich maximal die Zahl 268435455 darstellen:

268435455 = 256^x1 Sektoren * 16 Köpfe * 65.536^x2 Zylinder
^x1 LBA-Modus, Sektoren 0-255
^x2 16 Bit

Gehen wir von einer Sektorengröße von 512 Byte aus, so liegt die Grenze bei:

268435455 * 512 Byte = 137438952960 Byte

Da die Festplattenhersteller nicht mit 1024 Byte pro Kilobyte, sondern mit 1000 rechnen, kommen wir somit auf eine maximale Größe von 137 GB. In Form von Maxtors BigDrive-Technologie hielt nun die 48-Bit Adressierung im Festplattensektor Einzug und gibt wieder reichlich Luft nach oben - nämlich 131.072 TerraByte bzw. 128 PetaByte.

TIPP: Wer eine Festplatte mit mehr als 137 GigaByte unter Windows XP oder Windows 2000 als Systemplatte installieren möchte, hat im Gegensatz zu aktuellen Linux-Versionen (z.B. Mandrake 9.1) ein echtes Problem, denn das Betriebssystem erkennt maximal 8 oder 131 GB. Um das Betriebssystem installieren zu können, muß man eine Partition mit weniger als 8 GB (= 8192 MB) anlegen und auf dieser das Betriebssystem installieren. Zuvor sollte man eine aktuelle BIOS-Version aufspielen, welche die 48 Bit-Adressierung von Festplatten unterstützt.

Wo also viel Arbeitsspeicher zum Einsatz kommt und große Datenmengen zu bewältigen sind, hat eine 64 Bit-Architektur klare Vorteile. Dies gilt auch für Encoding-Applikationen (Video) oder Multimedia- und 3D-Anwendungen, die entweder große Zahlen oder viele Nachkommastellen (Genauigkeit) verlangen. Noch einmal zur Klarstellung: Auch 32 Bit-Prozessoren und Architekturen kommen mit größeren Zahlen zurecht, sie benötigen jedoch mehr Rechenschritte und damit mehr Zeit als ihre 64 Bit-Mitbewerber. Was die Verwendung vorhandener Applikationen betrifft, so kann 32 Bit-Software auf 64 Bit-Betriebssystemen genutzt werden, 64 Bit-Programme jedoch nicht auf 32 Bit-Betriebssystemen!

Die Vorteile der 64 Bit-Architektur werden sich aber erst in den nächsten Jahren erschließen, ein schneller Umstieg macht derzeit also keinen Sinn. Zunächst muß die Architektur im Zusammenspiel mit den 64 Bit-Betriebssystemen beweisen, wo und ob sie überhaupt Vorteile erzielen kann. Da der Athlon 64 aber auch 32 Bit-Code nativ ausführen kann, ohne auf einen langsamen Emulations-Modus - wie etwa Intels Itanium - zurückgreifen zu müssen , ist er auch für Windows 2000 und XP bestens geeignet. In diesem Test werden wir auf diese 32 Bit-Betriebssysteme zurückgreifen und die 64 Bit-Performance beiseite lassen.

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28.09.2003 by doelf und holger
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Kühlung und Overclocking

Dieser Kühler von AVC kam im Bundle mit dem MSI K8T Neo

Bis zu 90 Watt verbraucht der AMD Athlon 64, hierbei macht AMD keinen Unterschied zwischen Athlon 64 und Athlon 64 FX-51. Bisher hatte der AMD Athlon XP 3200+ mit 76.8 Watt die Spitzenposition unter den AMD-Heizern inne, der Athlon 64 übertrifft ihn also deutlich! Da der DIE des Athlon 64 mit ca. 193 mm² deutlich größer ist als beim Athlon XP 3200+ (ca. 101 mm²), gestaltet sich die reine CPU-Kühlung recht unkompliziert:

0,76 W/mm² (Athlon XP, Barton)
0,46 W/mm² (Athlon 64)

Hinzu kommt der Heatspreader, welcher den DIE schützt und die Montage ähnlich einfach macht wie bei Intels Pentium 4. Im Prinzip sollten Kühlkörper aus Aluminium mit einem ausreichend starken Lüfter ausreichen, um die Abwärme des CPU-Cores aufzunehmen und zu verteilen. Kupfer wird als Material auch weiterhin eine Rolle spielen, die zwingende Notwendigkeit einer kupfernen Kontaktfläche wie bei den Athlon XP Prozessoren mit Thoroughbred-Core ist jedoch nicht mehr gegeben. AMD schreibt ein maximales Kühlergewicht von 450 Gramm vor, kein Zweifel, daß sich die meisten Hersteller nicht an diese Vorgabe halten werden.

Die Kupferplatte ist nicht zwingend erforderlich

Mit dieser Verstrebung wird der Kühler rückwärtig gekontert

Das eigentliche Problem beginnt in dem Moment, wo wir die Hitze von der CPU ins Gehäuseinnere befördert haben. Leistungsstarke Gehäuselüfter sind vor allem beim Einsatz des Athlon 64 im Zusammenspiel mit schnellen Grafikkarten Pflicht! Konfrontiert mit 90 Watt wird auch so manche Wasserkühlung einen weiteren Radiator oder eine stärkere Durchlüftung des Radiators verlangen. Leise Systeme werden auch weiterhin möglich sein, der Schwerpunkt verlagert sich jedoch zunehmend auf eine ausreichende Wärmeabführung aus dem Gehäuse!

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28.09.2003 by doelf und holger
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Stellen wir uns ein typisches Overclocking-Szenario vor, so wird die 100 Watt-Marke schnell fallen (beim Intel Pentium 4 3.2 GHz sieht es übrigens nicht viel anders aus)! Wenn eine neue CPU auf den Markt kommt, so ist der Spielraum für Übertakter zumeist recht eng. Gerade wenn nur ein einziges hoch getaktetes Modell (momentan existiert vom A64 lediglich der 3200+) verfügbar ist, sind die Chancen auf einen deutlichen Zugewinn gering. Falls AMD auch Athlon 64-Modelle mit niedrigeren Taktraten vorstellen sollte, wären diese gute Kandidaten für 2 bis 2,2 GHz. Bisher scheint sich dieser Wunsch jedoch nicht zu erfüllen.

Unser Athlon 64 3200+ erlaubte bei einen Takt von 10x225 MHz, also 2250 MHz, den Windows-Start, versagte dann jedoch bei Prime95. Besser sah es hingegen bei 10x220 MHz, also 2200 MHz, aus, hier lief Prime95 stabil. Athlon XP, Athlon 64, Athlon 64 FX: Die magische 2,2 GHz Grenze?
Wir haben die Übertaktungstests mit dem ASUS K8V Deluxe durchgeführt.

Die Montage gestaltet sich recht einfach

Wie der Athlon XP, so verfügt auch der Athlon 64 über eine integrierte Temperatur-Diode. Somit ist es den Mainboardherstellern möglich, die Core-Temperatur auszulesen und zu überwachen. Wie die Überwachung und ein eventueller Überhitzungsschutz aussehen, liegt in der Hand der Mainboard-Hersteller.

HyperTransport
Zwischen dem Kapiteln "Prozessoren" und "Chipsätze" möchten wir einige Worte über die Hyper Transport-Architektur verlieren. Der HyperTransport I/O-Bus ist bereits ein alter Bekannter und verknüpft die North- und Southbridge des nForce2-Chipsatzes. Dieser serielle I/O-Bus stellt eine direkte Verbindung zwischen Prozessor und bis zu 31 I/O-Geräten her, jeder I/O-Chip ist hierbei in der Lange, die HyperTransport-Anbindung weiterzuleiten bzw. zu tunneln. Neben der North- und Southbridge des Chipsatzes zählen AGP, PCI und natrürlich auch PCI-Express zu den möglichen I/O-Geräten. HyperTransport besitzt unabhägige Up- und Downstreams, die passend für die angeschlossenen Geräte dimensioniert werden können. Folgende Eckdaten sind hierbei möglich:

Takt: 200 bis 800 MHz
Bus-Breite: 2, 4, 8, 16 oder 32 Bit
Double Data Rate

Hieraus ergibt sich eine maximale Bandbreite von:

800.000.000 Hz (800 MHz) * 2 (DDR) * 32 Bit (Bus) / 8 (Bit in Byte) = 6,4 GB/s

Hierbei wird vereinfacht mit 1000 Byte pro Kilobyte gerechnet. Addiert man nun die unabhägigen Up- und Downstreams, so kommt man auf:

2 * 6,4 GB/s = 12,8 GB/s

Bei seinen 64 Bit-Prozessoren beschränkt sich AMD auf maximal 16 Bit Bus-Breite sowie maximal 800 MHz, somit kann die HyperTransport Anbindung des Athlon 64 und Athlon 64 FX-51 maximal 2 * 3,2 GB/s, also 6,4 GB/s bieten.

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Chipsätze: Northbridge in der CPU
Obwohl AMD von einer CPU-internen Northbridge spricht, wurde nicht der komplette Funktionsumfang der Northbridge in die CPU verlagert sondern "nur" der Speichercontroller. Die AGP-Unterstützung obliegt nach wie vor dem Chipsatz!
Durch die Integration des Speichercontrollers in die CPU bricht die AMD 64-Architektur mit einer alten Tradition, denn bisher war der Speichercontroller die Domäne des Chipsatzes oder besser gesagt der Northbridge. AMDs Ziel ist klar: Die Speicherzugriffe sollen durch kürzere Latenzzeiten optimiert und ein "Umweg" (bzw. eine Fehlerquelle) abgeschafft werden. Dieses Vorgehen ist vergleichbar mit der Integration des ehemals externen Level 2-Caches in den CPU-Kern und verspricht eine deutliche Leistungssteigerung. Zudem steht zu erwarten, daß die Performance der Chipsätze für die AMD 64-Plattform sehr eng beeinander liegen wird - auf dem Sockel A entschied oft genug die Speicherperformance über die Benchmarks und diese liegt nun alleine in der Hand der CPU!
AMD realisiert bei Opteron, Athlon 64FX und Athlon 64 eine 128-Bit breite Anbindung des Speichercontrollers an den eigentlichen Prozessor (intern), extern verfügt der Speichercontroller des Athlon 64 jedoch nur über eine 64-Bit Anbindung an den Arbeitsspeicher während der Athlon 64FX ebenso wie der Opteron 2x 64-Bit, also eine Dual-Channel-Anbindung erhält.

Wie sieht es mit dem Speichertakt aus? Der Athlon 64 unterstützt DDR200, 266, 333 sowie 400 Speicher, hiebei ist der Speichertakt jedoch an den CPU-Takt gekoppelt bzw. der CPU-Takt immer ein Vielfaches des Speichertaktes. Zum Beispiel:

CPU	CPU-Takt	Faktor	RAM-Takt	DDR-Takt
Athlon 64 3200+	2000 MHz	10	200 MHz	DDR400
Athlon 64 3200+	2000 MHz	12	166 MHz	DDR333
Athlon 64 3200+	2000 MHz	15	133 MHz	DDR266
Athlon 64 3200+	2000 MHz	20	100 MHz	DDR200
Athlon 64 FX-51	2200 MHz	11	200 MHz	DDR400
Athlon 64 FX-51	2200 MHz	14	157,14 MHz	DDR314,28
Athlon 64 FX-51	2200 MHz	17	129,41 MHz	DDR258,82
Athlon 64 FX-51	2200 MHz	22	100 MHz	DDR200
Athlon 64M 2200+	800 MHz	4	200 MHz	DDR400
Athlon 64M 2200+	800 MHz	5	160 MHz	DDR320
Athlon 64M 2200+	800 MHz	6	133 MHz	DDR266
Athlon 64M 2200+	800 MHz	8	100 MHz	DDR200

Man sieht deutlich, daß der mögliche Speichertakt der Module nicht immer ganz ausgenutzt wird. AMD geht hier auf Nummer sicher, viele Mainboardhersteller werden jedoch auch andere Optionen für Overcloker und Tuner anbieten. Der mit 800 MHz getaktete Athlon 64M 2200+ wird wahrscheinlich der langsamste Vertreter seiner Familie werden, diese CPU befindet sich in den Testmustern einiger Notebook-Hersteller, die derzeit verschickt werden.

Bleibt noch eine Frage offen: Was ist mit DDR II-Speicher? Dieser wird vom internen Speicherinterface des Athlon 64 nicht unterstützt, wer auf DDR II umsteigen will, braucht somit nicht nur ein neues Mainboard sondern auch eine neue CPU. Es ist zwar theoretisch möglich, einen externen Speichercontroller per HyperTransport anzubinden und über diesen DDR II-Speicher anzusprechen, dieser Umweg dürfte die Performancesteigerung durch den höher getakteten DDR II-Speicher jedoch teilweise oder ganz aufbrauchen und somit nur aus Marketing-Gründen Sinn machen.

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Chipsätze: die externen Chipsätze
Die enge Verwandtschaft der AMD64-CPUs macht es möglich, die gleichen Chipsätze für Athlon 64, 64FX und Opteron - also sowohl auf dem Sockel 754 als auch auf den Sockel 940 und 939 - zu nutzen. Durch den Wegfall des Speichercontrollers wurde die Northbridge zum AGP-Controller degradiert und sollte nun deutlich weniger Wärme abgeben - wer hier noch aktiv kühlt, ist definitiv ein Blender!
In der Vergangenheit haben wir einige Ein-Chip-Lösungen gesehen, diese Strategie bietet sich auch für die AMD64-Architektur an. Ein Vorteil sind geringere Kosten für die Chip-Herstellung sowie das Mainboard-Layout, ein Nachteil ist jedoch der Umstand, daß man bereits fertige Southbridges, die auch auf anderen Plattformen eingesetzt werden, nicht weiterverwenden kann.

AGP-Controller	Southbridge	Chipsatzverbindung	Grafik	S-ATA/RAID
ALi M1687	ALi M1563	Hypertransport, 1.6 GB/s	nein	nein
ALi M1688	ALi M1563	Hypertransport, 1.6 GB/s	ja	nein
ALi M1689	Singlechip	unbekannt	nein	???
AMD 8151	AMD 8111	Hypertransport, 1.6 GB/s	nein	nein
ATi RX380	???	???	nein	???
ATi RS380	???	???	ja	???
Nvidia nForce3	Singlechip	unbekannt	nein	???
SiS 755	SiS 963L	MuTIOL 1 GB/s	nein	nein
SiS 755	SiS 964	MuTIOL 1 GB/s	nein	ja
SiS 760	SiS 963L	MuTIOL 1 GB/s	ja	nein
SiS 760	SiS 964	MuTIOL 1 GB/s	ja	ja
VIA K8T800	VT8237	V-Link 533 MB/s	nein	ja
VIA K8M800	VT8237	V-Link 533 MB/s	ja	ja

ALi bzw. ULi zeigt sich optimistisch: Da der Markt für Pentium 4-Chipsätze bereits sehr voll ist und die Gewinne schrumpfen, setzt man auf den AMD Athlon64. Die M1563-Southbridge bietet hierbei nur Standardkost, von S-ATA/RAID oder Firewire fehlt jede Spur. Bei der Anbindung von North- und Southbridge setzt man sinniger Weise auf AMDs Hypertransport mit satten 1.6 GB/s. Die gleiche Anbindung finden wir sonst nur bei AMDs 8000er Chipsatz, da ist es nicht verwunderlich, daß hinter den Kulissen von einer engen Zusammenarbeit zwischen ALi und AMD bei der Entwicklung des M1687-Chipsatzes die Rede ist.

Spannender erscheint jedoch der M1689, welcher Ende 2003 als Singlechip-Lösung die Mainboards erobern soll. Die Chancen hierfür stehen gut, denn dies würde die Kosten der Mainboardhersteller senken. Weiterhin stellt man uns auch die M1688-Northbridge in Aussicht, die einen Grafikcore an Board hat. Von der 3D-Leistung erwarten wir allerdings nicht viel, hierbei wird es sich um eine preiswerte Lösung für Bürorechner handeln.

AMDs 8000er Chipsatz besteht aus der AMD 8151 Northbridge, der AMD 8111 Southbridge sowie dem AMD-8151 AGP3.0 Graphics Tunnel, die Verbindung wurde - wie gesagt - per Hypertransport mit 1.6 GB/s realisiert. Dieser Chipsatz kam auf den Markt, um den Opteron-Prozessoren einen passenden Untersatz zu bieten und wird im Consumer-Bereich wohl keinen Platz finden.

ATis RX380 und RS380 sind zwei weitere Chipsatzkandidaten, viel ist allerdings noch nicht über sie bekannt. Der RS380 kommt mit einem Grafikcore, der zumindest DirectX 8.1 unterstützen wird. Derzeit scheint ATi jedoch mehr Arbeit in seine Dual-Channel Chipsätze für Intels Pentium 4 zu stecken, nachdem erste Versuche, auf diesem Markt Fuss zu fassen, keinen großen Erfolg brachten.

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Review: AMD Athlon 64 3200+, MSI K8T Neo, VIA K8T800 - 9/15
28.09.2003 by doelf und holger
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Auch NVIDIA zahl im Chipsatz-Sektor noch Lehrgeld: Der nForce3 wurde im Vergleich zum nForce2 um Dolby-Digital-Sound sowie Firewire beschnitten, zudem scheint S-ATA/RAID noch nicht zu funktionieren, denn die Mainboardhersteller setzen auf fremde Chips, um diese Anschlüsse zu realisieren.

Kommen wir zu SiS: Hier wird es ebenfalls eine Variante mit (SiS 760) und eine ohne integrierte Grafikeinheit (SiS 755) geben. Zudem stehen zwei Southbridges zur Auswahl, die SiS 963L für preiswerte Mainboards sowie die SiS 964, die auch S-ATA RAID bieten soll.

Wie VIA, so vertraut auch SiS bei der Anbindung von North- und Southbridge auf erprobte Technik - im Falle von SiS ist dies die MuTIOL-Anbindung mit 1 GB/s. Der Grund hierfür liegt auf der Hand: sowohl VIA als auch SiS verwenden Southbridges, die bereits auf anderen Plattformen (Sockel A, Sockel 478) eingesetzt werden.

Bleibt noch VIA: Wie angedeutet, wird VIA auf die V-Link Anbindung mit 533 MB/s zurückgreifen und die moderne VT8237 Southbridge verwenden, die S-ATA/RAID bietet. Neben dem K8M800-Chipsatz mit integrierter Grafikeinheit wird es auch einen Notebook-Chipsatz geben.

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Das Testsystem
Wir haben unsere Tests mit einem AMD Athlon 64 3200+ durchgeführt, dies ist die auf den Consumer-Markt ausgerichtete Sockel 754-Varinate der CPU. Als Mainboard kam ein MSI K8T Neo mit VIAs K8T800 Chipset zum Einsatz:

Das MSI K8T Neo

Der VIA K8T800 verwendet die VT8237 Southbridge, die wir bereits vom VIA KT600 Chipsatz her kennen. Dieser hoch integrierte Chip beherrscht Serial-ATA RAID und gehört neben Intels ICH5-R zu den modernsten Southbridges am Markt:

VIAs K8T800-Chipsatz mit VT8237 Southbridge

Das nächste Bild ist eine Boot-Meldung des ASUS K8V Deluxe:

Praktisch: die Chipsatz-Revisonen meldet das BIOS

Wir haben das ASUS K8V Deluxe als Kontroll-Plattform benutzt, um unsere Benchmarks zu validieren. Beide Mainboards werden in Kürze im Rahmen eines ausführlichen Testberichtes behandelt werden.

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	BAPCO SYSmark2002	Internet Content Creation	Office Productivity
Pentium4 3.2 GHz Intel D875PBZ	349	469	260
Pentium4 3.0 GHz Intel D875PBZ	322	431	241
AMD Athlon64 3200+ MSI K8T Neo	294	370	234
AMD Athlon XP 3200+ Asus A7N8X	273	340	220

Die Ergebnisse des bliebten Sysmark 2003 sollte man diesmal nicht überbewerten: Dem Video-Encoding durch den Windows Media Encoder wird mit 30% des Gesamtergebnisses erhebliches Gewicht geschenkt. Gegen die Gewichtung alleine kann wenig eingewendet werden, alleine die Verwendung der betagten Version des Media Encoders in Form der Version 7.1 muss kritisiert werden. Durch diese Version wird die SSE sowie die SSE2-Einheit der AMD CPUs nicht unterstützt. Ein von uns durchgeführtes Update auf den Media Encoder 9 brachte indessen keine Abhilfe: Nach dem eigenmächtigen Patch wollte Sysmark seine Arbeit nicht mehr aufnehmen.
Trotzdem wollen wir euch die Ergebnisse nicht vorenthalten, zeigen sie doch wie sehr die real-life-Performance von der eingesetzten Software abhängig ist. Anders ausgedrückt: Was nützt mich ein schneller Hardware-Untersatz, wenn die eingesetzte Software nicht mitspielt.
Die Performance-Steigerung des Athlon 64 im Vergleich zum alten Sockel-A zeigt, dass der Neuling Potential hat, schließlich taktet er ganze 200 MHz langsamer - mehr sagt dieser Benchmark diesmal nicht aus.

	MAGIX mp3 maker platinum (Patch 3.03d)
Pentium4 3.2 GHz Intel D875PBZ mit HT	47,73
Pentium4 3.0 GHz Intel D875PBZ mit HT	45,39
AMD Athlon64 3200+ MSI K8T Neo	36,96
AMD Athlon XP 3200+ Asus A7N8X	32,25

Ob die SSE2-Einheit diesmal korrekt erkannt wird, können wir nicht sagen. Da es sich bei den obigen Werten um X-fache Steigerungen handelt, erscheint der Performancevorsprung des A64 nicht alleine aus dem integrierten Speichercontroller zu resultieren. Da der A64 im Vergleich zum P4 3.2 GHz mit 1.2 GHz weniger auskommen muss, arbeitet die SSE2-Einheit demnach ebenfalls erheblich langsamer - zumindest dann, wenn wir unterstellen, dass diese korrekt angesprochen wird. Weiterhin dürfen wir nicht vergessen, dass bei Encoding-Aufgaben Hyper-Threading sehr gute Ergebnisse liefert, von daher scheint dieser Benchmark verlässliche Werte zu produzieren.

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Sandra Max3	Dhrystone	Whetstone	INT/SSE	FPU/SSE	Mem/INT	Mem/FPU
Pentium4 3.2 GHz Intel D875PBZ mit HT	9881	2749/6082	14714	23307	4766	4760
Pentium4 3.0 GHz Intel D875PBZ mit HT	9350	2583/5764	13779	21913	4710	4724
AMD Athlon64 3200+ MSI K8T Neo	8191	3017/4183	11243	12355	3016	3015
AMD Athlon XP 3200+ Asus A7N8X	8261	3168	11869	13014	2842	2665

Der Athlon 64 3200+ geht bei SiSoft Sandra MAX3 baden, dies ist aber nur allzu verständlich:
Die CPU-Performance verliert der Athlon 64 3200+, da der Athlon XP 3200+ 200 MHz mehr realen CPU-Takt zu bieten hat, die Speicherperformance verliert er gegen den Pentium 4, da dieser im Zusammenspiel mit dem Canterwood-Chipsatz auf ein Dual-Channel-Speicherinterface zurückgreifen kann. Spannender ist da schon der Vergleich zum Athlon XP mit NVIDIAs nForce2 400 Ultra Chipsatz: Trotz Dual-Channel-Betrieb verliert der Sockel A-Prozessor deutlich, der integrierte Memory-Controller des Athlon 64 macht sich also voll und ganz bezahlt!

FutureMark	PCMark2002/CPU	PCMark2002/MEM	3DMark2001SE
Pentium4 3.2 GHz Intel D875PBZ mit HT	7918	9129	14994
Pentium4 3.0 GHz Intel D875PBZ mit HT	7432	8979	14735
AMD Athlon64 3200+ MSI K8T Neo	6520	8365	15677
AMD Athlon XP 3200+ Asus A7N8X	6763	5918	14158

PCMark scheint die Leistung des Memory-Controllers ein wenig zu übertreiben, hier erreicht der Neuling beinahe das Niveau einer zweikanaligen P4-Canterwood-Plattform, die auf eine Bandbreite von 6.4 GB/s kommt - jedenfalls in der Theorie. Die CPU-Wertung muss der A64 wegen des niedrigeren CPU-Taktes erneut an den Athlon XP verlieren.
Unter 3DMark2001SE erreicht der Neuling traumhafte Werte, von denen selbst der potente Pentium4 nur träumen kann - ein Vorsprung von rund 680 Punkten ist nicht weg zu diskutieren.

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OpenGL & DirectX	Codecreatures 1024x768x32	Cinebench Shading	Cinebench Raytrace Single CPU	Cinebench Raytrace Multi CPU
AMD Athlon64 3200+ MSI K8T Neo	32,4 fps 11,6 Mio	26,68	34,10	-
Pentium4 3.2 GHz Intel D875PBZ mit HT	31 fps 11 Mio	27,92	32,72	37,50 MP-Faktor: 1.15
Pentium4 3.0 GHz Intel D875PBZ mit HT	30,7 fps 10,8 Mio	26,21	30,96	35,32 MP-Faktor: 1.14
AMD Athlon XP 3200+ Asus A7N8X	32,1 fps 11,5 Mio	24,19	30,67	-

OpenGL & DirectX	Vulpine GL 1024x768x32	Quake III Timedemo 1	UT Flyby 1024*758	UT Botmatch 1024*768
AMD Athlon64 3200+ MSI K8T Neo	102,8	346,2	188,62	96,81
Pentium4 3.2 GHz Intel D875PBZ mit HT	101,2	294,6	185,90	74,99
Pentium4 3.0 GHz Intel D875PBZ mit HT	100,2	291,2	184,23	71,82
AMD Athlon XP 3200+ Asus A7N8X	100,4	258,4	180,43	75,66

Wer hätte das gedacht: Alle (!) Spielebenchmarks gehen uneingeschränkt an den A64, da hat der Pentium 4 keine Chance; insbesondere die Quake III-Paradedisziplin des P4 wird vom A64 mit einem Vorsprung von 50 fps gewonnen!
Das Cinebench-Kapitel gewinnt der Pentium 4 - nicht zuletzt aufgrund von Hyper-Threading - mit einem klaren Vorsprung; da nutzen dem A64 selbst seine hervorragenden 34.10 Punkte in der Single-CPU-Wertung wenig.

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Video	TMPEG mit Hyper Threading
Pentium4 3.2 GHz Intel D875PBZ Multi Threaded	50,34 fps
Pentium4 3.0 GHz Intel D875PBZ Multi Threaded	47,76 fps
AMD Athlon64 3200+ MSI K8T Neo	41,66 fps
Pentium4 3.2 GHz Intel D875PBZ Single Threaded	41,44 fps
AMD Athlon XP 3200+ Asus A7N8X	40.32 fps
Pentium4 3.0 GHz Intel D875PBZ Single Threaded	39,27 fps

Video	Mainconcept 1.3.1 AVI-to-MPEG Converter
Pentium4 3.2 GHz Intel D875PBZ, HT	1633 Sekunden
AMD Athlon64 3200+ MSI K8T Neo	1690 Sekunden
Pentium4 3.0 GHz Intel D875PBZ, HT	1729 Sekunden
AMD Athlon XP 3200+ Asus A7N8X	1906 Sekunden

Encoding-Applikationen sind nicht die Domäne des A64: Hier fehlt es an Taktfrequenz, wodurch die SSE2-Einheit nicht so richtig in Fahrt kommen will sowie am Performance-trächtigen Hyper-Threading-Feature. Derjenige, der seinen Rechner oft mit dieser Software-Gattung füttert, ist eindeutig besser mit dem Intel-Vertreter bedient.

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Fazit
Der Athlon 64 soll AMD in eine bessere, soll heißen, bilanztechnisch tiefschwarze Zukunft führen. Dass der Neuling seine Sache augenscheinlich nicht schlecht macht, belegen die Benchmarkwerte: Der A64 gewinnt ausnahmslos jeden Spielebenchmark! Und dies, obwohl die Taktfrequenz momentan auf einem bescheidenen Niveau von 2000 MHz liegt. Schafft es AMD endlich die Taktrate rasch zu steigern, könnte AMD sich weiter vom Mitbewerber absetzen.
Auf der anderen Seite präsentiert sich der Penitium 4 mit dem Performance-Hammer "Hyper-Threading", der den Intel-Sprössling bei Encoding-Benchmarks mit deutlichem Abstand an die Spitze katapulitiert. Darüber hinaus kann Intel eine ausgereifte Infrastruktur in Form von eigenen Chipsäzten, eine große Anzahl stabiler und schneller Mainboards (auch aus hauseigener Fertigung!) sowie entsprechend (SSE/SSE2) optimierte Software vorweisen.
Der AMD-User muss indessen auf ein lauffähiges 64-Bit Windows hoffen, um den Nachbrenner des Neulings zünden zu können. Leider wird allzu oft vergessen, dass nur dann ein spürbarer Performance-Schub zu erwarten ist, wenn auch die übrigen Applikationen entsprechend portiert wurden. Die Zeit in der Software-Industrie schlägt jedoch einen langsameren Takt als der in der Hardware-Industrie.

Nun ist auch klar, warum AMD den Athlon 64 FX-51 als einzige CPU an die Tester verschickte: Der Athlon 64 3200+ ist zwar eine vielversprechende CPU, doch leider ist er nicht der von vielen erhoffte Überflieger! Dazu hätte er einen höheren Takt sowie einen Dual-Channel-Speicher-Controller gebraucht - und dies bietet der Athlon 64 FX-51!

Betrachten wir also das Preis/Leistungs-Verhältnis: Im Vergleich zum Intel Pentium 4 3.2 GHz, der für etwa 650 Euro zu haben ist, kann sich der Preis des Athlon 64 3200+ mit ca. 500 Euro durchaus sehen lassen. Betrachtet man den Leistungs-Vorsprung in Sachen Spiele-Benchmarks, so ist der Preis im Vergleich zum Athlon XP 3200+ (ab 350 Euro) ebenfalls noch angemessen. Wer viel Leistung für wenig Geld haben will bzw. aus der großen AMD-Overclocker-Gemeinde kommt, wird sowieso zu einem Athlon XP 2500+ greifen, der weniger als 100 Euro kostet und sich zumeist bis 2300 MHz übertakten läßt.

Unser erste Eindruck des Athlon 64 3200+, des VIA K8T800 und des MSI K8T NEO ist angesichts des sehr frühen Testzeitpunktes gut. Unser Mainboard war ein Pre-Production Sample und hatte erwartungsgemäß einige Probleme bezüglich der Speicherkompatibilität. Dennoch verrichteten Mainboard und Chipsatz ihre Arbeit weitgehend problemlos. Der Athlon 64 3200+ erwies sich auch in einer 32-Bit Umgebung als schnelle und innovative CPU, die mit einer entsprechend hohen Taktung zu einem Überflieger werden könnte. Die erhoffte Revolution mag zwar ausgeblieben sein, einen deutlichen Evolutionssprung hat AMD jedoch gemacht. Derzeit können sowohl Intel- als auch AMD-Jünger mit Recht behaupten, ihre CPU sei die bessere. Es kommt einfach immer auf den (Software-)Standpunkt und den Geldbeutel an.

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