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AMDs Fusion-APUs: Alles über Bobcat, Bulldozer, Llano & Co

Autor: doelf - veröffentlicht am 24.08.2010 - UPDATE: 10.11.2010
s.3/6

Der Bobcat-Kern (Ontario und Zacate) #2
Die Pipeline des Atom ist mit 16 Stationen recht lang, beim Core 2 Duo hatte sich Intel noch mit 14 Stufen begnügt. AMDs Bobcat liegt mit seiner 15-stufigen Pipeline genau dazwischen. Sollte sich die Sprungvorhersage irren, gibt es sowohl beim Atom als auch beim Bobcat 13 Straf-Zyklen. Wie die Out-of-order Execution steigert auch eine aufwändige Spungvorhersage den Stromverbrauch, dennoch hat AMD beim Bobcat eine solche integriert.


Bobcats Pipeline; Quelle: AMD - Fotostrecke mit weiteren und größeren Fotos...

Der Dekoder kann pro Takt zwei x86-Befehle verarbeiten und rund 89 Prozent der Instruktionen in eine microOp umwandlen. Weitere 10 Prozent der Befehle werden in zwei microOps verpackt und weniger als ein Prozent bedarf eines größeren Aufwands. Die Integer-Einheit besitzt zwei unabhängige Dual-Port-Scheduler. Während einer die beiden ALUs füttert, versorgt der zweite die beiden Adressgenerierungseinheiten (Laden und Speichern).

Bei der Gleitkommaeinheit versorgt ein Dual-Port-Scheduler die beiden 64 Bit FPUs. Die FPUs besitzen jeweils MMX- und Logik-Einheiten, doch während eine für die Additionen zuständig ist, kümmert sich die zweite um Multiplikationen. Beide FPUs können zwei 32-Bit-Berechnungen (Single Precision) in einem Takt verarbeiten. AMD verzichtet sowohl bei der Integer- als auch bei der Gleitkomma-Einheit auf dynamisches Register Renaming und verwendet stattdessen physikalische Register Files. Jedem architektonischen Register wird somit ein fester Eintrag der physikalische Register Files zugeordnet, was die CPU vereinfacht und den Stromverbrauch reduziert.


Bobcat Funktionsdiagramm; Quelle: AMD - Fotostrecke mit weiteren und größeren Fotos...

Die L1-Caches für Daten und Befehle wurden beim Bobcat im Vergleich zum aktuellen K10 auf 32 KByte halbiert. Wie sehr sich dieser Einschnitt auf die Performance des neuen Kerns auswirken wird, ist allerdings nur schwer abzuschätzen. Der L2-Cache fasst 512 KByte und arbeitet anscheinend nur mit dem halben CPU-Takt, wodurch der Stromverbrauch reduziert wird. Wie in dieser Leistungsklasse nicht anders zu erwarten, wird AMD bei aus Bobcat-Kernen zusammengesetzten Prozessoren auf eine dritte Cache-Ebene verzichten.


Ontario-CPU; Quelle: AMD - Fotostrecke mit weiteren und größeren Fotos...

Was die Befehlssatzerweiterungen betrifft, ist der Bobcat gut aufgestellt: Wie die aktualisierten Unterlagen verraten, beherrscht die CPU neben AMDs 64-Bit Befehlssatz die SIMD-Erweiterungen SSE1, SSE2, SSE3, SSSE3 und SSE4A sowie AMDs Virtualisierungs-Technologie. 3Dnow! wurde hingegen in die wohlverdiente Rente geschickt. Intel enthält den meisten Atom-Prozessoren die Virtualisierung vor und unterstützt die SIMD-Erweiterungen lediglich bis SSSE3. Und während die Atom-CPUs der Baureihe Z5xx die Virtualisierung bieten, fehlt ihnen die 64-Bit-Unterstützung.

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