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Neu von MSI

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

Autor: doelf - veröffentlicht am 24.08.2010 - UPDATE: 10.11.2010
s.4/6

Der Bulldozer-Kern (Zambezi, Valencia und Interlagos) #1
Für viele unserer Leser sicherlich noch etwas spannender ist der Bulldozer-Kern, dessen Einsatzgebiet im Jahr 2011 von Desktop-PCs (Zambezi) über Workstations bis zum Server (Valencia und Interlagos) reichen wird. Im Jahr 2012 soll eine überarbeitete Version des Bulldozer in Kombination mit einen DirectX-11-fähigen Grafikkern dann auch in leistungsstarken Notebooks (Trinity) Einzug halten. Beim Bulldozer handelt es sich laut AMD um ein komplett neues Design und nicht etwa um einen weiteren Abkömmling der K7-K8-K10-Reihe. Dass es sich auch beim Bulldozer um einen Out-of-order-Kern handelt, brauchen wir vermutlich nicht zu betonen.


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

Bevor wir mit unserer Betrachtung beginnen, sollten wir in Bezug auf AMDs Bulldozer den Terminus "Kern" in "Modul" ändern, denn der Bulldozer ist keinesfalls ein traditioneller Kern, welcher jeweils eine Recheneinheit für Ganzzahlen und Gleitkommazahlen umfasst. Es handelt sich vielmehr um ein Modul, welches sich aus zwei Integer-Einheiten und einer Gleitkomma-Einheit zusammensetzt. AMD hat folglich zwei Kerne miteinander verschmolzen und verspricht ca. 80 Prozent der Leistung zweier eigenständiger Kerne bei deutlich weniger Grundfläche und stark reduziertem Stromverbrauch. Doch um AMDs Konzept zu verstehen, muss man sich zunächst die heutigen Umsetzungen zur zeitgleichen Verarbeitung mehrerer Threads ansehen.


Bulldozer Schema; Quelle: AMD - Fotostrecke mit weiteren und größeren Fotos...

Sowohl AMD als auch Intel setzen auf mehrere Kerne (CMP, grünes Schild). Jeder Thread läuft auf einem eigenen, vollständigen Kern, was zwar eine sehr hohe Leistung ermöglicht, zugleich aber auch viel Grundfläche benötigt und sowohl die Herstellungskosten als auch den Stromverbrauch erhöht. Die Ressourcen der einzelnen Kerne werden bei CMP zudem nicht sonderlich gut ausgelastet.


Aktuelle Lösungen; Quelle: AMD - Fotostrecke mit weiteren und größeren Fotos...

Intels HyperThreading (SMT, blaues Schild) verbessert die Auslastung der Kerne, indem jedem Kern zwei Threads vorgesetzt werden. Um eine teilweise parallele Verarbeitung zu ermöglichen, hat Intel einige Einheiten verdoppelt, die Transistorenzahl steigt dabei allerdings um weniger als zehn Prozent. Da die Threads an etlichen Stellen um die nur einmal vorhandenen Ressourcen konkurrieren, erreichen wir mit SMT selbst in synthetischen Messungen nur Steigerungen von bis zu zwanzig Prozent, in der Praxis laufen einige Programme sogar langsamer. SMT kann also niemals einen vollwertigen Kern ersetzen, sondern soll lediglich die Auslastung der vorhandenen Ressourcen verbessern.


Bulldozer vs SMT; Quelle: AMD - Fotostrecke mit weiteren und größeren Fotos...

AMDs Bulldozer denkt die beiden heutigen Umsetzungen weiter und versucht den Spagat zwischen einer optimalen Auslastung aller Ressourcen und eine möglichst hohen Rechenleistung. Da die Mehrzahl der Operationen - laut AMD ca. 80 Prozent - Ganzzahlen betreffen, wurde lediglich die Integer-Einheit inklusive Scheduler und L1-Daten-Cache verdoppelt. Hierdurch wächst die Grundfläche des Moduls um ca. 12 Prozent. Für das Betriebssystem besteht ein solches Bulldozer-Modul aus zwei logischen Kernen.

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