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Preview: AMDs Spider Plattform mit dem Phenom Prozessor - 1/3
19.11.2007 by doelf; UPDATE: 26.11.2007
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UPDATE: 26.11.2007
Seit der Vorstellung von AMDs Spider Plattform inklusive Phenom Prozessor ist eine Woche ins Land gezogen, es ist daher an der Zeit, ein erstes Fazit zu ziehen. AMD konnte bei seinen neuen Prozessoren auf Basis der K10 Architektur die Leistung pro MHz zwar deutlich verbessern, doch trotz technischer Raffinessen - wie z.B. dem ersten echten Vierkern-Design und dem integrieten Speicher-Controller - zeigen sich Anwender und Anleger gleichermaßen enttäuscht. Zum einen verhindert derzeit ein Fehler im Chip höhere Taktraten, zum anderen liegt Intels Core 2 Quad, wie erste Tests ergeben haben, sowohl bei der Leistung pro MHz als auch bei der Leistung pro Watt vor dem K10. Ein Blick auf AMDs Aktienkurs beim New York Stock Exchange zeigt einen stetigen Abfall seit der Vorstellung der Spider Plattform am 19. November 2007. In der dem Launch vorrausgegangenen Woche wurden AMDs Aktien noch mit 12,50 bis 12,66 US-Dollar gehandelt, heute, am 26. November, pendeln sie sich nach einem zwischenzeitlichen Tiefststand von 10,37 US-Dollar bei 10,41 US-Dollar ein. Insbesondere am Dienstag nach der Vorstellung wurden zahlreiche AMD Aktien verkauft, wodurch der Kurs in Rutschen geriet.

Was dem Phenom Prozessor derzeit fehlt, ist eine ausreichend hohe Taktrate. Statt wie angekündigt mit 2,4 GHz, arbeitet die derzeit schnellste Version Phenom 9600 lediglich mit 2,3 GHz, während Intels Core 2 Extreme QX9650 bereits 3,0 GHz erreicht und zudem mehr Leistung pro MHz bietet. Für den Phenom 9500 und 9600 hat AMD die Preise in letzter Sekunde nach unten korrigiert: Der mit 2,3 GHz getaktete Phenom 9600 kostet laut AMD 283 US-Dollar, dies entspricht zur Zeit 192 Euro. Für den Phenom 9500, welcher mit 2,2 GHz taktet, veranschlagt AMD 251 US-Dollar, umgerechnet sind dies 170 Euro. Im Handel werden beide Prozessoren aktuell ca. 40 bis 50 Euro teurer angeboten, damit liegt ihr Preis deutlich über dem des Intel Core 2 Quad Q6600, der bereits unter 200 Euro zu finden ist und der in Leistungstests zumeist besser abschneidet.

Ein Grund für den vorläufigen Verzicht auf schnellere Modelle ist ein Fehler, der sich anscheinend insbesondere bei höheren Taktraten und steigender Abwärme zeigt. Wie Dave Everitt von AMD erklärte, kann dieser Fehler das System zu Einfrieren bringen, allerdings konnte das Problem bisher nur unter Laborbedingungen reproduziert werden. Eine neues CPU-Stepping mit der Kennung "B3" soll das Problem in Kürze beheben, doch der 2,4 GHz schnelle Phenom 9700 wird wohl nicht vor dem ersten Quartal 2008 auf den Markt kommen. Intel wird bis dahin seine 45 nm Baureihe im Desktop-Segment deutlich ausgebaut und zugleich die Taktrate auf 3,2 GHz angehoben haben. Statt des Phenom 9700 soll vor Weihnachten noch eine Black Edition des Phenom 9600 erscheinen, deren Multiplikator freigeschaltet ist - so kann sich der Benutzer zumindest auf eigenes Risiko an 2,4 GHz versuchen.

AMD weist gerne darauf hin, dass beim Stromverbrauch nicht nur der Prozessor betrachtet werden darf. Verständlich, denn während bei den Texanern der Speichercontroller in der CPU sitzt und somit in die TDP miteinfließt, platziert Intel diesem im Chipsatz. Im Test von Anandtech finden sich Stromverbrauchsmessungen der kompletten Testsysteme, welche dennoch zu Gunsten Intels ausgehen. Ohne Last verbrauchte das Phenom 9700 basierende Testsystem nur 8 Watt mehr als die Plattform mit Intels Core 2 Quad Q6600, unter Last sehen wir hingegen einen Vorteil von 29 Watt zugunsten der Intel Plattform. Da der Phenom 9700 bei gleicher Taktrate weniger Rechenleistung bringt und dennoch mehr Strom verbraucht, kann Intel ausgerechnet in AMDs Lieblingsdisziplin "Leistung pro Watt" deutlich punkten.

Ein weiteres Problem besteht darin, dass AMD vorerst nur zwei Quad-Core Modelle des K10 für das Desktop-Segment anbieten kann, Varianten mit zwei oder drei Kernen werden erst für das zweite Quartal 2008 erwartet. Insbesondere Spiele, aber auch die Mehrzahl der aktuellen Anwendungen, können aus vier Kernen gar keinen oder zumindest keinen deutlichen Leistungsgewinn ziehen. Daher ist eine höher getaktete CPU mit nur zwei Kernen für den Heimgebrauch zumeist die bessere Wahl. Es ist dem K10 leider nicht gelungen, neue Akzente zu setzen. AMD muss diese Architektur nun so schnell wie möglich auf eine konkurrenzfähige Taktrate hieven und zugleich den Stromverbrauch senken, um mit dem Phenom und dessen Server-Pendant Barcelona Geld verdienen zu können.




AMDs Spider Platform
Bis zum Sommer 2006 befanden sich AMD und Intel in Hinblick auf die Rechenleistung ihrer Mikroprozessoren auf Augenhöhe, im Desktop- und Server-Segment konnte AMD zudem mehr Leistung pro Watt erbringen. Dann stellte Intel seine Core Mikroarchitektur vor und die Preise für Intels Netburst Prozessoren sowie AMDs Athlon Baureihe fielen beinahe ins Bodenlose. Doch nicht nur die Rechenleistung der Core Mikroarchitektur war den Produkten der Texaner klar überlegen, auch in Hinblick auf Leistung pro Watt hatte Intel seine Hausaufgaben gemacht und konnte sich auch hier im mittleren und oberen Preissegment von AMD absetzen. Weder der Wechsel zum Sockel AM2 mit DDR2-Speicher noch der Die-Shrink auf 65 nm konnte aus der K8-Architektur neue Leistungsreserven herauskitzeln. Die Prozessoren der Texaner wurden zwar sparsamer, doch für seine Top-Modelle griff AMD bis zuletzt auf die betagte 90 nm Fertigung zurück, da man für 65 nm Prozessoren mit 1 MByte Level 2 Cache pro Kern erst gar keine Masken hatte anfertigen lassen. Da leichte Taktsteigerungen im immer weiter verbesserten 90 nm Fertigungsprozess nicht ausreichten, um den Leistungsvorteil der Core Mikroarchitektur auszugleichen, musste AMD seine Marktanteile mit drastischen Preissenkungen verteidigen. So rutschten nach und nach alle Athlon-Modelle unter die Marke von 200 Euro und die Quartalsergebnisse in den tiefroten Bereich. Dass AMD ausgerechnet zu Beginn dieser Durststrecke den kanadischen Grafikspezialisten ATi übernahm und dafür auf Fremdkapital zurückgreifen musste, ist für uns bis heute unverständlich.

Am 10. September 2007 stand nun auch bei AMD der Generationswechsel an und mit dem Barcelona wurde der erste Prozessor auf Basis der K10 Architektur vorgestellt. Diese vierkernige CPU aus der Opteron Baureihe ist allerdings nur für Workstations und Server gedacht, für das Desktop-Segment hat AMD die Phenom Prozessoren vorgesehen, welche heute offiziell vorgestellt werden. AMD hat, wie zuvor auch Intel bei den Core Mikroprozessoren, die Gleitkomma-/SSE-Einheiten auf eine Breite von 128 Bit ausgebaut, das Energiemanagement verbessert und, hier hat Intel derzeit das Nachsehen, ein echtes Quad-Core Design umgesetzt. Während Intel zwei Dual-Core Prozessoren auf einer Platine verbaut, fertigt AMD komplette Quad-Core Kerne, die auf einen gemeinsamen Level 3 Cache zugreifen können. Bei Intels aktueller Quad-Core Generation, dies gilt auch für die neuen 45 nm Penryn Modelle, teilen sich je zwei Kerne einen gemeinsamen Level 2 Cache, während der Austausch mit den beiden anderen Kernen über den Frontsidebus stattfinden muss. Was AMDs K10 Architektur beim Start des Barcelona noch fehlte, war eine zu Intels Angeboten vergleichbare Taktrate. Obwohl die Barcelona Prozessoren in Bezug auf ihre Rechenleistung pro MHz mit Intels Angeboten problemlos mithalten können, erlaubt die Taktung zwischen 1,7 und 2,0 GHz keine neuen Bestleistungen. Intels Xeon MP mit Tigerton Kern wurde zum damaligen Zeitpunkt bereits mit 2,93 GHz angeboten und mit der Vorstellung seiner 45 nm Penryn Prozessoren konnte Intel die Taktschraube sogar auf 3,20 GHz anziehen.

Der Phenom Prozessor #1
Kommen wir nun zurück zum Desktop-Segement und AMDs Spider-Plattform. Diese Plattform besteht aus den am vergangenen Donnerstag vorgestellten Radeon HD 3850 und HD 3870 Grafikprozessoren, der AMD 7xx Chipsatzserie und den neuen Phenom Prozessoren. Fassen wir kurz die Verbesserungen, welche der Phenom gegenüber seinem Vorgänger Athlon 64 X2 bietet, zusammen:

  1. Echtes Vierkern-Design mit einem gemeinsamen L3-Cache für alle Kerne
  2. 128-Bit breite Gleitkomma-/SSE-Einheiten
  3. Verbesserte Sprungvorhersagen
  4. Integrierter Speichercontroller mit DDR2-1066 Unterstützung
  5. Cool'n'Quiet Technology 2.0 verbessert die Energieeffizienz
  6. HyperTransport 3.0 Anbindung mit einer Bandweite von bis zu 16.0 GB/s

AMD verzichtet vorerst auf den teuren DDR3-Speicher und setzt weiterhin auf den DDR2-Standard. Neben DDR2-800 wird nun auch DDR2-1066 offiziell unterstützt, wobei diese Geschwindigkeitsstufe von der JEDEC noch nicht spezifiziert wurde und die aktuellen DDR2-1066 Module außerhalb der erlaubten Spannung arbeiten (zumeist mit 2,0 bis 2,3 Volt). Mit DDR2-1066 erhöht AMD die Speicherbandweite von 6,4 GB/s auf 8,5 GB/s, nach unseren Informationen können im DDR2-1066 Betrieb allerdings nur zwei Speicherriegel, einer pro Kanal, verwendet werden. AMDs größter Vorteil bei den Speicherzugriffen ist jedoch auch weiterhin der integrierte Speicher-Controller, welcher Intels Chipsatzlösung deutlich überlegen ist: Da bei Intels Core Mikroarchitektur die Bandweite des Speichers zumeist größer ist als die des Frontsidebus, kann das Potential der teuren DDR3-Module gar nicht vollständig ausgeschöpft werden.

Eine weitere Neuerung betrifft den Takt des Arbeitsspeichers. Dieser war bei AMDs K8 vom Prozessortakt abhängig, so dass nicht immer der volle Speichertakt erreicht werden konnte. Beim Phenom hat AMD nun einen anderen Weg gewählt und wird die jeweiligen Taktstufen wieder voll ausnutzen. AMD stellt jedem Kern 512 KByte L2-Cache zur Verfügung, alle vier Kerne können zudem auf einen gemeinsamen, 2 MByte großen L3-Cache zugreifen. Hier hat AMD einen weiteren Architekturvorteil, denn bei Intels "doppelten Dual-Core" liegen Daten mitunter doppelt in den beiden L2-Caches vor oder müssen zunächst über den Frontsidebus aus dem Arbeitsspeicher geholt werden. Den deutlichsten Leistungsschub sollten allerdings die 128-Bit breiten Gleitkomma-/SSE-Einheiten bringen, da die für solche Operationen benötigte Rechenzeit halbiert werden konnte.

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Der Phenom Prozessor #2
Dank der 128-Bit breiten Gleitkomma-/SSE-Einheiten, des integrieten Speichercontrollers und des von allen vier Kernen genutzten L3-Caches sollte es AMDs Phenom möglich sein, im Vergleich zu Intels Core 2 Quad eine vergleichbare oder bessere Rechenleistung pro MHz zu erzielen. Doch damit kommen wir zu einem leidigen Thema, den Taktraten. Bereits bei der Vorstellung des Quad-Core Opteron mit Barcelona Kern hatte sich gezeigt, dass AMD noch etwas Zeit benötigt, um seinen Produktionsprozess für Taktraten um die 3 GHz zu optimieren. Der Phenom geht heute mit Taktraten von 2,2 GHz (Phenom 9500), 2,3 GHz (Phenom 9600) und 2,4 GHz (Phenom 9700) an den Start, zumindest die beiden erstgenannten sollen bereits in den nächsten Tagen in den Handel kommen. Beim Phenom 9700 zeigen sich einige Händler optimistisch, noch in diesem Monat liefern zu können, während andere von einer Verfügbarkeit ab Mitte Dezember oder Anfang Januar sprechen. Wie dem auch sei: AMDs erste Quad-Core Generation für Desktop-Computer tritt nicht um die Leistungskrone an, sondern muss sich mit Intels Core 2 Quad Q6600 und Q6700 messen. Entsprechend sehen auch die aktuellen Straßenpreise aus:

Die TDP-Einstufung der 2,2 und 2,3 GHz schnellen Modelle liegt bei 95 Watt, für den mit 2,4 GHz getakteten Phenom 9700 nennt AMD 125 Watt. Dies bedeutet nicht, dass der Prozessor tatsächlich 125 Watt verbraucht, sondern dass seine maximale Wärmeabgabe im Bereich zwischen 96 und 125 Watt anzusiedeln ist. Bei der Namensgebung hat sich in den letzten Wochen noch etwas geändert: AMDs Quad-Core Prozessoren werden als Phenom 9xxx angeboten, die für Anfang 2008 angekündigten Modelle mit drei Kernen tragen die Bezeichnung Phenom 8xxx und Prozessoren mit zwei Kernen werden als Athlon 6xxx angeboten. Im Einstiegsbereich finden sich dann noch die Athlon 1xxx CPUs, welche wie der Sempron LE-1300 nur einen Kern besitzen. Für Enthusiasten soll Anfang 2008 zudem die Phenom FX-80 Serie folgen, welche zwei Prozessoren mit jeweils vier Kernen auf einem Mainboard ermöglicht.

Die Rechenleistung
Wie es um die Rechenleistung der neuen Prozessoren bestellt ist, können wir leider nicht sagen. AMD konnte uns bisher keine Prozessoren zur Verfügung stellen und einen mehrtägigen Workshop in Polen konnten wir aus terminlichen Gründen nicht wahrnehmen. So können wir lediglich ein paar Leistungsdaten von AMD anbieten, welche darauf hin deuten, dass AMDs K10 aufgrund seiner Architekturvorteile einen Vorteil von ca. 100 MHz auf Intels 65 nm Core 2 Quad erzielt. Verglichen werden:

Overall Performance of Office Productivity + Digital Media + Games:

Office Productivity:

Digital Media:

Games:

Während Intel im Bereich "Digital Media" punkten kann, sieht AMD seine Vorteile insbesondere bei Spielen.

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Cool'n'Quiet 2.0 Technologie
In Sachen Energieeffizienz wurde die bekannte Cool'n'Quiet Technologie überarbeitet, es wird allerdings ein Mainboard mit dem Sockel AM2+ benötigt, um diese Stromsparmöglichkeiten voll ausschöpfen zu können:

Die 7er Chipsätze
Zu AMDs Spider-Plattform gehören nätürlich auch neue Chipsätze. Während das preiswerte Einstiegsmodell 770 nur eine Grafikkarte unterstützt, ist beim 790X der CorssFire-Betrieb mit zwei und beim 790FX sogar mit bis zu vier Grafikkarten möglich. AMD richtet sich mit dem 790FX Chipsatz an Enthusiasten und betont eine hohe Übertaktbarkeit, doch während mit solchen Funktionen gerne geworben wird, riskiert der Übertakter jegliche Garantie.

AMD 790FX Chipsatz:

Bei der Southbridge bleibt alles wie gehabt, AMD setzt weiterhin auf die bekannte SB600 mit ihrer mäßigen USB 2.0- und PCI-Performance. AMD fertigt die Chipsätze der 7er Serie im 65 nm Prozess und gibt eine vergleichsweise geringe TDP von 10 Watt an. Die neuen Chipsätze unterstützen bereits PCI Express 2.0. Mit Hilfe des Tools AMD OverDrive können nicht nur Temperaturen und Spannungen ausgelesen, sondern auch manipuliert werden.

Ein Highlight des 790FX Chipsatzes, für das sich wahrscheinlich nur sehr wenige Käufer entscheiden werden, ist der CrossFire-Betrieb mit vier Grafikkarten. Hierbei werden die beiden PCI-Express x16 Anbindungen in je zwei x8 Anbindungen aufgetrennt. Da PCI-Express 2.0 die Bandweite im Vergleich zu PCI-Express 1.1 verdoppelt, sollten hieraus keine Performance-Probleme entstehen. Zudem bietet der 790FX Chipsatz noch sechs weitere PCI-Express Lanes für zusätzliche Erweiterungskarten und onboard Geräte.

Was erwartet uns 2008?
Im Jahr 2008 wird AMD seine neuen FX-Prozessoren und Phenom CPUs mit drei Kernen vorstellen, zudem ist eine Steigerung der Taktraten zu erwarten. Erst gegen Ende des Jahres ist damit zu rechnen, dass AMD den Fertigungsprozess auf einer Strukturgröße von 45 nm umstellt, wie es Intel erst kürzlich bei seinen 45 nm Penryn Modellen gemacht hat. 2009 gibt es dann einen weiteren Architekturschritt in Form des Fusion Prozessors, welcher CPU, Speichercontroller und Grafikeinheit umfasst. Zunächst hatte AMD geplant, den Fusion Prozessor bereits 2008 fertigstellen zu können, doch nun wird wahrscheinlich Intel mit seinem Nehalem erstmals eine solche Dreifaltigkeit im Desktop-Segement platzieren.

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