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Stromsparer mit 35 Watt: AMD Athlon 64 X2 3800+ EE SFF - 1/8
12.07.2007 by doelf
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Anfang Juni 2007 hatte AMD zwei neue 65 nm Dual-Core Prozessoren mit einer TDP von lediglich 45 Watt vorgestellt. Wir hatten daraufhin die Modelle Athlon X2 BE-2350 und X2 BE-2300 geordert, doch als die Prozessoren auch einen Monat später noch nicht lieferbar waren, wurden diese Bestellungen storniert. Stattdessen erinnerten wir uns an das Modell Athlon 64 X2 3800+ EE SFF, welches zwar noch im 90 nm Prozess gefertigt wird, aber dennoch mit einer TDP von nur 35 Watt spezifiziert ist. Es handelt sich um einen der sparsamsten Desktop-Prozessoren, welche man derzeit erwerben kann. Im Bereich der Dual-Core Modelle ist er sogar konkurrenzlos. Und mit einem Straßenpreis von nur 68 Euro ist der Athlon 64 X2 3800+ EE SFF nun auch sehr preiswert geworden.

Wie nicht anders zu erwarten, sind AMDs neue Modelle Athlon X2 BE-2350 und X2 BE-2300 pünktlich zur Veröffentlichung dieses Artikels erstmals im Handel gesichtet wurden. Doch wozu brauchen wir 65 nm wenn 90 nm noch sparsamer sein können? Wir werden den Athlon 64 X2 3800+ EE SFF mit den Modellen Athlon 64 X2 3800+ EE und Athlon 64 X2 3800+ vergleichen, die - abgesehen vom Stromverbrauch - völlig identisch sind:

  X2 3800 X2 3800+ EE X2 3800+ EE SFF
Takt in MHz 2000 2000 2000
L2-Cache in KByte 2x 512 2x 512 2x 512
Fertigung in nm 90 90 90
TDP in Watt 89 65 35

Speichertakt: Von Wünschen und Tatsachen
Mit der Steigerung des Speichertaktes auf bis zu 400 MHz (DDR2-800) bekam der Speichercontroller der AM2-Prozessoren mit seinen ganzzahligen Teilern ein Problem: Die Taktraten der verschiedenen Prozessoren lassen zumeist nicht den vollen Takt von DDR2-533, DDR2-677 und DDR2-800 zu. Doch wie kommt man an den Multiplikator? Man nehme den CPU-Takt und teile ihn durch den gewünschten Speichertakt. Hat dieses Ergebnis Nachkommastellen, rundet AMD immer zum nächsthöheren, ganzzahligen Wert auf (Ceil-Funktion). Dieser Wert ist der Multiplikator. Da der Multiplikator aufgerundet wird, kommt es bei zahlreichen Konfigurationen zu einem niedrigeren Speichertakt als gewüscht.

Ein Beispiel: Da alle X2 3800+ Modelle mit 2 Ghz arbeiten, kommen sie perfekt mit DDR2-400, DDR2-667 und DDR2-800 zurecht, lediglich bei DDR2-533 fehlen 16 MHz auf den Wunschtakt:

Die im 65 nm Prozess gefertigten Modelle beherrschen halbe Teiler für den Prozessortakt. Zur Einführung dieser Prozessoren Ende 2006 hatten wir AMD die Frage gestellt, ob diese halben Teiler auch für den Speichertakt verwendet würden, um durch feinere Schritte näher an den Idealtakt heranzukommen. Dies wurde uns damals zwar bestätigt, doch in Ermangelung einer entsprechenden CPU konnten wir die tatsächlichen Taktraten nie nachstellen. Erst im Juli 2007 veröffentlichte AMD die Revision 3.08 seines "BIOS and Kernel Developerís Guide", in der wir zu unserer Überraschung eine Tabelle fanden, welche die Speichertaktraten in Abhägigkeit vom Prozessortakt dokumentiert. Dort zeigt sich, dass auch die 65 nm Prozessoren ganzzahlige Teiler nutzen und sich daraus sehr ungünstige Speichertakte - insbesondere für DDR2-800 - ergeben.

CPU-Takt
in MHz
Speichertakt in MHz
200 266 333 400
1600 (90 nm) 200 266 320 320
1800 (90 nm) 200 257 300 360
1900 (65 nm) 190 238 317 380
2000 (90 nm) 200 250 333 400
2100 (65 nm) 191 263 300 350
2200 (90 nm) 200 244 314 366
2300 (65 nm) 192 256 329 383
2400 (90 nm) 200 266 300 400
2500 (65 nm) 192 250 313 357
2600 (90 nm) 200 260 325 371
2600 (65 nm) 200 260 325 371
2800 (90 nm) 200 255 311 400
3000 (90 nm) 200 250 333 375
3200 (90 nm) 200 267 320 400

Grün markierte Taktraten schöpfen den Speichertakt voll aus, schwarz markierte Taktraten weichen um 1 bis 8 Prozent vom Wunschtakt ab, ist die Abweichung größer als 8 Prozent, wurde der tatsächliche Speichertakt rot gekennzeichnet.

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Stromsparer mit 35 Watt: AMD Athlon 64 X2 3800+ EE SFF - 2/8
12.07.2007 by doelf
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Der Stromverbrauch
Der wesentliche Grund, sich einen solchen Prozessor zu kaufen, ist mit Sicherheit der geringere Stromverbrauch. Wir haben ein Testsystem auf Basis des Biostar TA690G AM2 Mainboards mit AMDs 690G Chipsatz aufgesetzt.

Dieses wurde ausgerüstet mit zwei Mushkin 1 GByte DDR2-800 Speicherriegeln, dem CPU-Kühler CoolerMaster Susurro, einer Maxtor MaxLine III 250 GB SATA-Festplatte, einem DVD-ROM von Toshiba sowie einer Floppy. Als Netzteil kam das (völlig überdimensionierte) be quiet! BQT P6 520 Watt zum Einsatz. Wir haben zwar auch Netzteile der 300 Watt Klasse, doch diese sind älterer Bauart und arbeiten nicht so effizient wie das moderne 520 Watt Modell.

Um den Stromverbrauch bei identischer Struktur- und Cachegröße senken zu können, muss der Prozessor mit einer niedrigeren Spannung betrieben werden. Das 35 Watt Modell arbeitet unter Volllast mit einer um 0,280 Volt niedrigeren Spannung als die CPU mit einer TDP von 89 Watt:

  X2 3800 X2 3800+ EE X2 3800+ EE SFF
Takt Idle in MHz 1000 1000 1000
VCore Idle in Volt 1,108 1,114 0,992
Takt Last in MHz 2000 2000 2000
VCore Last in Volt 1,352 1,252 1,072

Im IDLE-Betrieb ohne Last wird die Stromspartechnik Cool'n'Quiet verwendet. Takt und CPU-Spannung werden wie gewünscht abgesenkt:

Messen wir nun die Stromaufnahme des kompletten Systems, zunächst ohne Prozessorlast:

Stromverbrauch in Watt ohne Last, niedrigere Werte sind besser
X2 3800+ 35W
46
X2 3800+ 65W
49
X2 3800+ 89W
49

Während der Athlon 64 X2 3800+ und die EE Variante gleich viel Strom verbrauchen - und auch eine vergleichbare Spannung anlegen - spart der X2 3800+ EE SFF rund 3 Watt. Erst unter Volllast, welche wir mit zwei Instanzen von Prime 95 (Option: In-place large FFTs, max. heat + power consumption) erzeugen, werden wir deutlichere Unterschiede messen können:

Stromverbrauch in Watt bei 100% CPU-Last, niedrigere Werte sind besser
X2 3800+ 35W
82
X2 3800+ 65W
95
X2 3800+ 89W
113

Mit 84 Watt stellt der AMD Athlon 64 X2 3800+ EE SFF auch unter Volllast einen Bestwert auf - trotz des überdimensionierten Netzteils. Mit der 35 Watt CPU verbraucht unser Testsystem 13 Watt weniger als mit dem 65 Watt Modell und 28 Watt weniger als mit dem alten 89 Watt Prozessor. Im Zusammenspiel mit einem 300 Watt Netzteil moderner Bauweise wären sicherlich noch ein paar Watt mehr möglich gewesen, dennoch ist dieses Ergebnis sehr ordentlich.

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Stromsparer mit 35 Watt: AMD Athlon 64 X2 3800+ EE SFF - 3/8
12.07.2007 by doelf
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Passive Kühlung
In Anbetracht des niedrigen Stromverbrauches ist die Versuchung groß, den AMD Athlon 64 X2 3800+ EE SFF passiv zu kühlen. Wir haben unser Testsystem offen aufgebaut und mit dem High-End Kühler Scythe Andy Samurai Master bestückt:

Dieser CPU-Kühler verfügt über sechs Heatpipes und verwendet einen Lüfter mit 120 mm Durchmesser, welcher mit 1200 Umdrehungen pro Minute rotiert. Die Gesamtoberfläche seiner Aluminiumfinnen beträgt ca. 7500 cm2. Da Biostars Montagerahmen nicht mit den Befestigungsklammern des Kühlers kompatibel ist, mussten wir zunächst den Rahmen austauschen.

Wir messen die Kerntemperatur des Prozessors mit und ohne Last sowie mit und ohne Lüfter. Ist der AMD Athlon 64 X2 3800+ EE SFF passiv kühlbar?

Temperatur CPU-Kern, niedrigere Werte sind besser
IDLE mit Lüfter
25
Last mit Lüfter
33
IDLE ohne Lüfter
34
Last ohne Lüfter
75

Ohne Last bleibt die Kerntemperatur auch ohne Lüfter unter 35°C, also in einem völlig unkritischen Bereich. Sobald wir Volllast auf beide Kerne packen, steigt die Temperatur an und erreicht schnell 60°C. Danach verzögert sich der Temperaturanstieg deutlich, hält aber weiter an. Bei 75°C pendelt sich die Temperatur nach 30 Minuten ein, dabei wird nicht nur der Kühler, sondern auch das Mainboard sehr heiß. Für den dauerhaften Betrieb ist eine passive Kühlung nur dann sinnvoll, wenn ein Gehäuselüfter einen Luftstrom durch den CPU-Kühler erzeugt.

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Stromsparer mit 35 Watt: AMD Athlon 64 X2 3800+ EE SFF - 4/8
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Benchmarks
Das nun folgende Kapitel zeigt lediglich eines: Alle drei Prozessoren sind gleich schnell. Wir haben unseren Benchmark-Parcours aus diesem Grund etwas gekürzt, dennoch geben wir einige Werte an, um die Leistungsklasse der Prozessoren zu dokumentieren.

CPU-Leistung (synthetisch)
Traditionell prüfen wir zunächst die mathematische Leistung des Prozessors mit synthetischen Benchmarks. Hierzu verwenden wir SiSoft Sandra 2007 Pro Business (Build 1098):

SiSoft Sandra 2007.1098: Dhrystone ALU in MIPS; Whetstone iSSE3 in MFLOPS
X2 3800+ 35W
14521
12262
X2 3800+ 65W
14522
12257
X2 3800+ 89W
14510
12260

Ein zweiter Testlauf mit SiSoft Sandra 2007 Pro Business (Build 1098) soll die Multimedia-Performance offenbaren:

SiSoft Sandra 2007.1098: Integer X8 iSSE4 in it/s; FloatingPoint X4 iSSE2 in it/s
X2 3800+ 35W
37663
41008
X2 3800+ 65W
37674
41000
X2 3800+ 89W
37659
41006

Datendurchsatz von Speicher und Cache
Zum Ausloten der Speicherbandbreite ziehen wir abermals SiSoft Sandra 2007 Pro Business (Build 1098) heran:

SiSoft Sandra 2007.1098: Int Buff'd iSSE2 in MB/s; Float Buff'd iSSE2 in MB/s
X2 3800+ 35W
7337
7282
X2 3800+ 65W
7328
7280
X2 3800+ 89W
7333
7302

Die einzige Überraschung ist der Speicherdurchsatz: Mit unserem AMD Athlon 64 X2 4000+ (90 nm, 2 GHz, 2x 1 MByte L2-Cache) erzielen wir beim Test des Biostar TA690G AM2 lediglich einen Speicherdurchsatz von 5900 MB/s.

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Stromsparer mit 35 Watt: AMD Athlon 64 X2 3800+ EE SFF - 5/8
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Raytracing und Rendering
Die frei erhältliche Raytracing-Software POV-Ray unterstützt in der aktuellen Beta-Version 3.7 13a mehrere CPU-Kerne. Wir lassen das offizielle Benchmarkscript zweimal laufen: Zunächst als ein Thread, danach multi-threaded.

Wir sortieren anhand der höchsten Punktzahl, höhere Werte sind besser:

Povwin 3.7 beta 13a Benchmark: Multi Thread in PPS; Single Thread in PPS
X2 3800+ 35W
570
288
X2 3800+ 65W
570
288
X2 3800+ 89W
570
287

Mit Cinebench in der aktuellen Version 9.5 kann die Leistung des Computers im Zusammenspiel mit der professionellen 3D-Anwendung Cinema 4D von MAXON bewertet werden.

Wir wählen den Rendering-Test, welcher auf einem oder mehreren CPU-Kernen ausgeführt werden kann. Höhere Werte spiegeln eine höhere Leistung wieder:

Cinebench Version 9.5 Rendering: X CPUs in CB-CPU; 1 CPU in CB-CPU
X2 3800+ 35W
553
298
X2 3800+ 65W
554
297
X2 3800+ 89W
554
298

Bevor wir uns dem Videoencoding zuwenden, betrachten wir noch einen letzten CPU-Test, welcher alle CPU-Kerne auslastet. Die Molecular Dynamics Simulation von ScienceMark 2.0 untersucht das thermodynamische Verhalten von Materialien anhand fester physikalischer Gesetze. Je schneller die Berechnung beendet ist, desto performanter ist die CPU. Die Resultate werden in Sekunden angegeben, niederigere Werte sind folglich besser:

ScienceMark 2.0 32-Bit Build 21032005: Molecular Dynamics in s
X2 3800+ 35W
74.04
X2 3800+ 65W
74.00
X2 3800+ 89W
74.11

Weiterhin gibt es - wie erwartet - keine Leistungsunterschiede zwischen den drei Prozessoren.

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Stromsparer mit 35 Watt: AMD Athlon 64 X2 3800+ EE SFF - 6/8
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Kompression
7-Zip ist eine kostenlose Kompressionssoftware, die gegenüber vielen Mitbewerbern einen entscheidenden Vorteil hat: Sie ist multi-threaded programmiert und kann mehrere CPU-Kerne nutzen. Wir überspringen das integrierte Benchmarktool und machen gleich einen Praxistest. Hierzu packen wir das 451 MByte große Multiplayer-Demo von F.E.A.R. als .7z-Datei mit normaler Kompressionsrate. Gemessen wird in Sekunden, geringere Werte sind also besser:

7-Zip 4.42 - 451 MByte packen: Multi Thread in s; Single Thread in s
X2 3800+ 35W
167
284
X2 3800+ 65W
167
283
X2 3800+ 89W
168
284

Video-Encoding
Betrachten wir nun zwei Video-Encoding-Benchmarks. Zunächst werden wir eine 455 MByte große AVI-Datei (huffyuv lossless Codec) mit TMPGEnc 2.512.52.161 ins DVD-Format (PAL) umwandeln. Wir verwenden hierbei die höchste Qualitätsstufe.

Das Ergebnis wird in Sekunden gemessen, kleinere Werte spiegeln eine höhere Leistung wieder:

TMPGEnc 2.512.52.161 - DVD PAL, Highest Quality: in s
X2 3800+ 35W
261
X2 3800+ 65W
261
X2 3800+ 89W
260

Nun wandeln wir das selbe Quellvideo ein zweites Mal um, diesmal mit dem Windows Media Encoder 9.

Die Zieldatei im WMV-Format soll hochwertige 5384 kbit/s haben. Abermals messen wir die Sekunden, so daß kürzere Zeiten die bessere Leistung angeben:

Windows Media Encoder 9 - WMV 5384 kbit/s: in s
X2 3800+ 35W
827
X2 3800+ 65W
825
X2 3800+ 89W
825

Zum Abschluss betrachten wir noch drei Spiele.

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Stromsparer mit 35 Watt: AMD Athlon 64 X2 3800+ EE SFF - 7/8
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Spiele
Wir beginnen mit dem 3D-Shooter F.E.A.R.:

Die Ergebnisse werden in Frames pro Sekunde angegeben, höhere Werte sind besser:

F.E.A.R. 1280x960; 4xAA + 8xAF: in fps
X2 3800+ 35W
39
X2 3800+ 65W
39
X2 3800+ 89W
39

Unreal Tournament 2004 ist zwar schon ein wenig älter, aber immer noch ein guter Leistungsindex.

Abermals geben wir die Frames pro Sekunde an:

UT2004 (1280x1024 / AA: 4 / AF: 8 / High Image Quality / 16 Bots / AS Convoy UT2): in fps
X2 3800+ 35W
57.34
X2 3800+ 65W
57.37
X2 3800+ 89W
57.32

Zuletzt lassen wir "The Chronicles of Riddick" laufen, einen weiteren 3D-Shooter.

Die Ergebnisse werden in Frames pro Sekunde angegeben:

The Chronicles of Riddick (1280x960 / AA: 4 / AF: 8 / PS2.0 / No Sound / Sodini01): in fps
X2 3800+ 35W
55.63
X2 3800+ 65W
55.63
X2 3800+ 89W
55.60

Somit wäre unsere Pflicht erfüllt: Wir haben bewiesen, dass die drei Varianten des Athlon 64 X2 3800+ tatsächlich gleich schnell sind und sie lediglich in Bezug auf ihren Stromverbrauch unterscheiden.

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Stromsparer mit 35 Watt: AMD Athlon 64 X2 3800+ EE SFF - 8/8
12.07.2007 by doelf
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Fazit
Mit seiner Taktrate von 2 GHz ist der AMD Athlon 64 X2 3800+ EE SFF sicherlich kein Überflieger, dennoch liefern die beiden Kerne dieser CPU eine ausreichende Leistung für aktuelle Multimediabedürfnisse und auch für die meisten Spiele. Seine Stärke liegt allerdings nicht in der absoluten Performance, sondern in der Leistung pro Watt. Zusammen mit einem Mainboard mit integrierter Grafikeinheit lassen sich Systeme verwirklichen, die ohne Last deutlich unter 50 Watt bleiben und bei Volllast lediglich 84 Watt verbrauchen. Da wird es schon schwer, ein passendes Netzteil zu finden. Mit einem Straßenpreis von 68 Euro ist diese Version des AMD Athlon 64 X2 3800+ zwar ein wenig teurer, doch angesichts des niedrigen Stromverbrauches und der Möglichkeit, diese CPU extrem leise zu kühlen, vergeben wir unseren Editor's Choice.

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