Kurztest: AMDs Spider-Plattform (Drucken)

Einleitung

Heute stellt AMD offiziell die neue „Spider-Plattform“ vor. Richtig gelesen, was man bisher nur vom großen Konkurrenten Intel und dort hauptsächlich ausschließlich aus dem mobilen Sektor kannte, geht AMD nun im Desktop-Sektor an: Die Verbindung von Prozessor, Chipsatz und Grafikkarte zu einem festen Systemverbund.

Beginnen wir mit der CPU. Mit den neuen Phenom-Modellen stellt AMD die ersten nativen Quad-Core-Prozessoren für den Desktop-Bereich vor. Die Technologie dahinter entspricht im Großen und Ganzen der des Barcelona [1]. Hauptunterschied ist der den neuen Anforderungen entsprechende Sockel AM2+. Zwar verfügt der Phenom-Prozessor weiterhin über 940 Pins und AMDs Angaben zu Folge soll der Betrieb auch in Mainboards mit dem älteren Sockel AM2 möglich sein. Um seine volle Leistungsfähigkeiten entfalten zu können, benötigt er jedoch den Sockel AM2+.

Phenom Logo

Den zweiten Teil der Plattform neben der CPU bildet der passende Chipsatz. Die erste Ziffer der dreistelligen Bezeichnung der neuen Chipsatz-Familie beginnt mit einer Sieben, daher der Begriff „7-Series“. Zu Beginn kommen drei Versionen auf den Markt, die alle noch mit der altbekannten Southbridge SB600 gepaart werden. Alle drei Chipsätze unterstützen den neuen PCIe-2.0-Standard und sind damit perfekte Weggefährten für die neuen 3000er-Grafikkarten aus dem eigenen Haus.

Den dritten der drei Teile der Plattform durften wir bereits ausführlich beleuchten, die neue HD-3000-Grafikkarten-Serie (ComputerBase-Test [2]).

Im folgenden Artikel wollen wir die neue Plattform von AMD genauer beleuchten. Auf dem „Benchmark-Fest“ in Warschau, an dem wir teilgenommen haben, konnten wir darüber hinaus an fertig konfektionierten Systemen einige Benchmarks absolvieren, um einen ersten Eindruck zu gewinnen. Leider durften keine eigenen Benchmarks installiert und mangels vergleichbarer Hardware konnten auch keine Vergleichsmessungen durchgeführt werden, weshalb die im Artikel aufgeführten Benchmark-Werte mit äußerster Vorsicht zu genießen sind. Mangels Prozessor können wir zum jetzigen Zeitpunkt noch keine eigenen Werte beisteuern, da AMD uns bisher weder komplette Systeme noch einzelne CPUs für einen Test überlassen hat. Aus diesen Gründen kann dieser Artikel lediglich einen sehr vorsichtigen Ausblick auf die neue Dreisamkeit von AMD wagen.

Die CPU: Phenom

Bereits im November 2006 [3] erblickte der erste Quad-Core-Prozessor für den Desktop-Bereich das Licht der Welt – der Chip hatte den Codenamen Kentsfield und kam aus dem Hause Intel. Nach nun gut einem Jahr will AMD mit einer eigenen Quad-Core-Kreation namens Phenom (Codename Agena) der Konkurrenz die Stirn bieten.

Grundlegend verschieden ist allerdings der Realisierungsansatz: während man bei Intel zwei Dual-Core-Prozessor-Dies (Core 2 Duo, Codename Conroe) zusammen auf einem Prozessorgehäuse (Multi-Chip-Package, MCP) gekoppelt hat, ist man bei AMD – aus eigener Sicht – einen Schritt weiter und bietet einen nativen Quad-Core-Prozessor an. Entwickelt wurde der Phenom in Austin, Texas. Gefertigt wird er im 65-nm-Prozess in Dresden. Im Laufe des nächsten Jahres möchte man dann – wie bei Intel bereits Gang und Gäbe – auf den 45-nm-Lithographieprozess umschwenken.

Die TDP des Phenom 9500 und 9600 liegt bei 89 Watt. Jeder einzelne Kern verfügt über 512 KB L2-Cache. Zusätzlich verfügt der gesamte Prozessor über einen Shared-L3-Cache mit 2 MB, der von den Kernen gemeinsam genutzt wird. Allerdings hat AMD was die Speicherhierarchie angeht in die Trickkiste gegriffen. So können die L1-Cache-Prefetcher Daten ohne den sonst üblichen Umweg über den L2- und L3-Cache Daten aus dem Arbeitsspeicher anfordern.

Die prozessorinternen Datenpfade wie auch die Ausführungseinheiten für SSE und FPU wurden von bisher 64 Bit auf 128 Bit (wie bei Intels Core Mikroarchitektur) verdoppelt. Damit können SSE-Befehle nun innerhalb eines Takts bearbeitet werden. AMDs Architektur erlaubt die Ausführung von zwei SSE-Befehlen parallel – Intel ist mit drei Execution-Ports für SSE jedoch weiterhin eine Nasenlänge voraus (nicht alle Ports können alle SSE-Befehle ausführen). Der Instruction-Fetch-Buffer des Phenoms wurde auf eine Breite von 32 Byte erweitert. Damit passen mehr x86-Befehle, die zwischen drei und 15 Byte lang sind, in den Instruction Fetcher, dem ersten Teil der Befehlspipeline. Dies stellt auch bei den längeren 64-Bit-Befehlen (im Schnitt ca. 4,5 Bytes) sicher, dass der weiterhin 3fach-superskalere Prozessor mit genügend Befehlen zur Verarbeitung versorgt wird. Intels Pipeline-Frontend liest (seit dem Pentium Pro) nur 16 Byte aus dem Instruktion Cache und läuft damit hochgradig Gefahr, insbesondere bei 64-Bit-Code, den 4fach-superskalaren nicht mit genügend Arbeit versorgen zu können.

Auch die Sprungvorhersage wurde von AMD verbessert und mit einer neuen Logik versehen. Eine treffsichere Sprungvorhersage ist wichtig, da moderne Prozessoren mehrere Instruktionen parallel verarbeiten und ein Sprung (Branch), der sich nicht wie vorhergesagt verhält, die anderen auf Verdacht parallel ausgeführten Instruktionen hinfällig macht. Die Virtualisierungstechnik wurde dahingehend verbessert, dass der Hypervisor den Gastsystemen deren Speicherseiten schneller zur Verfügung stellen kann. Die Geschwindigkeit des bei AMD weiterhin integrierten Speichercontrollers wurde von bisher DDR2-800 auf DDR2-1066 gesteigert. Der im Silizium enthaltene Funktionsblock unterstützt auch DDR3 bis 1600 MHz (effektiv). Hiervon macht AMD jedoch noch keinen Gebrauch.

Mit dem Phenom macht AMD auch den Schritt zum Industriestandard HyperTransport 3.0 (HT 3.0), der deutlich höhere Bandbreiten bietet. Bis zu 20,8 GB/s kann diese Hochgeschwindigkeitsverbindung theoretisch übertragen. Der Phenom kann davon laut AMD zur Zeit bis zu etwa 18 GB/s nutzen und mit höheren Taktraten sollen diese Werte noch steigen. Bei alledem bleibt der Phenom abwärtskompatibel zum älteren HyperTransport 1.0 mit lediglich etwa 6,4 GB/s Bandbreite.

AMD hat sich auch um den Energiebedarf des Phenom Gedanken gemacht. Als „Split-Power-Lane“ bezeichnet AMD die Möglichkeit, den Speicher-Controller und die CPU-Kerne mit zwei unabhängigen Spannungen zu versorgen. Mit dem Power-State C1E, den der Phenom nun auch unterstützt, erfüllt AMD die seit Mitte des Jahres gültigen Energy-Star-4.0-Vorgaben.

Nun ist der Phenom für viele Nutzer von Preisvergleichdiensten kein Neuling mehr. Bereits seit Tagen werden die neuen CPUs von unterschiedlichen Händlern gelistet, natürlich ohne jedwede Verfügbarkeit. Viel interessanter ist jedoch die Preisgestaltung dieser verfrühten Angebote. Während aktuell (18.11.) der Phenom 9500 ab 219,- Euro angeboten wird und der Phenom 9600 stolze 245,- Euro kosten soll, wird der heute gar nicht eingeführte Phenom 9700 (siehe nächster Absatz) für 259,- Euro präsentiert. Ohne viele Worte wollen wir an dieser Stelle einfach die der Presse präsentierte Preisgestaltung von AMD zeigen.

Zu guter Letzt wollen wir den Lesern nicht verschweigen, wieso der geplante und eben bereits erwähnte Phenom 9700 laut AMD wohl erst im Januar 2008 auf den Markt kommen wird. Schuld ist ein Fehler im Prozessor, ein Errata. Solche Fehler sind bei solch einem komplexen Objekt wie einem Mikroprozessor nichts Neues. Auch der altbekannte Pentium war durch solch einen Fehler [4] geplagt und auch in Core 2 und Athlon 64 schlummern viele Fehler, die nur unter sehr seltenen Konstellationen ein Problem bedeuten. Nach Aussagen von AMD tritt der Fehler nur in extrem seltenen Fällen unter Volllast und bei hohen Taktfrequenzen des Prozessors auf. Auf Nachfrage erklärte uns Dave Everitt das es sich um einen Fehler im TLB des L3-Cache handeln soll.

Der TLB sorgt für die performante – da in Hardware als Cache implementierte – Konvertierung der von Anwendungen verwendeten virtuellen Speicheradressen in physische Speicheradressen. AMD möchte ein Tool und/oder BIOS-Update bereitstellen, mit dem der TLB des L3-Cache abgeschaltet werden kann. Das Abschalten des TLB führe zu einem Leistungsverlust von etwa zehn Prozent.

Der Chipsatz: 7-Series

Werfen wir einen Blick auf die neue Chipsatz-Familie. Sie unterstützt durch die Bank den neuen PCIe-2.0-Standard und HyperTransport 3.0. Lediglich bei der Bestückung mit PCIe-Lanes gibt es deutliche Unterschiede: während der 770 nur eine Grafikkarte unterstützt, kann der 790X derer zwei und der 790FX sogar bis zu vier Grafikkarten ansprechen.

Der 790FX (Codename RD790) verfügt über insgesamt 42 PCIe-Lanes nach PCIe-2.0-Standard, die von elf Controllern – AMD spricht hier von Engines – verwaltet werden. Damit stehen den Mainboard-Herstellern jede Menge Möglichkeiten zur Verteilung der PCIe-Lanes zur Verfügung. Gegenüber der bisherigen Lösung mit PCIe 1.0 und HT 1.0 soll sich die Leistung mit dem neuen HT 3.0 und PCIe 2.0 am Beispiel von Call of Juarez um etwa 20 Prozent steigern, so AMD. Als Southbridge kommt im Moment noch die etwas in die Jahre gekommene SB600 zum Einsatz. Vermutlich ab Januar 2008, in jedem Fall im ersten Quartal 2008 soll dann die neue SB700 auf den Markt [5] kommen. Diese bietet quasi keine neuen Funktionen, sondern nur „mehr“ der bisherigen Anschlüsse.

Auch der 790FX wird wie der Phenom-Prozessor im 65-nm-Prozess hergestellt. Er ist damit der erste Desktop-Chipsatz, der in diesem Verfahren gefertigt wird. Laut AMD soll die TDP bei mageren 10 Watt liegen. Selbst wenn man den Bedarf des bei AMD in den Prozessor integrierten Speicher-Controllers hinzu addieren würde, so läge man deutlich unter dem Bedarf des Intel X38-Chipsatzes [6], der noch in 90nm gefertigt wird und sich gerne mal deutlich über 30 Watt genehmigt. Das BIOS wurde stärker in einzelne Module aufgeteilt, so dass Mainboard-Hersteller auf einfache Art und Weise zum Beispiel auf die Overclocking-Funktionalität des BIOS verzichten können, ohne andere Funktionen einzuschränken. Bei der Speicherverwaltung gab es zumindest im BIOS der im Testsystem verbauten Gigabyte-Mainboards keine Dual-Channel-Einstellung mehr. Stattdessen gibt es nun die beiden Modi „Ganged“ (verbunden) und „Unganged“ (unverbunden). Laut AMD soll im Spiele-Bereich zur Zeit die Dual-Channel entsprechende „Ganged“-Einstellung mehr Leistung bieten. „Unganged“ sei hingegen bei Anwendungen mit mehreren Threads sinnvoll. Bei Multitasking-Anwendungen kann der neue Memory-Controller im Phenom dann die vorhandenen Speicherriegel einzeln ansprechen und somit für jeden einzelnen aktiven Thread schneller die Daten schreiben oder lesen. Bei den „Vorab-Benchmark-Ergebnisse“ auf Seite 5 kann man beim Sysmark die Auswirkungen der beiden Modi betrachten.

Auch auf der Software-Seite hat AMD einiges getan. Das RAID-Verwaltungs-Tool, das bislang auf einer relativ angestaubten Version von Silicon Image beruhte, wurde grundlegend überarbeitet und soll mehr Bedienkomfort insbesondere für unerfahrene Benutzer bieten. Wichtiger allerdings ist AMD Overdrive [7], ein Übertaktungs- und Überwachungstool, das durchaus als Gegenstück zu nTune von Nvidia bezeichnet werden kann. Auf Mainboards mit Overdrive-Unterstützung lässt sich per Schieberegler die Systemleistung anheben. Neben einer AutoClock-Funktion kann der versierte Benutzer allerlei Spannungen und Taktraten anpassen und mit dem eingebauten Stabilitäts-Test überprüfen. Die in den Testsystemen verbauten Engineering-Samples der Phenom-Prozessoren durften zwar per Overdrive übertaktet werden, allerdings bat Dave Everitt darum, den VCore nicht zu erhöhen. Angeblich sollen trotzdem mit erhöhtem Multiplikator, Prozessortakt und leicht erhöhtem VCore stabile Taktraten von etwa 2.700 bis 2.800 MHz erreicht worden sein.

Werfen wir noch einen Blick auf die Platzierung der einzelnen Chipsatz-Versionen in den jeweiligen Marktsegmenten. AMD drängt bei Mainboards – ähnlich wie bei den Grafikkarten und Prozessoren – mit recht aggressiven Preisen in den Markt, um dem großen Konkurrenten Intel das Leben schwer zu machen. Man darf gespannt sein, ob Intel mir eigenen Preissenkungen kontern wird. Interessanterweise vergleicht AMD bei den Systempreisen einen 2,3 GHz Phenom mit einem Intel Core 2 Quad mit 2,4 GHz. Auch der Preisunterschied zwischen DDR2 (AMD-System) und DDR3 (Intel-System) ist dabei zu beachten.

Die Grafikkarte: HD 3000

Wir wollen in diesem Artikel nicht tiefer auf den Grafikkarten-Teil eingehen, ist dieser doch schon in unserem Test der ATi Radeon HD 3870 [1] tiefschürfend behandelt worden. In Warschau waren alle Testsysteme mit einem CrossFire-Verbund aus zwei HD 3850 versehen. Zusätzlich wurden auch Systeme mit vier HD-3850-Grafikkarten gezeigt. Dieses Quad-CrossFire [8], oder auch CrossFire X, wird ab Januar durch den dann zur Verfügung stehenden Catalyst unterstützt werden. Interessanterweise ist dann auch ein solcher CrossFire-X-Verbund mit DirectX 9.0 möglich, wie die laufende Demo des 3DMark06 zeigte. Zum Ende der Veranstaltung zeigte AMD auch noch ein laufendes System mit zwei HD-3870-X2-Karten [9], also CrossFire X mit nur zwei Karten.

Energiebedarf

Um den deutlich niedrigeren Energiebedarf ihrer neuen Plattform im Gegensatz zum Vorgänger zu demonstrieren, hatte AMD zwei spezielle Systeme präsentiert, auf denen ein VC1-codiertes HD-Video gezeigt wurde. Beiden Systemen war ein Energiemessgerät vorgeschaltet, wie es auch bei unseren Tests verwendet wird. Während das „alte“ System mit einem AMD Athlon 64 X2 6400+ und zwei HD 2900 XT Grafikkarten bestückt war, war das Spider-System mit einem 2,4 GHz schnellen Phenom, dem 790FX-Chipsatz und zwei HD 3850 ausgestattet. Der Spider-Plattform kommt in dieser Disziplin besonders die UVD-Engine der neuen HD-3850-Karten zu Gute, welche die CPU-Last bei der Wiedergabe eines HD-Videos und somit den Stromverbrauch drastisch senkt.

„Altes“ System

Spider-Plattform

Vorab-Benchmarks

Wie bereits erwähnt, war es den versammelten Journalisten in Warschau an den rund 40 Testsystemen gestattet, ausschließlich vorinstallierte Benchmarks laufen zu lassen. In Teamwork mit anderen deutschen Presse-Kollegen konnten wir einige Benchmarks absolvieren, denn die Zeit zum freien Messen war begrenzt.

Es ist jedoch besondere Vorsicht bei der Interpretation der Werte angebracht. So sind die Ergebnisse zur Zeit nicht vergleichbar mit anderen bisher gemessenen Werten, da es sich um komplett andere Plattformen und Ausstattungen gehandelt hat. Eine grobe Orientierung geben allerdings bereits die Messwerte der HD 3870, die in unserem Grafikkarten-Artikel [1] nachzulesen sind. Allerdings wurde dort noch auf einem PCIe-1.1-basierenden System gemessen. Hier werden erst spätere Test zeigen können, wie groß der Einfluss der neuen PCIe-2.0-Schnittstelle genau ist.

AMD-Testsystem Spider-Plattform

Prozessor: 2,4 GHz Phenom, Engineering Sample
Hauptplatine: Gigabyte MA790FX-DQ6
Grafikkarte: 2x HD 3850 im CrossFire-Verbund
Speicher: 2x 1 GB Corsair Dominator CM2X1024-8500C5D
Festplatte: 150 GB Raptor, Western Digital
Netzteil: Akasa 850 Watt
Betriebssystem: Vista 32-Bit
Monitor: Mirai 22" TFT

3DMark06