AMD FX-8150 – der Bulldozer ist da - Seite 3

Weltweit erste Desktop-CPU mit 8 Kernen - und sehr hoher Taktrate

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AMD Bulldozer im Detail

Das Schaubild der AMD FX Plattform zeigt schon den ersten größeren Unterschied zur Phenom II Generation. Statt maximal DDR3-1333 wird nun bis zu 1866 MHz schneller Hauptspeicher unterstützt.


Schema der AMD FX Architektur

Die wichtigsten Unterschiede von Phenom und FX liegen jedoch tiefer, nämlich in der CPU-Architektur. AMD hat sich die grundsätzliche Frage gestellt, wie man die CPU besser für parallelisierte Aufgaben vorbereiten kann, ohne einfach nur weitere Kerne hinzuzufügen und damit die Chips größer und teurer machen zu müssen. Ein möglicher Ansatz ist SMT (Simultaneous Multithreading), wie es Intel mit Hyper-Threading schon seit 2002 nutzt. AMD wollte es anders machen.


Der Ansatz der Bulldozer Architektur

Bislang haben sich einzelne CPU-Kerne meistens nur den Level-3 Cache und den Zugang zur Northbridge des Mainboard-Chipsatzes geteilt. AMD geht mit Bulldozer einen Schritt weiter, hier teilen sich die Kerne mehr Ressourcen. Zwei Kerne sind zu einem sogenannten Bulldozer Modul zusammen gefasst und teilen sich z.B. eine Gleitkomma-Einheit. Jeder (Integer-)Kern besitzt weiterhin seinen eigenen Level-1 Cache, aber schon der L2-Cache steht beiden zur Verfügung.


Bulldozer Modul

Außerdem hat AMD zahlreiche Änderungen an den einzelnen Elementen der CPU-Kerne bzw. des Moduls vorgenommen. Laut Hersteller kann ein Bulldozer Modul nun vier Befehle pro Takt abarbeiten, während es beim Phenom II Prozessor noch drei Instruktionen pro Takt waren.

Durch die Zusammenfassung von zwei Kernen in einem Modul und da jeder Kern für sich genommen nicht mehr die Komplexität eines bislang üblichen CPU-Kerns besitzt, vergrößert sich die Chipfläche nur ein wenig und AMD bleibt mit 125 Watt in dem für High-End-CPUs üblichen Rahmen beim Stromverbrauch.
Auch wenn die beiden Kerne in einem Modul natürlich enger zusammenhängen als bisher, können Kerne weiterhin zu Stromsparzwecken einzeln abgeschaltet werden, wenn sie nicht belastet werden.


Der Aufbau eines Zambezi Prozessors

Etwas problematisch ist die Modulstruktur aber auch, wie AMD selbst zugibt. Sollten zwei voneinander abhängige Threads (wenn z.B. einer auf Daten vom anderen warten muss) unterschiedlichen Modulen zugewiesen werden, können sie sich die Ressourcen nicht teilen und die Berechnungen sind ineffizienter als zuvor. Das ist z.B. ein Problem des „Schedulers“ von Windows 7, für den die Modulstruktur der CPU-Kerne nicht transparent ist. Das wird sich mit Windows 8 aber ändern, denn dort wird das entsprechend implementiert. Die bereits vorab erhältliche Entwickler-Beta-Version von Windows 8 unterstützt die FX Prozessoren schon besser als Win7. AMD hat nach eigenen Angaben in Spielen auf Win8 Leistungssteigerungen von 2 bis 10 Prozent festgestellt, wenn man es mit Win7 vergleicht.

Für die FX Prozessoren hat AMD seine beim Phenom II eingeführte Turbo Core Technologie erweitert, mit der die Taktfrequenzen der CPUs automatisch (etwas) angehoben werden, wenn mehr Leistung benötigt wird und die TDP noch Spielraum dafür bietet. Das funktionierte aber nur mit maximal der Hälfte der vorhandenen Kerne (Max Turbo Modus). Beim AMD FX kommt nun die Stufe All Core Turbo hinzu. Hier werden alle Kerne etwas höher getaktet, wenn die TDP es zulässt.


Die AMD Turbo Core Technologie der AMD FX CPU

Wenn das Betriebssystem und die Anwendungen der CPU eine hohe Leistung abverlangen, aber die TDP dabei nicht erreicht wird, werden bei einem AMD FX Prozessor alle (acht) Kerne gleichzeitig höher getaktet. Sollte der in der CPU integrierte „AMD Power Manager“ bemerken, dass die TDP erreicht oder überschritten wird, wird die Taktfrequenz wieder auf das normale Maß reduziert.


Ablauf im Schema: All Core Turbo

AMD gibt als Performance-Gewinne für „All Core Turbo“ zwischen 4 und 7 Prozent an, z.B. in den Programmen MainConcept und WinRAR.
In der höchsten Stufe „Max Turbo“ wird die Taktfrequenz noch höher geschraubt. Das funktioniert aber nur, wenn nur die Hälfte aller CPU-Kerne belastet werden. Das gilt z.B. bei Anwendungen, die sich in nur wenige Threads aufteilen. Natürlich werden auch nur die Taktraten der verwendeten Kerne angehoben. Bei „Max Turbo“ werden im Vergleich zum Phenom II bei den AMD FX CPUs im Allgemeinen höhere Frequenzen angesteuert.


Ablauf im Schema: Max Turbo

Laut AMD lassen sich so z.B. bei 7-Zip, Apple iTunes und Windows Movie Maker Leistungszuwächse von 5 bis 12 Prozent erzielen.

Frank Schräer

Herausgeber, Chefredakteur und Webmaster

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