Von Gerhard Zehethofer, Director Sales OEM Europa bei AMD.
"Phenom": Auf diesen Namen hat AMD die Generation von Quad- und neuen Dual-Core-Prozessoren getauft, die in der zweiten Hälfte dieses Jahres auf den Markt kommen werden. Dabei sind der "Phenom X4" mit vier Prozessorkernen und die Dual-Core-CPU "Phenom X2" für Desktop-PCs der Ober- und Mittelklasse bestimmt. Der "Athlon X2" und der "Sempron" werden für preisgünstigere PCs weiterhin gebaut.
Zwei Sockel im High-End-Segment
Für den absoluten High-End-Bereich setzt AMD weiterhin auf Dual-Prozessor-Systeme mit Dual-Socket-Direct-Connect-Architektur (DSDC). Die CPUs kommunizieren dabei über eine schnelle Hypertransport-Verbindung. Die passenden Prozessoren sind die Phenom-FX-Typen mit zwei und vier Prozessorkernen. Mit der Quad-Core-Variante sind so die ersten Octo-Core-Desktop-Rechner möglich.
Noch vor den Phenom-Prozessoren kommt aber ein für Server und Workstations bestimmter Opteron-Prozessor mit vier Kernen auf den Markt, der bisher unter seinem Codenamen "Barcelona" bekannt geworden ist. Die neuen Desktop-CPUs liefen bisher unter den Sternennamen "Agena" (Quad-Core) und "Kuma" (Dual-Core).
Barcelona, der seinen Namen wegen des dortigen Formel-1-Rennens trägt, ist der erste Vertreter von AMDs "K10"-Familie, den ersten echten Quad-Core-x86-Prozessoren. Denn die aktuellen Quad-Core-CPUs von Intel bestehen aus zwei Dual-Core-Chips auf einem Prozessorgehäuse. Der Entwicklungsaufwand der Intel_lösung ist zwar im Vergleich zu einem nativen Quad-Core-Design geringer, das Konzept bringt dafür aber auch Nachteile: Die Verbindung zwischen den beiden Dual-Core-Chips läuft über den Frontside-Bus und die Northbridge des Chipsatzes, was eine höhere Latenzzeit mit sich bringt und so Leistung kostet.
Echte Quad-Core-Architektur
AMD setzt bei den kommenden Quad-Core-Prozessoren im Gegensatz zu Intel auf eine monolithische Architektur und hat daher wesentliche Teile der neuen CPUs neu entwickelt: Die vier Kerne sind intern über eine Crossbar verbunden und greifen gemeinsam auf den ebenfalls auf dem Chip integrierten DDR2-Speichercontroller zu. Ein auf dem Prozessor-Die untergebrachter, gemeinsam genutzter Level-3-Cache unterstützt die Level-2-Caches der einzelnen Kerne. So werden zeitraubende Zugriffe auf den Hauptspeicher auf ein Mindestmaß beschränkt. Die Größe des L3-Cache wird beim neuen Opteron und den Phenom-X4-CPUs bei zwei Megabyte liegen.
AMD hat sich bei den neuen Prozessoren aber nicht darauf beschränkt, die Anzahl der Kerne zu verdoppeln und einen zusätzlichen Cache zu integrieren, sondern auch die Architektur der Kerne selbst überarbeitet. So sollen eine genauere Sprungvorhersage und ein verbessertes Cache-Management für eine effizientere Nutzung der Ausführungseinheiten sorgen, der DDR2-Speichercontroller wurde für die Nutzung in einer Quad-Core-CPU optimiert.
Die wichtigste Verbesserung der Kernarchitektur ist aber die auf 128 Bit verbreiterte Fließkomma- und SSE-Einheit, die nun zwei 128-Bit-SSE-Operationen pro Takt verarbeiten kann. Damit soll laut Randy Allen, Corporate Vice President für Server und Workstations bei AMD,der kommende Quad-Core-Prozessor bei mathematischen Berechnungen um den Faktor 3,6 schneller sein, als ein bisheriger Dual-Core-Opteron mit gleicher Taktrate. Bei Datenbankanwendungen soll laut AMD ein Quadcore-Prozessor rund 70 Prozent schneller als Dual-Core-Modell sein.
Die gestiegene Leistung soll auch ausreichen, um die aktuellen Quad-Core-Xeon-Prozessoren von Intel abzuhängen: Allen verspricht, dass Barcelona in vielen Anwendungsbereichen um bis zu 40 Prozent schneller sein wird, als Intels "Clovertown". Mit den "Nested Page Tables" hat AMD dem neuen Prozessor noch eine weitere Neuerung spendiert, mit der die Leistung der AMD-Virtualisierungslösung AMD-V(tm) weiter gesteigert werden soll, da sich hier der Prozessor statt die Hypervisor-Software um die Speicherverwaltung der virtuellen Maschinen kümmert.
Schneller auch mit zwei Kernen
Die architektonischen Verbesserungen bei den SSE-Einheiten und dem Cache-Management kommen auch den zukünftigen Dual-Core-Prozessoren der Phenom-X2-Familie zugute. Sie werden bei gleicher Taktrate deutlich schneller zu Werke gehen als die bisherigen Athlon-X2-Prozessoren. Einen zusätzlichen Schub gibt noch der Level-3-Cache, über den auch die neuen Dual-Core-Prozessoren verfügen werden.
Einfaches Upgrade existierender Systeme
Gefertigt werden die Prozessoren in einem 65-Nanometer-SOI-Prozess. Damit soll etwa die maximale Leistungsaufnahme der Server-CPU Barcelona bei 95 Watt bleiben. Das erlaubt ein einfaches Upgrade von Dual-Core-Opteron-Systemen mit Sockel-1207-Prozessoren. Als Vorbereitung ist nur ein BIOS-Upgrade erforderlich, damit der Vier-Kern-Prozessor auch vom System korrekt erkannt wird. So kann die Rechenleistung eines Serverparks fast verdoppelt werden, ohne dass in neue Infrastruktur für das Rechenzentrum investiert werden muss.
Aber auch Heimanwender profitieren von der weitgehenden Abwärtskompatibilität der AMD-Prozessoren. So werden die neuen Phenom-Prozessoren trotz ihres neuen Sockels mit der Bezeichnung AM2+ ohne Probleme nach einem Bios-Update auf existierenden Sockel-AM2-Mainboards arbeiten. Der Unterschied zum Sockel AM2 liegt in der Unterstützung von schnelleren HyperTransport-Links (HT-3.0). Für die FX-Prozessoren und den Server-Bereich kommt der Sockel 1207+, der ebenfalls Prozessoren mit schnelleren HT-3.0-Links unterstützt.
Bei Intel-Plattformen ist ein Upgrade auf eine CPU einer neuen Generation trotz identischen Sockels dagegen selten möglich. Das haben die frühen Mainboards mit 975X-Chipsatz gezeigt, auf denen der Core 2 Duo nicht läuft und auch Penryn, die kommende 45-Nanometer-CPU, wird nicht zu älteren Sockel-775-Platinen kompatibel sein.
Neue Stromspartechnik
Eine weitere Neuerung der K10-Familie ist die getrennte Spannungsversorgung für die Prozessorkerne und den in der CPU integrierten Speichercontroller. Zudem kann der Prozessor nun die Taktfrequenz der einzelnen Kerne kontrollieren, was ein noch feineres Power-Management erlaubt, als bei den bisherigen AMD-Prozessoren mit PowerNow!. Insgesamt soll die Leistungsaufnahme der neuen Quad-Core-Prozessoren trotz ihrer deutlich höheren Performance nicht über denen der bisherigen Dual-Core-CPUs in derselben Leistungsklasse liegen. Das erleichtert nicht nur das Upgrade bestehender Systeme, sondern ist auch noch eine gute Nachricht für die Umwelt.
AMD macht mobil
Ein Bereich, für den ein niedriger Energieverbrauch besonders wichtig ist, ist der Notebook-Sektor. Auch hier hat AMD einige Neuerungen im Programm.
Die erste ist die Auslieferung von 65-Nanometer-Prozessoren für Mobilrechner. Die neuen und schnellen Turion-X2-Prozessoren sind für eine Thermal-Design-Power von lediglich 35 Watt ausgelegt und mit Taktraten zwischen 1,8 GHz (TL-56) und 2,3 GHz (TL-66) verfügbar. Die neuen Mobil-CPUs bilden das Herzstück der neuen Kite-Plattform für Notebooks, die weitere Neuerungen bringt: Den AMD-M690-Chipsatz mit integrierter DirectX9-Grafik und HDMI für HD-Videos, die Unterstützung von Hybrid-Festplatten und die Zusammenarbeit mit Herstellern von Wireless-LAN-Chips für den schelleren 802.11n-Standard.
Das kommende Jahr bringt dann die Puma-Plattform mit Griffin, einem neuen Prozessor der dann auch die neuen Stromspartechniken der K10-Familie beherrschen wird und einen Chipsatz mit DirectX-10-Grafik und einem Universal Video Decoder (UVD), der HD-Videos mit minimaler Prozessorlast wiedergeben kann.
Für Furore wird noch dieses Jahr die Hybrid-Graphics-Technik sorgen. Mit ihr ist es erstmals möglich, in einem Notebook alternativ entweder die sparsame, im Chipsatz integrierte Grafik oder einen leistungsstarken separaten Grafikchip zu nutzen - und das ohne Neustart des Rechners.
Gerüstet für alle Bereiche
Damit bietet AMD auch weiterhin sehr schnelle und dabei sparsame Prozessoren für alle Einsatzbereiche und Leistungsanforderungen. Dass AMD dabei auf stabile Plattformen und eine weitgehende Abwärtskompatibilität Wert legt, macht nicht nur den Anwendern, sondern auch den Integratoren das Leben leichter.
Dass AMD auch technologisch am Ball bleibt, zeigen nicht nur die kommenden Dual- und Quad-Core-Prozessoren, sondern auch die schon weit gediehenen Vorbereitungen für den Umstieg auf eine 45-Nanometer-Fertigung in 2008, die den Bau noch schnellerer und sparsamerer AMD-Prozessoren möglich machen wird.
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