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CPU Prozessoren

AMD Phenom X4 - Quadcore von AMD

Die Übernahme von ATI durch AMD ist nun ein Jahr her und nun zeigen sich die ersten Früchte dieser Zusammenarbeit. Mit der kürzlich vorgestellten Spider Plattform für Performance Pro Watt Gamer, umfasst man nicht nur die neuen HD38XX Grafikchips und die neuen 7er Chipsätze, sondern auch die passenden Quad Core Prozessoren. Über genau diese wurde viel geredet, viel spekuliert, doch was daran nun alles dran ist kam nie wirklich raus.

Aus diesem Grund wollen wir uns heute einmal näher mit AMD’s erster eigenen Quad Core auseinandersetzen und diese von allen Seiten beleuchten. Kann AMD die eigenen alten K8 Kerne besiegen und sich vielleicht sogar an Intel heranpirschen? Für AMD ist diese Entscheidung in gewisser Weise essenziell, denn es liegt am Phenom wieder Boden gut zu machen. Seit dem Core 2 Duo hängt an AMD das Image des Midware Herstellers. Das dieses nicht gut fürs Geschäft ist, sollte jedem klar sein. Mit der Einführung der GPUs legte AMD einen guten Start hin – nun müssen die Karten nur noch verfügbar sein -, denn diese konnten durch ein sehr gutes Preis/Leistungsverhältnis auf ganzer Ebene Punkten. Doch wie schaut’s in der CPU Schmiede bei AMD aus? Antworten sollte jeder auf den folgenden Seiten finden…       An dieser Stelle wollen wir uns bei allen Sponsoren bedanken, die dieses Review ermöglich haben. Beim Namen wären das AMD, Gigabyte und HPM -Computer.de.    

Teschniche Daten:   AMD scheint es fast eine heilige Betonung zu sein, dass der K10 der erste native und damit „echte“ Quadcore ist. Und wahrhaftig ist der K10 so gesehen der erste Quadcore, der aus einem Stück gefertigt wurde. Intel geht den nicht unbedingt einfacheren Weg zwei Dualcore Kerne auf einem PCB zu vereinen. Beide Wege bzw. Techniken haben ihre Vor- und Nachteile. Währenddessen die Kerne eines Intel Core 2 Quad über den FSB kommunizieren müssen, können die 4 AMD Kerne direkt untereinander Daten austauschen ohne den Umweg über den FSB nehmen zu müssen. Dies wird durch die Direct Connect Architecture ermöglich.   Doch auch auf die alten K8 CPU bezogen, hat sich einiges geändert und man geht teilweise vollkommen andere Wege als Intel, um seine Quadcore zu verwirklichen. So führte man mit dem K10 ein optionalen L3 Cache ein, welcher allen drei Kernen zur Verfügung steht. Dieser ist mit 2 MB im Vergleich zu Intels Cachegrößen nicht sonderlich groß, doch die Vergangenheit zeigte oft, dass AMD Prozessoren nicht so Cache lastig waren. Dies scheint durchaus ein Grund dafür zu sein, warum man den eigentlich wichtigeren L2 Cache bei 512Kb beließ. Weitere Entwicklungen zeigen sich beim HT Bus. Dieser liegt nun schon in der Version 3.0 vor und kann bei den Phenom Prozessoren mit bis zu 3,6Ghz aufwarten. Die Alten K8 Kerne wurden mit maximal 2Ghz bedient. Doch wie oft genug bewiesen wurde, hat dieser kaum Einfluss auf die Performance. Weiterhin bekam der neue K10 Kern mit einer SSE4 Einheit auch einen neuen Befehlsatz hinzu.   Flächenmäßig gesehen, nehmen sich AMD und Intel Quadcore Prozessoren kaum etwas. Unterschiede fallen erst beim betrachten deren Transistorenzahlen auf. Denn Intel verpackt auf annähernd der selben Fläche ca 120 Mil.  Transistoren mehr. Getaktet sind diese bei AMD derzeit mit bis zu 2,3Ghz. Aufgrund eines Bugs im Translation Lookaside Buffer des  B2 Steppings des Phenoms, werden höher getaktete Modelle erst mit dem B3 Stepping erwartet, welches diesen Bug behebt.   Was für viele längst überflüssig war, wird nun beim Phenom Umgesetzt. Die Rede ist vom DDR2-1066 Support. Dieser wird durch die neuen Chipsätze zum Phenom endlich ermöglicht. Ein immer noch wachsender und zunehmend immer wichtiger Aspekt ist der Stromverbrauch. AMD gibt seine kleinen Vierkern Prozessoren mit 89-95W an. Das klingt auf den ersten Blick recht gut, gibt doch Intel für den Q6600 105W TDP beim B3 und 95W beim G0 Stepping an. Wie sich das Blatt am Ende wendet, wird später deutlich.         AMD Phenom Box:   Wie gerufen kam der Phenom in der Box Version zu uns. Diese hat sich im Vergleich zu den alten Boxen der K8 Generation erheblich verändert. Der harten Kartonhülle folgt nun eine dünne Pappschachtel. Diese muss leider wie bei Intel aufgerissen werde, um an den Inhalt zu kommen. Innen ist aber alles beim alten geblieben und so findet man neben dem Garantiehandbuch einen kleinen AMD Sticker. Dazu gesellt sich ein alter Bekannter, welcher uns fast schon altbacken im silbernen Design anstrahlt - der Boxedkühler. Dieser hat seit Generation kaum sein Aussehen verändert. Das wichtigste, die CPU, ist wie immer sichtbar an einer der Seiten angebracht, um sie dann aus der inneren Pappummantelung zu befreien.    
      Testsystem:   Für den Test des neuen Phenom Prozessors besorgten wir eine komplette Spider Plattform bestehend aus einem Mainboard mit 790FX Chipsatz, einer ATI HD3850 und abschließend einem AMD Phenom X4 9500. Bei dem Mainboard handelt es sich genau gesagt um ein Gigabyte GA-MA790FX DQ6. Für die richtigen Spannungen sorgte ein Be Quiet Straight Power mit 650W. Als Speicher kam wie schon auf den Plattformen zuvor unser 2Gb Gskill DDR2-800 GBNR Pärchen zum Einsatz. Die AMD Athlon X2 Plattform wurde von einem Foxconn C51XEM2AA mit Nforce 590SLI Chipsatz unterstützt. Sonst blieb das System bis zum Intel Core2Quad Q6600 auf dem Abit Quad GT X38 unverändert.        
        Performance:   Im folgenden, ersten Abschnitt unserer Performance Tests, wollen wir uns der reinen Rohleistung der Prozessoren widmen. Verstärkt auch der Vergleich zur alten K8 Generation und um die Objektivität zu wahren auch zum Intel Gegenpart Q6600. Gemessen haben wir die Leistung mit ausgewählten synthetischen Leistungstests, als auch im zweiten Teil mit realen Game Benchmarks. Dabei stellten wir dem Standard Phenom 9500 gegen die Kontrahenten und simulierten durch übertakten der CPU des Weiteren einen 9700 und einem fiktiven 10000. Um die Vergleichbarkeit der K10 und K8 Architektur aufzuzeigen, takteten wir unseren AMD Athlon X2 6000+ auf 2,4Ghz herunter, um so taktgleich einen X2 4600+ zu simulieren.             Die ersten synthetischen Tests zeigen ein recht eindeutiges Bild. Im Vergleich zur alten K8 Architektur kann sich der K10 durch aus behaupten. So liegt ein Phenom 9500 im Schnitt nur knapp hinter einem X2 6000+. In allen Benchmarks ist der 800Mhz langsamere Vierkern nur wenige Prozentpunkte hinter dem AMD Top Boliden. Ein simulierter AMD X2 4600+, welcher mit 2,4Ghz taktet, reiht sich dabei nur knapp hinter dem Phenom ein. Doch der neue AMD ist nur im Viererpack stark. In Single Thread Anwendungen, die nur auf einem Kern laufen, zeigt der K10 Schwächen und kann nicht mit dem alten K8 Kernen mithalten. Auch die 2,4Ghz Version kann nur leicht aufschließen. Dabei zeigt der K10 Core eine gute Skalierung mit steigendem Takt. Stellt man die gesamte AMD Riege nun in den Vergleich mit dem Intel Quad Core Q6600, unterliegt diese diesem auf ganze Linie. Einzig der AMD X2 6000+ kann sich in einigen Benchmarks durch seinen höheren Takt vor die Intel CPU werfen.   In unseren getesteten Spielen zeigt sich die Kluft zwischen den AMD und Intel Prozessoren noch deutlicher. So geht der kleine Intel Quadcore in jedem Test als Sieger hervor und kitzelt teilweise ungeahnte Reserven aus unserem System. Clock by Clock ist der AMD auch hier dem Intel weit unterlegen und kann sich in keinem Fall an die Spitze setzen. Wenn man bedenkt, dass der K10 ein komplette Neuentwicklung ist und man den Gegner Core und Penryn kannte, zeigt der neue AMD Prozessor eine eher schwache Kühr.       Overclocking:   Auch dem Übertakten des neuen Phenoms haben wir uns gewidmet, doch gerieten wir aufgrund von Biosschwächen des Gigabyte Boards schnell in Bedrängnis und mussten bei 2,7Ghz vorerst die weiße Fahne ziehen. Grund für diesen vorzeitigen Ausstieg war ein neuer Takt der bei den Boards der 7. Generation ein doch beachtliche Rolle spielt. Gemeint ist der Northbridge Takt. Wird dieser zu hoch, ist ein weiterkommen unmöglich. Dessen Takt leitet sich vom HT Takt ab und besitzt einen eigenen Multiplikator. Überschreitet die Northbridge die 2,2Ghz, dass sind etwa 245Mhz HT Takt, ist ein booten unmöglich. Ein neues Bios brachte dann endlich einen Regler für den Multiplikator der Northbridge und so war das neue Limit zu suchen. So war ein stabiler Betrieb bis ca. 2,9Ghz möglich.         Die folgenden Test befassen sich hauptsächlich mit den Taktraten bis 2,7Ghz. Da hier der im Bios verankerte Bug Fix der AMD Prozessoren noch nicht eingriff. Spannungen mussten beim übertakten des Phenom's nicht angehoben werden, nur die 2,9Ghz resultierten in einem Anheben der Versorgungsspannung auf ca 1,4V.             Die Tabelle zeigt deutlich die gute Skalierung des Kerns mit steigendem Takt. Mit 2,7Ghz schafte es die AMD CPU auch erstmals in mehreren Benchmarks vor den Intel Q6600 zu landen. Vor allem wPrime scheint es den AMD Prozessoren angetan zu haben, und so kann er sich dort recht weit vor den Intel Prozessor setzen. Schaut man sich die Steigungen genau an, kann man ungefähr abschätzen, dass ein Phenom 100-200Mhz mehr braucht, um mit einem vergleichbaren Intel Prozessoren mithalten zu können. In den Games kann sich unser 2,7Ghz Phenom zwar weiter an den Q6600 heranschleichen, doch mehr als ein "an der Hülle kratzen" wird nicht draus. Der Intel Prozessor kann trotz 300Mhz Defizit die Spitze behaupten und lässt sich auch wenig beeindrucken.       Overdrive:   Man kennt es ja schon seit Jahren von ATI – gemeint ist die Overdrive Funktion. Selbiges hat AMD nun in Form eines kleinen aber hilfreichen Overclocking Tools für seine neuen AMD 7XX Chipsätze in Verbindung mit dem Phenom veröffentlicht. Auch Nvidia launchte vor einiger Zeit ein gleichen Tool für seine Platinen. Doch das AMD Tool kann mehr als nur ein paar Parameter verändern. Es ist Overclocking, Info und Testtool in einem. So gut wie alles, was man so einstellen kann, kann man auch mit dem Tool ändern. Das beginnt beim einfachen Anheben des HT Taktes, bis hin zu zum Einstellen der separaten Core Multiplikatoren, die es ermöglichen jeder Core einen eigenen Takt zu geben. Spannungseinstellungen und Timingänderungen gehören auch zu Ausstattung. Damit man auch überprüfen kann, ob das System stabil ist, hat man auch gleich einen praktischen Stabilitätstest integriert. Hängen gelassen hat uns das Tool kein einziges mal und die Funktionen zeigten sich als durchaus brauchbar. Auch was die Oberfläche angeht, hat man bei AMD keine Fehler gemacht und so bleibt das Tool an jeder Stelle recht übersichtlich und man verliert nie den Überblick.    
        TLB Bug:   Schon länger geistert das Gerücht durch die IT-Welt, die neuen AMD Prozessoren hätten im aktuellen B2 Stepping einen Bug im Translation Lookaside Buffer, welcher für die Cachespeicher-Adressenverwaltung zuständig ist. Laut AMD tritt der Bug nur bei höheren Taktraten auf, was dazu führte, dass man den eigentlich für dieses Jahr angekündigten AMD Phenom 9600 ersatzlos strich. Gegen Ende Januar werden dann neue Kerne mit dem B3 Stepping erwartet. Diese sollen diesen Fehler nicht haben. Doch um auf Nummer sicher zu gehen, veröffentlichen die Boardhersteller derzeit Bios Versionen, welche genau diesen TLB Bug fixen. Der Nachteil davon ist, dass dieser Bug Fix den TLB meist einfach deaktiviert. Das endet in einem teilweise erheblichen Leistungsverlust. Wie groß dieser Leistungsverlust ist, wollen wir anhand unseres fiktiven 2,7Ghz Modells zeigen. Dabei sollte zu Gunsten von AMD erwähnt werden, dass wir während der gesamten Testzeit nicht einmal diesen Fehler, welcher zum Absturz des Systems führt, zu Gesicht bekamen. Auch bei stundenlangen Lasttests bei 2,7Ghz zeigt sich kein Fehler. Unter normalen Umständen des Alltags ließ er sich auch später bei einem Test auf 2,9GHz nicht reproduzieren.           Im Großen und Ganzen bleibt der Leistungsverlust recht human und bewegt sich zwischen 1-5%. Doch zeigten sich hier auch Extremas, welche z.B. in einem 20%igen Einbruch der Speicherbandbreite und der CPU Leistung im 3Dmark 05 endeten. Absolutes Extremum stellt der Einbruch im Winrar Benchmark dar. Die Datenverarbeitung ging um bis zu 60% zurück und fiel von fast 2000Kb/s auf unter 700Kb/s. In Spielen verlor die CPU so durchschnittlich 12% Leistung und fällt zeitweise weit zurück. Doch genau diese 12% sind gerade in Crysis der Unterschied zwischen spielbar und unspielbar! Je nachdem, welche Grafikkarte im PC werkelt. In den Anderen Game halten sich die Einstürzte aufgrund der eh schon höheren Frames in Grenzen.       FAZIT:       Der Eindruck, den der AMD Phenom im heutigen Test hinterlassen hat, ist sehr durchwachsen. Zum einen zeigte er, dass er sich durchaus gegen seine alten Artgenossen aus eigenem Hause durchsetzen kann, zum anderen hinterließ er im Vergleich zum Intel Quadcore ein eher mageres Bild. Clock by Clock liegt der Intel in dem synthetischen Benchmarks meist vor dem AMD. Auch in den Game Benchmarks liegt der AMD teilweise weit zurück. Erst mit 100-200mhz mehr kann AMD Intel knapp überholen. Doch das auch nur in den synthetischen Benchmarks. In Games bleibt der Intel unangefochten weiter an der Spitze. Auch wenn man den AMD mit 2,9Ghz immerhin um 600Mhz übertakten kann , bleibt er weit hinter dem Übertaktungsverhältnis der Intel Quadcore zurück, geschweige denn deren Performance.   Man frage sich nun, welches Argument bleibt AMD noch? Die Leistung liegt hinter der von Intel, selbst mit einigen hundert Mhz mehr. Und so erschreckend es ist, auch die Stromaufnahme liegt weit über der von Intel. AMDs Steckenpferd, mit dem Phenom wieder die beste Performance/Watt zu bekommen, ist scheinbar von der Koppel geklaut wurden. Denn von diesem Ansatz ist man im Vergleich weit entfernt. Höchstens zu den Prozessoren aus dem eigenem Haus kann man einen Fortschritt verbuchen, doch auch dieser ist nicht "Phenom"enal.   Dazu kommt, dass viele Käufer vom Hype um den TLB Bug, welcher sich in unserem Test nicht ein einziges mal zeigte, nicht einmal bei 2,9Ghz, verschreckt wurden. Doch selbst ohne diesen, wie soll man das Interesse des Kunden an einer CPU gewinnen die eigentlich keine performancetechnischen oder auch stromsparmäßigen Argumente hat? Zumal der Preis mit 200€ die gebotene Leistung nicht rechtfertigt. Einzig in AMDs Hand liegt es jetzt den AMD Prozessor zum Low Cost Quadcore zu machen, dann wird es sicherlich auch gute Chancen geben, ihm einmal irgendwann eine Empfehlung zu geben, heute ist jedenfalls nicht der Tag, an dem dies geschieht.  
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