Heute vor genau 11 Jahren hat AMD seinen K6-III Prozessor offiziell vorgestellt. Dabei handelte es sich um einen K6-2 alias K6 3D Prozessor, der um einen 256 KB großen L2-Cache erweitert worden war.
Der AMD K6-III war damals die neueste Ausbaustufe des von NexGen zugekauften K6 Prozessor-Designs. Die Anbindung zur Außenwelt fußte beim K6 noch auf der von Intel bereits ausgemusterten Sockel 7 Plattform, die auch mit AMDs "Super 7" Erweiterung (100 MHz Frontside-Bus statt 66 MHz und AGP 1.0 statt nur PCI) nie den Infrastruktur-Flaschenhals völlig ablegen konnte.
Zudem sprangen auf den Super 7 Zug damals nur die taiwanesischen Chipsatz-Hersteller ALi, VIA und SiS auf, die zu jener Zeit noch nicht wirklich vollends ausgereifte Plattformen bieten konnten wie wir sie heute beinahe in Perfektion gewohnt sind.
Insofern war der AMD K6-III damals ein Meilenstein, da er - wie schon kurz zuvor der Intel Celeron mit Mendocino-Core - erstmals im x86-Bereich einen Fullspeed L2-Cache direkt auf dem Die realisierte. Damit konnte nicht einmal der ein halbes Jahr später eingeführte AMD "K7" Athlon dienen, der wie der damals aktuelle Intel Pentium III "Katmai" nur auf L2 Cache zurückgreifen konnte, der auf einer gemeinsamen Slot-Karte untergebracht war. Die Fertigungstechnologie mit 250 nm war damals noch nicht so weit.
Da die Super 7 Plattform ohnehin schon von der langsamen und ineffizienten Infrastruktur gebremst wurde, war der AMD K6-III damals ein riesen Schritt vorwärts für AMD. Endlich konnten die zur Laufzeit wichtigen Daten im Cache gehalten werden, was dem K6-III gegenüber dem K6-2 ohne On-Die L2-Cache einen enormen Leistungsvorsprung bescherte. Der damals auf Sockel 7/Super 7 Plattformen übliche Cache auf dem Mainboard wanderte beim K6-III von der zweiten in die dritte Cachestufe (L3-Cache). Die Architektur bedingte schwache Fließkomma-Leistung konnte er jedoch logischerweise nie ablegen, jedoch beflügelte der Fullspeed On-Die L2-Cache die Leistung der K6-Baureihe wie kaum für möglich gehalten. Endlich wurde sichtbar, wie gut und effizient das NexGen Low-Latency Design, das auf kurze Durchlaufzeiten eines Befehls ausgelegt war, weniger auf möglichst hohen Durchsatz oder gar möglichst hohe Taktfrequenz, zumindest im ALU-Bereich war. Hier verweisen wir gerne auf einen unserer Artikel von 2000.
Verantwortlich für diese damals außergewöhnliche ALU-Leistung war zum einen die kurze Pipeline, die im Falle eines Stalls keinen großen Penalty nach sich zog, der große L1-Cache von 32 KB Daten und 32 KB Instruktionen, die für damalige Verhältnisse riesigen TLBs, sowie der äußerst ausgefeilte Branch-Predictor. Zudem hatte AMD etliche damals übliche Maschinen-Befehle "in Hardware" verdrahtet ("Short decodable"), zum Beispiel den LOOP-Befehl, was Schleifen, die damit realisiert waren, erheblich beschleunigte. Allerdings wurde damit auch das ein oder andere Kompatibilitätsproblem heraufbeschworen, da z.B. einige Microsoft-Programmierer nicht damit gerechnet hatten, dass dieser Schleifenbefehl, den sie als Zeitverzögerung bei der Initialisierung von Gerätetreibern nutzten, so schnell abgearbeitet werden würde. Verständnisschwierigkeiten bei der Software-Auswahl machte hin und wieder - gerade im Linux-Umfeld - auch, dass der K6/-2/-III zwar von der Architektur her mit mehreren Pipelines, Register Renaming, Out-of-Order Execution etc. alle Merkmale der 686-Architektur trug und von AMD auch als Widersacher der "80686" Pentium Pro/-II/-III vermarktet wurde, jedoch nur zum 586-Befehlssatz kompatibel war. Die viel gepriesene 3DNow! SIMD-Einheit konnte ihn bei Spielen und Multimedia-Anwendungen meist auch nicht beflügeln, da die Programmierer die 3DNow! Befehle explizit hätten nutzen müssen, was bis auf ein paar halbgare Quake III Arena und LAME-Patches nie wirklich geschehen ist.
Toppen konnten die K6-III Leistung später nur noch einmal die eigentlich für Notebooks gedachten AMD K6-2+ und K6-III+ Prozessoren, die dank der 180 nm Bauweise (statt 250 nm) mehr Taktpotenzial und/oder weniger Stromverbrauch, sowie Teile der Enhanced 3DNow! Technologie des mittlerweile bereits eingeführten AMD Athlon boten. Allerdings waren diese Prozessoren - bei bis auf ein paar wenigen Freaks - im Mainstream nicht mehr relevant, da zu dieser Zeit (2000) bereits die K7-Prozessoren bei praktisch jedem Benchmark von Sieg zu Sieg eilten und der K6-Plattform daher kaum noch jemand eine Träne nachweinte - eben bis auf ein paar Insider, die den K6-III heute noch für seine hohe IPC im ALU-Bereich huldigen. Und ehe der Einwand kommt: ja, der AMD K5 war bei der reinen ALU Pro-Takt Performance noch einmal besser...
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