AMD Piledriver vs. Steamroller vs. Excavator — Leistungsvergleich der Architekturen

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Architekturvergleich – how to?

Nicht ganz, schließ­lich haben Archi­tek­tur­ver­glei­che hier auf planet3dnow.de eine lan­ge Tra­di­ti­on. Wir haben schon die K6- mit der K7-Archi­tek­tur ver­gli­chen, K7 mit K8, K8 mit K10 und K10 mit Bull­do­zer (K15). Wenn man nicht Pro­zes­so­ren mit­ein­an­der ver­glei­chen möch­te, son­dern deren Archi­tek­tu­ren, muss man annä­hernd iden­ti­sche Vor­aus­set­zun­gen schaf­fen. Das wich­tigs­te Kri­te­ri­um ist “glei­che Takt­fre­quenz”. Das ist heut­zu­ta­ge schwie­ri­ger als es klingt, denn “die” Takt­fre­quenz gibt es eigent­lich gar nicht mehr. Heu­te wech­seln die Pro­zes­so­ren je nach Last­zu­stand zwi­schen einem hal­ben Dut­zend Fre­quen­zen hin und her, von der Leer­lauf-Dreh­zahl über diver­se Zwi­schen­stu­fen, den Basistakt, bis hin zu meh­re­ren Tur­bot­akt­ra­ten. Zu allem Über­fluss ist nicht nur die Last ein Kri­te­ri­um für die Takt­fre­quenz, son­dern auch die zuläs­si­ge TDP – bei APUs u.a. abhän­gig vom inte­grier­ten Gra­fik­pro­zes­sor – und natür­lich die Tem­pe­ra­tur, was gera­de bei Fer­tig-Lap­tops beim Tes­ten ein Pro­blem wer­den kann, wenn der Her­stel­ler bei der Küh­lung gespart hat.

HP Pavilion 15-ab052ng

Wie also will man unter die­sen Vor­aus­set­zun­gen CPU-Archi­tek­tu­ren ver­glei­chen, wenn schon ein und das­sel­be Pro­zes­sor­mo­dell um 50% abwei­chen­de Per­for­mance lie­fern kann, je nach­dem, ob der Note­book-Her­stel­ler ihn auf 12 W oder 35 W TDP ein­ge­stellt hat, ob er ihn auf­wän­dig kühlt oder so bil­lig wie mög­lich? Das wird nicht ein­fach, aber man muss den kleins­ten gemein­sa­men Nen­ner fin­den. Das ist in unse­rem Fall die Exca­va­tor-APU Car­ri­zo. Die haben wir in Form eines HP Pavi­li­on 15-ab052ng vor uns, eines Con­su­mer-Note­books ohne War­tungs­klap­pen, mit nur einem DDR3-Modul bestückt, das HP mit ledig­lich 1333 MHz arbei­ten lässt, obwohl es ein DDR3-1600-Modul ist, 100-MBit-LAN (dass es so was noch gibt!?) und ohne jeg­li­che Mög­lich­kei­ten im BIOS Takt­ra­ten, TDPs oder sonst irgend­et­was ein­zu­stel­len.

carrizo_cpu-z

Der AMD A10-8700P ist also unse­re Basis, an die sich alle ande­ren anpas­sen müs­sen. Lei­der wäre das Pro­jekt an die­ser Stel­le schon fast geschei­tert, denn die APU zeig­te sich äußerst zickig gegen­über den ein­schlä­gi­gen Tuning-Tools. AMDs Over­dri­ve wur­de zuletzt 2014 aktua­li­siert, war also kei­ne gro­ße Hil­fe. AMDMsrT­wea­ker konn­te zwar APM und Tur­bo abschal­ten, aber immer nur für Sekun­den, dann ließ eine “höhe­re Macht” die Takt­fre­quenz wie­der tan­zen; und PSCheck star­te­te auf dem Car­ri­zo erst gar nicht. Auch die Leis­tungs­ein­stel­lun­gen im Cata­lyst Con­trol Cen­ter waren auf den ers­ten Blick kei­ne Hil­fe. Damit konn­te man zwar den mini­ma­len Takt anhe­ben, aber der dort ver­zeich­ne­te maxi­ma­le Takt von 1,8 GHz war ledig­lich der Basistakt und der Tur­bo tanz­te mun­ter dar­über hin­weg. Die nächst­nied­ri­ge­re Stu­fe auf der Ska­la war 1,6 GHz, aber auch das schien Car­ri­zo nicht wei­ter zu inter­es­sie­ren – zumin­dest laut Takt­fre­quenz-Anzei­ge im Win­dows-10-Taskma­na­ger. In Wahr­heit jedoch hat­ten wir hier unser Schlupf­loch gefun­den, denn der Taskma­na­ger zeigt anschei­nend nur die Takt­fre­quenz an, die das Sys­tem gemäß sei­nen P-Sta­tes ger­ne hät­te, nicht wie sie tat­säch­lich sind. CPU-Z in der neu­es­ten Beta half uns aus. Hier zeig­te sich der Takt auf 1600 MHz fest­ge­na­gelt und Gegen­checks mit CPU-Bench­marks, die bekannt line­ar mit dem Takt ska­lie­ren, bewie­sen: Wir hat­ten den Exca­va­tor-befeu­er­ten Car­ri­zo auf 1600 MHz fest­ge­zurrt.

Die wei­te­re Gemein­sam­keit, die wir fin­den muss­ten, war die Spei­cher­kon­fi­gu­ra­ti­on. HP hat unser Test­ex­em­plar zwar mit DDR3-1600-Spei­cher bestückt, aber allen Erns­tes trotz feh­len­der War­tungs­klap­pe (Argu­ment “Nach­rüs­tung”) nur mit einem Modul, zu allem Über­fluss auch noch im DDR3-1333-Modus arbei­tend. 10,7 GB/s Trans­fer­ra­te also nur statt der mög­li­chen 25,6 GB/s. Das heißt, wir dür­fen unse­re Ver­gleichs­sys­te­me mit Piledri­ver- und Steam­rol­ler-Ker­nen auch nur mit DDR3-1333-Sin­gle-Chan­nel-RAM bestü­cken.

Fol­gen­de Eck­da­ten haben wir also nun:

  • 2 Modu­le / 4 Threads
  • 1600 MHz Takt­fre­quenz, 1300 MHz North­bridge-Takt­ra­te
  • Tur­bo aus, APM aus, CnQ aus
  • RAM: 1x 8 GiB DDR3-1333 Sin­gle-Chan­nel 9–9-9–24 1T, Dual-Rank
  • Micro­soft Win­dows 10 x64
  • AMD Cata­lyst 15.7.1 WDDM 2.0

Doch das ist noch nicht alles: Wenn wir die CPU-Archi­tek­tu­ren ver­glei­chen wol­len, müs­sen wir alle stö­ren­den Ein­flüs­se der unter­schied­li­chen Platt­for­men eli­mi­nie­ren. So haben Kave­ri und Car­ri­zo z.B. einen inte­grier­ten PCI-Express-3.0-Controller, Tri­ni­ty jedoch nur einen der Ver­si­on 2.0. Das heißt, Tests mit PCI-Express-Gra­fik­kar­ten sind tabu – und mit einem Lap­top ohne­hin “schwie­rig”. Auch die inte­grier­ten GPUs dür­fen wir nicht nut­zen, schließ­lich basiert die GPU von Tri­ni­ty noch auf VLIW4, Kave­ris und Car­ri­zos dage­gen schon auf GCN – von den unter­schied­li­chen Shader­zah­len, Takt­fre­quen­zen und TDP-Bud­gets mal ganz abge­se­hen; ergo grund­sätz­lich kei­ne Tests, die irgend­wie gra­fik­las­tig wären. Aber damit ist das Ende noch nicht erreicht! Car­ri­zo ist ein SoC, trägt also den kom­plet­ten Chip­satz samt SATA-Con­trol­ler in der CPU. Car­ri­zo hat so prin­zip­be­dingt erheb­lich kür­ze­re Laten­zen beim Zugriff auf alles, was man frü­her South­bridge nann­te, als die extern ange­bun­de­nen Chips bei Tri­ni­ty und Kave­ri. Damit schei­den auch all jene Bench­marks aus, die das Gesamt­sys­tem bean­spru­chen. Was wir brau­chen, sind also Tests, die rein in der CPU lau­fen oder das Sub­sys­tem so schwach bean­spru­chen, dass es nicht ins Gewicht fällt!

Obwohl wir uns so viel Mühe gemacht hat­ten mit der Spei­cher­kon­fi­gu­ra­ti­on, muss­ten wir nach ers­ten Checks auch RAM-las­ti­ge Bench­marks strei­chen, denn trotz glei­cher Kon­fi­gu­ra­ti­on der Pri­mär­pa­ra­me­ter zeig­ten Latenz­tests bei Car­ri­zo deut­lich län­ge­re Zugriffs­zei­ten. Irgend­wel­che sekun­dä­ren Timings oder der North­brid­ge­t­akt, auf den wir am Car­ri­zo-Lap­top natür­lich kei­nen Ein­fluss hat­ten, muss­ten – ver­mut­lich dem Strom­spa­ren auf der Note­book-Platt­form geschul­det – lang­sa­mer ein­ge­stellt sein als bei den zum Ver­gleich her­an­ge­zo­ge­nen Sys­te­men. Wir haben den­noch ein paar Spei­cher­tests durch­ge­führt und zei­gen sie auch, weil eini­ge inter­es­san­te Wer­te dabei sind.

Wir haben uns für fol­gen­de ent­schie­den:

  • Cine­bench 11.5 x64
  • Cine­bench 15 x64
  • 7-Zip 9.38 x64
  • True­crypt 7.1a
  • Fritz (Schach-Bench­mark) 4.2
  • LAME 3.99.5 x64
  • AIDA64 Engi­neer 5.30
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