AMD Ryzen 7 1800X Review – Teil 1
SMT – Was bringt das eigentlich?
In der Vergangenheit setzte AMD auf CMT (Clustered Multitheading). Mit der Zen-Architektur wagt der Hersteller den Schwenk zu SMT (Simultaneous Multithreading). Bei der Vorstellung der Bulldozer-Architektur war der Entwickler sicher, dass dieses Konzept dem SMT von Intel, auch genannt Hyperthreading, überlegen sei. Eigentlich wollten wir hier nun eben diese Behauptung prüfen. Leider erlaubte das AM3+-Mainboard es nicht, einzelne Kerne in den Modulen des Prozessors zu deaktivieren. Daher haben wir uns entschieden, zu betrachten, welche der SMT-Umsetzungen die bessere ist und ob AMD mit der ersten SMT-Erweiterung überhaupt konkurrenzfähig ist. Denn bei der Betrachtung von Intels ersten Schritten in diesem Feld dürften sich einige noch daran erinnern, dass in manchen Anwendungsfällen ein aktiviertes Hyperthreading zur Verschlechterung der Leistung führen konnte. Um euch hier nicht unnötig viele Diagramme vorzusetzen, haben wir uns darauf geeinigt, nur die Leistungsänderung und nicht die Vorher- und Nachher-Ergebnisse der einzelnen Kandidaten aufzuzeigen.
Betrachten wir als erstes ausschließlich die Spiele, so stellt sich tatsächlich die Befürchtung ein, die wir anfangs hatten: Die Leistung sinkt. Prozentual betrachtet liegt dieser Wert allerdings bei unter 3 % und dürfte im Spiel selbst kaum zu bemerken sein. Die beiden Verschlüsselungsalgorithmen, die wir betrachten, legen dafür ordentlich zu. Und zwar liegt hier AMDs Vorteil durch die neue Funktion deutlich höher als bei der Konkurrenz. Auch bei HandBrake stellt sich dieses Bild ein, hier legt AMDs Ryzen um 20 % zu, wohingegen die beiden Intel-Prozessoren Zugewinne von 6 und 10 % aufweisen können.
Bei den beiden Packprogrammen erweist sich SMT als zweischneidiges Schwert. Beim Entpacken gibt es tendenziell eher einen negativen Trend, wobei dieser erneut im Bereich der Messungenauigkeit verschwindet. Beim Packen legen Ryzen wie auch Haswell merklich zu, Skylake hingegen gar nicht.
Der 3D Mark ist zugegebenermaßen vor allem GPU-lastig, in der Summe gibt es aber auch hier einen wenn auch geringen Vorteil für SMT. Die mehrkernoptimierten Renderanwendungen können von SMT einen deutlichen Mehrwert ziehen. Natürlich nur, wenn mehr als ein Kern genutzt wird (siehe Cinebench).
Als erstes fällt auf, dass SMT laut AIDA beim 1800X fast 20 % mehr Speicherbandbreite erlaubt. Das ist nur schwer nachvollziehbar, weshalb wir von einem Fehler der Software ausgehen. Picken wir uns weitere Auffälligkeiten heraus, so kommen wir zu Photo-Worxx, bei dem alle Kandidaten mit SMT Leistung verlieren, wie dies bei einem eher durch die Speicherbandbreite limitierten Test zustande kommt, können wir nicht so recht erklären, auch weil der 5960X mit der maßgeblich größten Bandbreite am meisten einbricht. Eher erklären lässt sich dies beim VP8-Test. Dieser scheint mit mehr als acht Threads nicht zu skalieren. So gewinnt der 6700K mit SMT gut 16 % hinzu, die beiden anderen Prozessoren erreichen aber 17 sowie 20 % weniger Punkte.
Als nächstes schauen wir ans untere Ende des Diagramms, hier haben wir die beiden Ray-Trace-Tests. Intels Hyperthreading bringt hier 15 bis 20 %, AMDs SMT-Umsetzung hingegen nur 9 sowie 4 %. Da AMD in diesen Tests generell langsamer ist, könnte das daran liegen, dass der Code noch nicht für AMD optimiert wurde.
Wir sehen aber, dass es auch genau andersherum gehen kann, also Tests, in denen AMDs SMT-Umsetzung hinzugewinnt, während Intels eher schwach oder gar nicht zulegen kann. Hier seien CPU AES, CPU Hash, FPU Julia und FPU Mandel erwähnt. Gerade der Hash-Test überrascht, denn Intels 5960X verliert hier Punkte, wohingegen AMDs Ryzen ganze 78 % mehr Hashes generieren kann.
Bei den drei verbliebenen Tests CPU Queen, ZLib und SinJulia profitieren alle drei Prozessoren von ihren SMT-Implementierungen. Durchweg bringt AMDs Feature aber deutlich mehr Leistungszuwachs.
Insgesamt scheint es bis auf Ausnahmen so, als würde bei fast allen Tests, bei denen SMT einen positiven Effekt zeigt, AMDs Ryzen am meisten von dieser Funktion profitieren. Wir wollen versuchen, das zu erklären. Prinzipiell gibt es mehrere Ansätze, die diesen Umstand erklären können. Die erste Vermutung wäre, dass AMDs SMT-Umsetzung schlicht effektiver hantiert als Intels Hyperthreading. AMD müsste also der Coup gelungen sein, mit der Ersteinführung einer solchen Funktion Intels Vorsprung überholt zu haben. Für diese These könnte man anführen, dass AMD Erfahrungen mit dem verwandten CMT einbringen konnte.
Eine andere Erklärung wäre, dass AMD es nicht schafft, die in den Prozessoren schlummernde Rohleistung der Kerne effektiv umzusetzen. Durch SMT werden die einzelnen Einheiten besser ausgelastet und dadurch die Leistung zumindest bei den für mehrere Threads optimierten Anwendungen merklich gesteigt. Das muss allerdings nicht unbedingt an AMD liegen, sondern könnte auch an fehlender Softwareoptimierung liegen. So oder so würde AMD damit endlich die Leistung abrufen, die in ihren Prozessoren schlummert. Schade, dass es auch 2017 noch etliche Anwendungen zu finden sind, die reinen singlethreaded-Code ausführen.