AMD Ryzen 7 1800X Review ‚Äď Teil 1

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Die bisherigen CPU-Architekturen von AMD ‚Äď K10

Inzwi¬≠schen hat¬≠te Intel mit dem Core-Design zur√ľck auf den rech¬≠ten Pfad gefun¬≠den und sp√§¬≠tes¬≠tens mit der Ein¬≠f√ľh¬≠rung des Intel Core 2 Duo hat¬≠te AMD ein Pro¬≠blem: Die K8-Archi¬≠tek¬≠tur war nicht mehr kon¬≠kur¬≠renz¬≠f√§¬≠hig. Zwar konn¬≠te die Leis¬≠tungs¬≠f√§¬≠hig¬≠keit durch Erh√∂¬≠hung der Takt¬≠fre¬≠quenz auf 3,2 GHz noch bis zum Top¬≠mo¬≠dell AMD Ath¬≠lon 64 X2 6400+ gestei¬≠gert wer¬≠den, aber das reich¬≠te nicht. Mit AMD ging es berg¬≠ab, Umsatz und Akti¬≠en¬≠kurs bra¬≠chen ein. Ein Nach¬≠fol¬≠ger muss¬≠te her.

Die¬≠sen rea¬≠li¬≠sier¬≠te AMD mit Hil¬≠fe des K10-Designs im Jahr 2007. Auch das war kei¬≠ne Neu¬≠ent¬≠wick¬≠lung vom wei¬≠√üen Blatt Papier weg, son¬≠dern fu√ü¬≠te aber¬≠mals auf dem Vor¬≠g√§n¬≠ger. Die augen¬≠schein¬≠lichs¬≠te Neue¬≠rung war die aber¬≠ma¬≠li¬≠ge Ver¬≠dop¬≠pe¬≠lung der Kern¬≠zahl von 2 auf 4, und zwar nativ. Anders als Intel, die beim Core 2 Quad ein¬≠fach zwei Dual-Cores auf einen Tr√§¬≠ger gel√∂¬≠tet hat¬≠ten, war der K10 ein ‚Äúech¬≠ter‚ÄĚ Quad-Core, wor¬≠auf man bei AMD durch¬≠aus stolz war.

Aber das war nicht die ein¬≠zi¬≠ge Neue¬≠rung. So wur¬≠de gegen¬≠√ľber dem K8 die FPU auf die dop¬≠pel¬≠te Brei¬≠te ver¬≠gr√∂¬≠√üert, alle m√∂g¬≠li¬≠chen Puf¬≠fer erwei¬≠tert und die Unter¬≠st√ľt¬≠zung f√ľr SIMD-Befeh¬≠le aus¬≠ge¬≠baut. Neu war die Abkopp¬≠lung des Memo¬≠ry-Con¬≠trol¬≠lers her¬≠aus aus den eigent¬≠li¬≠chen CPU-Ker¬≠nen in eine On-Die-North¬≠bridge, die mit einem eige¬≠nen Takt¬≠si¬≠gnal ver¬≠sorgt wur¬≠de. So muss bei Onboard-Gra¬≠fik¬≠l√∂¬≠sun¬≠gen mit UMA-Spei¬≠cher nicht jedes Mal die CPU auf¬≠ge¬≠weckt wer¬≠den, wenn die GPU Daten aus dem RAM ben√∂¬≠tigt. Zus√§tz¬≠lich wur¬≠de in die On-Die-North¬≠bridge ein 2 MB gro¬≠√üer Level-3-Cache gepflanzt, der neben den direkt inte¬≠grier¬≠ten je 512 KB gro¬≠√üen und mit vol¬≠lem CPU-Takt lau¬≠fen¬≠den dedi¬≠ca¬≠ted L2-Caches als zus√§tz¬≠li¬≠cher shared Last-Level-Vic¬≠tim-Puf¬≠fer dien¬≠te und oben¬≠drein die Inter-Core-Kom¬≠mu¬≠ni¬≠ka¬≠ti¬≠on unter¬≠st√ľtz¬≠te. Abge¬≠run¬≠det wur¬≠de der Umbau im ‚ÄúUncore‚ÄĚ-Bereich durch einen neu¬≠en Hyper¬≠Trans¬≠port-Link, der die Spe¬≠zi¬≠fi¬≠ka¬≠ti¬≠on 3.0 unter¬≠st√ľtz¬≠te und eine h√∂he¬≠re Band¬≠brei¬≠te zur Infra¬≠struk¬≠tur bereit¬≠stel¬≠len konn¬≠te. Optio¬≠nal konn¬≠te der User einen neu¬≠en Ungan¬≠ged-Betriebs¬≠mo¬≠dus des Memo¬≠ry-Con¬≠trol¬≠lers ver¬≠wen¬≠den, bei dem statt eines kom¬≠bi¬≠nier¬≠ten 128-Bit-Con¬≠trol¬≠lers zwei von¬≠ein¬≠an¬≠der unab¬≠h√§n¬≠gi¬≠ge 64-Bit-Con¬≠trol¬≠ler ihren Dienst ver¬≠rich¬≠te¬≠ten, mit dem Zweck, eine bes¬≠se¬≠re Leis¬≠tung in Umge¬≠bun¬≠gen mit meh¬≠re¬≠ren von¬≠ein¬≠an¬≠der unab¬≠h√§n¬≠gig lau¬≠fen¬≠den Pro¬≠zes¬≠sen zu erreichen.

Das AMD-K10-Desas­ter

Die Stra¬≠te¬≠gie, auf bew√§hr¬≠tem auf¬≠zu¬≠bau¬≠en, Schw√§¬≠chen aus¬≠zu¬≠b√ľ¬≠geln und gezielt wei¬≠ter¬≠zu¬≠ent¬≠wi¬≠ckeln, h√§t¬≠te auf¬≠ge¬≠hen k√∂n¬≠nen. Aller¬≠dings kamen bei der Ein¬≠f√ľh¬≠rung des K10 gleich ein paar Din¬≠ge zusam¬≠men, die AMD bei¬≠na¬≠he das Genick gebro¬≠chen h√§t¬≠ten. Zum einen die 65-nm-Pro¬≠duk¬≠ti¬≠on. Schon 2006 stell¬≠te AMD die Dual-Core Pro¬≠zes¬≠so¬≠ren von 90 nm auf 65 nm um. Ein g√§n¬≠gi¬≠ger Rou¬≠ti¬≠ne-Pro¬≠zess alle paar Jah¬≠re, m√∂ch¬≠te man mei¬≠nen. Nor¬≠ma¬≠ler¬≠wei¬≠se schl√§gt man mit einem soge¬≠nann¬≠ten Die-Shrink gleich meh¬≠re¬≠re Flie¬≠gen mit einer Klap¬≠pe. Ein Vor¬≠teil ist, dass ein Die-Shrink weni¬≠ger Strom¬≠ver¬≠brauch und/oder h√∂he¬≠re Takt¬≠fre¬≠quen¬≠zen bei glei¬≠cher Archi¬≠tek¬≠tur bedeu¬≠tet. Die¬≠ses Mal jedoch muss irgend¬≠et¬≠was schief¬≠ge¬≠gan¬≠gen sein, denn weder konn¬≠ten die 65-nm-AMD-Pro¬≠zes¬≠so¬≠ren h√∂her getak¬≠tet wer¬≠den, noch ver¬≠brauch¬≠ten sie weni¬≠ger Strom. So war bis zum Schluss der am h√∂chs¬≠ten getak¬≠te¬≠te Dual-Core-K8 ein 90-nm-Pro¬≠dukt (Ath¬≠lon 64 X2 6400+ mit 3,2 GHz). Auf der ande¬≠ren Sei¬≠te wur¬≠den die extrem strom¬≠spa¬≠ren¬≠den SFF-Pro¬≠zes¬≠so¬≠ren mit ledig¬≠lich 35 W TDP (z.B. Ath¬≠lon 64 X2 3800+ EE SFF) eben¬≠falls noch in 90 nm gefer¬≠tigt ‚Äď bis zuletzt.

Das ist kei¬≠ne Visi¬≠ten¬≠kar¬≠te f√ľr den 65-nm-Pro¬≠zess von AMD und so war es sicher¬≠lich nicht von Vor¬≠teil, dass der K10 in jenem Her¬≠stel¬≠lungs¬≠ver¬≠fah¬≠ren pro¬≠du¬≠ziert wur¬≠de, das sich schon beim Dual-Core-K8 nicht bew√§hrt hat¬≠te. So kam was kom¬≠men muss¬≠te: der K10 erreich¬≠te bei wei¬≠tem nicht die Takt¬≠fre¬≠quen¬≠zen, die not¬≠wen¬≠dig gewe¬≠sen w√§ren, um gegen¬≠√ľber der wie¬≠der erstark¬≠ten Kon¬≠kur¬≠renz aus dem Hau¬≠se Intel (Core 2) zu bestehen. Bei 2,3 GHz war anfangs Schluss. Au√üer¬≠dem geneh¬≠mig¬≠te sich der K10 auch noch einen Extraschluck aus der Steck¬≠do¬≠se. Nied¬≠ri¬≠ge Takt¬≠fre¬≠quenz und trotz¬≠dem ein hoher Strom¬≠ver¬≠brauch, so stand das bei der Ent¬≠wick¬≠lung sicher nicht im Lastenheft.

Zu allem √úber¬≠fluss schlich sich auch noch ein wenig pres¬≠ti¬≠ge¬≠tr√§ch¬≠ti¬≠ger Bug in das K10-Design, der soge¬≠nann¬≠te TLB-Bug, √ľber den wir auf Pla¬≠net 3DNow! √ľber 14 Mona¬≠te hin¬≠weg mehr als genug berich¬≠tet haben. Die Fol¬≠ge war ein mehr¬≠mo¬≠na¬≠ti¬≠ger Lie¬≠fer¬≠stopp bei den Quad-Core Opte¬≠rons ‚ÄúBar¬≠ce¬≠lo¬≠na‚ÄĚ, der AMD qua¬≠si √ľber Nacht aus dem Ser¬≠ver¬≠markt feg¬≠te, sowie ein halb¬≠ga¬≠rer, leis¬≠tungs¬≠min¬≠dern¬≠der BIOS-Patch f√ľr End¬≠kun¬≠den, der den Ruf des AMD Phe¬≠nom rui¬≠nier¬≠te, noch ehe er rich¬≠tig auf dem Markt war.

Der ‚ÄúK10.5‚ÄĚ

Erst mit der Wei¬≠ter¬≠ent¬≠wick¬≠lung des K10-Designs und der Umstel¬≠lung auf das 45-nm-Ver¬≠fah¬≠ren im Jahr 2009 kam AMD wie¬≠der eini¬≠ger¬≠ma¬≠√üen auf die F√ľ√üe. Neben der mas¬≠si¬≠ven Stei¬≠ge¬≠rung der Takt¬≠fre¬≠quenz auf zuletzt bis 3,7 GHz beim AMD Phe¬≠nom II X4 980 ent¬≠sprang die¬≠ser Gene¬≠ra¬≠ti¬≠on auch der ers¬≠te Sechs¬≠kern-Pro¬≠zes¬≠sor mit Code¬≠na¬≠men ‚ÄúThub¬≠an‚ÄĚ, der erst¬≠mals auch einen Boost namens Tur¬≠bo-Core unter¬≠st√ľtz¬≠te, wenn Last nur auf weni¬≠gen Ker¬≠nen anlag. In die¬≠ser Zeit h√§t¬≠te AMD eigent¬≠lich wie¬≠der ganz gut auf¬≠ge¬≠stellt sein k√∂n¬≠nen, wenn‚Ķ ja, wenn Intel der¬≠weil nicht auch wei¬≠ter¬≠ent¬≠wi¬≠ckelt h√§t¬≠te, indem man die Core-2-Fami¬≠lie mit jener Design-Stra¬≠te¬≠gie ver¬≠hei¬≠ra¬≠te¬≠te, die AMD bereits beim K8 ein¬≠ge¬≠f√ľhrt hat¬≠te: die Ver¬≠le¬≠gung des Memo¬≠ry-Con¬≠trol¬≠lers in die CPU, erst¬≠mals bei Intel aus¬≠ge¬≠f√ľhrt mit dem Core i7 ‚ÄúNeha¬≠lem‚ÄĚ, und die Wie¬≠der¬≠ein¬≠f√ľh¬≠rung von Hyper¬≠Th¬≠re¬≠a¬≠ding, jener Simul¬≠ta¬≠neous-Mul¬≠ti¬≠th¬≠re¬≠a¬≠ding-Tech¬≠no¬≠lo¬≠gie, die nach Aus¬≠lau¬≠fen des letz¬≠ten Pen¬≠ti¬≠um 4 auf Eis gelegt wor¬≠den war. So war der ‚ÄúK10.5‚ÄĚ zwar ganz gut, aber¬≠mals jedoch nicht ganz auf Augenh√∂he.