AMD Athlon 64 3200+ und Athlon 64 FX-51 Review
Die Geschichte mit dem Frontside-Bus
Kann sich eigentlich noch jemand an den Begriff “Backside-Bus” erinnern? Richtig! Der Begriff “Backside-Bus” stammt aus einer Zeit, als die Prozessoren noch keinen On-Die Level 2 Cache besaßen. Damals — wir schreiben das Jahr 1999 — löteten die Prozessoren-Hersteller die Bausteine für den Level 2 Cache noch als separate Chips auf das Slot-Modul des Prozessors. Um die Cachebausteine ansprechen zu können, mußte man sie natürlich irgendwie mit dem eigentlichen CPU-Kern verbinden. Die Leitungen mitsamt des Protokolls, die den Datentransport von und zu den Cache-Bausteinen übernahmen, nannte man Backside-Bus.
Irgendwann war die Fertigungstechnik bei AMD und Intel so weit fortgeschritten, daß man die Cache-Bausteine nicht mehr als extra Chips verlöten musste, sondern sie direkt in den CPU-Kern integrieren konnte. Separate Cache-Bausteine waren also nicht mehr notwendig, ebenso wenig wie ein Backside-Bus, um die Caches anzusprechen. Damit war der Backside-Bus tot.
Ähnlich ergeht es mit der Einführung der K8-Architektur nun auch dem Frontside-Bus. Leider jedoch hat sich gezeigt, daß dieser Begriff weit weniger selbstverständlich aus dem Wortschatz der Anwender zu tilgen ist, wie vor 4 Jahren der Backside-Bus. Als Frontside-Bus bezeichnet man die Verbindung zwischen dem CPU und dem Memory-Controller. Bei herkömmlichen Plattformen (Athlon XP, Pentium 4) saß der Memory-Controller in der Northbridge auf dem Mainboard. Um die Daten zur CPU zu schaffen, benötigte man den Frontside-Bus.
Der Athlon 64/ 64 FX/ Opteron dagegen trägt seinen Memory-Controller direkt im CPU-Kern. Ein zusätzlicher Bus, um die Daten von einem externen Speicher-Controller zum Prozessor zu schaffen, ist also nicht mehr notwendig! Der Athlon 64, ebenso wie der Opteron, hat keinen Frontside-Bus mehr.
Systemtakt und Referenztakt
Dennoch liest man allenorts, sei es in Foren, in Newsmeldungen, ja vereinzelt sogar bei diversen Herstellern den Begriff Frontside-Bus (FSB) noch immer in Verbindung mit der K8-Plattform. Das mag daran liegen, daß die Anwender sich im Laufe der Jahre an diesen Begriff gewöhnt haben ohne genau zu wissen, was er eigentlich bedeutet. In der Regel arbeitete der Frontside-Bus mit der selben Geschwindigkeit, wie der Systemtakt. 200 MHz Systemtakt bedeuteten auch 200 MHz Frontside-Bus Takt (nicht zu verwechseln mit dem Speichertakt!) und aus dem Systemtakt wurde bekanntlich über einen Multiplikator auch der CPU-Takt generiert. Einen solchen Systemtakt, einen Referenztakt, besitzen natürlich auch K8-Systeme noch, um über einen Multiplikator den Prozessortakt zu generieren. Beim Athlon 64 beträgt dieser Referenztakt wie auch beim Opteron 200 MHz. Allerdings ist diese Größe nicht mit dem Frontside-Bus gleichzusetzen, da hier nichts transportiert wird — wie auch, wenn der Memory-Controller in der CPU sitzt.
HyperTransport
Doch integrierter Memory-Controller hin, Referenztakt ohne Transportaufgaben her: ein Computer-System besteht nicht nur aus CPU und Speicher. Irgendwie müssen Daten ja auch zur Grafikkarte und damit zum AGP-Port, zu den IDE-Controllern (Festplatte) und zu den PCI-Karten transportiert werden. Hier hat AMD eine spezielle Verbindung vom Prozessor zur Northbridge vorgesehen, die nach dem HyperTransport-Protokoll arbeitet. HyperTransport ist ein von AMD entwickeltes Kommunikations-Protokoll zur Vernetzung von Systemkomponenten innerhalb eines Rechners, sei es CPU <-> Northbridge, Northbridge <-> Southbridge oder gar CPU <-> CPU (Opteron). Die HyperTransport (HT) Links gibt es in verschiedenen Ausführungen, in unterschiedlichen Pfadbreiten und Taktfrequenzen, die jeweils in anderen Bandbreiten resultieren. Der HT-Link zwischen CPU und Northbridge z.B. ist beim K8-System in 16-Bit Pfadbreite mit einer Taktfrequenz von 800 MHz DDR ausgeführt. Damit kann der HT-Link 3,2 GB/s an Daten transportieren. Da HyperTransport jedoch im Fullduplex-Modus arbeitet, Daten also gleichzeitig in beide Richtungen übertragen kann, spricht AMD in den Datenblättern von einer Bandbreite von 6,4 GB/s zwischen CPU und Northbridge. Dieser Wert entspricht zufällig auch exakt der Speicherbandbreite des Athlon 64 FX — was es für den Laien nicht einfacher macht, zwischen Speicherbus, Referenztakt und HT-Link beim K8 zu unterscheiden und den Begriff Frontside-Bus außen vor zu lassen.