AMD Phenom II X4 Deneb — 45 nm für den Desktop

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Der Deneb im Detail — Rückblende K7

Ein Blick zurück
Wenn wir heu­te über die Tech­nik des AMD Phe­nom II “Deneb” phi­lo­so­phie­ren, kom­men wir nicht umhin auch sei­ne direk­ten Vor­gän­ger wenigs­tens kurz zu strei­fen, um zu ver­ste­hen wie­so der Deneb so kon­zi­piert ist und nicht anders.

AMD K7
Die Kon­zep­ti­on, die Inten­ti­on hin­ter der Archi­tek­tur des Phe­nom II, ist nicht neu. Deneb ist kein Pro­zes­sor, der auf dem wei­ßen Blatt Papier ent­stan­den ist. Nicht des­we­gen, weil der neue 45 nm Pro­zes­sor-Kern im Prin­zip bereits vor eini­gen Wochen in Form des Ser­ver-Pro­zes­sors Shang­hai ein­ge­führt wur­de. Nein, der Deneb hat sei­ne Wur­zeln im K7, der bereits 1999 das Licht der Welt erblick­te. Damals hat AMD sei­ne letz­te wirk­lich auf kei­nem Vor­gän­ger basie­ren­de, nagel­neue Kern-Archi­tek­tur prä­sen­tiert. Ent­spre­chend erfolg­reich war der unter dem Label ‘Ath­lon’ fir­mie­ren­de Pro­zes­sor. Nicht nur, dass er den damals Markt füh­ren­den Intel Pen­ti­um III Pro­zes­sor in Sachen Leis­tung über­flü­geln konn­te, AMD gelang es mit der ers­ten Aus­bau­stu­fe des K7 auch das pres­ti­ge­träch­ti­ge Giga­hertz-Ren­nen für sich zu ent­schei­den, das damals auch weit über die IT-Pres­se hin­aus für gro­ßes Auf­se­hen sorgte.

AMD hat­te die Jah­re zuvor mit dem K5 und dem K6 viel Lehr­geld bezah­len müs­sen. Zwar konn­ten die­se CPUs in bestimm­ten Teil­be­rei­chen sehr gute bis her­vor­ra­gen­de Leis­tung erzie­len, aller­dings waren ihre Talen­te zu ein­sei­tig. Das extre­me Low-Laten­cy Lay­out zusam­men mit den auf­wän­di­gen Branch-Pre­dic­tors war kom­pro­miss­los auf hohe Leis­tung pro Takt und kur­ze Durch­lauf­zei­ten durch die Pipe­lines aus­ge­legt. Die Fol­ge war, dass AMD erheb­li­che Schwie­rig­kei­ten hat­te den K6 und noch mehr den K5 auf eine kon­kur­renz­fä­hi­ge Takt­fre­quenz zu bekom­men. Zudem hat­te AMD bzw. Nex­Gen, die für den K6 ver­ant­wort­lich zeich­ne­ten, das The­ma Fließ­kom­ma-Leis­tung ver­nach­läs­sigt, was aus dama­li­ger Sicht ver­ständ­lich war, sich im Rück­blick jedoch als Boo­marang ent­pupp­te. Bis Mit­te der 90er Jah­re spiel­ten mathe­ma­ti­sche Co-Pro­zes­so­ren im End­kun­den-Markt noch kaum eine Rol­le. Bis zum 386er war der Co-Pro­zes­sor nicht ein­mal zwin­gend Bestand­teil der CPU, son­dern wur­de bei Bedarf als zusätz­li­cher Chip in einen zwei­ten CPU-Sockel gesteckt. Fließ­kom­ma-Leis­tung wur­de (für End­kun­den) erst wich­tig, als die ers­ten 3D-Spie­le auf­ka­men — und das fällt genau in die Zeit, in der K5 und K6 auf den Markt kamen. Ent­spre­chend schlecht schnit­ten die­se Pro­zes­so­ren auf die­sem Gebiet ab. Dar­an änder­te auch die spä­ter nach­ge­scho­be­ne 3DNow! SIMD-Ein­heit für den K6‑2 nichts, da kaum ein Spie­le-Ent­wick­ler die­se zusätz­li­chen Befeh­le nutzte.

Die jah­re­lan­ge Unter­le­gen­heit der K5 und K6 Pro­zes­so­ren auf dem immer wich­ti­ger wer­den­den Spie­le-Markt scheint damals ihre Spu­ren hin­ter­las­sen zu haben, denn bei der Ent­wick­lung des Nach­fol­gers namens K7 galt für die AMD-Ent­wick­ler ganz offen­bar “klot­zen, nicht kle­ckern”. Wäh­rend der K6 nur eine non-pipe­lined FPU besaß, durf­te der K7 auf nicht weni­ger als drei Fließ­kom­ma-Pipe­lines zurück­grei­fen. Unter ande­rem aus die­sem Grund wur­de der Ath­lon in den Jah­ren 1999 und 2000 der Lieb­ling der Gamer — ein Ruf, der in Stamm­tisch­ge­sprä­chen noch heu­te nach­hallt wenn mal wie­der die ewi­ge Fra­ge AMD oder Intel debat­tiert wird.

Auch sonst blieb bei der Ent­wick­lung des K7 kein Stein auf dem ande­ren. Das Three-Issue Design mit einem 3‑fach Deko­der, dop­pelt so lan­gen ALU-Pipe­lines wie beim K6 und rie­si­gen Level 1 Caches von je 64 KB für Code und Daten sorg­te für ordent­lich Durch­satz. Zudem fuß­te der K7 nicht mehr auf einer abge­leg­ten, ver­al­ter­ten Infra­struk­tur von Intel, son­dern auf einer brand­neu­en Platt­form (zuerst Slot A, spä­ter Sockel A) mit DDR-Fronts­ide-Bus und viel Ent­wick­lungs­po­ten­zi­al. Neben dem Sockel 7 hat bis­her kei­ne x86-Infra­struk­tur län­ger über­lebt als der Sockel A.