AMD Phenom II X4 Deneb — 45 nm für den Desktop

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Der Deneb im Detail — Rückblende K8 und K9

AMD K8
Im Jahr 2003 brach­te AMD den lan­ge ersehn­ten K8 ali­as ‘Ham­mer’; im April zuerst in Form des Ser­ver-Pro­zes­sors Opte­ron (Code­na­me Sled­ge­ham­mer), spä­ter im Sep­tem­ber in Form des Ath­lon 64 (Sockel 754; Code­na­me Cla­wham­mer). In Sachen Infra­struk­tur wur­de erheb­lich umge­baut. So ver­pflanz­te AMD den Memo­ry-Con­trol­ler, der bei einer klas­si­schen Platt­form im Chip­satz auf dem Main­board saß, direkt in den Pro­zes­sor. So fiel nicht nur der Fla­schen­hals Fronts­ide-Bus weg, auch die Latenz­zei­ten beim Zugriff auf den Arbeits­spei­cher konn­ten so dra­ma­tisch ver­kürzt wer­den. Wäh­rend die damals gän­gi­ge Ath­lon XP Platt­form mit VIA KT600 Chip­satz (exter­ner Memo­ry-Con­trol­ler in der North­bridge) bei unse­ren Latenz­tests im Mit­tel etwa 130 CPU-Tak­te von der Anfor­de­rung bis zur Lie­fe­rung der Daten ver­schwen­de­te, lagen die Wer­te beim Ath­lon 64 mit inte­grier­tem Memo­ry-Con­trol­ler nur noch bei ca. 65. Kur­ze Zeit spä­ter wur­de der Memo­ry-Con­trol­ler von 64-Bit auf 128-Bit Dual-Chan­nel auf­ge­wei­tet (Sockel 939), was zusätz­lich zu den kur­zen Laten­zen auch noch den Daten­durch­satz verbesserte.


Fla­schen­hals FSB: AMD Ath­lon XP Sys­tem mit nForce2 Chipsatz


AMD Ath­lon 64 System

Um trotz­dem noch mit dem Rest der Infra­struk­tur kom­mu­ni­zie­ren zu kön­nen, spen­dier­te AMD dem K8 bis zu drei Hyper­Trans­port-Links, die nicht nur für CPU-zu-Chip­satz Kom­mu­ni­ka­ti­on (Sin­gle Sockel Platt­form) genutzt wur­den, son­dern auch für CPU-zu-CPU Kom­mu­ni­ka­ti­on in Mul­ti-Sockel Platt­for­men. Das war der Durch­bruch für AMD auf dem Ser­ver­markt, auf dem AMD bis dahin kei­nen Fuß in die Tür brach­te. Dem Opte­ron-Pro­zes­sor waren die Vor­aus­set­zun­gen für idea­le Mul­ti-Sockel-Fähig­keit auf den Leib geschnei­dert. Erst­mals konn­te im x86-Bereich eine ccNU­MA-Platt­form rea­li­siert wer­den, in der jede Opte­ron-CPU einen Node dar­stell­te. Die Ska­lier­fä­hig­keit über­traf die der Kon­kur­renz mit klas­si­schem FSB, auf dem sämt­li­cher Daten­trans­fer abge­wi­ckelt wer­den muss­te, deut­lich. Dass AMD mit dem K8 auch den neu­en 64-Bit Betriebs­mo­dus x64-64 ali­as AMD64 ali­as Long-Mode ein­führ­te, der heu­te auch bei Intel-Pro­zes­so­ren Indus­trie­stan­dard ist und der Grund­stein dafür, dass x64-kom­pa­ti­ble Ser­ver auch mit deut­lich mehr als 4 GB RAM noch auf dem Markt mit­mi­schen dür­fen, ist nur als zusätz­li­ches Pfund zu werten.

Doch nicht nur im Ser­ver-Markt konn­te der K8 punk­ten, auch im Desk­top-Bereich hat­te AMD nach dem Erschei­nen etwa drei Jah­re lang wie­der prak­tisch durch­ge­hend die Per­for­mance-Kro­ne inne. Natür­lich nicht nur durch eige­nen Ver­dienst, son­dern auch, weil Intel sich in ein Aben­teu­er namens Net­burst-Archi­tek­tur (Pen­ti­um 4) ver­stie­gen hat­te und erst spät erkann­te, dass der ein­ge­schla­ge­ne Weg eine Sack­gas­se war.

Aber bei allem Drum­her­um: in Sachen Kern­ar­chi­tek­tur müs­sen selbst Insi­der schon sehr genau auf das Design-Dia­gramm bli­cken, um zu erken­nen, ob sie einen K7 oder K8 vor sich lie­gen haben — so ähn­lich sind sich die bei­den hier.

AMD Dual-Core K8 (inof­fi­zi­ell K9)

Ursprüng­lich soll­te der K9 ‘Grey­hound’ ein kom­plett neu­es CPU-Design wer­den. Als AMD jedoch 2005 sei­nen ers­ten Dual-Core K8 in Form der AMD Ath­lon 64 X2 Pro­zes­so­ren auf den Markt brach­te, wur­de die­se Bezeich­nung inof­fi­zi­ell für die Dual-Core K8 Pro­zes­so­ren ver­wen­det. Offi­zi­ell taucht die Bezeich­nung K9 nir­gend­wo bei AMD auf.

Inter­es­sant ist, dass AMD bereits auf der CeBIT 2001 hin­ter vor­ge­hal­te­ner Hand ver­lau­ten ließ, dass beim K8 zwei CPU-Ker­ne auf einem Sili­zi­um-Plätt­chen (“Die”) mög­lich sind. Aller­dings war der Her­stel­lungs­pro­zess damals noch nicht so weit, um das rea­li­sie­ren zu kön­nen. Das Die wäre zu groß gewor­den, der Strom­ver­brauch zu hoch. Erst mit der Ein­füh­rung des 90 nm Her­stel­lungs­ver­fah­rens wur­den die Struk­tu­ren kom­pakt genug, um zwei K8-Ker­ne auf ein Die belich­ten zu kön­nen. Die­se CPUs sind — ent­spre­chend wei­ter­ent­wi­ckelt — bis heu­te auf dem Markt.

65 nm Pro­zess ein Flop?

Im Jahr 2006 stell­te AMD die Pro­duk­ti­on der Dual-Core Pro­zes­so­ren von 90 nm auf 65 nm um. Ein gän­gi­ger Rou­ti­ne-Pro­zess alle paar Jah­re möch­te man mei­nen. Doch die­ses Mal waren die Umstän­de anders. Nor­ma­ler­wei­se schlägt man mit einem soge­nann­ten Die-Shrink gleich meh­re­re Flie­gen mit einer Klap­pe. Durch die klei­ne­ren Ker­ne pas­sen mehr auf einen Wafer, wes­halb die Kos­ten für den Her­stel­ler sin­ken. Inter­es­san­ter für den Kun­den dage­gen ist, dass ein Die-Shrink nor­ma­ler­wei­se weni­ger Strom­ver­brauch und/oder höhe­re Takt­fre­quen­zen bei glei­cher Archi­tek­tur bedeu­tet. Die­ses Mal jedoch muss irgend­et­was schief­ge­gan­gen sein, denn weder konn­ten die 65 nm AMD-Pro­zes­so­ren höher getak­tet wer­den, noch ver­brauch­ten sie weni­ger Strom. So ist bis heu­te der am höchs­ten getak­te­te Dual-Core K8 ein 90 nm Pro­dukt (Ath­lon 64 X2 6400+ mit 3,2 GHz). Auf der ande­ren Sei­te wer­den die extrem Strom spa­ren­den SFF Pro­zes­so­ren mit ledig­lich 35 W TDP (z.B. Ath­lon 64 X2 3800+ EE SFF) eben­falls noch in 90 nm gefer­tigt — bis heu­te. Wie gesagt: das ist kei­ne Visi­ten­kar­te für den 65 nm Pro­zess von AMD.