Speicherfrequenzen von Athlon 64 und Opteron

Neben dem vielgepriesenen 64-Bit Long Mode der neuen AMD Prozessor-Familie "Hammer" (Athlon 64 und Opteron), stellt der integrierte Speicher-Controller den größten Fortschritt gegenüber der aktuellen Athlon XP Plattform dar. Während bei herkömmlichen PC-Systemen der Memory-Controller in der Northbridge des Mainboards platziert ist und die Daten damit den langen Weg über den Speicherbus, zur Northbridge und über den Frontside-Bus nehmen müssen, kann der Athlon 64 und Opteron mit seinem integrierten Speicher-Controller direkt auf die RAMs zugreifen.

Normalerweise hängt der Takt des Speicherbus direkt oder indirekt vom Systemtakt ab. Bei synchroner Taktung gilt Frontside-Bus Takt gleich Speichertakt. Bei asychroner Taktung läuft der Speicher in einem definierten Verhältnis relativ zum FSB. Doch wie arbeitet der Memory-Controller des Athlon 64 und Opteron? Der Controller selbst läuft mit voller CPU-Taktfrequenz. Logischerweise kann der Controller die RAMs nicht mit der gleichen Frequenz betreiben. Der Opteron etwa taktet mit bis zu 1800 MHz, während die RAMs nur mit 166 MHz betrieben werden dürfen.

Wie auf <a href="http://www.xbitlabs.com/news/cpu/display/20030510180321.html" TARGET="b"> x-bit labs</a> nun zu lesen und in den <a href="http://www.amd.com/us-en/Processors/TechnicalResources/0,,30_182_739_9003,00.html">Opteron Techdocs</a> nachzuschlagen ist, betreibt der Memory-Controller der Hammer-CPUs die RAMs mit einem Teiler relativ zum Coretakt. Dabei werden die RAMs nicht immer mit der maximal möglichen Taktfrequenz angesteuert. Läuft der Core z.B. mit 1,2 GHz, so betreibt der Memory-Controller PC2700 RAMs mit einem Teiler von 1/8, was lediglich 150 MHz entspricht, statt 166,66 MHz; immerhin 10% unter der Spezifikation. Auch 2,2 GHz wird wieder eine ähnlich ungünstige Konstellation. Mit spezifiziertem Takt kann der Hammer PC2700 Module lediglich bei runden Taktfrequenzen betreiben: 1.0 GHz, 2.0 GHz, 3.0 GHz usw.

Das gilt übrigens nur für PC2100 und PC2700 Speicher! Wer auf dem Opteron oder Athlon 64 PC1600 oder PC3200 Module betreibt (letzterer Betriebsmodus wird vom Opteron nicht unterstützt), kann in jedem Fall auf die spezifizierten 100 MHz respektive 200 MHz Taktfrequenz zurückgreifen. So werden wir in Zukunft das Mysterium erleben dürfen, daß Athlon 64 Systeme mit schlechten RAM-Modulen bei bestimmten Taktfrequenzen des Kerns stabil (weil untertaktet) arbeiten, bei anderen dagegen nicht, obwohl der Anwender stets 133 oder 166 MHz im BIOS eingestellt hat. Das wird wieder viele Forumseinträge rund um den Globus zur Folge haben, wenn es denn so weit ist...
THX Julian für den Hinweis

Is ja gay. Hoffentlich kann man den Teiler irgendwie übers BIOS einstellen.

Wenn sich die 200 MHz für den Speicher per BIOS fest einstellen lassen, unabhängig von der Core-Frequenz, durfte das wohl die Wenigsten interessieren.

Wenn nicht, denke ich, sollte AMD schleunigst nachbessern, sonst wird der Athlon64 noch vor seiner Veröffentlichung eine Totgeburt. Gerade Jetzt wo DDR400 Systeme so im Kommen sind.

Im Server-Markt mag das egal sein, ob dort der Speicher mit 100, 133, 150 oder 166 MHz läuft. Dort kommt es einzig auf Stabilität und reine Rechenleistung an, auch wenn die Speichergeschwindigkeit an der Gesammt-Performance nicht unwesentlich beteiligt ist.
Nur bei den Endverbrauchern schaut das schon ganz anders ais. Da braucht man hier nur einmal ins Forum zu schauen. Die meisten hier hätten doch lieber ein DDR500-System, auch wenn nur DDR400 unterstützt wird. Den umgekehrten weg machen die Wenigsten, sprich aus einem DDR333 System nur ein DDR300 System.

Also dann Viel Glück AMD.
Ich werde mir so ein System nicht kaufen, da warte ich dann lieber noch auf DDRII und ein System, wo der Speicher auch mit dem Takt läuft, für welchen er gebaut wurde.

Also doch. Eine russische Seite hatte vor einiger Zeit ähnliches berichtet. Hoffentlich wählt AMD die Taktfrequenzen dann so, dass die RAm-Module nicht so ungünstig laufen. Bei DDR400 und den offenbar angedachten 200 MHz Schritten schaut das ja so schlecht nicht aus.

Jetzt haben wir endlich den AGP und PCI Teiler dank Hyper Transport (Protocoll) weg, da kommt auch schon ein neuer. Warum müssen denn dann die CPUs mit einem Graden Takt laufen? Es kann doch auch doch gerne 2133MHz sein, nicht zwingend 2100MHz (Nur Beispiel).

Durch OC müsste das doch irgendwie wettzumachen sein...

Ich habe mir jetzt gerade noch mal den englischen Text reingezogen. Dort steht, dass der Athlon64 den DDR400-Standard jedoch unterstützen soll. (...The same can be said about PC3200 (200MHz), which is supported by the upcoming AMD Athlon 64 processors.)

Dann gibt es wenigstens keine Performance-Einbussen bei PC3200.

irgendwo ergibt das wenig sinn ... grad eben erst hab ich wo gelesen das der takt der opteron (bzw. athlon 64) mit einem taktgenerator (200mhz) operiert welcher dann über einen multiplikator auf die richtige frequenz gebracht wird zb 9 bei einem 1,8Ghz opteron ... jetz ergibt es aber wieder wenig sinn von dem hohen takt wieder einen teiler auf den niedrigen zu machen ... oder seh ich das falsch ?
auch versteh ich ned warum man das ned mit einem separaten taktgenerator lösen konnte ... so schwer kann das doch nicht sein

mfg

edit:
btw .. kann man einen teiler bzw multiplikator von 1,1;1,2; etc realisiern ? dann wärs nämlich noch unverständlicher ...
edit2:
ausserdem 1800:11 = 163,6363..
1600:9,5(10)=168,421(160)
1400:8,5=164,7
etc..

Mal an die Spezialisten hier die sich mit CPU design etwas besser auskennen:

Warum hat AMD nicht einen Grundtakt von 1 Mhz eingestellt und dann nen Multi von 1800 ... genommen ? Dann könnte kommt man doch viel näher an die spezifizierten Mhz ran.
Eine begründung warum man nur ganzzahlige Teiler nimmt hab ich schonmal wo gelesen, aber nicht warum man als Grundtakt nicht 1 Mhz nehmen kann. THX

Edit:
@ eaglo:

Man kann nur ganzzahlige Teiler verwenden. 9,5 und 8,5 geht nicht. Du kannst ja net bei nem halben Takt den Speicher auf einmal ansprechen

ja klingt logisch .. nur wie funktionert das dann bei den multiplikatoren ? da gibts auch 8,5 usw. ...

hab i grad im forum gefunden:
=>original by mtb][sledghehammer:
Das ganze funktioniert wahrscheinlich so, dass die X-Bar den Speichercontroller nur mit jedem n-ten Takt ansteuert (n ist eine natürliche Zahl). Dadurch spart man sich eine Bridge, die ein asynchrones Verhältnis ausgleichen müsste und eine Menge Latenz verursacht.

das alles heißt doch erst einmal, daß die bisherigen opteron-systeme nicht optimal liefen. und deswegen noch leistungssteigerungen zu erwarten sind (dualchannel ddr400 wäre also ideal)

und es heißt: athlon64 mit ddr400 ram ist optimal. wird ja wohl standard sein im herbst. 8) ddr2 wird damit noch weniger zwingend: lohnt sich doch erst wieder, wenn es ddr2@500 gibt, oder (sowieso höhere latenz und kein optimaler teiler für hammer)? dann doch lieber dualchannel....

Im Server-Markt mag das egal sein, ob dort der Speicher mit 100, 133, 150 oder 166 MHz läuft. Dort kommt es einzig auf Stabilität und reine Rechenleistung an, auch wenn die Speichergeschwindigkeit an der Gesammt-Performance nicht unwesentlich beteiligt ist.

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Viele Server arbeiten noch mit SD-Ram

Ist ja gut dass soviele glauben das Denken für AMD übernehmen zu müssen
Mit asynchronen Speichertakt sind wahrscheinlich die ganzen super Latenzzeiten des Hammer weg...

Asynchron wozu

Der Memory Controller sitzt in der Cpu selber und der schert sich wenig um die 200mhz "Grundtakt". Davon merkt der nicht mal was. Und von daher ist es egal wie der Speicher läuft, der Speichertakt berechnet sich nicht aus 200mhz Hammer"FSB"*irgendwas/irgendwas, sondern aus (Takt vom Memory Controller bzw. Cpu Takt)/Teiler.

Synchron würde also bedeuten, dass der Ram auf Cpu speed läuft... ok, die Latenzzeiten wären dann wirklich super


PS Hab ich Alzheimer

Der Controller selbst läuft mit voller CPU-Taktfrequenz. Logischerweise kann der Controller die RAMs nicht mit der gleichen Frequenz betreiben.

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Na, wer probiert's aus? Freiwillige?

Naja, im Ernst: Ich seh da nicht groß ein Problem (außer eben das angesprochene Schlechter-RAM-Mysterium). Wer das letzte an Performance braucht, meidet dann eben Prozzies mit bestimmten Frequenzen oder übertaktet.

@intel_hasser: was eaglo von mtb][sledghehammer ziziert hat, macht doch Sinn, oder? (was für 200MHz FSB überhaupt?)

Beim Athlon64 ließt man was von 800MHz FSB, daraus schließe ich: 200MHz x 2 Flanken x 128BIT = 6400MB/s. Wenn ich jetzt PC333 Ram nehme, welcher bei 150MHz läuft, hab ich eine maximale Busbreite von nur noch 4800MB/s ! D.h. ich hätte mit einem 333MHz FSB nur noch 75% der Speicheranbindung.

Ich denke mal das der Hammer (sorry, Athlon64) ein Dual Channel Interface hat, alle Boards die ich bisher gesehen habe haben ausschließlich 2 RAM Slots. Und wie wollen die ansonsten den 800"MHz" FSB bekommen? Mit QDR bestimmt nicht

Wenn ich den FSB dann von 166MHz auf 180MHz erhöhe, dann dürfte bei gleichem Teiler (bzw. Multi für den RAM) dann auch irgendwann ein richtiger 166MHz FSB rauskommen.

Denn dann hab ich wieder meine schönen krummen CPU Taktfrequenzen, aber einen normalen FSB...

Vorrausgesetzt es geht!

Wenn der Mem Controller auf Cpu Frequenz läuft, wären das bei 2ghz schon 32gb/s. Und wenn der Mem Controller auf Speichertakt läuft (bzw. sich SPeichertakt und MemController Takt aus einem Teiler zum Cpu Takt errechnen) entspricht die max. Speicherbandbreite der des DDRRams.

Die 800mhz "FSB" entsprechen der HT Verbindung von der Cpu zum Rest vom Board (also der NB, aber nicht dem DDRRam).
Der hat aber wirklich nix mit dem Ram zu tun.

Vorschlag: Einigen wir uns erstmal auf die Begriffe

FSB: Verbindung von der Cpu zur NB (800mhz HT)
Speichertakt: Takt vom Memory Controller und dem Speicher. Errechnet sich aus CpuTakt/Teiler.
CpuTakt: Errechnet sich aus 200mhz Takt*Multiplikator.

@SliderAlex

den Begriff FSB kannst Du beim Hammer vergessen! Der Hammer hat keinen FSB im herkömmlichen Sinne mehr! Die Angaben "FSB800", die man dazu hin und wieder findet, sind Blödsinn, nichts weiter als tumbes Festhalten an einer gewohnten Bezeichnung, wo es nichts mehr festzuhalten gibt! Die CPU ist mit der Northbridge via HyperTransport verbunden, der Memory-Controller sitzt direkt im CPU-Kern. Es gibt also keine Verbindung mehr, die man als FSB bezeichnen könnte.

Warum und weshalb das so ist, kannst Du in unserem CeBIT-Report nachlesen.
http://www.planet3dnow.de/artikel/diverses/cebit03/3.shtml

Wie hat Amd eigentlich die Verbindungen genannt

Original geschrieben von intel_hasser
Wie hat Amd eigentlich die Verbindungen genannt

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Nur HyperTransport Link.

Hyper Transport ne keine ahnung

edit:
oh gar ned mal so schlecht getippt

Bezeichnen wir es doch einfach als System Bus

Soll der Athlon64 den jetzt DDRam mit 400 MHz unterstützen, zunächst hieß jedenfalls soll er nur DDRam 333 unterstützen.

Andere Frage ist das der Grund weshalb der Athlon64 sich nochmals verspätet hat, bastelt AMD jetzt an der Anbindung für DDRam 400.

Beim Opteron mit den relativ niedrigen Taktraten, macht sich die schlechtere Speicheranbindung wahrscheinlich nicht so bemerkbar wie bei den Athlon64.

Ciao Jensibensi

Ist ja ein HyperTransport - also kann man ihn wohl so nennen
Man kann ja dazusagen von wo bis wo man meint 8)

lol

"Hypertransport Bus zwischen Cpu und NB" ... ist ein bisschen zu lang, oder?

System Bus trifft es eigentlich.

kannst ja abkürzen:
HT CPU/NB z.B.
is kürzer als Systembus 8)

Oh nein, jetzt kommen sie wieder, die eingefleischten C++ Syntax Fetischisten