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AMD Phenom II X4 965 BE - mit 3,4 GHz an die Spitze?

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Seite 2: AMD Phenom II X4 965 - Der Phenom II X4


In einer Tabelle wollen wir den AMD Phenom II X4 965 Black Edition einmal mit den bisher schnellsten Phenom II X4 sowie das schnellste Phenom-Modell der ersten Generation vergleichen.

AMD Phenom X4 9950 BE AMD Phenom II X4 955 BE AMD Phenom II X4 965 BE
Kern Agena Deneb Deneb
Preis 120 Euro 200 Euro 200 Euro
Fertigung 65 nm 45 nm 45 nm
Sockel AM2+ AM3 AM3
Anzahl der Kerne 4 4 4
Takt 2,6 GHz 3,2 GHz 3,4 GHz
Anzahl der Transistoren 463 Millionen 758 Millionen 758 Millionen
Die-Größe 285 mm² 258 mm² 258 mm²
L1-Cache 2x 64 kB pro Kern 2x 64 kB pro Kern 2x 64 kB pro Kern
L2-Cache 512 kB pro Kern 512 kB pro Kern 512 kB pro Kern
L3-Cache 2 MB shared 6 MB shared 6 MB shared
Speichercontroller DDR2 bis 1066 MHz DDR2 bis 1066 MHz
DDR3 bis 1333 MHz
DDR2 bis 1066 MHz
DDR3 bis 1333 MHz
HyperThreading-Bandbreite 20,8 GB/Sekunde 14,4 GB/Sekunde 14,4 GB/Sekunde
Maximale Temperatur 71 °C 71 °C 62 °C
Prozessor-Spannung 1,25 Volt 1,35 Volt 1,4 Volt
Spannungsbereich 0,875 - 1,5 Volt 0,875 - 1,5 Volt 0,875 - 1,5 Volt
TDP 125 Watt / 140 Watt 125 Watt 140 Watt

Vor gut einem halben Jahr stellte AMD seine Phenom-II-Prozessoren vor. Wir wollen uns an dieser Stelle einmal die Zeit nehmen und die Entwicklung Revue passieren lassen.

Prozessoren mit Deneb-Kern waren die ersten in 45 nm gefertigten Chips aus dem Hause AMD. Chiphersteller wie IBM, UMC, Toshiba, TI, Intel und TSMC stehen vor dem Problem, dass sie Strukturen fertigen müssen, die weit kleiner sind, als die Wellenlängen die sie zur Belichtung verwenden können. Wie also kann mit einem Licht mit einer Wellenlänge von 193 nm ein Transistor mit 45 nm entstehen? Die Hersteller bedienen sich dabei eines Tricks, der Lichtbrechung in Flüssigkeiten. Zwischen der Linse, aus der das Licht fällt, und dem Wafer der belichtet werden soll, befindet sich also keine Luft, sondern Wasser. Die Lichtbrechung bewirkt, dass kleinere Fertigungen möglich sind.

Fertigung_rs

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Hier ist die Entwicklung der vergangenen Jahre sehr schön zu erkennen. Die gelbe Linie stellt dabei die jeweilige Fertigungsgröße dar. Die rote Linie zeigt die verwendete Wellenlänge zur Belichtung auf. So sind die Chip-Hersteller bereits seit Jahren auf neue Lithografie-Technologien angewiesen um der technischen Weiterentwicklung weiterhin Vortrieb geben zu können.

Die kleinere Fertigung sorgt natürlich nicht nur für eine geringere Chip-Größe, auch die Anzahl der Transistoren konnte so im Phenom II erhöht werden. Während der Phenom bei 285 mm² noch 463 Millionen Transistoren besaß, sind es beim Phenom II nun 258 mm² und 758 Millionen Transistoren.

PhenomDie_rs

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Der 6 MB große L3-Cache macht dabei einen Großteil der zusätzlichen Transistoren aus. Es handelt sich dabei um shared Cache, also ein Speicher, der allen Prozessor-Kernen zur Verfügung steht. Um den 6 MB großen L3-Cache auch effektiv nutzen zu können, hat sich AMD zahlreiche Techniken einfallen lassen. Eine davon ist "Smart Fetch". Mit "Smart Fetch" kann der L3-Cache Daten aus dem L1- und L2-Cache auslesen. Wenn ein Prozessorkern diese Daten braucht, kann er sie sich aus dem L3-Cache nehmen und muss nicht einen anderen Kern aufwecken, der diese Informationen vielleicht in seinem L1- oder L2-Cache gespeichert hat. Kommt es häufig zu Fehlern im Cache, beispielsweise durch defekte Transistoren, können bestimmte Bereiche durch "L3 Cache Index Disable" abgeschaltet werden. So kann die Integrität der Daten gewährleistet werden, auch ohne das eine CPU direkt ausgetauscht werden muss. Die Größe des L1- und L2-Caches bleibt mit 2x 64 kB und 512 kB unangetastet.

Den Angaben von AMD zufolge arbeitet der Phenom II mit einer Spannung von 0,875 bis hin zu 1,5 Volt. Mit Cool'n'Quiet und im C1E-State wird die Spannung auf 1 Volt abgesenkt. Bisher ist der Phenom II X4 965 mit 1,4 Volt der Prozessor mit der höchsten Default-Spannung. Auch wenn AMD bis zu 1,5 Volt angibt, ist es schwer vorstellbar, dass künftig eine CPU ab Werk mit dieser Spannung ausgeliefert werden wird.

Noch immer für mehr oder weniger große Verwirrung und Missverständnisse sorgt die Einstellung des Speichers, ob dieser im Ganged- oder Unganged-Modus betrieben werden soll. Im Ganged-Modus werden die Module des Arbeitsspeichers zusammen angesprochen, ähnlich wie bei Dual-Channel, im unganged Modus getrennt voneinander. In technischen Daten ausgedrückt bedeutet dies, dass der 128 Bit breite Speichercontroller im Unganged-Modus mit 2x 64 Bit arbeitet und im Ganged-Modus mit den vollen 128 Bit. Beides bedeutet allerdings immer noch, dass Dual-Channel aktiv ist, auch wenn dies einige Mainboards und Programme falsch anzeigen. Dies gewinnt vor allem bei Multi-Threaded-Anwendungen an Bedeutung, weil dann jeder Prozessorkern entsprechend seiner Aufgaben auf den Speicher zugreifen kann, ohne zu warten, dass ein anderer Prozessorkern diesen freigibt. Der Unganged-Modus eignet sich also besonders bei Multi-Threaded-Anwendungen, während der etwas schnellere Ganged-Modus  für Single-Threaded-Anwendungen empfehlenswert ist. In der Praxis eignet sich der Ganged-Modus für die meisten Anwendunden wie Spiele. Große Unterschiede sind aber nicht zu erkennen bzw. sind nur messbar dürften in der Praxis aber keinen Ausschlag geben.