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AMD Sempron 3100+ vs. Intel Celeron D 335 - DieAMDSempronFamilieundeineeigeneChaos-Theorie

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Seite 3: Die AMD Sempron Familie und eine eigene Chaos-Theorie

Eine gute Idee in einen besseren Plan umzuwandeln, ist oftmals gar nicht so leicht. Diese Weisheit kann man mit Sicherheit auf viele Bereiche des Lebens anwenden. Besonders gut erkennt man das Prinzip, wenn man sich AMD anschaut und über die gesamte Produktpalette von 32- und 64-bittigen Prozessoren nachdenkt. Wann die erste Ankündigung dieser CPUs kam, weiß sicher genauso niemand mehr, wie die zahlreichen Namen der Prozessoren und Kerne, die im Laufe der letzten Jahre auftauchten und untergingen. Hammer, Clawhammer, Sledgehammer - das waren die ersten Pioniere der neuen Generation. Ein Codename, ein Kernname und eine Quantispeed-Bezeichung - drei Synonyme für einen einzigen Prozessor. Wer hier noch durchblickt, ist fast schon genial. Im Folgenden haben wir kurz die wichtigsten Bezeichnungen noch einmal zusammengestellt, um Ordnung in diesem Chaos zu schaffen. Um nicht noch mehr Verwirrung zu stiften, haben wir uns vornehmlich auf das Desktopsegment beschränkt.

Sockel A - Der Thoroughbred-A-Kern

  • Hinter der Bezeichnung Thoroughbred verbirgt sich ein Prozessorkern, welcher in der FAB30 in Dresden hergestellt wird. Das Modell der ersten Generation (Thoroughbred-A) besitzt 37,2 Millionen Transistoren, welche auf 80 mm² Kernfläche Platz finden. Die CPU wird in der 130 nm-Fertigungstechnologie produziert. Angesprochen wird der Prozessor mit einem FrontSideBus-Takt von 133MHz (DDR) und besitzt 128 kB L1- sowie 256 kB L2-Cache.

Sockel A - Der Thoroughbred-B-Kern

  • Architektonisch gesehen hat der Thoroughbred-B-Kern im Vergleich zu seinem Vorgänger, dem Thoroughbred-A, zwar keine großen Veränderungen erlebt, aber er bekam einen zusätzlichen Metall-Layer spendiert. Somit stieg die Zahl der Layerschlichten von acht auf neun Stück an. Auch dieses Modell wird weiterhin im 130 nm-Fertigungsablauf hergestellt, besitzt nun aber 37,6 Millionen Transistoren, die sich auf 84 mm² Die-Fläche verteilen. Erstmals war es auch möglich, mit der Peripherie mit einem FSB von 166 MHz zu kommunizieren. Parallel gab es aber auch noch Modelle, die mit 133 MHz FrontSideBus arbeiteten. Beim Cache hat sich nichts verändert - hier stehen immer noch 128 kB L1- und 256 kB L2-Cache zur Verfügung.

Sockel A - Der Barton-Kern

  • Der Barton-Kern ist der direkte Nachfolger des Thoroughbreds. Die wichtigste Veränderung bei ihm war die Verdoppelung des Level 2-Caches auf 512 kB, wohingegen der Execution- und Datacache bei 128 kB konstant blieb. Damit wurde auch eine Vergrößerung der Transistorenanzahl nötig, welche bei einem Wert von 54,7 Millionen Stück ein Ende fand. Mehr Transistoren benötigen natürlich auch mehr Platz, zumal das 130 Nanometer-Fertigungsverfahren gleich geblieben ist. So wuchs die Kernfläche nun weiter auf satte 101 mm² an. Beim Barton war der FrontSideBus von 166 MHz auch erstmals fixiert und das 133 MHz FSB-Kapitel ein für alle Mal beendet. Ab dem Modell 3200+ wird auch DDR400 unterstützt.

Sockel A - Der Thorton-Kern

  • Ganz zu Anfang wurde diese Version des Bartons als Aprilscherz deklariert, da sich die ersten Gerüchte über die Existenz Anfang April 2003 ausbreiteten. Lange Zeit blieb der Thorton ein Phantom, da er nirgends verfügbar war und auch AMD seine Existenz nicht bestätigte. Früher oder später tauchten dann Modelle auf, die tatsächliche eine Mischform zwischen Thoroughbred und Barton darstellten. So ist auch der Thorton im 130 nm-Herstellungsverfahren produziert worden und mit 54,7 Millionen Transistoren auf 101 mm² bestückt. Der Level 1-Cache beträgt immer noch 128 kB, aber der L2-Cache wurde auf 256 kB reduziert. Die FrontSideBus-Ansteuerung findet weiterhin mit 166 MHz statt, ab dem 3200+ Rating auch mit 200 MHz.

    Gründe für die Entscheidung, einen solchen Prozessor zu produzieren, sind vor allem in der Wirtschaftlichkeit zu suchen. Bei der Produktion von Prozessoren kommt es stets zu Ausschuss, sprich es werden einzelne Chips aus den Wafern gestanzt, die nicht einwandfrei funktionieren. Die Ursache hierfür sind vielfältig und umso schlimmer die Folgen. Defekte Wafer müssten im Prinzip verworfen werden und wären damit eine teure Materialverschwendung, es sei denn, man verkauft sie als "defekt". Theoretisch gesehen verfügt der Thorton also über 512 kB L2-Cache, von denen allerdings die Hälfte deaktiviert wurde. Nur werden die für die zusätzlichen 256 kB-Cache zuständigen Transistoren nicht mechanisch deaktiviert, sondern man setzt einfach Chips ein, die einen Defekt an diesen Transistoren aufweisen. So bekommt man die Leiter auf scheinbar "natürliche" Art abgeschaltet und findet noch eine positive Verwendung für die vermeintlich defekten Chips. Diese Kerne können dann kostengünstiger als der Barton verkauft werden, bringen aber immer noch mehr Profit, als wenn man die defekten Chips vernichten würde.

Sockel 754 - Der Clawhammer-Kern

  • Der Clawhammer-Kern ist im eigentlichen Sinne der "wahre" Athlon 64-Kern, den wir auf der vorhergehenden Seite angesprochen haben. "Wahr" zumindest in dem Sinne, dass er der erste Kern für die neue Prozessoren-Linie ist. Auch dieser Kern wird noch immer in der bewährten 130 nm-Technologie fertiggestellt, allerdings jetzt mit einer kleinen Verbesserung, die den Namen SOI (Silicon on Isulator) trägt. Auf riesigen 193 mm² Kerngröße finden jetzt 105,7 Millionen Transistoren Platz, die einen Level 2-Cache von 1024 kB und einen L1-Cache von 128 kB bieten. Weiterhin unterstützt der Clawhammer-Kern als erster AMD-Chip auch einen 64 Bit-Modus. Weitere Besonderheiten sind vor allem im integrierten Speichercontroller und im Cool´n´Quiet Feature zu finden.

    Auch in Bezug auf das Layout hat sich einiges geändert, denn dieser Kern muss nun in Prozessoren mit mindestens 754 Pins (mittlerweile auch für Sockel 939 verfügbar) verbaut werden. Auch kommen in dieser Verpackung zum ersten Mal Headspreader zum Einsatz, die den empfindlichen Prozessorkern vor mechanischen Beschädigungen bewahren. Zudem gibt es von diesem Kern mit dem Opteron auch eine Server-Variante für den Sockel 940.

Sockel 754 - Der NewCastle-Kern

  • Die erste Revision des NewCastle-Kerns ist im Prinzip vergleichbar mit der Beziehung zwischen Barton und Thorton, zunächst wurde auch der Cache des Clawhammers zur Hälfte deaktiviert. AMD kam dann allerdings mit einem eigenen Kern, um Kosten zu sparen. Auch beim NewCastle ist der Level 2-Cache nur halb so groß (512 kB). Ansonsten sind alle Details wie Fertigungsprinzip, 64 Bit-Modus, Speichercontroller, Cool´n´Quiet-Support und NX-Bit (Enhanced Virus Protection) genauso wie beim AMD Athlon 64-Clawhammer-Kern. Lediglich die Kerngröße konnte dank der Cache-Reduzierung auf 144 mm² genauso gesenkt werden, wie die Anzahl der Transistoren (nun 68,5 Millionen). Praktisch gesehen hat das Erscheinen des NewCastles zu einigen Verwirrungen bei den Kunden gesorgt, zumal er die selben Quantispeed-Ratings wie der Clawhammer besaß und die Unterschiede auf den ersten Blick kaum erkennbar waren.

Sockel 754 - Der Paris-Kern

  • Der Paris-Kern zielt in erster Linie auf die Erweiterung des Low-End-Segments im Sockel 754-Bereich ab. So gesehen stellt der Paris eine abgespeckte Version des NewCastles dar, bei welchem der Level 2-Cache noch einmal halbiert wurde und nun 256 kB beträgt (L1-Cache weiterhin bei 128 kB). Gefertigt im 130 nm-Verfahren sinkt hier natürlich mit der Abschaltung von existierendem L2-Cache nicht die Anzahl der Transistoren, sie beträgt weiterhin 68,5 Millionen. Die Leiter finden auf einer Kernfläche von ebenso 144 mm² Platz. Zwar verfügt der Paris weiterhin über einen integrierten Speicher-Controller für den Arbeitsspeicher, auch das Features NX-Bit wurden ihm gelassen, aber die 64 Bit-Fähigkeit wurde ihm zu Gunsten des Preises geraubt. Zum Thema Cool&Quiet kann man konkret keine Aussage treffen. Offiziell wird es in den Produktspezifiktionen nicht erwähnt, inoffiziell soll es aber, zumindest bei einigen CPU´s, tatsächlich funktionieren. Eine bestätigte Meldung seitens AMD liegt bis Dato nicht vor.

Der versierte AMD-Kenner bemerkt nun natürlich, dass dies längst nicht alle aktuellen bzw. kommenden Prozessorkerne sind. Vollkommen richtig, aber zum einen wollten wir uns auf den Desktopbereich beschränken (hier ist weder Server- noch Mobile-Markt integriert), zum anderen wollen wir auch unser Ziel nicht aus den Augen verlieren, schließlich wollen wir einen Vergleich zwischen Sempron und Celeron D anstreben. Auf den ersten Blick mag es vielleicht etwas konfus erschienen, dass wir nun sieben verschiedene Prozessorkerne detailliert darstellen, aber spätestens auf der nächsten Seite wird der ein oder andere aufmerksame Leser bemerken, dass diese Übersicht doch ganz nützlich erscheint.

So bleibt nun die Frage offen, was die Zukunft bringt. Und die Antwort ist sonnenklar: 90 Nanometer. Die neue Fertigungstechnologie wird nicht nur im Athlon 64-Bereich Fortschritte bringen, wo der Winchester-Kern bzw. verbesserte NewCastle-Versionen mit Dual-Channel-Controller für den Arbeitsspeicher die Performance steigern, sondern auch in Richtung Sempron wird sich die 90 nm-Fertigung auswirken. Hier soll im Jahre 2005 mit dem Palermo-Kern auch ein Sempron-Modell für den Sockel 939 auf den Markt kommen und somit den neuen Sockel noch mehr festigen, um auf lange Sicht den Sockel 754 schließlich abzulösen.