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AMD erklärt die Turbo CORE Technologie für Bulldozer

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AMDIm AMD-Blog erklärt John Fruehe, Director of Product Marketing für Server, Embedded und FireStream Produkte, wie die Turbo CORE Technologie in AMDs kommenden Bulldozer Prozessoren funktionieren soll. Intel hat mit Turbo Boost bereits vor einiger Zeit eine ähnliche Technologie für seine Prozessoren eingeführt. Grundsätzlich geht es darum, den gegebenen (Takt)-Spielraum eines Prozessors zu nutzen, wenn er nicht an seiner thermischen Leistungsgrenze arbeitet, aber dennoch durch technische Beschränkungen eingeschränkt wird. Die thermische Leistungsgrenze wird durch den maximalen Verbrauch bestimmt - die Thermal Design Power (TDP). Bei AMD wird ein Testverfahren angewendet, welches jeden Transistor des Prozessor belastet und somit kann die TDP bestimmt werden. Daraus errechnet AMD dann auch den maximalen Takt, den der Prozessor unter diesen Bedingungen fahren kann. In der Praxis allerdings wird dieser Zustand selten bis gar nicht erreicht. Kaum eine Anwendung schafft es einen Prozessor derart auszulasten. Dennoch muss AMD den konservativen Weg gehen, sozusagen ein Worst-Case-Szenario einhalten.

Um aber auch realistischere Wert zu den Prozessoren nennen zu können, führte AMD die Average CPU Power (ACP) ein. Die TDP spiegelt also den maximalen Stromverbrauch des Prozessors wieder, die ACP in der Praxis aufzufindende Belastungen. Die ACP errechnet sich dabei aus einer Belastung von 100% im Server-Bereich. Dies unterscheidet sich auf den ersten Blick nicht (könnte man annehmen) vom Szenario für die TDP, wo jeder Transistor belastet wird. Nimmt man sich allerdings ein Beispiel zur Hand, sind die Unterschiede zwischen TDP und ACP enorm. Für den Opteron 2376 gibt AMD eine TDP von 115 Watt an. Die ACP liegt allerdings bei nur 75 Watt. Immerhin 40 Watt bzw. 35% liegen also zwischen diesen Szenarien. Der 12-Kern-Prozessor Opteron 6174 wird von AMD mit einer TDP von ebenfalls 115 Watt bemessen, die ACP liegt bei 80 Watt. Zwischen den beiden Werten liegen nur noch 30% Unterschied. Der Grund hierfür ist CoolSpeed, eine Technologie die AMD mit den neuen Opteron Prozessoren einführte, um ACP und TDP näher zusammen zu führen. Man nutzt die Lücke zwischen ACP und TDP um dem Prozessor etwas mehr Takt zu geben. Sollte er zu dicht an die TDP heran kommen, wird der Takt wieder reduziert. Mit den mageren 5% zwischen der klassischen Methode und CoolSpeed wollte sich AMD allerdings nicht zufrieden geben und so führt man mit den Bulldozer Prozessoren die Turbo CORE Technologie ein.

Turbo CORE geht also noch einige Schritte weiter wie CoolSpeed und taktet den Prozessor so hoch, wie die TDP es maximal zulässt. Sollte der Prozessor zu dicht an die TDP heran kommen, wird wieder eine Stufe heruntergetaktet, so dass die Spezifikationen eingehalten werden. In einem Diagramm ist das Prinzip sehr schön dargestellt.

AMD_TurboCore1

Durch Klick auf das Bild gelangt man zu einer vergrößerten Ansicht

Folgende Punkte spielen für Turbo CORE eine entscheidende Rolle:

  • Um bis zu 500 MHz kann der Takt eines jeden Kerns angehoben werden.
  • Bis zu 16 Kerne können im Takt angehoben werden.
  • Die Hälfte der verfügbaren Kerne kann weiter angehoben werden als die angesprochenen 500 MHz.
  • AMD will zum Start der Bulldozer Prozessoren einen Basis-Takt sowie den maximalen Takt der verschiedenen Modelle angeben
  • Turbo CORE ist nicht abhängig von der Temperatur, sondern von den Verbrauchswerten. Die Temperatur spielt für Turbo CORE keine Rolle, so lange die maximale Betriebstemperatur nicht erreicht ist.

In einem weiteren Diagramm ist sehr schön zu sehen, wie sich der Takt während eines typischen Workloads verhält.

AMD_TurboCore2

Durch Klick auf das Bild gelangt man zu einer vergrößerten Ansicht

Im ersten Bereich bewegt sich der Prozessor-Takt in der Standard-Zone, die durch den PowerNow!-Treiber gesteuert wird. Maximal kann hier der Basis-Takt erreicht werden. Wird mehr Rechenleistung benötigt, geht der Takt in die Boost-Zone. Dort kann der Takt bis an die maximale Grenze heran reichen. Hier arbeitet dann Turbo CORE. PowerNow! und Turbo CORE arbeiten also zusammen um für jeden Anwendungsfall den idealen Takt zu finden, um dem Anwender einen möglichst guten Kompromiss zwischen maximaler Leistung und niedrigen Stromverbrauch zu bieten.

AMD möchte an dieser Stelle allerdings auch klarstellen, dass der maximale Takt nichts mit irgendwelches Übertaktungen zu tun hat. Turbo CORE überwacht den Verbrauch des Prozessors und passt, falls nötig, den Takt entsprechend an. Dies hat nichts mit einer fixen Übertaktung mit Hilfe des Multiplikators zu tun.

Mit der Einführung der Bulldozer Prozessoren werden wir sicher noch etwas mehr zu Turbo CORE erfahren. An dieser Stelle wollte AMD nur einen Ausblick auf das geben, was uns vielleicht schon zur CeBIT erwartet.

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Kommentare (24)

#15
Registriert seit: 20.03.2007

Obergefreiter
Beiträge: 108
@ Wishes: Übertakten heißt die CPU läuft über ihrem vom Hersteller spezifiziertem takt. Da die CPU aber durchaus 4Ghz schafft, dies aufgrund der anzahl der kerne und der daraus resultierenden leistungsaufnahme nicht möglich ist kann man nicht von übertakten sprechen wenn ein teil der kerne auf 4ghz laufen wärend die anderen stromsparend runtergetaktet sind. Die heutige Grenze ist nicht mehr, wie früher, der takt, sondern die Leistungsaufnahme.

Daher ist es KEIN Übertakten. Noch dazu wenn der hersteller die CPU für diesen Takt freigibt dann läuft sie ja nicht ÜBER ihrem vom hersteller freigegebenem takt.
#16
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Registriert seit: 02.07.2007

Fregattenkapitän
Beiträge: 2751
# Um bis zu 500 MHz kann der Takt eines jeden Kerns angehoben werden.
# Bis zu 16 Kerne können im Takt angehoben werden.
# Die Hälfte der verfügbaren Kerne kann weiter angehoben werden als die angesprochenen 500 MHz.

da steht bis zu 500 mhz.... ma abwarten
Bis 500mhz is innerhalb der Spezi ,alles was drüber is ausserhalb.
#17
Registriert seit: 05.11.2007
Neckar-Odenwald Kreis
Fregattenkapitän
Beiträge: 2896
und Nr3 sagt:
Die Hälfte der verfügbaren Kerne kann weiter angehoben werden als die angesprochenen 500 MHz.

also geht auch mehr
#18
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Registriert seit: 11.02.2008

GM110
Beiträge: 10256
alle Kerne bis 500Mhz Turbo
einzelne Kerne mehr als 500Mhz

wenn AMD die Integer Cluster eines Modus stromfrei abschalten kann, dann sind auch mehr als 1000Mhz drin, ist aber nur für Singlethread sinnvoll.
#19
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Registriert seit: 02.07.2007

Fregattenkapitän
Beiträge: 2751
also du garantierst +500 mhz für alle cores? ok
#20
customavatars/avatar84854_1.gif
Registriert seit: 11.02.2008

GM110
Beiträge: 10256
ja bis zu 500 MHz Turbo auf allen logischen Prozessoren
#21
Registriert seit: 05.11.2007
Neckar-Odenwald Kreis
Fregattenkapitän
Beiträge: 2896
Jein, 500Mhz sind es nur, wenn die CPU nicht zu viel verbraucht. Der Takt soll sich ja an dem TDP-Wert der CPU orientieren. Hier könnte ich mir vorstellen, dass die High-end CPUs unter Umständen etwas weniger abbekommen, da sie näher am Limit betrieben werden. Andere Idee, wenn jede CPU nur Integer Aufgaben bearbeitet sollte die FPU nicht viel verbrauchen, Sprich mehr Takt wäre auch hier möglich.

Zur Zeit bleibt nur abzuwarten, bis es zur Cebit neue Infos gibt. Oder sogar die ersten CPUs da sind.
#22
customavatars/avatar38507_1.gif
Registriert seit: 12.04.2006

Flottillenadmiral
Beiträge: 5834
Zitat Gribasu;16281827
also du garantierst +500 mhz für alle cores?

Sagen wir bis zu 500 MHz mehr. Und genau genommen wurde das bisher auch nur für Interlagos bestätigt. Ob es bei Zambezi ebenso sein wird, bleibt abzuwarten. Wobei man davon ausgehen kann, dass es sich in einem ähnlichen Rahmen bewegen wird.
#23
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Registriert seit: 29.12.2005
Bayern
Korvettenkapitän
Beiträge: 2059
Zitat Duplex;16281848
ja bis zu 500 MHz Turbo auf allen logischen Prozessoren


Wie Duplex ja bereits geschrieben hat ... :wink:

Gruß

Cypher
#24
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Registriert seit: 02.07.2007

Fregattenkapitän
Beiträge: 2751
Eben ich will euch nur den Wind aus den Segeln nehmen,es steht da "bis zu" und nicht "+500 garantiert"

es gibt auch DSL leitungen bis zu 16.000 kbit,tatsächlich hat einer aber nur 10.000.... nur ma so als vergleich.
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