Zweispurig ausgebaut

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AMD hatte für die zwei Varianten des 64-Bit-Prozessors zwei Plattformen entwickelt: Der Serverprozessor Opteron mit zwei Speicherkanälen benötigt Sockel-940-Mainboards und gepufferten Speicher. Die Desktop-Variante Athlon 64 hat nur einen Speicherkanal und läuft auf preiswerteren Sockel-754-Boards.

Den Vorteil der zwei Speicherkanäle wollte AMD auch im Desktop-Bereich etablieren und hat daher den Athlon 64 FX angeboten - für den Sockel 940. Weil er speziellen Speicher benötigte (registered PC3200R), lief er nicht in allen Opteron-Boards. Zudem waren die Boards eher auf den Server- als den Desktop-Markt ausgerichtet: Die Stromspartechnik Cool’n’Quiet fehlt, einige Boards haben kein AGP, aber dafür PCI-X oder Onboard-SCSI. Schnell hatte dieser FX den Ruf weg, nur ein umbenannter Opteron zu sein, eine Notlösung.

Der neue Sockel 939 ist eine für Highend-PCs maßgeschneiderte Plattform: Er unterstützt wie der Sockel 940 zwei Speicherkanäle. Dank geschicktem Layout entfällt der Zwang zu gepuffertem Speicher, wodurch auch Cool’n’Quiet wieder funktioniert. Dual-fähig ist der Sockel 939 allerdings nicht.

Architekten

Zwei Prozessoren für den neuen Sockel stellt AMD anfangs vor, den Athlon 64 3800+ und den Athlon 64 FX-53. Beide nutzen zwei Speicherkanäle und laufen wie der Opteron 150 (siehe c't 12/04, S. 20) und der im März vorgestellte FX-53 für den Sockel 940 mit 2,4 GHz.

Weil die Zahl der Speicherkanäle als Abgrenzung der FX-Serie vom Athlon 64 wegfällt, hat AMD nun den L2-Cache als kleinen Unterschied auserkoren: Während bisher die Athlon-64- und Mobile-Versionen je nach Modell mit 512 KByte oder 1 MByte ausgestattet waren, wird jeder 939er-Athlon nur 512 KByte und jeder FX 1 MByte L2-Cache haben.

Zudem hat AMD den Hypertransport-Frontsidebus von 800 MHz auf 1 GHz (HT1000) beschleunigt, er überträgt nun maximal 4 GByte/s in beide Richtungen. Das unterstützen drei Chipsätze: Nvidia nForce3 250, der SiS755FX und VIA K8T800 Pro.

Überholmanöver

Bisher existiert allerdings keine Hardware, die diese Geschwindigkeit erreicht: AGP-8X kommt mit etwa 2 GByte/s aus und nutzt schon das nur selten, und selbst der schnellste Athlon-64-Chipsatz Nvidia nForce 250Gb bindet die sonstige Peripherie (PCI, Festplatten, LAN) mit gerade mal maximal 400 MByte/s an (siehe ct 12/04, S. 138). PCI-X überträgt 533 MByte/s, wird aber wohl auf Sockel-939-Boards nicht zu finden sein.

Immerhin bietet HT1000 Luft für PCI Express, der als Grafikkarten-Schnittstelle in der 16X-Version 4 GByte/s pro Richtung durch die Leiterbahnen jagt.

Uns standen Vorserien-Boards von MSI und Asus mit dem VIA-Chipsatz zur Verfügung. Anfangs liefen sie enttäuschend langsam, dann hoben verschiedene BIOS-Einstellungen - vor allem das Ausschalten der 2T Command Rate - die Benchmark-Ergebnisse auf die erwartete Größenordnung. Erst ein Test von serienreifen Boards wird die endgültige Performance der 939er-Plattform aufdecken.

Nach den bisherigen Messungen arbeitet der FX-53 im Sockel 939 aufgrund der ungepufferten Speichermodule etwa zwei Prozent schneller als im Sockel 940. Im Rennen mit Intels Pentium 4 Extreme Edition unterscheiden sich die meisten Testergebnisse um weniger als fünf Prozent. Bei einigen 3D-Benchmarks hat der FX-53 deutlich die Nase vorne, der P4EE profitierte hingegen beim Cinebench 2003 vom Hyperthreading und beim Speicherdurchsatz vom 2 MByte großen L3-Cache.

Der 3800+ profitiert im Vergleich zum Athlon 64 3400+ (1 MByte L2-Cache, 2,2 GHz Takt, Sockel 754) stärker vom zweiten Speicherkanal und vom höheren Takt, als er aufgrund des kleineren Cache verliert: Viele Anwendungen legen deutlicher zu, als alleine der höhere Takt erklärt, kein einziges Programm arbeitet langsamer. Die Bezeichnung 3800+ suggeriert allerdings zwölf Prozent mehr Geschwindigkeit als der 3400+, was nach den bisherigen Messungen nur bei wenigen Anwendungen der Fall ist. Vor dem Pentium 4 mit 3,4 GHz führt der 3800+ bei den meisten Anwendungen, lediglich die dualfähigen bleiben die Domäne von Hyper-Threading.

Der Athlon 64 existiert in drei Bauformen für den Sockel 754 (links), den Sockel 940 (Mitte) und den Sockel 939 (rechts).

Cool’n’Quiet funktionierte noch nicht perfekt: Die beiden Sockel-939-Prozessoren drosselten zwar ihren Takt auf 1,2 GHz, schalteten aber nicht mehr auf ihren vollen Takt hoch. Mit einem Speichermodul funktionierten beide Prozessoren, arbeiteten dann aber natürlich deutlich langsamer - beim SPEC-Test fiel der 3800+ sogar hinter den 3400+ zurück. Mischbestückungen liefen nicht zuverlässig; AMD empfiehlt, nur Module mit gleicher Kapazität, Organisation und CAS-Latency parallel einzusetzen. Bei der Bestückung mit 4 GByte lassen sich aufgrund des eingeblendeten PCI-Adressraums auch im 64-Bit-Modus nur etwa 3,5 GByte nutzen - eine Einschränkung, unter der bisher alle x86-Chipsätze leiden.

Spurwechsel

Die Sockel-939-Plattform kombiniert die Vorteile der beiden bisherigen Plattformen für AMDs 64-Bit-Prozessor: Zwei Speicherkanäle für recht preiswerten PC3200-Speicher sorgen für hohe Geschwindigkeit und unterstützen Cool’n’Quiet, die Boards lassen sich für Highend-PCs maßschneidern. Der kleinere L2-Cache bremst den Athlon 64 kaum aus, der Vorteil der zwei Speicherkanäle wiegt stärker. Der 939er FX-53 überholt sogar den Opteron und erweist sich als schnellster AMD-Prozessor. Auch die Intel-Konkurrenz lassen die AMD-Prozessoren bei vielen Anwendungen hinter sich, lediglich der kaum lieferbare und teure P4EE hält mit.

AGP-8X und PCI müssen vermutlich noch mindestens ein halbes Jahr lang bestehen, bevor PCI-Express-Chipsätze für den Athlon 64 verfügbar sind. Allzu schwer sollte das Warten allerdings nicht fallen, bringen doch ATI und Nvidia ihre aktuellen Grafikchips auch in einer AGP-Version (siehe c't 11/04, S. 130). Nvidias Chipsatz nForce3 bindet zudem Festplatten und Gigabit-LAN so schnell an, dass die ganzen 133 MByte/s des PCI für Erweiterungen zur Verfügung stehen. Damit bestehen derzeit wenig Gründe, beim Wunsch nach viel Performance nicht zum Sockel 939 zu greifen - wenn serienreife Boards und Prozessoren erhältlich sind. (jow) (jow)