"Barcelona" soll AMD vor Intel-Dominanz retten

Die Lage bei AMD ist kritisch. Die Nummer 2 im Prozessormarkt muss gegenüber Intel schnellstens aufholen, um den Untergang zu verhindern. Nach langem Warten ist Land in Sicht: Der Quad-Core-Prozessor Barcelona ist schnell, energiesparend, abwärtskompatibel und weist einige zukunftsweisende Innovationen auf.

Die Lage bei AMD ist kritisch. Die Nummer 2 im Prozessormarkt muss gegenüber Intel schnellstens aufholen, um den Untergang zu verhindern. Nach langem Warten ist Land in Sicht: Der Quad-Core-Prozessor Barcelona ist schnell, energiesparend, abwärtskompatibel und weist einige zukunftsweisende Innovationen auf.

Bis Mitte 2006 war die AMD-Welt in Ordnung. Nachdem Intel lange geglaubt hatte, die Leistung mit fast beliebig hohen Taktfrequenzen steigern zu können, erwies sich diese Strategie durch Leckströme im 90-nm-Fertigungsprozess und Leistungsaufnahmen (TDP, Thermal Design Power) von 200 W oder mehr als nicht mehr zielführend. Dann führte Intel die Core-Mikroarchitektur mit einem bis dahin unbekannten Preiskampf ein, bei dem AMD – durch die Übernahme von ATI ohnehin hoch verschuldet – nur als Verlierer hervorgehen konnte. Die Intel-Prozessoren waren nicht nur im Schnitt 25 Prozent schneller, auch der Energieverbrauch lag auf ähnlichem, wenn nicht gar besserem Niveau.

Mit der Einführung von Barcelona soll sich das Blatt nun zu Gunsten von AMD wenden, und die Chancen stehen, zumindest technologisch gesehen, nicht schlecht. Der Prozessor bietet native (echte) Quad-Core-Technik, das heißt, vier Kerne auf einem Die, während Intel lediglich zwei Dual-Core-Architekturen auf zwei separaten Dies verkauft, die per Marketing ebenfalls als Quad-Core verkauft werden. Gestartet wird mit der Workstation-/ Server-Serie Opteron, der Kern wird später auch für die Desktop-Modelle eingesetzt, wobei sich auch ein Namenswechsel von Athlon zu Phenom vollziehen wird. Technologisch basieren Phenom und Opteron auf einem nahezu identischen Barcelona-Core. Äußerlich ist der neue Vierkern-Prozessor von AMD von Intels Modellen kaum zu unterscheiden. Beide Hersteller verwenden die gleiche Form des Heatspreaders und einen LGA-Sockel. Der Barcelona arbeitet auf dem Sockel F mit 1207 Pins und ist gegenüber seinem Dual-Core-Vorgänger mit der K8-Mikroarchitektur vollkommen pinkompatibel. Die neue K10-Mikroarchitektur mit 65 nm kann ohne Probleme in ein heute bestehendes Dual-Core-System eingesetzt werden. Es ist noch nicht einmal notwendig, den Kühler auszutauschen, da sich die Verlustleistung gegenüber den Dual-Core-Modellen nicht ändert.

Das aktuellen Spitzenmodelle 2350 bzw. 8350 werden mit 2 GHz getaktet, womit man vermutlich trotz aller architektonischen Verbesserungen nicht an die Leistung eines Core-2-Prozessors X5365 mit 3 GHz herankommen wird. Im November werden dann die neuen Spitzenmodelle 2360 und 8360 erscheinen, die mit 2,5 GHz getaktet sind und Intels 5365 laut SPEC-Benchmark in der Rechenleistung überflügeln. Nachdem der industrieweit anerkannte SPEC-CPU2000-Benchmark (SPECfp_rate2000) im Februar 2007 offiziell in Rente geschickt wurde, wurde der offizielle Nachfolger SPEC CPU2006 mit neuen Benchmarks bestückt, die mit größeren Datensätzen arbeiten. In Folge dessen fallen die Cache-Miss-Raten höher aus, so dass die Ergebnisse stark von der Cache-Größe, der Qualität des Prefetching, dem Speicherdurchsatz und den Latenzzeiten beeinflusst werden. Hier ist besonders der integrierte Speichercontroller des AMD von großem Vorteil: Bei Messungen des Gleitkomma-Durchsatzes wurde Intels Xeon 5365 von AMDs 2360/8360 um 30 bis 40 Prozent abgehängt. Auch Vergleiche des 2350 mit Intels E5345 fallen sowohl im Gleitkomma- als auch beim Integer-Durchsatz zu Gunsten von AMD aus. Fest steht jedoch, dass die Quad-Core-Technologie in der Praxis nur mit entsprechender Software effektiv genutzt werden kann. Daher arbeitet AMD – wie auch Intel – mit Herstellern zusammen, damit die Software auf mehrere Cores optimiert wird.

Innovative Maßnahmen senken Energieverbrauch

Vielleicht noch wichtiger als die Rechenleistung ist die Frage nach dem Energieverbrauch. Für die Quad-Core-Serie gibt es die Verlustleistungsklassen 68, 95 und 120 Watt, wobei letztere nur von den 2,5-GHz-Modellen 2360 und 8360 erreicht wird. Damit ist es AMD gelungen, die Anzahl der Cores von zwei auf vier zu erhöhen, ohne dabei den Energiebedarf ansteigen zu lassen. Interessanterweise verbraucht ein 68-W-Barcelona-System insgesamt weniger Energie als ein vergleichbares Modell der Konkurrenz mit Quad-Core-Xeon-3XX-Prozessor der 50-W-Klasse. Dies liegt daran, dass Intel statt DDR2-Speicher den energiehungrigen FBDIMM-Speicher einsetzt und sich der Speicher-Controller nicht auf der CPU selbst, sondern in der Northbridge befindet. Intels Chipsatz benötigt 44 Watt, wohingegen AMD mit 15 Watt auskommt. Insgesamt spart das AMD-System rund 20 Prozent Energie im Vergleich zu Intel ein.