Enorme Fortschritte in Leistungsaufnahme bei AMDs 90nm CPUs
Vor ein paar Monaten hat AMD still und leise einen neuen Prozessorkern namens Winchester eingeführt (wir berichteten), der seitdem parallel zu den nach wie vor angebotenen Newcastle-Kernen in den Prozessoren 3000+, 3200+ und 3500+ des Sockel 939 verkauft wird. Einziger offensichtlicher Unterschied: der Winchester wird in 90 nm gefertigt, der Newcastle in 130 nm. Dies hat eine von 144 mm² auf 84 mm² verringerte Die-Größe zur Folge, sowie eine niedrigere Leistungsaufnahme. Die maximale Verlustleistung gibt AMD als Worst Case mit 67 W an statt der 89 W des Newcastle. Weitere Informationen zum Winchester findet Ihr hier.
Doch wie bereits beim Clawhammer und beim Sledgehammer nennt die in den Techdocs genannte maximale Verlustleistung nicht den tatsächlichen Stromverbrauch des Prozessors. Hier wird lediglich ein maximaler Wert festgesetzt, an dem sich die Mainboard-Hersteller bei der Dimensionierung ihrer Spannungswandler etc. orientieren können. Wie viel Leistung die Athlon 64 Prozessoren in der Praxis tatsächlich aufnehmen, war lange ein Rätsel, da es nicht so einfach ist, den Prozessor separiert von Mainboard, Speicher, Grafikkarte, etc. zu messen. Viele haben sich in der Vergangenheit daran versucht einfach die Gesamtleistung des Systems zu messen und aus bekannten Größen die ungefähre Verlustleistung des Prozessor zu errechnen. Sehr genau ist dieses Verfahren allerdings nicht.
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Hard Tecs 4U dagegen hat sich nun die Mühe gemacht, ein Testsystem mit viel Aufwand so zu modifizieren, dass die Leistungsaufnahme des Prozessors direkt gemessen werden kann:
Ist dies geschafft, so gilt es den Stromfluss zu messen und dabei natürlich ebenfalls die während der Messung anliegende Prozessorspannung zu ermitteln, damit ein exakter Wert zur Leistungsaufnahme errechnet werden kann. Wie die Praxis uns zeigte, genügt es nicht, die Spannung der CPU im Idle Mode zu ermitteln und diese dann als Grundlage für die spätere Multiplikation heranzuziehen. Auf den Athlon 64 Platinen steigt unter Last die Prozessorspannung nicht unerheblich an, weshalb diese Werte beachtet werden müssen.
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Immerhin treten, je nach Prozessortyp, Stromänderungen >900A/µs auf. Gute Reglersysteme haben ein Lastregelverhalten von max. 1,2...1,5mV/A. Beim plötzlichen Zuschalten von 50A Laststrom kann die Ausgangsspannung also durchaus mal um 75mV schwanken. Das Ausgangsimpedanzverhalten der Spannungswandler wird hierbei der jeweiligen Prozessorfamilie genau angepasst. Zudem wird bei zunehmender Last die Verlustleistung im Prozessor verringert.
Als die technischen Feinheiten gelöst waren, konnten die Messungen beginnen und was am Ende dabei heraus kam, kann getrost als kleine Sensation bezeichnet werden. Während der Athlon 3500+ "Newcastle" (130 nm) noch knapp 60 W als Wärme in die Luft pustete, begnügt sich der Athlon 3500+ "Winchester" (90 nm) mit lediglich 38 W - unter Volllast wohlgemerkt. Im Leerlauf auf dem Windows-Desktop nimmt die CPU lediglich 13 Watt auf. Noch genügsamer gibt sich der Winchester selbstredend, wenn Cool'n'Quiet aktiviert ist. Dann schont der Prozessor die Stromrechnung noch mehr und entnimmt dem Netz nur noch 5,5 W. Viel besser kann das auch ein Mobile-Prozessor nicht. Wohlgemerkt: wir sprechen nicht von einem abgespeckten Magermix-Abakus, sondern von einem Prozessor der Oberklasse mit einem Modelrating von 3500+. Entsprechend optimistisch fiel auch die Bewertung der Kollegen aus:
Absolut beeindruckend sind aber auch die Werte des heutigen Testkandidaten in 90nm Fertigung. Mit knapp unter 40 Watt Leistungsaufnahme unter Last sucht der Athlon 64 bei den leistungsfähigen Desktopprozessoren vergeblich einen Kontrahenten. Nicht minder loben muss man die Erfolge, welche AMD durch ihre Cool'n'Quiet Technologie auf dem Bereich der Leistungsaufnahme im Idle-Mode erzielte: zwischen 5,5 und 7,4 Watt auf einem ruhenden Windows-Desktop ist derzeit auch nur im mobilen Bereich zu toppen.
Auch den Gerüchten ist man nachgegangen, der Winchester würde aufgrund von Coreüberarbeitungen minimal bessere Benchmark-Ergebnisse abliefern. Zwar konnte tendeziell bessere Performance gemessen werden, allerdings in einem Bereich (<1%), der auch unter Messungenauigkeit fallen könnte. Nichtsdestotrotz: wer momentan mit einem Athlon 64 Prozessor plant, sollte unbedingt zu einem Winchester greifen.
Nicht verschwiegen werden sollte allerdings, dass AMD demnächst schon wieder neue Kerne einführen wird, die dann definitiv eine Überarbeitung erfahren werden, die über einen simplen Die-Shrink mit ein paar Optimierungen hinausgehen. Zum Beispiel werden die Prozessoren dann SSE3 unterstützen (wir berichteten). Wer sein AMD Athlon 64 System also nicht sofort braucht, kann sich durchaus noch ein paar Wochen gedulden. Die ersten SSE3-Prozessoren werden wie berichtet heute mit dem Opteron x52 präsentiert.
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