Die Bulldozer-Plattform: FX-8150 als Test-CPU

09:20 - 28/11/2011

AMD setzt bei seiner neuen Desktop-Prozessorserie FX auf das Zambezi-Design und integriert darin erstmals die neue Bulldozer-Mikroarchitektur. Die CPUs bietet der Hersteller mit vier Kernen (FX-41xx), sechs Kernen (FX-61xx) und acht Kernen an (FX-81xx). Für den Effizienz-Test haben wir das Spitzenmodell AMD FX-8150 verwendet, das derzeit rund 230 Euro kostet. Jedes FX-Exemplar wird in 32 Nanometer Strukturbreite gefertigt und nimmt im Sockel AM3+ Platz.

Die Kern-Zählweise muss man etwas näher beleuchten, weil sich der Bulldozer vom Multi-Core-Design anderer Prozessoren unterscheidet. Anders als beim Chip Multi Processing (CMP), in der jeweils vollständige Kerne zum Einsatz kommen, bezeichnet AMD die Mikroarchitektur der FX-Serie als Chip Multi Threading (CMT) und spricht lieber von Modulen statt Kernen. Dabei geht es dem Hersteller vor allem um die Themen Skalierbarkeit und Effizienz: Statt möglichst viele Kerne in eine CPU zu packen und so eine möglichst hohe Leistung zu erreichen, will AMD das gleiche Ziel über zusätzliche Ausführungseinheiten für häufig genutzte Operationen erreichen und damit eine  optimale Auslastung der bestehenden Ressourcen erzielen.

Laut AMD gilt beim FX alles als Kern, was eine eigene Integer-Einheit samt L1-Cache mitbringt. Der Rechenweg sieht dann so aus: Intern setzt sich Bulldozer aus Modulen zusammen, die über eine gemeinsame Fetch- und Decoder-Einheit verfügen und zwei Threads parallel über jeweils einen eigenen Kern abarbeiten können, allerdings nur bei Integerberechnungen. Dagegen gelangen Fließkommaoperationen nach der Fetch- und Decoder-Stufe in einem FP-Scheduler, der sich anders als die Integer-Einheiten nicht in zwei Kerne aufspaltet. Sämtliche Recheneinheiten greifen anschließend unisono auf den bis zu 8 MB großen L2-Cache sowie den stets 8 MB großen L3-Cache zurück. FX-41xx nutzt folglich zwei Module, FX-6100 drei Module und in den FX-81xx-Prozessoren sitzen vier Module. Streng genommen müsste man bei jeder Bulldozer-CPU also von Integer-Kernen sprechen, allerdings zeigt sich Windows von dieser Unterscheidung unbeeindruckt, denn es identifiziert den AMD FX je nach Modell grundsätzlich als 4-Kern-, 6-Kern- oder 8-Kern-CPU.

Verglichen mit aktuellen Konkurrenz-CPUs kann AMD FX bei annähernd gleichen Voraussetzungen wie Taktfrequenz, Leistungsaufnahme und Größe des Siliziumplättchens in der Summe mehr Threads parallel verarbeiten. Weil die meisten Rechenaufgaben eines Prozessors aus Integer-Berechnungen bestehen, macht die Fokussierung auf Integer-Einheiten auch durchaus Sinn. Wie unser Performance-Test des Bulldozer-Flaggschiffs FX-8150 zeigte, zieht ein FX-Modul beim Performance-Vergleich mit zwei physikalischen Kernen in der Summe jedoch den Kürzeren, insbesondere bei Anwendungen, die stark auf Fließkommaoperationen setzen oder nur einen einzelnen Thread nutzen. Immerhin beteuert AMD, dass die Bulldozer-Entwicklung noch ganz am Anfang steht und sich die Leistung noch steigern ließe.

7-mal Bulldozer: Die AMD FX-Familie im Überblick

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