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  • Noch mehr Offizielles zu Zen: Architekturdetails und Benchmark gegen Core i7-6900K [Update]
    Quelle: AMD

    Noch mehr Offizielles zu Zen: Architekturdetails und Benchmark gegen Core i7-6900K [Update]

    AMD hat während einer Veranstaltung in San Francisco einen etwas tieferen Einblick in die CPU-Architektur Zen gegeben. Die drei Aspekte Performance, Durchsatz und Effizienz sollen Kernpunkte der Entwicklung gewesen sein. Zudem wurde ein erster Benchmark gezeigt, in dem man einen Zen-Achtkerner gegen Intels Core i7-6900K hat antreten lassen.

    Bislang hatte AMD nur sehr grobe Daten zu seiner Zen-Architektur veröffentlicht. Die Desktop-Plattform hört auf den Namen Summit Ridge und wird mit bis zu acht CPU-Kernen erscheinen. Der CMT-Ansatz wird für Simultaneous Multithreading, kurz SMT, aufgegeben, sodass jeder Kern zwei Threads arbeiten kann. Die Leistung pro Takt soll gegenüber Carrizo um rund 40 Prozent steigen. Auf einer eigenen Veranstaltung in San Francisco im Vorfeld der Hot Chips (und parallel zum gerade stattfindenden Intel Developer Forum IDF) hat AMD nun weitere Details preisgegeben.

    Update: Präsentation von der Hot Chips

          

    Unter anderem Golem hat das PDF von AMDs Hot-Chips-Präsentation noch vor der eigentlichen Präsentation veröffentlicht, die am 22. August um 17:45 Uhr PDT (CEST: 23. August 2:45 Uhr nachts) beginnen wird. Wir haben die Bildergalerie mit den entsprechenden Folien aktualisiert. Im Originalartikel können Sie bereits alle relevanten Informationen nachlesen.

    AMD Zen: Kernpunkte der Entwicklung

          

    Im Mittelpunkt der Entwicklung von Zen sollen die drei Aspekte Performance, Durchsatz und Effizienz gestanden haben. Für Letztere zeigt sich maßgeblich Globalfoundries' 14-nm-FinFET-Fertigung 14LPP verantwortlich - Samsung wurde als etwaiger Zweitlieferant im Pressematerial nicht erwähnt, könnte künftig aber noch in Frage kommen. Aber auch aggressives Clock-Gating, welches in mehreren Stufen gerade nicht genutzte Teile der x86-Kerne, des Front- und Backends schlafen legen kann, gehören dazu. Damit diese trotz hoher Pro-MHz-Leistung auch mal Pause machen können, gibt es einen großen Micro-Op-Cache (Details wie dessen Größe wollte AMD auf Anfrage noch nicht verraten), der bereits vor-dekodierte und zerlegte Operationen zwischenspeichert, die im Falle einer Programmschleife oder Ähnlichem häufig genutzt werden.

    Zudem hat man einige Design-Entscheidungen getroffen, um die Stromaufnahme zu senken und Chipfläche einzusparen. Zu nennen wäre da die 128 statt 256 Bit breite Floating Point Unit, die für die Zielmärkte völlig ausreichend sei - in der Vergangenheit hatte AMD gerne Technologien unterstützt, die in der Zukunft hätten interessant werden können, in der Gegenwart aber Effizienznachteile brachten. Die Leistung soll maßgeblich durch eine deutlich verbesserte Sprungvorhersage gesteigert werden. Zudem werden die CPU-Kerne dank SMT und einem neuen Cache-System bessert "gefüttert". AMD spricht von einer bis zu fünf Mal höheren Bandbreite pro Kern im Vergleich zu Bulldozer.

    02:42
    Video: AMD demonstriert 3 GHz schnelle Zen-CPU mit ersten Benchmarks

    Der L1-Cache wird verglichen mit dem langsameren Write-Through- im aufwändigeren Write-Back-Modus betrieben. Pro Takt sind zwei, jeweils 16-Byte fassende Lade- und ein Schreibvorgang von den AGUs, welche die Adressen für die Zugriffe erzeugen, in den 8-fach assoziativen Datencache möglich. Der separat angebundene Instruktionscache (4-fach assoziativ) lädt 32 Byte und kann wie der L1-I-Cache auch mit dieser Geschwindigkeit aus dem L2-Cache befüllt werden. Letzterer ist mit 512 KiByte doppelt so groß wie bei aktuellen Intel-Prozessoren, achtfach assoziativ ausgelegt und fasst im Gegensatz zu den getrennten, großen L1-Caches (64 KiB Instruktions- und 32 KiByte Daten-Cache), Instruktionen wie auch Daten. Er ist ebenfalls mit 32 Byte pro Takt an den gemeinsam genutzten, wie bei den FX-Prozessoren 8 MiByte großen L3-Cache angebunden.

    Offizielles zu Zen: Architekturdetails und Benchmark gegen Core i7-6900K (17) Offizielles zu Zen: Architekturdetails und Benchmark gegen Core i7-6900K (17) Quelle: AMD Der im Gegensatz zur Bulldozer-Architektur jetzt wieder pro Core exklusive Dekoder bereitet bis zu vier Instruktionen pro Takt auf, welche in die Mikro-Op-Queue einsortiert werden. Von ihr als letztem zum Front-End gehörenden Glied der Ausführungskette können auf eigentlichen Ausführungseinheiten mit bis zu sechs Operationen pro Takt beauftragt werden. Im Rahmen der Integer-Verarbeitung stehen vier separate Ausführungseinheiten (ALUs) zur Verfügung und zwei für die Speicherzugriffe zuständige Adress-Generation-Units (AGUs). Der Floating-Point-Teil läuft laut Präsentation mit vier parallelen ALUs, je zweimal für Multiplikation und zweimal für Addition - die sich dann für FMA/FMAC/MAD verschalten lassen. Wie schon bei Excavator ist die Vektoreinheit bei Zen 128 Bit breit, braucht also für volle AVX(2)-Instruktionen zwei Takte. Allerdings ist in Spielen bislang selbst AVX(1)-Nutzung noch die Ausnahme - zumeist machen sich die neuen Instruktionen beim Video-Encoding wie unserem x264-Benchmark bemerkbar.

    So wie sich das AMD-Diagramm "liest", kann jede dieser Ausführungseinheiten parallel von einem eigenen, der Renaming-Station nachgeschalteten, separaten Scheduler versorgt werden, was für eine hohe Auslastbarkeit des Designs, aber auch für großes Stromsparpotenzial spräche. Denn separate Einheiten lassen sich bei Nichtnutzung auch separat per Clock-Gating in den Ruhezustand versetzen.

    Offizielles zu Zen: Architekturdetails und Benchmark gegen Core i7-6900K (20) Offizielles zu Zen: Architekturdetails und Benchmark gegen Core i7-6900K (20) Quelle: AMD

    AMD Zen: Summit Ridge vs. Broadwell-E

          

    Um seine Aussagen zu untermauern, dass man wieder mit Intel konkurrieren können werde, hat AMD eine Summit-Ridge-CPU mit acht Kernen gegen Intels Core i7-6900K (Broadwell-E, acht Kerne) antreten lassen. Letzterer wurde auf 3,0 GHz untertaktet (Standard-Basistakt: 3,2 GHz), um einen Pro-Takt-Vergleich mit dem Zen-basierten Engineering Sample zu erlauben - damit bestätigt AMD indirekt die umherschwirrenden Spezifikationen der Vorabmuster. Die unterliegenden Systeme sollen so ähnlich wie möglich konfiguriert worden sein, maßgeblich bedeutet das gleiche RAM-Menge und -Geschwindigkeit. In der mehrkernoptimierten 3D-Grafiksuite Blender soll der Zen-Prozessor ein Projekt schneller fertig gerendert haben als die Konkurrenz. Genaue Details zu den Zeiten, Versionen und Dateien gibt AMD auch auf Nachfrage leider nicht an - eine entsprechende Anfrage läuft. Für unseren Broadwell-E-Test hatten wir kürzlich erst den Blender 2.76 gebencht, in dem ein Core i7-6900K circa um den Faktor 3 schneller war als das Vishera-Topmodell in Form des FX-9590. Insofern ist ein Vorsprung vor Broadwell-E (oder auch "nur" Parität) schon eine erstaunliche Leistung.

    Was die nötige Leistungsaufnahme für dieses Performanceniveau angeht und auch, ob die angetretene Zen-CPU für die 3 GHz über- oder untertaktet lief, lies AMD zum Teil offen. Eine Taktrate deutlich oberhalb von 3 GHz dürfte jedoch kein Hexenwerk darstellen, sodass der 3-GHz-Vergleich eher als Verschleierungstaktik anzusehen ist. Beim Stromverbrauch gibt man sich hingegen offen optimistisch, ohne jedoch ins Detail zu gehen. Der im Demo-System zum Blender-Vergleich angetretene AMD-Zen-Prozessor benötige weniger Strom als das mit ihm verglichene Intel-Produkt. Der Core i7-6900K weist, wie alle Broadwell-E-Modelle, eine TDP von 140 Watt auf, die AMD folglich unterbietet.

    Offizielles zu Zen: Architekturdetails und Benchmark gegen Core i7-6900K (28) Offizielles zu Zen: Architekturdetails und Benchmark gegen Core i7-6900K (28) Quelle: AMD

    AMD Zen: Verfügbarkeit und Preise

          

    AMD sieht sich weiterhin im Zeitplan bei der Markteinführung von Summit Ridge. Eine breite Verfügbarkeit soll ab dem ersten Quartal 2017 gegeben sein. Bis zum Jahresende 2016 können erste Chargen den Markt erreichen, wenn in der Bring-Up-Phase alles gut läuft, so die bisherigen Informationen von AMD. Die Server-CPUs, angeführt von einem 32-Kerner mit Codenamen Naples, soll wenige Monate nach dem Desktop-Start folgen. Genauere Termine für Notebook-Ableger und Raven-Ridge-APUs, die eine Zen-CPU mit einer GCN-GPU vereinen werden, nennt AMD noch nicht, man geht jedoch auch hier von 2017 aus.

    Was die Preise angeht, schweigt AMD sich uns gegenüber auch auf Nachfrage bislang aus. Es kann jedoch davon ausgegangen werden, dass die Billig-Schiene, auf der AMD-CPUs in letzter Zeit notgedrungen unterwegs sind, nicht AMDs erste Wahl für die Preisfindung einer leistungsmäßig konkurrenzfähigen CPU ist. Das diktiert nicht nur der gesunde Menschenverstand, sondern auch die Marktwirtschaft und die Verpflichtung gegenüber den Aktionären, welche AMD als US-Unternehmen in dieser Hinsicht besonders stark binden. Da AMD gleichzeitig aber auch unter Druck ist, Marktanteile zu erobern, bleibt zu hoffen, dass die Preise zwar höher als derzeit, aber nicht exorbitant hoch ausfallen. Denkbar ist auch eine Rückkehr zum Athlon 64 FX-Modell: Reguläre SKU zu sehr konkurrenzfähigen Preisen und ein bis zwei Top-Modelle zu deutlich höheren Preisen. So ähnlich verfolgt es Intel auch im Rahmen seiner Sockel-2011-Preisstrategie.

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    04:29
    Computex: AMD-Chefin zeigt erstmals Zen
    Wissenswert: Mehr Informationen zum Thema finden Sie in:
    AMD Zen ab 2017: Alles zu Release-Termin, CPU-Sockel, technische Daten [Update]
      • Von Meroveus Software-Overclocker(in)
        Zitat von XE85
        Weil das nun mal die jeweiligen Topmodelle im Desktop Bereich darstellt.
        Freilich ist der 6950X das Topmodell. Ich denke aber AMD wollte zeigen... "seht her wir sind Konkurrenzfähig". Da macht sich ein Vergleich gegen Intels Gegenstück (6900K) natürlich besser, als gegen ihr Topmodell (6950X) was 2 Kerne mehr hat. Da wäre Zen nicht schneller gewesen.

        Zitat
        Wie viele Kerne eine CPU hat, ist für den Endanwender letztlich ja auch irrelevant, es zählt wie viel Leistung bekomme ich in meinem Anwendungsgebiet für mein Geld.
        Das stimmt schon, was nützen einem 8 Kerne (AMD), wenn sie zum zocken langsamer sind als 4 Kerne (Intel), mal übertrieben dargestellt . Spiele Tests stehen ja noch aus. Warten nervt .
      • Von Oromis16 Software-Overclocker(in)
        Ich kann die Kernaussage auch andersrum bekräftigen: FMA4, was imho auch einen Leistungszuwachs bringen sollte, wurde nicht implementiert
      • Von XE85 Moderator
        Hab ich schon gesehen und mich dazu geäußert - siehe vorige Posts.

        Und "müsste" triffts auf den Punkt, genaue Messungen wie sehr intel CPUS von AVX2 in Blender profitieren gibt es offenbar nicht. Auch auf den Umstand das die intel CPUs den Takt senken wenn AVX(2) genutzt wird geht der Artikel nicht ein.
      • Von Unrockstar85 Freizeitschrauber(in)
        Zitat von XE85
        Blender nutzt für unterschiedliche Architekturen unterschiedlichen Code, ein IPC Vergleich zwischen CPUs unterschiedlicher Hersteller ist nur selten Aussagekräftig. In Spielen etwa kann das ganze schon wieder ganz anders aussehen.

        Daher sehe ich soche Vergleiche kritisch und hab lieber einen Vergleich der Modelle mit Werkssettings als irgend welche angepassten pseudo IPC spielereien.
        Schau dir mal Oromis sein Video an.. Eigentlich müsste Intel besser performen
        Warum Blender (vermutlich) nicht auf Zen optimiert ist - YouTube

        Ich denke diese Werte sind schon sehr Aussagekräftig und der Intel Mitarbeiter hat auch nicht nachgedacht bevor er da seinen Senf guttat, denn es müsste wegen der Features Intel pforitieren (was derzeit eben nur ein Gleichstand @ 3GHz ist)
      • Von XE85 Moderator
        Blender nutzt für unterschiedliche Architekturen unterschiedlichen Code, ein IPC Vergleich zwischen CPUs unterschiedlicher Hersteller ist nur selten Aussagekräftig. In Spielen etwa kann das ganze schon wieder ganz anders aussehen.

        Daher sehe ich soche Vergleiche kritisch und hab lieber einen Vergleich der Modelle mit Werkssettings als irgend welche angepassten pseudo IPC spielereien.
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AMD Zen
Noch mehr Offizielles zu Zen: Architekturdetails und Benchmark gegen Core i7-6900K [Update]
AMD hat während einer Veranstaltung in San Francisco einen etwas tieferen Einblick in die CPU-Architektur Zen gegeben. Die drei Aspekte Performance, Durchsatz und Effizienz sollen Kernpunkte der Entwicklung gewesen sein. Zudem wurde ein erster Benchmark gezeigt, in dem man einen Zen-Achtkerner gegen Intels Core i7-6900K hat antreten lassen.
http://www.pcgameshardware.de/AMD-Zen-Codename-261795/Specials/Architekturdetails-Benchmark-IPC-1205041/
22.08.2016
http://www.pcgameshardware.de/screenshots/medium/2016/08/AMD-Zen-Hot-Chips-15-pcgh_b2teaser_169.png
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