AMD FX

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Dieser Artikel erläutert den Desktopprozessor AMD FX. Zum gleichnamigen Prozessor aus dem Jahr 2003 siehe AMD Athlon 64 FX.
AMD FX
AMD FX CPU New logo.jpg
Logo von AMD FX
Produktion: seit 2011
Produzenten:
Prozessortakt: 2,8 GHz bis 5,0 GHz
Fertigung: 32 nm
Befehlssatz: x86/AMD64
Mikroarchitektur: AMD Bulldozer
Sockel: Sockel AM3+
Namen der Prozessorkerne:
  • Zambezi
  • Vishera

Die FX-Serie ist eine Familie von x86-Mikroprozessoren mit AMD64-Erweiterung des Herstellers AMD. Es handelt sich dabei um Mehrkernprozessoren für Desktop-Computer. Die Prozessoren basieren auf der Bulldozer- bzw. Piledriver-Architektur.

Geschichte[Bearbeiten]

Nach seiner Ankündigung im Q4 2010 gab es zunächst viel Wirbel um die neue Architektur, da sie das erste Mal seit mehreren Jahren wieder konkurrenzfähig zu Intel sein sollte. Ein knappes Jahr später wurden die ersten vier Prozessoren veröffentlicht. Der FX-4100, FX-6100, FX-8120 und FX-8150 sind die ersten verfügbaren Prozessoren; der FX-8100 wird nur an OEM-Kunden ausgeliefert und ist nicht einzeln erhältlich. Ende Februar 2012 wurden zwei weitere Modelle, der FX-4170 und der FX-6200, vorgestellt.[1]

Handelsüblicher Prozessor AMD FX 8350, hergestellt in Dresden

Zielgruppe[Bearbeiten]

Nach AMDs Marketing sollten die CPUs das High-End-Segment bedienen und dank ihrem offenen Multiplikator eine hohe Übertaktung ermöglichen. In ersten Tests unter Windows lag jedoch auch das Topmodell hinter dem Pendant von Intel, dem Core i7 2600K, und konsumierte dabei unter Last wesentlich mehr elektrische Leistung.[2][3] Die enorme Leistungsaufnahme unter Last ist auch der begrenzende Faktor beim Übertakten auf üblichen Mainboards mit üblicher Kühlung.[4] Für Windows 7 wurden zwei Patches nachgereicht, mit denen die Performance von Software mit weniger Threads leicht erhöht wird, die Multithread-Performance fällt teilweise jedoch etwas ab. In einem guten Mix dieser Anwendungen ist die durchschnittliche Leistung des AMD FX-8150 beinahe gleich geblieben.[5][6] Auch mit Windows 8 verbessert sich die Performance entgegen anderslautender Vorankündigungen kaum.[7]

Linux und andere UNIX-Systeme[Bearbeiten]

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Wie auch bei Intel-CPUs bekannt, erleben die AMD Bulldozer unter Linux einen Performancesprung. Unter anderem ist dies darauf zurückzuführen, dass unter GNU/Linux und anderen UNIX-Systemen auf einem Standard-Desktop praktisch keine Software mehr Single-Threaded – und wenn, dann möglicherweise parallelisiert – ist. Insbesondere in Anwendungsfällen, in denen die Multi-Threading-Performance wichtig ist, wie beispielsweise beim Hochfahren eines Linux-Systems mit systemd, beim Apache-Benchmark oder bei der Kompilierung von Software (auf einem 8-Kerner verursacht Softwarekompilierung im Normalfall eine 100-%-Dauerbelastung aller Kerne mit insgesamt zwölf Threads), lässt sich hier gut beobachten, dass der Sprung bei AMD wesentlich größer als bei Intel ausfällt. Bei BSD-Systemen wie FreeBSD kann dieser Sprung teilweise noch größer werden – höchstwahrscheinlich einer der Gründe, weshalb in Sonys Playstation 4 eine AMD-CPU in Kombination mit FreeBSD eingesetzt wird. Die Prozessoren der AMD-FX-Serie werden jedoch vorzugsweise für Spieler beworben, was die CPU einiges an Reputation kostete, obwohl ihre Leistung je nach Anwendungsfall die einer Intel-CPU übersteigen kann.

Softwareoptimierung[Bearbeiten]

Bei der Verwendung des Open64-Compilers unter Linux kann je nach Benchmarks teilweise mehr als die doppelte Leistung aus dem Bulldozer geholt werden.[8]

Der Open64-Compiler ist jedoch nicht vollständig mit allen Funktionen eines Compilers wie GCC ausgerüstet, weswegen man nicht ein ganzes System mit Open64 kompilieren und somit nicht die volle Optimierung in allen Anwendungsbereichen nutzen kann.[9]

In aktuellen GCC-Versionen bietet aber GCC bereits selbst auch Optimierung für den Bulldozer, welche mit -march=bdver2 (oder -march für native für automatische Erkennung) genutzt werden kann. Hierdurch wird die Performance erhöht. Diese Optimierung in GCC kann auch genutzt werden, um das ganze Betriebssystem mit allen Anwendungen zu kompilieren, wodurch die Optimierung in allen Anwendungen angewandt wird. Je nach Anwendung läuft diese Optimierung schneller oder langsamer als das Kompilieren mit AMDs eigenem Open64 Compiler.[10]

Blockdiagramm eines 4-Modul-Prozessors

Technisches[Bearbeiten]

Jeder Prozessor besteht aus mehreren sogenannten Modulen. Ein Modul enthält jeweils – neben Cache und allem, was sonst zu einem typischen Prozessorkern gehört – zwei Integer-Cluster, aber nur eine Gleitkomma-Einheit. Letztere kann entweder einen Thread mit 256-Bit-Befehlen oder zwei Threads mit 128-Bit-Befehlen abarbeiten. Auf den Integer-Clustern kann jeweils nur ein Thread ausgeführt werden. Alle anderen Einheiten des Prozessors wie etwa Fetch und Decode teilen sich alle Ausführungseinheiten. AMD nennt diesen Ansatz Core-Multithreading. Bei dieser Methode verfolgt man einen ähnlichen Ansatz wie mit Simultaneous Multithreading, geht jedoch einen Schritt weiter. Während man bei Simultaneous Multithreading im Wesentlichen nur die Register verdoppelt, um so zwei Threads auf einem Kern auszuführen, werden bei der Bulldozer-Architektur mehrere Integer-Cluster in einem Modul verbaut.[11][12]

Zusätzlich zu den Spezialbefehlen für AES-Verschlüsselung und der Erweiterung Advanced Vector Extensions bietet der FX als erster Prozessor echte Vier-Operanden-Befehle (Fused-Multiply-Add, FMA4).[13]

Modelldaten[Bearbeiten]

Vier Module, acht Threads (8 Integer-Cluster, 4 Gleitkomma-Einheiten)[Bearbeiten]

Centurion[Bearbeiten]

Modell Prozessortakt Turbo 4 Module Turbo 2 Module TDP Einführung
AMD FX-9370 4,4 GHz N/A 4,7 GHz 220 W 28.08.2013
AMD FX-9590 4,7 GHz N/A 5,0 GHz 220 W 28.08.2013

Vishera[Bearbeiten]

Modell Prozessortakt Turbo 4 Module Turbo 2 Module TDP Einführung
AMD FX-8300 3,3 GHz 3,5 GHz 3,9 GHz 95 W 23.10.2012
AMD FX-8310 3,4 GHz unbekannt 4,3 GHz 95 W 02.09.2014
AMD FX-8320 3,5 GHz 3,8 GHz 4,0 GHz 125 W 23.10.2012
AMD FX-8350 4,0 GHz 4,1 GHz 4,2 GHz 125 W 23.10.2012
AMD FX-8370 4,0 GHz unbekannt 4,3 GHz 125 W 02.09.2014
AMD FX-8320E 3,2 GHz unbekannt 4,0 GHz 95 W 02.09.2014
AMD FX-8370E 3,3 GHz unbekannt 4,3 GHz 95 W 02.09.2014

Zambezi[Bearbeiten]

Modell Prozessortakt Turbo 4 Module Turbo 2 Module TDP Einführung
AMD FX-8100[17] 2,8 GHz 3,1 GHz 3,7 GHz 95 W 12.10.2011
AMD FX-8120 3,1 GHz 3,4 GHz 4,0 GHz 95–125 W 12.10.2011 / Q2 2012
AMD FX-8150 3,6 GHz 3,9 GHz 4,2 GHz 125 W 12.10.2011

Drei Module, sechs Threads (6 Integer-Cluster, 3 Gleitkomma-Einheiten)[Bearbeiten]

Vishera[Bearbeiten]

Modell Prozessortakt Turbo 3 Modul Turbo 1 Modul TDP Einführung
AMD FX-6300 3,5 GHz 3,8 GHz 4,1 GHz 95 W 23.10.2012
AMD FX-6350 3,9 GHz 4,0 GHz 4,2 GHz 125 W Mai 2013

Zambezi[Bearbeiten]

Modell Prozessortakt Turbo 3 Module Turbo 1 Modul TDP Einführung
AMD FX-6100 3,3 GHz 3,6 GHz 3,9 GHz 95 W 12.10.2011
AMD FX-6200 3,8 GHz 3,9 GHz 4,1 GHz 125 W Februar 2012

Zwei Module, vier Threads (4 Integer-Cluster, 2 Gleitkomma-Einheiten)[Bearbeiten]

Vishera[Bearbeiten]

Modell Prozessortakt Turbo 2 Module Turbo 1 Modul L3-Cache TDP Einführung
AMD FX-4300 3,8 GHz 3,9 GHz 4,0 GHz 4 MiB 95 W 23.10.2012
AMD FX-4350 4,2 GHz 4,2 GHz 4,3 GHz 8 MiB 125 W Mai 2013

Zambezi[Bearbeiten]

Modell Prozessortakt Turbo 2 Module Turbo 1 Modul TDP Einführung
AMD FX-4100 3,6 GHz 3,7 GHz 3,8 GHz 95 W 12.10.2011
AMD FX-4130 3,8 GHz 3,9 GHz 125 W 27.08.2012
AMD FX-4170 4,2 GHz 4,2 GHz 4,3 GHz 125 W Februar 2012

Einzelnachweise und Anmerkungen[Bearbeiten]

  1. AMD knackt die 4-GHz-Marke mit Bulldozer-Vierkerner. Heise
  2. Test: AMD „Bulldozer“. Computerbase
  3. AMD FX-8150 – Bulldozer im ausführlichen Test. HT4U
  4. Übertakteter AMD FX-8150 zeigt sich hungrig – 193 Watt bei 4,4 GHz. ht4u.net
  5. AMD Bulldozer Performance-Patch. TweakPC
  6. Windows 7, der „Bulldozer-Patch“ und Windows 8. Planet3dnow
  7. Performance-Check: Hilft Windows 8 der Bulldozer-Architektur auf die Sprünge? Tomshardware.de
  8. AMD Bulldozer With GCC, Open64, LLVM/Clang Compilers
  9. Open64 Release Notes
  10. AMD Bulldozer "bdver1" Compiler Performance
  11. Übersicht des Bulldozer Aufbau am Beispiel eines Moduls.
  12. Ausführlicheres Bild zur Veranschaulichung der Bulldozer-Architektur
  13. Präsentation c’t
  14. AMD FX-Series FX-9590 – FD9590FHW8KHK / FD9590FHHKWOF. cpu-world.com. Abgerufen am 19. Januar 2014.
  15. AMD FX-Series microprocessor family. In: cpu-world.com. Abgerufen am 6. Oktober 2014 (englisch).
  16. Nero24: AMD FX-8310 eingeführt - der Beste zum Schluss? In: Planet3DNow! 6. Oktober 2014, abgerufen am 6. Oktober 2014.
  17. Prozessoren mit dieser Teilenummer/OPN gibt es nur für bestimmte Großkunden/OEMs.