dark-lord-1412 am 28.11.2005 16:22 schrieb:
warum produziert AMD prozessoren die so niedrieg getaktet sind zb amd 3500+ 2,2 gigaherz
gugt man intel an siehste da ja nur noch prozessoren ab 3 GHz.
fast-keine-ahnung-haber
:
intel hat seinerzeit die architektur des pentium 4 (net-burst architektur) gezielt auf hohe taktraten optimiert:
der p4 hat erstmal eine komplette pipeline weniger als z.b. pIII, athlon oder pentium mobile, ist somit wesentlich einfacher zu kühlen, eine unbedingte vorraussetzung für hohe taktraten
(nicht nur was die gesamtleistung angeht - viel wichtiger sind in dem fall hot spots, die um die wichtigsten recheneinheiten entstehen und zum teil ein vielfaches der wärme des restlichen prozessors entwickeln - mitlerweile wird sogar an peltier ähnlichen strukturen in der cpu geforscht, um die wärme auch nur etwas besser zu verteilen. ein anderer ansatz ist z.b. ibm's cell-chip -ps3- , der dank seiner sehr vielen aber sehr kleinen cores die wärme ebenfalls besser verteilen und somit trotz seiner enormen größe recht hohe taktraten erreichen kann)
ein weiteres wichtiges element ist die deutlich stärker gestufte pipeline: werden an einem wert mehrere rechenoperationen hintereinander durchgeführt, so geschieht das in sehr vielen kleinen schritten (die afaik takten entsprechen), die aber jeder recht wenig verarbeitungselemente enthalten. somit steht trotz höherem takt pro verarbeitungsschritt die gleiche zeit zur verfügung - nicht die geschwindigkeit sondern wurde erhöht sondern der abstand zwischen den zu bearbeitenden elementen drastisch verkürzt.
damit sinkt natürlich die gefahr eines rechenfehlers extrem.
afaik ebenfalls höheren taktraten dienlich ist die struktur des l1-caches:
beim p4 werden darin fertig kodierte µ-operations hinterlegt, die der rechenkern so direkt ausführen kann. bei pIII und athlon werden dagegen programmstrukturen gespeichert, die erstmal in rechenbefehle umgewandelt werden müssen. (die gleiche cache architektur kommt übrigens beim pentium m zum einsatz)
der gesamte p4 ist somit darauf ausgelegt, jedes einzelne rechenelement möglichst schnell und möglichst oft mit einer aufgabe zu versorgen zu können - durchgeführt/genutzt wird das, in dem man ihm eben auch sehr oft einen befehl zu kommen lässt, also sehr hohe taktraten einsetzt.
warum amd das nicht (und intel beim pentium nur eingeschränkt) macht?
ganz einfach: zum einen bringt es erstmal herzlich wenig, wenn man dank leichter zu kühlender strukturen zwar locker n drittel höhere taktfrequenzen schafft (und dann -um die singalstabilität zu gewährleisten können- die stromstärken soweit erhöhen muss, dass der gesamte prozessor am ende doch deutlich wärmer ist), alle anderen aber dank mehr pipelines schlichtweg ein drittel mehr berechnungen pro takt schaffen (in der realität gewinnt intel afaik ein bißchen mehr leistung, als durch die fehlende pipeline verloren geht - aber das problem mit der hohen verlustleistung ist mitlerweile das dominierende), zum anderen hat die lange pipeline auch einen ganz erheblichen nachteil:
programme laufen nicht linear ab sondern es kommt oft vor, dass eine berechnung ein ergebniss vorraussetzt oder ein ergebniss dafür sorgt, dass ein ganz anderer teil des programmes aktiviert wird.
da die pipeline nun -wie der name schon sagt- streng linear aufgebaut ist, muss sie mal eben komplett gelehrt und neu mit befehlen bestückt werden.
das dauert bei einer pipeline mit mehr stufen natürlich ungleich länger. und es kommt ungleich häufiger vor.
man (auch amd - aber für intel ist es wichtiger) versucht zwar das zu kompensieren, in dem man derartige programmsprünge versucht vorherzuberechnen - aber zum einen kostet auch das leistung, zum anderen klappt es nicht so gut, wie nötig wäre.
im endeffekt hat intel bei einführung der net burst architektur jedenfalls an sehr vielen stellen ein recht hohen preis für die kompromisslose optimierung auf hohe taktfrequenzen gezahlt - amd hat es nicht gemacht und hatte dafür deutlich höhere leistung pro takt gebracht.
falsch war keins von beiden prinzipien:
wenn man die hohen preise von intel mal außen vor lässt (die eher an der hohen gewinnspanne liegen -amd hat über die letzten 4jahre ±0 gemacht, intel ettliche milliarden gewinn)- denn an der aufwendigkeit der cpu-fertigung (der p4 ist dank einfacherer recheneinheit eher kleiner als ein athlon /xp /64, somit etwas billiger), dann haben sich beide konzepte über lange zeit ein kopf an kopf rennen geliefert:
anfangs war der p4 williamette dem amd k7 (keine ahnung wie die ersten athlonn cores hießen) leicht überlegen, dann konterte amd mit dem optimierten, etwas taktfesteren thunderbird und legte nach und nach einen core nach dem anderen (dann als athlon xp) nach.
intel dagen stellte auf den northwood um und schaffte es die meiste zeit über, mit mehr oder weniger großem abstand die spitze zu behaupten. die cpus liefen zwar oft ein bißchen heißer, aber die unterschiede hielten sich in grenzen.
gegen ende der athlon xp zeit gelangte dann amd nach und nach an die grenzen der ursprünglichen athlon struktur (die noch aus pIII zeiten stammte), bis schließlich bei xp 3000/3200+ endgültig schluss war.
intel dagegen war mit dem northwood c dagegen noch lange nicht am ende, konnte spielend den fsb weiter erhöhen und hatte schlussendlich sogar amds marketing rating überboten - und mit dem p4 3400 auch noch allgemein die höhere zahl am start.
amd brachte dann den in großteilen neuentwickelten athlon64 mit deutlich leistungfähigeren recheneinheiten (und anfangs wieder niedrigeren takten -für gleiche leistung) heraus - intel blamierte sich mit dem prescot, der eigentlich nur heißer wurde, sonst keine vorteile gegenüber dem northwood hatte und bis heute (wenn auch zwischenzeitlich immer wieder recht knapp) dem at64 hinterherhinkte.
ursprünglicher plan beim prescott war übrigens ein fortführung des net burst prinzips, angepeilt waren 5ghz.
das problem ist nur, dass die nutzer mitlerweile auf die lautstärke achten (die vielen in jahrelangen athlon-boxedkühler quälereien egal war
) und der prescott dummerweise extrem heiß wird - somit nach ordentlich lüfterleistung verlangt.
auch da hat intel mitlerweile nachgebessert, aber wirklich gut ist er immer noch nicht.
und das, wofür er eigentlich gedacht war -rennen- darf der prescott (aufgrund der niedrigen marktchancen) bis heute nicht, so hat intel sogar den kurzzeitig präsentierten p4 580 (4ghz - hatte nen test auf tomshardware. test mitlerweile gelöscht) wieder zurückgezogen und lediglich vereinzelte overclocker zeigen, wozu der northwood fähig ist, wenn man ihn kühl hält: wärend amd noch immer keinen 3ghz prozessor verkauft und sich ocer über 3,5 bis 4ghz (mit stickstoffkühlung..) freuen, erreichten prescotts mitlerweile mehrfach stabilen betrieb jenseits der 7ghz und selbst mit vergleichbar einfach kühlungen (einstufiger kompressor) wurden kürzlich 6hz (pcg-online berichtete
) erreicht.
mal abwarten, wie es weiter geht - intel wird demnächst mit dem presler / cedar mill einige deutliche verbesserung bezüglich des strombedarfs bei net-burst cores auf den markt bringen und für nächste jahr wird mit neuen cpus auf basis der deutlich effizienteren pentium mobile technik (bei diversen overclocking tests hat sich mehrfach gezeigt, dass die pentium m technik bei vergleichbar einfacher luftkühlung die derzeit höchste leistung erreicht) gerechnet - amd dagegen scheint so langsam aber sicher auch mal wieder an die grenzen des mit der derzeit verwendeten struktur machbaren zu gelangen, jedenfalls gelangt mit dem neuen fx60 und seinen 120w verlustleistung in ähnliche bereiche wie intel sie vor rund 2jahren erreicht - seitdem aber auch kaum weiter überschritten hat.
*anm. an alle: stellt mir montags abend nicht immer solche tiefgründigen technikfragen, ich tipp mir die finger wund wenn ich grad in genau der richtigen stimmung für sowas vom sport komme*
*interessant, wie leicht man den presschrott zum tragischen opfer schönreden kann*
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und das ist auch glaube ich das naheligendste)
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