Erste Benchmarks zu AMD´s Opteron Prozessor

18. Oktober 2002 / von Leonidas / Seite 1 von 1

Auf dem Microprocessor Forum in San Jose, Kalifornien, hat AMD erste Benchmarks eines 2.0 GHz Opteron Prozessors verkündet. Im Gegensatz zu bei Server-Prozessoren in der Vorbereitungsphase durchaus nicht unüblichen geschätzten Werten (welche aber zumeist trotzdem stimmen) wurden diese Benchmarks auf einem realen Opteron-System in den AMD-Laboren regelgerecht gemessen und bieten nach den Werten eines Clawhammer-Prototypen auf 800 MHz vom Juni diesen Jahres die ersten halbwegs verläßlichen Zahlen zu AMD´s neuer Prozessoren-Generation.

AMD setzte hierzu den für Server-Anwendungen gedachten K8-Prozessor Opteron mit 2.0 GHz ein - also auf einer Taktfrequenz, mit welcher dieser Prozessor auch nächstes Jahr an den Start gehen soll. Der Level2 Cache des Prozessors lag bei 1 MB, was für Server-Prozessoren eigentlich regelrecht wenig ist. Das weitere System ist mehrheitlich unbekannt, AMD gab einzig und allein ein 32bittiges Betriebssystem und PC2700 DDR-RAM als benutzte Komponenten an.

Als Benchmark setzte man den (trotz der Jahreszahl immer noch aktuellen) SPEC CPU2000 ein, welcher aufgrund seiner hohen Standardisierung für die Verläßlichkeit der Ergebnisse bürgen sollte, unabhängig davon, daß dies natürlich kein Test aus unabhängiger Quelle ist. Der SPEC CPU2000 ist ein theoretischer CPU-Benchmark für den Workstation-Markt, die Ergebnisse sind damit natürlich nur begrenzt auf übliche Desktop-Anwendungen übertragbar. Der erste ermittelte Wert ist dabei der Integer-Benchmark SPECint 2000, der zweite der FPU-Benchmark SPECfp 2000. Die Vergleichswerte entstammen allesamt der SPEC-Datenbank:

Nach diesen Tests schlägt der Server-Prozessor Opteron auf 2.0 GHz einen Pentium 4 Northwood mit 2.8 GHz um ziemlich exakt 24 Prozent, was auf einen Unterschied in der Pro-MHz-Leistung von ungefähr 70 Prozent (!) zwischen Pentium 4 und Opteron hinausläuft - in diesem theoretischem Benchmark wohlgemerkt. Natürlich gilt anzumerken, daß der Pentium 4 nicht der Konkurrent des Opteron sein wird, dieser wird sich in erster Linie mit Intel´s eigenen Server-Prozessoren Xeon und Itanium 2 herumschlagen müssen.

Während der Xeon aufgrund seiner starken Nähe zur Pentium 4 Architektur und damit vergleichbaren Leistung für den Opteron wohl zu schlagen ist, gestaltet sich der Vergleich zu Intel´s 64bitter Itanium 2 erst einmal nur ausgeglichen. Allerdings soll der Opteron laut AMD unter einer 64bittigen Umgebung noch einmal ca. 20 Prozent zulegen können (die Testumgebung war 32bittig), was dann zu einem klaren Sieg über den derzeitigen Itanium 2 reichen sollte. Jedoch wird sich der Opteron ab dem nächsten Jahr dann auch schon mit dessen Nachfolger Itanium 3 mit auf 6 MB verdoppelten Level3 Cache und 50 Prozent mehr Taktfrequenz herumschlagen müssen, die Karten werden also im Markt der Server-Prozessoren des nächsten Jahres sowieso neu gemischt.

Rein für den Desktop-Markt gilt es bei diesen Benchmarks neben der hohen Theorielastigkeit dieser Zahlen auf jeden Fall zu beachten, daß der Opteron nicht mit der K8-Desktoplösung "Clawhammer" gleichgesetzt werden kann. Durch die nur 256 kByte Level2 Cache (später eventuell auch mit 512 kByte) gegenüber den 1 MB Level2 Cache sollte der Clawhammer in diesen Benchmarks zwar nicht dramatisch, jedoch merkbar ein paar Prozent Performance verlieren - irgendwo im Rahmen von 5 bis 15 Prozent.

Das kleinere Speicherinterface des Clawhammer wird aber die vorgenannten 70 Prozent Unterschied in der Pro-MHz-Leistung wesentlich nachhaltiger dezimieren. Denn der Clawhammer hat nur ein schon vom Athlon-Prozessor her bekanntes 64bittiges DDR-RAM Interface, während der ausgemessene Opteron mit einem DualChannel 64 Bit DDR-RAM Interface antritt. Wieviel Differenz dies genau ergeben wird, ist zwar derzeit eher unkalkulierbar, man kann es sich aber bildhaft als den Unterschied eines Pentium 4 mit 133 MHz QDR FSB (4 GB/sec) an PC1066 RAMBUS-Speicher (4 GB/sec) oder an PC2100 DDR-RAM (2 GB/sec) vorstellen.

So mögen eventuell und vielleicht noch 40 Prozent Unterschied in der Pro-MHz-Leistung zwischen jetzigem Pentium 4 und Clawhammer herauskommen, sprich ein 2.0 GHz Clawhammer bräuchte einen 2.8 GHz Pentium 4, um seitens Intel gegenhalten zu können (grobe Schätzung). An diesen noch 40 Prozent Unterschied wird allerdings der Prescott-Core gegen Mitte 2003 mit 166 MHz QDR FSB, einem neuem Instruktionsset (SSE3 bzw. PNI = Prescott New Instructions) und auf 1 MB verdoppeltem Level2 Cache wieder einiges abknappern, so daß der Ausgang der Performance-Schlacht auch im Desktop-Markt des Jahres 2003 wirklich unkalkulierbar ist.

Mittels der von AMD noch nebenbei präsentierten ungefähren Werte von Opteron-Prozessoren mit 1.2, 1.4 und 1.8 GHz läßt sich unter Hinzunahme von Vergleichswerten gleichgetakteter Prozessoren jedoch noch etwas hochinteressantes entdecken. Der erste Wert der folgenden Tabelle ist wieder der Integer-Benchmark SPECint 2000, der zweite der FPU-Benchmark SPECfp 2000, die darunterstehenden Werte in Klammern sind die prozentualen Leistungsunterschiede zum jeweils gleichgetakten Opteron-Modell. Die Vergleichswerte entstammen wieder allesamt der SPEC-Datenbank:

Vergleicht man nur die prozentualen Unterschiede zwischen jeweiliger CPU und Opteron, so steigen diese kontinuierlich mit der Taktfrequenz an. Der Opteron-Prozessor skaliert also mit steigender Taktfrequenz wesentlich besser als alle anderen getesteten Desktop-Prozessoren. Woran das liegt, läßt sich natürlich derzeit schwer sagen. Als beste Vermutung ist dafür das in den Prozessor integrierte Speicherinterface verantwortlich zu machen, denn dieses ist jener Prozessor-Teil, welcher wirklich am meisten abweichend von bisherigen Prozessoren-Designs ist.

Zudem gehen wir derzeit mangels gegenteiliger Informationen auch davon aus, daß sich dieses Verhalten wohl auch auf die Desktop-Ausführung "Clawhammer" übertragen läßt, wenn auch eventuell in abgeschwächter Form. Doch selbst dann wäre dies ein gewichtiger Vorteil für AMD, da man so geringere Taktfrequenz-Sprünge benötigen würde, um immer wieder mit Intels auch weiterhin zu erwartenden Megahertz-Attakten gleichziehen zu können.

Was läßt sich also zusammenfassend sagen? AMD wird weiterhin einen größeren Vorsprung in der Pro-MHz-Leistung haben, Intel wohl weiterhin einen größeren bei den Taktfrequenzen - dieses bekannte Bild wird sich auch 2003 nicht ändern. Welcher Vorsprung nach dem Markteintritt von Clawhammer und Prescott größer als der jeweils andere sein wird, läßt sich derzeit jedoch unmöglich voraussagen. Wir wagen nicht einmal eine Prognose, wessen Chancen denn besser stehen, sondern geben beiden Herstellern eine jeweils 30%ige Chance. Zu den restlichen 40 Prozent wird es wieder einmal ein Pari geben - eine auch nicht unwahrscheinliche Auflösung :-).