Athlon 64 Steppings im Überblick

27. September 2004 / von Aqualon / Seite 1 von 3

   Einleitung

Trotz unbestritten guter Prozessoren und besonders im für die Besucher von 3DCenter wichtigen Spielesegment sehr guter Performance macht es AMD den willigen Käufern eines Athlon 64 derzeit nicht gerade leicht, den für sie geeigneten Prozessor zu finden, da es Prozessoren mit demselben Model Rating gleichzeitig mit verschiedenen Taktfrequenzen, Cache-Größen und Steppings zu kaufen gibt.

Dieser Artikel soll einen Überblick im Begriffschaos um Sockel 754/939, Clawhammer/Newcastle, 512/1024 kB Level2-Cache und C0/CG-Stepping verschaffen und somit das Finden und Erkennen des gewünschten Prozessors erleichtern. Der Artikel beschränkt sich dabei auf die momentan für den Desktop erhältlichen Athlon 64 Prozesoren. Die Athlon 64 FX, AMD Opteron und Mobile Athlon 64 Prozessoren werden aufgrund ihrer kleinen Marktnische nicht in diesem Artikel berücksichtigt, ebenso wenig wie der neue Sempron-Prozessor, welchen es mit K8-Kern bis dato nur in einiger einzigen Ausführung - Sempron 3100+ - gibt.

   Übersicht AMD Athlon 64 Prozessoren

Zuerst wollen wir eine tabellarische Übersicht aller momentan verfügbaren Athlon 64 Prozessoren für Sockel 754 und Sockel 939 betrachten, erstellt laut AMD Athlon 64 Processor Power and Thermal Data Sheet Revision 3.37, Stand August 2004.

   Sockel 754

Der Sockel 754 ist durch relative günstige Preise der ideale Einstieg in die 64-Bit-Welt bei AMD. Der integrierte Speicher-Controller des Athlon 64 unterstützt bis zu drei ungepufferte DDR-SDRAM DIMMs mit 100, 133, 166 und 200 MHz Taktfrequenz, und bindet diese über ein 64 Bit breites Ein-Kanal Speicherinterface an die CPU an. Dadurch ist eine Speicherbandbreite zwischen 1.6 GB/s (PC1600/DDR200) und 3.2 GB/s (PC3200/DDR400) möglich. Auf die Probleme bei der Bestückung mit drei Speicherbausteinen wird im nachfolgenden Kapitel "Unterschiede zwischen C0- und CG-Stepping" noch genauer eingegangen.

Desweiteren besitzt der Sockel 754 einen 16 Bit HyperTransport Link mit bis zu 800 MHz Taktfrequenz, welcher 3.2 GB/s in jede Richtung zwischen CPU und Chipsatz übertragen kann.

Stand September 2004 sind 7 Athlon 64 Prozessoren offiziell für den Sockel 754 erhältlich:

   Sockel 939

Der Sockel 939 ist momentan sowohl vom Preis als auch von der Leistung her im HighEnd-Bereich anzusiedeln. Der Speicher-Controller der Sockel 939 Athlon 64 Prozessoren unterstützt dieselben Speicherarten wie die Athlon 64 Prozessoren für den Sockel 754. Unterschiede bestehen in der Leistungsfähigkeit der Speicheranbindung.

Der Sockel 939 kann mit zwei bzw. vier Speicherriegeln im Zwei-Kanal Modus betrieben werden. Dadurch, daß jeder Riegel für sich über ein 64 Bit breites Speicher-Interface angesprochen wird, verdoppelt sich die verfügbare Speicherbandbreite auf bis zu 6.4 GB/s (PC3200/DDR400). Beim Betrieb im Ein-Kanal Modus stehen wie beim Sockel 754 maximal 3.2 GB/s (PC3200/DDR400) zur Verfügung.

Der HyperTransport Link wird beim Sockel 939 mit bis zu 1000 MHz getaktet. Die maximale Übertragungsrate erhöht sich so auf 4 GB/s zwischen CPU und Chipsatz.

Für den Sockel 939 stehen im Moment nur zwei Athlon 64 Prozessoren zur Verfügung. Da der Sockel 939 aber als designierter Nachfolger des Sockel 754 feststeht, werden weitere Prozessoren folgen, die aber noch nicht offiziell von AMD vorgestellt worden sind.

Wie in den oben aufgeführten Tabellen zu sehen, gibt es besonders beim Sockel 754 ein auf den ersten Blick verwirrendes Durcheinander zwischen den Clawhammer- und Newcastle-Cores sowie den verfügbaren Steppings. Beim Sockel 939 gibt es dieses Unterscheidungsproblem nicht, da für diesen Sockel bisher nur Athlon 64 Prozessoren mit Newcastle-Core und CG-Stepping verfügbar sind, welche zudem eine andere Modellnummer als die Sockel 754 Prozessoren besitzen.

   Unterschiede zwischen C0- und CG-Stepping

Was sind denn aber nun die wichtigsten Unterschiede zwischen dem C0- und dem CG-Stepping? Für den normalen Benutzer gibt es zwei beachtenswerte Unterschiede zwischen dem C0- und dem CG-Stepping in Bezug auf die verwendbaren RAM-Module und die abgesenkten Taktraten bei aktiviertem Cool'n'Quiet.

   Speicherunterstützung

Das C0-Stepping hatte einige Probleme mit der Anzahl der gleichzeitig installierbaren RAM-Module. Von den DDR400 DIMMs waren nur zwei gleichzeitig betreibbar. Bei drei DDR400 DIMMs wurde der Speichertakt auf 166 MHz abgesenkt oder die betreffenden Systeme starteten überhaupt nicht mehr. Dies wurde mit dem CG-Stepping verbessert, so dass nun die Verwendung von drei DDR400 RAM-Modulen in Sockel 754 Systemen möglich ist (Sockel 939 unterstützt wie gesagt bis zu vier RAM-Module). Beachtet werden sollte aber weiterhin die Liste mit von AMD empfohlenen DDR-SDRAM DIMMs bzw. die Angaben des Mainboard-Herstellers, wenn drei Module gleichzeitig betrieben werden sollen.

   Cool'n'Quiet

Bei der lastabhängigen Taktanpassung Cool'n'Quiet, welche den Stromverbrauch der Athlon 64 Prozessoren besonders im Leerlauf senkt, wurden ebenso einige Optimierungen vorgenommen.

Die Athlon 64 Prozessoren mit C0-Stepping takten im als Min P-State bezeichneten niedrigstem Taktbereich mit 800 MHz und werden mit 1.3 V betrieben. Sie besitzen so eine TDP (maximale Verlustleistung) von 35 Watt im Gegensatz zur TDP von 89 Watt im Max P-State mit der maximalen Taktfrequenz (beispielsweise 2 GHz beim Athlon 64 3200+ mit Clawhammer Core im C0-Stepping).

Das CG-Stepping wird im Min P_State nicht mehr auf 800 MHz, sondern auf 1000 MHz heruntergetaktet, bietet also in diesem Cool'n'Quiet-Zustand eine um 25% höhere Taktfrequenz als die Prozessoren im C0-Stepping. Zusätzlich konnte die TDP im Vergleich zum C0-Stepping von 35 Watt auf 22 Watt gesenkt werden, da die Athlon 64 Prozessoren im CG-Stepping nicht mehr mit 1.3 V, sondern nur noch mit 1.1V betrieben werden.

Für den Benutzer ergibt sich so der Vorteil, dass der Prozessor weniger Energie benötigt, aber trotzdem eine größere Leistung bei aktiviertem Cool'n'Quiet anbietet.

Weitere Unterschiede zwischen den Steppings und im CG-Stepping behobene Fehler können im Revision Guide for AMD Athlon 64 and AMD Opteron Processors nachgeschlagen werden. Die Angaben dort sind aber nur für Hardware- und Softwareentwickler wirklich interessant und normalerweise ohne Belang für den normalen Computerbenutzer.

Wie gesehen ergeben sich durch das neue CG-Stepping einige Vorteile für den Benutzer, weswegen es bei einem Neukauf empfehlenswert ist, nach einem Athlon 64 im CG-Stepping Ausschau zu halten. Doch wie erkennt man als Benutzer nun das Stepping und wie unterscheidet man Clawhammer und Newcastle-Core? Die verschiedenen Möglichkeiten hierfür werden im folgenden Absatz näher beleuchtet.