AMD Athlon II X4 620 und X3 420 im Test: Vier Mal einen Kern für je 20 Euro

Der neue Athlon II X4

Wofür genau steht eigentlich die Bezeichnung AMD Athlon II X4 620? „Athlon“ steht seit der Neuauflage des Phenom in Form des Phenom II zu Beginn dieses Jahres für einen Prozessor ohne L3-Cache und damit die günstigere Variante. Das „X4“ repräsentiert vier Kerne, denn es gibt bekanntlich bereits X2-Modelle des Athlon; X3-Varianten mit drei Kernen werden in Kürze folgen. Die Ziffer „II“ steht für die neue Generation der AMD-Prozessoren, die Anfang des Jahres 2009 eingeführt wurde. Dies bezieht sich in erster Linie auf die 45-nm-Fertigung, die viele kleinere Schwächen der letzten 65-nm-Fertigung ausgebügelt hat. Durch diese Herstellungsmethode konnte der Takt deutlich angehoben werden, gleichzeitig sank die Leistungsaufnahme der Probanden spürbar. Insgesamt hat AMD durch diesen Schritt mehr Konkurrenz in den Markt gebracht.

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Grundlage für den neuen Athlon mit vier Kernen ist offiziell der „Propus“. Hinter diesem Codenamen verbirgt sich ein neuer Die, der völlig auf L3-Cache verzichtet. AMD gelingt es seit einiger Zeit sehr geschickt und effizient, mit möglichst „wenig“ Aufwand ein Maximum an Modellen präsentieren zu können. Quasi alle Desktop-Prozessoren in diesem Jahr basieren auf lediglich drei unterschiedlichen Fertigungsmasken. Allen voran geht die „Deneb“-Maske, die identisch mit jener der „Shanghai“-Server-Prozessoren ist. Von dieser Quad-Core-Maske gibt es aktuell die meisten Ableger im Handel. Da wäre zum einen die komplette Flaggschiff-Serie der Phenom II X4 900, aber auch die Varianten mit den Modellnummern 800, 700 und 500 stammen von ihr ab. Die zweite bereits verfügbare Maske ist für die Dual-Core-Prozessoren mit dem Codenamen „Regor“ und nebenbei höchstwahrscheinlich auch für den neuen Sempron, der nochmals auf einen Kern verzichten muss, gedacht.

Die dritte und heute offiziell vorgestellte Maske dürfte nach dem Deneb die bedeutendste werden. Schließlich sollen aus dieser nicht nur Vier-Kern-Prozessoren gezogen werden, auch die Dreikerner „Rana“ und stromsparende Varianten mit einer TDP von 45 Watt werden erwartet. Das Besondere am Propus (und auch bereits an der Regor-Fertigungsmaske) ist, dass Chipfläche und Anzahl der Transistoren dank komplett fehlendem L3-Cache deutlich geringer ist und so die effektive Ausbeute eines Wafers viel höher ist als beim Phenom II. Dies kommt neben den Kunden (niedrigere Preise und eine geringere Leistungsaufnahme) auch den Kosten von AMD zu Gute.

Familie	Modell	Codename	Kerne	L1-Cache	L2-Cache	L3-Cache	TDP	Die-Fläche	Transistoren
Phenom II X4	900(e)	Deneb	4	128 KB pro Kern	512 KB pro Kern	6 MB Shared	125/95/65 W	258 mm²	758 Mio.
Phenom II X4	800	Deneb	4	128 KB pro Kern	512 KB pro Kern	4 MB Shared	95 W	258 mm²	758 Mio.
Phenom II X3	700(e)	Heka	3	128 KB pro Kern	512 KB pro Kern	6 MB Shared	95/65 W	258 mm²	758 Mio.
Phenom II X2	500	Callisto	2	128 KB pro Kern	512 KB pro Kern	6 MB Shared	80 W	258 mm²	758 Mio.
Athlon II X4	600(e)	Propus	4	128 KB pro Kern	512 KB pro Kern	–	95/45 W	169 mm²	300 Mio.
Athlon II X3	400(e)	Rana	3	128 KB pro Kern	512 KB pro Kern	–	95/45 W	169 mm²	300 Mio.
Athlon II X2	200(e)	Regor	2	128 KB pro Kern	1 MB pro Kern	–	65/45 W	117,5 mm²	234 Mio.
Sempron	100	Sargas	1	128 KB pro Kern	1 MB pro Kern	–	45 W	117,5 mm²	234 Mio.

Die oben abgebildete Tabelle zeigt die Unterschiede noch einmal deutlich auf. Der Die eines neuen Athlon II mit vier und auch drei Kernen ist etwa zwei Drittel so groß wie der eines Phenom II, die Anzahl der verbauten Transistoren liegt mit 300 zu 758 Millionen sogar unter 40 Prozent vom Original. Ohne konkrete Zahlen zu nennen, spricht AMD selbst davon, dass dieser neue Propus „less expensive to manufacture“ ist und deshalb die günstigen Preise für die Prozessorfamilie ermöglicht. Durch den Heatspreader kann man heutzutage jedoch kaum noch einen Die direkt ansehen. Ein gewiefter Schreiber im Forum von Xtremesystems.org hat sich drei CPU-Arten von AMD jedoch einmal vorgenommen und des Heatspreaders entledigt. Zum Vorschein kam dabei das Folgende:

In der Theorie ist eigentlich alles klar. Doch die theoretischen Angaben sind immer nur eine Seite der Medaille, in unseren Händen muss der Athlon II X4 620 zeigen, was er kann. Bereits im BIOS musste wir mit Erschrecken feststellen, dass sich der neue Athlon II mit vier Kernen bei lediglich 2,6 GHz 1,375 Volt zumutet. Doch leider brachten auch mehrere BIOS-Updates keine Änderung, die Spannung scheint wirklich von AMD so angedacht. Auf dem Papier wäre der Athlon II X4 620 mit 1,375 Volt danach die Nummer 2 in Sachen höchster Default-Spannung ab Werk, nur vom 800 MHz höher getakteten Flaggschiff AMD Phenom II X4 965 Black Edition überboten – dieser nimmt 1,4 Volt. Die einen Tag vor Ablauf des NDA der Presse zur Verfügung gestellten Spezifikationen des neuen Athlon II X4 sprechen von einem Arbeitsbereich der Spannung, der zwischen 0,952 und 1,425 Volt liegen soll. Angesichts dieser hohen Spannung und der nicht gerade niedrig spezifizierten TDP von 95 Watt scheint es bereits vorab fraglich, ob es etwas mit der erhofft geringen Leistungsaufnahme wird. Die folgenden Seiten werden Klarheit in diesem Punkt bringen.

Dass AMD bei der Leistungsaufnahme etwas machen will/muss, zeigen die ebenfalls noch geplanten Modelle des Athlon II X4, die heute jedoch nicht offiziell vorgestellt wurden. Denn eine Variante mit einer TDP von 45 Watt kann kaum die Spannung bei 1,3x Volt ansetzen. Hier dürfte seitens des Herstellers sehr stark selektiert werden, zumal die Taktrate gleichzeitig nochmals deutlich nach unten geht. Der Abschnitt Undervolting in unserem Test zeigt bereits, dass dies sehr gut möglich ist. Mit über 20 Prozent weniger Spannung konnten wir den Prozessor bei gleich bleibendem Takt betreiben, was natürlich drastisch positive Folgen hat.

Parallel zum heute vorgestellten Athlon II X4 620 simulieren wir auch das kommende Modell mit drei Kernen bei identischem Takt von 2,6 GHz. Dies geht ganz einfach über das BIOS, in dem man bereits auswählen kann, wie viele aktive Kerne der Prozessor denn bieten soll. Eine einfache Änderung der Anzahl von vier auf drei und selbst CPU-Z ist zumindest teilweise überzeugt, dass wir einen „Rana“ vor uns haben. Das so erzeugte 2,6 GHz schnelle Drei-Kern-Modell darf sich direkt dem Phenom II X3 710 mit identischem Takt aber mitsamt 6 MByte L3-Cache stellen.