AMD Llano im Test: Der Prozessor im Detail

Architektur

Der reine Prozessorteil der neuen „Llano“ ist im Wesentlichen ein optimierter Vorgänger. Die einzelnen Kerne werden unter dem Codenamen „Stars“ fortgeführt – so hießen ebenfalls bereits die Vorgänger, die in Phenom II und Athlon II verbaut wurden.

Doch „Stars“ ist nicht gleich „Stars“. Die neuen Kerne sollen gegenüber den Vorgängern eine mehr als sechs Prozent höhere IPC bieten, was insbesondere durch interne Optimierungen erreicht wird. Doch auch der verdoppelte L2-Cache gegenüber den Athlon II und auch Phenom II soll einen einzelnen Kern beschleunigen, so dass die im „Llano“ verbauten „Stars“ letztlich die Gesamtleistung des Prozessors eher gen Phenom II schieben (der seine Stärke bekanntlich aus dem L3-Cache zieht) denn als kleines Update für den Athlon II zu fungieren. Mit Ausnahme der kleinsten „Llano“-APUs aus der E2-Serie, die bisher nur für Notebooks geplant ist, verfügen alle Kerne über einen ein Megabyte großen L2-Cache, der 128-KB-L1-Cache teilt sich in jeweils 64 KByte für Daten und weitere 64 KByte für Instruktionen in jedem Kern auf.

Die reinen Daten für einen Kern sind auch dank der neuen 32-nm-Fertigung beachtlich: Mit etwas mehr als 35 Millionen Transistoren und nicht einmal 9,7 mm² Fläche pro Kern belegen vier dieser Art nur einen Bruchteil des gesamten Dies. Jener wird erst durch die Caches und insbesondere die Grafik auf 228 mm² und satte 1,45 Milliarden Transistoren vergrößert, wenn man vier Kerne auf einem Die unterbringt. Damit bietet „Llano“ fast 50 Prozent mehr Transistoren auf, als es der voll ausgebaute Konkurrent „Sandy Bridge“ von Intel auf minimal geringerer Die-Fläche benötigt. AMD plant jedoch aufgrund dieser nicht geringen Größe für einen 100-Euro-Prozessor auch einen nativen Dual-Core-Ableger des „Llano“, der es mit 758 Millionen Transistoren auf nahezu die Hälfte an Schaltungen des großen Dies bringt – allerdings bei bisher unbekannter Die-Größe und mit aktuell noch nicht bekanntem Termin. Das ursprüngliche Ziel von mehr als 3,0 GHz Takt verfehlt AMD zum Start der „Llano“ aber, wie die Folie aus dem letzten Jahr offenbart. Ein natives Dual-Core-Modell mit großem Spielraum bei der TDP sollte dieses jedoch spielend erreichen können.

Da die Basis der „Llano“ eine ältere Architektur ist, die überarbeitet wurde, fehlen weiterhin wirkliche technische Neuerungen, beispielsweise bei den unterstützten Instruktionen. AES und AVX sucht man bei den „Llano“ vergeblich, auch SSE4 gibt es nur in der AMD-Ausführung SSE4A, die Intel-Varianten 4.1 und 4.2 werden weiterhin nicht unterstützt.

Zusammengefasst sieht ein Die des Quad-Core-„Llano“ dann wie folgt aus. Auf den ersten Blick erinnert dieser ein wenig an den des „Deneb“, AMDs Zugpferd der letzten beiden Jahre. Doch wo beim „Deneb“ der L3-Cache sitzt, ist beim „Llano“ die komplette Grafikeinheit zu finden, einen L3-Cache gibt es nicht mehr. Fast die Hälfte des Dies nimmt jetzt die Grafikeinheit in Beschlag – Details dazu in unserem separaten Artikel.

Auffällig ist zudem die leichte Versetzung der Kerne drei und vier zu den beiden, die am Rand liegen. AMD musste diesen Schritt wählen, um den Platz auf dem 228 mm² großen Die effektiv auszunutzen. Während die eine Seite komplett vom integrierten DDR3-Speichercontroller in Beschlag genommen wird, finden auf der gegenüberliegenden die PCI-Express-Anbindungen für 24 Lanes sowie die Anschlüsse für die Bildschirme ihren Platz. Dabei werden an einer Stelle zwei dieser jeweils acht PCIe-Lanes übereinander gelegt – so werden die Kerne drei und vier einen Tick nach innen geschoben und geben das letztlich charakteristische Bild ab.

Die „Llano“-APUs bestehen letztlich im Wesentlichen aus vier auf einem Die zusammengefassten Komponenten: CPU, GPU, PCIe-2.0- und Speicher-Controller. Analog zu Intels „TurboBoost“-Technik kommt bei ausgewählten „Llano“-APUs „TurboCore 2.0“ zum Einsatz. Damit lassen sich einzelne Kerne höher takten, falls mehr Leistung erforderlich ist und die Situation (Temperatur) es zulässt. Andererseits können einzelne Kerne bei geringer Last auch komplett abgeschaltet werden, um Energie zu sparen. Doch dazu später mehr.