AMD Zen: Als Ryzen mit 3,4 GHz+ und 95 Watt TDP gegen Broadwell-E

Aus AMD Zen wird AMD Ryzen

AMDs CEO Lisa Su hat in der letzten Woche in kleiner Runde über Zen gesprochen, zum Start des öffentlichen Live-Streams ist das Embargo gefallen. Zu dessen Start erklärt Lisa Su: „Wir haben alle unsere Ziele erfüllt oder gar übertroffen“.

Eine der wesentlichen neuen Informationen ist heute nicht technischer Natur, sondern betrifft den Namen der ersten CPUs mit Zen für Desktop PCs mit acht Kernen: „Ryzen“. Eine Anspielung auf die englischen Wörter für Auferstehung (rising) und Horizont (horizon). Zen soll CPU-Computing als Ryzen zu neuen Horizonten aufbrechen lassen.

Zen als 8-Kern-Summit-Ridge mit 20 MB Cache und 95 Watt TDP

Aber es gibt auch neue technische Details. Beim Desktop-Prozessor Summit Ridge in der Acht-Kern-Variante spricht AMD von einem Basistakt von 3,4 GHz, zur Markteinführung könnte es sogar noch etwas mehr sein. Offen bleibt allerdings, auf welches Modell sich die Angabe genau bezieht. Lisa Su spricht allen 8-Kern-Modellen zum Start diesen Basistakt zu – es müsste also auch noch schnellere Varianten geben. Zu 4-Kern-Modellen schwieg AMD. Im Live-Stream hat Su darüber hinaus bekannt gegeben, dass der 3,4-GHz-Prozessor eine TDP von 95 Watt besitzt.

Auch die genaue Aufteilung des Caches ist kein Geheimnis mehr: Der L3-Cache soll auf der Acht-Kern-CPU 16 Megabyte groß sein, der L2-Cache kommt auf vier Megabyte. Bisher ließ sich das nur vermuten, weil eine „Zen-Einheit“ mit vier Kernen 2 MB L2-Cache und 8 MB L3-Cache enthält.

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Der neue Turbo ist schneller und präziser

AMD sprach erstmals auch über „SenseMI“, eine Ansammlung verschiedener Techniken, darunter der Turbo-Modus. Vorerst gibt es allerdings nur Details zu dessen Funktionsweise, den Takt verrät der Hersteller weiterhin nicht.

Der Turbo wird schneller und präziser

In Zukunft fasst AMD unter dem Schlagwort „Pure Power“ die Temperatur-, Spannungs- und Taktüberwachung zusammen. So weit nichts Neues bei einer CPU, allerdings soll die Überwachung deutlich genauer und schneller erfolgen als bei der Vorgängergeneration – Hunderte Sensoren im Chip sollen das sicherstellen. Dadurch soll bei gleicher Performance die Leistungsaufnahme geringer ausfallen als bei einer einfacheren Überwachung – die letzten GPU-Generationen, allen voran Nvidia Maxwell, haben gezeigt, wie viel Potential hinter dieser Maßnahme steckt.

Auf das genauere Pure Power setzt „Precision Boost“ auf, der eigentliche Turbo. Der soll erstmals keine Wartezyklen mehr benötigen und in 25-MHz- statt 100-MHz-Schritten arbeiten. Der Turbo-Takt soll so im Schnitt näher am jeweils maximal möglichen Takt liegen.

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Je nach Kühlung taktet Ryzen höher als eigentlich erlaubt

Gänzlich neu ist „Extended Frequency Range“ (EFR), eine von der Kühlung des Prozessors abhängige Boost-Funktion. In Abhängigkeit der vorhandenen Kühllösung wird Ryzen automatisch über das eigentlich geltende Maximum hinaus takten können. Mit seinen Sensoren soll der Prozessor die Bedingungen selbst erkennen können.

Als Referenz für normales Verhalten gibt AMD den Wraith-Kühler an, unter Wasser oder gar Stickstoff können die Taktraten über einen kurzen Zeitraum auch höher ausfallen. Im Endeffekt kommt das einer automatischen Übertaktung gleich, die zusätzlichen Spielraum durch niedrigere Temperaturen ausnutzt.

Die Hardware effizienter nutzen

Unter dem Begriff „Neural Net Prediction“ fasst AMD eine verdoppelte Branch History Table und eine deutlich verbesserte Sprungvorhersage (Branch Prediction) zusammen. Der Prozessor soll also häufiger darin richtig liegen, welche Berechnungen als nächstes benötigt werden, lädt die dafür notwendigen Anweisungen vor und sucht nach dem effizientestem Weg für deren Bearbeitung.

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Auch „Smart Prefetch“, also der schnellere Zugriff auf benötigte Daten durch deren Ortsbestimmung im Vorfeld, soll schneller arbeiten. Dafür hat AMD einen lernfähigen Algorithmus implementiert, der die Vorgehensweisen einzelner Programme erlernen kann. Beide Aspekte sind seit Generationen wichtige Erfolgsfaktoren bei Prozessoren, die bestimmen, wie effizient die Rohleistung eines Prozessors im Alltag auch genutzt werden kann.

Ryzen im Benchmark gegen den Core i7-6900K

Bereits im August hatte AMD Zen gegen einen Core i7-6900K von Intel antreten lassen, damals allerdings noch mit maximal 3,0 GHz Takt. Im Rendering-Programm Blender konnte dieser Prozessor den ebenfalls mit nur 3,0 GHz taktenden Konkurrenten leicht schlagen.

Ryzen mit 3,4 GHz ohne Turbo gegen Intel mit Turbo

Jetzt hat AMD nachgelegt. Zum Vergleich wurde erneut der Core i7-6900K auf Basis von Broadwell-E heran gezogen. Als Benchmark wurde ein Ultra-HD-Video mit Handbrake ohne GPU-Unterstützung transcodiert. Die CPU wurde erneut ohne Turbo aber jetzt mit konstant 3,4 GHz betrieben, während der Core i7-6900K mitsamt Turbo, aber ohne Vier-Channel-Speicherinterface, antreten musste. Erneut liegt Ryzen mit einem Vorsprung von rund ein bis zwei Sekunden in Front bei einer Gesamtlaufzeit von etwa 60 Sekunden (je nach Testszenario können die Ergebnisse variieren).

In einem zweiten Testlauf blendete AMD darüber hinaus den Verbrauch des gesamten Systems ein. Im Leerlauf hatte das System mit Ryzen und Prototypen-Mainboard mit etwa 93 Watt zu 106 Watt die Oberhand gegenüber dem X99-System. Unter Vollauslastung der CPU zeigte das Messgerät nach einigen Sekunden dann einen Gleichstand bei rund 188 Watt (AMD) gegen 191 Watt (Intel). Ohne die genauen Komponenten und deren Einstellung zu kennen, sind diese Werte allerdings noch mit Vorsicht zu genießen.

Ein erster Spieletest mit zwei Titan X (Pascal)

Darüber hinaus hatte ComputerBase die Gelegenheit eine weitere Demo zu sehen: Das Duell Ryzen gegen den Core i7-6900K in Battlefield 1 (Einzelspieler) mit zwei Nvidia Titan X der Pascal-Generation in Ultra HD bei maximalen Details. Das Ziel: Zu zeigen, dass Zen es auch mit extrem schnellen Grafikkarten mit Intels 8-Kern-Prozessoren aufnehmen kann.

AMD wollte in den USA allerdings noch keinen Framecounter einblenden, Battlefield 1 würde von Update zu Update zu unterschiedliche Ergebnisse aufweisen. Und AMD wollte nicht, dass die Presse, die den Vergleich letzte Woche gesehen hat, andere Ergebnisse zeigt, als im Live-Stream am Dienstag zu sehen sind. Subjektiv gab es keinen Leistungsunterschied zwischen beiden Prozessoren. Im Live-Stream zeigten beide Systeme zwischen 60 bis 70 FPS, mit leichten Vorteilen für die CPU von AMD.

Nicht im Vergleich zu Intel sondern als Demonstration „des ultimativen Gaming-PC für das Jahr 2017“ hat AMD zum Abschluss des Live-Streams zu Zen die Kombination aus Ryzen und Vega im DLC Star Wars Battlefront: Rogue One demonstriert. In Ultra HD bei nicht näher spezifizierten Details läuft das Spiel im Weltraum bei über 60 FPS.

Ein neuer Interconnect für CPUs und GPUs

Neu in Zen ist darüber hinaus ein Interconnect namens „Infinity Fabric“. Infinity Fabric ist dafür zuständig, die einzelnen Funktionseinheiten innerhalb eines Designs miteinander zu verbinden. Die neue Variante soll nicht nur die Integration beim Design deutlich erleichtern, sondern darüber hinaus auch die Performance zwischen den einzelnen Elementen erhöhen. Ein Teil von Infinity Fabric, das als Sammlung einzelner Komponenten zu verstehen ist, ist AMDs Hyper-Transport-Protokoll, das ebenso an Leistung zugelegt haben soll. Infinity Fabric ist dabei kein für Zen exklusives Feature, es soll von nun an jeder Chip von AMD nutzen – und zwar nicht nur CPUs, sondern auch GPUs. Auch Vega sei mit Hilfe von Infinity Fabric entwickelt worden.

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Zen liegt „im Zeitplan“

AMD betont erneut, dass Zen „im Zeitplan“ liegt. Ryzen auf Basis von Summit Ridge soll im Laufe des ersten Quartals 2017 erscheinen – wahrscheinlich mit vier und acht Kernen. Die Serverversion Naples soll im zweiten Quartal folgen, während Raven Ridge, die erste APU mit Zen-Genen, derzeit für das vierte Quartal geplant ist. AMD erklärt, dass an Zen teilweise mehr als 300 Ingenieure gleichzeitig gearbeitet haben – mehr als an jedem anderen Produkt des Herstellers zuvor.

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