Im Test vor 15 Jahren: Der Athlon 64 lehrte Intel das Fürchten

tl;dr: Nach dem Gigahertz-Rennen zwischen Pentium 4 und Athlon XP mischte AMD mit dem Athlon 64 (FX) (Test) den CPU-Markt vor 15 Jahren gehörig auf. Die neue Prozessorarchitektur mit 64-Bit-Unterstützung lehrte den Pentium 4 das Fürchten. Dafür war aber viel Geld und Registered-RAM nötig.

Mit 2 GHz gegen Intel

Ursprünglich für das Ende 2001 angekündigt, erreichten die Athlon-64-Prozessoren mit Codenamen Clawhammer nach fast zweijähriger Verspätung im September 2003 den Markt. Der Verspätung fielen auch einige geplante Workstation- und Server-Prozessoren auf Athlon-64-Basis zum Opfer, die ersatzlos gestrichen wurden.

AMD stellte den Athlon 64 auf den Sockel 754 und den Athlon 64 FX auf den Sockel 940, der auch die Basis der Opteron-Prozessoren für Server bildete. Die ersten beiden Modelle hörten auf die Namen Athlon 64 3200+ mit 2,0 GHz und Athlon 64 FX-51 mit 2,2 GHz. Weiterer Unterschied zwischen den Modellen: Während der Athlon 64 nur über ein Single-Channel-Speicherinterface verfügte, konnte der Athlon 64 FX mit zwei Speichermodulen gleichzeitig kommunizieren.

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Mit 105,9 Millionen Transistoren waren sie gegenüber den Northwood-Pentium-4-CPUs mit ihren 55 Millionen Transistoren deutlich komplexer. Dem geschuldet war der Die mit 193 mm² gegenüber den 131 mm² des Pentium 4 auch erheblich größer. Der L1d- und L1i-Cache waren wie beim Vorgänger Barton (Athlon XP) jeweils 64 KByte groß. Die Kapazität des L2-Cache wurde auf 1.024 KByte verdoppelt. Gegenüber Barton wuchsen die ALU- und FPU-Pipelines um jeweils zwei Stufen an. Zudem verschwand mit Clawhammer der Front Side Bus bei AMD: Der Hersteller integrierte fortan die Northbridge samt Speichercontroller direkt in den Prozessor.

Der Athlon 64 (FX) unterstützte wie der Pentium 4 die x86-Befehlssatzerweiterung SSE2 und zusätzlich als erste Prozessorarchitektur AMD64. Der große Vorteil von AMD64 lag darin, dass die Prozessoren weiterhin zu 32-Bit-Anwendungen kompatibel blieben, während Intels Itanium-IA64-Architektur nur mit entsprechend kompilierten Anwendungen zusammenarbeitete. Die Vorteile von 64-Bit-Prozessoren sind der größere Speicheradressraum und beschleunigte 64-Bit-Operationen.

Da der Athlon 64 FX auf Sockel 940 aufbaute, der für den Workstation- und Server-Einsatz konzipiert wurde, gab es Einschränkungen bei der Speicherkompatibilität. So musste zwangsläufig Registered-RAM eingesetzt werden (mit oder ohne ECC), der abseits schlechterer Verfügbarkeit auch durch höhere Preise auffiel. In den Benchmarks zeigte sich unter anderem, dass der Athlon 64 FX stark von höheren Speichertakt profitierte, zwei Module Registered-DDR-400 waren allerdings sehr teuer und zum Testzeitpunkt nur von einem einzigen Hersteller erhältlich. Der Athlon 64 konnte mit handelsüblichem Unregistered-RAM umgehen, dafür allerdings nur im Single-Channel-Modus arbeiten.

Der Athlon 64 FX war der neue Champion

In den Benchmarks platzierte sich der Athlon 64 3200+ je nach Last knapp hinter oder vor dem Pentium 4 mit 3,2 GHz. Insbesondere in Spielen konnten die neuen Athlons den Intel-Prozessoren jetzt aber deutlich davonziehen. Beim Encodieren von Audio- und Videoinhalten lag Intel jedoch durchweg vorne – selbst vor dem Athlon FX-51. Dieser sicherte sich dafür in den anderen vier Kategorien die Leistungskrone. Mit DDR400 im Dual-Channel-Modus betrieben standen insgesamt 4 Prozent Vorsprung gegenüber dem Pentium 4 mit 3,2 GHz unter dem Strich. In Spielen lag der Vorsprung sogar bei 12 Prozent.

Preislich legten die neuen Athlons allerdings auch vor. AMD rief bei einer Abnahmemenge von 1.000 Prozessoren 417 US-Dollar für den Athlon 64 3200+ und 733 US-Dollar für den Athlon 64 FX-51 aus. Der schnellste Intel-Prozessor wurde mit 617 US-Dollar bepreist, der Athlon XP 3200+ mit 464 US-Dollar. Im deutschen Handel war der Pentium Ende September 2003 für 689 Euro erhältlich, während für den Athlon 64 3200+ 499 Euro fällig wurden. AMDs neustes Topmodell war zum Testzeitpunkt noch bei keinem Händler gelistet.

Ein Prozessor für die Zukunft

Der Athlon 64 (FX) war ein Prozessor für die Zukunft. Besonders der 64-Bit-Modus war 2003 von Betriebssystemen und Anwendungen oft mangelhaft unterstützt und die Vorteile gering. Für einen Preis von 499 Euro erhielten Anwender mit dem Athlon 64 3200+ jedoch eine CPU, die zumindest in Spielen schneller als die Konkurrenz von Intel war und obendrein zukunftssicherer. Der Athlon 64 FX schreckte durch den hohen Anschaffungspreis und die zusätzlichen Kosten für Registered-RAM ab, sicherte AMD dafür aber die Leistungskrone. Es war der Auftakt für viele erfolgreiche Jahre für die CPUs von AMD.

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