Im Test vor 15 Jahren: AMDs Phenom X4 9850 war heiß, langsam und günstig
Im Test vor 15 Jahren stand mit dem AMD Phenom X4 9850 Black Edition (Test) die zweite Revision der Phenom-Quad-Cores im B3-Stepping. Während der Prozessor trotz höherem Takt eine vergleichsweise geringe Leistung aufwies, langte er bei der Energieaufnahme kräftig zu. Ausgleichen konnte AMD das nur über den geringen Preis.
Der TLB-Bug
Bei dem Phenom X4 9850 Black Edition handelte es sich um einen Quad-Core-Prozessor mit viermal 2,5 GHz für AMDs Sockel AM2+. Die CPU wurde im 65-nm-Verfahren hergestellt und besaß etwa 463 Millionen Transistoren. Der L2-Cache der Phenoms besaß eine Größe von 4 × 512 KByte, während der L3-Cache auf eine Kapazität von 2 MByte kam.
| Merkmale | AMD Phenom | Athlon 64 X2 | Athlon 64 Sempron 64 |
|---|---|---|---|
| Codename | Agena Barcelona (Deerhound) |
Windsor (1 MByte/512 kByte) Brisbane (512 kByte) |
Lima (512 kByte) Manila (256 kByte/128 kByte) Sparta (512 kByte/256 kByte) Orleans (1 MByte/512 kByte) |
| Taktrate oder Modellnummer (Takt in GHz) |
9950 (2,6 GHz) 9850 (2,5 GHz) 9750 (2,4 GHz) 9650 (2,3 GHz) 9600 (2,3 GHz) 9550 (2,2 GHz) 9500 (2,2 GHz) 9150e (1,8 GHz) 9100e (1,8 GHz) |
3800+ (2,0 GHz, 2 × 512 kByte) 3800+ EE (2,0 GHz, 2 × 512 kByte) 4000+ (2,1 GHz, 2 × 512 kByte) 4200+ (2,2 GHz, 2 × 512 kByte) 4200+ EE (2,2 GHz, 2 × 512 kByte) 4400+ (2,3 GHz, 2 × 512 kByte) 4600+ (2,4 GHz, 2 × 512 kByte) 4600+ EE (2,4 GHz, 2 × 512 kByte) 4800+ (2,5 GHz, 2 × 512 kByte) 5000+ (2,6 GHz, 2 × 512 kByte) 5000+ EE (2,6 GHz, 2 × 512 kByte) 5200+ (2,7 GHz, 2 × 512 kByte) 5200+ (2,6 GHz, 2 × 1 MByte) 5200+ EE (2,6 GHz, 2 × 1 MByte) 5400+ (2,8 GHz, 2 × 512 kByte) 5600+ (2,8 GHz, 2 × 1 MByte) 6000+ (3,0 GHz, 2 × 1 MByte) 6000+ EE (3,0 GHz, 2 × 1 MByte) 6400+ (3,2 GHz, 2 × 1 MByte) BE-2300 (1,9 GHz, 2 × 512 kByte) BE-2350 (2,1 GHz, 2 × 512 kByte) BE-2400 (2,3 GHz, 2 × 512kByte) |
Athlon 64 4000+ (2,6 GHz, 512 kByte) 3800+ (2,4 GHz, 512 kByte) 3500+ (2,2 GHz, 512 kByte) 3200+ (2,0 GHz, 512 kB) 3000+ (1,8 GHz, 512 kB) LE-1600 (2,2 GHz, 1 MB) LE-1620 (2,4 GHz, 1 MB) LE-1640 (2,6 GHz, 1 MByte) Sempron 64 3800+ (2,2 GHz, 256 kByte) 3600+ (2,0 GHz, 256 kByte) 3500+ (2,0 GHz, 128 kByte) 3400+ (1,8 GHz, 256 kByte) 3200+ (1,8 GHz, 128 kByte) 3000+ (1,6 GHz, 256 kByte) 2800+ (1,6 GHz, 128 kByte) LE-1100 (1,9 GHz, 256 kByte) LE-1150 (2,0 GHz, 256 kByte) LE-1200 (2,1 GHz, 256 kByte) LE-1250 (2,2 GHz, 256 kByte) LE-1300 (2,3 GHz, 256 kByte) |
| Fertigung | 65 nm | 90 nm 65 nm |
90 nm |
| Sockel | Sockel AM2+ (940) | Sockel AM2 (940) | Sockel AM2 (940) |
| Quad-Core | ✓ | – | |
| Dual-Core | – | ✓ | – |
| Multithreading | ✓ | – | |
| Peripherieinterface | 14,4 GByte/s HyperTransport | 8 GByte/s HyperTransport | 8 GByte/s HyperTransport 6,4 GByte/s HyperTransport |
| Speichercontroller | integriert für DDR2-1.066 |
integriert für DDR2-800 |
integriert für DDR2-667 |
| Transistoren | 463 Mio. (4 × 512 kByte + 2 MByte) | 153,8 Mio. (2 × 512 kByte) 227,4 Mio. (2 × 1 MByte) |
kA (128 kByte) 81,1 Mio. (256 kByte) 81,1 Mio. (512 kByte) |
| Chipgröße | 283 mm² | 183 mm² (2 × 512 kByte) 230 mm² (2 × 1 MByte) |
kA (128 kByte) 103 mm² (256 kByte) 103mm² (512 kByte) |
| L1-Execution-Cache | 4 × 64 kByte | 2 × 64 kByte | 64 kByte |
| L1-Daten-Cache | 4 × 64 kByte | 2 × 64 kByte | 64 kByte |
| L2-Cache | 4 × 512 kByte | 2 × 512 kByte 2 × 1.024 kByte |
128 kByte 256 kByte 512 kByte |
| L2-Anbindung | 128 Bit | ||
| L2-Modus | L1 exklusiv | ||
| L3-Cache | 2 MByte (shared) | – | |
| L3-Modus | L2 exklusiv | – | |
Die ursprüngliche Revision (B2) der Phenoms verfügte über den sogenannten TLB-Bug. Dabei handelte es sich um einen Fehler in der Speicherverwaltung des Prozessors, der zu Datenverlusten führen konnte. Traditionell wird in einem Prozessor jede angeforderte virtuelle Adresse zuerst durch die „Memory Management Unit“ (MMU) in eine physische Adresse umgerechnet, bevor sie auf den Adressbus geschrieben wird. Die MMU verfügt über spezielle Cache-Speicher, den Translation Lookaside Buffer (TLB), welcher jeweils die letzten Adressübersetzungen in Form einer Tabelle abspeichert. Dabei wird die virtuelle (logische) Adresse in mehreren Arbeitsschritten zu einer meist baumartig organisierten Seitentabelle zur physischen Adresse umgerechnet. Dieser zeitintensive Vorgang wird aus Leistungsgründen im TLB gepuffert. Der TLB kann eine begrenzte Menge dieser Einträge halten und dadurch Ausführung von Speicherzugriffen deutlich beschleunigen.
Durch den Fehler in diesem Bereich war AMD gezwungen, bei Phenoms im B2-Stepping Teile davon komplett zu deaktivieren. Die neue Revision B3, die der Phenom X4 9850 Black Edition aufwies, behob diesen Fehler und versprach daher bei gleicher Taktrate eine höhere Leistung.
B3-Revision brachte zusätzliche Leistung
In den Benchmarks zeigte sich eindeutig, dass die B3-Revision des AMD Phenom einen ordentlichen Leistungsgewinn im Vergleich zur fehlerbehafteten B2-Revision aufwiesen. Im Durchschnitt standen zwischen 12 und 14 Prozent mehr Leistung bei gleicher Taktrate zur Verfügung. Gegen die Intel Core 2 Quad sah der Phenom X4 9850 Black Edition trotzdem kein Land, der Q9450 mit 2,67 GHz war bereits 23 Prozent schneller über alle Benchmarks hinweg. Der QX9770 mit 3,2 GHz war durchschnittlich 42 Prozent schneller. Beschränkt auf Anwendungen – die vor 15 Jahren typischerweise einen höheren Nutzen aus mehreren CPU-Kernen zogen – lagen die Vorsprünge der Intel Garde mit 47 beziehungsweise 72 Prozent noch höher.
Neben der insgesamt eher mittelmäßigen Leistung hatten die Phenom weitere Nachteile. So waren die Prozessoren extrem energiehungrig und heiß. Die Leistungsaufnahme des Gesamtsystems lag unter Last fast 150 Watt höher als mit einem schnelleren Intel Core 2 Quad Q9450.
Fazit
Am Ende des Tests waren die AMD Phenom in der B3-Revision zwar besser als die Vorgänger in der fehlerhaften B2-Revision, verglichen mit den Intel Pendants aber alles andere als gut. Ausgleichen konnte AMD das über den Preis. Denn während die Intel Konkurrenz vergleichsweise teuer war – der Q9450 kostete 290 Euro – waren die Phenom kostengünstig verfügbar. Der Phenom X4 9850 Black Edition war beispielsweise bereits ab 175 Euro verfügbar. Ob es einem die Mehrkosten für einen Intel Prozessor wert waren, das musste jeder Nutzer abhängig vom Anwendungszweck und Budget selbst entscheiden.
In der Kategorie „Im Test vor 15 Jahren“ wirft die Redaktion seit Juli 2017 jeden Samstag einen Blick in das Test-Archiv. Die letzten 20 Artikel, die in dieser Reihe erschienen sind, führen wir nachfolgend auf:
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