Monolithic Baby
Mitte 2007 zeigte AMD einen Phenom X4 Prozessor, der mit "Luftkühlung" eine Taktrate von 3,0 GHz erreichte und viele Experten nahmen an, dass AMD seinen Quad-Core Prozessoren mit konkurrenzfähigen Taktraten an den Start schicken würde. Dem war nicht so, im November 2007 verzichtete AMD sogar auf den mit 2,4 GHz getakteten Phenom X4 9700 und begnügte sich mit 2,3 GHz - 700 MHz weniger als Intels damaliges Spitzenmodell Core 2 Extreme QX6850. Aktuell erreicht AMDs Top-Modell Phenom X4 9850 Black Edition 2,5 GHz, während Intel mit dem Core 2 Extreme QX9770 bereits 3,2 GHz bietet. Die Lücke von 700 MHz ist somit nicht kleiner geworden.

Da AMDs Quad-Core Prozessoren aufgrund ihrer deutlich geringeren Taktrate mit Intels Extreme-Modellen nicht mithalten können, müssen die Texaner ihre Ware über den Preis attraktiv machen und somit findet man alle aktuellen Phenom Modelle unter 200 Euro. Der aktuelle Straßenpreis für den Phenom X4 9750, AMDs zweitschnellstes Modell, liegt bei 155 Euro und damit knapp über dem Niveau des Intel Core 2 Quad Q6600 (150 Euro). Beide Prozessoren werden im 65 nm Prozess gefertigt und takten mit 2,4 GHz, doch während AMD eine monolithische Architektur verwendet (sozusagen einen echten Vier-Kern Prozessor), wählt Intel den einfacheren und preiswerteren Weg und vereint zwei Dual-Core Kerne zu einer Quad-Core CPU.

1, 2, 3 - der Cache des Phenom
Das Erbe der K8-Architektur merkt man dem Phenom an: Genau wie bei den 65 nm Athlon X2 Modellen stellt AMD auch jedem Prozessorkern einer K10-CPU 64 + 64 KByte L1-Cache (Daten + Instruktionen) und 512 KByte L2-Cache zur Seite. Dieser, im Vergleich zu Intels Core-Mikroarchitektur recht kleine L2-Cache, reicht dem Phenom aus, da AMD keine Engstelle bei der Speicheranbindung kaschieren muss. Um die gemeinsame Bearbeitung von Daten zu beschleunigen, integriert AMD eine weitere Cache-Ebene, den 2 MByte großen L3-Cache. Auf dessen Inhalt haben alle vier Kerne Zugriff.

Kernfragen
Am einzelnen Kern hat AMD nur Detailverbesserungen vorgenommen, der Entwicklungsschritt fällt verglichen mit Intels Wechsel von der Netburst- zur Core-Mikroarchitektur deutlich geringer aus. Für einen deutlichen Leistungsschub sollten die auf 128 Bit verbreiterten Gleitkomma- und SSE-Einheiten sorgen, da für 128-Bit Berechnungen nur noch halb soviel Rechenzeit benötigt wird. Bisher mussten solche Aufgaben in zwei 64 Bit Teilrechnungen aufgespalten werden. AMD hat auch den SSE-Befehlssatz erweitert, allerdings ist SSE4a nicht kompatibel zu Intels SSE4. Zudem verfügen alle K10 Prozessoren über eine verbesserte Sprungvorhersage und eine von 16 auf 32 Byte erweiterte Instruction Queue.

Speicher-Controller - ganged / unganged?
Deutlich überarbeitet wurde der Speicher-Controller mit seinem 32 Byte großen Prefetcher: Wurde der Speichertakt beim K8 aus dem Prozessortakt errechnet, so dass die Speichermodule oft mit einem geringeren Takt als gewüscht arbeiten mussten (Beispiel: Ein 3,0 GHz schneller Athlon 64 X2 taktet DDR2-800 lediglich als DDR2-750), leitet AMD den Speichertakt des K10 vom Referenztakt ab. Auf diese Weise kann der Speicher völlig unabhängig vom CPU-Takt mit voller Geschwindigkeit betrieben werden. Zudem wurde die maximal unterstützte Geschwindigkeit auf DDR2-1066 angehoben, wodurch sich die maximale Speicherbandbreite im Vergleich zu DDR2-800 von 6,4 GB/s auf 8,5 GB/s erhöht.

Eine weitere Neuerung betrifft die Betriebsmodi des Speicher-Controllers: Hatte der Benutzer bisher die Wahl zwischen Single-Channel (64-Bit) und Dual-Channel (128-Bit), stehen bei einer Dual-Channel Bestückung nun die Modi "ganged" und "unganged" zur Auswahl. Die Variante "ganged" entspricht dem traditionellen Dual-Channel Betrieb mit 128 Bit breiten Zugriffen, sie wirkt sich laut AMD dann vorteilhaft aus, wenn ein einzelner Thread die Speicherzugriffe ausführt. Greifen mehrere Threads auf den Speicher zu, ist es hingegen von Vorteil, wenn zwei 64-Bit Zugriffe parallel abgearbeitet werden. Die Standard-Einstellung "unganged" aktiviert diese 64+64 Bit Arbeitsweise. Wir werden im Test beide Varianten durchspielen.