IPC wie Perf/Watt überzeugen

Wir wollten es genau wissen und haben den Athlon X4 860K (Kaveri mit Steamroller-Technik) und den Athlon X4 845K (Carrizo mit Excavator-Architektur) bei gleichen Frequenzen verglichen: 3-GHz-CPU- und 1,3-GHz-Northbridge- sowie 1.066-MHz-RAM-Takt (DDR3-2133) und APM abgeschaltet. Über alle Messwerte hinweg holt der Carrizo-Chip ein Plus von 6 Prozent mehr Leistung pro Takt heraus, obwohl der L2-Cache nur halb so groß ist. Das deckt sich ziemlich genau mit dem, was AMD selbst gemessen hat - nämlich eine um 4 bis 15 Prozent höhere IPC (Instructions per Clock) im Cinebench R15.

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Kaveri bei 3 GHz und 1,3 GHz NB (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)

Interessant sind die einzelnen Resultate unserer Messreihe, denn da gibt es einige Ausreißer zu beobachten. Im FP-lastigen Cinebench R15 erreichen wir +9 Prozent (Singlecore) und +8 Prozent (Multicore), im ebenfalls die Gleitkomma-Einheit nutzenden Luxmark halten sich die Zuwächse mit bis zu +4 Prozent in Grenzen. Spannend ist der erste Pass des x264-HD-Benchmarks, der um +16 Prozent zulegt - hier sind die Caches und der Speicher gefragt, was die Werte von Aida64 untermauert. Der eigentliche, zweite Encodier-Pass hingegen läuft bei Excavator praktisch genauso flott durch wie bei Steamroller, da die Integer-Kerne bei der Überarbeitung der Bulldozer-Technik offenbar keine (relevanten) Verbesserungen erhalten haben.

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Asus Z170-Deluxe, Gigabyte GA-F2A88XN-WiFi, 2x 8 GB DDR3-1866/2133 (AMD), 2x 8 GB DDR4-2133 (Intel), Seasonic 520W Platinum, R9 Nano; Win10 x64, RS 16.3

Bei den Spielen klaffen größere Abstände, allen voran bei Ashes of the Singularity unter D3D12 mit satten +26 Prozent. Einen plausiblen Grund dafür konnten wir nicht herausfinden. Die restlichen Titel sehen die Excavator-Technik um +2 bis +10 Prozent in Front, in Skyrim hingegen ist die Steamroller-Achitektur vorn. Der Titel reagiert stark auf mehr (L3-)Cache, vermutlich profitiert der Kaveri-Chip von dem doppelt so viele Daten fassenden L2-Puffer.

Carrizo deutlich sparsamer als Kaveri

Abseits der IPC hat AMD nach eigenen Angaben die Leistungsaufnahme mit der überarbeiteten Architektur drastisch gesenkt. Das geschah einerseits durch Änderungen an unter anderem den Caches sowie dem Front-End und andererseits durch eine High Density Library. Die kürzeren Signalwege sollen Energie einsparen, jedoch auf Kosten der im Binning-Verfahren erreichbaren Taktraten bei noch akzeptabler CPU-Versorgungsspannung (Vcore).

Das ist beim Athlon X4 845 sehr gut zu sehen: Der 65-Watt-Chip taktet mit 3,5 bis 3,8 GHz, und die integrierte Northbridge (die Intel den Uncore nennt) läuft mit gerade einmal 1,3 GHz. Der Athlon X4 840 mit ebenfalls 65 Watt, aber Kaveri-Herkunft, bringt es auf 3,1 bis 3,8 GHz sowie 1,6 GHz. Der in die 95-Watt-Klasse einsortierte Athlon X4 860K - auch ein Kaveri - bringt es auf 3,7 bis 4,0 sowie 1,8 GHz. Beide Chips weisen allerdings eine geringere Leistung pro Takt auf als der Carrizo-basierte Athlon X4 845, und ihr Turbo ist weniger aggressiv.

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Asus Z170-Deluxe, Gigabyte GA-F2A88XN-WiFi, 2x 8 GB DDR3-1866/2133 (AMD), 2x 8 GB DDR4-2133 (Intel), Seasonic 520W Platinum, R9 Nano; Win10 x64, RS 16.3

Im Leerlauf nehmen sich der Athlon X4 845 und der Athlon X4 860K wie erwartet nichts. 34 Watt mit dem Seasonic 520W Platinum Fanless, dem Gigabyte GA-F2A88XN-WiFi, einer Radeon R9 Nano und zwei 840 Pro sind sehr gut. Unter CPU-Last mit Gleitkomma-Berechnungen im Luxmark erreichen die beiden Chips samt restlichem System 86 und 103 Watt, im Integer-lastigen H.264-Encodieren sind es 107 und 133 Watt. Diese Differenz entspricht etwa den TDPs.

Sparsam zu sein alleine macht aber noch nicht die Effizienz aus.