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So funktionieren SMT und XFR

Da sich AMD bei der Zen-Architektur von CMT (Cluster Multithreading) abgewendet hat, lag es nahe, die Prozessoren mit SMT auszustatten. Das steht für Simultaneous Multithreading. Bekannte Implementierungen sind die von IBM für deren Power-Chips und Intels Hyperthreading seit dem Pentium 4. Vereinfacht ausgedrückt kann SMT pro CPU-Kerne mehrere zusätzliche Threads durchschleusen, um die Auslastung zu erhöhen und je Code deutliche Leistungszuwächse zu erreichen.

  • Ryzen 7 1800X (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Unsere Testplattform mit MSIs X370 Xpower Gaming Titanium und Noctua NH-U14S (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Ryzen unterstützt DDR4-2667 im Dualchannel. (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Ein M.2-Slot mit 4x PCIe Gen3 ist beim Sockel AM4 quasi Standard. (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Auch USB 3.1 Gen2, hier mit Type C, gehört bei vielen Boards dazu. (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Das X steht für einen höheren XFR-Takt. (Bild: AMD)
  • Modellbezeichnung aufgeschlüsselt (Bild: AMD)
  • Überblick zu den Chipsätzen (Bild: AMD)
  • DDR4-2667 gibt's offiziell nur mit Single-Rank-Speicher. (Bild: AMD)
  • Drei neue CPU-Kühler für die Ryzen-Serie (Bild: AMD)
  • Ryzen besteht aus zwei CCX. (Bild: AMD)
  • Die-Shot von Zeppelin (Bild: AMD)
  • Blockdiagramm eines Zen-Kerns (Bild: AMD)
  • Die-Shot eines Zen-Kerns (Bild: AMD)
  • Überblick zu technischen Details (Bild: AMD)
  • Der L3-Cache läuft endlich mit Kerntakt. (Bild: AMD)
  • XFR ist ein erweiterter Singlecore-Boost. (Bild: AMD)
  • Dank SMT kann Ryzen zwei Threads pro Kern abarbeiten. (Bild: AMD)
  • AMD packt dichter als Intel. (Bild: AMD)
  • Viele Sensoren helfen, Takt und Leistungsaufnahme zu steuern. (Bild: AMD)
  • 2x 8 oder 4x 2 GByte DDR3-1866/DDR4-2400/26667, Geforce GTX 1080 FE; Win10 x64
  • 2x 8 oder 4x 2 GByte DDR3-1866/DDR4-2400/26667, Geforce GTX 1080 FE; Win10 x64
  • 2x 8 oder 4x 2 GByte DDR3-1866/DDR4-2400/26667, Geforce GTX 1080 FE; Win10 x64
  • 2x 8 oder 4x 2 GByte DDR3-1866/DDR4-2400/26667, Geforce GTX 1080 FE; Win10 x64
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  • Seasonic Platinum Fanless 520W, 2x 8 oder 4x 2 GByte DDR3-1866/DDR4-2400/26667, Geforce GTX 1080 FE; Win10 x64
  • Seasonic Platinum Fanless 520W, 2x 8 oder 4x 2 GByte DDR3-1866/DDR4-2400/26667, Geforce GTX 1080 FE; Win10 x64
  • Seasonic Platinum Fanless 520W, 2x 8 oder 4x 2 GByte DDR3-1866/DDR4-2400/26667, Geforce GTX 1080 FE; Win10 x64
Dank SMT kann Ryzen zwei Threads pro Kern abarbeiten. (Bild: AMD)
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Während IBM auf vier oder gar acht Threads pro Kern und zusätzliche Funktionseinheiten dafür setzt, nutzen AMD und Intel eine Variante mit einem zweiten Thread. Der zusätzliche Hardwareaufwand dafür ist vergleichsweise gering: AMDs Mike Clark zufolge würde sich die Chipfläche um etwa fünf Prozent erhöhen, das mittlere Geschwindigkeitsplus aber um durchschnittlich 20 Prozent; ähnliche Aussagen gibt es auch seitens Intel. SMT sorgt nur dann für mehr Performance, wenn mehr als ein Thread vorhanden ist.

In einem Zen-Kern werden die einzelnen Funktionseinheiten daher dynamisch den Threads zugeordnet, teils entsprechend markiert oder priorisiert, oder sie sind statisch aufgeteilt. Aktuelle Betriebssysteme und deren Scheduler wissen zudem um das Vorhandensein von SMT und weisen Aufgaben passend zu. Leider können wir bisher nicht testen, wie sich AMDs Implementierung in Anwendungen und Spielen schlägt.

Unsere Asus- und MSI-Boards verfügen bisher über keine entsprechende Option. Ob und wann wir in der Lage sind zu testen, was SMT bringt, ist vorerst offen. Bei Asus' ROG Crosshair VI Hero gibt es einen Schalter, die Platine steht uns aber nicht zur Verfügung. Abgesehen von den durchschnittlich 20 Prozent durch SMT nannte AMD noch einen Leistungszuwachs von 41 Prozent im Multithreading-Test des Cinebench R15, was auf Augenhöhe mit einem Core i7-6900K ist.

Wichtig: AMD zufolge steigt die Leistung in Spielen um 5 bis 10 Prozent, wenn SMT abgeschaltet ist - Kollegen anderer Redaktionen bestätigen diese Aussage. Der Scheduler von Windows 10 hat damit aber offenbar nichts zu tun, denn Threads werden korrekt verteilt, hier gibt es keinen Unterschied zu Intel. Die Bulldozer-Chips hatten unter Windows 7 noch Patches benötigt.

  • Ryzen 7 1800X (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Unsere Testplattform mit MSIs X370 Xpower Gaming Titanium und Noctua NH-U14S (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
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  • Ein M.2-Slot mit 4x PCIe Gen3 ist beim Sockel AM4 quasi Standard. (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
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  • Das X steht für einen höheren XFR-Takt. (Bild: AMD)
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  • DDR4-2667 gibt's offiziell nur mit Single-Rank-Speicher. (Bild: AMD)
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  • Blockdiagramm eines Zen-Kerns (Bild: AMD)
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  • XFR ist ein erweiterter Singlecore-Boost. (Bild: AMD)
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  • 2x 8 oder 4x 2 GByte DDR3-1866/DDR4-2400/26667, Geforce GTX 1080 FE; Win10 x64
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XFR ist ein erweiterter Singlecore-Boost. (Bild: AMD)

Neu bei Ryzen ist eine Idee namens XFR (Extended Frequency Range), die bei allen Ryzen 7 aktiviert ist - das bestätigte AMD auf dem Tech Day, wenngleich im Reviewer's Guide das Gegenteil behauptet wird. Abhängig von der Kühlung und der Chiptemperatur steigt die Taktrate noch ein bisschen weiter, als sie es per regulärem Boost tut, denn XFR ist so gesehen ein erweiterter Turbo: Im Falle des Ryzen 7 1800X liegen dank XFR bis zu 4,1 statt 4,0 GHz an. Auf dem Papier weist der Chip daher 100 MHz mehr auf als der Core i7-6900K mit Turbo-Boost v3. Mit unserem Noctua NH-U14S, einem sehr leistungsstarken CPU-Kühler, war XFR meist aktiv. Dabei gilt: Der 1800X darf weder 128 Watt noch eine Heatspreader-Temperatur (Tcase) von 60 Grad Celsius überschreiten, denn dann schaltet sich XFR ab.

Faktisch führen die zusätzlichen 100 MHz zu kaum einer Steigerung der Geschwindigkeit, zumal jeder Chip unterschiedlich ist. Testen lässt sich XFR nicht, da es automatisch eingeschaltet ist. AMD sagte, die Technik sei ein erster Schritt, sie soll künftig ausgebaut werden. Angesichts von Bulldozer braucht Zen ohnehin mehr als nur (noch) höhere Frequenzen, um konkurrenzfähig zu sein: Die Leistung pro Takt muss steigen - und das tut sie. Drastisch.

 Schneller L3-Cache, langsamer IMC1800X gleichauf mit 6900K 
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Demon80 06. Mai 2017

Das pci Express Problem haben aber alle Intel CPU's die es gibt- AMD hat dieses dumme...

Demon80 06. Mai 2017

Nein das lag an den mainboard's wo AMD nichts dagegen machen konnte.

Braineh 11. Mär 2017

Hier wurden schon die ersten RAM-Tests gefahren: http://www.legitreviews.com/ddr4-memory...

Der Held vom... 10. Mär 2017

Oder diplomatischer: Er hat es offenbar anders genutzt als du - oder als ich, was das...

plutoniumsulfat 07. Mär 2017

Einer groben Einteilung genügt das.


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