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AMD-CPU Ryzen und GPU Vega

AMD will wieder nach oben

| Autor: Klaus Länger

Ryzen nennt sich der kommende leistungsstarke Prozessor von AMD. Mit acht Kernen soll er zunächst in High-End-Desktop-PCs Einzug halten. Mit Vega bringt AMD auch eine GPU der oberen Leistungsklasse.
Ryzen nennt sich der kommende leistungsstarke Prozessor von AMD. Mit acht Kernen soll er zunächst in High-End-Desktop-PCs Einzug halten. Mit Vega bringt AMD auch eine GPU der oberen Leistungsklasse. (Bild: AMD)

Mit dem Desktop-Prozessor Ryzen, dem ersten Vertreter der Zen-Generation, und der Vega-GPU will AMD den Leistungsrückstand gegenüber Intel und Nvidia aufholen. Das erste mal seit Jahren könnte der Chiphersteller das auch schaffen.

Ryzen: Der Name des kommenden High-End-Desktop-Prozessors trägt nicht nur den Namen der Zen-Prozessorarchitektur in sich, deren erster Vertreter er ist. Er klingt auch ähnlich wie das englische Wort „risen”, das man mit „aufgestiegen” übersetzen kann. Zen soll die misslungene Bulldozer-Architektur ablösen, die auch noch in dessen Nachfolgern Piledriver, Steamroller und Excavator fortlebte. Während sich dort immer zwei Integer-Kerne eine Fließkommaeinheit und einen Level-2-Cache teilen mussten, AMD wertete jedes dieser Module trotzdem als zwei Cores, verfügt der gerade vorgestellte Ryzen über acht „echte” Cores mit zusätzlicher Multi-Threading-Unterstützung analog zu Intels Hyperthreading. Zudem verspricht AMD für Zen eine verbesserte Sprungvorhersage und ein optimiertes Prefetching, also das Vorladen von Daten in den von allen Cores geteilten Level-3-Cache. Der ist beim gezeigten Achtkerner 16 MB groß. Zusätzlich verfügt jeder Kern noch über 512 KB L2-Cache.

Bei diesen technischen Details verwundert es auch nicht, dass die Leistung pro Takt gegenüber der letzten Bulldozer-Evolutionsstufe Excavator bei gleicher Leistungsaufnahme um 40 Prozent höher liegen sollte.

Der jüngst auf dem Tech Summit im kalifornischen Sonoma demonstrierte Ryzen-Vorserienprozessor kam bei von AMD durchgeführten Benchmarks mit Blender und Handbrake jedenfalls auf ähnliche Werte wie ein parallel gemessener Intel Core i7-6900K mit ebenfalls acht Kernen und Hyperthreading. Der Level-2-Cache misst bei der Intel-CPU pro Kern 256 KB, dazu kommen 20 MB Level-3-Cache. Der Intel-Prozessor arbeitet mit einem höheren Turbo-Boost-Takt von bis zu 3,7 GHz gegenüber 3,4 GHz beim AMD-Prozessor. Wie es bei anderen Applikationen aussieht, bei denen der Intel-Prozessor seinen Quad-Channel-Speicherbus als Vorteil ausspielen kann, bleibt abzuwarten.

Ryzen soll laut AMD eine sehr intelligente Anpassung des Turbo-Taktes beherrschen, die sich automatisch an die Leistungsfähigkeit der Kühlung anpasst. Zudem arbeitet der Turbo mit einer feineren 25-MHz-Abstufung der Taktfrequenz als bei Intel-Prozessoren. Die regeln den Takt in 100-MHz-Schritten. Eine integrierte GPU bietet Ryzen in der gezeigten Summit-Ridge-Inkarnation für Desktop-PCs ebenso wenig wie die konkurrierenden Intel-Prozessoren auf Broadwell-E-Basis für den Sockel 2011-3. Ein Zen mit integrierter Grafikeinheit kommt wohl erst mit der Notebook-Version Raven Ridge. Mit Naples gibt es schließlich noch Server-Prozessoren auf Zen-Basis. Hier sollen bis zu 32 Cores auf einem Prozessor Platz finden und so den großen Xeon-Modellen von Intel Marktanteile abnehmen. Derzeit spielt AMD mit den aktuellen Opteron-Prozessoren nur eine Nebenrolle.

Sockel AM4 als Basis

Die Plattform für Ryzen bilden Mainboards mit Sockel AM4. Sie unterstützen PCIe 3.0, SATA-Express, NVMe und im Gegensatz zu den aktuellen Intel-Chipsätzen auch USB 3.1 Gen2 mit maximal zehn GBit/s. Allerdings unterstützt der AMD-Prozessor auf den AM4-Boards nur zwei DDR4-Speicherkanäle. Die Zahl der PCI-Express-3.0-Lanes für die Kommunikation mit Grafikkarten hat AMD noch nicht kommuniziert.

Der Intel Core i7-6900K verfügt über 40 Lanes, ausreichend für bis zu vier Grafikkarten mit voller Bandbreite.

Angaben zu Erscheinungstermin, Preis und weiteren Modellvarianten gibt es von AMD derzeit nicht. Man darf aber davon ausgehen, dass AMD im Laufe des Jahres 2017 auch Quad- und Hexacore-Varianten des Desktop-Prozessors Summit Ridge liefern wird.

Bei Intel wird 2017 mit Skylake-X wohl ein Nachfolger für Broadwell-E kommen. Die derzeitigen Core-i7-CPUs für den Sockel 2011-3 basieren schließlich noch auf der ersten 14-Nanometer-Architektur von Intel. Bei den anderen Core-Prozessoren ist man mit Skylake und Kaby Lake bereits einen oder sogar zwei Schritte weiter.

Vega für maschinelles Lernen

Derzeit hat AMD an neuen GPUs nur das Mittelklasse-Modell Polaris im Programm, das in den Radeon-Grafikkarten RX480, RX470 und RX460 verwendet wird. Die kommende High-End-GPU, die unter dem Namen Vega entwickelt wird, kommt erst 2017 auf den Markt. Als erstes Vega-Produkt hat AMD keine Grafikkarte angekündigt, sondern den Machine-Intelligence-Beschleuniger Radeon Instinct MI25. Neben der Vega-Karte bringt der Chip-Hersteller noch die Modelle Radeon Instinct MI6 auf Polaris-Basis und MI8 auf Fiji-Basis auf den Markt. Sie sollen laut AMD eine Rechenleistung von 5,7 und 8,2 TFLOPS (FP16) liefern. Fiji war die erste AMD-GPU, die High-Bandwidth Memory (HBM) nutzt. Darunter versteht man Stapel aus DRAM-Dies, die über eine Hochgeschwindigkeitsverbindung, den Interposer, mit der GPU verbunden sind. Allerdings unterstützt Fiji maximal vier GB HBM. Bei Vega dürfte HBM2 zum Einsatz kommen, der eine größere Speicherkapazität zulässt. Schließlich ist der HPC-Beschleuniger Tesla P100 von Nvidia bereits mit bis zu 16 GB HBM2 bestückt. Er liefert etwa 21 TFLOPS bei reduzierter Genauigkeit (FP16). Was von Vega zu erwarten sein wird, hat AMD noch nicht offiziell verkündet, es stehen aber 25 TFLOPS im Raum. Parallel zu den Karten stellt AMD noch die Open-Source-Bibliothek MIOpen bereit, mit Machine-Learning-Anwendungen für die Radeon-Instinct-Beschleuniger programmiert werden können.

Als Zeitpunkt für die Markteinführung der ersten Radeon-Instinct-Karten nennt AMD das erste Halbjahr 2017.

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