Speicherperformance des Sockel AM2

Speicherperformance des Sockel AM2

Die alte Frage: Takt oder Timing?

teaser Speicherperformance des Sockel AM2

Am 23.5.2006 stellte AMD mit dem Sockel AM2 einen neuen CPU-Sockel vor. Der Unterschied zwischen seinem Vorgänger, dem Sockel 939 und dem Sockel AM2 ist allerdings nicht sehr groß. Wichtig ist vor allem die verwendete Speicherart. Während der Sockel 939 auf DDR1 (Dualchannel, offiziell maximal DDR 400) zurückgreift, greift der Sockel AM2 auf DDR2 (Dualchannel, offiziell maximal DDR2 800) zurück. Trotz der theoretisch verdoppelten Bandbreite (6,4GB/s vs. 12,8 GB/s) fällt das Performanceplus,für den Sockel AM2, nur gering aus. Die Gründe herfür sind vielfätiger Natur möchten wir aber an dieser Stelle bewusst weggelassen.

Viel interessanter erscheint (u. a. aufgrund dieses geringen Unterschieds) doch die Frage, wie die Leistung der Sockel AM2 CPUs eigentlich mit verschiedenen Speichertakten und mit unterschiedlichen Latenzen skaliert. Außerdem wäre da auch noch die Frage, wieso AMD die Singlecore CPUs offiziell nur für DDR2 667 freigibt .

Wie bei allen K8 CPUs ist auch bei den Sockel AM2 CPUs der Speichercontroller in der CPU integriert. Dies bringt verschiede Vor- und Nachteile mit sich. Vorteile sind z.B., dass die Grundperformance kaum mehr abhängig vom Chipsatz und den hierbei verwendeten Speichercontrollern ist. Ebenso bringt ein integrierter Speichercontroller deutlich geringere Latenzen (und somit Performance) mit sich. Allerdings hat der integrierter Speichercontroller auch mit einige Problemzu kämpfen. Eins dieser Probleme ist vor allem der reele Speichertakt. Beim K8 wird der Speichertakt durch einen Teiler direkt vom CPU-Takt erzeugt. Bei einem Speichertakt von 400 MHz und einem CPU-Takt von 2000 MHz wird z.B. ein Teiler von 5 benutzt. (2000/5=400). Hat man nun aber einen Speichertakt von 266 MHz wird die ganze Sache schon schwieriger. Der Teiler kann grundsätzlich nur ganzzahlig sein. So wird in diesem Falle ein 8er-Teiler gesetz, wodurch allerdings „nur“ ein reeler Speichertakt von 250 MHz resultiert.

Mit selbigem Problem hatten wir auch auf unserem Testsystem zu kämpfen. Duch den 11er Multiplikator (2200 MHz) des 3500+ und des X2 4200+ erreichten wir ,bei eingestellen DDR2 800, nur einen reelen Speichertakt von 366 MHz (anstelle von 400 MHz). Aus diesem Grunde wurde der Realtakt der Systeme auf 220 MHz angehoben. Hierdurch wurde auch der reele Speichertakt angehoben, was die „krummen“ Werte des Speichertakts erklärt (z.B. DDR2 691 oder DDR2 538 ). Grund hierfür war vor allem der, dass zumindestens DDR2 800 ungefähr innerhalb der Spezifikationen laufen sollte, wie er es z.B. bei CPUs mit 2000 MHz, 2400 MHz oder 2800 MHz macht. Aber kommen wir endlich zu den Benchmarks.

Benchmarks

Testsystem I (Single-Core)

    • ASRock AM2NF4G-SATA2 Bios 1.20
    • Athlon 64 3500+ @ 220×11
    • Kingston HyperX KHX8500D2K2/1G 2x512MB
      • @ DDR2 807 [DDR2 800] 4-4-4-10-2T
      • @ DDR2 807 [DDR2 800] 5-5-5-10-2T
      • @ DDR2 691 [DDR2 667] 4-4-4-10-2T
      • @ DDR2 538 [DDR2 533] 4-4-4-10-2T
    • ATi X1800XT 512MB

Die prozentuale Abweichung bezieht sich jeweils auf den „Idealwert“ DDR2 807 CL4.

DDR2 807 CL4 DDR2 807 CL5 % DDR2 691 CL4 % DDR2 538 CL4 %
Everest Ultimate 3.01

lesen in MB/s (mehr =besser)

7856 7675 -2,3 7580 -3,5 6695 -14,8
Everest Ultimate 3.01

schreiben in MB/s (mehr =besser)

6756 6734 -0,3 6766 +0,1 6658 -1,5
Everest Ultimate 3.01

Speicherverzögerung in ns (weniger=besser)

49,5 52,9 +6,9 53,4 +7,9 64,8 +30,9
Winrar 3.60 Beta 6 int. Benchmark in kb/s (mehr=besser) 587 564 -3,9 549 -6,5 491 -16,4
Super Pi Mod 1.5 8MB in sek. (weniger=besser) 390,944 394,516 +0,9 398,937 +2 414,718 +6,1
PCMark 05 (mehr ist besser) 4017 3910 -2,7 3960 -1,4 3863 -3,8
3DMark 06 Gesamtscore 3981 3976 -0,1 3972 -0,2 3958 -0,6
3DMark 06 CPU-Score 946 944 -0,2 940 -0,6 930 -1,7
Aquamark 3 Tri-Score (mehr ist besser) 79064 77946 -1,4 76836 -2,8 73289 -7,3
FEAR (1280×960) Timedemo min. FPS (mehr=besser) 36 34 -5,6 33 -8,7 32 -11,1
FEAR (1280×960) Timedemo avg. FPS (mehr=besser) 68 67 -1,4 67 -1,4 65 -4,4
FarCry PCGH-Demo (1280×1024) avg. FPS (mehr=besser) 65,4 64,5 -1,4 62,2 -4,9 59,27 -9,1
X3 Benchmark (1280×1024) avg. FPS (mehr=besser) 51,5 51,4 -0,2 50,00 -3 46,8 -9,1
durschnittlicher Unterschied in % -2 -3,3 -9

Testsystem II (Dual-Core)

    • ASRock ALiveSATA2-GLAN 1.50
    • Athlon 64 X2 4200+ @ 220 x 11
    • GoodRam Pro DDR2 800 CL5 2x1024MB
        • @ DDR2 807 [DDR2 800] 4-4-4-10-2T
        • @ DDR2 807 [DDR2 800] 5-5-5-10-2T
        • @ DDR2 691 [DDR2 667] 4-4-4-10-2T
        • @ DDR2 538 [DDR2 533] 4-4-4-10-2T
        • ATi X1800XT 512MB

      Die prozentuale Abweichung bezieht sich jeweils auf den „Idealwert“ DDR2 807 CL4.

      DDR2 807 CL4 DDR2 807 CL5 % DDR2 691 CL4 % DDR2 538 CL4 %
      Everest Ultimate 3.01

      lesen in MB/s (mehr =besser)

      7874 7666 -2,6 7411 -5,9 6535 -7
      Everest Ultimate 3.01

      schreiben in MB/s (mehr =besser)

      6910 6896 -0,2 6903 -0,1 6871 -0,6
      Everest Ultimate 3.01

      Speicherverzögerung in ns (weniger=besser)

      48,4 51,5 +6,4 55,7 +15 63,5 +31,2
      Winrar 3.60 Beta 6 int. Benchmark in kb/s (mehr=besser) 1078 1039 -3,6 1031 -4,4 920 -14,7
      Super Pi Mod 1.5 8MB in sek. (weniger=besser) 382,391 385,626 +0,8 389,617 +1,3 403,688 +5,6
      PCMark 05 (mehr ist besser) 5528 5487 -0,7 5467 -1,1 5368 -2,9
      3DMark 06 Gesamtscore 4556 4551 -0,1 4546 -0,2 4534 -0,5
      3DMark 06 CPU-Score 1860 1853 -0,4 1848 -0,6 1826 -1,8
      Aquamark 3 Tri-Score (mehr ist besser) 90244 89321 -1,0 87902 -2,6 83834 -7,1
      FEAR (1280×960) Timedemo min. FPS (mehr=besser) 41 41 0 39 -4,9 36 -12,2
      FEAR (1280×960) Timedemo avg. FPS (mehr=besser) 73 72 -1,4 73 0 71 -2,8
      FarCry PCGH-Demo (1280×1024) avg. FPS (mehr=besser) 80,0 78,3 -2,1 77,3 -3,4 71,3 -10,9
      X3 Benchmark (1280×1024) avg. FPS (mehr=besser) 63,9 64,0 +0,2 62,8 -1,7 60,0 -6,1
      durschnittlicher Unterschied in % -1,5% -3,2 -7,9

        Performanceverlust zwischen SingleCore und DualCore im Vergleich

      DDR2 807 CL5

      Testsystem I

      DDR2 807 CL5

      Testsystem II

      DDR2 691 CL4

      Testsystem I

      DDR2 691 CL4

      Testsystem II

      DDR2 538 CL4

      Testsystem I

      DDR2 538 CL4

      Testsystem II

      Everest Ultimate 3.01

      lesen in MB/s (mehr =besser)

      -2,3 -2,6 -3,5 -5,9 -14,8 -7
      Everest Ultimate 3.01

      schreiben in MB/s (mehr =besser)

      -0,3 -0,2 +0,1 -0,1 -1,5 -0,6
      Everest Ultimate 3.01

      Speicherverzögerung in ns (weniger=besser)

      +6,9 +6,4 +7,9 +15 +30,9 +31,2
      Winrar 3.60 Beta 6 int. Benchmark in kb/s (mehr=besser) -3,9 -3,6 -6,5 -4,4 -16,4 -14,7
      Super Pi Mod 1.5 8MB in sek. (weniger=besser) +0,9 +0,8 +2 +1,3 +6,1 +5,6
      PCMark 05 (mehr ist besser) -2,7 -0,7 -1,4 -1,1 -3,8 -2,9
      3DMark 06 Gesamtscore -0,1 -0,1 -0,2 -0,2 -0,6 -0,5
      3DMark 06 CPU-Score -0,2 -0,4 -0,6 -0,6 -1,7 -1,8
      Aquamark 3 Tri-Score (mehr ist besser) -1,4 -1,0 -2,8 -2,6 -7,3 -7,1
      FEAR (1280×960) Timedemo min. FPS (mehr=besser) -5,6 0 -8,7 -4,9 -11,1 -12,2
      FEAR (1280×960) Timedemo avg. FPS (mehr=besser) -1,4 -1,4 -1,4 0 -4,4 -2,8
      FarCry PCGH-Demo (1280×1024) avg. FPS (mehr=besser) -1,4 -2,1 -4,9 -3,4 -9,1 -10,9
      X3 Benchmark (1280×1024) avg. FPS (mehr=besser) -0,2 +0,2 -3 -1,7 -9,1 -6,1
      durschnittlicher Unterschied in % -2 -1,5% -3,3 -3,2 -9 -7,9

      Fazit

      Wie so oft fällt auch bei diesem Vergleich ein allgemeingültiges Fazit sehr schwer. Zu unterschiedlich ist die Lastigkeit der einzelnen Anwendung und hiermit auch die Resultate der verschiedenen Benchmarks.Aus diesem Grunde sollte sich beim Betrachten der Ergebnisse jeder überlegen: „Wofür brauche ich mein System überhaupt?“ Um dann sein Hauptaugenmerk auf die entsprechenden Benchmarks (sofern vorhanden) zu legen.

      Betrachten wir aber mal den durschnittlichen Unterschied. Hier fallen gleich mehrere Sachen auf:

      • Latenzen (CL4 vs. CL5) spielen bei DDR2 nur noch eine sehr untergeordnete Rolle.
      • DDR2 800 ist sicherlich das Optimum beim Sockel AM2 aber kein Muss. Der Unterschied zwischen DDR2 800 CL4 und DDR2 667 CL4 fällt mit etwas über 3 Prozent nur sehr gering aus. Gerade bei den momentan wieder gestigenen DDR2 Preisen lässt sich so evt. der eine oder andere € sparen.
      • Bezieht man in diese Betrachtung noch die Werte von DDR2 533 mit ein, so fällt auf wie drastisch die Performance mit DDR2 533 absinkt. Scheinbar trifft die Architektur des K8 bei der Speicherbandbreite von DDR2 800 an ihre Grenzen und kann aus dem theoretischem Unterschied zwischen DDR2 667 und DDR2 800 ,von immerhin fast 20%, nur wenig Gewinne ziehen. Dier erklärt teilweise auch, warum sich der Sockel AM2 mit DDR2 800 nur geringfügig vom Sockel 939 mit DDR 400 absetzen kann.
      • Der Grund, warum AMD für Singlecore CPUs nur maximal DDR2 667 zulässt ist scheinbar nicht performancetechnischer Natur. Wahrscheinlich handelt es sich hierbei vor allem um  reine Marketinggründe.
      • Der X2 kann schelchte Latenzen und geringere Speichertaktraten (prozentual gesehen) scheinbar einen Tick besser ausgleichen als ein SingleCore-System.
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