AMD Ryzen 3 1300X und 1200 vs Core i3 7350K im Test (2/4)

AMD Ryzen 3: Die Technik der Quad-Core-Zens ohne SMT

Die bedeutensten Verbesserung im Vergleich zu der Vorgängergeneration konnte AMD bei der Zen-Architektur natürlich im Bereich der Performance präsentieren. Vor allem durch ein deutlich größeres "Instruction Scheduler Window" können die Zen-Prozessoren mehr Aufgaben zu den Ausführungseinheiten weitergeben. Wenn bekannte Instruktionen verwendet werden, können so Level-2- und Level-3-Cache übergangen und für andere Aufgaben freigehalten werden. Zusammen mit der gesteigerten IPC-Leistung (Instructions per Cycle) gehört die Zen-Mikroarchitektur zu den leistungsfähigsten x86-Architekturen auf dem Markt.

Jedem Zen-Kern der Ryzen-3-CPUs stehen dabei 64 Kilobyte dedizierter Level-1-Cache zur Verfügung und zusätzlich 32 Kilobyte Daten-Cache. Diese beiden Caches sind wiederum an den dedizierten Level-2-Cache der 512 Kilobyte groß ausfällt gekoppelt. Der acht Megabyte große Level-3-Cache hingegen steht allen vier Kernen der CPUs als gemeinsamer Cache zur Verfügung.

Die gesteigerte Effizienz der Ryzen-CPUs mit Zen-Kernen wird sowohl durch die Verwendung der 14-nm-FinFET-Technologie für die Produktion als auch durch aggressivere Stromsparmechanismen erreicht. Durch die Reduktion der Fertigungsgröße werden die elektromagnetischen Wege kürzer, wodurch diese schneller und mit weniger Aufwendung von Strom verarbeitet werden können. Im Zusammenspiel mit dem verbesserten Cache-System der Zen-Kerne und den vorausschauenden Stromsparmechanismen für Taktänderungen verbrauchen die Ryzen-CPUs für die gleiche Leistung daher weniger Strom als die älteren Prozessoren der Bulldozer-Generation.

Das mit den Zen-CPUs eingeführte Core-Complex-Modell löst die Module mit zwei Intger-Cluster und FPUs der Vorgängergeneration ab. Jedes Complex der Ryzen-3-CPUs besteht aus zwei Kernen und ist direkt mit dem Level-3-Cache verbunden. Das CCX-System bringt aber nicht nur Vorteile, währen innerhalb eines Moduls die Daten mit der Taktrate des schnellsten Kerns weitergegeben werden können, können die Daten die zwischen zwei CCX-Module getauscht werden nur mit der maximalen Taktrate des DDR4-Speichers weitergegeben werden, welcher im optimalen Fall mit 3.200 MHz taktet.

Mit Infinity Fabric führt AMD ein flexibles Bus-System ein, welches den schnellen Austausch von allen angeschlossenen -Geräten ermöglicht. Durch das System-on-a-Chip-Design der Ryzen-CPUs wird sichergestellt, dass sowohl die Daten aus dem Arbeitsspeicher, also auch Daten von PCI-Express-Geräten genauso schnell verarbeiten werden können wie die der I/O-Ports. Das System ermöglicht darüber hinaus auf alle Spannungsschwankungen, Temperaturabweichungen und die Taktgeber zu reagieren und diese auf Wunsch von dem Anwender auch zu regulieren.

Unter der AMD SenseMI-Technologie der Ryzen-CPUs fasst AMD ein Set von lernenden und sich anpassenden Funktionen zusammen, welche dabei helfen sollen die Performance individuell an die verwendeten Anwendungen und an der eigenen Nutzung dieser anzupassen.

Zu der AMD SenseMI-Technologie gehört die Pure-Power-Funktion welche die Temperatur des Prozessors überwacht und eine adaptive Steuerung der Spannung und damit des Stromverbrauchs ermöglicht.

Die Precision-Boost-Funktion soll für eine optimierte Prozessorleistung und Taktanpassung in Echtzeit sorgen, um bei einem Spiel oder Programm im Abstimmung mit der Pure-Power-Funktion die nötige Leistung zu Verfügung zu stellen. Dabei kann die Taktrate eines Prozessors in sehr feinen 25-Mhz-Schritten optimal eingestellt werden.

Darüber hinaus zählt die XFR-Technologie (Extended Frequency Range) zu der AMD SenseMI-Technologie, welche es ermöglicht den Prozessor über den eigentlich maximalen Takt hinaus zu betreiben, wenn der verwendete Prozessor ausreichend gekühlt wird. Die Übertaktung erfolgt dabei vollautomatisch ohne das ein Eingreifen des Nutzers nötig ist.

Abschließend gehören noch die Neural Net Prediction und Smart-Prefetch zu AMDs SenseMI-Technologie. Während Neural Net Prediction als künstliche Intelligenz prognostizierte Entscheidungen vorausahnt und so den besten Pfad innerhalb der CPU durchlaufen kann, sorgt Smart-Prefetch mit seinen Algorithmen die Neigungen und Anwendungsdaten sowie Zugriffmuster des Anwenders zu erleneren und vorauszusagen. Dadurch lassen sich wichtige Daten schon vorab in den lokalen Cache des Prozessors ablegen.