AMD Phenom II X6 und AMD 890FX Chipsatz im Test (6/9)

AMD 890FX Chipsatz

Kleines, aber sehr feines Update

Auch das Chipsatz-Business von AMD erfährt Updates. Erst kürzlich stellte das Unternehmen den 890GX Chipsatz vor, von dem wir nicht sonderlich angetan waren. Die Produktformel lautete dort: 785G + 200 MHz für die integrierte Grafik = 890GX. Macht es AMD nun mit dem High-End Chipsatz 790FX besser?

Zunächst erscheint vieles sehr vertraut: Genau wie wie der Vorgänger 790FX wird der 890FX Chip in 65nm gefertigt. Genau wie ein 790FX bietet der 890FX Chipsatz insgesamt 32 Lanes für die PCIe x16 Slots, in denen Grafkkarten ihren Platz finden. Genau wie beim 790FX teilt ein Mainboard mit 890FX Chipsatz bei CrossFire die zur Verfügung stehenden Lanes auf: 16+16 oder 8+8+8+8.

Wo also ist, abgesehen von vier weiteren Lanes für einen PCIe x4 Steckplatz - über die der 790FX nicht verfügt - der Unterschied? War das schon alles? Müssen wir wieder hart ins Gericht gehen mit AMD?

Nein!

Die eigentliche Neuerung des 890FX Chipsatzes ist sehr speziell und wird viele Anwender wohl nicht wirklich ernsthaft interessieren. Was aber nicht bedeutet, dass sie nicht für die wenigen User, für die sie relevant ist, höchst interessant sein dürfte. Die Rede ist von einer Input/Output Memory Management Unit (IOMMU).

Wie bereits angedeutet, ein sehr spezielles Feature, das auch sehr detailierte Kenntnisse erfordert, um es vollumfänglich zu verstehen. Im Rahmen dieses Artikels werden wir uns daher auf das Grundsätzliche zur Erklärung beschränken und trotzdem versuchen, des Pudels Kern zu treffen.

Die IOMMU übersetzt virtuelle Speicheradressen von Geräten in physkalische Adressen für den Arbeitsspeicher. Wenn ein dazu geeignetes Gerät nun Direct Memory Access (DMA) hat, also direkt und ohne Umwege (etwa den Systemprozessor) auf den Arbeitsspeicher zugreifen möchte, ist das zwar hinsichtlich der Performance von Vorteil, bringt aber auch Schwächen mit sich.

So können etwa 32 Bit Geräte, die über DMA verfügen, zwar direkt Zugriff auf den Arbeitsspeicher nehmen, jedoch nur unterhalb der altbekannten 4 GB Grenze. Soll ein 32 Bit Gerät auf einen darüber liegenden Speicherbereich zugreifen, wird ein so genenntes "Double Buffering" nötig, was ineffizient ist. Hier schafft eine IOMMU Abhilfe, denn sie übersetzt beispielsweise für das Gerät direkt die virtuelle Speicheradresse in eine physikalische Speicheradresse oberhalb von 4 GB.

Es gibt jedoch auch Szenarien, in denen DMA eine Sicherheitsschwachstelle darstellt. Ein gutes Beispiel hierfür sind virtualisierte Umgebungen, in denen ein Gast-Betriebssytem mit eingeschränkten Rechten Zugriff auf Geräte nehmen möchte, die eigentlich DMA fähig sind. Direkter Speicherzugriff, initiiert durch das Gast-Betriebssystem, wäre also eine potentielle Sicherheitslücke. Bislang setze AMD dafür auf den Device Exclusion Vector (DEV), um solche Vorgänge zu kontrollieren. Durch den Einsatz der IOMMU vereinfacht und erleichtert AMD also den Schutz eines virtuellen Systems. Denn so können beispielsweise native Gerätetreiber (wie etwa die von Grafikkarten) auch in einer virtualisierten Umgebung direkt für das Gast-Betriebssystem genutzt werden, ohne die Sicherheit zu kompromittieren

Dieser durch die IOMMU kontrollierte Speicherzugriff durch DMA Geräte hat aber auch in nicht-virtualisierten Umgebungen Vorteile: Arbeitet ein Gerät fehlerhaft und möchte dadurch in falschen Speicherbereichen lesen oder schreiben, dann kann die IOMMU eben dies verhindern.

Über die IOMMU verfügt für Desktop Systeme ausschließlich der AMD 890FX Chipsatz, wie anhand folgender Tabelle im Vergleich deutlich wird. Auch zu sehen sind Merkmale der weiteren Chipsätze aus AMDs 8-Series, die wir aber noch nicht alle getestet haben: