AMD FAD 2015: HBM-GPUs, Zen-Prozessoren, FinFET und Sockel AM4 angekündigt

Vorsicht ist geboten: Wenn AMD die verbale Bazooka auspackte und kommende Produkte besonders euphorisch ankündigte, blieb man mitunter nach dem Launch mit dem Gefühl eines Katers zurück. So war das mit den Barcelona-CPUs und den R600-GPUs. So war das mit der Generation der Bulldozer-CPUs. Aber AMD hat auch eine Geschichte äußerst gelungener Produkte vorzuweisen, dazu zählen beispielsweise die K7- und K8-CPUs oder die GCN-GPUs. Fest steht, dass sich bis Ende 2016 erweist, ob der aktuelle Optimismus von AMD gerechtfertigt gewesen sein wird.

CPUs und APUs mit Zen-Cores kommen 2016

Nun also kündigt AMD wieder offiziell und mit stolzgeschwellter Brust neu entwickelte CPU-Kerne an, um die die Grüchteküche in den letzten Wochen schon rumorte: Die Zen-Generation. Laut Dr. Lisa Su, CEO bei AMD, handelt es sich bei der Architektur um konkurrenzfähige Hochleistungskerne, die es also mit den Produkten des ewigen Rivalen Intel aufnehmen können sollen.

Dazu bricht AMD komplett mit dem Bulldozer-Prinzip. Statt Clustered Multi-Threading (CMT) mittels Modulen kommt in den Zen-Kernen wie bei Intels Hyper-Threading Technologie das Simultaneous Multi-Threading (SMT) zum Einsatz. Die bei den Bulldozer-Abkömmlingen in bestimmten Anwendungen mageren Instructions per Cycle (augeführte Befehle pro Takt; IPC) sollen mit Zen um 40 Prozent steigen. Caches und Speicheranbindung sind laut AMD komplett überarbeitet.

Besonders die Hausmarke der um 40 Prozent gesteigerten IPC könnte aber wieder einmal unrealistische Erwartungen bezüglich der von den Zen-Kernen erzielbaren Performance wecken. Denn die Bulldozer-CPUs begegnen ihrer relativen IPC-Schwäche mit sehr hohen Taktraten, die Chip-Architektur ist darauf ausgelegt und optimiert. Über die angepeilten Taktraten der Zen-CPUs ist jedoch nichts bekannt; dass es sich dabei wieder um ein High-Frequency-Design handeln wird, ist nicht gesagt. Kurzum: eine Performance-Steigerung um 40 Prozent ist nur dann wahrscheinlich, wenn die Zen-CPUs mit den gleichen Taktraten antreten, wie die von AMD als Referenz genannten Excavator-Prozessoren (mobile Carrizo-APUs).

Es ist aber sehr fraglich, ob die derzeit bei FX-CPUs für Desktop-Systeme gegeben Taktraten jenseits der 4 GHz auch mit Zen möglich sein werden. Denn bedingt duch den Schwenk von CMT auf SMT werden die Zen-Kerne absehbar deutlich komplexer und die Pipeline mit Sicherheit länger, als bei Bulldozers Abkömmling Vishera. Komplexe Kerne mit langen Pipelines ermöglichen als Faustregel weniger Takt-Potenzial als schlanke Kerne mit kurzen Pipelines.

Darüber hinaus plant AMD, auf Basis der Zen-Cores die gesamte Produktpalette an CPUs und APUs abzudecken. Von Ultra-Low-Voltage (ULV) bis zu High-Performance (HP) sollen die Zen-Cores in unterschiedlichen Prozessorenvarianten zum Einsatz kommen. Sowohl im Desktop- als auch im Mobile-Segment. Um diese weite Spanne zu realisieren hilft laut AMD der Einsatz der FinFET-Technologie.

Zur Erinnerung: Im laufenden Jahr 2015 benötigt AMD ein ganzes Potpourri verschiedener Prozessorenkerne und Generationen, um den Bogen von ULV bis HP zu spannen: Puma-Cores in den Mullins- und den kommenden Carrizo-L-APUs, Excavator-Cores in den kommenden Carrizo-APUs, Steamroller-Cores in den Desktop-APUs, Vishera-Cores in den FX CPUs. Mit Zen als einheitlichem Allround-Kern wird AMD sicherlich Kompromisse eingehen müssen, sehr wahrscheinlich eben auch beim maximal erzielbaren Takt.

Neuer Einheits-Sockel AM4

Interessant wird in diesem Zusammenhang auch die kommende Plattform mit Sockel AM4 werden. APUs der 7. Generation und die FX-Prozessoren werden sich diesen Sockel teilen. Damit steht beinahe schon fest, dass die künftigen Zen-basierten FX-CPUs als SoC ausgeführt sein werden. Es werden also absehbar weder North- noch Southbridge auf den AM4-Mainboards zu finden sein. Diese Annahme ergibt sich aus der Tatsache, dass die APUs der 7. Generation sowohl in Notebooks (hier mit Sockel FP4 im BGA-Package) als auch in Desktop-Systemen zum Einsatz kommen. Weil bereits die Carrizo-APUs (6. Generation) als SoC ausgeführt sind, kann AMD mit den nachfolgenden Zen-APUs schlecht einen Rückschritt machen.

Daraus ergibt sich die Fragestellung, ob auch tatsächlich alle AM4-Prozessoren auf jedem AM4-Mainboard sinnvoll einsetzbar sein werden. Denn die Zen-basierten FX-CPUs werden am I/O-Panel eines Mainboards keine Anschlüsse für die Bildausgabe benötigen. Umgekehrt darf angenommen werden, dass die Zen-APUs keine so leistungsfähige und damit teure Spannungsversorgung erfordern, wie die FX-CPUs. Zudem gibt AMD an, dass die FX-CPUs den DDR4-Standard unterstützen werden, bei den APUs hingegen gibt AMD sowohl DDR3 als auch DDR4 an.

Radeon R9 390(X): HBM GPU zur Computex

Die erste GPU mit HBM wird laut AMD in den kommenden Wochen auf den Markt geworfen. Damit steht die Computex (2. - 6. Juni) als Launch-Termin für die Radeon R9 390(X) nun faktisch fest, vielleicht auch ein paar Tage später. AMD nannte während des FAD 2015 auch erste Eckdaten zum HBM-Design: Der HBM-Speicher besteht aus einem 3D-Stack, das neben der GPU auf einem Interposer sitzt. Abgesehen von der Steigerung der reinen Speicher-Performance verspricht sich AMD eine Steigerung der Performance-Per-Watt um den Faktor 3, verglichen mit GDDR5. Der HBM-Speicher soll weniger als die Hälfte der Energie benötigen.

Durch HBM sollen laut AMD auch neue Designs bei Grafikkarten möglich sein, vor allem weil kein GDDR5-Speicher mehr auf dem PCB untergebracht werden muss. Für das Jahr 2016 kündigt AMD sogar schon die zweite Generation der HBM-Technologie für die Radeon-GPUs an, wodurch in Kombination mit dem Einsatz von FinFET dann die Performance-Per-Watt von Radeon-Grafikkarten verdoppelt werden soll.