AMD Bulldozer

Die Bulldozer-Mikroarchitektur ist eine von AMD entwickelte Mikroarchitektur für x86-Prozessoren, auf deren Basis erste Modelle unter dem Markennamen AMD FX im Oktober 2011 vorgestellt wurden. „Bulldozer“ ist eine von AMD neu entwickelte Mikroarchitektur, deren wichtigstes Merkmal das sogenannte „Core Multithreading“ (CMT) ist, einige Elemente wurden aber auch aus der AMD-K10-Architektur übernommen.


AMD FX

Die FX-Serie ist eine Familie von x64-Mikroprozessoren des Herstellers AMD. Es handelt es dabei um Mehrkernprozessoren für Desktop-Computer. Die Prozessoren basieren auf der Bulldozer-Architektur.

Geschichte

Nach seiner Ankündigung im Q4 2010 gab es zunächst viel Wirbel um die neue Architektur, da sie das erste mal seit vielen Jahren wieder konkurrenzfähig zu Intel sein sollte. Ein knappes Jahr später wurden die ersten vier Prozessoren veröffentlicht. Der FX-4100, FX-6100, FX-8120 und FX-8150 sind die ersten verfügbaren Prozessoren. Nach AMDs Marketing sollten die CPUs das High- End Segment bedienen und dank ihrem offenen Multiplikator eine hohe Übertaktung ermöglichen. In ersten Tests unter Windows lag jedoch auch das Topmodell hinter dem Pendant von Intel, dem Core i7 2600K und konsumierte dabei wesentlich mehr elektrische Leistung. Die enorme Leistungsaufnahme ist auch der begrenzende Faktor beim Übertakten auf üblichen Mainboards mit üblicher Kühlung. Eine leichte Verbesserung der Leistung um 3 bis maximal 10 Prozent in einigen ausgewählten Fällen soll unter Windows 8 erfolgen, da dort ein besserer Support für die Architektur geboten werden soll.

Softwareoptimierung

Unter Verwendung des Open64 Compilers unter Linux kann je nach Benchmarks teilweise mehr als die doppelte Leistung aus dem Bulldozer geholt werden.

Der Open64 Compiler ist jedoch nicht vollständig mit allen Funktionen eines Compilers wie GCC ausgerüstet, weswegen man nicht ein ganzes System mit Open64 kompilieren kann und somit nicht die volle Optimierung in allen Anwendungsbereichen nutzen kann.

In aktuellen GCC Versionen bietet aber GCC bereits selbst auch Optimierung für den Bulldozer welche mit -march=bdver1 genutzt werden kann. Hierdurch wird die Performance erheblich erhöht. Diese Optimierung in GCC kann auch genutzt werden um das ganze Betriebssystem mit allen Anwendungen zu kompilieren wodurch die Optimierung in allen Anwendungen angewandt wird, was jedoch in einigen Anwendungen auch gar keine oder gar negative Auswirkungen auf die Performance haben kann. Je nach Anwendung läuft diese Optimierung schneller oder langsamer als das kompilieren mit AMDs eigenem Open64 Compiler.

Technisches

Jeder Prozessor besteht aus mehreren sogenannten Modulen. Ein Modul beinhaltet jeweils, neben Cache und allem was sonst zu einem typischen Prozessor Kern gehört, zwei Integer-Cluster aber nur eine Gleitkomma-Einheit. Es steht insgesamt nur eine Gleitkomma-Einheit pro Modul zur Verfügung. Die Gleitkomm-Einheit kann entweder einen Thread mit 256-Bit-Befehlen oder zwei Threads mit 128-bit Befehlen abarbeiten. Auf den Integer-Clustern kann jeweils nur eine Thread ausgeführt werden. Alle anderen Einheiten des Prozessors wie etwa Fetch und Decode teilen sich alle Ausführungseinheiten. AMD nennt diesen Ansatz Core-Multithreading. Bei dieser Methode verfolgt man einen ähnlich Ansatz wie mit Simultaneous Multithreading, geht jedoch einen Schritt weiter. Während man bei Simultaneous Multithreading im Wesentlichen nur die Register verdoppelt, um so zwei Threads auf einem Kern auszuführen, werden bei der Bulldozer Architektur mehrere Integer Cluster in einem Modul verbaut.

Zusätzlich zu den Spezialbefehlen für AES-Verschlüsselung und der Erweiterung 'Advanced Vector Extensions' bietet der FX als erster Prozessor echte Vier-Operanden-Befehle (Fused-Multiply-Add, FMA4).

 

Ein etwas weiterführender Bericht ist unter folgendem Link (leider nur im englischen Wikipedia) aufgeführt:

http://en.wikipedia.org/wiki/Bulldozer_%28microarchitecture%29

In unserer Tech-Base sind die Bulldozer-CPUs unter AMD-FX (Desktop) und AMD Opteron Bulldozer (Server) zu finden.

Quelle: www.wikipedia.de


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Zuletzt geändert am: 17. Dezember 2011