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AMD: Kaveri-APU für Desktop-PCs vorgestellt

Startschuss für Kaveri: AMDs neue 28-Nanometer-APU löst die bisherige Richland-Architektur ab und soll vor allem mit einer deutlich verbesserten Grafikeinheit punkten. Die Einführung erfolgt zunächst nur im Desktop-Segment mit den Modellen A10-7850K und 7700K, die Notebook-Ableger folgen später.

Welcome to the revolution. Es sind markige Worte, mit denen AMD die Vorstellung der jüngsten APU-Generation, Codename "Kaveri", einleitet. Auch wenn sich der heutige Launch zunächst nur um die Desktop-Ableger dreht, wollen wir dennoch einen kurzen Blick auf die Änderungen und Besonderheiten des neuen Chips werfen.

Den Anfang machen die beiden Modelle A10-7850K und A10-7700K, wohingegen der A8-7600 etwas später im ersten Quartal folgen soll. Nachfolgend die technischen Daten aller drei Modelle:

A10-7850K A10-7700K A8-7600
Kerne (Module) 4 (2) 4 (2) 4 (2)
CPU-Takt 3,7 GHz 3,4 GHz 3,1 GHz / 3,3 GHz
CPU-Turbo 4,0 GHz 3,8 GHz 3,3 GHz / 3,8 GHz
GPU-Kerne 8 (512 Shader) 6 (384 Shader) 6 (384 Shader)
GPU-Takt 720 MHz 720 MHz 720 MHz
TDP 95 W 95 W 45 W / 65 W
Preis 173 $ 152 $ 119 $

Ebenso wie die Vorgänger Trinity und Richland baut Kaveri auf dem Modul-basierten Bulldozer-Design auf. Dabei kommen auch weiterhin maximal zwei Module mit jeweils zwei Kernen zum Einsatz (AMD spricht hier von vier Compute Cores), deren Architektur jedoch kräftig überarbeitet wurde. "Steamroller", so der Name der neuen Kerne, soll die Pro-MHz-Leistung gegenüber Piledriver (Trinity/Richland) um durchschnittlich rund 10 Prozent steigern. Erreicht wird dies unter anderem mittels einer verbesserten Sprungvorhersage, zusätzlichen Decodern sowie einer höheren Trefferquote auf den vergrößerten L1-I-Cache. Ungeachtet dieser Optimierungen wird die resultierende CPU-Performance dennoch kaum über dem Vorgänger liegen: Die Basis- und Turbo-Taktraten fallen bei Kaveri etwas niedriger als bei Richland aus, was die IPC-Gewinne weitestgehend auffrisst.

Der Grund dafür liegt in der neuen 28-nm-SHP-Fertigung von Globalfoundries. Dieser Prozess wurde speziell für Kaveri entwickelt und stellt eine Art Kompromisslösung dar, die die Bedürfnisse von Prozessor- und Grafik-Part gleichermaßen berücksichtigt – das bedeutet hohe Taktraten auf der einen, eine möglichst gute Packdichte auf der anderen Seite. So schafft es AMD, auf einer Fläche von nur 245 mm² stattliche 2,41 Milliarden Transistoren unterzubringen. Bei Richland (32 Nanometer) waren es bei ähnlicher Fläche dagegen nur etwa 1,3 Milliarden.

Das gewachsene Transistorbudget wurde vor allem in die Grafikeinheit investiert. Anstelle von 384 VLIW4-ALUs (Trinity/Richland) integriert Kaveri nun 512 Shader respektive 8 Compute Cores auf Basis der GCN-Architektur, die auch in aktuellen High-End-GPUs wie der Radeon R9 290X Verwendung findet. Neben dem aktualisierten Featureset, welches nun auch DirectX 11.2 Tier 2 sowie die Unterstützung der Mantle-API umfasst, profitiert davon vor allem die Performance: Bereits das 45-Watt-Modell A8-7600 soll im 3DMark Fire Strike schneller als der bisher Spitzenreiter A10-6800K rechnen, für das neue Topmodell stellt AMD gar eine Steigerung von etwa 30 Prozent in Aussicht. Noch deutlich größere Zuwäche sind im GPGPU-Bereich zu verzeichnen, wo die GCN-Architektur traditionell sehr stark abschneidet.

Ein weiteres großes Thema bei Kaveri ist das sogenannte HSA-Konzept (Heterogenous System Architecture). Verschiedene Maßnahmen sollen dazu beitragen, dass die gesamte APU – also auch der GPU-Teil – möglichst effizient für allgemeine Berechnungen herangezogen werden kann. Im Mittelpunkt steht dabei hUMA (Heterogeneous Uniform Memory Access), das heißt ein gemeinsamer Speicherbereich für CPU und Grafikeinheit. Dadurch entfällt wiederum das bislang notwendige Hin- und Herkopieren von Daten, was die Performance steigert und den Energieverbrauch senkt.

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Besonders gespannt sind wir natürlich auf die später in diesem Jahr erscheinenden Notebook-Modelle, zu denen AMD bislang aber noch keine genaueren Details verraten wollte. Erwarten darf man indes einiges: Kaveri soll speziell im Low-Power-Segment die größten Leistungsgewinne zeigen, wenngleich die begrenzte Bandbreite – DDR3-2400 wird von den Notebook-Modellen sicherlich nicht unterstützt – das Potential ein wenig einbremsen dürfte. Auch die Akkulaufzeiten sollen weiter zulegen, unter anderem durch eine deutliche Verbrauchsreduktion im S3-Modus. Je nach Erscheinungstermin dürfte der Hauptgegner Kaveris allerdings auch nicht mehr Haswell, sondern bereits Broadwell heißen – auf eine Schwäche der Konkurrenz darf AMD wohl auch 2014 nicht hoffen.

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Autor: Till Schönborn, 14.01.2014 (Update: 15.01.2014)
Till Schönborn
Till Schönborn - Managing Editor Business
Freude am Schreiben und die Faszination für (mobile) Technik brachten mich im Herbst 2011 zu Notebookcheck. Neben unzähligen Notebook-Tests und Newsmeldungen habe ich seitdem eine Reihe technischer Hintergrundartikel zu CPU- und GPU-Architekturen verfasst und betreue zudem unsere Hardware-Datenbank. Seit Anfang 2014 leite ich den Bereich der Premium-Business-Notebooks, fühle mich aber auch im Smartphone- oder Tablet-Segment zu Hause – das gespannte "Kribbeln" beim Testen neuer Hardware ist auch nach vielen Jahren noch nicht verflogen. Die schmale Freizeit zwischen Studium und Job wird zumeist fernab jeglicher Elektronik in der Natur verbracht.