Computerprozessortypen

Vor einigen Jahren war die Auswahl eines Prozessors noch ziemlich einfach. AMD und Intel stellten jeweils zwei Prozessorserien her: eine Hauptlinie und eine Budget-Linie. Jedes Unternehmen verwendete nur einen Prozessorsockel und es gab eine begrenzte Auswahl an Prozessorgeschwindigkeiten. Wenn du einen Intel-Prozessor wolltest, hattest du vielleicht ein Dutzend Hauptmodelle und ein halbes Dutzend Budget-Modelle zur Auswahl. Das Gleiche galt für AMD.

OEM versus Einzelhandelsverpackung (Retail-Boxed)

Um die Verwirrung noch zu vergrößern, sind die meisten AMD- und Intel-Prozessoren in zwei Verpackungsarten erhältlich, genannt OEM und Retail-Boxed. OEM-Prozessorverpackungen enthalten nur den nackten Prozessor und bieten meist nur eine 90-tägige Garantie. Retail-Boxed-Prozessoren enthalten den Prozessor, einen kompatiblen CPU-Kühler und eine längere Garantie, typischerweise drei Jahre.

Ein Retail-Boxed-Prozessor ist meist der bessere Deal. Er kostet typischerweise nur ein paar Dollar mehr als die OEM-Version desselben Prozessors und der beigelegte CPU-Kühler ist meist mehr wert als der Preisunterschied. Aber wenn du planst, einen CPU-Kühler eines Drittanbieters zu installieren – zum Beispiel, weil du dein System so leise wie möglich aufrüsten willst –, kann es sinnvoll sein, den OEM-Prozessor zu kaufen.

Heutzutage ist die Auswahl eines Prozessors nicht mehr so einfach. AMD und Intel stellen mittlerweile buchstäblich Dutzende verschiedener Prozessormodelle her. Jedes Unternehmen bietet mittlerweile mehrere Prozessorlinien an, die sich in Taktrate, L2-Cache, Sockeltyp, Host-Bus-Geschwindigkeit, unterstützten Spezialfunktionen und anderen Merkmalen unterscheiden. Selbst die Modellnamen sind verwirrend. AMD hat zum Beispiel mindestens fünf verschiedene Prozessormodelle unter demselben Namen Athlon 64 3200+ angeboten. Eine Intel-Celeron-Modellnummer, die auf J endet, passt zum Sockel 775, und dieselbe Modellnummer ohne das J bezeichnet denselben Prozessor für den Sockel 478. Eine Pentium-4-Prozessormodellnummer, die auf J endet, sagt nichts über den Sockeltyp aus, für den sie ausgelegt ist, zeigt aber an, dass der Prozessor das Execute-Disable-Bit-Feature unterstützt. Und so weiter.

AMD und Intel bieten jeweils die drei in den folgenden Abschnitten beschriebenen Prozessorkategorien an.

Budget-Prozessoren verzichten zugunsten eines niedrigeren Preises auf ein wenig Leistung. Zu jedem beliebigen Zeitpunkt hat der schnellste verfügbare Budget-Prozessor von AMD oder Intel wahrscheinlich etwa 85 % der Leistung ihres langsamsten Hauptmodells. Budget-Prozessoren sind für routinemäßige Computeraufgaben mehr als ausreichend. (Schließlich war der Budget-Prozessor von heute der Hauptprozessor von gestern und der Leistungsprozessor von letzter Woche.) Budget-Prozessoren sind oft die beste Wahl für eine Systemaufrüstung, da ihre geringeren Taktraten und ihr Stromverbrauch die Kompatibilität mit einem älteren Motherboard wahrscheinlicher machen.

Die verschiedenen Modelle des AMD Sempron Prozessors werden im Preisbereich von 50 bis 125 US-Dollar verkauft und zielen auf das Budget- bis hin zum unteren Hauptsegment ab. Der Sempron ersetzte 2004 den eingestellten Sockel-A-Duron-Prozessor und 2005 den veralteten Sockel-A-Athlon-XP-Prozessor. Verschiedene Sempron-Modelle sind für den veralteten Sockel A und denselben Sockel 754 erhältlich, der auch von einigen Athlon-64-Modellen verwendet wird.

AMD verpackt tatsächlich zwei verschiedene Prozessoren unter dem Namen Sempron. Ein Sockel-A-Sempron, auch K7 Sempron genannt, ist in der Tat ein umgelabelter Athlon-XP-Prozessor. Ein Sockel-754-Sempron, in Abbildung 5-1 dargestellt, wird auch als K8 Sempron bezeichnet und ist eigentlich ein abgespecktes Athlon-64-Modell, das mit einer niedrigeren Taktrate läuft und über einen kleineren L2-Cache sowie einen Einkanal-Speichercontroller verfügt, anstatt den Dual-Channel-RAM des Athlon 64 zu nutzen. Frühe Sempron-Modelle unterstützten keine 64-Bit-Verarbeitung. Aktuelle Sempron-Modelle beinhalten 64-Bit-Unterstützung, obwohl die Praxistauglichkeit der Ausführung von 64-Bit-Software auf einem Sempron fragwürdig ist. Wie der Athlon 64 führt auch der Sempron 32-Bit-Software sehr effizient aus, daher kann man die 64-Bit-Unterstützung als zukunftssicher betrachten.

Abbildung 5-1: AMD Sempron Prozessor (Bild mit freundlicher Genehmigung von AMD, Inc.)

Wenn du ein Motherboard mit Sockel 462 (A) oder Sockel 754 in deinem System hast, bietet der Sempron einen hervorragenden Aufrüstungspfad. Du musst die Kompatibilität deines Motherboards mit dem spezifischen Sempron prüfen, den du installieren möchtest, und eventuell das BIOS aktualisieren, damit der Sempron erkannt wird.

Weitere Informationen zu Sempron-Prozessormodellen findest du unter http://www.amd.com/sempron.

Viele Jahre lang war der Intel Celeron Prozessor das arme Stiefkind und bot zu wenig Leistung zu einem zu hohen Preis. Zynische Beobachter glaubten, der einzige Grund, warum Intel überhaupt Celeron-Prozessoren verkaufte, sei der Wunsch von Systemherstellern, den Namen Intel auf ihren Kartons zu haben, ohne den höheren Preis für einen Intel-Hauptprozessor zahlen zu müssen.

Das änderte sich alles, als Intel seine Celeron-D-Modelle einführte, die heute für Motherboards mit Sockel 478 und Sockel 775 erhältlich sind. Obwohl Celeron-D-Modelle im direkten Preisvergleich immer noch langsamer sind als Semprons, ist das Gefälle bei weitem nicht mehr so groß wie in den vergangenen Jahren. Celeron-D-Prozessoren, die im Preisbereich von 60 bis 125 US-Dollar verkauft werden, sind sehr glaubwürdige Aufrüstungsprozessoren für jeden, der ein Motherboard mit Sockel 478 oder Sockel 775 besitzt. Wie beim Sempron sind auch bei den Celeron-Modellen Versionen mit 64-Bit-Unterstützung erhältlich, obwohl auch hier die Praxistauglichkeit, 64-Bit-Software auf einem Einstiegsprozessor auszuführen, fragwürdig bleibt. Auch hier ist es wichtig, die Kompatibilität deines Motherboards mit dem spezifischen Celeron zu prüfen, den du installieren möchtest, und möglicherweise musst du das BIOS aktualisieren, damit der Celeron erkannt wird.

VERMEIDE NICHT-D-CELERON-PROZESSOREN

Celeron-Prozessoren (ohne das "D") basieren auf dem Northwood-Kern und haben nur 128 KB L2-Cache. Diese Prozessoren haben eine sehr schlechte Leistung und sind leider immer noch im Verkauf. Die Celeron-D-Modelle basieren auf dem Prescott-Kern und haben 256 KB L2-Cache.

Weitere Informationen zu Celeron-Prozessormodellen findest du unter http://www.intel.com/celeron.

Hauptprozessoren kosten typischerweise 125 bis 250 US-Dollar, obwohl die schnellsten Modelle für 500 US-Dollar oder mehr verkauft werden und bis zu etwa der doppelten Gesamtleistung der langsamsten Budget-Prozessoren bieten. Ein Hauptprozessor kann eine gute Aufrüstungswahl sein, wenn du mehr Leistung benötigst, als ein Budget-Prozessor bietet, und bereit bist, die zusätzlichen Kosten zu tragen.

Abhängig von deinem Motherboard ist ein Hauptprozessor jedoch möglicherweise keine Option, selbst wenn du bereit bist, die Mehrkosten zu zahlen. Hauptprozessoren verbrauchen deutlich mehr Strom als die meisten Budget-Prozessoren, oft zu viel, um auf älteren Motherboards verwendet werden zu können. Außerdem verwenden Hauptprozessoren oft neuere Kerne, größere L2-Caches und andere Funktionen, die mit einem älteren Motherboard kompatibel sein können oder auch nicht. Ein älteres Netzteil liefert möglicherweise nicht genug Strom für einen aktuellen Hauptprozessor, und der neue Prozessor benötigt möglicherweise schnelleren Speicher, als aktuell installiert ist. Wenn du beabsichtigst, auf einen Hauptprozessor aufzurüsten, prüfe sorgfältig die Kompatibilität von Prozessor, Motherboard, Netzteil und Speicher, bevor du den Prozessor kaufst.

Der AMD Athlon 64 Prozessor, in Abbildung 5-2 dargestellt, ist in Varianten für Sockel 754 und Sockel 939 erhältlich. Wie der Name andeutet, unterstützt der Athlon 64 64-Bit-Software, obwohl nur ein winziger Prozentsatz der Athlon-64-Besitzer 64-Bit-Software ausführt. Glücklicherweise fühlt sich der Athlon 64 beim Ausführen der 32-Bit-Betriebssysteme und Anwendungssoftware, die die meisten von uns nutzen, genauso wohl.

Abbildung 5-2: AMD Athlon 64 Prozessor (Bild mit freundlicher Genehmigung von AMD, Inc.)

Wie der Sempron verfügt der Athlon 64 über einen Speichercontroller, der direkt auf dem Prozessorchip verbaut ist, anstatt auf einen Controller angewiesen zu sein, der Teil des Chipsatzes ist. Der Vorteil dieser Designentscheidung ist, dass die Speicherleistung des Athlon 64 exzellent ist. Der Nachteil ist, dass die Unterstützung eines neuen Speichertyps, wie DDR2, ein Prozessordesign erfordert. Sockel-754-Modelle haben einen Einkanal-PC3200-DDR-SDRAM-Speichercontroller im Vergleich zum Dual-Channel-Controller bei Sockel-939-Modellen; daher bieten Sockel-939-Modelle, die bei gleicher Taktrate und mit derselben L2-Cache-Größe laufen, eine etwas höhere Leistung. AMD bezeichnet zum Beispiel einen Sockel-754-Newcastle-Kern-Athlon-64 mit 512 KB L2-Cache, der mit 2,2 GHz läuft, als 3200+-Modell, während derselbe Prozessor im Sockel 939 als Athlon 64 3400+ bezeichnet wird.

ZAHLEN LÜGEN

Die Modellnummern von Athlon-64- und Sempron-Prozessoren sind unterschiedlich skaliert. Zum Beispiel läuft der Sockel-754-Sempron 3100+ mit 1800 MHz und hat 256 KB Cache, und der Sockel-754-Athlon 64 2800+ läuft mit derselben Taktrate und hat doppelt so viel Cache. Trotz der niedrigeren Modellnummer ist der Athlon 64 2800+ etwas schneller als der Sempron 3100+. Obwohl AMD dies vehement bestreitet, glauben die meisten Branchenbeobachter, dass AMD beabsichtigt, die Athlon-64-Modellnummern mit Pentium-4-Taktraten und die Sempron-Modellnummern mit Celeron-Taktraten vergleichbar zu machen. Natürlich bezeichnet auch Intel seine aktuellen Prozessoren nach Modellnummern anstatt nach Taktrate, was die Angelegenheit noch weiter verkompliziert.

Weitere Informationen zu Athlon-64-Prozessormodellen findest du unter http://www.amd.com/athlon64.

Der Pentium 4, dargestellt in Abbildung 5-3, ist Intels Flaggschiff-Prozessor und ist für Sockel 478 und Sockel 775 erhältlich. Im Gegensatz zu AMD, das manchmal dieselbe Athlon-64-Modellnummer verwendet, um vier oder mehr verschiedene Prozessoren mit unterschiedlichen Taktraten, L2-Cache-Größen und Anschlüssen zu bezeichnen, verwendet Intel ein Nummerierungsschema, das jedes Modell eindeutig identifiziert.

Ältere Pentium-4-Modelle, die nur im Sockel 478 erhältlich sind, werden durch Taktrate und manchmal einen ergänzenden Buchstaben identifiziert, um die FSB-Geschwindigkeit und/oder den Kerntyp anzugeben. Zum Beispiel wird ein Sockel-478-Northwood-Kern-Pentium-4-Prozessor, der mit einer Kerngeschwindigkeit von 2,8 GHz mit dem 400-MHz-FSB arbeitet, als Pentium 4/2.8 bezeichnet. Derselbe Prozessor mit dem 533-MHz-FSB wird als Pentium 4/2.8B bezeichnet, und mit dem 800-MHz-FSB als Pentium 4/2.8C. Ein 2,8-GHz-Prescott-Kern-Pentium-4-Prozessor wird als Pentium 4/2.8E bezeichnet.

Abbildung 5-3: Intel Pentium 4 600-Serien-Prozessor (Bild mit freundlicher Genehmigung der Intel Corporation)

Sockel-775-Pentium-4-Modelle gehören zu einer von zwei Serien. Alle 500-Serien-Prozessoren verwenden den Prescott-Kern und haben 1 MB L2-Cache. Alle 600-Serien-Prozessoren verwenden den Prescott-2M-Kern und haben 2 MB L2-Cache. Intel verwendet die zweite Zahl der Modellnummer, um die relative Taktrate anzugeben. Zum Beispiel hat ein Pentium 4/530 eine Taktrate von 3 GHz, genau wie ein Pentium 4/630. Die 540/640-Modelle laufen mit 3,2 GHz, die 550/650-Modelle mit 3,4 GHz, die 560/660-Modelle mit 3,6 GHz und so weiter. Ein "J" hinter einer Modellnummer der 500-Serie (zum Beispiel 560J) gibt an, dass der Prozessor das XDB-Feature unterstützt, jedoch keine EM64T-64-Bit-Unterstützung. Wenn eine Modellnummer der 500-Serie auf 1 endet (zum Beispiel 571), unterstützt dieses Modell sowohl das XDB-Feature als auch die EM64T-64-Bit-Verarbeitung. Alle 600-Serien-Prozessoren unterstützen sowohl XDB als auch EM64T.

Weitere Informationen zu Pentium-4-Prozessormodellen findest du unter http://www.intel.com/pentium4.

Extreme Prozessoren

Wir klassifizieren die schnellsten, teuersten Hauptprozessoren – jene, die im Bereich von 400 bis 500 US-Dollar verkauft werden – als Leistungsprozessoren, aber AMD und Intel reservieren diese Kategorie für ihre Topmodelle, die für 800 bis 1200 US-Dollar verkauft werden. Diese Prozessoren – der AMD Athlon 64 FX, der Intel Pentium 4 Extreme Edition und der Intel Pentium Extreme Edition – zielen auf den Gaming- und Enthusiasten-Markt ab und bieten bestenfalls eine geringfügig schnellere Leistung als die schnellsten Hauptmodelle.

Tatsächlich ist der Leistungsschub im Allgemeinen so gering, dass wir glauben, dass jeder, der einen dieser unverschämt teuren Prozessoren kauft, mehr Geld als Verstand hat. Wenn du in Erwägung ziehst, einen dieser extrem teuren Prozessoren zu kaufen, tu dir selbst einen Gefallen. Kaufe stattdessen einen 400 oder 500 US-Dollar teuren High-End-Hauptprozessor und verwende einen Teil des zusätzlichen Geldes für mehr Speicher, eine bessere Grafikkarte, ein besseres Display, bessere Lautsprecher oder eine andere Komponente, die tatsächlich einen spürbaren Vorteil bringt. Entweder das, oder lass das zusätzliche Geld auf dem Bankkonto.

Anfang 2005 hatten AMD und Intel ihre Prozessorkerne beide an die Grenze der maximal möglichen Geschwindigkeit getrieben, und es war klar geworden, dass der einzig praktikable Weg, die Prozessorleistung signifikant zu steigern, darin bestand, zwei Prozessoren zu verwenden. Obwohl es möglich ist, Systeme mit zwei physischen Prozessoren zu bauen, bringt dies viele Komplexitäten mit sich, nicht zuletzt eine Verdoppelung des bereits hohen Stromverbrauchs und der Wärmeentwicklung. AMD, später gefolgt von Intel, entschied sich für den Dual-Core-Ansatz.

Die Kombination von zwei Kernen in einem Prozessor ist nicht genau dasselbe wie die Verdoppelung der Geschwindigkeit eines einzelnen Prozessors. Erstens gibt es einen Verwaltungsaufwand für die beiden Kerne, der bei einem einzelnen Prozessor nicht existiert. Außerdem läuft ein Programmthread in einer Single-Tasking-Umgebung auf einem Dual-Core-Prozessor nicht schneller als auf einem Single-Core-Prozessor, daher verdoppelt die Anzahl der Kerne keineswegs die Anwendungsleistung. Aber in einer Multitasking-Umgebung, in der viele Programme und ihre Threads um Prozessorzeit konkurrieren, bedeutet die Verfügbarkeit eines zweiten Prozessorkerns, dass ein Thread auf einem Kern laufen kann, während ein zweiter Thread auf dem zweiten Kern läuft.

Das Ergebnis ist, dass ein Dual-Core-Prozessor bei starkem Multitasking typischerweise eine 25 % bis 75 % höhere Leistung bietet als ein ähnlicher Single-Core-Prozessor. Die Dual-Core-Leistung für eine einzelne Anwendung bleibt im Wesentlichen unverändert, es sei denn, die Anwendung ist für die Unterstützung von Threading ausgelegt, was bei vielen prozessorintensiven Anwendungen der Fall ist. (Zum Beispiel verwendet ein Webbrowser Threading, um die Benutzeroberfläche reaktionsfähig zu halten, selbst wenn er einen Netzwerkvorgang ausführt.) Selbst wenn du nur nicht-threaded Anwendungen ausführst, würdest du einen gewissen Leistungsvorteil durch einen Dual-Core-Prozessor sehen. Das ist wahr, da ein Betriebssystem wie Windows XP, das Dual-Core-Prozessoren unterstützt, automatisch verschiedene Prozesse jedem Kern zuweist.

Der AMD Athlon 64 X2, dargestellt in Abbildung 5-4, hat mehrere Vorzüge, darunter hohe Leistung, relativ geringen Strombedarf und Wärmeentwicklung sowie Kompatibilität mit den meisten bestehenden Motherboards mit Sockel 939. Leider hat Intel seine günstigsten Dual-Core-Prozessoren im Bereich unter 250 US-Dollar angesiedelt, während die günstigsten AMD-Dual-Core-Modelle anfangs im Bereich von 800 US-Dollar verkauft wurden, was für die meisten Aufrüster nicht in Frage kommt. Glücklicherweise hatte AMD bis Ende 2005 begonnen, preiswertere Dual-Core-Modelle auszuliefern, obwohl die Verfügbarkeit begrenzt ist.

Abbildung 5-4: AMD Athlon 64 X2 Prozessor (Bild mit freundlicher Genehmigung von AMD, Inc.)

Weitere Informationen zu Athlon-64-X2-Prozessormodellen findest du unter http://www.amd.com/athlon64.

Die Ankündigung von AMDs Dual-Core-Prozessor Athlon 64 X2 traf Intel unvorbereitet. Unter Druck verfolgte Intel einen roheren Ansatz, um einen Dual-Core-Prozessor herzustellen. Anstatt einen integrierten Dual-Core-Prozessor zu bauen, wie AMD es mit seinen Athlon-64-X2-Prozessoren getan hatte, klatschte Intel im Wesentlichen zwei langsamere Pentium-4-Kerne auf ein Substrat und nannte es den Pentium D Dual-Core-Prozessor.

Der 90-nm-Smithfield-Kern-Pentium-D der 800-Serie, dargestellt in Abbildung 5-5, ist für Intel eine behelfsmäßige Übergangslösung, die entwickelt wurde, um dem AMD Athlon 64 X2 entgegenzuwirken, bis Intel seine echte Antwort auf den Markt bringen kann: den 65-nm-Presler-Kern-Dual-Core-Prozessor, der wahrscheinlich als Pentium D der 900-Serie bezeichnet wird. Die Dual-Core-Prozessoren auf Presler-Basis werden vollständig integriert, kompatibel mit bestehenden Dual-Core-Intel-kompatiblen Motherboards sein und sich durch reduzierten Stromverbrauch, geringere Wärmeabgabe, doppelt so viel L2-Cache und eine deutlich höhere Leistung auszeichnen.

Abbildung 5-5: Intel Pentium D Dual-Core-Prozessor (Bild mit freundlicher Genehmigung der Intel Corporation)

Beim Lesen des Vorhergehenden könnte man meinen, wir hätten nur Verachtung für die Pentium-D-Prozessoren der 800-Serie übrig. Tatsächlich könnte nichts weiter von der Wahrheit entfernt sein. Sie sind eine Behelfslösung, ja, aber sie sind eine einigermaßen billige, sehr effektive Behelfslösung, vorausgesetzt, du hast ein Motherboard, das sie unterstützt. Wir haben ein frühes Testexemplar des günstigsten Pentium D der 800-Serie, den 820, ausgiebig getestet. Der 820 läuft mit 2,8 GHz, und unter leichter, meist Single-Tasking-Nutzung "fühlt" sich der 820 ziemlich genau wie ein Prescott-Kern-Pentium-4 mit 2,8 GHz an. Als wir immer mehr Prozesse hinzufügten, wurde der Unterschied deutlich. Anstatt in die Knie zu gehen, wie es der Single-Core-Prescott getan hätte, lieferte der Pentium D eine flotte Reaktion auf den Vordergrundprozess.

Weitere Informationen zu Pentium-D-Prozessormodellen findest du unter http://www.intel.com/products/processor/....

Tabelle 5-2 listet die wichtigen Merkmale aktueller AMD-Prozessoren auf, einschließlich der unterstützten Spezialfunktionen.

Tabelle 5-2: Zusammenfassung zu AMD-Prozessoren

Tabelle 5-3 listet die wichtigen Merkmale aktueller Intel-Prozessoren auf, einschließlich der unterstützten Spezialfunktionen.

Tabelle 5-3: Zusammenfassung zu Intel-Prozessoren

SPEZIALFUNKTIONEN

Spezialfunktionen sind nicht immer in einer gesamten Prozessorlinie implementiert. Zum Beispiel führen wir die Prozessoren der Pentium D 8XX-Serie als EM64T-, SSE3-, EIST- und Dual-Core-unterstützend auf. Zum Zeitpunkt, als wir dies schrieben, waren drei Modelle der Pentium D 8XX-Serie verfügbar: der 2,8-GHz-820, der 3,0-GHz-830 und der 3,2-GHz-840. Die Modelle 830 und 840 unterstützen alle aufgeführten Spezialfunktionen. Das Modell 820 unterstützt EM64T-, SSE3- und Dual-Core-Betrieb, aber nicht EIST. Wenn eine Spezialfunktion, die als von einer bestimmten Prozessorlinie unterstützt aufgeführt ist, für dich wichtig ist, prüfe, ob sie in genau dem Prozessormodell unterstützt wird, das du kaufen möchtest.

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