Energiehunger: AMDs 90 nm versus 65 nm Prozess - Seite 9

Um beim Übertakten höhere Ergebnisse zu bekommen, wird oft schnell zur Spannungsspritze gegriffen. Doch die Folgen können dabei sehr dramatisch sein und die Verlustleistung in gigantische Höhen schnellen lassen. Bei 1,5 Volt und fast 3 GHz ist dann auch der AMD Kühler trotz zweier Lüfter mit den über 130 Watt Abwärme völlig überfordert.

Der 65 nm Prozessor war bei 2800 MHz sicherlich noch nicht am Ende, das Board schafft aber einfach keinen höheren Referenztakt.

Halbleiter wie Silizium leiten mit steigenden Temperaturen den Strom besser, der Widerstand sinkt also. Das hat logischerweise auch einen direkten Einfluss auf die im Prozessor umgesetzte Verlustleistung, die ebenfalls mit der Temperatur ansteigt. Auch hier zeigt sich wieder ein bereits bekanntes Phänomen, der Anstieg ist beim 90 nm Prozess steiler wie beim 65 nm Prozess.
Generell ist diese Eigenschaft von Halbleitern ein ziemliches Dilemma für Notebook-Konstrukteure; bei dem stark eingeschränkten Platzangebot und möglichst geringen Gewicht bleiben nicht viele Möglichkeiten für eine leistungsfähige Kühlung. Gleichzeitig soll aber der Verbrauch so gering wie möglich sein, um eine lange Akkulaufzeit zu erreichen, alles Punkte, die sich gegenseitig widersprechen.

Die AMD K8 Prozessoren beherrschen verschiedene Power-States, um Energie zu sparen wenn keine maximale Rechenleistung benötigt wird, allgemein bekannt unter dem Namen Cool and Quiet. Im letzten Diagramm sind neben der schon vorher dargestellten Idle Leistung auch die einzelnen QnC Stufen eingezeichnet.
An dem Beispiel des 90 nm Prozessor bei 2600 MHz (blaue Kurve) lässt sich erkennen, dass AMD dafür eine werksseitige Betriebsspannung von 1,30 Volt eingestellt hat. Aber auch mit 1,25 Volt funktioniert der Prozessor bei 2600 MHz noch einwandfrei. AMD muss als Hersteller natürlich auch den Betrieb unter ungünstigen Bedingungen garantieren, daher ist eine Sicherheitsreserve von 0,05 Volt durchaus angemessen.
Nun ein Blick auf die niedrigste Taktstufe mit 1000 MHz (cyane Kurve). Hier gibt AMD noch 1,10 Volt vor, zum stabilen Betrieb genügen dem Prozessor aber bereits 0,90 Volt. Eine Sicherheitsreserve von 0,20 Volt ist klar zu viel, 1,00 Volt reichen für 1000 MHz vollkommen aus. Durch die schlechte Wahl der Spannung wird unnötig Energie verschwendet und der Planet zerstört, was ganz nebenbei der Kunde auch noch bezahlen darf.

Das gleiche erschreckende Bild zeigt sich beim 65 nm Prozessor. Durchweg ist die Reserve mit 0,20 Volt einfach viel zu groß gewählt. Nach welchen Kriterien AMD die Spannungen vorgibt und wie die genaue Selektierung der Dies abläuft ist zwar nicht bekannt, doch AMD hat in den Vorgaben für den Sockel AM2 und AM2+ extra großzügige Spannungswahlmöglichkeiten mit einer 6 Bit breiten VID eingeplant, ohne die nun überhaupt auszunutzen. Mit einer besseren Auswähl könnte AMD den 65 nm Prozessor nicht als 45 Watt Modell, sondern auch als 35 Watt Modell verkaufen und einen paar Dollar höheren Preis erzielen.

Ein weiteres Absatzfeld lässt AMD seit Monaten einfach links liegen, die Netbooks.
Die Messungen haben gezeigt, der Brisbane Kerne eignet sich sehr wohl auch für kleine Netbooks. Mit 800 MHz bis 1200 MHz bei 0,80 Volt und kleinem 25x25 mm BGA Package ließe sich der Prozessor ideal mit einem NVIDIA Single-Chip IGP der 8200M G oder 9100M G Reihe kombinieren. Den IGP könnte man bei den geringeren Auflösungen der kleinen Displays auch nochmal deutlich geringer takten und so weiter sparen. Eine derartige Kombination wäre im Bereich der gehobenen 10-12" Netbooks zwischen 400 $ und 550 $ konkurrenzlos leistungsfähig.
Stattdessen schießt AMD lieber verbal gegen Netbooks und bezeichnet sie als unnötig, wodurch den Aktionären und Mitarbeitern ein erheblicher Schaden entsteht.

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Quellenverzeichnis:

  • Model Number and Feature Comparisons AMD Athlon™ X2 Dual-Core Processors
  • Datasheet STMicroelectronis L6740L Revision 2
  • Bin zum ersten mal hier....

    .... und habe selten einen so guten Review gelesen.

    Werde Werbung machen und wieder kommen.