David ist am Drücker!
…oder wie AMD den Markt umkrempelt und Intel das fürchten lehrt
Dieser Artikel ist einem Gespräch neulich in unserem Teamspeak gewidmet. Klar wir treffen uns zum zocken und zum Quark aushecken, nur dazu wären wir ohne vorhandene Hardware nicht im Stande. Darum hier ein kleines Exposé.
Einleitung
Jeder von Euch hat eine und jeder braucht eine. Die CPU. Egal ob Handy, Fire-TV-Box/-Stick, AV-Receiver, Toaster, Waschmaschine oder Personal-Computer. Überall sind Rechenherzen verbaut.
Diese halten dank Bios und Betriebssystem den jeweiligen Apparat einmal mehr, einmal weniger schnell am Laufen. Im Moment herrscht Aufbruchstimmung am gesamten X86-CPU-Markt, denn der Gigant am CPU-Himmel, Intel, schwächelt. Meldungen über immer neue Sicherheitslücken (Meltdown, Spectre usw.) und anwährende Fertigungsprobleme werden gefühlt täglich veröffentlicht und graben an Intels Integrität. Der Riese hat mit der aktuellen (seit 2006) Core-Mikroarchitektur das Entwicklungsende, beim Shrink auf 14nm und der bereits vierten Iteration, scheinbar erreicht und kann bis voraussichtlich 2021 keinen weiteren Miniaturisierungsschritt nachlegen. Dafür sind einfach die Kapazitäten in den eigenen Fabriken und die Ausbeute bei der Fertigung im anvisierten 10nm-Step zu gering. Bis auf CPUs für den mobilen Sektor ist der 10nm Prozess weit von der Serienfertigung entfernt.
Da ihr beruflich anderweitig eingespannt seid und meist eher nicht auf Technikseiten herumlungert, so wie ich, versuche ich Euch hier nahe zu legen, was sich in den letzten Jahren am CPU-Markt getan hat, bzw. was sich wahrscheinlich tun wird.
Der Ruf des Alten und Gammligen
AMD hat es die letzten Jahre schwer gehabt. Der Hersteller musste nach erfolgreichen Produkten wie dem Athlon/Athlon II mehrere schwere Rückschläge verkraften. Ein riesiger Schuldenberg nach der Übernahme von ATI, Missmanagement über eine lange Zeitspanne, Ausgliederung der eigenen Fertigungsanlagen oder ineffiziente CPU-Architektur mit Bulldozer, sind nur einige Gründe. Kein Fettnäpfchen ließ AMD aus, um mehr und mehr hinter den Wettbewerber zurück zu fallen. Intel hatte die bessere Strategie und immer noch die eigene Fertigung. AMD war in der Zeit bei Globalfoundries (das Unternehmen, was die Fertigungsanlagen von AMD übernommen hatte, alleiniger Anteilseigner ist ATIC) Kunde, wo designte CPUs gefertigt wurden, teilweise mit schlechter Ausbeute und schlechtem Wirkungsgrad.
Vorurteile und deren Konsequenzen
Aus dieser Zeit, in der Intel seine Marktstellung durch schnelle Entwicklungsschritte
(Tick-Tock-Modell) und teilweise
unlauterem Wettbewerb bis quasi auf ein Monopol ausbauen konnte, stammen auch die meisten Vorurteile derer, die heute behaupten, AMD wäre eine schlechte Wahl. AMD
war eine schlechte Wahl zu der Zeit, ohne Frage. Intel konnte Preise für ihre Produkte aufrufen, die jenseits von Gut und Böse lagen und die gemeine Gamerschaft hat sie ohne Murren bezahlt. Aber ist das heute noch immer so?
AMD hat aus diesen Tagen gelernt, so scheint es. Die aktuellen Prozessoren werden momentan zu fast 100% bei TSMC gefertigt. Taiwan Semiconductor Manufacturing Company ist der weltweit größte unabhängige Auftragsfertiger für Halbleiterprodukte. Zu den Kunden gehören neben AMD auch Apple, NVIDIA (Ja, seht her: Euer liebster Grafikchiphersteller NVIDIA lässt dort ebenfalls produzieren, also kann es so schlecht nicht sein.), Qualcomm, Broadcom, Cisco und Xilinx. Das heißt zwar in erster Linie Abhängigkeit, in zweiter jedoch strategischer Nutzen. Neben Samsung hat TSMC als Fertiger den 7nm-Prozess zur Serienreife geführt, in dem jetzt die aktuellen CPUs von unter AMD und Apple gefertigt werden. AMD kann hier als Kunde mehr oder weniger flexibel Produktionskapazitäten bestellen und ist unabhängig, hat keine Fabriken oder Mitarbeiter- und Entwicklungskosten, die auf den Gewinn drücken.
AMD designt nur noch, TSMC fertigt. Der Halbleiterproduzent hat bereits mit der Risikofertigung in 5nm-Strukturbreite begonnen, 3nm sind in der Entwicklung/Planung. Nächstes Jahr wird 7nm+, also ein Hybrid aus der bis jetzt klassischen Immersionslithographie und EUV (extrem ultraviolett) – Lithographie, in Serienprodukten Einzug halten. Auch dieses Verfahren wird AMD für kommende Produkte nutzen können.
Die Welt ist im Wandel
2012 begann für AMD die Entwicklung einer neuen Mikroarchitektur unter Jim Keller. ZEN war geboren. Die Architektur sollte die Einzelkernleistung steigern und bisher nie dagewesene acht Kerne in das Desktopsegment hieven. Grundstein der Architektur ist die Entwicklung eines CPU-Komplexes (CCX), bestehend aus vier Kernen und Cache, welche in der Fertigung verbunden durch den „infinity fabric“- Bus untereinander kommunizieren können, dann eine Zeppelin-Die ergeben. Dieses Die kann für die Produktion aller CPU-Sparten kombiniert werden und sechs- 32 Kerner hervorbringen.
Das Endprodukt in eine CPU verpackt ist bereits seit 2017 am Markt und heißt Ryzen (Desktop, Mobile,APU), Threadripper (Prosumer) und Epyc (Server).
Intel machte sich drüber lustig indem sie skandierten, AMD würde Chips nur zusammenkleben. Das Lachen sollte Ihnen im Halse stecken bleiben. Da Intel momentan noch auf eine monolithische Fertigung der Dies setzt, werden bei größeren Chips die Yieldraten (Ausbeute pro Wafer) kleiner. Ergo die Produktionskosten pro Chip steigen. Hier setzt die Flexibilität der Zen-Architektur an.
Im Desktop waren über Jahre hinweg vier Kerne (plus SMT) das Maß aller Dinge und Intel bot mit jeder Generation maximal 5-10% Mehrleistung durch Shrinks oder kleinere Architekturverbesserungen an.
AMD warf 2017 nun einen bezahlbaren, in 14nm bei Globalfoundries gefertigten, Acht-Kerner (Ryzen 1800X) in den Ring, der eine UVP von 499$ hatte. Intels Pendant (i7 6900k) wies eine UVP von knapp 1100$ aus. Das war eine klare Kampfansage an den Wettbewerber und brachte ihn in Zugzwang. Nur wie war dieses Angebot kalkulierbar? Betrieb AMD hier Preisdumping?
Nein. AMD war aufgrund des Designs der Architektur in der komfortablen Lage, die schlechteren Dies durch gezieltes Binning (Leistungsprüfung/Vorsortierung) auszusieben und damit die Yieldrate deutlich zu steigern. Kurz: Die Guten ins Töpfchen (Ryzen-Topmodell/Threadripper-Topmodell/Server-CPUs), die Schlechteren ins Kröpfchen, oder in die Low-End-Chips. Somit erklärt sich die Leistungsabstufung in den Prozessorgruppen und deren erreichbare Taktraten (1700X/1700 usw.). Selbst bei Komplettausfall eines CCX können die Chips, für z. B. Sechs-Kern-CPUs, weiterverwendet werden. Intel hätte hier bei seiner Fertigungsweise halt einen Totalausfall, welcher natürlich in den Verkaufspreis des Chips eingepreist werden musste.
Laut Benchmarks lag die Generation Zen1 in der Einzelkern-Performance zwar immer noch hinter Intels 14nm-Generation, nur schloss AMD die Lücke bis auf unter 20% im Mittel. In der Mehrkern-Performance stieß man jedoch ein Tor in neue Leistungssphären auf, da hier die Mainstream-Prozessoren von Intel AMD nichts entgegensetzen konnten. Kerne machen halt auch ein klein wenig sexy.
Der allseits beliebte Userbenchmark
Zu diesen Preisen sollte man "RYZEN"
Die aktuelle Zen2-Architektur schließt diese Leistungslücke weiter, wenn man vielen Benchmarks glauben darf. Die aktuellen Prozessoren der Ryzen 3000er- Generation haben stark an IPC (Rechenoperationen pro Takt) zugelegt und sind in Kombination mit schnellem (und vielleicht auch noch getunetem) Arbeitsspeicher, der aktuellen Intel 9000er-Generation ebenbürtig. Zudem wird ab November höchstwahrscheinlich der Core-Count im Desktopsegment von 12 auf 16(!) Kerne mit dem Ryzen 3950K nochmals angehoben. Einen Acht-Kerner gibt es ab 330€. Die alte Zen(+)-Generation (2700X, 8 Kerne) wird im Moment für ca. 200€ gehandelt. Geile Zeiten für Gamer und Aufrüstwillige.
Doch wozu soviel Kerne, mag sich der ein oder andere jetzt fragen?
Erstens, weil sie es können. Und zweitens, damit Softwareschmieden hier aus dem vollen schöpfen können. Es gibt mittlerweile neben professionellen Anwendungen, wie Video- und Bildbearbeitung, auch Games die Mehrkernleistung abfragen. Dies kommt natürlich auch auf die verwendete Spiele-Engine an. Als Beispiel kann man hier The Witcher 3, Assassins Creed: Odyssey, Battlefield V und Anno 1800 nennen. Alle Spiele skalieren sehr gut mit mehr Kernen, da die Frametimes, also die Zeiten zwischen den dargestellten Bildern, sinken.
Einen weiteren Anhaltspunkt gibt die Entwicklung bei den kommenden Spielkonsolen Playstation5 und Xbox Scarlett, die wieder von AMD mit CPUs ausgestattet werden sollen, wobei genaue Spezifikationen über das Design der CPUs noch nicht durch die Hersteller Sony und Microsoft bestätigt wurden. Es existieren nur Hinweise darauf, dass eine Zen2-CPU verbaut werden soll.
Laut Entwickler machen es die CPUs einfacher, Vorstellungen, wie ein Spiel im Endeffekt aussehen soll, auch umzusetzen. Daraus lässt sich eine bessere Programmierung am x86-Standard, wie wir ihn am PC nutzen, folgern. Somit werden aufwändige Portierungen wie zu PS3-Zeiten überflüssig. Ebenfalls entfallen die starken Leistungseinschränkungen, wie sie jetzt bei der PS4/Xbox One vorhanden sind, da die CPUs noch auf einer alten AMD-Architektur (Jaguar) basieren.
Für den geneigten Käufer einer neuen CPU sollte jetzt Frage aufkommen: Kaufe ich mir als nächste CPU einen Acht-Kerner mit Multithreading für 500€ von Intel, oder kaufe ich mir einen Acht-Kerner von AMD für 330€? Oder vielleicht doch ein 12-Kerner für 530€?
Schematischer Aufbau eines Zen-CCX mit 4 CPU-Kernen
Preis/Leistung oder Top-End?
Nun, mir kann man ja gern einen gewissen Bias, was das Thema AMD angeht, vorwerfen und den werde ich mir vorwerfen lassen müssen. Mir gefällt die Show, die AMD gerade abliefert und ich muss aus eigener Erfahrung aus Sicht des Besitzer einer Zen+ CPU sagen, dass ich mit der Entscheidung sehr gut fahre. Ich bin ein Preis-/Leistungskäufer.
Ich bin selber nicht bereit für die letzten 5% Leistung, fast 35% des Preises hinzulegen (Vergleich Intel i9 9900k = 500€ zu Ryzen7 3700X=330€). Das solltet ihr auch nicht tun, da dieses Geld, investiert in eine vernünftige Grafikkarte, euch mehr bringt als ein paar MHz mehr auf der CPU. Zum Zweiten muss das Marktniveau wieder auf 50-50 Anteile ausgeglichen werden, da hier die Konkurrenzsituation mehr in der Entwicklung bewirkt, als ein einseitiges Verhältnis zu Gunsten nur eines Herstellers.
Ergo: Intel ist über die Zeit träge und fett geworden und hat die User mit Kleinstzuwächsen in der Leistung abkassiert, zudem musste mit jeder Generation ein neues Mainboard angeschafft werden, obwohl dies nur bedingt nötig gewesen wäre. AMD ist bei da weitem innovativer als Intel. Ein Sockel (AM4) für vier, vielleicht sogar fünf CPU-Generationen bis 2021 sind eine harte Ansage. Der CPU-Leistungsausgleich ist in drei Generationen (2,5 Jahren) widerhergestellt worden. Nächstes Jahr, wird diese wahrscheinlich wieder um 15% übertroffen. Man sieht sehr gut, wie Intel seine Käuferschaft gemolken und somit Innovationen blockiert hat, über Jahre hinweg. Wahrscheinlich würde ohne Zen immer noch landläufig die Meinung vorherrschen, dass vier Kerne für alles im Desktop ausreichen, so wie 640Kb Arbeitsspeicher für alles reichen.
Threadripper 3000 wird im High-End-Desktopbereich mit 32 – (64?) Kernen wieder alles zerbersten, was Multithreading benötigt. Alle, die schon mal mit CAD oder Simulationssoftware gearbeitet haben, werden bestätigen, dass hier die Kernanzahl Trumpf ist. Intel bringt hier in monolithischer Form gerade mal 18 Kerne auf den Sockel.
Im Serverbereich habe große Unternehmen wie Amazon, Google und viele Forschungsunternehmen auf EPYC umgesattelt und hier Großaufträge platziert. Mit der EPYC 7000er-Generation liegt das Maximum bei 64 Kernen pro CPU. Auf ein Dual-Sockel-Board geklemmt ergibt das 128 Kerne und sagenhafte 256 Kerne pro Board, im besten Fall in einer Bauhöhe von 1U für Virtualisierung next Level, würde ich sagen.
Fazit
Ich würde Stand heute niemandem eine Intel CPU empfehlen, da hier seit Jahren derselbe Wein in neuen Schläuchen verkauft wird. Leistungsmäßig sind die aktuellen Prozessoren von AMD mehr als ebenbürtig und bedürfen keinem bis wenig Optimierung, um die optimale Leistung abzugeben.
Wer heute kaufen möchte/muss, bekommt bei AMD das bessere Preis-pro-Kern-Verhältnis zur Leistung on top. Auch auf dem Zweitmarkt tummeln sich viele Angebote über Mainboards, die mit der neuen Generation kompatibel sind, somit lassen sich auch für Budgetkäufer günstige und dennoch leistungsfähige Systeme zusammenstellen. Ich will eine Lanze brechen und euren Blick öffnen.
Denn auch andere Hersteller außer Intel bauen hervorragende CPUs.
aktuelle Roadmap der Zen-Arch, Stand heute ist Zen2 käuflich erwerbbar
Schlusswort
Zitat:
Und da David kein Schwert in seiner Hand hatte, lief er und trat zu dem Philister und nahm sein Schwert und zog's aus der Scheide und tötete ihn und hieb ihm den Kopf damit ab. Da aber die Philister sahen, dass ihr Stärkster tot war, flohen sie.
Hat Dir der Artikel gefallen, dann freue ich mich über rege Diskussionen im Kommentarbereich.
Ich hoffe man schießt sich.
Euer Beasty
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