Athlon 64 Architektur und 64 Bit im Detail


Erschienen: 22.10.2003, Autor: Christoph Buhtz
Vorwort

Als kleinen Vorgeschmack auf den Test des AMD Athlon 64, haben wir uns die Mühe gemacht und einen Vorab-Artikel über die neue 64 Bit CPU-Generation erarbeitet. 64 Bit ist vollkommen neu im Desktop Bereich. Während bei den Heimanwendern noch die MHz-Power auf 32 Bit Basis schlummert, sind 64 Bit dagegen in Workstations und Servern schon häufiger anzutreffen. Ein bekanntes Beispiel ist der Itanium 2 Prozessor von Intel, der auch in der Lage ist 64 Bit zu berechnen. Aber was sind nun die Vorteile der 64 Bit Architektur und Technologie? Beim AMD Athlon 64 ist eine völlig neue Systemarchitektur entstanden. Der neue, von AMD entwickelte, HyperTransport I/O-Standard ermöglicht Übertragungsraten von bis zu 12 GB/s und setzt somit neue Maßstäbe. Mehr zu den interessanten Neuerungen und der x86-64 Architektur auf den nächsten Seiten. Viel Spass!

Die Geschichte und Entstehung

Nachdem 1985 der erste Quantensprung von 16 Bit auf 32 Bit bekannt geworden ist, steht jetzt der nächste bevor. Aber wozu brauchen wir denn 64 Bit überhaupt? Bei uns zu Hause reichen momentan nämlich noch 32 Bit vollkommen aus, doch das 64 Bit Computing hat als gewichtigen Vorteil die Überwindung der 4 GB Beschränkung für den Arbeitspeicher. Mit 32 Bit Prozessoren ist es unmöglich, ohne das "Clustern" von mehreren Rechner mehr als 4 GB Arbeitsspeicher zu verwalten (2^32 = 4 GB). Zwar hat Intel als Zwischenlösung auch die Page Size Extension 36 Bit erfunden, welche bis zu 64 GB Arbeitsspeicher ermöglichte, doch dies war auch nur ein Kompromiss. Wenn wir aber betrachten, wie sich der Speicherbedarf der Betriebssysteme und Programme im Rückblick auf die letzten drei Jahre entwickelt hat, hätten wir spätestens in den nächsten Jahren ein Problem. Die 4 GB RAM wären am Ende! Mit 64 Bit hingegen können in der Theorie bis zu 262,144 GB Arbeitspeicher adressiert werden. Das müsste für die nächsten Jahren erst einmal reichen, zumindest im Desktop-Bereich! Eine 64 Bit CPU hat intern also ein größeres Rechenregister (64 statt 32 Bit). Dies ist eine Mini-Speicherzelle, die im Chipkern sitzt und Speicheradressen verwaltet.

64 Bit Prozessoren arbeiten auch deutlich schneller beim Zugriff auf Speicherbereiche, was man "Paging" nennt. Der schon im April für den Server Bereich vorgestellte AMD Opteron ist zum Beispiel unter Linux in 64 Bit circa 25 Prozent schneller als die 32 Bit Version. Auch Spieleentwickler loben den Umstieg auf 64 Bit, dadurch wird man noch realistischere Spiele erleben können! In Zunkunft wird die Berechnung von Effekten in Spielen usw., immer mehr CPU-Leistung und einen größeren Prozessor Cache fordern.



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