Llano: So will AMD gegen Sandy Bridge punkten

Anfang Januar hat AMD seine jahrelangen Ankündigungen in die Tat umgesetzt und seine ersten CPUs mit integriertem Grafikkern auf den Markt gebracht. Die Chips der C- und E-Serie zielen auf Netbooks beziehungsweise flache Notebooks mit langer Akkulaufzeit. Damit konkurrieren sie mit Intels Atom-CPU, können aber im Vergleich zu dessen völlig veralteter und langsamer Grafikeinheit mit einer modernen DirectX-11-Lösung samt Hardwarebeschleunigung aufwarten. Der Markt hat es goutiert: Bereits im ersten Quartal wurden zwischen vier und fünf Millionen der APUs (Accelerated Processing Unit), wie AMD seine CPU-GPU-Kombination nennt, verkauft.

Zwar hat AMD jetzt im Einsteiger-Segment für Netbooks und günstige Laptops eine äußerst konkurrenzfähige Lösung, im Mainstream-Bereich ab 13 Zoll besteht aber dringender Handlungsbedarf. Hier beherrscht Intel mit seinen Core-i-Chips (Arrandale und Sandy Bridge) den Markt, leistungsmäßig ist AMD hier deutlich zurückgefallen.

Mit einer neuen APU, die unter dem Codenamen Llano entwickelt wurde, will AMD nun auch in diesem Segment verstärkt angreifen. Schon in den nächsten Wochen sollen erste Notebooks von fast allen großen OEMs auf den Markt kommen. ZDNet zeigt, was Llano zu bieten hat.

Positionierung

Bei der Vermarktung orientiert sich AMD an Intel und nimmt in Kauf, die Käufer möglichst zu verwirren: Die Llano-Chips hören offiziell auf den Namen A-Serie, was sich nach C-Serie (Netbooks) und E-Serie (flache Notebooks) nicht so recht erschließt. Echte Namen wie Athlon oder Phenom sind auf jeden Fall passé.

Bei der A-Serie handelt es sich nicht nur um AMDs erste Mainstream-APU, sondern auch um den ersten in 32-Nanometer-Technik gefertigten Chip. Er wird bei Global Foundries hergestellt, C- und E-Serie hingegen in 40-Nanometer-Technik beim Auftragsfertiger TSMC.

CPU

Die genaue Betrachtung der A-Serie beginnt mit einer Enttäuschung: Als CPU kommt nach wie vor der Stars-Core zum Einsatz, der bereits in den noch aktuellen Athlon-II- und Phenom-II-Prozessoren seinen Dienst verrichtet. Auch er ist keine echte Neuentwicklung, sondern nur eine Modifikation vorangegangener Architekturen. Daher gibt es nach wie vor keine Implementierung von Hyperthreading, das bei der wachsenden Anzahl multicoreoptimierter Programme erhebliche Geschwindigkeitsvorteile bringt.

AMD hat für die A-Serie jedoch einige Verbesserungen an der Architektur durchgeführt, die bei gleichem Takt eine Geschwindigkeitsverbesserung von sieben Prozent bringen sollen. Auf der Haben-Seite steht auch die Unterstützung von Turbo Core: Wie bei Intels Turbo Boost werden einzelne oder mehrere Rechenkerne um mehrere hundert Megahertz übertaktet – je nach Version sind bis zu 900 MHz möglich. Dabei wird die maximal spezifizierte Wärmeabgabe des Prozessors eingehalten, da ansonsten das Kühlsystem nicht ausreichen würde. Bislang war Turbo Core nur in einigen Desktop-Chips zu finden.

Das Problem: AMD hinkt Intel seit Jahren in Sachen CPU-Performance hinterher. Ein gleich getakteter Sandy Bridge dürfte um mindestens 25 Prozent schneller sein als eine A-Serie, in manchen Benchmarks wird der Unterschied noch deutlich größer ausfallen.

Der Bulldozer-Core, der innerhalb der nächsten drei Monate zunächst in AMDs kommenden Highend-Desktop-, Workstation- und Server-CPUs für Leistung sorgen soll, wird erst 2012 als Version mit integrierter Grafik erscheinen. Bis dahin spielt AMD in Sachen CPU-Performance die – mit großem Abstand – zweite Geige.

GPU

Ein genau entgegengesetztes Bild ergibt sich, wenn man sich die Grafikfähigkeiten der A-Serie ansieht. In diesem Bereich hat AMD durch den milliardenschweren Zukauf von ATI deutlich mehr Kompetenz als Intel. Deren Grafikeinheiten haben bislang durch niedrige Performance, schlechte Treiberqualität und das Fehlen von DirectX-11-Unterstützung für wenig Freude in der Branche gesorgt.

In diesem Punkt trumpft AMD auf: Auf der A-Serie ist eine Grafikeinheit integriert, die auf der kürzlich eingeführten Radeon-6000M-Serie basiert. Abhängig von der Version verfügen die APUs über 240 bis 400 Radeon-Cores, die mit Taktraten zwischen 400 und 444 MHz laufen. Zum Vergleich: Die Zahl der Radeo-Cores entspricht in etwa der von diskreten GPUs der Einstiegs- beziehungsweise Mittelklasse. Allerdings sind die Taktraten um etwa ein Drittel geringer.

Alle APUs verfügen über DirectX-11-Unterstützung sowie UVD 3. Letzteres dient zur hardwaregestützten Dekodierung von Videos. Mittlerweile gehören auch stereoskopische Blu-rays dazu. Eine eigene Hardwareeinheit zum Encoding hat AMD anders als Intel nicht an Bord. Vermutlich soll diese Aufgabe die Grafikeinheit erledigen, die dank der hohen Shader-Zahl dafür prädestiniert ist. Dieser Ansatz bietet zudem auch mehr Flexibilität bezüglich der unterstützten Formate.

Alle APUs kommen mit der Steady-Video-Technik, die in Echtzeit Verwacklungen bei gestreamten oder von Festplatte abgespielten Videos entfernt. Manche handgefilmten Videos sehen damit hoffentlich etwas besser aus. Perfect Picture HD soll für eine höhere Schärfe sowie einen höheren Kontrast von Fotos sorgen.

Während der DirectX-11-Benchmark 3D Mark11 auf Intel CPUs nicht ausführbar ist, reklamiert AMD im DirectX-10-Test für die Einstiegsvariante A4-3300M (zwei Kerne, 240 Radeon-Cores) gegenüber Intels Core i7-2630 einen Performancevorsprung von 1863 zu 1674 Punkten. Der kleinste Quad-Core A6-3400M mit 320 Radeon-Cores schafft laut AMD bereits 2261 Punkte. Erste Benchmarks im Netz bestätigen dieses Bild. Fazit: Features und Performance der Llano-Grafik sind der Intel-Lösung überlegen.

AMD legt aber nochmal nach: Notebooks mit Hybrid-Grafik auf Intel-Basis setzen je nach Anwendung entweder die stromsparende GPU-Grafik oder die diskrete GPU ein. Während bei Spielen die Intel-Lösung brach liegt, mobilisiert AMD beide Grafiken gleichzeitig. Das soll zu einer deutlich höheren 3D-Performance führen. Hier zeigen sich die Vorteile, wenn ein Hersteller die komplette Plattform kontrolliert. Die völlig verschiedenen Architekturen von Intel und Nvidia lassen sich nicht so einfach unter einen Hut bringen.

Ob die kombinierte Leistung der integrierten und diskreten Grafik tatsächlich einen Performancevorteil von 75 Prozent im Vergleich zum alleinigen Einsatz einer diskreten GPU unter Sandy Bridge bringt, müssen unabhängige Benchmarks erst noch nachweisen. Wenn AMDs Rechnung aber nur einigermaßen aufgeht, lässt sich ein bestimmtes Performanceniveau auf einer AMD-Plattform mit einer kleineren diskreten GPU realisieren als unter Intel. Im extrem preissensitiven Notebook-Markt ist das ein erheblicher Wettbewerbsvorteil.

Notebooks der Llano-Plattform kommen mit der Wireless-Display-Technik, die wie Intels WiDi den Inhalt des Notebook-Displays drahtlos per WLAN auf einen Fernseher streamt. Dieser benötigt allerdings eine spezielle Box, über die bislang nichts bekannt ist. Die für die Intel-Technik konzipierten Lösungen sind jedenfalls nicht kompatibel.

Performance und Akkulaufzeit

Wie bei der C- und E-Serie setzt AMD auch bei den Chips der A-Serie auf die Nutzung der APU für Aufgaben abseits der 3D-Grafik. Für GPGPU- Berechnungen werden der OpenCL-Standard sowie Microsofts DirectX Compute unterstützt, Nvidias proprietäre CUDA-Technik bleibt außen vor.

Was die schnelle Grafik in der Praxis bringt und ob sie die im Vergleich zu Sandy Bridge schwächere CPU-Leistung aufwiegen kann, hängt stark von der Anwendung ab. Bei Spielen ist die Sache eindeutig: Hier zieht AMD der Konkurrenz davon. Der Rest ist allerdings weniger klar: Zwar gibt es einen klaren Trend Richtung GPGPU, es profitieren aber längst nicht alle Anwendungen davon. Die heutige Paradedisziplin Videoencoding kontert Intel mit seinem Quick Video.

Zwar führt AMD als Referenzapplikation Microsofts Internet Explorer 9 an, der die Hardwarebeschleunigung nutzt. Das ist jedoch nur bei bestimmten Operationen wie dem Canvas-Element der Fall, die zumindest derzeit weniger genutzt werden. Komplexer JavaScript-Code, wie er bei modernen Webapps wie Google Maps oder Salesforce zum Einsatz kommt, läuft auf der CPU. Die schnellere GPU nutzt in diesem Szenario nichts. Gleiches gilt beispielsweise beim Packen von Dateien.

Wie sie AMD bei bestimmten Aufgaben schlägt, müssen unabhängige Benchmarks zeigen. Von Angaben wie die viereinhalbfache GFlop-Leistung im Vergleich zu einer Intel-CPU sollte man sich auf jeden Fall nicht blenden lassen. Selbst wenn die Angabe zutrifft – irgendwie muss die Leistung in Programmen genutzt werden.

AMD gibt an, dass ein A-Serie-Notebook (A8-3510MX) mit 62-Wattstunden-Akku im Windows-Leerlauf 10:30 Stunden durchhält – dreieinhalb Stunden länger als die Vorgängerplattform. Ein Intel-Notebook (Core i5-2410M) mit vergleichbarem Akku ist angeblich schon nach knapp sieben Stunden leer. Auch den Vergleich bei laufendem 3D Mark 06 entscheidet AMD nach eigenen Angaben mit 2:59 zu 1:36 Stunden für sich.

Ob diese Werte tatsächlich reproduzierbar sind, muss sich erst in Tests noch zeigen. Dass AMD Fortschritte gemacht hat, ist aber plausibel. Beim Stromsparen helfen der neue 32-Nanometer-Herstellungsprozess sowie Power Gating. Letzters ermöglicht die komplette Abschaltung nicht genutzter Funktionseinheiten, was insbesondere im Leerlauf deutliche Fortschritte bringt.

Fazit

Mit der A-Serie bringt AMD sein Konzept einer Kombination von CPU und GPU endlich in den Mainstream-Markt. Zwar ist CPU-seitig durch den veralteten Rechenkern gegenüber der Konkurrenz nur wenig zu holen, die leistungsfähige Grafik ermöglicht es aber in bestimmten Notebook-Segmenten, ganz auf eine diskrete GPU zu verzichten. Man kann also Geräte zu attraktiven Preisen erwarten. Wer mehr 3D-Leistung braucht, profitiert von der Kombinationsmöglichkeit von integrierter und diskreter Grafik. Dem hat Intel nichts entgegenzusetzen.

Der entscheidende Benchmark ist für die meisten Käufer aber ohnehin nicht die Leistung pro Takt. Viel schwerer wiegt die Betrachtung Leistung pro Euro. Auch wenn AMD in den letzten Jahren nicht im CPU-Top-Segment mitspielen konnte – in dieser Disziplin hat sich der Intel-Konkurrent meist gut geschlagen. Mit der neuen A-Serie legen die Entwickler die Basis, dass dies auch in Zukunft so bleibt.