AMD bringt mit Bulldozer den Nachfolger der 2007 eingeführten K10-Architektur der aktuellen Opteron- und Phenom-Prozessoren. Im Prinzip stellt Bulldozer den ersten neuen Architekturansatz seit den 2003 eingeführten K8-CPUs Opteron 200/800 und Athlon 64.
Bei der Bulldozer-Architektur verfolgt AMD einen neuen Ansatz, der sich von "klassischer" Multi-Cores, wo jeder Kern seine eigenen Funktionseinheiten besitzt, unterscheidet. Gleichzeitig wird nicht Intels Hyper-Threading-Verfahren verfolgt, wo zwei virtuelle Kerne in einem Core alle Funktionseinheiten besser auslasten sollen.
Während somit bei Hyper-Threading zwei Threads in einen Core "gezwungen" werden (SMT), nutzt AMD bei Bulldozer CMP. Hier gibt es einen dedizierten Core für beide Threads - allerdings nur für die Integer-Threads. AMD integriert somit in einem Bulldozer-Kern zwei Integer-Cores. So werden die Fetch- und Decoder-Unit von beiden Integer-Cores gemeinsam genutzt. Jeder Integer-Core besitzt aber dann einen eigenen Scheduler sowie L1-Daten-Cache. Jeder Integer-Core besitzt vier parallele Rechen-Pipelines.
Floating-Point-Operationen landen nach dem gemeinsam genutzten Fetch- und Dekoder-Stufe im FP-Scheduler. Die Floating-Point-Einheiten sind im Gegensatz zu Integer nicht in zwei "Teilkerne" aufgespalten. Alle Rechen-Units nutzen dann gemeinsam den nachgeschalteten L2-Cache.
Mehr als 80 Prozent aller Applikationen nutzen laut AMD Integer-Befehle. Durch das Bulldozer-Design wird AMD zufolge auch weniger Energie benötigt, weil es weniger "brachliegende Units" gibt, wie bei einem richtigen Dual-Core-Design. Floating Point werde nur zu 20 Prozent aller Rechenoperationen genutzt.
Erste Bulldozer-CPUs mit 8 und 12 Kernen
Ein Bulldozer-basierender Prozessor wird aus mehreren Bulldozer-Modulen bestehen. Ein Modul besteht für AMD aus Fetch-/Decode-Units, den zwei Integer-Kernen, der Floating-Point-Einheit sowie den gemeinsam genutzten L2-Cache.
Das Betriebssystem sieht ein Bulldozer-Modul als zwei Kerne, wie AMD angibt. Ein 8-Core-Bulldozer besteht somit aus vier Modulen. Alle vier Module nutzen auf dem gleichen 32-nm-Siliziumplättchen dann einen Shared L3-Cache sowie den integrierten 4-Channel-DDR3-Speicher-Controller.
Als 8-Core-Variante für Desktop-PCs kommt 2011 die Bulldozer-CPU "Zambezi". In Servern wird - voraussichtlich im ersten Halbjahr 2011" für die aktuelle Maranello-Plattform mit Socket G34 der 12- und 16-Core-Prozessor "Interlagos" vorgestellt werden. Interlagos tritt die Nachfolger der aktuellen Opteron-6100-CPUs an. AMD wird Interlagos weiterhin als Opteron 6x00 vermarkten.
Als Nachfolger für den Opteron 4100 "Lisbon" gibt es 2011 den Bulldozer-basierenden "Valencia". Die 32-nm-Opterons sind laut AMD mit sechs oder acht Kernen ausgestattet und verfügen über den Socket C32. Bei der Plattform setzt der Opteron 4x00 "Valencia" unverändert auf "San Marino".
Bulldozer wird laut AMD im Vergleich zum 12-Kern-Prozessor Opteron 6100 "Magny-Cours 33 Prozent mehr Kerne nutzen und dabei eine 50 Prozent höhere Performance bieten. Genauere Angaben zur Rechenleistung gibt es noch nicht, doch dürfte sich die Angabe vor allem auf die Integer-Performance beziehen, wie auch im Bild zu sehen ist. Allerdings soll Interlagos nur ähnlich viel Energie benötigen wie aktuelle Opteron-6100-CPUs mit 12 Kernen.
Bobcat für Netbooks
Neben Bulldozer für Highend-Desktop-PCs und Server bringt AMD mit Bobcat eine weitere komplett neue Architektur heraus. Bobcat ist ein sogenannter "Small & High Efficient Core" für Netbooks und Notebooks. Der Core soll mit einem Energiebedarf unterhalb von einem Watt im normalen Betrieb auskommen. Mit Bobcat konkurriert AMD somit direkt gegen Intels Atom-Prozessoren.
Bobcat nutzt im Gegensatz zu Intels Atom eine Out-of-order Execution Engine. Damit will AMD mit der Stromspar-CPU deutlich mehr Performance als ein Atom bieten. AMD gibt an, mit Bobcat zirka 90 Prozent der Rechenleistung ihrer aktuellen Mainstream-Notebook-CPUs zu erreichen.
Der zweifach multiskalar ausgelegte Bobcat-Core beherrscht den 64-Bit-Betrieb sowie SSE3. Der Kern besteht aus 32 KByte fassende L1-Caches, vier Integer- und zwei Floating-Point-Pipes sowie einem voraussichtlich 512 KByte fassenden L2-Cache.
Die erste Bobcat-CPU wird Anfang 2011 die Notebook/Netbook-CPU Ontario sein. Ontario beinhaltet zwei Bobcat-Kerne sowie eine DirectX-11-Grafikengine, integriert auf einem Siliziumplättchen. Damit läutet AMD mit Ontario seine seine Fusion-Ära von CPUs mit integrierter Grafik ein.
Der Bulldozer-Core wird erst später 2011 in Notebook-CPUs Einzug halten. (cvi)