Einsteiger-Dual-Core im Test: Athlon 64 X2 3800+

Die Performance der Dual-Core-CPU Athlon 64 X2 von AMD überzeugte auf Anhieb. Das 4800er Topmodell hat die Intel-Konkurrenz Pentium D 840 und Extreme Edition 840 überwiegend im Griff. Erst mit dem Athlon 64 X2 4400+ wechselt sich die Extreme Edition munter ab. Den Pentium D 840 kann AMDs Athlon 64 X2 4400+ dagegen insgesamt wieder in Schach halten.

Soweit ein deutlicher Punktsieg für AMD. Leider verlangt AMD für die bisher günstigste Dual-Core-CPU Athlon 64 X2 4200+ bereits zirka 530 Euro – so viel kostet in etwa auch der Pentium D 840. Intel gestaltet den Einstieg in die Dual-Core-Welt mit dem Pentium D 820 und einem Straßenpreis von 280 Euro deutlich schmackhafter.

Jetzt reagierte AMD auf die Kritik an den hohen Preisen und bietet mit dem Athlon 64 X2 3800+ eine neue Einsteigervariante an. In AMDs offizieller Preisliste steht die Dual-Core-CPU mit 354 US-Dollar – der Straßenpreis liegt bei zirka 380 Euro. Die Einsparung wird an der Taktfrequenz und der Cache-Größe deutlich. So arbeitet der Athlon 64 X2 3800+ mit 2,0 GHz und jeweils 512 KByte L2-Cache pro Core. Erfreulicherweise gibt sich die CPU mit einem TDP-Wert von 89 Watt auch beim Energiebedarf genügsamer. Die teureren Athlon 64 X2 genehmigen sich 110 Watt.

Im tecCHANNEL-Testlabor stellt der neue Athlon 64 X2 3800+ seine Leistungsfähigkeit gegenüber den übrigen Athlon-64-, Athlon-64-X2-, Pentium-D-, Pentium-Extreme-Edition- und Pentium-4-Modellen unter Beweis.

SYSmark2004

Mit dem Benchmark-Paket SYSmark2004 bietet BAPCo den Nachfolger von SYSmark2002 an. Die Suite verwendet 17 aktualisierte Anwendungen und merzt Kritikpunkte des Vorgängers aus. So öffnet SYSmark2004 nicht nur mehrere Programme gleichzeitig, sondern lässt die Applikationen auch im Hintergrund arbeiten. Somit profitieren Dual-Core-CPUs von dem zweiten Prozessorkern. Auch der Vorteil von Intels Hyper-Threading-Technologie sollte beim SYSmark2004 zum Tragen kommen.

Beim SYSmark2004 legt BAPCo auch offen, wie die Ergebnisse der einzelnen Applikationen prozentual in das Gesamtergebnis einfließen. Neben einem Gesamtwert für die Systemleistung bietet SYSmark2004 detaillierte Ergebnisse in den Kategorien Office Productivity und Internet Content Creation an.

SYSmark2004: Internet Content Creation

Im Workload Internet Content Creation von SYSmark2004 sind Prozessoren mit schnellen FPUs im Vorteil. Die Anwendungen im diesem Testblock unterstützen zudem in hohem Maße SSE2 und Multiprocessing. Zu den Applikationen des Workloads Internet Content Creation zählen Macromedia Dreamweaver und Flash MX, Discreet 3ds max 5.1, Adobe AfterEffects 5.5, Photoshop 7.0.1 und Premiere 6.5, Microsofts Windows Media Encoder 9, WinZip 8.1 sowie McAfee VirusScan 7.0.

SYSmark2004 ermittelt neben dem Workload-Gesamtwert zusätzlich die Performance in den Subkategorien 2D Creation, 3D Creation und Web Publication. Hier fasst SYSmark2004 wieder jeweils verschiedene Szenarien zusammen.

Im Szenario 2D Creation wird mit Premiere 6.5 ein Video aus verschiedenen unkomprimierten Sequenzen zusammengeschnitten und exportiert. Parallel importiert Photoshop ein gerendertes Bild und modifiziert es. Nach dem Exportieren des Videos fügt After Effects spezielle Effekte hinzu.

In der Kategorie 3D Creation rendert SYSmark2004 mit 3ds max 5.1 Script-gesteuert ein 3D-Modell und erzeugt daraus eine Bitmap. Gleichzeitig werden mit Dreamweaver Webseiten aufbereitet. Abschließend erfolgt das Rendern einer 3D-Animation.

Bei der Web Publication entpackt das SYSmark2004-Script ein Archiv mit WinZip. Parallel öffnet, modifiziert und exportiert Flash MX eine 3D-Vektorgrafik. Das Video aus der 2D Creation wird mit dem Windows Media Encoder 9 komprimiert. Mit Dreamweaver bearbeitet das Script Webseiten, VirusScan überprüft das System auf Viren.

SYSmark2004: Office Productivity

Der Workload Office Productivity in SYSmark2004 verwendet insgesamt zehn verschiedene Applikationen. Hierzu zählen Microsofts Word, Excel, PowerPoint, Access und Outlook in der Version 2002, McAfee VirusScan 7.0, ScanSoft Dragon Naturally Speaking 6, WinZip 8.1, Adobe Acrobat 5.0.5 sowie der Internet Explorer 6.0.

Neben einem Gesamtwert für die Office-Performance erstellt SYSmark2004 zusätzlich die Kategorien Communications, Document Creation und Data Analysis. Hier fasst SYSmark2004 jeweils verschiedene Szenarien zusammen.

Im Szenario Communications erhält der Anwender eine E-Mail in Outlook 2002 mit einer zip-Datei, die mehrere Dokumente enthält, als Anhang. Während des Lesens der E-Mail und dem Aktualisieren des Kalenders scannt VirusScan 7.0 das System. Mit dem Internet Explorer werden dann verschiedene Webseiten und Dokumente begutachtet.

Die Kategorie Document Creation befasst sich mit dem Editieren eines Dokuments in Word 2002. Mit NaturallySpeaking wird eine Audio-Datei in ein Dokument übersetzt und anschließend in ein Format für den Acrobat Reader konvertiert. Weiterhin erstellt das SYSmark2004-Script eine PowerPoint-Präsentation.

Mit Datenbankabfragen in Access beginnt das Szenario Data Analysis. Im weiteren Verlauf komprimiert WinZip 8.1 eine Vielzahl von Dokumenten. Die Ergebnisse der Datenbankabfragen portiert SYSmark2004 in Excel und erstellt darin Grafiken.

SPECint_base2000

Wir setzen die SPEC-Benchmarks praxisnah ein und kompilieren sie für das Base-Rating. Dazu verwenden wir Intel C++ 8.1 und MS Visual Studio .NET für alle Integer-Tests. Auch AMD und Intel verwenden diese Compiler für das Base-Rating, wie man an den von beiden Firmen offiziell gemeldeten Integer-Resultaten sehen kann. Für alle Prozessoren finden Sie die bei den Benchmarks verwendeten CPU2000-Config-Files im Artikel SPEC CPU2000 Config-Files.

Der SPECint_base2000-Benchmark arbeitet single-threaded und nutzt die Vorteile von Hyper-Threading und Dual-Core nicht. Die ermittelten Werte gelten als Indiz für die Integer-Performance der Prozessoren.

Im folgenden Diagramm finden Sie das Gesamtergebnis des SPEC-CPU2000-Integer-Benchmarks der Prozessoren nochmals übersichtlich im grafischen Vergleich:

SPECint_rate_base2000

Bei den Integer-Berechnungen von SPECint_rate_base2000 ermittelt die Benchmark-Suite den maximalen Durchsatz durch Verwendung mehrerer Tasks. Dabei arbeiten multiple Kopien des Benchmarks parallel. Typischerweise entspricht die Anzahl der Tasks/Kopien der Anzahl der - virtuellen - Prozessoren des Systems.

So läuft SPECint_rate_base2000 beim Athlon 64 mit einer Kopie, beim Athlon 64 X2 (Dual-Core), Pentium 4 (Hyper-Threading) und Pentium D (Dual-Core) mit zwei Kopien sowie beim Pentium Extreme Edition 840 (Dual-Core + Hyper-Threading) mit vier Kopien. Bei diesem Test wird der Vorteil von Hyper-Threading und Dual-Core ausgenutzt. Bei Singlethread-Prozessoren wie dem Athlon 64 führen SPECint_rate_base2000-Tests mit einer und zwei Kopien zum gleichen Ergebnis - der maximale Durchsatz bleibt unverändert.

SPECfp_base2000

Wir setzen die SPEC-Benchmarks praxisnah ein und kompilieren sie für das Base-Rating. Dazu verwenden wir Intel C++ 8.1 und MS Visual Studio sowie Intel Fortran 8.1 für alle Fließkommatests. Auch AMD und Intel benutzen diese Compiler für das Base-Rating bei den Fließkomma-Benchmarks, wie man an den von beiden Firmen offiziell gemeldeten FP-Resultaten sehen kann. Für alle Prozessoren finden Sie die bei den Benchmarks verwendeten CPU2000-Config-Files im Artikel SPEC CPU2000 Config-Files.

Der SPECfp_base2000-Benchmark arbeitet single-threaded und nutzt die Vorteile von Hyper-Threading und Dual-Core nicht. Die ermittelten Werte gelten als Indiz für die Floating-Point-Performance der Prozessoren.

AMDs Athlon 64 4000+ (90 nm), FX-57, X2 3800+, X2 4400+ (Opteron 875) und X2 4800+ beherrschen wie die Intel-CPUs SSE3. Die Intel-Compiler verweigern aber mit eingestellter SSE3-Optimierung -QxP die Zusammenarbeit mit den AMD-CPUs. Wir testen die AMD64-Prozessoren mit dem Compiler-Switch -QxW mit SSE2-Unterstützung.

Zwar lässt sich die Prozessorabfrage bei den Intel-Compilern per Patch „umgehen“, doch nach den strengen SPEC-Regeln dürfen nur Ergebnisse mit offiziell verfügbarerer Hard-/Software publiziert werden. So unterstützt Intel dieses „umgehen“ der CPU-Abfrage bei seinen Compilern nicht, wie der Hersteller mitteilt.

Im folgenden Diagramm finden Sie das Gesamtergebnis des SPEC-CPU2000-Floating-Point-Benchmarks übersichtlich im grafischen Vergleich:

SPECfp_rate_base2000

Bei den Floating-Point-Berechnungen von SPECfp_rate_base2000 ermittelt die Benchmark-Suite den maximalen Durchsatz durch Verwendung mehrerer Tasks. Dabei arbeiten multiple Kopien des Benchmarks parallel. Typischerweise entspricht die Anzahl der Tasks/Kopien der Anzahl der - virtuellen - Prozessoren des Systems.

So läuft SPECfp_rate_base2000 beim Athlon 64 mit einer Kopie, beim Athlon 64 X2 (Dual-Core), Pentium 4 (Hyper-Threading) und Pentium D (Dual-Core) mit zwei Kopien sowie beim Pentium Extreme Edition 840 (Dual-Core + Hyper-Threading) mit vier Kopien. Bei diesem Test wird der Vorteil von Hyper-Threading und Dual-Core ausgenutzt. Bei Singlethread-Prozessoren wie dem Athlon 64 führen SPECfp_rate_base2000-Tests mit einer und zwei Kopien zum gleichen Ergebnis - der maximale Durchsatz bleibt unverändert.

Lightwave 3D 8.2

Das 3D-Programm Lightwave 3D in der Version 8.2 von NewTek ist für den Pentium 4 optimiert. Laut NewTek betrifft das speziell den SSE2-Befehlssatz. Von der SSE2-Optimierung in Lightwave 3D sollten auch die Athlon-64-CPUs profitieren. Beim Rendern von Szenen erlaubt Lightwave zusätzlich das Einstellen der Thread-Anzahl. Davon profitieren Prozessoren mit Hyper-Threading und besonders Dual-Core-Modelle.

CINEBENCH 2003

Mit dem CINEBENCH 2003 stellt Maxon eine neue Version des bekannten Benchmark-Tools bereit. CINEBENCH 2003 basiert auf Cinema 4D Release 8 und führt wieder Shading- und Raytracing-Tests durch. Die aktuelle Version unterstützt nun SSE2 sowie Intels Hyper-Threading-Technologie. Intel selbst unterstützte Maxon bei der Optimierung von Cinema 4D.

Der Raytracing-Test von CINEBENCH 2003 überprüft die Render-Leistung des Prozessors. Eine Szene "Daylight" wird mit Hilfe des Cinema-4D-Raytracers berechnet. Sie enthält 35 Lichtquellen, wovon 16 mit Shadowmaps behaftet sind und so genannte weiche Schatten werfen. Bei dem FPU-lastigen Test spielt die Leistungsfähigkeit der Grafikkarte eine untergeordnete Rolle.

Der Leistungstest OpenGL-HW von CINEBENCH 2003 führt zwei Animationen mit Hilfe der OpenGL-Beschleunigung der Grafikkarte aus. Die Animation "Pump Action" besteht aus 37.000 Polygonen in 1046 Objekten, in der zweiten Szene "Citygen" sind zwei Objekte mit insgesamt 70.000 Polygonen enthalten.

Beim Leistungstest OpenGL-SW übernimmt Cinema 4D zusätzlich die Berechnung der Beleuchtung.

SPECapc: 3ds max 6

Discreet/Autodesk bietet die 3D-Modelling-, Animations- und Rendering-Software 3ds max aktuell als Version 6 an. Seit Juni 2004 gibt es von SPEC mit SPECapc for 3ds max 6 ein Tool zum Ermitteln der Leistungsfähigkeit dieser Software auf verschiedenen Hardware-Plattformen. SPECapc for 3ds max 6 ermittelt die Performance anhand typischer und praxisrelevanter Workloads. Hierzu zählen Funktionen wie wireframe modeling, shading, texturing, lighting, blending, inverse kinematics, object creation, scene creation, particle tracing, animation und rendering.

Bei den Render-Vorgängen nutzt 3ds max 6 Multiprocessing voll aus. Die Dual-Core- und Hyper-Threading-Technologien wirken somit beschleunigend. Größere Caches nutzen hier nichts.

Nero Recode

Nero Recode 2 von Ahead dient zum Kopieren und Archivieren von nicht kopiergeschützten DVD-Videos auf eine DVD+R/RW, DVD-R/RW oder DVD-RAM. Ist die Quell-DVD größer als 4,7 GByte, kann Nero Recode 2 den Inhalt der Quell-DVD durch Rekompilierung so komprimieren, dass er auf eine leere DVD passt.

Um die Performance der Prozessoren mit der Rekodierungs-Software zu überprüfen, komprimieren wir den auf der Festplatte vorliegenden 4 GByte großen DVD-Film Nikita auf 3 GByte. Dabei arbeitet das Programm mit dem "Nero Recode 2 Default Profile" und der Priorität "Hoch". Nero Recode 2 ist multi-threaded programmiert und nutzt dadurch Intels Dual-Core- und Hyper-Threading-Technologie.

SPECviewperf 8.0.1

Die Leistungsfähigkeit von OpenGL-Anwendungen verifizieren wir mit dem SPECviewperf 8.0.1 der SPECopc. Schließlich sehen sowohl Intel als auch AMD ihre Highend-Sprösslinge gerne im professionellen Workstation-Markt. Das CAD-Paket beinhaltet sechs verschiedene Tests. Besonders die Anwendung Lightscape Viewset (light-07) nutzt die OpenGL-Beschleunigung der Grafikkarte voll aus. Das Lightscape Visualization System von Discreet Logic kombiniert proprietäre Radiosity-Algorithmen mit einem physikalisch basierenden Beleuchtungssystem.

Alle Einzelergebnisse des SPECviewperf 8.0.1 finden Sie in der Tabelle:

3DMark03

Die Direct3D-Performance ermitteln wir unter anderem mit 3DMark03 von Futuremark. Durch die umfangreichen 3D-Tests bietet der Benchmark einen guten Anhaltspunkt für die Leistungsfähigkeit der Prozessoren bei anspruchsvollen 3D-Anwendungen.

Die 3D-Tests von 3DMark03 setzen sich aus vier Szenen zusammen: "Wings of Fury" setzt auf DirectX 7 und repräsentiert Lowend-Grafikanwendungen. Die beiden Tests "Alpha Squadron" und "Troll's Lair" nutzen DirectX-8-Features und sind auf Mainstream-Grafikkarten zugeschnitten. Der Test "Nature II" setzt DirectX 9 voraus und soll Highend-Grafikkarten ausreizen. Der AGP- und der Speicherbus werden beim 3DMark03 durch große Mengen an Texturen stark belastet. Den Vorteil von Multiprocessing nutzt der Direct3D-Benchmark dabei nicht aus.

3DMark05

Mit dem 3DMark05 präsentiert Futuremark den Nachfolger der 3DMark03-Benchmark-Suite. Die neue Version benötigt DirectX-9.0-kompatible Grafikkarten mit Support von Pixel Shader 2.0 oder höher.

Beim 3DMark05 setzen sich die Spieletests aus drei Szenen zusammen: "Return to Proxycon" spielt in einem Hangar und in Korridoren. Dabei erzeugen bis zu acht Lichtquellen dynamische Schatten in einer Auflösung von 2048 x 2048. Im Test "Firefly Forest" gibt es in einem Wald bewegte dichte Vegetation am Boden sowie viele Bäume. Die Szene ist geprägt von dynamischen Licht- und Schatteneffekten. Im finalen "Canyon Flight" zeigt ein weitläufiges Außenszenario sehr detaillierte Wassereffekte und Reflexionen. Zusätzliche Nebeleffekte sorgen für realistische räumliche Darstellungen.

Wie der Vorgänger nutzt der Direct3D-Benchmark bei den Spieletests den Vorteil von Multiprocessing wieder nicht aus.

32-Bit-Transfer

Die Cache- und Speicher-Performance der Prozessoren überprüfen wir mit unserem Programm tecMem aus der tecCHANNEL Benchmark Suite Pro. tecMem misst die effektiv genutzte Speicherbandbreite zwischen der Load/Store-Unit der CPU und den unterschiedlichen Ebenen der Speicherhierarchie (L1-, L2-Cache und RAM). Die Ergebnisse erlauben eine getrennte Analyse von Load-, Store- und Move-Operationen.

64-Bit-Transfer

Hier testen wir mit tecMem die Performance mit den 64-Bit-Load und -Store-Kommandos aus dem MMX-Befehlssatz. Die Transferrate ist hier schon deutlich höher als bei den 32-Bit-Kommandos, da die CPU mit jedem Befehl mehr Daten transferieren kann.

128-Bit-Transfer

Mit den 128-Bit-SSE-Befehlen lässt sich die maximale Cache- und Speicher-Performance ermitteln, die eine CPU erreichen kann.

Listenpreise

Hinsichtlich der Preise empfiehlt es sich, gelegentlich einen Blick auf die offiziellen Listen der CPU-Hersteller zu werfen. Bei AMDs Preisliste gab es am 01. August 2005 die letzten Änderungen. Intels Preisliste wurde am 03. Juli 2005 aktualisiert.

Die 1000er Preise in den Tabellen sind auch ein Anhaltspunkt für die deutschen/europäischen Endkundenpreise in Euro. Unter Berücksichtigung der Mehrwertsteuer und einer Händlermarge ergibt sich annähernd dieses Preisgefüge. Nachfolgend finden Sie einen Link zu den aktuellen Endkundenpreisen.

Fazit

AMDs Entscheidung, mit dem Athlon 64 X2 3800+ eine Einsteiger-CPU mit Dual-Core-Technologie anzubieten, war richtig. Bei der Performance platziert sich der Prozessor meist zwischen den Pentium-D-Modellen 820 und 840 – mit Tendenz zum 840er.

Somit bietet der Athlon 64 X2 3800+ mit einem Preis von zirka 380 Euro eine etwas bessere Performance als ein Pentium D 830, der für 360 Euro zu haben ist. Beide Prozessorhersteller ermöglichen den Dual-Core-Einstieg bei vergleichbarer Leistung nun auch zu ähnlich „günstigen“ Preisen.

Sowohl der Athlon 64 X2 3800+ als auch ein Pentium D 820 oder 830 sind bei multi-threaded programmierten Anwendungen zudem schneller als die Single-Core-Top-CPUs – und dies für deutlich weniger Geld.

Wer aber noch überwiegend „single-threaded“ arbeitet, wie bei Direct3D- und OpenGL-Anwendungen, für den sind der Athlon 64 X2 3800+ oder ein Pentium D 820 nicht die erste Wahl. Die Dual-Core-Einsteiger-CPUs unterliegen hier dem Nachteil ihrer geringeren Taktfrequenz, der zweite Prozessorkern liegt „brach“. (cvi)

Details zu den Tests

Während wir die Benchmark-Werte des Athlon 64 X2 3800+ und 4800+ mit der "echten CPU" ermittelten, verwendeten wir für die 4400er Werte den Opteron 875. Der Opteron 875 unterscheidet sich vom Athlon 64 X2 4400+ nur durch zwei zusätzliche HyperTransport-Links. Die beiden Cores sowie die Taktfrequenz sind identisch. Einen Athlon 64 X2 4400+ konnte AMD als Testsample noch nicht liefern. Als Single-Core-Pendant zum Athlon 64 X2 4800+ lässt sich der Athlon 64 4000+ mit San Diego Core (90 nm) heran ziehen. Beide CPUs arbeiten mit 2,4 GHz Taktfrequenz und besitzen pro Core einen 1 MByte großen L2-Cache.

Als direktes Single-Core-Pendant zu beiden Dual-Core-Versionen Intel Pentium D 840 und Extreme Edition 840 gilt der Pentium 4 540J. Der Prozessor arbeitet ebenfalls mit 3,20 GHz Taktfrequenz und besitzt einen 1 MByte großen L2-Cache. Beim Vergleich dieser CPUs zeigt sich der direkte Vorteil der Dual-Core-Technologie.

Für eine bessere Übersichtlichkeit kennzeichnen in den Benchmark-Diagrammen grüne Balken den neu getesteten Athlon 64 X2 3800+. Einen blauen Balken erhält der Pentium D 820, der als direkter Konkurrent zum AMD-Prozessoren zu sehen ist.

Wir haben alle Benchmarks unter dem Betriebssystem Windows XP Professional SP2 durchgeführt.

Testplattformen

Intels Dual-Core-Prozessoren sowie den Pentium 4 670 testen wir in einem Intel-Desktop-Boards D955XBK mit 955X-Express-Chipsatz. Als Arbeitsspeicher steht DDR2-667-SDRAM mit CL4 in einer Dual-Channel-Konfiguration zur Verfügung.

• 6

Die übrigen Pentium-4-Prozessoren nehmen in einem Intel Desktop-Board D925XECV2 mit 925XE-Chipsatz Platz. Das Mainboard unterstützt sowohl FSB800- als auch FSB1066-CPUs. Der 925XE-Chipsatz verwendet DDR2-533-SDRAM mit CL4 in einer Dual-Channel-Konfiguration.

AMDs Athlon 64 X2 3800+ und 4800+ testen wir in einem Asus A8N-SLI Deluxe mit nForce4-SLI-Chipsatz. Der CPU steht Dual-Channel-DDR400-SDRAM mit CL2 von Corsair zur Verfügung.

• 6

Für den Test des Athlon 64 X2 4400+ alias Opteron 875 verwenden wir ein Tyan K8WE mit NVIDIAs nForce-Professional-Chipsatz. Über ihren integrierten Memory-Controller greift die CPU auf ebenfalls auf Dual-Channel-DDR400-SDRAM mit CL2 zurück. Die verwendeten Mushkin-Module sind allerdings gepuffert ausgeführt.

• 6

AMDs Single-Core-Socket-939-Prozessoren arbeiten in einem MSI K8N Diamond mit NVIDIAs nForce4 SLI. Der Chipsatz unterstützt HyperTransport-Taktfrequenzen bis 1000 MHz sowie PCI Express. Auf dem MSI-Mainboard können die AMD64-CPUs auf DualDDR400-SDRAM CL2 zurückgreifen. Bis auf den Mainboard-Hersteller steht den Single- und Dual-Core-Socket-939-CPUs somit die gleiche Umgebung zur Verfügung.

• 6

Um gleiche Testbedingungen zu gewährleisten, wurden alle Testsysteme mit einer MSI GeForce 6800 GT in der PCI-Express-x16-Variante bestückt. Der Grafikkarte mit 256 MByte GDDR3-Speicher standen der ForceWare-Treiber 67.66 sowie DirectX 9.0c zur Seite. Einheit herrschte auch beim Arbeitsspeicher mit jeweils 1 GByte und den Massenspeichern - die Serial-ATA-Festplatte Maxtor MaxLine III mit 250 GByte Kapazität.