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Tech-Review.de

  • Samstag, 23. Oktober 2021
AMD Phenom II X4 840

AMD Phenom II X4 840: Hitzkopf-CPU auf dem Prüfstand

Einleitung

Quadcores sind nicht mehr nur High-End-Computern und Servern vorbehalten. Zwar kommen nun auch Hexacores zum Einsatz, vor allem ist aber die Preisgrenze für besagte Vierkerner immer weiter gefallen. Gleichermaßen ist auch Mehrkern-Programmierung bei der Spieleentwicklung kein solches Fremdwort mehr, wie es das einmal war. Aktuelle Spiele unterstützen inzwischen im Normalfall zumindest vier Kerne.

Der Anwender freut sich darüber und setzt schon seit einer gewissen Zeit lieber auf einen Multicore. Auch AMD bringt mit dem Phenom II X4 840 eine neue CPU, die leistungstechnisch mehr an der unteren Grenze als an der oberen angesiedelt ist. Im Fall des 840er-Modelles wurde ein wenig "geschnippelt". Der auf Deneb basierende Prozessor besitzt Erkennungsmerkmale eines normalen Quadcores und eine Taktfrequenz von über 3 GHz, den L3-Cache muss man aber beim Kauf wie bei den Athlon II X4-CPUs entbehren können. Unser Ziel ist es, in diesem Review zu zeigen, ob man mit einem Leistungsverlust gegenüber größeren Prozessoren mit dem L3-Cache rechnen kann.

Die CPU

Wie man auf dem Screenshot von CPU-Z erkennen kann, ist der Vierkerner ein "Deneb". Der heutige Kandidat wird in 45 nm gefertigt. Die Konkurrenz von Intel hat diesen Januar hingegen schon die Sandy Bridge-Plattform veröffentlicht. Die CPUs werden komplett in 32 nm gefertigt. Die VID in unserem Fall betrug 1,4 V, die von AMD vorgegebene Taktfrequenz beträgt 3,2 GHz. Dabei ist der Front Side Bus bei gewohnten 200 MHz, der Multiplikator ist auf bis 16 frei wählbar. Wer übertakten möchte, muss sich darüber bewusst sein, dass man den Multiplikator nicht weiter anheben kann, sondern das Verfahren wählen muss, bei dem die Komponenten rund um den Hauptprozessor stärker belastet werden.

Neben dem kleinen "e" für energiesparend (normalerweise ohnehin als Signalisierung einer Weiterentwicklung verwendet), gibt es auch kein "T" für Turbo Core wie bei den Thuban-Modellen hinter der Benennung. Also werden nicht einzelne Kerne hochgetaktet, wenn sie belastet werden und parallel dazu die anderen "Idlen". Dies fand bislang aber auch nur bei Sechskernern Verwendung.

Besonders auffällig ist, dass AMD den L3-Cache, der bei allen Modellen der 9xx-Serie 6 MB umfasst, beim Phenom II 840 abgeschaltet ist. L1 und L2-Cache bleiben mit 256 KBytes beziehungsweise 2048 Kbytes unangetastet. Was das Abschalten jetzt letztendlich bewirkt, werden wir erst bei den Benchmarks merken. Eine kurze Prognose und technische Erläuterung möchten wir an dieser Stelle trotzdem abgeben. Allgemein ist der mittlerweile immer in CPUs integrierte Cache ein Puffer-Speicher mit höherer Geschwindigkeit als der auf der Platine beherbergte Arbeitsspeicher. Der L1-Cache dient der sofortigen Datenübermittlung an die CPU. Der Second-Level-Cache (L2) ist üblicherweise größer als der schnellere L1-Speicher und dient der Zwischenspeicherung von Daten aus dem RAM. Die Aufgabe des letzten und auch später eingeführten Gliedes, unserem L3-Cache, ist vereinfacht gesagt die Koordination der einzelnen Prozessorkerne. Er sorgt dafür, dass die Daten konsistent sind, also widerspruchsfrei. Ohne Daten aus dem RAM kommt aber auch letzterer nicht aus.

Die Vorteile des Fehlens dieses Speichers sind niedrigere Kosten, die aus der steigenden Ausbeute bei der Produktion resultiert, weil auch Prozessoren mit kaputtem L3-Cache verwendet werden können. Der Stromverbrauch sinkt folglich, veranlasst durch weniger Transistoren. Ob man den Nachteil "Leistung" in Abrede stellen kann, wird sich im Laufe des Reviews zeigen. Auch auf die Anwendungsgebiete wird es dabei ankommen. Wirklich technische Unterschiede gibt es zu "Propus" übrigens nicht mehr - in bestimmten Fällen wird man auch mal einen Propus-Kern im Phenom 840 finden. Bei der Leistung gibt es keinen Unterschied. Die Differenz zwischen Phenom II und dem kostengünstigeren Athlon II lag auch in der Vergangenheit beim L3-Cache, welcher jetzt beim ersten Deneb deaktiviert ist. Wie gesagt hat die Deaktivierung des L3-Caches auch schon bei Athlon-CPUs mit Deneb-Kern stattgefunden, wie in unserem Fall. Athlon II Prozessoren mit Deneb-Kern und Phenomquads unterscheiden sich schlussendlich wirklich nur noch durch die Bezeichnung. Ein Phenom an der Grenze zum Athlon ist der Phenom II X4 840 aber gewiss.

Wenn AMD die Kerne nicht vermischt, was wegen sonst entstehender Lieferengpässe für den Kunden normalerweise von Vorteil ist, ist Propus in Athlon II Modellen. Deneb ist in Phenom II Prozessoren der 8xx und 9xx - Serie und Thuban in Phenom II Hauptrecheneinheiten der 10xx-Serie.

Auf der Suche nach dem Grund für den Verzicht auf den L3-Cache könnte also der Preis für den Kunden stehen. Vorteile für AMD sind aber auch vorhanden. Wie bei der Wiederverwertung der CPUs mit ausgefallenen Prozessorkernen könnte auch ein defekter L3-Cache der Grund für das Angebot sein - oder ein deaktivierter - oder eine Mischung aus beiden, wie bei den Kernen. Im Falle dessen, dass der Cache deaktiviert ist, kann man ihn in manchen Fällen, mainboardabhängig, wieder aktivieren. Schon bei manchen Athlon II Prozessoren ohne L3-Cache kursierte durchs Netz, dass sich auf Deneb basierende Modelle freischalten ließen. Genaueres wird sich dazu noch zeigen, wir konnten mit unserem Test-Mainboard nichts dergleichen erwirken.

Das Testsystem

Mainboard: MSI 890GXM-G65 mit BIOS V 1.8
CPU:
AMD Phenom II X4 965 Black Edition C3
AMD Phenom II X4 840

Arbeitsspeicher: 2 * 2 GB Corsair Dominator DDR 3 (TW3X4G1600C9D)
Grafikkarte: ATI Radeon HD 3870 mit Xigmatek Bifrost & 2 * Noctua NF-B9
Kühlung:
Noiseblocker XL1 Front und Deckel
Noctua P12 Heck
Noctua NH-D14 CPU-Kühler

Gehäuse: Nexus Edge
Netzteil: Enermax Modu 82+ 625W
Festplatte: Seagate Baracuda 7200.11 ST31000340AS
Stromverbrauchmessgerät: Volcraft Energy Logger 3600
Software:
CPU-Z V 1.56
Everest Home Edition V 2.20.405
Cinebench R10, 5 Ausführungen, Median gilt als Wert
Resident Evil benchmark, 1280*720, 5 Ausführungen, Median gilt als Wert
Colin McRae Dirt 2, 1920*1200, "Mittel", 5 Ausführungen, Median gilt als Wert
Handbrake 0.9.4, 5 Ausführungen, Median gilt als Wert
Super PI mod 1.5
3D Mark 2006, 3 Ausführungen 3D Mark Vantage V 1.02, 3 Ausführungen

Die Phenom II X4 965 läuft einmal auf 3,4 GHz und simuliert im anderen Fall eine Phenom II X4 955 mit 3,2 GHz. Zwischen Phenom II X4 955 und Phenom II X4 840 gibt es nur einen Unterschied: Den Cache.

Synthetische Benchmarks

3D Mark 2006:
Wir starten mit dem Klassiker: 3D Mark 2006. Dieser Benchmark ist zwar schon etwas älter, gilt aber immer noch als einer der wichtigsten synthetischen Benchmarks. In der freien Version nutzten wir die vorgegebenen Settings. Als Auflösung wurde 1280*1024 gewählt.

Einen guten Einstieg in die Benchmarkparcours erwischt der heutige Testkandidat mit dem 3D Mark. Die CPU kann die Ergebnisse der 965 BE zwar nicht erreichen, liegt aber nur um gut 200 Punkte zurück.

3D Mark Vantage:
Der Vantage ist der 3D Mark des Jahres 2009. Dieser ist etwas kritischer mit dem System als der 3D Mark 2006. Auch er hat Tests, die besonders die CPU ansprechen und diese auch separat bewerten. Wir griffen bei den je 2 CPU und GPU Tests auf die Performance-Voreinstellung zurück. Alle punkterelevanten Tests wurden in der Professional-Version ausgeführt.

Ähnliches Verhalten gibt es auch hier zu betrachten: Die Krone geht an die 965 BE, gefolgt von der simulierten 955 BE. Mit geringem Abstand folgte die CPU ohne L3-Cache. Der größere Rückstand könnte daran liegen, dass der Vantage Multi-Cores besser unterstützt, wobei der L3-Cache wichtig ist.

Cinebench R10:
Auch wenn der Cinebench R11.5 veröffentlicht ist, verbleiben wir beim R10, welcher das Feld momentan noch genauer auflöst. Dies ist der Fall, weil die Angeaben bei R11.5 auf 3 gültige Stellen angegeben wird und beim R10 auf 5, zumindest in unserem Fall. Außerdem hat man mit ihm die Möglichkeit, auch einen einzelnen Kern zu benchen, ohne die anderen drei im BIOS deaktivieren zu müssen. Dies ist leider beim R11.5 nötig. Der Cinebench setzt auf die selbe Engine wie die 3D-Grafikprogramm Cinema 4D von Maxon. Mit diesem Programm kann man Bilder und auch Videos rendern. Der Benchmark ist also praxisnah, weil er die Leistung, welche im Cinema 4D umgesetzt wird, misst.

In Maxon's Cinebench gab es dieselbe Reihenfolge wie in den bisherigen Benchmarks von Future Mark, nur deutlich drastischer. Mit zweitausend Punkten bei selbem Takt und knapp dreitausend Punkten beim Standardtakt war der 965 BE ganz klar überlegen. Auch wenn nur ein einzelner Kern zum Einsatz kommt, macht sich der fehlende L3-Cache negativ bemerkbar.

Spiele Benchmarks

Colin McRae Dirt 2:
Nach dem Tod Colin McRaes hat sich Codemasters nach kurzem Zweifel der Fans doch dazu entschlossen, die Offroad-Reihe weiter leben zu lassen. Wie im ersten Teil von Dirt kann man diverse Fahrzeuge wie Buggys, Rallyewägen oder auch Trucks durch Wüsten, Prärien und auch Straßenabschnitte steuern. An der Engine, die leicht abgewandelt auch in dem Straßenrennspiel Grid verwendet wird, wurde fleißig gewerkelt und an neueste Standards angepasst. Nun ist es eins der wichtigsten DX-11-Spiele und darf uns Aufschluss über die realitätsnahe Spieleleistung der CPUs geben. Die Auflösung war 1920*1200, die Einstellungen auf "Mittel".

Dirt 2 skaliert recht gut mit dem Takt. Die virtuelle 955 und die 840 differieren nur in einer Nuance.

Resident Evil Benchmark:
Im CPU-lastigsten Teil des Benchmarks musste der Computer in die Welt des fiktiven afrikanischen Dorfes eintreten. Die Agenten Chris Redfield und Sheva Alomar einer Organisation gegen Bio-Waffen müssen bei ihrem Versuch, einen Waffenhändler zu stoppen, viele Gefahren auf sich nehmen. Die Frames wurden dabei vom integrierten Bench-Tool aufgezeichnet:

Die Reihenfolge aus den 3D-Marks setzt sich hier fort. Die Unterschiede sind aber gering.

Video Encoding

Ein 1080p-Video wurde mithilfe von "Handbrake" auf iPhone-Diplaygröße konvertiert. Im Falle von "Big Buck Bunny" haben wir die Frames pro Sekunde notiert. Die Wahl fiel auf Handbrake weil es Freeware ist und dennoch ähnlich gut wie kostenpflichtige Software. Der kostenlose Film "Big Buck Bunny" dauert rund zehn Minuten und steht in allen erdenklichen Dateiformaten zum Download bereit. Das 1080p-Video mit H.264-Codec wurde zu einem MP4-File.

Auch hier gibt es kaum Unterschiede zwischen eigentlich gleichen Kernen: Frames kostet der fehlende Cache nicht wirklich.

Auswertung Tests

Die Platzierung hatten alle Tests gemeinsam. Angeführt wird das Feld von der größten und wohl auch teuersten CPU, der 965 BE. An Platz zwei ist die virtuelle Phenom II X4 955. Als Schlusslicht möchten wir die Phenom II X4 840 bei dieser Konkurrenz nicht bezeichnen. Sie hat beachtliches geleistet. Die technische Differenz zu den Deneb-Modellen ist der L3-Cache. Dieser schien besonders im Cinebench eine Rolle zu spielen. Maxons Benchmark, der auf Cinema 4D basiert, skaliert mit einem voll ausgestatteten Deneb besser. Gegenüber der 955 BE war die 840 15% zurück.

Bei den restlichen Anwendungen kann man den Abstand in Prozentpunkten mit nur einer Hand abzählen. Auf welche CPU die Entscheidung fällt, kann AMD mit dem Preis beeinflussen. Die Propus-Modelle darf man bei der Entscheidung auch nicht außen vor lassen, weil sie theoretisch bei selbem Takt dieselbe Leistung erzielen.

Bei cpulastigen Anwendungen wie Cinema 4D sollte man in der Realität auf einen Phenom mit Cache setzen. Wer diese Anwendung aber wirklich intensiv nutzt sollte auch mal einen Blick auf Hexacores wagen, weil diese stark von einem Zuwachs an Kernen profitieren. Die Phenom 840 erreicht akzeptable Werte, wer ein solches Programm exzessiv nutzt und dabei keine Zeit verschenken möchte, sollte sich an anderer Stelle umsehen.

Bei fast allen anderen Anwendungen und auch Benchmarks bewegt sich der Abstand zu der gleich getakteten 955 BE im Bereich von 3.8%. Ohne den Cinebench ist der Rückstand bei nur 1,5%. Wir finden, dass ein fünfzigstel weniger Frames in Spielen bei geringerem Preis verschmerzbar sind.

Der Stromverbrauch

Die meisten Stromanbieter erhöhen auch zu Beginn von 2011 die Strompreise. Zwar ist das Verhältnis klein, aber die "Unterhaltskosten" der neuen CPU sollte man sich dennoch genauer ansehen, gerade weil sie kontinuierlich steigen.

Das Test-Mainboard weiß mit der Phenom II X4 840 noch nicht so recht umzugehen. Deshalb wird im "Auto-Modus" lieber zu viel als zu wenig Spannung gegeben. Gibt man klare Anweisungen, kann man aber sehen, dass der Proband aufgrund weniger Transistoren bei selber Spannung weniger verbraucht.

Das Undervolting

Wer noch mehr Energie einsparen will, kann seine CPU auch untervolten. Dabei wird die Spannung niedriger als vorgegeben gesetzt, um Strom einzusparen oder die Abwärme zu minimieren. Gegenüber einer AUTO-Einstellung im BIOS für die CPU-Spannung ließen sich in diesem Fall durch gezieltes Untervolten bei gleichem Takt rund 35 Watt einsparen. Taktsenkungen erlauben weitere Spannungssenkungen. Weil der Untersatz aber bei 1,1 V limitierte, konnten wir, auch wenn es interessant wäre, keine weiteren Ergebnisse nach unten liefern.

  • 3,2 GHz: 1,261 V; Verbrauch: 91,4/246,8 W
  • 3 GHz: 1,201 V; Verbrauch: 88,9/232,1 W
  • 2,8 GHz: 1,121 V; Verbrauch: 86,4/216,7 W
  • Vergleich: 3,2 GHz: 1,4 V; Verbrauch: 97,3 /271,3 W

Das Resultat ist befriedigend, wenn man die TDP von 95 W bei 1,4 V betrachtet. Man kann das ein oder andere weitere Watt einsparen.

Das Overclocking

An die "BE" von AMD hat man sich bei Phenom-Prozessoren fast schon gewöhnt. Die Phenom II 840 verzichtet aber auf einen freien Multiplikator, was eine Bus-Übertaktung erfordert. Wer auf der hochwertigen Platine äquivalente Hardware verbaut hat, wird aber keine Limitierung an dieser Stelle erfahren. Die CPU erreichte folgende Bestwerte:

  • 3631 MHz bis 1,4V
  • 3767 MHz bis 1,45V
  • 3856 MHz bis 1,5V
  • 3920 MHz bis 1,55V

Als beste Multiplikatoren stellten sich die höchsten heraus, bei den niedrigeren Spannungen war man mit 15,5 besser bedient als mit den sonst favorisierten und maximal möglichen 16. Weiter nach oben ging es sehr schleppend voran. Eine weitere Spannungssteigerung wäre nicht verhältnismäßig zum Leistungsgewinn.

Die erreichten Ergebnisse sind in Ordnung, aber nicht ausgesprochen gut. Prozessoren unterscheiden sich immer, was bei anderen Exemplaren derselben Serie ganz andere Taktraten erlaubt. Daher möchten wir diesen Punkt nicht überbewerten, weil wir praktisch nur eine Stichprobe hatten. Eine Tendenz ist aber vielleicht trotzdem herauszulesen.

Gordian Hoffmann meint …

Gordian Hoffmann

Etwas Neues ist der Phenom II X4 840 nicht. Eigentlich ein Athlon II X4 mit zusätzlichem L3-Cache, der aber deaktiviert ist. Letzteres lässt sich in manchen Fällen vielleicht sogar ändern. Leistungstechnisch steht der Phenom gut da, auch ohne L3-Cache liegt er in den meisten Anwendungen nur knapp hinter dem ehemaligen Top-Modell AMDs. Das liegt daran, dass es keine Unterschiede außer den gekürzten 6 MB Cache gibt.

AMD will den besten Athlon II X4, welcher aufgrund seines Namens unterschätzt wird, ein wenig aufmöbeln. Dies gelingt wohl, denn man spricht nun über einen Phenom, der nur wenige Prozentpunkte hinter dem stärksten Deneb liegt, und nicht über einen Athlon. Auch wenn wir ein Deneb-Modell hatten, könnte es durchaus auch "Propusse" unter den Phenom II X4 Modellen geben.

Der Preis für die CPU wird über Kauf oder Nichtkauf entscheiden. Vermutlich wird dieser bei Markteinführung im unteren dreistelligen Bereich sein, was uns einen P/L-Award wert wäre. Solange der neue Phenom noch nicht zum Verkauf steht, möchten wir noch keinen Award aussprechen.

  • Positiv
  • Leistung knapp hinter 955 BE
  • Stromverbrauch
  • Neutral
  • - / -
  • Negativ
  • - / -

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