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Ambitionen, etwas vom Mini-ITX-Kuchen abzubekommen gab es sicherlich: Einzig hier und da gab es Versuche den Pentium-M auf Mini-ITX-Basis zu etablieren. Das vom Mannheimer Unternehmen "Lippert" veröffentliche Motherboard kam jedoch nie Richtig in den Verkauf, so dass eine Etablierung bis jetzt ausblieb (wir berichteten). Einzig LexSystem aus Taiwan konnte mit seinen Sockel-370-Boards ein wenig dagegen halten. Dies lag jedoch nicht an den Motherboards selbst, sondern viel mehr an dem beliebten Pentium 3 in Gestalt des Tualatin-Kerns, der viel Leistung mit dennoch annehmbarer Wärmeverlustleistung verbindet. Die LexSystem-Motherboards sind jedoch vergleichsweise arm an features und noch sehr teuer, so dass VIA weiter seine Monopol-Stellung behalten konnte.
Bild: Links als EBGA-Package (Enhanced Ball Grid Array) für die EPiA-Motherboards mit zur Zeit max. 1 GHz.
Rechts als CPGA-Package (Ceramic Pin Grid Array) für Sockel-370 Motherboards mit zur Zeit max. 1,2 GHz.
Bild (c) by "via.com.tw" - der erklärte Feind Nr.: 1.
Nachdem VIA sich CPU Know-How bei den angeschlagenen Unternehmen Cyrix (Cyrixchip) & Centaur (Winchip) eingekauft hatte - konnte es mit der Fertigung beginnen. Alle Patente sowie die Fertigungsanlagen wurden kurzerhand in den Dunstkreis der "Formosa Plastic Corporation", übernommen. Eben dieses Taiwanesische-Kartell aus Unternehmen wie z.B.: TSMC, EVEREX, HTC, FIC und eben VIA verfügte nun über neu erschlossenes Know-How. VIA hatte Blut geleckt und ging weiter auf Einkaufstour - kurze Zeit später folgte "IC-Ensembles" (Audio-Chips) und kaum ein Jahr danach (Sommer 2000), hat man sich zusätzlich noch das Geschichtsträchtige Unternehmen S3 geangelt. Die gesamte 3D-Grafiksparte wurde eingekauft, interessant jedoch ist, dass S3 noch kurz davor - mit welchen Mitteln auch immer (!) - ganz schnell Diamond eingekauft hatte; wie vielleicht einige wissen; wollte Diamond nicht von VIA übernommen werden. Letztendlich ist VIA aber dennoch an das Unternehmen gekommen. Nun, eines ist klar - mit einer Welle an Übernahmen hatte sich VIA bis Ende 2001 mehr als eine handvoll Know-How erschlossen mit dem das Projekt "Mini-ITX", angegangen werden konnte. Auf der Computex 2002 wurde das von VIA entwickelte Mini-ITX-System erstmalig vorgestellt, gut 66 Prozent kleiner als der Flex-ATX-Standard und dennoch hoch funktionell. Unglaublich was VIA auf der 17 x 17 cm großen 4-Layer Platine untergebracht hatte. Vom Prozessor im kompakten EBGA-Package über On-Board Audio, LAN & integrierter AGP-Grafik mit TV-Out, war alles dabei. Selbst ein MPEG2-Dekoder-Chip hat noch platz gefunden um den leistungsschwachen Prozessor unter die Arme zu greifen. VIA hatte es also geschafft, man hatte eine nahezu komplettes Computer-System auf die Beine gestellt - Der User musste sich zu Hause lediglich nur noch um das RAM und die Laufwerke sowie die üblichen Ein- & Ausgabegeräte Gedanken machen (wir berichteten). Es galt nun für AMD es VIA gleichzutun, auch wenn mit Verspätung, aber es musste etwas unternommen werden. AMD - bekannt für Innovationen und eine exzellente Leistung pro MHz, konnte dies natürlich nicht auf sich sitzen lassen. Im August 2003 sicherte man sich auf die gleiche Weise nötiges Know-How, wie es VIA getan hat. Das Information-Appliance-Geschäft von National Semiconductor und damit die x86-kompatiblen, stromsparenden Geode-Prozessoren wurden kurzerhand übernommen. Eine Überarbeitung der Grundstruktur und anpassung mit K7-Technik genügte um den eigenen Ansprüchen gerechet zu werden. Man hatte es geahnt, wenn gar nicht gehofft, dass AMD oder Intel, einen entsprechenden VIA C3-Pendanten veröffentlicht - das dies jedoch so schnell passieren würde, hatte niemand angenommen. Scheinbar hat sich AMDs Management-Führung durch VIAs Pressemeldung letzte Woche dazu beflügelt gefühlt, jetzt schon alles preiszugeben. Schließlich hatte VIA Informationen zu dem C5J-Esther bekannt gegeben (wir berichteten). Der C3-Nachfolger sollte Taktraten von bis zu 2 GHz fahren können, ohne dabei jedoch auf SSE2 und 3 sowie einen 800 MHz FSB verzichten zu müssen. Für den Standard-Mini-PC-Takt von einem GHz war eine Wärmeverlustleistung von knapp 3,5 Watt angegeben - ein wahrer Wahnsinnswert! Der zur Zeit verwendete Nehemiah-Kern verprasst hier bei gleichem Takt etwa 12 Watt. Wobei dies noch als sehr wenig gilt und bei Veröffentlichung im vergangenen Jahr als wahre Sensation gefeiert wurde. Kein Wunder jedoch, wenn man bedenkt, dass IBM die CPU in 90 nm samt SOI produzieren soll. Noch nicht einmal eine Woche später kontert AMD mit der Geode-Plattform, lassen wir uns jedoch zunächst die verfügbaren Informationen zur CPU selbst anschauen und auseinander nehmen.
Zunächst wird die Produktlinie "Geode" in zwei Klassen unterteilt, nämlich die GX- und die NX-Serie. Zum einem wären da die AMD Geode GX-Prozessoren: Scheinbar komplett, bis auf wenige Änderungen auf dem National Semiconductor Geode GX2 basierend wird bei 333 MHz gestartet und bis 400 MHz getaktet. Dabei ändert AMD zugleich sein "P-Rating" (Performance-Power Rating - Kennziffer, die angibt mit welchem Konkurrenz-Prozessor sich dieser in etwa vergleichen lässt), auch bekannt als "Pentium-Rating". So heißt der größte GX: AMD Geode GX 533@1,1W. Kennern fällt das "@1,1W"-Anhängsel sicherlich auf, bisher war es nicht üblich die Wärmeverlustleistung in der Modell-Kennziffer mit anzugeben - AMD tut es, sicherlich auch aus dem Grund, weil man bei der GX-Serie einen Leistungsspitzenwert pro Watt liefert. Aus der Marketing-Sicht, sicherlich nicht unklug.
Wie anhand dieser Tabelle zu sehen ist, rechnet sich AMD ein Mindestpotenzial von 466 MHz aus. Das Spitzenmodell fährt dagegen ein P-Rating von 533. Die Werte wurden anhand mehrerer Benchmark-Applikationen, wie beim Athlon XP P-Rating, ausgeführt. Bei der Geode-Serie speziell wurde die Synchromesh-High-End Embedded Benchmark Suite (http://synchromeshcomputing.com) verwendet. Dabei schnitt die GX-Serie durchweg gut ab. Die Einzelnen dabei hervorgehenden Ergebnisse können auf dem unten aufgeführten von AMD herausgegebenen Benchmark-Overview nachgesehen werden. Hierbei wurde das GX-Spitzenmodell gegen den betagten VIA C3 533 MHz in der Centaur-Version getestet. Die mit 400 MHz getaktete AMD-CPU schlägt sich zwar außerordentlich gut - versagt jedoch hier und da ein wenig. Wenn man jedoch die sensationell geringe Wärmeverlustleistung von gerade ein mal 1,1 Watt bedenkt, so bleibt Einem nur der Rückschluß, dass AMD hier einen Knaller im Sortiment hat. Im Speziellen, liegt noch dieses Adobe Acrobat PDF vor - in dem der genaue Benchmark-Testverlauf für den GX- sowie NX-Geode protokolliert wurde.
Der neue Geode GX hat seinen Ursprung in einer alten Cyrix-Idee. Jene Firma, welche 1996-98 für reges Aufsehen mit den Cyrix 6x86 und 6x86 MX-Prozessoren sorgte, erstrebte eine CPU mit möglichst vielen Funktionen eines traditionellen PCs auf nur einem Chip. Der Cyrix Media GX war geboren. Als Grundlage diente dabei der damalige 6x86 gepaart mit einem MPG2-Decoder, 2D-Grafikcontroller und sogar Soundfunktionen. Allerdings musste Cyrix damit eine dicke Schlappe einfahren, und nachdem das CPU-Geschäft nicht mehr rentabel war, verkaufte der damalige Besitzer National Semiconductor Cyrix mit Haut und Haaren an VIA, behielt allerdings alle Rechte und Ideen des Media GX-Prozessors. Mit der Zeit entwickelten sich eine Fülle an Embedded Prozessoren auf Basis der Idee, so viele Systemeigenschaften wie vertretbar im Chip unterzubringen. Den Höhepunkt erreichte diese Entwicklung mit dem National Semiconductor Geode GX2. Als AMD sich entschied die gesamte Abteilung abzukaufen, bekam man quasi einen potenten und sehr stromsparenden Embedded Prozessor geschenkt. Unter der Obhut von AMD wird Geode GX nun erneut, und ohne viel am Design zu ändern, groß rausgebracht.
Als x86 kompatibler Prozessor hat man es nicht leicht. Viel Leistung erfordert enormen Aufwand, und damit auch enorme Hitzeentwicklung. Für Geode GX gibt es daher, ähnlich VIAs C3, nur relativ leistungsschwache Funktionseinheiten. Mit nur 8 Pipeline Stufen und 2x16 KByte L1- und keinem L2-Cache zeigt sich Geode GX dann auch recht spartanisch. Aufgrund seiner Abstammung ist die CPU immerhin in der Lage MMX- sowie 3DNow!-Code zu verarbeiten, was für die anstehenden Multimediaaufgaben natürlich mehr als ein Bonus ist. Muss die FPU selbst an die Arbeit, darf man auf eine "fully pipelined", Einheit zurückgreifen, ein Manko vieler früherer Cyrix-, Centaur- und AMD K6-CPUs. Diese CPUs konnten neue FPU-Befehle zu Weilen nur starten, nachdem der vorherige komplett ausgeführt war, durch Pipelining kann mit jedem Takt ein neuer Befehl begonnen werden. Wahre Wunder sollte man sich jedoch nicht erhoffen, zumal die FPU allem Anschein nach, ähnlich MMX und 3DNow!, nur noch mit 32-Bit statt 80-Bit Präzision arbeitet. Höhere Genauigkeit gibt es nur über Umwege, die natürlich ordentlich auf die Peformance drücken, für eine Multimedia-CPU allerdings nur sehr selten nützlich sind. Solch Kompromisse sind eben unerlässlich um Verlustleistung einzusparen. Der Kern der Geode selbst, setzt also auf ähnliche Prinzipien wie schon der C3. Große Unterschiede zeigen sich aber in der Anbindung zum Rest des Systems auf. Wo der C3 aufhört, nämlich nach Kern und Cache, legt Geode noch einen drauf. Geode-Link heißt die interne Verbindung, welche Kern und die verschiedenen weiteren Recheneinheiten auf der CPU effizient verbindet. Neben dem Kern sitzen eine komplette 2D-Engine mit DACs und Controllern für die Ausgabe samt Videoprozessor, sowie ein integrierter DDR-SDRAM-Speichercontroller auf der CPU. Daneben befinden sich Verbindungen zum externen PCI-Bus und einem optionalen CS5535-Companion-Chip, welcher weitere Funktionen wie USB, ATA66 und AC97 Sound zur Verfügung stellt. Gefertigt wird dieses kleine Stromsparwunder noch immer in 150 nm, und dann in ein 368-Pin EBGA-Gehäuse verpackt. Aufgrund der veralteten Fertigungstechnologie wird die CPU noch mit 1,5 Volt betrieben. Wenn man bedenkt, dass die Spannung quadratisch in die Verlustleistung einfließt, sind die durchschnittlichen 1,1 Watt die AMD für das 400 MHz-Modell veranschlagt eine erstaunliche Leistung.
Die NX-Serie dagegen stellt, nicht wie der GX einen Eden-Rivalen, sonderen den Epia-Rivalen dar, jedoch eine ganze Ecke stärker bei dennoch geringerer Wärmeverlustleistung. Angeboten werden zwei Versionen, zum einem der AMD Geode NX 1500@6W und das Flagschiff NX 1750@14W - das jedoch unverhältnismäßig viel Energie für die Taktsteigerung von 400 MHz benötigt. Scheinbar ist hier die Ultra-Low-Voltage K7-Architektur am Ende. Laut AMD selbst: Basiert der Geode NX auf dem Mobile Athlon, so verwundert es kaum, dass dieser als "normale" Sockel-A CPU angeboten wird. AMDs Mini-ITX-Prototypen-Motherboards tragen auch die normalen Sockel 462 (Sockel A). So verwundert es nicht, dass bei Synchromesh auf einem Asus A78V8X-MX gebencht wurd. Dieses trägt in den Unterlagen die Bemerklung "Modified", in wie weit ein normales Sockel-A Motherboard modifiziert werden muss um mit einem Geode NX betrieben werden zu können, ist nicht bekannt. Wir gehen jedoch davon aus, dass lediglich ein entpsrechend kleiner VCore gewährleistet sein muss. Dieser ist auf den meisten Boards bei mindestens 1,4 Volt angesiedelt - durch dann entsprechend auftauchende Lötanleitungen wird dieses Problem jedoch sicherlich in den Griff zu bekommen sein. Ein Geode-Mini-ITX-Motherboard, welches sicherlich nicht ganz billig sein wird, wird nur dann für die User nötig - die neben dem Passiv-System auch unbedingt ein kompaktes System wünschen. 6 Watt sind das Stichwort: Diese sollen sich komplett Passiv kühlen lassen - auch der größere NX mit 14 Watt Wärmeverlustleistung sollte zu bändigen sein, wobei hier bereits die ersten Schwierigkeiten in sehr engen und warem Gehäusen aufkommen könnten.
Überraschenderweise bennent AMD den Genode NX mit 1 GHz Takt als "1500er". Viele werden jetzt vielleicht denken, dass hier Leistungen eines AMD Athlon XP 1500+ geboten werden könnten, doch da irren sich einige. AMD gibt hier wohl lediglich einen Vergleichswert gegenüber einem 1500 MHz VIA C3 - eine durchaus realistische Einschätzung. Wie bereits in unserem VIA C3 overclocking & passivcooling guide hat sich gezeigt, dass trotz 300 MHz an plus (1,3 statt 1 GHz) - In Benchmarks ein nicht so deutlicher Leistungszuwachs zu verzeichnen war. Der C3-Architektur fehlt als treffenderweise einfach an Power - Diese hatten wir bereits hier auseinander genommen und genauer beleuchtet.
Zurück zur CPU-Architektur - Während AMD mit dem GX eine mächtige Waffe in hoch integrierten Systemen besitzt, lassen jedoch weder erreichbarer Takt noch Leistung eine Konkurrenz zu VIAs C3 ab 1 GHz zu. Der neue Geode NX basiert deshalb auch auf einem völlig anderen Design. Tatsächlich findet man im Inneren des NX einen alten Bekannten wieder. Ein vollständigen K7 (Athlon XP) mit 256 KByte L2 Cache, gefertigt in 130 nm. Der Reifegrad der 130 nm-Fertigung erlaubt es, den Geode NX bei 1 GHz mit nur 1 Volt zu betreiben. Durch spezielle Selektion der CPUs verantwortet man damit eine durchschnittliche Wärmeverlustleistung von gerade einmal 6 Watt. Der direkte Konkurrent C3 aus dem Hause VIA, kommt bei gleichem Takt auf die doppelte Wärmeverlustleistung und sieht in Sachen Performance zudem nur die Rücklichter des AMD Geode NX.
Im Gegensatz zu anderen Low-Power CPUs wurde der K7-Kern nicht auf niedrige Wärmeverlustleistung, sondern brachiale Rechenkraft ausgelegt. Anders als der C3 sind die Funktionseinheiten mehrfach ausgeführt um Code schnell und wenn möglich parallel auszuführen. Für hohe Leistung sorgen 3-fach ausgelegte ALU- & FPU-Einheiten, welche durch drei x86-Decoder mit Befehlen versorgt werden. Der C3 macht es sich zum Prinzip, nur die jeweils wichtigsten Befehle direkt decodieren zu können, der Rest wird langsam vom Microcode decodiert. Der K7 schickt nur wenige Befehle durch den Microcode, der Rest wird direkt übersetzt und an die 10-Stufen ALU und 15-Stufen FPU-Pipeline übergeben. Insgesamt 128 KByte L1-Cache sorgen für eine effiziente Versorgung der CPU mit Daten und Befehlen. Wie allen modernen x86-CPUs, nicht aber der C3, arbeitet auch der K7 nach dem Out-of-Order-Execution-Prinzip. Die CPU legt die Reihenfolge der Befehlsabarbeitung dadurch selbst fest, und ist an keine feste Reihenfolge gebunden. Somit lassen sich Wartezeiten überbrücken, und die CPU kann effizienter ausgelastet werden, ohne den Programmcode komplett auf deren Eigenschaften anzupassen. Der Geode NX bietet damit weder stromsparenden Technologien, noch Kompromisse in Sachen Leistung, um die Verlustleistung nach unten zu drücken. Die rund 37 Millionen Transistoren (22 Mio. dabei für den Kern und 15 Mio. für den L2-Cache) produzieren also nur durch die Fertigung und extrem niedrige Spannung so wenig Abwärme. Die ersten 1 GHz-K7 dagegen wollten noch bis zu 65 Watt an die Umwelt abgeben. Für die Verbindung zur Außenwelt sorgt ein 133 MHz DDR-FSB (effektiv 266 MHz), welcher kompatibel zur bisherigen Athlon-Infrastruktur ist - Hier wirkt das EV6-Busprotokoll. Das heißt aber auch, dass Geode NX keine der Features des kleinen GX-Bruders aufweisen kann. Kein integrierter Display Controller, kein Speichercontroller und kein GeodeLink. Als direkter Konkurrent zu VIAs Bemühungen über 1 GHz ist dies jedoch auch nicht zwingend erforderlich.
Quintessenz
AMD hat mit dem Geode unbestritten eine wahren C3-Schreck auf die Beine gestellt der obendrein effektiv mehr leistet und dennoch weniger Wärme abgibt. Solch eine CPU hatten wir erst zum Jahresende mit dem C5J - dem VIA C3 Nachfolger - erwartet. AMD wird es jedoch nicht leicht haben, wenn man bei VIAs Preispolitik nicht mitspielt. So wie es aussieht, müssen wir mit einem Mini-ITX-Platinen-Preis eines EPIA M1000B für den AMD Geode NX rechnen - wobei jedoch hier noch der Preis des Geode hinzuberechnet werden muss. Nicht ganz billig wenn man bedenkt, dass der ULV (Ultra-Low-Voltage) NX 1500@6W 65,- US-Dollar und der NX 1750@14W 55,- US-Dollar kosten soll. Somit würde die Kombination aus Platine und Prozessor samt Passiv-Kühlkörper etwa 200,- € kosten. Klar - VIA kann hier auf SDR-Basis ohne Features für 100,- € punkten - mit einem DDR-EPIA-Board samt üblicher Features für 150,- € - also immer noch etwa 50,- € günstiger als AMD. Hier gilt es entweder den Preis der CPUs oder der Platinen zu senken um Konkurrenzfähig zu sein und die bisherigen VIA-Jünger für sich zu überzeugen. Wir sind jedenfalls froh, dass AMD mit einsteigt und in diesem monokulturellen IT-Bereich etwas aufräumt. Sobald die ersten Kombinationen aus CPU und Platine Ende Sommer bzw. Anfang Herbst auch für "Normalsterbliche" verfügbar sind, werden wir uns schnellstmöglich um einen Report bemühen. Im Laufe der Computex 2004 in Taipei Anfang Juli sollen auf jeden Fall neue Informationen von AMD zu entlocken sein, wir werden diesen Report dann entsprechend updaten. Ihr könnt auf uns zählen!
 
Bild: Geschaffen um VIA das fürchten zu lehren - gut so!
NACHTRAG
AMD hat den Geode NX in Japan veröffentlicht! Hier der Link zu unserem Nachrichtenartikel.
Bild: "http://pc.watch.impress.co.jp" - Erstes Mini-ITX-Motherboard für den AMD Geode NX.
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