Achtung Update: Beachten Sie auch unsere aktuellen Artikel im Schwerpunkt Prozessoren und 64 Bit. Außerdem bieten Ihnen die Tests der Quad-Core-Prozessoren AMD K10-Opteron "Barcelona", Intel Xeon "Harpertown" und Intel Core 2 Extreme QX6800 genaue Einblicke in die Leistung aktueller Prozessoren.
Wer braucht 64 Bit? Diese Frage wird im Enterprise-Computing gerne mit dem großen adressierbaren Speicherbereich beantwortet. Mit 32 Bit breiten Adressregistern ist ohne komplexes Segment-Offset-Management bei maximal vier GByte Arbeitsspeicher Schluss. Die Desktop-Version und die kleinen Server-Versionen von Windows XP arbeiten im vereinfachten Flat-Memory-Modell. Sie teilen die damit maximal möglichen 4 GByte auch noch fest in maximal 2 GByte für Anwendungen und den Rest für den Betriebssystem-Kernel auf.
Doch wer besitzt (und benötigt) in seinem Desktop-Computer mehr als 2 GByte Arbeitsspeicher - derzeit wohl niemand. Welchen Vorteil hat der "normale PC-User" aber dann von einem 64-Bit-Betriebssystem?
Neben dem größeren Adressbereich stehen im 64-Bit-Betrieb aber auch breitere Datenregister zur Verfügung. Pro Taktzyklus lässt sich somit die doppelte Datenmenge verarbeiten. Das Ganze hat aber einen Haken, der die Leistung auch nach unten drücken kann: Adresszeiger und native Datentypen wie Integer sind nun 64 Bit breit statt 32 Bit. Sie belegen somit doppelt so viel Speicher - effektiv finden dadurch nur noch halb so viele Daten im schnellen Prozessor-Cache Platz.
Beim Athlon 64/FX im 64-Bit-Betrieb erhöht sich die Anzahl der allgemeinen Register von 8 auf 16. Zumindest dies erhöht bei angepassten Programmen aber auf jeden Fall die Geschwindigkeit.
Die finale Version von Windows XP 64 Bit Edition für AMD64-Prozessoren soll laut Microsoft in der ersten Jahreshälfte 2004 auf den Markt kommen. Zum Launch-Termin wird es voraussichtlich nur eine geringe Anzahl von 64-Bit-Programmen geben. Entscheidend ist somit auch die Performance bestehender 32-Bit-Anwendungen unter Windows XP 64 Bit. Der Prozessor soll laut AMD auch im 64-Bit-Modus 32-Bit-Code ohne Geschwindigkeitseinbußen ausführen können. Windows XP 64 Bit verwendet hierbei die WOW64-Technologie. Kostet dieses "Windows on Windows 64" Performance?
tecCHANNEL hat eine Beta-Version von Windows XP 64 Bit Edition für AMD64-Prozessoren ausführlich mit 32- und ersten 64-Bit-Applikationen getestet. Wir zeigen in diesem Test, mit welchen Vor- und Nachteilen Sie rechnen können. Einen Vergleich des Athlon64 mit dem Pentium 4 Extreme sowie weiteren Desktop-CPUs unter dem klassischen 32-Bit-Windows XP finden Sie hier.
Betriebsmodi des Athlon 64
Um problemlos mit 32- und 64-Bit-Software agieren zu können, beherrschen die Athlon-64-Prozessoren verschiedene Betriebsmodi:
Legacy Mode
64-Bit-Mode
Compatibility Mode
Findet der Athlon 64/FX Windows XP mit 32-Bit-Kernel vor, so arbeitet die CPU im so genannten Legacy-Mode. Der Prozessor verhält sich dabei wie ein normaler x86-Prozessor. Die 64-Bit-Features der AMD64-Architektur liegen dann brach.
Steht dem Athlon 64/FX dagegen Windows XP 64 Bit Edition zur Seite, schaltet die CPU in den Long Mode getauften Betriebsmodus. Der Long Mode der AMD64-Technologie beinhaltet zwei Untermodi: den 64-Bit-Mode und einen Compatibility-Mode. 64-Bit-Anwendungen arbeiten im entsprechenden 64-Bit-Mode. Den Programmen steht somit auch der volle Adressraum zur Verfügung. Windows-64-Bit-Versionen können bis zu 16 TByte Arbeitsspeicher verwalten.
Der Compatibility-Mode der AMD64-Architektur erlaubt unter 64-Bit-Betriebssystemen eine binäre Kompatibilität mit vorhandenen 16- und 32-Bit-Anwendungen. Die Programme müssen nicht neu kompiliert werden. Den 64 Bit großen Adressraum des Betriebssystems können diese aber nicht nutzen.
64-Bit-Prozessor-Features
Wenn der Athlon 64 im 64-Bit-Mode arbeitet, stehen dem Prozessor im Vergleich zum Legacy-Mode folgende zusätzliche Features zur Verfügung:
64-Bit-Adressraum
Relative Datenadressierung mit 64-Bit-Offset
Registererweiterung der acht GPRs auf 64 Bit durch das Präfix R
Zusätzlich acht neue GPRs R8 bis R15
Acht neue 128-Bit-SSE-Register XMM8 bis XMM15
64-Bit-Befehlszeiger (RIP)
Den 64 Bit breiten Adressraum sieht die AMD64-Architektur allerdings nur über eine segmentierte Adressierung vor. Die physikalisch nutzbare Adressbreite ist auf maximal 52 Bit beschränkt. In der ersten AMD64-Generation mit Athlon 64/FX und Opteron implementiert AMD sogar "nur" einen 48 Bit breiten virtuellen Adressraum. Windows XP 64 teilt diesen Speicher in zwei Blöcke: 8 TByte stehen für Anwendungen bereit, das OS belegt 248 TByte pauschal für sich und für Device-Treiber.
Wichtiger als all die virtuellen Speicherbereiche ist jedoch der tatsächlich physikalisch nutzbare Speicher. Die ersten Opteron- und Athlon-64-CPUs arbeiten mit einer physikalischen Adressbreite von 40 Bit. Somit ist 1 TByte pro CPU derzeit die Obergrenze des Speicherausbaus.
Anwendungen, die im Legacy oder Compatibility Mode laufen, stehen beim Athlon 64 weiterhin nur die acht allgemeinen 32 Bit breiten Register EAX, EBX, ECX, EDX, EBP, ESI, EDI und ESP zur Verfügung. Arbeitet der Prozessor dagegen im 64-Bit-Mode, erweitert die AMD64-Architektur diese acht Register über den R-Präfix auf 64 Bit. Die verbreiterten Register erhalten die Bezeichnungen RAX bis RSP. Zusätzlich kann der Athlon 64 im 64-Bit-Mode auf acht neue ebenfalls 64 Bit breite GPRs (General Purpose Register) R8 bis R15 zugreifen.
Für Fließkomma-Berechnungen wurde außerdem die Anzahl der acht 128 Bit breiten SSE-Register mit XMM8 bis XMM15 verdoppelt. Davon profitiert allerdings nur der 64-Bit-Mode. Im Legacy-und Compatibility-Mode ist AMDs Architektur jetzt voll zu Intels SSE2-Befehlssatz kompatibel - und kann dementsprechend nur acht SSE-Register nutzen.
WOW64-Technologie
Microsofts Windows XP 64 Bit Edition für AMD64-Prozessoren verfügt über die WOW64-Technologie zum Ausführen von 32-Bit-Programmen. WOW64 steht für Windows on Windows 64 und ist ein so genannter Translation Layer. Führt ein 32-Bit-Programm eine Systemanfrage an das 64-Bit-Betriebssystem durch, so müssen dessen Argumente wie beispielsweise Address-Pointer übersetzt werden. Diese Aufgabe übernimmt der WOW64-Layer, der ein integraler Bestandteil von Windows XP 64 Bit Edition ist.
Jede 32-Bit-Applikation ist dynamisch mit dem WOW64-Layer verlinkt. Alle Anfragen der Programme werden an die aus DLLs bestehenden Layer weitergeleitet. WOW64 führt bei jedem Systemaufruf folgende Sequenz von Operationen durch:
Übersetzen von notwendigen Parametern
Übermittelt Befehlsaufrufe an den 64-Bit-Kernel
Übersetzen von Ergebnissen
Übermitteln der Daten/Ergebnisse an die Applikation
Verantwortlich für das Bereitstellen der 32-Bit-Umgebung unter Windows XP 64 Bit Edition sind die drei Dateien wow64.dll, wow64win.dll und wow64cpu.dll. So führt beispielsweise wow64cpu.dll das Umschalten des Betriebsmodus am AMD64-Prozessor durch. Die beiden CPU-Zustände 64-Bit- und Compatibility-Mode wählt die DLL über zwei zu setzende Flags im CS-Descriptor.
Für 32-Bit-Applikationen gelten unter Windows XP 64 Bit Edition weiterhin die 32-Bit-Restriktionen. So können sie auch nicht vom bis zu 16 TByte großen Adressraum profitieren. Allerdings stehen den 32-Bit-Programmen mit WOW64 volle 4 GByte Arbeitsspeicher zur Verfügung - unter Windows XP 32 Bit gibt es nur 2 GByte für Anwendungen.
Neu ist die WOW64-Technik beim AMD64-Betriebssystem nicht: Microsoft verwendet das Verfahren bereits in der 64-Bit-Windows-Version für Intels Itanium-Prozessoren. Ein ähnliches Verfahren mit dem Namen WOW führt auch in vorhandenen 32-Bit-Windows-Versionen 16-Bit-Anwendungen aus.
Inkompatibilitäten
Microsoft beschränkt Windows XP 64 Bit Edition für AMD64-Prozessoren auf den Einsatz von 32- und 64-Bit-Programmen. Alte 16-Bit-Anwendungen kann das Betriebssystem nicht mehr ausführen.
Bei 64-Bit-Windows können in einem Prozess 32- und 64-Bit-Threads nicht gleichzeitig laufen. Hieraus ergeben sich beispielsweise Probleme beim Surfen mit dem integrierten 64-Bit-Internet-Explorer. So stellt der Browser Webseiten mit aktivem 32-Bit-Content - erzeugt via OCX oder DLLs - nicht dar. Findet der 64-Bit-Internet-Explorer einen entsprechenden Inhalt vor, muss er die 32-Bit-Version des Browsers starten.
Eine Kompatibilität zu 32-Bit-Gerätetreibern bietet Windows XP 64 Bit Edition ebenfalls nicht. Angepasste 64-Bit-Treiber sind für jede zu installierende Hardware notwendig. Vor allem ältere oder exotische Hardware wird unter dem 64-Bit-Windows den Dienst quittieren, wenn der Hersteller keinen entsprechenden Treiber anbietet. Das Treiberproblem trifft auch auf diverse Software-Pakete zu, die beispielsweise einen Dongle benötigen. So konnten wir unsere Lightwave-3D-Software unter Windows XP 64 Bit Edition nicht installieren, weil der Sentinel-Dongle-Treiber nicht funktioniert. Ein bereits existierender 64-Bit-Sentinel-Treiber für das Itanium-basierende 64-Bit-Windows lässt sich ebenfalls nicht verwenden.
Benchmark-Vorbetrachtung
Die Beta-Version von Microsofts Windows XP 64 Bit Edition stand uns als Build 3790.dnsrv.030707-1810 mit installiertem Service Pack 1 v.1033 zur Verfügung. Zum Vergleich für die Performance-Tests dient Windows XP Professional SP1a.
Alle Benchmarks haben wir mit einem Athlon 64 FX-51 und 1024 MByte DDR400-SDRAM durchgeführt. Als Mainboard kommt das Asus S8KN mit NVIDIAs nForce3-Chipsatz zum Einsatz. Den Grafikpart übernimmt eine Geforce FX 5900 Ultra von MSI. Der AGP-8x-Grafikkarte mit 256 MByte DDR-SDRAM stand der Detonator-FX-Treiber 50.40 als 64-Bit-Version zur Seite. Die im Windows XP 64 Bit Edition integrierten DirectX-Treiber besitzen die Versionsnummer 8.1. DirectX 9 war zum Testzeitpunkt als 64-Bit-Variante noch nicht verfügbar.
Die Messwerte unter Windows XP (32) sind nur bedingt mit denen des Desktop-CPU-Tests vergleichbar. Der dort benutzte VIA K8T800-Chipsatz ist bei etlichen Tests deutlich schneller als der nForce3. Für VIAs Chipsatz standen uns jedoch noch keine 64-Bit-Treiber zur Verfügung, so dass alle Messungen dieses Tests einheitlich auf dem nForce3-Board stattfanden.
Für die Performance-Analyse der WOW64-Technologie von Windows XP 64 Bit Edition nutzen wir die aus unseren CPU-Tests bekannten 32-Bit-Benchmarks. OpenGL-Anwendungen wie SPECviewperf 7.1 oder GLmark 1.1p mussten wir aber außen vor lassen. Unter Windows XP 64 Bit Edition zeigen sich starke Grafikfehler und Frame-Raten, die um den Faktor 10 zu niedrig sind. Aussagekräftige Ergebnisse sind damit nicht möglich. Die OpenGL-Implementation von NVIDIAs 64-Bit-Detonator-Treiber bedarf noch deutlicher Optimierung.
Für den Test der 64-Bit-Performance unterstützte uns AMD mit entsprechenden 64-Bit-Anwendungen. Hierbei handelte es sich um einen DivX-Encoder, Encryption-Software sowie ein Packer-Programm. Alle Anwendungen standen uns zusätzlich als 32-Bit-Variante zur Verfügung. Damit lässt sich direkt der Geschwindigkeitsunterschied zwischen 32- und 64-Bit-Programmen zeigen. Bei den Ergebnissen ist allerdings zu berücksichtigen, dass AMD nur "gut abschneidende" 64-Bit-Programme ausgewählt hat.
WOW64: SPEC CPU2000 Integer
Die Benchmark-Suite SPEC CPU2000 verwendet Ganzzahlen- und Fließkomma-Programme und wird mit den Sourcecodes geliefert. Es handelt sich hierbei nicht um Lowlevel-Benchmarks, sondern um Software, die realitätsnahe Aufgabenstellungen bearbeitet. Ausführliche Details zu SPEC CPU2000 finden Sie in unserem Test: Athlon 64/FX vs. Pentium 4.
Für den Test der Integer-Performance des Athlon 64 FX-51 im 32-Bit-Betrieb unter beiden Windows-Versionen kompilieren wir die SPEC-Benchmarks praxisnah für das Base-Rating. Dazu verwenden wir Intel C++ 7.1 und MS Visual Studio für alle Integer-Tests.
In der Tabelle finden Sie die Einzelergebnisse der insgesamt 12 Anwendungen des SPEC-CPU2000-Integer-Benchmarks.
Betriebssystem | Windows XP 32 Bit | Windows XP 64 Bit WOW64 |
|---|---|---|
Alle Angaben in Punkten. Höhere Werte sind besser. Bedeutung der Compiler-Optionen: -QxW = optimiert für Pentium 4 und lauffähig auf dem Athlon 64 und Athlon 64 FX. | ||
Prozessor | Athlon 64 FX-51 | Athlon 64 FX-51 |
Speichertyp | DDR400 | DDR400 |
Chipsatz | nForce3 | nForce3 |
Compiler | -QxW | -QxW |
Test | ||
164.gzip | 1195 | 1204 |
175.vpr | 1202 | 1201 |
176.gcc | 1174 | 1180 |
181.mcf | 1077 | 1074 |
186.crafty | 1485 | 1494 |
197.parser | 1304 | 1326 |
252.eon | 1569 | 1540 |
253.perlbmk | 1452 | 1494 |
254.gap | 1509 | 1524 |
255.vortex | 2077 | 2158 |
256.bzip2 | 1186 | 1190 |
300.twolf | 1342 | 1378 |
Gesamt | 1360 | 1373 |
In einzelnen Fällen wie der objektorientierten Datenbank der Anwendung 255.vortex arbeitet das 32-Bit-Programm unter Windows 64 Bit Edition um bis zu vier Prozent schneller. Performance-Einbußen bis zwei Prozent wie in der Visualisierungs-Software 252.eon sind durch die WOW64-Technologie ebenfalls möglich.
WOW64: SPEC CPU2000 Floating Point
Die Benchmark-Suite SPEC CPU2000 verwendet Ganzzahlen- und Fließkomma-Programme und wird mit den Sourcecodes geliefert. Es handelt sich hierbei nicht um Lowlevel-Benchmarks, sondern um Software, die realitätsnahe Aufgabenstellungen bearbeitet. Ausführliche Details zu SPEC CPU2000 finden Sie in unserem Test: Athlon 64/FX vs. Pentium 4.
Für den Test der Floating-Point-Performance des Athlon 64 FX-51 im 32-Bit-Betrieb unter beiden Windows-Versionen kompilieren wir die SPEC-Benchmarks praxisnah für das Base-Rating. Dazu verwenden wir Intel C++ 7.1 und MS Visual Studio für alle Integer-Tests.
In der Tabelle finden Sie die Einzelergebnisse der insgesamt zwölf Anwendungen des SPEC-CPU2000-Integer-Benchmarks.
Betriebssystem | Windows XP 32 Bit | Windows XP 64 Bit WOW64 |
|---|---|---|
Alle Angaben in Punkten. Höhere Werte sind besser. Bedeutung der Compiler-Optionen: -QxW = optimiert für Pentium 4 und lauffähig auf dem Athlon 64 und Athlon 64 FX. | ||
Prozessor | Athlon 64 FX-51 | Athlon 64 FX-51 |
Speichertyp | DDR400 | DDR400 |
Chipsatz | nForce3 | nForce3 |
Compiler | -QxW | -QxW |
Test | ||
168.wupwise | 1466 | 1476 |
171.swim | 1991 | 1995 |
172.mgrid | 1113 | 1122 |
173.applu | 1118 | 1123 |
177.mesa | 1512 | 1523 |
178.galgel | 1955 | 1952 |
179.art | 1678 | 1956 |
183.equake | 1174 | 1277 |
187.facerec | 1573 | 1578 |
188.ammp | 1359 | 1369 |
189.lucas | 1705 | 1697 |
191.fma3d | 1309 | 1303 |
200.sixtrack | 552 | 556 |
301.apsi | 1308 | 1310 |
Gesamt | 1358 | 1385 |
Mit ungewöhnlich hoher Performance arbeitet die 32-Bit-Anwendung 197.art unter Windows 64 Bit im WOW64-Betrieb. Die Bilderkennungs-Software ist hier 17 Prozent schneller als bei unserem Testlauf mit Windows XP Professional 32 Bit.
WOW64: Raytracing
Beim Raytracing-Leistungstest fordert CINEBENCH 2000 besonders die FPU des Prozessors. Der auf Cinema 4D XL basierende Benchmark verwendet eine Szene, die stark von Anti-Aliasing, Schatten, Transparenzen und Spiegelungen Gebrauch macht. Die Leistungsfähigkeit der Grafikkarte und des Speichers spielen hier kaum eine Rolle.
Auf dem aktuellen Cinema 4D R8 von Maxon basiert der Raytracing-Test von CINEBENCH 2003. 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 ebenfalls eine untergeordnete Rolle.
WOW64: Simulation
Die Benchmark-Suite Science Mark 2.0 bietet unterschiedliche Berechnungen aus dem mathematischen und physikalischen Bereich. Über die Simulation der Molecular Dynamics untersucht man das thermodynamische Verhalten von Materialien. Science Mark erlaubt die Simulation von fünf Edelgasen in drei verschiedenen kristallgrafischen Konfigurationen mit einer variablen Anzahl von Atomen bei einer wählbaren Temperatur.
Die Berechnungen der Simulation basieren auf komplexen mathematischen Formeln und fordern die CPUs in hohem Maße.
Mit der Primordia-Simulation (Lateinisch: Uranfang, Atom) werden die atomaren Umlaufbahnen jedes Elektrons für beliebige Elemente des Periodensystems berechnet. Für die Kalkulation verwendet Science Mark eine eingeschränkte Hartee-Fock-Methode. Als Ergebnis wird die Gesamtenergie der Elektronen eines Atoms ausgegeben.
Um die Leistungsfähigkeit der Prozessoren bei den komplexen Berechnungen einzuordnen, gibt Science Mark die benötigte Simulationszeit an.
WOW64: SSE-Performance
Eine detaillierte Analyse der SSE-Performance erlaubt die Benchmark-Suite Science Mark 2.0. Hier werden Matrizen mit einer Größe von bis zu 1536 x 1536 berechnet. Die Matrizenmultiplikation mit einfacher Genauigkeit ermittelt dabei die MFLOPS des Prozessors. Die Multiplikation nutzt die128-Bit-SSE-Register des Athlon 64 FX-51. Science Mark ist für den Betrieb mit 32-Bit-Windows-Versionen ausgelegt.
Eine dezidierte Analyse der SSE2-Performance bietet Science Mark ebenfalls an. Jetzt werden die bis zu 1536 x 1536 großen Matrizen mit doppelter Genauigkeit berechnet. Die Matrixmultiplikation ermittelt wieder die MFLOPS des Athlon 64 FX-51.
WOW64: Direct3D
Wie schnell Direct3D-Anwendungen für Windows-32-Bit unter der AMD64-Windows-Version laufen, ermitteln wir mit 3DMark2001 Pro SE. Die aktuellere 3DMark03-Benchmark-Suite ließ sich wegen der fehlenden 64-Bit-Version von DirectX 9 unter Windows XP 64 Bit Edition nicht installieren.
64 Bit: Packer
Beim Komprimieren von Dateien müssen große Datenmengen verarbeitet werden. Die doppelte Registerbreite von 64 Bit und die erhöhte Anzahl allgemeiner Register des Athlon 64 FX-51 im 64-Bit-Mode sind bei Kompressionsalgorithmen von Vorteil.
Das zum Test verwendete Packer-Programm Mini-GZIP basiert auf der Version 1.1.4 der ZLIB-Kompressions-Bibliothek. AMD optimierte bei der Anwendung die Algorithmen für den 64-Bit-Betrieb mit AMD64-Prozessoren. Eine 32-Bit-Variante von Mini-GZIP dient zum Performance-Vergleich mit der 64-Bit-Ausführung - AMD stellte uns beide Versionen zur Verfügung.
Zusätzlich nutzen wir Winzip 9.0 Beta 5480 (32-Bit-Version) zur Verifikation der Ergebnisse. In allen Fällen diente eine 23,64 MByte große Textdatei für die Komprimiertests. Die Mini-GZIP-Programme packen die Datei auf eine Größe von 9497 KByte (Kompressions-Level 9). WinZip haben wir so eingestellt, dass die txt-Datei auf die fast identische Größe (mit 9467 KByte etwas besser) komprimiert wird.
Das WinZip als 32-Bit-Version schneller ist als die 64-Bit-Variante von Mini-GZIP, wirft jedoch die Frage nach der Optimierung von Mini-GZIP-32-Bit auf. Zwar verwendet WinZip andere Kompressions-Algorithmen als Mini-GZIP, die Komprimierrate ist jedoch identisch.
Optimierung von Mini-GZIP 32 Bit
Mini-GZIP 32 Bit schneidet im Vergleich zu WinZip 9.0 32 Bit sehr schlecht ab. Die Vermutung, dass der Code keine Optimierung enthält, stellt sich bei näherer Untersuchung als wahr heraus. Etwas "Spielerei" am Sourcecode von Mini-GZIP 32 Bit beweist es.
Bereits ein Re-Compile mit Microsoft Visual Studio sowie das Setzen einiger Compiler-Switches steigert die Performance von Mini-GZIP 32 Bit um zirka die Hälfte. Zusätzlicher Code für eine SSE-Unterstützung ergibt dann folgendes Ergebnis:
Die 64-Bit-Version von Mini-GZIP wird von einer AMD64-optimierten Assembler-Routine unterstützt. Mit der "handgestrickten" 64-Bit-Optimierung ist der Athlon 64 FX-51 aber trotzdem nicht schneller als das 32-Bit-WinZip.
64 Bit: Kryptographie
Das symmetrische Kryptographieverfahren AES (Advanced Encryption Standard) basiert auf einer frei verfügbaren symmetrischen 128-Bit-Blockchiffre. Beim Verschlüsseln werden die Daten der Register beispielsweise mit Shift- oder XOR-Operationen verknüpft. Bei 64-Bit-Registern kann pro Taktzyklus die doppelte Datenmenge verschlüsselt werden. Dadurch sollte im 64-Bit-Mode der Durchsatz in MByte/s steigen.
Nach unseren Erfahrungen mit AMDs Optimierung der 32-/64-Bit-Varianten von Mini-GZIP stellt sich allerdings auch hier die Frage nach der Aussagekraft des 32-Bit-AES-Benchmarks. Der Sourcecode steht uns hier nicht zur Verfügung. Laut AMD ist das 32-Bit-AES-Tool AESPERF61 für den Athlon 64 und Athlon 64 FX optimiert. Eine von AMD bereitgestellte "unoptimierte" 32-Bit-AES-Variante AESPERF603 verwendet Default-Libraries. Dieses Tool erreicht nur einen Datendurchsatz von 51 MByte/s statt der 77 MByte/s der optimierten Anwendung.
64 Bit: DivX-Encoding
Die DivX-Encoder-Benchmarks von AMD sind in der 32- und 64-Bit-Version für die Athlon-64-Prozessoren optimiert. Die Tools lesen eine Video-Datei im Interlaced-YUV-Format ein und enkodieren daraus einen DivX-konformen Bitstream. Als Ergebnis übergibt der Benchmark die durchschnittlich enkodierten Frames pro Sekunde. Die benötigte Zeit für das Schreiben der DivX-Video-Datei ist dabei nicht enthalten.
Fazit
Windows XP 64 Bit Edition für AMD64-Prozessoren konnte in einem Punkt auf Anhieb überzeugen: Vorhandene 32-Bit-Applikationen laufen ohne Performance-Einbußen gegenüber einem 32-Bit-Windows-XP - teilweise sogar schneller. Der einzige Ausreißer unter DirectX lässt sich durch den frühen Entwicklungsstand des 64-Bit-DirectX-APIs erklären. Auch die OpenGL-Implementation bedarf noch deutlicher Optimierung.
Die Ergebnisse des Athlon 64 FX-51 mit den bislang erhältlichen 64-Bit-Programmen sind jedoch noch nicht sehr aussagekräftig. Das Beispiel des hochoptimierten 64-Bit-Packers und des beigelegten 32-Bit-Packers mit nicht optimiertem Code zeigt, dass von Herstellern gelieferte Benchmarks stets mit Vorsicht zu genießen sind. Je nach verwendetem Compiler sowie dessen Einstellungen kann man Programme beliebig bremsen. Finale Analysen über die 64-Bit-Performance können wir erst mit unabhängigen Benchmark-Tools von Drittanbietern machen. Die von uns verwendeten 64-Bit-Programme inklusive Windows XP 64 Bit Edition befinden sich außerdem noch in einem frühen Beta-Stadium.
Ein definitiver Vorteil des 64-Bit-Betriebs ist jedoch der große Adressraum. Allerdings wird dieser zurzeit hauptsächlich im Enterprise-Computing und bei aufwendigen Simulationen benötigt. Dem Gros der Desktop-PCs genügt der 32 Bit breite Adressraum mit 4 GByte - beziehungsweise 2 GByte für Anwendungen - wohl noch einige Jahre. Solange wird Microsoft mit dem Launch von Windows XP 64 Bit Edition für AMD64-Prozessoren aber nicht warten. In der ersten Jahreshälfte 2004 soll es die finale Version laut Hersteller geben, eine Beta-Version ist für MSDN-Subscribers bereits erhältlich. (cvi)
Testkonfiguration
Die Beta-Version von Microsofts Windows XP 64 Bit Edition stand uns als Build 3790.dnsrv.030707-1810 mit installiertem Service Pack 1 v.1033 zur Verfügung. Zum Vergleich für die Performance-Tests dient Windows XP Professional SP1a.
Bei der Hardware kommen folgende Komponenten zum Einsatz:
CPU: | AMD Athlon 64 FX-51 (Socket 940) |
|---|---|
| |
Mainboard: | ASUS SK8N, NVIDIA nForce3, BIOS: 1002 B007 |
Speicher: | 2x Corsair 2x CMX512-3200LL CL 2,5 |
Grafikkarte: | MSI 5900 Ultra, Treiber: 45.23 |
SCSI: | Adaptec AHA-2940UW Pro |
Laufwerk: | Seagate ST336705LW SCSI |
Sound: | Aureal Vortex 2 |