AMD Thunderbird review: 64-bit L2 cache bus

AnandTech was vannacht de eerste Amerikaanse site die na het vallen van de Thunderbird NDA een officiële Thunderbird review publiceerde. De benchmarks in het artikel van Anand zijn geen verassing voor diegenen die de uitgelekte Thunderbird benchmarks van de afgelopen week hebben gevolgd, dat wil zeggen: teleurstellend.

Uit de cijfers van AnandTech blijkt dat de Thunderbird over de gehele linie (Winstone, SysMark, Quake, UT, Expandable en SPECViewperf) slechts enkele procenten sneller is dan de Athlon Classic. Zelfs bij de 1GHz versie, waarvan verwacht werd dat het verschil met de oude Athlon vrij groot zou zijn, is er slechts een voordeel van gemiddeld 3%. De SysMark 2000 applicatiebenchmark profiteert met een verschil van 9,4% het meest van de snellere on-die cache van de Thunderbird. In de overige benchmarks gaat 't slechts om enkele procenten, bij de Viewperf benchmarks soms zelfs in het nadeel van de Thunderbird. Afgaande op de toch wel (erg) teleurstellende benchmark resultaten is het ook meteen duidelijk waarom de Thunderbird geen 'Athlon Professional' of 'Athlon Performance' heet, zoals dat aanvankelijk het plan leek te zijn. Het kleine verschil met de Athlon Classic rechtvaardigt deze benaming niet...

De oorzaak van de matige winst van de Thunderbird blijkt te liggen in de relatief smalle bus tussen processor en L2 cache. Deze is nog steeds 64-bit en heeft daardoor in theorie een vier keer zo lage bandbreedte als de supersnelle 256-bit brede bus van de Pentium III. De Thunderbird heeft wel als voordeel dat deze 'exclusive' L2 cache heeft, waarbij data in L2 en L1 cache elkaar niet overlapt. Hierdoor heeft de Thunderbird een totaal cachebereik van 384KB, ipv 256KB bij de Pentium III. Verder heeft de Thunderbird 16-way set-associative cache, wat een hogere cache hit-rate tot gevolg zou moeten hebben dan het 8-way set-associative L2 cache van de Pentium III. Je kunt stellen dat de Thunderbird over een geavanceerd L2 cache beschikt, dat gemankeerd wordt door een smalle busbreedte. AMD laat hier een behoorlijke kans liggen, anderzijds heeft de hogere cache latency wel tot gevolg dat de Thunderbird beter geschikt is voor hoge kloksnelheden.

Een mix van de AnandTech bechmarks leverde de volgende percentages op:

Overall is de 1GHz Thunderbird sneller dan de 1GHz Pentium III met i820+Rambus plank. Uit de i820 vs 440BX verhalen van Ome Tom weten we inmiddels dat de i820+Rambus combo vergelijkbaar presteert als een 440BX op 133MHz. Bij gebruik van bord met VIA Apollo Pro 133A chipset heeft de Thunderbird een behoorlijke voorsprong op de Pentium III. Wat betreft price/performance wint de Thunderbird het dus duidelijk van de Pentium III, hoewel je het wel triest zou kunnen noemen dat AMD verzuimd heeft om meer winst uit de on-die L2 cache te trekken.

Anand bevestigd dat de Thunderbird een multiplier lock heeft. Overklokkers dienen er daarom rekening mee te houden dat de Thunderbird slecht overklokbaar zal zijn tot de AMD 760 mobo's met 266MHz FSB op de markt komen. De huidige EV6 borden gaan meestal niet verder dan 110MHz. In het stenen tijdperk van de K5 en Cyrix 6x86 was een winst van 10-15% buitengewoon leuk, maar voor hedendaagse begrippen is 't gewoon erg mager.

Hier nog een interessante quote uit de review van Anand, over de brakheid van de VIA KT133 en Apollo Pro 133A chipsets:

If you compare the Thunderbird on a KT133 motherboard to a Pentium III on a VIA 133A motherboard you can see that the Athlon holds a large advantage over the Pentium III, but you can also see that the Athlon is being severely limited by the performance of the KT133 chipset. Compared to the BX and 820 chipsets the VIA 133A definitely lags behind, and since the KT133 is based on the same AGP core and features the same memory controller as the VIA 133A you can expect to see the same subpar performance with that part as well. If you compare the Athlon on a KT133 platform to an overclocked BX133 setup you will truly be able to see how much of a limitation the KT133 chipset is for the Thunderbird.

Unfortunately there is not much hope in the near future for the Thunderbird chipset situation. The next big chipset release that you'll want to watch out for will most likely be AMD's 760 chipset which will be released around the time of the Mustang core. The chipset itself, will support DDR SDRAM and the 133MHz DDR FSB (effectively 266MHz) and should provide everyone with the performance improvement we've been hoping for. If you currently have an Athlon, the release of the AMD 760 chipset is probably when you'll want to upgrade your setup if you were thinking about doing so.