Kopf an Kopf

AMD und Intel im Wettstreit um den schnellsten x86-Prozessor

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Mit dem Katmai alias Pentium III will sich Intel weiterhin die Vorherrschaft auf dem Prozessormarkt sichern. Ein neuer Befehlssatz und bis zu 550 MHz Taktfrequenz sollen den Erzrivalen AMD in die Schranken verweisen. Doch der war nicht untätig: Mit `Sharptooth´ alias K6-III schickt AMD einen modifizierten K6-Prozessor ins Rennen, der neben 3DNow jetzt auch einen integrierten L2-Cache vorweisen kann. Der neue K6-III soll - die römische Ziffernfolge legt es nahe - dem Pentium III Paroli bieten.

Im Kampf David gegen Goliath schaffte es AMD, dem Rivalen Intel kräftig Marktanteile abzujagen: AMD reklamiert für sich einen Anteil von 36 Prozent an den Desktop-PCs, die im Dezember 1998 in den USA über den Einzelhandel verkauft wurden. Trotz intensiver Gegenwehr seitens Intel ist es AMD also gelungen, den sogenannten `Super Sockel 7´ mit 100 MHz Systemtakt auf breiter Front zu etablieren.

Gute Performance und niedrigere Kosten waren hierbei AMDs beste Helfer, um vor allem im umsatzstarken Markt preisgünstiger Einstiegssysteme mehr und mehr Fuß zu fassen. Intels erste Gegenmaßnahme, die Einführung des reichlich langsamen Celeron ohne L2-Cache, zeitigte nicht viel Erfolg. Der neue Celeron (Mendocino) mit integriertem L2-Cache, der noch dazu mit vollem Prozessortakt läuft, hat da deutlich mehr zu bieten - allerdings hat er auch gleich die Hälfte von Intels stolzem Pentium-II-Sortiment als völlig überteuert geoutet und damit quasi unverkäuflich gemacht. Mit dem Pentium III kann Intel nun sein hausinternes Preis/Leistungsgefüge wieder geradebiegen.

Die neue CPU taktet mit bis zu 550 MHz schneller als alles, was AMD bislang zu bieten hat. Obendrein führt sie noch einen neuen Befehlssatz (KNI, Katmai New Instructions) ein, der nicht nur in direkter Konkurrenz zu AMDs 3DNow steht, sondern auch noch völlig inkompatibel dazu ist - damit sind eigentlich alle Zutaten vorhanden, um AMD auch weiterhin das Leben so schwer wie möglich zu machen.

So scheint zunächst mal wieder der Leistungsvorsprung vor dem ärgsten Verfolger ausgebaut, aber auch gegenüber den anderen Prozessoren im eigenen Hause gesichert. Da fällt es doch gleich viel leichter, mit voller, jetzt aber `veralteter´ Pentium-II- und Celeron-Power den Markt auch im unteren Preissegment aufzumischen.

Seit der Codename Katmai nun dem offiziellen Namen Pentium III gewichen ist, mußten sich auch die neuen Befehle einer Namensänderung unterziehen. Statt KNI für Katmai New Instructions heißt es nun ISSE für Internet Streaming SIMD Extension. Die Abkürzung SIMD ihrerseits steht für Single Instruction Multiple Data; darunter darf man sich vorstellen, daß ein Befehl auf einen ganzen Satz Daten gleichzeitig angewendet wird. MMX praktiziert das übrigens schon längst, allerdings beschränkt auf Integer. Mit den genauen Architektur-Details beschäftigt sich der Artikel ab Seite 124 in c't 5/99.

Die Einführung des neuen Befehlssatzes hat Intel diesmal sorgfältig geplant, um einige Peinlichkeiten wie seinerzeit bei MMX zu vermeiden. Damals hatte man emsig die Werbetrommel gerührt, doch gab es bei Erscheinen des Pentium MMX nur hausgemachte Benchmarks, um die Leistung der neuen Befehle zu belegen.

Betriebssystem- und Software-Entwickler wurden diesmal also frühzeitig mit Testsystemen und Entwicklungs-Software ausgestattet. Hinzu kam noch eine Task-Force von geschulten Ingenieuren, die bei der Implementierung ISSE-optimierter Software weiterhalfen. Mit einem Paukenschlag möchte man nun zeitgleich mit der Vorstellung des Pentium III am 26. Februar ein volles Sortiment Software präsentieren, das die Vorzüge der neuen Befehle glaubhaft demonstriert.

Anders als MMX oder 3DNow will Intel ISSE nicht in erster Linie als neuen Nachbrenner zur Steigerung der Spieleperformance verstanden wissen, sondern man betont den Nutzen für allgemeine Applikationen. Diese Umwidmung wird nicht ganz leicht werden, denn die Spieleentwickler haben ISSE längst als Super-MMX in ihre Planungen einbezogen. Allerdings wird ISSE auf längere Sicht nur in den hochpreisigen Pentium III und Xeons auftauchen und folglich zuerst im Profibereich einziehen. Ob die Spielgemeinde nun den Preisverfall des Pentium III abwarten muß oder ob nicht vielleicht auch eines Tages ein neuer Celeron mit ISSE herauskommt, muß sich zeigen.

Welche Software von ISSE profitiert, und wie schnell Spiele, aber auch professionelle Anwendungspakete nun tatsächlich mit dem Pentium III arbeiten, klärt ein eigener Artikel ab Seite 130 in c't 5/99.

In vielen Belangen unterscheidet sich der Pentium III nicht von seinem Vorgänger. Wie beim Pentium II arbeiten der 16 KByte große Daten- und der ebenso große Befehls-Cache mit vollem Prozessortakt. Ihnen steht ein 512 KByte großer 2nd-Level-Cache zur Seite, der mit halbem Prozessortakt läuft. Die Anbindung an die Außenwelt geschieht über einen mit 100 MHz arbeitenden Systembus.

Die erste wesentliche Neuerung besteht darin, daß der Pentium III anders als sein Vorgänger bereits in einer 500-MHz-Version verfügbar ist. Und bei der offiziellen Vorstellung des Pentium III soll bereits auch eine 550-MHz-Version präsentiert werden, wenngleich es diese in Stückzahlen erst im Laufe des zweiten Quartals 1999 geben wird.

Während die Takterhöhung aber nur dem Pfad gewohnter Prozessor-Evolution folgt, stellen die insgesamt 72 neuen ISSE-Befehle durchaus eine beachtenswerte Architektur-Innovation dar. Die aber sucht nicht nur ihresgleichen, sondern sie findet sie auch - die Altivec-Erweiterung, wie sie Motorola in seine PowerPC-Prozessoren jetzt einbauen wird, ist dem ISSE-Konzept insgesamt sehr ähnlich.

Die ISSE-Befehle lassen sich in vier Gruppen untergliedern. Neben einigen neuen MMX-Befehlen finden sich sogenannte Memory Streaming Instructions, skalare Gleitkommabefehle und SIMD-FP-Instruktionen.

Von den neuen MMX-Befehlen verspricht sich Intel mehr Leistung bei 3D-Spielen und bei der MPEG2-Kodierung. Die Streaming-Befehle sollen den Datentransfer zwischen Prozessor, Cache, AGP-Bus und Hauptspeicher beschleunigen, wovon vor allem Video-Applikationen und Spiele profitieren dürften. Die beiden letzten Befehlsgruppen ranken sich um acht neue 128-Bit-Register, die neue Formen der prozessorinternen Parallelverarbeitung (auch parallel zu anderen Rechenwerken) erlauben. Die SIMD-Einheit kommt vor allem bei relativ gleichförmigen Manipulationen großer Datenmengen zum Zuge, also etwa bei der Matrizen-Multiplikation. Eine typische Anwendung dafür wären 3D-Beleuchtungsberechnungen oder die Rotation von 3D-Darstellungen etwa in CAD-Systemen.

Der nachfolgende Artikel beleuchtet wie erwähnt in c't 5/99 ab Seite 124 die Architektur des Pentium III im Detail; darüber hinaus ziehen wir dort auch den Vergleich zu AMDs 3DNow und zeigen, wo die beiden Architekturen ihre Vor- und Nachteile haben.

Die neuen SIMD-Möglichkeiten sind aber nicht so einfach zu nutzen wie etwa MMX oder 3DNow, denn mit neuen Applikationen allein, die die Befehle verwenden, ist es hier nicht getan. Vor allem die neuen Register stellen ein ernstes Problem für ein Multitasking-Betriebssystem dar, das darauf nicht eingerichtet ist. Man stelle sich vor, was passiert, wenn bei einem Task-Wechsel zwischen zwei Programmteilen, die SIMD-Befehle benutzen, die neuen Register nicht gesichert beziehungsweise restauriert werden: Die jeweilige Software arbeitet mit falschen Daten weiter und wird zu völlig unsinnigen Ergebnissen kommen. Im Regelfall wird sogar das ganze System ins Trudeln geraten.

Windows 95 gehört auf jeden Fall zu den Betriebssystemen, bei denen sich alle Befehle, die über die SIMD-Register arbeiten - und das ist leider die Mehrzahl der Neuerungen - nicht benutzen lassen. Ein Pentium III muß hier also weitgehend wie ein normaler Pentium II programmiert werden, lediglich die neuen MMX- und die Streaming-Befehle lassen sich gefahrlos anwenden. Im Vergleich mit einem gleichgetakteten Pentium II sollte man unter Windows 95 folglich keine spürbaren Geschwindigkeitsvorteile von einem Pentium III erwarten. Daran soll sich, so verkünden Microsoft und Intel unisono, auch nichts ändern; ein Windows-95-Update sei nicht geplant.

Wer Windows 98 einsetzt, kann dagegen sofort vom Pentium III profitieren. Microsoft hat bereits alle Vorkehrungen getroffen, damit die zusätzlichen Register des PIII bei einem Task-Wechsel gesichert werden. Software, die ISSE bereits unterstützt, kann also unter Windows 98 direkt zeigen, was sie zu leisten vermag. Indirekte ISSE-Unterstützung gibt es für all jene Programme, die DirectX verwenden. Microsoft hat in die aktuelle Version 6.1 neben dem bereits in DirectX 6.0 enthaltenen 3DNow-Support jetzt auch ISSE-Befehle implementiert.

Daß Windows 98 den PIII in der Systemsteuerung nur als Pentium II einstuft, ist lediglich ein kosmetisches Detail. Mit dem in Kürze erwartete Service-Pack 1 (SR1) soll die korrekte Identifizierung des Pentium III nachgereicht werden. ISSE ist aber auch ohne diese Erkennung nutzbar.

Ähnlich sieht es unter Windows NT 4.0 aus. Hier benötigt man das Servicepack 4 (SR4) und einen Treiber von Intel, damit ISSE-Software zum Zuge kommt. Mangels DirectX-Support bleibt man aber auf Software beschränkt, die den neuen Befehlssatz von sich aus unterstützt. In diese Kategorie fallen allerdings auch OpenGL-Treiber der Grafikkarten-Hersteller.

Wie sich andere Betriebssystem-Hersteller ISSE gegenüber verhalten, steht noch nicht fest. Sicher ist nur, daß man unter OS/2, Linux und Co. den Pentium III zwar verwenden kann, aber derzeit keinen Vorteil durch die SIMD-Einheit hat.

AMDs Reaktion auf den Präsentationstermin des Pentium III ließ nicht lange auf sich warten: Kurzerhand legte man die Vorstellung des K6-III auf den 22. Februar 1999, um Intel zuvorzukommen. Der neue Prozessor arbeitet mit bis zu 450 MHz Takt und soll Intel so auch am oberen Ende der Leistungsskala Paroli bieten.

Die Unterschiede in der Architektur zwischen K6-III und seinem Vorgänger K6-2 sind deutlich geringer als zwischen Intels Pentium II und III. Der K6-III enthält denselben Kern wie der K6-2. Keines der Rechenwerke wurde verändert, und sein mit voller Taktrate laufender L1-Cache sieht ebenfalls 32 KByte für Daten und 32 KByte für Befehle vor.

Neu hinzugekommen ist aber ein mit vollem Prozessortakt arbeitender, 256 KByte großer L2-Cache. Angesichts der Tatsache, daß der L2-Cache des Pentium III nur mit halbem Prozessortakt läuft, waren wir natürlich höchst neugierig, ob der K6-III aus diesem Bonus genug Benchmark-Kapital schlagen kann, um den Pentium III ernsthaft zu bedrohen. Der auf den meisten Super-Sockel-7-Boards untergebrachte, bis zu 2 MByte große Cache, dient dem Sharptooth übrigens als L3-Cache. Er arbeitet wie üblich mit einer Taktrate von 100 MHz. Damit steht Intels zweistufige Cache-Architektur eine dreistufige beim K6-III gegenüber.

Statt auf Neuerungen wie ISSE setzt AMD beim K6-III weiterhin auf 3DNow. Wie seinerzeit MMX bringt 3DNow keine gefährlichen neuen Register ins Spiel, sondern nutzt die vorhandenen lediglich durch neue Befehle raffinierter aus. Auch der integrierte L2-Cache arbeitet völlig transparent, schafft also keine neuen Tücken für Betriebssystem oder Anwendungssoftware. Der Anwender profitiert beim Umstieg von einem K6-2 also sofort von der höheren Leistung des K6-III durch den schnelleren L2-Cache und die höhere Taktfrequenz. Die maximale Leistung können allerdings nur Applikationen und Treiber aus dem Prozessor herausholen, die von 3DNow-Befehlen auch Gebrauch machen. Das gilt für ISSE beim Pentium III natürlich genauso.

Wer allerdings sein K6-2-System durch Austausch des Prozessors auf den K6-III umrüsten will, braucht dafür unbedingt ein neues BIOS. Manchen Boards könnte auch die geänderte Versorgungsspannung des K6-III Probleme bereiten, denn er verlangt nach einer Core-Spannung von 2,5 Volt, also 0,3 Volt mehr als der K6-2.

Für den direkten Vergleich von Pentium III und K6-III haben wir versucht, zwei annähernd gleiche Systeme zusammenzustellen, was aufgrund der Design-Unterschiede - Slot 1 beim PIII, Sockel 7 beim K6-III - natürlich nicht 100prozentig möglich ist. Als Grafikkarte verwendeten wir eine Diamond Viper 550 (Riva TNT-Chip mit 16 MByte Grafik-RAM), hinzu kamen noch eine Soundblaster Live! Value, 128 MByte PC-100-SDRAM und eine IDE-Festplatte (Fujitsu MPC3064AT). Die Slot-1-Prozessoren nutzten ein Board mit Intels 440BX-Chipsatz (Asus P2B, Rev. 1.02, BIOS: 1008), als Basis für die Super-Sockel-7-CPUs diente das P5A von Asus mit ALI-Chipsatz (Rev. 1.03, BIOS: 1005, ALi AGP-Treiber V1.50).

Alle Tests wurden unter Windows 98 mit der Beta-Version des Service-Release 1 (Built 2088) und DirectX 6.1 durchgeführt. Als Grafiktreiber verwendeten wir den aktuellen nVidea-Referenztreiber (Detonator). Um den Einfluß der Grafikkarte erfassen zu können, führten wir auch noch Kontrollmessungen mit einer Matrox Millennium II durch.

Neben dem Pentium III mit 450 und 500 MHz Taktrate und seinem Herausforderer, dem K6-III-450, zogen wir auch deren leistungsstärkste Vorgänger - einen Pentium II mit 450 MHz und einen K6-2 mit 400 MHz - zum Vergleich heran. Alle fünf durften zeigen, was sie bei typischen Spiele- und Applikations-Benchmarks leisten können.

Für die Spiele-Fraktion bemühten wir Quake I unter DOS sowie seinen Windows-Nachfolger Quake II. Letzteres arbeitete sowohl im Software-Modus als auch mit OpenGL-Unterstützung der Grafikkarte. Die OpenGL-Tests führten wir beim K6 mit dem 3DNow-unterstützenden Patch von AMD durch. Der K6-2 blieb trotz 3DNow-Support hinter den gleichgetakteten Intel-Prozessoren zurück, während der K6-III sowohl mit Pentium II als auch Pentium III bei 450 MHz im Rahmen der Meßungenauigkeit gleichzog.

Da Quake II weder DirectX noch ISSE unterstützt, ist leicht einsichtig, daß die Meßergebnisse mit Pentium II und III bei gleicher Taktrate identisch sind. Doch auch `Race´ und `First Person´ aus dem 3DMark99 von der Futuremark Corporation förderten keine Unterschiede zutage. Das ist jedoch schon verwunderlich, weil beide Spiele Gebrauch von DirectX machen, und dieses Interface ja laut Intel und Microsoft seinerseits MMX, ISSE und 3DNow nutzt. Auch der DirectX-intensive X-Bench erbrachte keinerlei Vorteil für den Pentium III. Das führt uns zu dem Schluß, daß nur die wenigsten momentan im Umlauf befindlichen Spiele wirklich von einem Pentium III profitieren, solange nicht auch die Spiele selbst ISSE-Befehle verwenden.

Daß AMDs K6-III trotz der 3DNow-Unterstützung von DirectX bei `Race´ und `First Person´ aus Futuremarks 3D-Mark99 hinter Pentium II und III zurückfällt, dürfte an dessen langsamerer Floating-Point- und MMX-Einheit liegen. Dafür kann sich der K6-III beim X-Bench prächtig in Szene setzen: Hier liegt der K6-III-450 mit 96,2 fps klar vor dem Pentium-III-450 (90,4 fps), und er läßt sogar den 50 MHz schneller getakteten Pentium-III-500 hinter sich.

Die Ergebnisse weiterer Spiele-Benchmarks lesen Sie in der gedruckten Ausgabe der c't. Dort erfahren Sie auch, wie sich die Kontrahenten bei `ernsthaften´ Anwendungen geschlagen haben.

Intel will den Pentium III mit 450 MHz in 1000er-Stückzahlen für 496 US-Dollar anbieten, die 500-MHz-Version für 696 US-Dollar. Der Preis für den 550er steht noch nicht fest. AMD gibt sich nur wenig bescheidener: Der direkt gegen den Pentium-III-450 gerichtete K6-III-450 kostet mit 476 Dollar gerade mal 20 Dollar weniger, für den 400er verlangt AMD 284 Dollar. Wer sich indes mit dem zeitgleich vorgestellten K6-2-450 begnügt, kommt mit 203 Dollar davon.

In der Vergangenheit haben Fertigungsprobleme mehrmals dafür gesorgt, daß eine neue AMD-CPU nicht rechtzeitig in großen Stückzahlen auf den Markt kam. Der deutsche AMD-Chef Jochen Polster betonte zwar gegenüber c't, daß man anders als ehedem beim K6-2 schon zur Markteinführung mit ausreichenden Stückzahlen rechne, doch das gilt vorwiegend für den K6-III-400. Größere Liefermengen des 450er K6-III erwartet AMD hingegen erst im März. Üblicherweise wird er dann aber zunächst nur in Fertig-Systemen auftauchen; vor April oder gar Mai wird ihn der Aufrüstwillige wohl nicht im Laden finden.

Wenn Intel aber seinen Zeitplan einhält, könnte dann schon der Pentium III mit 550 MHz auf den Markt kommen, was die Preise für die `langsameren´ PIII-Chips sofort nach unten drücken dürfte. Wenn AMD den K6-III bis dahin nicht tatsächlich in Stückzahlen verkaufen kann, sind die derzeit anvisierten K6-III-Preise natürlich nicht mehr zu halten - wer zu spät kommt, den bestraft das Leben. Bei Intel jedenfalls sind keine Anzeichen zu erkennen, daß man in Fertigungs- oder Lieferprobleme geraten könnte. Die Branche erwartet, daß in allen größeren Läden bereits zur Einführung am 26. Februar Pentium-III-Systeme zum Verkauf stehen.

Der schnellste Prozessor ist stets auch der teuerste. Wenn man jedes Prozent Leistung braucht und sich diese unmittelbar als Arbeitszeitersparnis in klingender Münze auszahlt, dann ist auch ein 1200-DM-Prozessor wie der Pentium-III-500 in Kürze amortisiert. Solche Aufgaben, bei denen sich `Großrechenjobs´ vielleicht von acht auf sieben Stunden verkürzen lassen, sind aber sogar im Profi-Bereich die Ausnahme.

Für den häuslichen Anwender sind die Spitzenprozessoren üblicherweise völliger Overkill, selbst für Spiele-Enthusiasten oder Power-User, die dem Hobby `Hochleistungsrechner´ große Teile ihres Budgets widmen. Zum einen ist der Leistungsunterschied etwa zwischen einem PIII-450 und einem PIII-500 in vielen Fällen die Preisdifferenz von gut 400 DM nicht wert. Zum andern erleiden gerade diese Prozessoren auch den höchsten und schnellsten Wertverlust. Schon in nächster Zukunft, wenn der Pentium-III-550 auf den Markt kommt, dürfte der Preis des PIII-500 signifikant rutschen. Dennoch sind die Einstiegspreise für Intels Neulinge durchaus moderater als in der Vergangenheit - die AMD-Konkurrenz hat da für den Anwender ganz sicher sein Gutes.

Fragt sich natürlich, ob es überhaupt ein Pentium III sein muß. Wer vornehmlich Office-Anwendungen nutzt und gelegentlich mal das eine oder andere Spiel startet, kommt mit einem K6-III deutlich besser weg. Allerdings gilt auch hier: Das Spitzenmodell ist derzeit viel zu teuer. Reizvoller ist da schon der K6-III-400 für knapp 480 DM. Wer kaum spielt, kann freilich auch zu einem noch günstigeren Prozessor greifen, letztlich reicht nahezu jeder moderne Prozessor fürs Tagesgeschäft unter Windows 98 aus, erst recht unter Windows 95. Und selbstverständlich üben Pentium III und K6-III auch gehörigen Druck auf die Preise der aktuellen Vorgänger Celeron/Pentium-II und K6-II aus - die Einstiegs-PCs dürften also in Kürze deutlich kräftiger `motorisiert´ sein oder noch billiger werden.

Oft läßt sich sogar durch eine höhere Speicherausstattung für weniger Geld mehr Leistung herausholen als durch dieselbe Investition in einen schnelleren Prozessor. Wenn jemand Windows 98 mit nur 32 MByte RAM betreibt, gilt das ganz pauschal. Der Nutzen von 128 statt 64 MByte dürfte sich - je nach Anwendung - mit 50 MHz mehr Prozessortakt die Waage halten. Bei 3D-Action-Spielen besteht noch die Chance, das gewünschte Mehr an Prozessorleistung preiswerter durch eine 3D-Grafikkarte wettzumachen. Im Regelfall sind die heutigen Spiele aber darauf ausgelegt, daß sich ein möglichst schneller Prozessor die Arbeit mit dem Grafikprozessor teilt, um 3D-Höchstleistungen zu erzielen. (gs)


Wie bei Intel üblich wird es pünktlich zur offiziellen Vorstellung des Pentium III diverse Systeme mit diesem Prozessor geben. HP, Dell, Siemens, Compaq und viele andere Hersteller haben entsprechende Maschinen angekündigt. Angesichts der geringen technischen Unterschiede zwischen Pentium II und III ist dies auch kein Kunststück. Die Hersteller benötigen im Prinzip nur ein aktualisiertes BIOS, und schon läuft ein Pentium III auf jedem Slot-1-Motherboard mit 100 MHz Bustakt.

Dennoch waren unsere Versuche, im Vorfeld entsprechende Rechner zu bekommen, nicht sonderlich von Erfolg gekrönt: Prototypen allüberall, bei denen die Zeit bis zum 26. Februar noch dringend für den Feinschliff benötigt wurde. Einzig Compaq schaffte es, uns bis zum Redaktionsschluß einen serienreifen Deskpro 6500+ mit Pentium-III-500 zu schicken. Das Gerät basiert auf einem Motherboard mit Intels 440BX-Chipsatz und arbeitet mit einer Millennium-G200-Grafikkarte von Matrox. Als Sound-Interface dient eine etwas antiquierte ISA-Karte mit dem ESS-Chip ES1869F - etwas unpassend in einem brandneuen PIII-Rechner. Immerhin hat Compaq dem Deskpro 6500+ aber statt des sonst üblichen Piepsers einen ordentlichen Lautsprecher spendiert. Zusätzliche Lautsprecherboxen können also entfallen.

Angenehm fiel uns auch die geringe Lärmentwicklung des PCs auf. Der Deskpro besitzt zwar einen zweiten Lüfter, der Luft von dem passiv gekühlten Prozessor absaugt, dieser läuft aber recht langsam und verursacht dadurch wenig Lärm.

Ein weiteres Goody entdeckten wir im Inneren des Compaq-Rechners: Sowohl das Diskettenlaufwerk als auch die Festplatte (IBM DTTA- 351010) und das CD-ROM-Laufwerk (Sony CDU701-Q2) lassen sich ohne Werkzeug ein- und ausbauen. Ein einfacher Druck auf den Sicherungsriegel, und schon lassen sie sich entnehmen. Ebenfalls eine nette Idee: Das Gehäuse läßt sich sowohl als Tower als auch als Desktop-Modell verwenden.

Wo Microsofts DirectX 6.0 bereits 3DNow für Geometrie- und Beleuchtungsberechnungen unterstützte, kommt Version 6.1 auch mit entsprechenden Optimierungen für ISSE. Allerdings verwenden viele Anwendungen - vor allem Spiele - bislang die Geometrie- und Beleuchtungsberechnungen von DirectX nicht, weil diese sich als langsamer erwiesen als selbstentwickelte Routinen.

Das OpenGL-Treiberentwicklungskit für Windows (3-D DDK) stammt von Silicon Graphics. Das Treibermodell ICD (Installable Client Driver) erlaubt den Hardwareherstellern, Funktionen, welche die Chips nicht beherrschen, in Software auszuführen. Wenn später in diesem Jahr ein DDK für OpenGL 1.2 erscheint, soll es auch ISSE unterstützen. Die neuen Windows-NT-Workstations werden aber bereits ISSE-optimierte Treiber besitzen, sobald die entprechenden Xeon-Prozessoren auf den Markt kommen, so SGI.

3Dfx arbeitet zunächst am neuen Chip Voodoo 3. Ob vor dessen Fertigstellung ISSE-optimierte Treiber für die schon jetzt 3DNow-beschleunigte Voodoo 2 kommen, stand zum Redaktionsschluß noch nicht fest - aber kommen sollen sie.

Intel will ISSE-optimierte Treiber nicht mehr für den Chip i740 schreiben, sondern erst für dessen Nachfolger, der noch in der ersten Jahreshälfte 1999 erscheinen soll.

Matrox unterstützt bereits jetzt 3DNow; ISSE-Optimierung kommt, `sobald DirectX 6.1 vorliegt´. Zum Redaktionsschluß konnten wir aber noch keine Treiberupdates auf dem Matrox-Server ausmachen. Ein OpenGL-ICD, das dann 3DNow und ISSE gleichermaßen unterstützt, soll folgen.

nVidia benutzt im Direct3D-Referenztreiber des Riva TNT zum Beispiel Gleitkomma-Parallelbefehle, um für den Betrachter nicht-sichtbare Dreiecke vor der Übergabe an den Grafikchip auszusortieren (Back Face Culling). Dies macht deswegen Sinn, weil sich so die Belastung des AGP verringert. Mit 3DNow könne man in einem Durchgang zwei Dreiecke prüfen, mit ISSE sogar vier. Auf langsameren CPUs ohne 3DNow oder ISSE wählt der Treiber den dann schnelleren Weg, daß der Grafikchip die verdeckten Dreiecke selbst entfernt.

Die nVidia-Treiber enthalten spezifischen Code für Pentium, Pentium mit MMX, Pentium Pro, Pentium II und AMD K6 mit 3DNow. Beim neuen Treiber 1.09 (Detonator) sind auch Optimierungen für Pentium III dazugekommen. nVidia äußerte sich jedoch nicht dazu, ob das im gegenwärtigen Stadium ISSE-Befehle sind; auf jeden Fall nutze man die Prozessor-Besonderheiten aus (flushing buffers, scheduled instructions, write combining).

Generell seien die Möglichkeiten, 3DNow und ISSE im Grafikkartentreiber einzusetzen, sehr gering, da er nur noch eine relativ dünne Softwareschicht darstellt. Anders als bei älteren Bausteinen, wo der Prozessor noch Daten aufbereiten mußte, brauchen Dreiecksdaten heute vom Treiber nur noch wenig bearbeitet zu werden. Bereits der Riva128 benötigt kaum noch Vorverarbeitung, und der Riva TNT kann das FVF (Flexible Vertex Format) von Direct3D direkt verarbeiten. Es bleibe daher nicht viel Raum für Optimierungen mit speziellen Prozessorbefehlen.

ELSA plant für Synergy II, eine OpenGL-Karte auf Basis des Riva TNT2, im Treiber für Windows NT 4.0 hochgradig ISSE-Befehle zu nutzen.

S3 gibt an, daß die Direct3D-Treiber für die Chips Savage3D und Savage4 in erster Linie auf die verschiedenen Prozessortypen optimiert sind, um Dreiecksdaten möglichst schnell an den Grafikchip zu übergeben. Jeder Prozessor besitzt Besonderheiten, die man für diesen Zweck einsetzen kann. Beim Pentium II sind dies zum Beispiel Scheduled Instructions und Buffer-Flushing. Zur Zeit untersuche man, wie weit 3DNow - und ISSE-Instruktionen für die Optimierung des Direct3D-Treibers und des OpenGL-ICDs tatsächlich einsetzbar sind. Mit den ISSE-Befehlen ließe sich zwar die Geometrieberechnung beschleunigen - die Daten würden dann aber schneller erzeugt werden, als sie aufgrund der begrenzten Bandbreite des Speichers ausgegeben werden könnten. (Manfred Bertuch)

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