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Core i5/i7-Effizienz: Eine Erste Analyse

Core i5/i7-Effizienz: Eine Erste Analyse
Von , Achim Roos

Die neuen LGA 1156-Prozessoren werden hoch dafür gelobt, dem Mainstream neue Performance-Niveaus zu verschaffen. Heute werfen wir einen Blick darauf, wie sich die Effizienz von Core 2 Quad zu Core i5/i7 verändert hat.

Die neuen Intel LGA 1156-Prozessoren, der Core i5-700 und der Core i7-800, sind mit Pauken und Trompeten auf den Markt angekommen. Unser ursprüngliche Artikel von unseres US-Schwestermagazins bietet alle Schlüsselinformationen einschließlich eines umfassenden, englischsprachigen Videos über die Technologie und verfügbaren Motherboards. Kurz gesagt: Der neue Prozessor verspricht höhere Performance als mit dem Core 2 Quad. Allerdings behauptet Intel auch, dass die Leistungsaufnahme merklich abnimmt. Wir haben uns das genau angesehen.

Core i5, i7: Intels neue Prozessoren für Socket LGA 1156.Core i5, i7: Intels neue Prozessoren für Socket LGA 1156.

Die Core i5-Innovation

Die neue P55-Plattform und die Lynnfield-Prozessoren hinterlassen einen guten Eindruck, allerdings wollen wir die Situation auch aus einem anderen Blickwinkel betrachten. Als Basis für die LGA 1156-Plattform bleibt die Nehalem-Architektur, die vor fast einem Jahr vorgestellt wurde. Damit ist das Maß an Innovation etwas weniger revolutionär als es zunächst erscheint. Intel hat geschickt an mehreren Stellschrauben gedreht: Technologisch gesehen bietet der Core i5 mehr Integration hin zu einer SoC-Zukunft (System-on-Chip), indem PCI Express direkt auf die Prozessor-Die gepackt wird. Turbo Boost 2.0 bringt zudem Performance für konventionelle Anwendungen mit geringer oder keiner Thread-Optimierung. Angesichts der Tatsache, dass Intel in den kommenden Monaten mit Clarkdale auch Grafik in den  Prozessor integrieren will, könnte das auch als notwendiger Schritt angesehen werden und Turbo Boost 2.0 demzufolge lediglich als eine weitere Schraube, mit welcher dynamisches Übertakten plötzlich zum Feature wird: Die großen Motherboard-Hersteller bieten ähnliche Funktionen bereits seit einigen Jahren auf ihren Spitzenprodukten an.

Wir sehen zwei wesentliche Vorteile für die neuen LGA 1156-Prozessoren: Zunächst wäre da die eindeutig niedrigere Leistungsaufnahme dank des integrierten Speicher-Controllers und des eingebauten PCI Express 2.0-Interfaces. Desweiteren steigt für viele Anwendungen die Performance durch die Turbo-Boost-Funktion auf das bisher nur vom Core i7 gekannte Niveau (LGA 1366). Beide Vorteile wurden in unserem Artikel Intels Mainstream-Magnum Opus deutlich.

Hohe Performance auf Abruf

Der Turbo Boost 2.0 beschleunigt einen einzelnen Kern um vier 133 MHz-Schritte bei einem Core i5-700 und um ganze fünf Schritte bei einem Core i7-800. Das entspricht einer Erhöhung der Taktrate von 533 bzw. 667 MHz. Zwei Kerne können um vier Geschwindigkeitsstufen beschleunigen, während drei und vier Kerne weiterhin einen 133 MHz-Boost erhalten (bis zu 266 MHz für das Spitzenmodell Core i7-860). Dabei erklärt sich fast von selbst, der neue Prozessor die Performance des Core 2 Quad (und die Kontrahenten von AMD) durch diese bedarfsgerechten Taktsteigerungen locker übertreffen kann. Wir widmen uns allerdings auch der Frage, wie der neue Core i5/i7 ohne die Turbo-Boost-Funktion abschneiden würde. Es ist auch offensichtlich, dass die neuen Chips ihre maximale Leistungsaufnahme eher erreichen sobald Turbo Boost anläuft, was weitere Fragen bezüglich der Effizienz aufwirft.

Leistung herunter?

Wir wollen nun einige grundlegenden Fragen beantworten: Wie groß ist die tatsächliche Verringerung der System-Leistungsaufnahme im Vergleich zu den Core 2 Quad-Plattformen? Wie genau ist die Effizienz (Performance pro Watt) der neuen LGA 1156-Generation? Worin unterscheiden sich die Effizienz eines LGA 1156-Systems mit und ohne aktiviertem Turbo Boost?

Alle 21 Kommentare anzeigen.
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  • Weltenspinner , 14. Oktober 2009 21:08
    *lacht*
    Die Northbridge ist beim LGA 1156
    direkt auf dem CPU-DIE, du Held! :lol: 
  • derGhostrider , 14. Oktober 2009 23:35
    Im Artikel steht:
    Zitat :
    Der Speicher-Controller hat bereits mit Nehalem seinen Weg in den Prozessor gefunden (Core i7 auf LGA 1366) und auch das PCI Express-Interface wurde nun in den Prozessor integriert. Infolgedessen konnte man auf die Northbridge oder den MCH verzichten
    Aber auf Seite 2 wird beim Core i7 920 als Northbridge 24,1W TDP angegeben. Das ist nicht die Northbridge! Wie im Artikel steht, gibt es diese nicht mehr! Ein Sternchen an der Zahl und eine kurze Erläuterung, daß es keine Northbridge ist, aber ein Teil des zweiteiligen Chipsatzes, hätte ja gereicht.

    ------

    Immernoch Seite 2, zieht sich allerdings durch bis zum Fazit:
    Zitat :
    Allerdings sollten Sie bedenken, dass diese Daten die maximale Leistungsaufnahme in Bezug auf thermischen Grenzen widergeben (TDP - Thermal Design Power). Die Praxis dürfte etwas anders aussehen.

    TDP Werte sind nur noch die Angaben, die die "im normalen Betrieb voraussichtlich dauerhaft anfallende Wärmemenge" beschreiben.
    Jede aktuelle Intel CPU kann DEUTLICH bei der Energieaufnahme und somit auch Abgabe nach oben abweichen. Steht aber auch in den Datenblättern zu den CPUs.
    Kleines Beispiel: Mein Xeon X5550 (grob vergleichbar mit einem i7-920) hat eine TDP von 95W bei 2,66GHz. Wird nun z.B. ein Kern ausgelastet, dann setzt der Turbo ein und taktet auf 3,06 GHz. In diesem Zustand nimmt die CPU rund 108W auf. Allerdings auch dauerhaft, da der TurboModus erst dann beschränkt wird, wenn die Kühlung nicht ausreichend ist.

    In den Datenblättern stehen ganz interessante Werte: Ein 130W Xeon kann spielend über 150W aufnehmen.

    Die TDP hat also recht wenig mit der "maximalen Leistungsaufnahme" gemein. 95W ist nur die TDP Angabe. Das, was im üblichen dauerhaften Betrieb erwartet wird. Die CPUs können nach oben abweichen. In den Datenblättern der Xeon-CPUs steht es sehr präzise, wie weit und wie extrem das der Fall sein kann.
    Ich wette, daß es auch für die neuen Sockel-1156 CPUs passende Datenblätter gibt, die ebenfalls ein paar hundert Seiten umfassen.

    Die Zeiten, daß "TDP" die maximale Leistung angegeben hat, sind schon lange vorbei.
    AMD schönt inzwischen die Zahlen noch weiter mit "ACP" Angaben "average CPU Power", was nochmals unter TDP liegt.
    Man erinnere sich noch: Die ersten AMD Opterons kamen als Baureihe mit einem TDP-Wert von 89W. ALLE CPUs, selbst die, die erst später folgten und auf dem gleichen Prozess basierten, passten in diesen thermischen Umschlag. Keine dieser CPUs mehr verbraucht - auch nicht im Extremfall.

    Da dem heute aber nicht mehr so ist, sollte man es den Usern auch Mitteilen!
  • dabiggy , 15. Oktober 2009 07:50
    Epic Fail fruechtetee :) 
  • modena , 15. Oktober 2009 10:09
    Intel gibt die TDP als durchschnittlichen Verbrauchswert unter definierten Bedigungen an. Im Schlimmsten Fall können diese Werte leicht um 20% überschritten werden.

    AMD gibt die TDP als maximal möglichen verbrauchswert im schlimmsten Fall an.

    Die AMD ACP ist hingegen genauso ein durchschnittlicher Verbrauchswert unter definierten Bedingungen wie Intel TDP.

    LG
  • Weltenspinner , 15. Oktober 2009 10:17
    So isset!
    Auch wenn Intel bei den 45nm Core2Duos eher 20% drunter bleibt.
    Bei den 65nm, sowieso den i3/i5/i7/i9 sieht das ganz anders aus.
  • FormatC , 15. Oktober 2009 10:33
    @weltenspinner:
    Die (ehemaligen) TDP-Klassen sind eh nur ein grober Anhaltspunkt. Fakt ist, dass ein mit 95 Watt angegebener Phenom II X3 unter Volllast auf dem selben Board und mit den selben verbauten Komponenten statt 6 Watt immerhin knapp 20 Watt mehr verdonnert, als ein mit 89 Watt angegebener alter Athlon 64 X2 6000+ (Brisbane). Wobei letzterer durchaus kein Kostverächter ist und die Leistungsangabe locker erreicht werden dürfte. Deswegen gilt auf vielen älteren AM2+ Boards wohl mittlerweile auch die (nachträgliche) Beschränkung auf 95 Watt, was eigentlich den alten Auslegungen bis 125 Watt entsprach.

    Die ACP bei AMD ist im Vergleich zu Intel noch großzügiger ausgelegt, was dem normalen Anwendungsfall im Mix durchaus entsprechen mag. Die maximale Aufnahme hingegen schießt bei einigen CPUs echt durch die Decke. So gesehen lohnt das Studium der Datenblätter, so wie es derGhostrider erwähnte, in jedem Fall. Wobei die Infos bei Intel einfacher zu erlangen sind. AMD mauert da ein wenig.

    Ich benutze für die Leistungsmessung des Gesamtsystems ein Teil von Zalman, das wirft mir je nach PC im Schnitt 20-40 Watt mehr aus, als das billige Brennenstuhl-Verbrauchsmeßgerät und sollte ganz gut hinkommen. Wenn ich ein nacktes Intel-System messe und die Angaben zu den Komponenten mit einbeziehe, dann stimmen die Angaben auch der alten 65nm CPUs ziemlich genau. Ein Q6600 liegt im Originaltakt sogar drunter.
  • Weltenspinner , 15. Oktober 2009 10:43
    Meinst du den Phenom II X3 720 BE?
    Der Verbraucht unter Volllast (Core2MaxPerf 1.3) 74W
    und zwar inklusive Spannungswandler.
    Der PhenomII X4 955 BE ist schon der Böseste.
    Der ist wohl keine 2W vor der TDP satt.
  • FormatC , 15. Oktober 2009 10:55
    Zitat :
    Der Verbraucht unter Volllast (Core2MaxPerf 1.3) 74W
    Ja, ich meine den X3 720 BE. Und 74 Watt sind ein Phantasiewert. Ich habe dieses Unding in meinem Zweitsystem verbaut (und mit dem alten 6000+ verglichen, siehe oben), der frisst echt wie die Pest. Der vierte Kern nuckelt nämlich trotz "Abschaltung" mit an der Pulle. Ich konnte mit bzw. ohne tricky zugeschaltetem vierten Kern kaum einen Unterschied messen. Ich werfe den jetzt am WE raus, da kommt ein neuer X4 945 mit 95W drauf. Der wird sicher nicht mehr verbraten.

    Ich kenne den drauf verbauten Kühler sehr gut, da ich damit schon viele CPUs getestet habe. Außerdem ist ein Messfühler im Boden eingelassen, der Umbau hat sich echt bezahlt gemacht. Da kann man die einzelnen Werte der CPUs schon ganz gut vergleichen, solange das Gehäuse und die Lüfter die selben sind.
  • tkoerbs , 15. Oktober 2009 11:01
    Steht aber auch in den Datenblättern zu den CPUs.Kleines Beispiel: Mein Xeon X5550 (grob vergleichbar mit einem i7-920) hat eine TDP von 95W bei 2,66GHz. Wird nun z.B. ein Kern ausgelastet, dann setzt der Turbo ein und taktet auf 3,06 GHz. In diesem Zustand nimmt die CPU rund 108W auf.

    Nein! Da hast du was falsch verstanden. Wenn nur ein Kern ausgelastet wird kann der Prozessor niemals 108W verbrauchen - das dürfte erst bei >4GHz der Fall sein.
    Und der Prozessor darf eine Leistungsaufnahme > TDP auch nur für höchstens 2s haben...
  • Weltenspinner , 15. Oktober 2009 11:02
    http://ht4u.net/reviews/2009/athlon_250_phenom_550/index21.php

    Ich vertraue da Messungen eher, als "gefühlte" Watt.
  • modena , 15. Oktober 2009 11:03
    @Format C

    Wie willst du mit der Gesamtmessung des Systems genau bestimmen können,
    was die CPU frisst?

    Und dass ein Phenom II X4 945 nicht vielmehr als der X3 720 nehmen wird ist auch klar, sind beide in derselben TDP Klasse eingeteilt.

    Die genannten 74W beim X3 können schon hinkommen....

  • FormatC , 15. Oktober 2009 11:27
    Wenn ich im selben System in der Gesamtaufnahme bei einem X3 720 BE mehr messe als bei einem X2 6000+, dann ist das für mich schon ein Anhaltspunkt. Denn dass dieser in der logischen Konsequenz dann unter 70 Watt verbrauchen sollte, das halte ich für ein Ding der Unmöglichkeit. Ich weiß nicht, was für ein Exemplar deren Messungen zu Grunde liegt, aber es ist schon ein wenig komisch. Die Tabelle stört mich eh, weil nirgendwo die Steppings ersichtlich sind. Beim Intel liegt ein Riesenunterschied zwischen C1- und E0-Stepping und den X2 6000+ gibts auch mit zig verschiedenen Kernen. Das Diagramm ist leider ein inkonsequenter Witz.

    Zitat :
    Und dass ein Phenom II X4 945 nicht vielmehr als der X3 720 nehmen wird ist auch klar, sind beide in derselben TDP Klasse eingeteilt.
    Die genannten 74W beim X3 können schon hinkommen....
    Ein 945 würde dann also kaum mehr als 74 Watt verbrauchen? Schön wärs schon.
  • derGhostrider , 15. Oktober 2009 14:28
    @tkoerbs:
    Gut, die 108W sind ehr der Fall für "Turbo An" und der Xeon taktet auch dauerhaft mit allen 4 Kernen auf vollanschlag 2 Stufen hoch.
    TDP und Wirklichkeit stimmen da nicht annähernd überein. Zudem stimmt das mit den 2s nicht. Woher hast Du diesen Wert? (Bitte Seitenzahl des Intel-Dokumentes!)
  • modena , 15. Oktober 2009 14:46
    FormatCWenn ich im selben System in der Gesamtaufnahme bei einem X3 720 BE mehr messe als bei einem X2 6000+, dann ist das für mich schon ein Anhaltspunkt.
    Denn dass dieser in der logischen Konsequenz dann unter 70 Watt verbrauchen sollte, das halte ich für ein Ding der Unmöglichkeit. Ich weiß nicht, was für ein Exemplar deren Messungen zu Grunde liegt, aber es ist schon ein wenig komisch. Die Tabelle stört mich eh, weil nirgendwo die Steppings ersichtlich sind. Beim Intel liegt ein Riesenunterschied zwischen C1- und E0-Stepping und den X2 6000+ gibts auch mit zig verschiedenen Kernen. Das Diagramm ist leider ein inkonsequenter Witz.
    Eben, den 6000+ gabs bei AMD in verschiedenen Herstellungsverfahren (90 und 65NM) und es gab ihn in x verschiedenen Steppings.
    Und dass eine CPU, welche mit 89W TDP angegeben ist (und wir haben gelernt, dass bei AMD die TDP der Schlimmstmögliche Fall ist) kann es durchaus sein, dass dieser unter Last etwas über 65W braucht und der 3 Kerner 720BE 74W. Wieso auch nicht?


    Ein 945 würde dann also kaum mehr als 74 Watt verbrauchen? Schön wärs schon.


    Wiso soll das anders sein? Ich mein der ist mit 95W TDP angegeben, wass bei AMD der schlimmste Fall ist. Es kann also gut sein, dass dieser bei deiner Messung so 80-85W braucht.

    Wieso auch nicht?
  • derGhostrider , 15. Oktober 2009 14:49
    @modena: Auch bei AMD sind die TDP-Werte aufgeweicht worden und geben nicht mehr den absoluten worst-case an. Spitzenwerte können durchaus darüber liegen, auch wenn man diese nur duch Programme wie "Coredamage" oder "Prime95" erzeugen kann und im Alltag nicht antreffen wird.
  • modena , 15. Oktober 2009 14:52
    Die Zitiererei hier ist echt nicht toll.

    Also nochmals....

    Eben, den 6000+ gabs bei AMD in verschiedenen Herstellungsverfahren (90 und 65NM) und es gab ihn in x verschiedenen Steppings.
    Und dass eine CPU, welche mit 89W TDP angegeben ist (und wir haben gelernt, dass bei AMD die TDP der Schlimmstmögliche Fall ist) kann es durchaus sein, dass dieser unter Last etwas über 65W braucht und der 3 Kerner 720BE 74W. Wieso auch nicht?
  • modena , 15. Oktober 2009 14:53
    Neee, ich kenne keine AMD CPU, welche mehr als die angegebene TDP braucht.
    Ist meiner Meinung nach immer noch der schlimmste Fall....
  • derGhostrider , 15. Oktober 2009 15:08
    Deine Meinung ist aber nicht die offizielle Meinung von AMD.

    TDP wird dort als Wert für "System Designer" vermarktet, damit eine "ausreichende Kühlung" im 'normalen' Betrieb gewährleistet wird. Das bedeutet eben leider nicht, daß dies der Maximalwert wäre.

    Auch wenn ich mich wiederhole: Das war mal so. Damals konnte man es sich noch erlauben den Maximalwert einer ganzen Prozessorgeneration anzugeben, der dann noch komfortabel unterschritten wurde.
    Heute wird, in Anbetracht des Öko-Wahns, um jedes Watt gefeilscht. Da gibt es doch bei fast jeder CPU-Reihe gleich mehrere TDP-Klassen. Hauptsache man kann nochmal etwas niedriger rutschen.
    Die ACP-Werte sollen dem Kunden dienen um zu ermitteln, wie sich eine CPU bei ihm im Rechner verhalten wird. Wen interessiert das denn? Nichtmal zur Wahl eines Kühlers ist dieser Wert interessant. Es ist nur noch ein Marketingwert. "Oh guck mal, xxW!" Der höhere Wert für die TDP soll den Endkunden schon etwas vorenthalten werden, da dieser Wert ja nur für die Systemhersteller interessant ist - also die, die tatsächlich mit der Abwärme fertig werden müssen.

    In solchen Momenten würde ich mir wünschen, daß die korrekten Angaben für alle Hersteller gesetzlich erzwungen würden. Jeder müsste die Maximale Verlustleistung angeben und dürfte dann zusätzlich noch soetwas, wie die jetzige TDP angeben.
    Bei bis zu 180W für manche CPU würden sich einige doch wundern.
  • Anonymous , 15. Oktober 2009 19:49
    Hi!

    "Eine" CPU hätte meiner Ansicht nach noch unbedingt in diesen Test gehört: Q9550 @ 3,4 GHz bei Standartspannung, denn das scheinen so weit ich das mitbekommen habe eigentlich alle Modelle zumindest der E0 Revision zu schaffen. Meiner macht über 3,5 GHz ohne im BIOS die Spannungen zu erhöhen.

    Ich bin mir nicht ganz sicher ob das hier auf tom's hardware oder auf ht4u war, auf jeden fall wurde da mal untersucht bei welcher Geschwindigkeit ein Core2 (E0) am effizientesten läuft - waren so um die 3,5 bis 3,7 GHz.

    Vielleicht könntet ihr das ja mal nachreichen!


    Gruß

    Jürgen
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