Nehalem für alle - Intel Core i5 und Core i7 auf Sockel 1156 im Test

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Der Uncore: Neuerungen beim Speichercontroller



Zu den Änderungen im Uncore zählt ebenfalls der Speichercontroller, welcher beim Lynnfield zwar nur noch zwei Speicherkanäle verwalten kann, dafür aber bis zu DDR3-1333 und damit zumindest auf dem Papier eine Taktstufe mehr als die Bloomfield-Pendants unterstützt. Bereits die Tests zum damaligen Launch der Bloomfield-Prozessoren zeigten deutlich, dass man in der Praxis nur selten bzw. gering vom dritten Speicherkanal profitiert, was den Schritt hin zu einem Zwei-Kanal-Interface plausibel macht. Außerdem fallen dadurch auch sehr viele Leiterbahnen weg, was Prozessor und vor allem die Mainboards günstiger macht.

Die Gründe für die geringen Vorteile des Triple-Channel-Interface liegen dabei im Prinzip auf der Hand. Die heutigen Prozessoren arbeiten über ihre Prefechter und Cache-Verwaltungen so effizient, dass im Vorfeld schon die benötigten Daten bei typischen Desktop-Applikationen vorausschauend in den Speicher geladen werden. Nur wenn solche Maßnahmen misslingen, oder aber anhaltend größere Dateien sequentiell über den Speicher eingelesen werden müssen (meist nur mit synthetischen Benchmarks darzustellen), bekommt der Speicher mit all seinen näheren Begleitumständen (Kapazitäten, Takt, Latenzen) seine Bedeutung.

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Es ist durchaus müßig über die Beweggründe Intels zu spekulieren, den Bloomfield mit einem limitierten Speicherinterface von DDR3-1066 zu belegen, während Lynnfield offiziell mit DDR3-1333 ausgestattet wird. Die Zeit dürfte mit Sicherheit eine wesentliche Rolle spielen, denn zum Zeitpunkt der Entwicklung der Nehalem-Architektur war seitens der Jedec zwar bereits ein DDR3-1333-Standard verabschiedet, doch praktisch kein Anbieter solcher Module am Markt hatte sich an die dafür vorgesehene Vesorgungsspannung von 1,5 Volt (+/- 0,075 Volt) gehalten. Unverändert lässt Intel die Warnung vor zu hohen Betriebsspannungen für den Speicher. Nach wie vor spezifiziert der Konzern den Speichercontroller nur bis zu einer Versorgungsspannung von 1,60 Volt für den Speicher. 1,65 Volt haben sich wohl nach zirka 10 Monaten Nehalem-Speicher-Praxis ebenfalls als unkritisch erwiesen, weshalb Intel in den aktuellen Presseunterlagen auch Module mit Versorungsspannungen von 1,65 Volt validierte. Wer mehr anlegt, muss selbst mit den Risiken leben.

Durch die Beschneidung des Speicherinterface auf eine Zwei-Kanal-Technik, die Anhebung der Taktung aber auf DDR3-1333 fällt die Speicherbandbreite bei den Lynnfield-Modellen mit 21,2 GB/s lediglich etwas geringer aus als die der Bloomfield-Ableger mit 25,5 GB/s. Im Vergleich zu den alten Yorkfield-Prozessoren, die gerade einmal mit 10,6 GB/s leben müssen ist der Unterschied jedoch gewaltig. Doch ob man dies in der Praxis merkt? Dies wollen wir nun untersuchen.

Bevor wir allerdings loslegen müssen wir noch einmal kurz auf die Veränderungen im Uncore zu sprechen kommen. Während bei dem Core-i7-8xx-Modellen jener mit 2,4 GHz taktet, ist beim Core i5 lediglich 2,13 GHz schnell. Damit ergibt es neben einem Performance-Unterschied bedingt durch den langsameren L3-Cache noch ein weiterer Nachteil für die Core-i5-Ableger. So ist es bei diesen nicht möglich DDR3-1600-Speicher zu nutzen ohne den Referenztakt zu erhöhen. Das Maximum ist hier DDR3-1333, während beim Core i7 860 und Core i7 870 noch DDR3-1600 möglich ist. Wer noch mehr benötigt muss dann aber auch bei diesen Prozessoren den Referenztakt anheben. Dies geschieht im Übrigen automatisch, wenn man das XMP-Profil eines Speichers aktiviert und der Takt über dem zulässigen Maximum liegt. Damit dabei nicht die CPU übertaktet wird, wird der Multiplikator für den Frequenz der vier Kerne abgesenkt. Dem Uncore nützt dies allerdings nicht und er wird somit außerhalb seiner Spezifikationen betrieben.

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DDR3-1600 geht beim Core i5 nur mit Übertaktung

Im Vorfeld muss dazu noch darauf hingewiesen werden, dass die unterschiedlichen Taktraten nicht der einzige leistungsrelevante Faktor beim Speicher ist. Ebenso interessant kann die Latenz des Speichers sein. Deshalb soll die nachfolgende Tabelle verdeutlichen, welche Auswirkung eine geänderte Taktrate auf die absolute Latenz hat.

SpeicherartLatenzI/O-TaktZykluszeit [ns]absolute Latenz [ns]
DDR2-800CL 5400 MHz2,512,5
DDR2-800CL 4400 MHz2,510.0
DDR2-1066CL 6533 MHz1,911,4
DDR2-1066CL 5533 MHz1,99,5
DDR2-1066CL 4533 MHz1,97,6
-----
DDR3-1066CL 8533 MHz1,915,0
DDR3-1066CL 7533 MHz1,913,1
DDR3-1066CL 6533 MHz1,911,3
DDR3-1333CL 9667 MHz1,513,5
DDR3-1333CL 8667 MHz1,512,0
DDR3-1333CL 7667 MHz1,510,5
DDR3-1600CL 9800 MHz1,311,3
DDR3-1600CL 8800 MHz1,310,0