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

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Bloomfield vs Lynnfield: Core i7 gestern und heute



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

Auch wenn der Familienname einiger Lynnfield-Modelle, wie beispielsweise der auf dem obigen Bild, ebenfalls Core i7 lautet, unterscheiden sich die Lynnfield-Varianten doch in einigen Aspekten von ihren Bloomfield-Verwandten, welche Intel bereits im November letzten Jahres vorstellte. Unsere nachfolgende Tabelle stellt dabei die Hauptmerkmale der diversen Varianten dar, wobei die internen Verschiebungen zwischen dem alten Bloomfield und dem neuen Lynnfield nicht durch diese Kategorien erfasst werden und somit nicht aus dieser Tabelle hervorgehen.

CPU-CodenameProzessorbezeichnungTaktfrequenzTurbo-Mode Stufen (maximal)Hyper ThreadingL3-CacheTaktung Speicher (maximal)
BloomfieldCore i7 (LGA1366 – X975)3,33 GHz2ja8 MByteDDR3-1066
LynnfieldCore i7 8702,93 GHz5ja8 MByteDDR3-1333
LynnfieldCore i7 8602,80 GHz5ja8 MByteDDR3-1333
LynnfieldCore i5 7502,66 GHz4nein8 MByteDDR3-1333

So halten wir erst einmal fest, dass sich ja auf den ersten Blick nicht soviel geändert hat. Herausstechend sind Dinge wie die Turbo-Mode-Taktstufen, die bei den neuen Lynnfield-Prozessoren höher angesetzt sind – beim Cache änderte sich nichts und offenbar leidet lediglich der aktuelle Core i5-750 unter Nachteilen, denn ihm wurde die HyperThreading-Technologie verwehrt. Beim Speichertakt hingegen scheint der Lynnfield gegenüber dem eigentlich höherwertigen Bloomfield einen Vorteil zu haben, denn immerhin gesteht Intel nun dem Lynnfield erstmals einen DDR3-1333-Speichertakt zu, wohingegen der bislang am Markt erhältliche Bloomfield offiziell lediglich DDR3-1066 handhaben kann.

Unter der Haube hat sich dann aber doch das ein oder andere mehr getan. Die Veränderungen betreffen dabei vor allem den "Uncore" genannte Prozessorbereich, in welchem beispielsweise der Speichercontroller, Chipsatzanbindung und der L3-Cache liegen.

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Beispielhafte Darstellung Core- / UnCore-Bereiche am bisherigen Core i7

Im Core-Bereich des Lynnfields, also dem Segment, in dem sich die vier Kerne befinden, hat sich hingegen nichts geändert. Die Erklärung dafür ist schnell gefunden, denn während die vier Rechenwerke bedingt durch die Nehalem-Architektur bereits vorgegeben sind, kann Intel im Uncore – ähnlich wie in einem Setzkasten – Elemente austauschen.

Bevor wir fortfahren, wollen wir noch ein kurzes Wort der Erklärung zu den Bezeichnungen loswerden. Intel hat mit Einführung der Core-i7-Modelle ein gewisses Baukasten-Prinzip eingeführt. Dabei hat man die CPU in verschiedene Bereiche gegliedert, nämlich den Core-Bereich (dort befinden sich eigentlich nur die CPU-Kerne) und den eben beschrieben Uncore-Bereich. Das Baukasten-Prinzip beherbergt für Intel erst einmal eine gewisse Flexibilität Dinge ändern zu können, die ansonsten erheblich mehr Aufwand bedeuten würden. Vereinfacht: Man kann aus dem Uncore-Bereich Baustein X herausnehmen, um ihn gegen Baustein Y zu ersetzen. Wie wir sehen werden, ist es genau dieser Umstand, den Intel beim Lynnfield des Öfteren angewendet hat.

Core 2 Extreme QX9650Core i7 ExtemeCore i7-870Core i5-750
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Codebezeichnung KernYorfkfieldBloomfieldLynnfieldLynnfield
Taktraten3,2 GHz3,2 GHz2,93 GHz2,66 GHz
Fertigungsprozess45 nm high-k / Metall Gate45 nm high-k / Metall Gate45 nm high-k / Metall Gate45 nm high-k / Metall Gate
Die-Größe2x 107 mm²275 mm²296 mm²296 mm²
Transistoren820 Mio.731 Mio774 Mio774 Mio
TDP130 Watt130 Watt95 Watt95 Watt
TCase??72,7 °C72,7 °C
Core-Bereich
VCoremultiple VIDsmultiple VIDsmultiple VIDsmultiple VIDs
L1 Cache (Daten)32 KByte 8-fach assoziativ32 KByte 8-fach assoziativ32 KByte 8-fach assoziativ32 KByte 8-fach assoziativ
L1 Cache (Befehle)32 KByte32 KByte32 KByte32 KByte
L2 Cache, Bandbreite2x 6 MByte 16-fach assoziativ, 256 bit (shared)256 kB (pro Kern)256 kB (pro Kern)256 kB (pro Kern)
Pipelinestufen14161616
Dekoder1 komplexer + 3 einfache1 komplexer + 3 einfache1 komplexer + 3 einfache1 komplexer + 3 einfache
Maximale Dekoderrate4+14+14+14+1
FPU Einheiten4 (FMUL, FADD, FSTORE, FLOAD)4 (FMUL, FADD, FSTORE, FLOAD)4 (FMUL, FADD, FSTORE, FLOAD)4 (FMUL, FADD, FSTORE, FLOAD)
Integer Einheiten3 ALU, 2 AGU3 ALU, 2 AGU3 ALU, 2 AGU3 ALU, 2 AGU
SSE Einheiten3333
ErweiterungenMMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4, Intel 64, XD, EIST, VTMMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4, SSE4.2, Intel 64, XD, EIST, VT, HTTMMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4, SSE4.2, Intel 64, XD, EIST, VT, HTTMMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4, SSE4.2, Intel 64, XD, EIST, VT, HTT
Uncore-Bereich
L3-Cachenein8 MB8 MB8 MB
SpeicheranbindungFSB1333 via MCH3x DDR3-10662 x DDR3-13332 x DDR3-1333
Speicherbandbreite10,6 GByte/s35,5 GByte/s21,2 GByte/s21,2 GByte/s
Anbindung NorthbridgeFSBQPIDMIDMI
Bandbreite Northbridge-Anbindung10,6 GByte/s19,2 bis 25,6 GByte/s2 GByte/s2 GByte/s

Wie die Tabelle zeigt, nutzt Intel dieses Setzkasten-Prinzip auch rigoros aus, um aus dem eigentlich für Server angedachten Bloomfield einen Mainstream-tauglichen Prozessor zu kreieren. So fliegt QPI als Chipsatz-Verbindung raus und der Speichercontroller wird auf zwei Kanäle gestutzt. Wie wir später sehen werden, heißt dies jedoch nicht, dass QPI nicht mehr in der CPU vorhanden ist.

Trotzdem steigt interessanterweise die Transistorzahl gegenüber den Bloomfield-Prozessoren nochmals um 40 Millionen Transistoren auf jetzt 774 Million an. Dennoch ist es Intel – dank der diversen Änderungen, die wir gleich noch ausführlich unter die Lupe nehmen wollen – gelungen die Thermal Design Power (TDP) auf 95 Watt abzusenken und dies obwohl die Lynnfield-Modelle ein integriertes PCI-Express-Interface beinhalten und mit dem Turbo-Modus teilweise sogar höher takten als ihre Bloomfield-Pendants.

Klar ist jedoch, dass durch den Wegfall von QPI und dem dritten Speicherkanal, die Anzahl der Signalleitungen deutlich reduziert werden konnte. Dies verringert zum einen die Größe des gesamten Prozessors, macht auf der andern Seite jedoch einen neuen Sockel nötig. Dennoch reduziert der Wegfall die Kosten für Prozessor und insbesondere für die Mainboards, welche nun ebenfalls nicht mehr ganz so aufwändig hergestellt werdeen müssen, wie das durch das bisherige "Server"-Design erforderlich war. Man kann zumindest bei den Preisen der Mainbaords zu Recht von einem Nehalem-Prozessor für den Mainstream-Bereich sprechen.

Wer nun allerdings denkt, dass diese Änderungen den für 2009 erwarteten "Tick" darstellen, der irrt. Allenfalls bereiten die Sockel-1156-Motherboards den Weg für den Tick, den Intel erst mit den in 32 nm gefertigten Clarkdale-Prozessoren beschreiten will.

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Intels Tick-Tock-("Bürde") Prinzip

Die allgemeine Betrachtung wollen wir nun verlassen und uns nun tiefer gehenden Vergleichen zuwenden. Diese haben dabei auch für die versierten Leser ein paar Überraschungen parat.