30 Intel-Prozessoren von Sandy Bridge bis Kaby Lake im Test

Prozessoren | HT4U.net | Seite 5

Technik Intel Kaby Lake


Die Fertigung – 14 nm+



Die siebte Generation der Intel-Core-Reihe bringt eigentlich kaum Überraschungen gegenüber den Modellen der Generationen 5 und 6, deren Technik wir hier bereits erläutert haben. Wie schon Broadwell (Generation 5) oder Skylake (Generation 7), wird auch die neue Core-7-Generation (Kaby Lake) im 14-nm-Verfahren von Intel gefertigt. Jene Fertigung für Kaby Lake wurde dabei aber optimiert, so dass diese Optimierungen eben höhere Taktraten bei gleicher Leistungsaufnahme ermöglichen sollen. Intel spricht von der "14-nm-Plus-Herstellung" – früher sprach man lediglich von neuen Steppings bei Fertigungsverbesserungen.

Bild: 30 Intel-Prozessoren von Sandy Bridge bis Kaby Lake im Test
Geschuldet mag dies dem Umstand sein, dass die weitere Verkleinerung des Herstellungsprozesses deutlich größere Hürden mit sich bringt, als Intel dies im Vorfeld vielleicht erwartet hatte. Prinzipiell sollte nach Intels Tick-Tock-System bereits die Kaby-Lake-Generation auf einen weiteren Shrink in der Fertigung setzen, doch es bleibt nur bei Verbesserungen. Aktuell ist davon auszugehen, dass auch die nächste Generation der Core-Prozessoren – damit also Nummer 8 – ebenfalls im 14-nm-Fertigungsverfahren den Markt erreichen wird. Zumindest bleibt sich der Hersteller an diesem Punkt dann noch treu, jährlich eine neue CPU-Generation zu veröffentlichen. Die Vorteile der nächsten Generation bleiben aber abzuwarten.

Tatsächliche Neuerungen sind rar



Die Kaby-Lake-Verbesserungen lassen sich sehr schnell zusammenfassen. Es gibt zum einen einen höheren DDR4-Speichertakt. Hatte Skylake bislang werkseitig einen Takt von DDR4-2133 unterstützt, kommt Kaby Lake mit einem Support von DDR4-2400 daher. Geschuldet dürfte dies aber allenfalls weiteren Spezifikationsverabschiedungen seitens der JEDEC sein, und nicht Verbesserungen im Speicher-Controller. Definitiv ist es auch möglich, eine Skylake-Generation mit höheren DDR4-Taktraten zu betreiben, wie wir auch hier schon unter Beweis gestellt hatten.

Der Takt ist entscheidend



Bild: 30 Intel-Prozessoren von Sandy Bridge bis Kaby Lake im Test
Blickte der schnellste Intel-Desktop-Prozessor bislang auf 4,2 GHz Turbotakt, so kann der Core i7-7700K gar auf einen Turbotakt von 4,5 GHz zurückgreifen. Der höhere Takt ist aber nicht die einzige Änderung, denn Intel weitet bei Kaby Lake den Turbotakt auf mehr CPU-Kerne aus, um eben auf eine höhere Performance zu gelangen.

Nehmen wir uns Intels Skylake-Topmodell in Form des Core i7-6700K. Nach Intel-Spezifikationen greift der Turbotakt dort lediglich auf einen Kern mit bis zu 4,2 GHz zurück – die restlichen drei Kerne sollen dabei lediglich mit dem Basistakt von 4,0 GHz arbeiten. Beim Core i7-7700K schaut dies klar anders aus, denn ein Kern taktet dort mit dem Maximum von 4,5 GHz, während die anderen drei Kerne aber mit 4,4 GHz (also immer noch Turbostufe, statt Basistakt von 4,2 GHz) arbeiten. Das führt natürlich in Vergleichen, welche von vielen Kernen profitieren, zu klar höherer Performance gegenüber dem Vorgänger – und das will die 14-nm-Plus-Technik bei Kaby Lake bei gleicher Leistungsaufnahme liefern.

Hier bleibt in den Vergleichen eben nur ein Punkt. Wie uns so mancher Board-Partner erklärt hat, arbeiten die Top-Mainboards, welche man der Presse zu Testzwecken zur Verfügung stellt, immer mit dem maximalen Turbotakt, und zwar auf allen vier Kernen. Damit sollte der Effekt von Kaby Lake in den meisten Präsentationen verpuffen und sich nur noch in der Praxis mit typischen Desktop-Boards zeigen. Augenwischerei bleibt, und Intel bezieht hier auch keine Stellung zu dieser Herangehensweise, denn prinzipiell sollten diese Betriebsmodi unerwünscht sein, da sie auch die Leistungsaufnahme verfälschen. Auf unsere separaten Anfragen bei Intels Pressestelle wie auch bei Intel selbst erhielten wir bis heute keine Rückmeldungen.

Generationenvergleich



Featureset Core i7-7700K Core i7-6700K Core i7-5775C Core i7-4770K Core i7-3770K Core i7-2600K
Codename Kaby Lake Skylake Broadwell Haswell Ivy Bridge Sandy Bridge
Fertigung 14 nm 14 nm 14 nm 22 nm 22 nm 32 nm
Sockel 1151 1151 1150 1150 1155 1155
Kerne/Threads 4/8 4/8 4/8 4/8 4/8 4/8
Basistakt 4,2 GHz 4,0 GHz 3,3 GHz 3,5 GHz 3,5 GHz 3,4 GHz
Turbotakt 4,5 GHz 4,2 GHz 3,7 GHz 3,9 GHz 3,9 GHz 3,8 GHz
L2-Cache 4 x 256 KB 4 x 256 KB 4 x 256 KB 4 x 256 KB 4 x 256 KB 4 x 256 KB
L3-Cache 8 MByte 8 MByte 8 MByte 8 MByte 8 MByte 8 MByte
L4-Cache - - 128 MB eDRAM - - -
TDP 91 Watt 91 Watt 65 Watt 84 Watt 77 Watt 95 Watt
Speicher-Support DDR4 DDR4/DDR3 DDR3 DDR3 DDR3 DDR3
Maximaler Speichertakt DDR4-2400 DDR4-2133 DDR3L-1600 DDR3-1600 DDR3-1600 DDR3-1333
Speicher max. 64 GByte 64 GByte 32 GByte 32 GByte 32 GByte 32 GByte
Befehlssätze SSE4.1 / SSE4.2 / AVX2 / FMA3 SSE4.1 / SSE4.2 / AVX2 / FMA3 SSE4.1 / SSE4.2 / AVX2 / FMA3 SSE4.1 / SSE4.2 / AVX SSE4.1 / SSE4.2 / AVX SSE4.1 / SSE4.2 / AVX
Grafikeinheit Intel HD Graphics 630 Intel HD Graphics 530 Intel Iris Pro Graphics 6200 Intel HD Graphics 4600 Intel HD Graphics 4000 Intel HD Graphics 3000
Shader 192 192 384 160 128 96
Execution-Units 24 24 48 20 16 12
Takt GPU 350 MHz 350 MHz 300 MHz 350 MHz 650 MHz 850 MHz
Takt Speicher 1.150 MHz 1.150 MHz 1.100 MHz 1.250 MHz 1.150 MHz 1.300 MHz


Blicken wir auf die direkte Gegenüberstellung der letzten sechs Intel-Generationen, so finden sich die Hauptänderungen vorrangig im Taktbereich oder aber vielleicht bei einer Befehlssatzerweiterung. Eine wesentliche Besonderheit bringt der Core i7-5775C mit sich, denn als eben jener Prozessor mit einer Intel-Iris-Grafikeinheit der jüngsten Generation wurden diesem auch 128 MByte eDRAM zur Seite gestellt, welchen die CPU-Kerne als Level-4-Cache verwenden können. Ein teures Unterfangen, welches Intel bislang in Skylake oder Kaby Lake nicht weiter fortgesetzt hat.

Die höheren Speichertakt-Unterstützungen rühren meist nur von mit der Zeit einhergegangenen Spezifikationsverabschiedungen seitens der JEDEC. Ein Core i7-6700K unterstützt auf dem Papier maximal DDR4-2133, in der Praxis kann dieser auch ohne Weiteres mit DDR4-2400-Speicher agieren, wie dies dann dem Core i7-7700K aus der Kaby-Lake-Reihe erstmals offiziell zugestanden wurde.

Wesentlich bleiben letzten Endes eben auch die Die-Shrinks, also der Herstellungsprozess, welcher bei Sandy Bridge noch bei 32 nm lag. Ausgehend vom ehemals ausgerufenen Tick-Tock-System von Intel passt dann mehr oder minder alles noch bis Skylake. Ab dann schleichen sich Änderungen ein, die schlicht Entwicklungsproblemen geschuldet sind. Sollte Intel – wie aktuellen Informationen zufolge – die nächste CPU-Generation 9 dann ebenfalls im 14-nm-Fertigungsprozess präsentieren, dürfte feststehen, dass der nächste Die-Shrink ein wirklich hartes Stück Arbeit ist.

Die neuen Chipsätze ...



... bleiben leider auch überzeugende Argumente schuldig. Man muss wirklich im Detail suchen und im persönlichen Bedarf abstimmen, ob diese tatsächlich gebraucht werden. Im Bereich USB oder SATA gibt es zu den Vorgängern keine Änderungen. Die Hauptmerkmale fließen im Bereich der PCI-Express-Erweiterungen ein, denn die Chipsätze Z270, H270 oder B250 glänzen vorrangig durch mehr PCI-Express-Leitungen, welche die Mainboard-Hersteller zur schnelleren Umsetzung von Anschlüssen wie NVMe-SSDs nutzen können. Das reichte prinzipiell auch bisher, allerdings lag das Augenmerk bisher weniger auf den schnelleren Optionen. Damit gilt es hier bei einer möglichen Neuanschaffung zu vergleichen, ob das gewünschte Mainboard zu den eigenen Anforderungen auch passt.