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Corsair Dominator GT

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Seite 2: Der Core i7 Speichercontroller

Intels neue Nehalem-Architektur ist die erste, die wie bei AMDs Athlon/Phenom den Speichercontroller in die CPU integriert. Dadurch ergibt sich beim Übertakten des Speicherbusses eine Besonderheit: Nicht mehr das Mainboard ist hauptverantwortlich für eine gute Speicherperformance und hohe mögliche Taktraten, sondern die CPU. Den Mainboardherstellern obliegt es nur noch, die Signalpfade zum Speicher sauber und korrekt zu implementieren und im Bios sämtliche benötigte Funktionen zu bieten, während der Controller nun im Prozessor sitzt. Während bislang also ein X48- oder P45-Mainboard besonders gut oder besonders schlecht mit einem hohen Speichertakt zurecht kam, ist nun die CPU oftmals die Schuldige.


Spannungsfragen

Zum Launch-Zeitpunkt geisterte durch die Core-i7-Berichterstattung, dass eine Speicherspannung von mehr als 1,65 V die CPU dauerhaft zerstören könne. Diese Warnung stammt aus der Intel-Spezifikation, die nur eine Garantie für den Prozessor vorsieht, wenn sich die Spannungen in gewissen Schwankungsbereichen befinden. Ein Mainboardhersteller pappte aus diesem Grund einen Aufkleber auf seinen Sockel: "Die CPU kann bei Spannungen über 1,65 V beschädigt werden." Fertig war das dann auch noch überzogene Gerücht, dass der Core i7 mit einer Spannung von mehr als 1,65 V sterben würde.

Dem ist nicht so - wie bei allen Intel-Produkten führt aber natürlich eine höhere Spannung zum Ausschluß sämtlicher Garantieansprüche. Und wie immer beim Übertakten führt eine höhere Spannung auch zu einer geringeren Lebensdauer der übertakteten Produkte. Aus diesem Grund hat sich also nicht viel geändert, natürlich kann der Core i7 auch mit 1,8 V Dimm-Spannung betrieben werden. Viele Mainboards bieten sogar Spannungen von weit über 2 V an. Klar ist aber: Wenn eine derartige Warnung besteht, sollte man etwas vorsichtiger mit den Speichermodulen und dem Prozessor umgehen, als beispielsweise zu Core2-Quad-Zeiten, wo man gerne einmal 2,2 oder 2,3 V fürdie DDR3-Module einstellte.

Wir empfehlen für den Dauerbetrieb die eben angesprochenen 1,65 V. Wer auf Rekordjagd ist, sollte mit 1,8 V auskommen. Die meisten Speichermodule skalieren mittlerweile über 1,8 V auch nur noch bedingt, weshalb hier ein erhöhter Spannungseinsatz kontraproduktiv ist. Eine höhere Spannung sollte man nur bei sehr guter Kühlung einsetzen - oder wenn einem die Lebensdauer oder das Überleben seiner Komponenten mehr oder weniger egal ist.


Der limitierende Faktor

Hierfür muss man zunächst erklären, wie der Speichercontroller des Core i7 funktioniert. Der Speichercontroller gehört zum UnCore-Taktbereich:

core-uncore

Durch Klick auf das Bild kommt man zu einer vergrößerten Ansicht

Im UnCore-Bereich sind neben dem IMC (Integrated Memory Controller) auch noch der QPI-Controller für die Anbindung an den X58-Chipsatz und der L3-Cache enthalten. Dieser riesige L3-Cache mit 8 MB macht auch einen Großteil der Chipfläche aus, ist also ein größerer Bestandteil des Core i7. Der Uncore-Bereich wird dabei mit einer eigenen Taktrate betrieben. Im Regelfall beträgt diese das Doppelte des Speichertaktes:

  • 2x Speichertakt = Taktrate des Uncore-Bereiches
gt-northbridge

Klar zu sehen: Bei 666 MHz Speichertakt (ergo DDR3-1333) läuft die "Northbridge", wie CPU-Z den Speichercontroller fälschlicherweise nennt, mit 2,66 GHz, also Faktor 2 zum Speichertakt.

Wenn der von Intel für den Core i7 vorgesehene Speichertakt von 1066 MHz läuft, läuft der Uncore-Takt also mit 2133 MHz. Wird der Speicher aber mit einer höheren Taktrate betrieben, muss auch der Uncore-Takt sich erhöhen:

Speichertakt UnCore-Takt
1066 MHz 2133 MHz
1333 MHz 2666 MHz
1600 MHz 3200 MHz
1866 MHz 3733 MHz
2133 MHz 4266 MHz

Intels 45-nm-Strukturen des Core i7 laufen im Core-Bereich, also für den L1- und L2-Cache und den Rechenkernen mit bis zu 3,2 GHz. Ein Speichertakt von 1600 MHz stellt den Core i7 also noch nicht vor große Probleme. In unseren Tests stellte sich aber heraus, dass der Core i7 mit einem Speichertakt von 1866 MHz schon Probleme haben kann und dann die CPU VTT/QPI-Spannung, die für den Uncore-Bereich zuständig ist, erhöht werden muss. Bei einem Speichertakt von über 2000 MHz bedarf es allerdings schon der starken Selektion von Prozessoren, um ein Modell zu erwischen, was einen stabilen UnCore-Takt von mehr als 4 GHz erreicht.

Der limitierende Faktor beim Core i7 ist also nicht der Speichertakt, sondern die Taktrate des Uncore-Bereiches. Hier kann es sein, dass der Speichercontroller mit einer hohen Taktfrequenz nicht mehr zuverlässig arbeitet, der QPI-Link aussteigt (was sich eventuell noch mit einer Absenkung der Bandbreite verhindern lässt) oder der L3-Cache nicht mehr zufriedenstellend läuft.

Einen großen Nachteil hat das Heraufsetzen der VTT/QPI-Spannung der CPU: Es werden mehrere hundert Millionen Transistoren des Core i7 mit einer höheren Spannung versorgt, nur um den Speichertakt anheben zu können. Die Spannung bewirkt eine höhere Leakage und einen höheren Verbrauch, die Leistungsaufnahme des Prozessors steigt also massiv an. Die Standard-Spannung des Uncore-Taktbereiches liegt bei 1,15 V - meistens sind 1,35 V notwendig, um den Speicher bei 1866 MHz stabil betreiben zu können, für höhere Taktraten setzen diverse Hersteller die CPU VTT/QPI-Spannung sogar auf 1,65 V über XMP-Profile. Dann laufen die 45-nm-Strukturen mit einer Spannung, die man den Kernen eigentlicht zumuten würde.

bios01

Beim Anwählen von XMP mit den Corsair Dominator GT stellt das Profil die Dimm-Spannung auf 1,65 V, die QPI-Voltage auf 1,6 V. Gigabyte warnt im Anschluß auch vor dem Speichervorgang:

bios02

Es kommt also eine deutlich höhere Verlustleistung zu Stande, der Prozessor wird zudem heisser - und wie sich die immense Erhöhung der Spannung auf die Lebensdauer auswirkt, konnte uns niemand schildern. Hier bleiben also nur Erfahrungswerte. Wichtig ist auf jeden Fall eine sehr gute Kühlung, wenn die CPU QPI/VTT-Spannung angehoben wird.