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Test: Intel Core i7-980X Extreme Edition - Stromverbrauch

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Seite 4: Stromverbrauch

Neben den bisherigen bekannten Features wie C1E und EIST (Enhanced Intel SpeedStep Technology) implementiert Intel beim Core i7 eine komplette Core-Abschaltung. Hierfür wurde eine Power Control Unit implementiert - ein Mikrocontroller, der die Spannungen, die Temperatur und die Frequenz des Prozessors im Auge behält. Geht der Prozessor vom aktiven Status (C0-State) in den Stromsparbetrieb C6, kann die Power Control Unit den unbenutzten Kern komplett deaktivieren. Während bisherige Prozessoren hier nur die Spannung im C6-Modus senken konnten, um die Leakage zu reduzieren, fällt durch die komplette Abschaltung keine Leakage mehr an.

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Der Core i7 ist so in der Lage, schnell Kerne an- und abzuschalten. Er besitzt zwar immer noch nur einen Voltage Regulator, durch den unabhängigen C6-State für jeden Prozessor ist ein teures mehrstufiges Design jedoch nicht unbedingt notwendig. Penryn-Prozessoren konnten erst die Spannung senken, wenn alle Prozessoren nichts zu tun hatten und sparten erst dann einen Teil der Leakage ein. Beim Core i7 ist die Einsparung pro Core möglich, auch wenn die anderen noch aktiv sind. Übrig bleibt der Uncore-Bereich, den Intel in den üblichen C6-State bringen kann, wenn keine Arbeit zu verrichten ist.


Abschaltung beim Core i7-980X:

Anhand eines kleinen Tests mit dem Core i7-980X haben wir versucht herauszufinden, wie viel Watt ein Kern tatsächlich verbraucht. Hierfür haben wir die CPU mit einer unterschiedlichen Anzahl aktiver Kerne (1, 2, 4, 6) und aktiviertem/deaktiviertem Hyperthreading im Idle- und Last-Betrieb verglichen:

Stromverbrauch Core i7-980X Idle-Betrieb Last-Betrieb (2D)
1 Kern aktiv 137,7 Watt
152,2 Watt
1 Kern aktiv (Hyperthreading) 139,0 Watt
164,8 Watt
2 Kerne aktiv 138,7 Watt
165,3 Watt
2 Kerne aktiv (Hyperthreading) 142,9 Watt
191,9 Watt
4 Kerne aktiv 142,2 Watt
193,0 Watt
4 Kerne aktiv (Hyperthreading) 144,3 Watt
219,8 Watt
6 Kerne aktiv 144,2 Watt 220,0 Watt
6 Kerne aktiv (Hyperthreading) 143,9 Watt 239,6 Watt


Sehr schön zu sehen: Egal, wie viele Kerne aktiv sind, im Idle-Betrieb beträgt die Leistungsaufnahme immer ungefähr 138 bis 144 Watt. Daraus lässt sich ableiten, dass die Prozessoren im Idle-Betrieb abgeschaltet sind. Zu den Verbrauchern zählt hier also nur der L3-Cache sowie der restliche UnCore-Bereich, wobei natürlich auch hier Stromspartechniken greifen, die Intel schon bei früheren Prozessoren integriert hat.

Unter Last hat der Prozessor maximal 240 Watt auf der Uhr: Entsprechend verbrauchen alle sechs Kerne ungefähr 100 Watt brutto, bei einer Netzteileffizienz von 85% also ungefähr 85 Watt.

Bei den neuen Core i7-Modellen muss man allerdings beim Vergleichen etwas aufpassen. Intel schrieb uns auf die Frage, welche Spannungen der Core i7 einstellt:

"At the time of manufacturing the operating VID voltage is tuned to the optimal voltage for power and performance. The VID voltage will vary from part to part and this is no different then on our previous generation processors (Bloomfield, Penryn, Conroe based). In addition on Nehalem based processors the processor will vary the VID voltage based on power and temperature when running. Previous generation processors (Penryn and before) used static VIDs for a given P-state frequency instead."

Daraus lassen sich zwei Dinge ableiten:

  • Jeder Core-i7-Prozessor hat eine leicht andere Verlustleistung, da die VID je nach Modell von Intel bestimmt wird. Es kann also Prozessoren am Markt geben, die mit einer leicht höheren Spannung ausgeliefert werden, aber auch Modelle, die eine besonders niedrigere Spannung besitzen. Die daraus resultierende Verlustleistung wird von der Spannung quadratisch beeinflusst, womit die Unterschiede hier auch messbar sein können.
  • Im Betrieb wechseln die Core-i7-Modelle ihre Spannung ständig, abhängig vom P-State, aber neuerdings auch Abhängig von anderen Faktoren, die von der Power Conrol Unit beeinflusst werden. So werden beispielsweise bei unterschiedlichen Turbo-Modi andere Spannungen eingestellt, die höher sind, aber auch niedrigere Spannungen, wenn die Temperatur des Prozessors zu hoch ist.

Unsere Messungen sind also für unser Testsystem mit unseren Prozessoren akkurat, bei der Verwendung von anderen Kühlkörpern, anderen Prozessoren aus einer anderen Charge oder anderen Programmen, die den Prozessor stärker/schwächer belasten, kann sich der Verbrauch also leicht verändern.