Ivy Bridge im Test: Intel Core i7-3770K und alle i5-Modelle

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Der Tick ist da: Intel stellt am heutigen Tag die neuen Ivy-Bridge-Prozessoren vor. Insgesamt handelt es sich um 14 neue Modelle im Desktop- und Notebook-Bereich, hinzu kommen acht Chipsätze, die teilweise schon vorgestellt worden sind, und fünf Wireless-Optionen. In diesem Test schauen wir uns die Desktop-Prozessoren genauer an, während wir in einem zweiten Review eine Mobile-CPU unter die Lupe nehmen.

Intels dritte Generation der Core-Mikroarchitektur ist als "Tick" aus Intels Tick-Tock-Modell ein sogenannter Shrink: Man nimmt die Architektur der Vorgänger-Generation "Sandy Bridge" und verkleinert die Herstellungsstrukturen. Die Herstellung des Prozessors findet nun in einem 22-nm-Prozess statt, wobei Intel auf neue Tri-Gate-Transistoren setzt, die bislang nicht zum Einsatz kamen.

Allerdings hat Intel auch an einigen Bereichen der CPU gearbeitet und Verbesserungen eingebaut. Insofern ist Ivy Bridge nicht einfach ein geshrinkter Sandy Bridge, sondern – und das betont Intel auch in den Marketing-Materialien – ein "Tick+". Wie wir später sehen werden, bezieht sich dieses Plus hauptsächlich auf den Bereich der Onchip-Grafik.

Für einen Test haben wir die folgenden Prozessoren erhalten, an denen man erkennt, dass Intel einmal mehr das Namensschema geändert hat:

Intels Core i7-3770K ist das neue Topmodell und ersetzt somit den Core i7-2700K. Die Taktraten haben wir in der unten stehenden Tabelle aufgeführt – hier hat sich im Vergleich zum Vorgänger zunächst einmal wenig getan. Der Gegenpart zum bislang sehr beliebten Core i5-2500K ist der Core i5-3570K. Hier fehlt Hyperthreading, wie bei allen i5-Modellen, aber der CPU-Takt ist entsprechend hoch geblieben. Als drittes und viertes Modell haben wir den Core i5-3550 und Core i5-3450 als Einsteiger-Ivy-Bridge-Prozessoren im Test. Alle neuen Ivy-Bridge-Modelle sind nun mit DDR3-1600-Unterstützung ausgestattet, können also auf ein etwas schnelleres Dual-Channel-Speicherinterface zurückgreifen.

cpu
Heute im Test: Intels neues Desktop-Flaggschiff,
der Core i7-3770K und die kleineren Ableger
aus der Ivy-Bridge-Familie.

Die Kennzahlen der getesteten Desktop-Modelle im Vergleich haben wir in folgender Tabelle zusammengefasst:

Desktop-Modelle Ivy Bridge (Quad Core)
Prozessor Core i7-3770K Core i5-3570K Core i5-3550 Core i5-3450 Zum Vergleich:
Core i7-2700K
Preis 313 US-Dollar
(Alternate)
212 US-Dollar
(Alternate)
194 US-Dollar
(Alternate)
174 US-Dollar
(Alternate)
 289 Euro
(Alternate)
TDP 77 Watt 77 Watt 77 Watt 77 Watt  95 Watt
Kerne /
Threads
4
8
4
4
4
4
4
4
4
8
CPU-Frequenz 3,5 GHz 3,4 GHz 3,3 GHz 3,1 GHz 3,5 GHz
Turbo 4 Core 3,7 GHz 3,6 GHz 3,5 GHz 3,3 GHz 3,6 GHz
Turbo 2 Core 3,9 GHz 3,8 GHz 3,7 GHz 3,5 GHz 3,8 GHz
Turbo 1 Core 3,9 GHz 3,8 GHz 3,7 GHz 3,5 GHz 3,9 GHz
Speicherinterface Dual-Channel DDR3-1600
(Low Voltage Support)
Dual-Channel DDR3-1333
L3-Cache 8 MB 6 MB 6 MB 6 MB 8 MB
Intel HD Graphics HD 4000 HD 4000 HD 2500 HD 2500 HD 3000
Render Frequency 650 MHz 650 MHz 650 MHz 850 MHz
Graphics Turbo 1150 MHz (max.: 1350 MHz) 1100 MHz 1100 MHz 1350 MHz
PCIe 3.0 ja ja ja ja nein
Intel Secure Key ja ja ja ja nein
OS Guard ja ja ja ja nein
vPro, VT-d, TXT, SIPP nein, nur Nicht-K-Modelle ja nein ja
Unlocked Multiplikator ja ja nein nein ja

Neben den aufgelisteten Modellen hat Intel noch den Core i7-3770 im Angebot. Dieser Prozessor besitzt keinen offenen Multiplikator und auch eine leicht andere Taktung: Der Core i7-3770 besitzt dieselben Turbo-Taktfrequenzen wie der Core i7-3700K, aber nur eine Basis-Frequenz von 3,4 GHz. Das macht ihn aber nur dann langsamer, wenn Intels Turbo-Feature ausgeschaltet ist. Einen Vorteil hat der "Nicht-K-Prozessor" aber: Er unterstützt vPro, VT-d, TXT und SIPP - diese Features sieht man wohl für den Overclocker nicht als interessant an.

3770k-loads3570k-loads

CPU-Z-Screens vom i7-3770K, i5-3570K,...

3550-loads3450-loads

...sowie vom i5-3550 und i5-3450

Beim Core i5-3550 und i5-3450 setzt Intel die Taktfrequenzen niedriger an (max. Turbo 3,7 und 3,5 GHz). Zudem unterstützen diese beiden Prozessoren nicht die große Intel HD Graphics 4000, sondern nur die kleinere Intel HD Graphics 2500. Bei dieser hat man einzelne Execution Units abgeschaltet. Der kleinere i5-3450 besitzt zudem auch keine vPro-, VT-d-, TXT- und SIPP-Unterstützung

Neben den Modellen mit 77W TDP hat Intel auch noch vier Prozessoren mit geringerer TDP im Sortiment: Die Core i7-3770S und -T entsprechen dabei weitestgehend dem Core i7-3770 mit leicht veränderten Taktfrequenzen, besitzen aber nur 65 bzw. 45 Watt TDP durch eine niedrigere Spannung und niedrigere Frequenz. Die Core i5-3550S und Core i5-3450S sind mit 65 W TDP unterwegs und entsprechen den Core i5-3550 und i5-3450, aber mit niedrigerer Frequenz und Spannung.

Sicherlich haben aufmerksame Leser auch unsere News gelesen, dass Ivy-Bridge-CPUs mit 95W TDP im Handel gesichtet worden sind. In der Tat steht auf der Verpackung der Verkaufsmodelle momentan 95 Watt, hierzu bekamen wir aber eine Entwarnung von Intel:

3rd generation Intel quad core standard power processors have a TDP of 77W. In some cases you may continue to see references to a 95W TDP. Intel has requested that original equipment manufacturers continue to design platforms based on Intel 7 series express chipsets to a 95W TDP target to ensure compatibility with 2nd generation Intel processors. 

Alle Ivy-Bridge-Modelle haben also 77 Watt - man kann aus dem Statement von Intel aber ablesen, dass man sich eventuell die Möglichkeit offen halten will, höher getaktete Ivy-Bridge-Modelle oder Sechskern-Modelle mit 95 Watt in den Handel zu bringen. Die Systemintegratoren hätten dann bereits passende Zusammenstellungen am Markt, was die Markteinführung beschleunigen und vereinfachen würde.

Für den Test sendete uns Intel einen Core i7-3770K. Die anderen Ivy-Bridge-Modelle erhielten wir netterweise von Alternate, um auch die preislich attraktivere Variante mitzutesten. Eine Simulation der CPUs ist aufgrund der unterschiedlichen Cache-Größen nicht ohne Messunterschiede möglich.


Das erfreulichste für Anwender ist sicherlich die Kompatibilität von Ivy Bridge zu den bisherigen Chipsätzen und die Möglichkeit, einen älteren Sandy-Bridge-Prozessor auch in aktuellen Z77-Mainboards einsetzen zu können. Erstmals seit langer Zeit hat Intel nämlich die Sockel-Kompatibilität nicht nur in mechanischer Form, sondern vollständig beibehalten. 

Die neuen Ivy-Bridge-Prozessoren besitzen immer noch den Sockel 1155, den man schon von Sandy Bridge kennt: 1155 Pins, wobei auch die Sockel-Arretierung gleich geblieben ist und auch die Auskerbungen der CPUs an derselben Stelle sitzen. Hier wird also schon mechanisch klar, dass es Intel zulässt, die CPUs kreuzweise einzusetzen.

Folgende Möglichkeiten sind hier gegeben:

Ivy Bridge im alten Mainboard

Ivy-Bridge-Prozessoren wie der Core i7-3770K können beispielsweise in einem älteren P67- oder Z68-Mainboard eingesetzt werden. Wer also schon ein Sockel-1155-System hat, kann einfach aufrüsten, wenn er beispielsweise vor einem Jahr zunächst einmal einen sehr günstigen Prozessor eingesetzt hat. Alle Cougar-Point-Mainboards mit H61-, H67, P67- und Z68-Chipsatz können verwendet werden, wenn der Mainboardhersteller eine entsprechende BIOS-Version zur Verfügung gestellt hat. Es scheiden leider die Q65-, Q67- und B65-Mainboards aus der Cougar-Point-Serie aus.

ivy-p67
Core i7-3770K im Gigabyte P67A-UD4: Das kann klappen,
wenn der Mainboardhersteller eine entsprechende BIOS-
Version bereitstellt.

Sandy Bridge im neuen Mainboard

Auch können Intels ältere Sandy-Bridge-Modelle, wie der Core i7-2700K, in einem Z77-Mainboard oder einem anderen Panther-Point-Mainboard weiterverwendet werden. Wer sich also ein neues Mainboard anschaffen muss, weil das alte defekt ist, kann einfach eines aus der neueren Serie kaufen und dann von nativem USB3.0 oder anderen Z77-Techniken profitieren.

Ivy Bridge im neuen Mainboard

Das ist die Variante, wie wir sie in diesem Test vorgesehen haben: Intels neuester Prozessor kommt auch auf der neuen Plattform zum Einsatz. Bislang war dies die einzige Möglichkeit, es musste also immer ein neues Mainboard zum Prozessor mit angeschafft werden.

Probleme kann es also nur geben, wenn ein Mainboardhersteller Ivy Bridge für die älteren Mainboards nicht unterstützen will und dann keine BIOS-Version bereitstellt. Technisch ist der Einsatz aber bezüglich der Spannung ohne weiteres möglich. Hier hat Intel die Kompatibilität also deutlich verbessert. Bei Haswell dürfte sich dies wieder ändern, weil Intel wieder an der Architektur größere Veränderungen umsetzen wird. Nicht vergessen sollte man allerdings, dass man vor dem Umbau des Prozessors auf das neueste BIOS flashed, um nicht von einem schwarzen Bildschirm nach dem Einbau vom Ivy-Bridge-Prozessor überrascht zu werden.

Wir haben bei MSI, ASUS, Gigabyte, ECS und ASRock angefragt, ob man Mainboards mit entsprechenden BIOS-Versionen ausstatten wird:

Mike Yang, ASRock:

We are working on those BIOS to support Ivy Bridge CPUs. We are putting them one by one when we have the new BIOS.

Ricky Chen, Elitegroup:

Please refer to the link for the list of 6 series motherboard which can support Ivy Bridge. We are study in P67 now, and will keep update it on the website.

Leider kam von den anderen Herstellern bis zum Launch keine Antwort, sodass wir diese nachtragen, sobald wir eine Antwort erhalten haben. Bei den meisten bekannteren Mainboards sollten entsprechende BIOS-Versionen aber nach und nach folgen. 

Wir probierten den Einsatz des Core i7-3770K im P67 natürlich auch aus. Intel stellt für das Intel DP67BG ein Bios-Download BGP6710J.86A zur Verfügung, welches die neuen 22-nm-Prozessoren unterstützt. Nach dem Flashen des Bios mit einem Core i7-2600K haben wir auf Ivy-Bridge gewechselt. Das System startet ohne Probleme:

ivyinp67
Es funktioniert: Core i7-3770K im P67-Mainboard.

Erstaunlicherweise läuft nicht nur DDR3-1600 in dem Board wie von Intel zertifiziert, sondern auch sämtliche Stromspar- und Turbo-Einstellungen sind in korrekter Weise vorhanden. Einschränkungen beim Betrieb gab es keine, ganz im Gegenteil: Das Board zeigte im Idle-Betrieb einen extrem niedrigen Verbrauch von nur 50 Watt mit Grafikkarte (zum Vergleich: Das Z77-Testsystem verbrauchte 57,6 Watt). Der Lastverbrauch lag bei 98,6 Watt und somit auch 10 Watt unter dem Verbrauch des Test-Mainboards. Insofern war - bei gleicher Performance - der Einsatz des Core i7-3770K im P67 durchaus empfehlenswert - wenn man auf neuere Features des Chipsatzes verzichten kann.


Dem Z77-Chipsatz werden wir uns in Kürze in diversen Mainboard-Tests widmen. In unserem Testlabor sind mittlerweile acht Z77-Platinen eingetroffen, die wir teilweise schon in kleinen Galerien vorgestellt haben:

Weiterhin ist das Gigabyte G1 Sniper 3 bereits eingetroffen.

Alle Boards setzen hierbei auf dieselbe Basis und bauen Zusatzchips um Intels Z77:

z77
Keine großen Veränderungen zum Z68: Intel bietet nun über die CPU
PCIe-3.0-Support, der Z77-Chipsatz wird mit USB3.0-
und kleineren Verbesserungen etwas aufgebohrt.

Einige Veränderungen gehen zulasten der CPU: Die Ivy-Bridge-Modelle können nun alle mit PCIe 3.0 umgehen, entweder mit einer x16-Anbindung oder zwei x8-Anbindungen für Grafikkarten: SLI und Crossfire sind also möglich. Auch hat der Hersteller die Möglichkeit, statt der x16-Anbindung eine x8-Anbindung und zwei x4-Anbindungen zu realisieren, beispielsweise um ein Workstation- oder Server-Mainboard zusätzliche Controller direkt an der CPU anzubinden. Da die CPU drei Controller mitbringt, können maximal drei Karten angesprochen werden. Missverständlich ist hier die obige Grafik, die Thunderbolt direkt an die CPU anbindet: Nach Rückfrage bei Intel bestätigte man uns, dass Thunderbolt immer über die PCIe-2.0-Lanes (x4) des Panther-Point-Chipsatzes angebunden werden würde und nicht über die CPU direkt.

Über ein DMI2.0-Interface und einen Display-Interconnect wird der Z77 mit dem Prozessor verbunden. Hier hat sich im Vergleich zum Vorgänger-Chipsatz und Sandy Bridge keine Änderung ergeben - ein Grund, warum beide Chips kompatibel einsetzbar sind.

Der Chipsatz selber bringt nun über das Display-Interface die Möglichkeit mit, maximal drei Displays gleichzeitig anzusteuern. Das wird allerdings eher für die H67-Platinen oder Midrange-PCs interessant sein. Enthusiasten werden sich eher an den zusätzlichen vier USB-3.0-Ports erfreuen, die Intel nun endlich nativ integriert. Hierzu haben wir einen kleinen Performance-Vergleich zu den bislang verwendeten NEC/Renesas-, ASMedia- und VIA-Controllern.

Einen kleinen Performance-Vergleich haben wir deshalb auch gleich vorgenommen. Eine Patriot Pyro SE 240 GB SSD haben wir in einem USB-3.0-Gehäuse (Delock) mit schnellem JMicron JMS551-Wandler einmal im USB-3.0-Port des Intel Z77 und einmal im USB-3.0-Port eines ASMedia-Controllers betrieben. Gemessen wurde die sequentielle Schreib- und Leserate mit Atto bei unterschiedlichen Blockgrößen:

usb30-intel-testsasmedia-xhcis 

USB 3.0 Performance Vergleich:
Links: Intel, Rechts: ASMedia

Wie man sehen kann, unterscheiden sich die beiden Controller nur geringfügig: Intel bietet minimal bessere Read-Werte im Bereich mit kleinen Blöcken, die Read-Werte bei großen Blöcken sind allerdings praktisch identisch. Bei den Schreib-Werten liegt ASMedia um 5 bis 10 MB/s vorne. 

 

Alle anderen Bereiche sind auf dem Diagramm praktisch unverändert, bis auf Intels Rapid Storage Technology. Diese – nun in der Version 11 – integrierte Technik beinhaltet auch die von Ultrabooks bekannte Rapid Start Technology und zustätzliche Erweiterungen. PCI als aussterbende Bus-Art wird übrigens nur noch bei den B75-, Q75 und Q77-Platinen unterstützt. Die anderen 7er-Chipsätze können PCI nur noch über den schon von der 6er-Serie bekannten Zusatzchip mit auf das Board bringen.

Viele Besonderheiten, die Intel bei Ivy Bridge als neu betont, sind eher auf die Zusammenarbeit mit dem Chipsatz zurückzuführen: Die Smart Response-Technik, also einfach ausgedrückt SSD Caching, war bereits beim Z68 dabei. Neu ist hingegen die Rapid Start Technology, die das Booten von Windows-Systemen beschleunigen kann, indem Suspend-to-RAM und Suspend-to-Disk kombiniert wird. Notwendig hierfür ist eine SSD, auf die das System den RAM-Inhalt ablegen kann, um ihn dann nach dem Aufwecken des Systems wieder zurück zu spielen.

In unserem Test funktionierte dies mit einer Sandisk Extreme 120 GB hervorragend: Innerhalb von ein paar Sekunden schaltete sich das System nach dem Klicken auf "Energie sparen" komplett aus, der Stromverbrauch sinkt auf Null. Nach dem Betätigen der Maus oder einer Taste wacht das System binnen weniger Sekunden wieder auf und ist gleich einsatzbereit.

Smart Connect als weitere Technik dient dem Synchronisieren des Systems, auch wenn der Monitor abgeschaltet ist. Die Funktion sucht dann automatisch nach Neuigkeiten, z.B. wird der Mail-Client synchronisiert. Ausprobiert haben wir diese Funktion nicht, wir werden aber in einem der kommenden Notebook-Tests darauf eingehen, da die Funktion für den Mobile-Bereich gedacht ist.

Auf Sicherheitsebene kommt mit den neuen Ivy-Bridge-Prozessoren und der 7er-Chipsatzserie über vPro die Identity Protection Technology hinzu, mit der Intel über eine "What You See Is What You Sign (WYSIWYS)" genannte Absicherung Phishing-Versuche verhindern möchte, weiterhin ist Intels Anti Theft Technology enthalten, mit der über Zusatzsoftware von Firmen wie McAfee, Absolute Software oder MFormation gestohlene Notebooks deaktiviert - und beim Wiederfinden einfach wieder aktiviert - werden können.

Auf Hardware-Seite hat Intel hierfür einen Secure Key Generator in die CPU eingebaut, der Zufallszahlen schnell generieren kann.


Die größten Unterschiede zwischen Sandy Bridge und Ivy Bridge liegen im Bereich der Fertigungstechnik. Nicht nur wurde die Fertigung nun statt im 32-nm-Prozess in 22 nm realisiert, auch hat Intel erstmals eine neue Transistor-Form implementiert, bei der das Gate den Transistor dreidimensional umschließt. Durch diese Technik werden die Leckströme reduziert und die Energieeffizienz des Prozessors steigt - heraus kommt ein stromsparender Prozessor, der nicht nur durch die geringere Fertigunsgröße, sondern auch aufgrund der neuen Transistoren Strom sparender arbeitet.

dielabel
Ein Core i7-3770K besitzt mit integrierter HD Graphics 4000 insgesamt
1,4 Milliarden Transistoren. Bei Sandy Bridge waren es 995 Millionen Transistoren.
Die Größe des Kerns hat Intel von 216 mm² auf 160 mm² verkleinert.

Die Ivy-Bridge-Modelle besitzen knapp 405 Millionen Transistoren mehr als Sandy Bridge. Allerdings hat Intel dieses Mal nicht den Cache vergrößert oder die Anzahl der Kerne variiert. Auch ist der Memory-Controller technisch größtenteils unverändert und die Veränderungen im System Agent halten sich auch in Grenzen. Somit ist klar, wo die 405 Millionen Transistoren sich größtenteils verstecken: In der Intel-Grafik. Hier hat Intel nicht nur einen Zwischenspeicher eingebaut, sondern auch die Anzahl der Execution Units verdoppelt.

Interessant ist der Größenvergleich: Knapp 25 Prozent weniger Platz verbraucht ein Ivy-Bridge-Die auf dem Wafer, besitzt aber dabei deutlich mehr Transistoren.

Mehr Transistoren bedeuten normalerweise auch eine größere Abwärme. Durch intelligente Stromspartechniken sind jedoch nur die Bereiche tatsächlich aktiv, die der Prozessor auch nutzt. Einzelne Kerne, Bereiche des Caches oder die On-Chip-Grafik können deaktiviert werden, wenn diese im Idle-Betrieb sind. Hinzu kommen DDR3- und GT-Power-Gating. Durch die kleineren Strukturen und Tri-Gate-Transistoren gelingt Intel sogar eine deutliche Einsparung des Stromverbrauchs. Zudem unterstützt Intels Ivy Bridge nun auch Low-Voltage-DDR3 (DDR3L), kann also auf Plattform-Ebene durch 1,35-V-DDR3 noch einmal ein paar Watt sparen.

 

Intels 22-nm-Transistoren mit Tri-Gate-Technik

Intel hat bereits auf vielen vorherigen Veranstaltungen einen Einblick in die neue 22-nm-Fertigunstechnik gegeben. Hier führte man bereits mehrmals an, dass die 22-nm-Technik in der Tat etwas neuartiges ist: Im großen und ganzen sind die aktuellen, planaren Transistoren auf einem Design erstellt, welches bereits 1974 entwickelt und eingesetzt worden ist. Anschließend wurden diverse Tricks und Optimierungen implementiert, um die Leakage zu minimieren und die Transistoren bei einer kleineren Fertigungstechnik zu beherrschen – bis zum Jahr 2000 war dies kein größeres Problem, anschließend wurde die Leakage aber zu einem Problem. Die Hardwareluxx-Leser erinnern sich sicherlich an Northwood, Prescott und ähnliche Prozessoren, die mit dem Hitzeproblem zu kämpfen hatten.

Im Jahr 2003 setzte Intel bei der 90-nm-Technik auf Strained Silicon Transistoren für NMOS und PMOS-Transistoren, um Gate Oxide Scaling zu reduzieren und den Ansteuerungsstrom (drive current) zu verbessern. Mit der 45-nm-Technik führte Intel die High-k Metal Gate Transistoren ein, also ein neues Dielektrikum (SiO2) und ein auf Hafnium basierendes Metall-Gate. Auch hier konnte die Performance der Transistoren massiv verbessert werden, ohne Leakage-Probleme zu bekommen.

Mit der Einführung der 22-nm-Transistoren verändert man aber die Struktur der Transistoren selber.

Als Beispiel zeigte Bohr auf dem letztjährigen Intel Developer Forum eine Grafik für 22-nm-Transistoren mit unterschiedlichen Drive Current / Leakage-Werten – je nach Anwendungsbereich. Benötigt man einen schnellen Prozessor, muss man auch eine höhere Leakage in Kauf nehmen, kann aber auf der anderen Seite bei einer niedrigen Leakage eine höhere Performance erreichen. Im Endeffekt ist es also möglich, je nach den Anwendungsbereichen des fertigen Chips eine passende Prozessortechnik einzusetzen (High Performance, Standard Performance, Low Power).

trigate-performance

Bohr führte die Hauptvorteile der 22-nm-Tri-Gate-Fertigung an:

trigate-small

Den Aufbau der Transistoren kann man im obigen Bild schön sehen: Das Gate "umschließt" den Transistor besser und verhindert so das Durchsickern von Strömen.

Intel setzt für Ivy Bridge den P1270-Prozess für die 22-nm-Prozessoren ein. Im Jahr 2013 steht allerdings schon der P1272 genannte Prozess mit 14 nm ins Haus. Auf SOC-Seite sind die Prozesse P1271 und P1273 für Low-Power optimiert, der 14-nm-Prozess ist ebenso für 2013 geplant. Herstellen wird Intel die neuen Produkte in insgesamt fünf Fabriken, die auf den 22-nm-Prozess umgerüstet werden oder es schon sind. Neben den Fabriken in Oregon werden auch die beiden Fabriken in Arizona die Prozessoren herstellen. Hinzu kommt die Fabrik in Israel. 

Intel wird die 22-nm-Technik sowohl für die klassischen Prozessoren (Core, Xeon,...) wie auch für die SoC-Produkte einsetzen (Atom, etc.). Intel optimiert dabei auch die bestehenden Designs auf die neuen Tri-Gate-Prozessoren. Intel sieht hier einen Vorteil im Zusammenlegen der Design-Teams und fährt deshalb einen „Unified Design Approach“ und legt die bisherigen Teams (SoC, CPUs) zusammen, um besser und schneller auf neue Marktbereiche reagieren zu können.

In einer Galerie zu dem Thema haben wir Intels Folien zum Thema 22-nm-Technik hinterlegt:


22-nm-Technik hin oder her, wichtig ist, was am Ende auf dem Tacho steht. Wir haben also ein Komplettsystem einmal im Windows-Idle-Betrieb und einmal mit Cinebench 11.5 unter Volllast getestet, um herauszufinden, wie sich der Stromverbrauch von Ivy Bridge im Verbrauch zur Vorgängergeneration und anderen Prozessormodellen verändert hat. Wir verwenden dabei die Testsysteme, die wir auch für die Benchmarks verwendet haben (siehe Beschreibung auf der Seite "Testsystem"). Gemessen wird hier das Komplettsystem, inklusive einer Radeon HD 7970 Grafikkarte. Der Stromverbrauch wird an der Steckdose gemessen, enthalten sind also auch Wirkungsverluste des Netzteils, wobei wir mit dem Seasonic X-560 ein sehr sparsames Modell mit 80-Plus-Gold-Zertifikat eingesetzt haben.

Unter Windows im Idle-Betrieb wurden von uns folgende Leistungswerte ermittelt:

Leistungsaufnahme Idle-Betrieb

bmstromverbrauchidle
Verbrauch in Watt (Gesamtsystem)

In dieser Grafik schlägt sich Ivy Bridge nicht unbedingt besser als Sandy Bridge: Beide liegen auf einem identischem Niveau; Ivy Bridge hat sogar noch ein bis zwei Watt mehr auf dem Tacho. Einen Grund hierfür ließ sich aufgrund der Stromspartechniken nicht herbeiführen, es handelt sich wohl um einen Mehrverbrauch aufgrund der knapp 400 Millionen zusätzlichen Transistoren, von denen einige wohl trotz Abschaltung noch aktiv sein müssen.

Im Vergleich zu den anderen Modellen – insbesondere Intels Xeon- und Sechskern-Modelle, aber natürlich auch AMDs Prozessoren – sieht der Stromverbrauch im Idle-Betrieb aber weiterhin sehr gut aus.

 

Unter Last wurden von uns folgende Leistungswerte ermittelt:

Leistungsaufnahme Last-Betrieb

bmstromverbrauchlast
Verbrauch in Watt (Gesamtsystem)

Hier zeigt sich Ivy Bridge von der besten Seite: Unter Last erreichten wir 16 Watt weniger Verbrauch als beim gleich getakteten Core i7-2700K. Das ist schon eine Hausnummer, da dieser Prozessor bereits äußerst Strom sparend lief. Der Core i7-3770K ist unter Volllast mit vier Kernen und acht Threads und höherem Takt sparsamer als ein Core i5-2500K. Auch die kleineren Ivy-Bridge-Prozessoren können hier voll überzeugen. Abgehängt werden natürlich die Sechs- und Achtkern-Modelle, die aber teilweise auch schneller sein können, wenn alle Kerne verwendet werden. Abgehängt sind währenddessen die AMD-Modelle, gerade was das Performance-pro-Watt-Verhältnis angeht.


Auf der Architektur-Seite hat sich im Vergleich zu Sandy Bridge nichts getan, die Neuerungen der letzten Serie besitzt auch Ivy Bridge:

Ring-Bus-Cache:

Ältere integrierte Grafikkerne hatten oftmals nicht nur aufgrund der spärlichen Speicheranbindung eine schlechte Performance. Als weiterer negativer Punkt bremsten sie auch das Gesamtsystem aus, wenn gleichzeitig Bandbreite für die CPU und die Grafik benötigt wurde. Bereits aus diesem Grund waren integrierte Grafikkerne nur bei einem Low-End-System eine Alternative. Intel hat mit Sandy Bridge aber bereits eine integrierte Grafik geschaffen, die man durchaus nutzen konnte – und mit Ivy Bridge bohrt man diese noch einmal auf.

Die Performance der Grafiklösung erhöht man am besten mit einem schnellen Speicherzugriff: Nichts liegt näher, als bei einem Grafikkern auf dem Die auch den L3-Cache mit zu nutzen. Um dann allerdings den oben genannten Effekt auszugleichen, dass eventuell die CPU-Zugriffe auf den Cache ausgebremst werden, musste Intel die zur Verfügung stehende L3-Cache-Bandbreite massiv erhöhen. Durch den Ring Bus ist dies gelungen.

ringbus
Der Ringbus wurde erstmals mit Sandy Bridge eingeführt, um genügend
Leistung für die integrierte Grafik mitzubringen. Bei Ivy Bridge ist er in
unveränderter Art ebenso vorhanden.

Wie in der obenstehenden Grafik sichtbar ist, besitzt jeder Kern, die Grafik-Engine und der System-Agent einen Kommunikationspunkt mit dem L3-Cache. Im Endeffekt gibt es sogar vier Verbindungen: Einen 32 Byte Data-Ring, einen Request-Ring, einen Acknowledge-Ring und einen Snoop-Ring. Der Zugriff geschieht dabei immer über den kürzesten Pfad, also nicht in einer bestimmten Richtung. Durch diese für den CPU-Bereich neue Anordnung hat Intel nicht nur die Bandbreite gesteigert, auch ist die Latenzzeit für den Cache deutlich niedriger. Und: Der L3-Cache läuft mit der CPU-Taktfrequenz. Natürlich wirkt sich dies positiv auf die Grafikperformance aus – aber auch Enthusiasten, die eine dedizierte Grafikkarte einsetzen, haben von der neuen Architektur einen Vorteil, da der L3-Cache deutlich schneller geworden ist.

Zwischen Sandy Bridge und Ivy Bridge hat sich hier nichts getan, was auch die Messungen der Cache-Bandbreite belegen:

ivycachebandwidthssandybridge-bandwidths 

Cache-Latency-Vergleich:
Links Ivy Bridge, Rechts Sandy Bridge

ivycachelatencyssandybridge-latencys 

Cache-Bandbreiten-Vergleich:
Links Ivy Bridge, Rechts Sandy Bridge

Auch wenn die Grafiken aufgrund einzelner Ausschläge etwas andere Skalierungen besitzen - denn die Messungen wurden schließlich auf einem aktiven System gemacht -, so sind keine Unterschiede zwischen Ivy Bridge und Sandy Bridge vorhanden. Sowohl die Latenz des Caches wie auch die Bandbreite hat sich nicht geändert, sodass die Vermutung nahe liegt, dass Intel hier keine Veränderungen durchgeführt hat.

 

Turbo Boost 2.0:

Die Logik hinter Intels Turbo Boost ist einfach zu erklären: Werden bei einem Prozessor nicht alle Bereiche genutzt, reicht die Kühlung und die Auslegung der Stromzufuhr dafür, die genutzten Einheiten etwas schneller zu takten. Diese dürfen dann mehr Strom aufnehmen und etwas heißer werden, ohne die Funktion des Prozessors zu beeinträchtigen. Der Lohn der Arbeit: Berechnungen können schneller abgeschlossen werden.

turbobetrieb
Schematische Darstellung vom Turbo-Betrieb.

Wichtig wurde dieses Prinzip erst mit Mehrkern-Prozessoren, da viele Anwendungen weiterhin nur auf einem einzelnen Kern laufen oder nicht gleichzeitig alle Kerne voll auslasten. Dann ist es möglich, die Effizienz des Prozessors mit Turbo Boost zu erhöhen - der Prozessor wird dann ein oder mehrere Speed-Bins (Multiplikatorschritte) schneller betrieben.

Mit Sandy Bridge hat Intel sich zu dem üblichen Turbo-Betrieb eine Art Boost 2.0 ausgedacht, eine Art thermisches Budget wird zugrunde gelegt. Die Idee dahinter kennt jeder von dem CPU-Kühler im eigenen PC: Nach dem Anschalten des PCs ist das Metall noch kalt, erst nach minutenlangen Berechnungen erwärmt es sich auf eine gleichmäßige Temperatur. Diese Trägheit bei der Kühlung macht sich Intel bei den sogenannten „Dynamic Range Turbo Frequency Limits“ zunutze.

Intel erlaubt es bei Turbo Boost 2.0, nicht nur den einen Speed Bin schneller zu arbeiten, der in der Spezifikation hinterlegt ist, sondern je nach Energiebudget und CPU-Temperatur auch eine noch höhere Taktung. Diese geht somit über die eigentliche TDP des Prozessors hinaus – aber nur so lange, wie die Power Control Unit aufgrund der Umgebungsvariablen dies zulässt. Ist das thermische Budget aufgebraucht, also der Kühler wärmer geworden, schaltet Intel zurück in den normalen Turbo-Betrieb.

Die Speed-Bins haben sich mit Ivy Bridge etwas verändert: Mit voller Last taktet sich beispielsweise ein Core i7-3770K auf 3,7 GHz, also zwei Speed Bins höher. Bei zwei Kernen unter Last sind es 3,9 GHz, mit einem Kern ebenso 3,9 GHz. Je nach Prozessormodell unterscheiden sich diese Turbo-Speed-Bins aber teils deutlich.

turbo2
Auch beim Ivy Bridge verwendet Intel das Modell des thermischen Budgets,
und taktet den Prozessor somit auch kurzzeitig über die TDP, wenn die
Kühlung dies erlaubt.

Weiterhin kommen die größeren Modelle natürlich mit Hyperthreading, AVX mit 256 bit, AES-NI und den Architektur-Verbesserungen im Vergleich zu Lynnfield. Wie man aber an dieser Seite sehen kann, sind die Kerne und die Architektur nicht verändert worden - bis auf minimale Änderungen an einzelnen Registern, die Intel verbessert hat, wenn sich hier Probleme ergeben haben. 

Im Detail hat sich dann doch einiges geändert: Zum einen ist ein Hardwaregenerator für Zufallszahlen hinzugekommen, der es ermöglicht, einige Algorithmen sicherer zu machen. Weiterhin hat Intel einen Supervisor Mode Execution Protection hinzugefügt, die das NX-Bit ergänzt. Einige Befehle hat Intel ebenso überarbeitet (z.B. Float16). Messbar sind aber Performanceunterschiede hier nicht - wenn die Funktionen überhaupt schon in Software genutzt werden.

Die Veränderungen aufseiten der Grafikeinheit sind hingegen groß, weshalb Intel von einem Tick+ spricht. Auf der nächsten Seite haben wir diese Veränderungen detailliert aufgelistet.


Mit Sandy Bridge hat Intel bereits einen großen Schritt gemacht: Zwar wurde die integrierte Grafik nicht zu einem Killer für NVIDIA und AMD, aber in diversen Bereichen war Intels Grafik endlich brauchbar. Durch die Clear Video HD Technology, 3D-Playback und schnellere Encoding- und Decoding-Einheiten hat Intel die Grafik für den normalen Desktop-Einsatz fit gemacht. Hinzu kommt, dass man sogar einige Spiele in guter Qualität und durchschnittlicher Auflösung spielen konnte – wenn es sich nicht um die neuesten 3D-Egoshooter oder aufwendige Grafik-Spiele handelte.

Allerdings hatte die Sandy-Bridge-Grafik auch noch diverse Schwachpunkte. Mit nur 12 Execution Units und fehlender Hardwareunterstützung in einigen Bereichen war noch diverser Spielraum für Verbesserungen. Diese greift Intel nun bei Ivy Bridge auf.

Vergleich Prozessor-Grafik
Grafikkern Intel HD Graphics 4000 Intel HD Graphics 2500 Intel HD Graphics 3000/2000
Unified Shader ja ja ja
Anzahl Execution Units 16 6 12/6
Media Processing
(Quick Sync/Clear Video)
ja, verbessert ja, verbessert ja
OS Optimierungen für Windows 7 und 8 für Windows 7 und 8 für Windows 7, Vista, XP
Frequenz maximal 1350 MHz
(aktuell: 1150 MHz)
maximal 1350 MHz maximal 1350 MHz
DirectX-Support in Hardware DX11 DX11 DX10.1
OpenCL 1.1 CPU/GPU CPU/GPU nur CPU
OpenGL Support OpenGL 3.1 OpenGL 3.1 OpenGL 3.0
Shader Model SM 4.1 SM 4.1
Dynamic Frequency Scaling ja ja ja
Maximale Auflösung 2560x1600 2560x1600 2560x1600
HDMI-Support 1.4 mit 3D 1.4 mit 3D 1.4 mit 3D
Anzahl Displays 3 3 2
Intel WiDi 3.0 3.0 2.1

In der obigen Tabelle ist das Wichtigste dargestellt: Die schnellste Version, die HD 4000, hat nun 16 Recheneinheiten anstatt vormals maximal 12. Diese hat Intel auch noch mit DirectX 11, OpenCL 1.1 und Open GL 3.1 in Hardware aufgebohrt. Die restlichen Verbesserungen sind zunächst einmal auf diese höhere Anzahl an Recheneinheiten zurückzuführen, denn Intels Quick Sync Video und die Clear Video Technik hat Intel nur indirekt verbessert – sie sind durch die höhere GPU-Leistung jetzt nur schneller. Einen Teil der höheren Leistung erhält die Grafik auch über einen On-Chip-Cache, den Intel zusätzlich bereitstellt. Über die Größe dieses Caches, der dem 8 MB L3-Cache vorgeschaltet ist, schweigt man sich allerdings aus.

Intel setzt auch weiterhin den Turbo-Betrieb über den Grafikkern und die CPU ein, wenn die CPU also nicht schon unter Volllast ist, kann der Grafikkern übertaktet werden:

dynamicfrequency
Durch Intels Dynamic Frequency Technology wird der Grafikkern
auf einen höheren Takt gesetzt, wenn die TDP es zulässt und die
Grafik-Einheiten gefordert werden.

Nach Rückfrage bei Intel bestätigte man uns, dass der Prozessor einen minimalen Takt von 350 MHz bei der GPU und einen maximalen Takt von 1350 MHz besitzt. Aktuell würden die Modelle aber nur bis 1150 MHz hochgetaktet, bei späteren Modellen ist auch ein höherer Turbotakt möglich. Die Taktstufen kann Ivy Bridge in 100-MHz-Schritten einstellen, je nach Leistungsbedarf.

Interessant ist, dass Intel weiterhin die Top-Modelle mit der schnelleren Grafik ausstattet und die kleineren Modelle beschneidet. Eigentlich wäre ein umgekehrter Einsatz logischer, da Anwender, die sich einen 300-Euro-Prozessor kaufen auch größtenteils eine richtige Grafikkarte einsetzen werden, umgekehrt aber in günstigen Systemen ohne dedizierte Grafikkarte ein schnellerer GPU-Kern hilfreich wäre. Intel erklärt dies so, dass man den Topmodellen auch die besten Features bereitstellen will – in diesem Sinne ist das zu verstehen, hier aber eigentlich unlogisch.

Praktisch ist die Tatsache, dass Intel mit der HD 4000 und der HD 2500 nun drei Displays unabhängig voneinander ansteuern kann. Beispielsweise wäre das Notebook-Display, ein Beamer und ein externer Monitor anzuschließen. Das Signal wird dabei über ein FDI Interface an den Chipsatz weitergegeben, der dann beispielsweise drei DisplayPort-Anschlüsse, drei HDMI-Anschlüsse oder drei DVI-Anschlüsse bereitstellen kann. Auch Mixturen sind denkbar, wobei nur ein analoger Anschluss infrage kommt. Intel bietet hier auch High Bit Rate Audio für HDMI und DP1.1a-Audio-Unterstützung. 

WiDi, also die Intel Wireless Display Technik hat man ebenso verbessert. WiDi unterstützt nun FullHD 1080P, kommt mit Dual Band/Dual Antenna auf höhere Übertragungsraten, bietet auch einen Projector-Support (alle Anschlüsse), eine geringere Latenz, eine höhere Filmqualität, Unterstützung für 24fps-Filme und eine Verschlüsselung für den Einsatz im Firmenumfeld.

Bei der Grafikleistung gibt Intel an, dass man im 3DMark 2011 die zweifache Performance bei der HD 4000 gegenüber der HD 3000 erreichen würde, die HD 2500 sei immer noch 10-20 Prozent schneller als die HD 2000. Dieses haben wir natürlich überprüft und den Core i7-3770K dem Core i7-2700K gegenübergestellt und in 3DMark 2011 und einigen Spielebenchmarks die Performance getestet.

Auf der nächsten Seite haben wir diesen Leistungsvergleich zusammengestellt.


Für den Performance-Vergleich haben wir neben 3DMark 2011 und Vantage die Spiele Metro 2033, Dirt, Call of Duty und Anno 2070 ausgewählt. 

3DMark 2011 (Integrierte Grafik)

bmonboard3
Futuremark-Punkte (da DX11 keine Werte für HD2000 und HD3000)

3DMark Vantage (Integrierte Grafik)

bmonboard4
Futuremark-Punkte

Metro 2033, 1920x1080, DX11/DX10, high (integrierte Grafik)

bmonboard6
Leistung in Frames pro Sekunde (fps), Achtung: alte HD2000/3000 nur DX10

Metro 2033, 1024x768, DX9, low (integrierte Grafik)

bmonboard5
Leistung in Frames pro Sekunde (fps)

Dirt 3 1920x1080, 4xAA, high (integrierte Grafik)

bmonboard8
Leistung in Frames pro Sekunde (fps)

Dirt 3 640x480, high (integrierte Grafik)

bmonboard7
Leistung in Frames pro Sekunde (fps)

Call of Duty: Modern Warfare, 1920x1080, 4xAA, high (integrierte Grafik)

bmonboard9
Leistung in Frames pro Sekunde (fps)

Call of Duty: Modern Warfare, 640x480, high (integrierte Grafik)

bmonboard10
Leistung in Frames pro Sekunde (fps)

Anno 2070 1920x1080, sehr hoch (integrierte Grafik)

bmonboard11
Leistung in Frames pro Sekunde (fps)

Anno 2070 1024x768, niedrig (integrierte Grafik)

bmonboard12
Leistung in Frames pro Sekunde (fps)

Eine deutliche Verbesserung ist in den Benchmarks zu sehen - teilweise kann man fast von einer Verdoppelung der Performance sprechen, wenn man den Core i7-2700K mit dem Core i7-3770K vergleicht. Meistens erreicht die neue HD 4000 ungefähr 75 bis 80 Prozent mehr Leistung als die HD 3000. Trotzdem: Einen 3D-Ego-Shooter mit hochwertiger Grafik und hoher Auflösung vermag die neue Grafik immer noch nicht darzustellen, aber es reicht für sogenannte Casual Games. Wenn man mit einer niedrigeren Auflösung und geringer Qualitätsstufe spielt, kann es sogar ein aktueller Blockbuster sein. Wenn man dann Blut leckt, könnte man sich immer noch eine Mittelklasse-Grafikkarte nachkaufen.

Treiber-Probleme, wie bei den Intel-Grafikkernen vor ein paar Jahren, sind nicht mehr an der Tagesordnung. Metro 2033 meckerte zwar mit einem Direct3D-Fehler, startete und lief aber ohne Probleme. Was allerdings immer noch passieren kann, sind kleinere Anzeigefehler. Beispielsweise flackerte bei Dirt 3 ein Bordstein, bei 3DMark 11 traten ebenso Grafikfehler auf. Optische Unterschiede sind aber sowieso an der Tagesordnung, wenn man eine Onchip-Grafik mit einer High-End-Grafikkarte vergleicht.

Der Vergleich der alten HD 2000 mit der neuen HD 2500 ist schnell gemacht: Die neue HD 2500 ist zwar oft minimal schneller - ans Spielen kann man aber bei den kleinen GPUs nun wirklich nicht denken. Die 2000er-Serie bleibt weiterhin eine klare Office-Lösung mit Multimedia-Features.

Wagt man einen Blick auf AMDs Llano im Vergleich, so hat Intel hier auch aufgeholt, wobei wir nur gegen die kleinere Grafiklösung testen konnten. AMDs größerer HD6550D-Chip, der beispielsweise im A8-3950-Prozessor enthalten ist, sollte weitaus mehr ebenbürtig sein, in einigen Anwendungen sogar sehr viel schneller. Aber schon der A6-3650 schlägt sich hervorragend gegen Intels Grafik - wäre nur der CPU-Teil des Prozessors etwas stärker, könnte der Prozessor richtig gefallen.

Der Vollständigkeit halber haben wir auch den Stromverbrauch der Onboard-Grafiken im Gesamtsystem aufgeführt:

Stromverbrauch Idle (Gesamtsystem)

bmonboard1
Stromverbrauch in Watt

Stromverbrauch Load (Gesamtsystem)

bmonboard2
Stromverbrauch in Watt

Auch hier hat Ivy Bridge einen Schritt nach vorne gemacht - der Verbrauch der Onboard-Grafik sinkt trotz höherer Leistung und deutlich mehr Transistoren.


Viele Leser werden insbesondere darauf scharf sein, den neuen Core i7-3770K bis ans Limit zu übertakten. Normalerweise sind kleinere Fertigungsstrukturen auch immer ein Ausgangspunkt für höhere Taktresultate – und einige Leaks in der Overclocking-Szene ließen darauf hoffen, dass Ivy Bridge sich gut übertakten lässt.

In der Tat denkt Intel bei den K-Prozessoren wieder einmal an die Overclocker: Der Multiplikator des Prozessors kann nun auch auf x63 hochgefahren werden, zudem hat man Speicherteiler in 200- und 266-MHz-Schritten hinterlegt, bietet die Möglichkeit der Veränderung der Teiler und Multiplikatoren in Echtzeit und bohrt die XMP-Profile auf die Version 1.3 auf.

Vergleich Overclocking-Features
CPU-Modell Sandy Bridge Sandy Bridge E Ivy Bridge
Real-Time Core Ratio Change nein teilweise (non-turbo) ja, inkl. Turbo
PL1, PL2, Tau & ICC Max. Overrides ja ja ja
SVID Extra Voltage ja ja ja
maximaler Prozessor-Multiplikator 57 unlimitiert 63
Real-Time-Veränderung
des GPU-Multiplikators
nein n.a. ja
DDR3-Ratio bis 2133 MHz bis 2400 MHz bis 2667 MHz
DDR-Stufen 266 MHz 266 MHz 200 / 266 MHz
DDR Timings einstellbar ja ja ja
XMP-Version 1.2 1.2 oder 1.3 1.3
Base Clock Overclocking limitiert, +7% CPU Strap mit 1,25/1,67
Multiplikator, +7%
limitiert, +7%

Leider hat man ein entscheidendes Feature, welches Intel zuletzt beim X79-Chipsatz eingeführt hatte, nicht mit auf die Sockel-1155-Platform übernommen: Bei Sandy-Bridge-E im Sockel 2011 war es möglich über einen sogenannten CPU Strap die Base Clock Rate auf 133 oder 166 MHz zu erhöhen. Dies ist bei Ivy Bridge nicht möglich – man hängt also an den +7 bis +8 Prozent, die maximal bei der Base Clock Rate übertaktet werden können. Weiterhin wird also nur selten ein stabiles System über 108 MHz zu bekommen sein.

Unseren Core i7-3770K haben wir natürlich auch übertaktet. Auf einem ASUS P8Z77-V Deluxe musste sich der neue Prozessor beweisen. Zu unserem Glück konnten wir unsere Ergebnisse auch noch mit einer zweiten CPU validieren, die ein ähnliches Übertaktungsverhalten zeigte.

ivy-oc-45soverclocking46s 

Humane Übertaktung mit nur wenig Spannungserhöhung:
Stabil lief der Core i7-3770K auf 4,5 und 4,6 GHz Taktfrequenz.

overclocking47soverclocking48s 

Erhöhte Core-Spannung, aber nicht mehr 100%ig stabil:
Mit 1,232 und 1,32 V erreichten wir 4,7 und 4,8 GHz, allerdings nicht mehr Prime95-stabil.

overclocking49s

1,4 V Spannung sind für 22nm sicherlich etwas viel.
4,9 GHz liefen aber - wenn auch instabil - mit dieser hohen Spannung.

Insgesamt darf man also bei dem aktuellen Ivy-Bridge-Stepping auf einen Übertaktungserfolg zwischen 4,6 bis 4,7 GHz hoffen, je nach eingesetzter Spannung. Fährt man die Prozessorspannung mit +0,1 V nur knapp über Intels Standard, sind nur 4,6 GHz möglich, bei erhöhter Spannung von 0,2 V sogar 4,7 GHz. Allerdings wird der Prozessor dann schon recht gefräßig, was die Abwärme angeht.

Hierfür haben wir einen Chart erstellt, in dem wir die Spannung des Prozessors variiert haben und die Leistungsaufnahme unter Last protokolliert haben:

verbrauch

Im Vergleich zu anderen CPUs verläuft diese Kurve noch recht linear. Trotzdem ist zu sehen, dass bei erhöhter Spannung die Leistungsaufnahme durchaus heftiger ansteigt. Der Verbrauch steigt normalerweise quadratisch zur angelegten Spannung. Wenn Intel für einen im Turbo-Betrieb arbeitenden Ivy-Bridge-Prozessor eine TDP von 77 Watt vorsieht und wir im Lastbetrieb des Gesamtsystems knapp 115 Watt messen, dann kann man hochrechnen, welche Abwärme der Prozessor bei knapp 180 Watt generiert - die zusätzlichen 65 Watt gehen nämlich vollständig auf seine Kappe.

Im Test stieg auch die Temperatur des Core i7-3770K entsprechend an: Von 39 °C im Dauerlastbetrieb im Normalzustand stieg die Temperatur bei 1,5 V Spannung auf 70 °C an. Entsprechend sollte die Spannung nicht über 1,3 V erhöht werden, die empfindlichen 22-nm-Strukturen könnten schon bei einer geringen Spannungserhöhung Schaden nehmen. 

Es ist also momentan davon auszugehen, dass eine Übertaktung von mehr als 4,7 GHz recht utopisch ist – oder zumindest nur für Benchmarkrekorde, aber auf keinen Fall für den Dauerbetrieb geeignet ist. Bei Sandy Bridge erreichte man durchaus 4,8 bis 5 GHz – somit wäre der geringe Performance-Vorteil von Ivy Bridge hier obsolet. Leider ist dies also ein etwas ernüchterndes Ergebnis.

Bei der Base Clock Rate ist, da Intel die CPU-Strap-Einstellung nicht für den Ivy-Bridge-Prozessor vorgesehen hat, weiterhin bei maximal 107 MHz Schluss. Unser Sample schaffte sogar nur 105,7 MHz stabil:

baseclock

Entsprechend kann man also davon ausgehen, dass das Übertakten per Multiplikator weiterhin der einzige sinnige Weg bei Ivy Bridge ist.


Besonderen Frust gab es nach der Vorstellung der Sandy-Bridge-Prozessoren bei den Speicherherstellern. Zwar liefen mit XMP und auch manuell sehr hohe Taktraten, aber Intel schränkte die Speicher-Multiplikatoren stark ein. Neben 1333 MHz bot man 1600 MHz, 1866 MHz und 2133 MHz an - 2400 MHz konnte man in einigen Mainboards zwar einstellen, aber der Multiplikator lief nur bei den wenigsten Prozessoren stabil. Da der Speichertakt zudem nur schwer durch die Base Clock Rate verändert werden konnte, hatten die Speicherhersteller nur eine geringfügige Möglichkeit, neue Kits an den Markt zu bringen.

Auch für Übertakter war der Speichertakt oftmals ein Problem, denn wenn ein Takt von 2100 MHz mit einem Kit noch machbar gewesen wäre, blieb dann nur die Verwendung des niedrigeren Multiplikators, da das Kit mit 2133 MHz nicht mehr stabil lief. Durch neue Multiplikatoren möchte Intel dies nun bei Ivy Bridge verbessern.

Man bietet weiterhin die Speichermultiplikatoren auf Basis von 266 MHz Grundfrequenz an, aber nun auch auf Basis von 200 MHz Frequenz. Im ASUS P8Z77-V Deluxe haben wir im Bios die folgenden Speicherteiler gefunden:

asusbioss
Intel gibt den Prozessor offiziell bis 2666 MHz DRAM-Takt frei zum Übertakten,
aber es scheint noch höhere Multiplikatoren zu geben, über die
ASUS hier bis zu 3200 MHz Speichertakt einstellen kann.

Wir haben mit einem neuen G.Skill-Kit den Test aufs Exempel gemacht und verschiedene Speicherteiler durchgetestet. Ein neues Dual-Channel-Kit von G.Skill, die Trident Series DDR3-2400 (F3-2400C10D-8GTX) kamen auf dem ASUS P8Z77-V Deluxe zum Einsatz. Optisch sind die Module in Rot und Schwarz gehalten, mit schwarzem PCB, was optisch zu den Republic-of-Gamers-Mainboards von ASUS oder der Fatal1ty-Serie von ASRock passen würde. Für ein Foto haben wir das Paar Maximus V Gene und den neuen G.Skill-Modulen schon einmal zusammengesteckt:

trident
G.Skills neue Trident DDR3-2400 kamen für den Overclocking-Test zum Einsatz.

Folgende Performancewerte konnten wir messen:

Speicherbandbreite Sisoft Sandra

bmspeicherbandbreite
Leistung in GB/s

Die Speicherbandbreite steigt von 800 MHz bis 2600 MHz natürlich extrem an. Die G.Skill-Speichermodule liefen in unserem Test dabei bis zu 2600 MHz recht stabil, wobei hier einige Benchmarks allerdings abstürzten.

SuperPi 8M

bmspeicherbandbreitesuperpi
Leistung in Sekunden (weniger ist besser)

Der tatsächliche Performance-Gewinn ist allerdings bei diversen Benchmarks nicht vorhanden. Wenn die Speicherbandbreite nicht limitiert, sondern CPU- oder Grafikleistung, ist keine Veränderung der Performance zu erkennen.

7Zip 32M

bmspeicherbandbreite7zip
Leistung in MIPS

Bei einigen Benchmarks ist allerdings eine Performance-Änderung zu erkennen, so zum Beispiel bei 7-Zip, der bei 2600 MHz schon nicht mehr lief. Hier erreicht man allerdings auch schon mit 1600 und 1800 MHz und guten Timings eine sehr gute Performance.

Wir haben mit den G.Skill Trident F3-2400C10D-8GTX, die normalerweise mit 10-12-12-31 bei 1,65V betrieben werden sollen, immerhin 2600 MHz halbwegs stabil erreicht. Bei Sandy-Bridge-Modellen wäre dieser Takt sicherlich nicht zu erreichen gewesen. Insofern kann man mit Ivy Bridge deutlich höhere Speichertaktraten erreichen.

ram2600
Schicke Frequenz: DDR3-2600 war bislang nicht möglich. Mit optimierten
Modulen ist bei Ivy Bridge sicherlich auch noch ein höherer Takt möglich.

Ein hoher Speichertakt kann bei einigen Anwendungen durchaus einen positiven Effekt haben. Allerdings lohnt sich der Kauf von ultrateuren DDR3-Kits sicherlich nur in wenigen Fällen, da mit einer schnelleren CPU oder einer schnelleren Grafikkarte oftmals ein höherer Performancegewinn möglich ist. Wer allerdings übertakten möchte, kann mit den neuen Prozessoren neue Grenzwerte austesten.


Die Testsysteme haben wir neu aufgebaut - entsprechend kommen bei diesem Vergleich die neuesten Treiber und Systemupdates zum Einsatz. Für alle Systeme haben wir eine Basisausstattung verwendet, die möglichst identisch belassen wurde. Ändern müssen wir natürlich neben der CPU das Mainboard und teilweise auch die Speicherausstattung. Folgende Basiskomponenten sind für alle Systeme identisch:

Für die neuen Ivy-Bridge-Modelle und kompatible Sockel-1155-Prozessoren setzten wir folgende Konfiguration ein:

Für den mitgetesteten Sockel 2011 setzten wir folgende Konfiguration ein:

Für die mitgetesteten AMD-Modelle setzten wir folgende Konfiguration ein:

Für den mitgetesteten Intel Core i7-980X setzen wir folgende Konfiguration ein:

Für den mitgetesteten AMD A6-3650 setzten wir folgende Konfiguration ein:

Als Software setzten wir Windows 7 Ultimate 64 bit ein, jeweils mit aktuellstem Service-Pack, Treibern und Benchmark-Versionen. Im Nachteil ist aufgrund der Speicherausstattung das Core i7-980X-System, das statt 16 GB nur 12 GB RAM besitzt. Allerdings zeigten die Benchmarks hierauf praktisch keine Auswirkung. Wir verwendeten für alle Systeme als Timings 9-9-9-28 1t, auch wenn dies von den Herstellern anders vorgesehen wird (z.B. Ivy Bridge: 11-11-11 2t mit vier Speichermodulen, 11-11-11- 1t mit zwei Speichermodulen), um Timing-Unterschiede möglichst nicht zu berücksichtigen.

Wie man sehen kann, haben wir einheitlich auf ASUS-Mainboards gesetzt. Hierbei ist jedoch teilweise durch eine automatische Übertaktung im Bios eine manuelle Turbo-Frequenz-Einstellung notwendig. Bei "Auto"-Settings setzt ASUS gerne mal auch für Volllast den höchsten Single-Core-Multiplikator an und übertaktet so automatisch die CPU. Diesen Effekt wollten wir hier natürlich nicht haben und setzten, sofern ASUS dies bei den Mainboards entsprechend umgesetzt hat, die Turbo-Frequenz manuell auf die von Intel spezifizierten Werte. Sofern möglich wurden alle Prozessoren mit bestmöglichen Einstellungen und aktiviertem Stromsparbetrieb betrieben.


Wir beginnen mit einigen synthetischen CPU-Benchmarks:

Sisoftware Sisoft Sandra Memory Benchmark

bmmemory
Leistung in GB/s

Die Speicherbandbreite ist in erster Linie abhängig von den bereitgestellten Kanälen und dem Takt. Entsprechend liegen die Vier-Kanal-Modelle ganz vorne - der Core i7-3960X spielt aber natürlich wie der Xeon in einer anderen Preisklasse. Gut schneidet auch der alte Core i7-980X ab, der mit einem Triple-Channel-DDR3-1066-Interface ausgestattet ist.

Ivy Bridge erreicht diese Performance aber bereits mit einem Dual-Channel-Interface: Mit ungefähr 21,5 GB/s liegen die Modelle rund 4 GB/s vor Sandy Bridge. Ein Grund, warum die Prozessoren in einigen Benchmarks besser abschneiden.

 

SuperPi 1.5 XS, 8M

bmsuperpi
Leistung in Sekunden (weniger ist besser)

SuperPi greift nur auf einen einzigen Kern zurück, weshalb die Vier-, Sechs- und Achtkern-Modelle hier keinen Vorteil haben und auch Hyperthreading nichts bringt. Hier zählt also nur der reine Takt - und eventuelle Architektur-Vorteile. Ivy Bridge zeigt hier, dass er der beste Single-Core-Performer ist, und auch vor Sandy Bridge ins Ziel kommt. Gegenüber dem Core i7-2700K, der gleich schnell getaktet ist, kommt der Core i7-3770K mit fast 6 Sekunden Vorsprung ins Ziel - das sind 5 % mehr Performance bei gleichem Takt.

 

wPrime 2.09 1024M

bmwprime
Performance in Sekunden (weniger ist besser)

wPrime lassen wir mit 1024M berechnen - hier kommen alle Kerne zum Einsatz. Entsprechend liegt der Xeon E5-2687W mit 16 Threads weit vorne. Auch hier ist der Vergleich von Ivy Bridge und Sandy Bridge interessanter, wobei die beiden gleich getakteten CPUs hier sogar 4,5 Prozent auseinanderliegen.


TrueCrypt 7.1a 50 MB

bmtruecrypt
Performance in MB/s

TrueCrypt setzen wir in der neuesten Version ein, wenn ein Prozessor AES-NI unterstützt, hat er also einen Vorteil. Im AES-Twofish-Serpent erreicht der Core i7-3770K immerhin 230 MB/s Durchsatz - der Core i7-3960X liegt aufgrund seiner höheren Kernanzahl nur noch vor ihm. Den 2700K hängt er aber wieder einmal mit schön ab, hier sogar mit 15 Prozent Vorsprung.


Wir starten mit den Anwendungs-Benchmarks:

Cinebench xCPU 11.5

bmcinebench
Performance in Cinebench-Punkten

Im Multi-CPU-Bereich des Benchmarks liegen die Prozessoren mit mehr Kernen vorne. Das Resultat vom Core i7-3770K kann sich trotzdem sehen lassen. Knapp 6 Prozent liegt der Prozessor vor dem Core i7-2700K.

 

Frybench

bmfrybench
Leistung in Sekunden (weniger ist besser)

Frybench ist derselbe Typ von Benchmark - und zeigt deshalb auch ähnliche Resultate.

 

TMPGenc4.0 mit DivX (720p HD)

bmtmpgenc
Leistung in Sekunden (weniger ist besser)

Auch hier liegt der Core i7-3770K klar vorne - auch die kleineren Ivy-Bridge-Modelle können sich absetzen. Der kleiner Core i5-3570K kommt beispielsweise schon recht nahe an die Leistung eines Core i7-2600K heran. Für den A6-3650 haben wir hier kein Ergebnis, der Benchmark brach mit einem reproduzierbaren Fehler ab.

 

 

x264 HD Benchmark

bmx24
Leistung in Sekunden (weniger ist besser)

... und identisch sieht es auch im zweiten Video-Bearbeitungs-Test aus, auch hier kann sich Ivy Bridge gut positionieren.


Weiter geht es mit iTunes:

iTunes 10.6.1 ACC Konvertierung

bmitunes
Leistung in Sekunden (weniger ist besser)

Dieses Programm wird sicherlich von vielen Lesern genutzt, aber ist aber leider recht schlecht programmiert, was die Umwandlung der Files in das ACC-Format angeht: Multi-Core-CPUs bringen hier leider nichts. So ist der CPU-Takt oftmals entscheidend, Ivy Bridge kann hier aber durch den höheren Speichertakt und die wenigen Optimierungen immerhin fast 10 Prozent mehr Performance gegenüber dem Core i7-2700K herausschlagen.

 

WinRAR 4.11 (integrierter Benchmark)

bmwinrar
Leistung in MIPS

Der kurze Kompressions-Benchmark zeigt eine 9 Prozent höhere Leistung vom Core i7-3770K zum Core i7-2700K.

 

7Zip 32 MB

bm7zip
Leistung in MIPS

Der Kompressions-Benchmark von 7Zip schießt in dieselbe Richtung und kommt deshalb auf annähernd identische Ergebnisse wie WinRAR für alle CPUs.

 

PCMark 7

bm7zip
Leistung in Futuremark-Punkten

Futuremarks PCMark 07 haben wir natürlich auch laufen lassen. Immerhin fast 5% mehr Performance erreicht der Core i7-3770K in diesem Benchmark gegenüber dem Core i7-2700K.


Weiter geht es mit diversen Spielen und dem 3DMark 2011:

3DMark 2011

Auch die neueste Generation des 3DMark wollen wir mit in den Benchmark-Parcour aufnehmen. Beim 3DMark 11 handelt es sich um den ersten vollständigen DirectX-11-Benchmark aus dem Hause Futuremark. Aus diesem Grund macht er auch ausgiebig Gebrauch von Tessellation, Depth of Field, Volumetric Lighting und Direct Compute. Obligatorisch ist natürlich auch die Unterstützung für Multi-Core-Prozessoren mit mehr als vier Kernen. Der Download ist in unserer Download-Area möglich.

3dmark11_2_rs 3dmark11_1_rs
3dmark11_4_rs 3dmark11_3_rs

Zum kostenlosen Download von Futuremarks 3DMark 11 gelangt man über diesen Link.

bm3dmark2011
Leistung in Futuremark-Punkten

Der Standardbenchmark beim Grafikkarten-Vergleich spricht auch auf unterschiedliche CPUs recht gut an - unter anderem auch wegen der eingebauten CPU-Tests. Allerdings erreicht der Core i7-3770K hier nur eine um 2,5 Prozent höhere Leistung als der Core i7-2700K, da die Grafikkarte natürlich in einem hohen Maße mit in die Endabrechnung eingeht.

 

Call of Duty: Modern Warfare 3

Die Erfolgsmarke Call of Duty wurde mit Modern Warfare 3 Ende 2011 zum bereits achten Mal mit einer Fortsetzung versehen. Der Egoshooter besticht durch bildschirmfüllende Daueraction ohne echte Verschnaufspausen. Durch die starke und brachiale Inszenierung fühlt sich der Spieler dank der Möglichkeiten der IW Engine 4.0 (DX9) in den Mittelpunkt des Kriegsgeschehens versetzt. Laut Entwickleraussagen zeichnet sich die Engine vor allem durch das vertikale Gameplay und die äußerst detailliert ausgearbeiteten Texturen aus.

ResidentEvil1_rs ResidentEvil2_rs
ResidentEvil3_rs ResidentEvil4_rs

Zur Vollversion von Call of Duty: Modern Warfare 3 in unserem Preisvergleich gelangt man über diesen Link.

 

Call of Duty: Modern Warfare, 1920x1080, 4xAA, high

bmcod1
Leistung in Frames pro Sekunde (fps)

Call of Duty: Modern Warfare, 640x480, kein AA, high

bmcod2
Leistung in Frames pro Sekunde (fps)

Auch bei Call of Duty haben wir zwei Auflösungen verwendet, einmal 1920x1080 mit hohen Qualitätseinstellungen (4xAA) und einmal 640x480, um die CPUs zu testen. Aber auch bei der hohen Einstellung kann man Unterschiede erkennen, wobei die Limitierung der Grafikkarte hier bei ungefähr 220 fps zu greifen scheint. Bei kleinerer Auflösung sind die Unterschiede größer - hier liegt der Core i7-3770K knapp 6% vor dem Core i7-2700K.

Beim Xeon-Prozessor startete das Spiel leider nicht - mit so vielen Kernen scheint Call of Duty nicht zurecht zu kommen.

 

Anno 2070

Anno 2070 spielt entgegen seiner vier Vorgänger nicht mehr in der Vergangenheit sondern knapp 60 Jahre in der Zukunft. Das Spielprinzip blieb grundsätzlich gleich, das heißt fremde Inseln erkunden, besiedeln, Wirtschaftskreisläufe aufbauen, um die Bedürfnisse der unterschiedlichen Bevölkerungsteile zu befriedigen, und sich in der Diplomatie üben. Neu sind die drei Fraktionen: Die Ecos setzen auf regenerative Energie und erhalten die Natur, während ihr Gegenpart, die Tycoons, durch Schwerindustrie die Umwelt verschmutzen. Die dritte Fraktion, die Techs, ermöglicht es, neue Techniken zu nutzen und auf dem Meeresboden zu siedeln. Die großen Inseln, die lebendige Flora und Fauna und die fantastischen Wassereffekte der eigens von Related Designs entwickelten Engine (DX11) verlangen auf der höchsten Detailstufe der Grafikkarte einiges ab.

 
 

Zur Vollversion von Anno 2070 in unserem Preisvergleich gelangt man über diesen Link.

 

Anno 2070, 1920x1080, 4xAA, high

bmanno1
Leistung in Frames pro Sekunde (fps)

Anno 2070, 1024x768, kein AA, niedrig

bmanno2
Leistung in Frames pro Sekunde (fps)

Bei Anno ist in der hohen Auflösung vom schnellsten bis zum langsamsten CPU-Modell nur ein Unterschied von fast 4 fps messbar - hier limitiert die Grafikkarte. Bei niedriger Auflösung kann sich der Core i7-3770K knapp 4,5 fps vom Core i7-2700K absetzen.


Crysis 2

Das auf der CryEngine 3 (DX11) basierende Crysis 2 entführt den Spieler in das apokalyptisch inszenierte New York. Die Ceph, die dem Insider bekannte Alienrasse aus dem ersten Teil, setzen auch im zweiten Teil alles daran, die Menschheit zu vernichten. Der Hauptcharakter namens Alcatraz, der zu Beginn durch unglückliche Umstände in Besitz des Nano-Suits gelangt, setzt sich fortan mit Waffengewalt und übermenschlichen Fähigkeiten, die der Anzug seinem Träger verleiht, gegen die Invasion zur Wehr. Im Gegensatz zum ersten Teil kommen auch Besitzer schwächerer PCs im optionalen Direct-X-9 Modus in den ruckelfreien Spielgenuss. Dies ist vor allem dem technischen Kompromiss geschuldet, den die Entwickler hinsichtlich der Konsolenportierung eingehen mussten. Die entsprechend vorhandene Hardware vorausgesetzt, kann als kleines Gimmick sogar im 3D-Modus auf Alienjagd gegangen werden.

Crysis1_rs Crysis2_rs
Crysis3_rs Crysis4_rs

Zur Vollversion von Crysis 2 in unserem Preisvergleich gelangt man über diesen Link.

 

Crysis 2, 1920x1080, 4xAA, xtreme, DX11

crysis2-1
Leistung in Frames pro Sekunde (fps)

Crysis 2, 1280x1024, normal, DX9

crysis2-2
Leistung in Frames pro Sekunde (fps)

Crysis 2 haben wir in den Auflösungen 1920x1080 mit extremen Einstellungen (DX11) und 1280x1024 mit Performance-Einstellungen (DX9) getestet. Bei den extremen Einstellungen sieht man die Limitierung der Grafikkarte - am oberen Ende des Benchmark-Durchlaufs kommen alle Prozessoren auf Werte um 89 fps. Nur die langsamsten CPUs fallen hinten etwas ab.

Schön ist jedoch der Benchmark mit 1280x1024, da hier nicht die Grafikkarte limitiert, sondern Unterschiede bestehen, die aufgrund der CPU-Leistung zustande kommen. Aber selbst hier laufen wir auf eine CPU-Limitierung bei ungefähr 99 fps hinaus, wobei die Top-Prozessoren sich hier aber noch einen minimalen Vorsprung erarbeiten können.

Den AMD A6 konnten wir hier leider nicht mehr mittesten - EA hat uns aufgrund der dauernden CPU-Wechsel über das Wochenende mehrmals die Lizenz gesperrt, eine manuelle Entsperrung war aber leider auch nicht möglich. Das schafft Freude beim Testen :)

 

Metro 2033

Eine unwirtliche und verstrahlte Umwelt, Mutanten und ständige Bedrohungen - all diese Elemente nutzen die Ex-S.T.A.L.K.E.R. Entwickler 4A Games Studios, um den Spieler in die Welt von Metro 2033 zu entführen. Im Jahr 2033 hat sich die Menschheit mal wieder bekriegt und durch einen Atomschlag gegenseitig fast in die Luft gebombt. Eine Hand voll Überlebende hat sich in die Systeme der Moskauer U-Bahn zurückgezogen, um dort Zuflucht zu suchen. Zum Leidwesen der Flüchtlinge ist dieser Ort nicht ihre alleinige Heimat, auch feindselige Kreaturen, die sich an die giftige Atmosphäre gewöhnt haben, sind dort anzutreffen. Ihr Ziel: die verbleibenden Menschen ausrotten! Ob sie nun rohe Gewalt oder ausgeklügelte Taktik anwenden, es bleibt ihnen überlassen, wie sie das Ziel erreichen. Wie schon bei ihrem Erstlingswerk schaffen die Entwickler eine Wahnsinnsatmosphäre und lassen mit der A4-Engine (DX11) selbst moderne Grafikkarten an ihre Grenzen kommen.

Metro_1_rs Metro_2_rs
Metro_3_rs Metro_4_rs

Zur Vollversion von Metro 2033 in unserem Preisvergleich gelangt man über diesen Link.

 

Metro 2033, 1920x1080, 4xAA, high, DX11

bmmetro1
Leistung in Frames pro Sekunde (fps)

Metro 2033, 1024x768, low, DX9

bmmetro2
Leistung in Frames pro Sekunde (fps)

Metro 2033 - einmal in schlechter Auflösung und einmal in hoher - zeigt auch nur in der niedrigeren Auflösung tatsächliche Unterschiede. Bei 1920x1080 laufen alle Top-Prozessoren auf 54 fps zu, hier limitiert die Grafikkarte. Bei 1024x768 liegt Ivy Bridge knapp 7,5% vor Sandy Bridge.

 

Dirt 3:

Weiterhin getestet haben wir Dirt 3:

Dirt 3, 1920x1080, 4xAA, high

bmdirt1
Leistung in Frames pro Sekunde (fps)

Dirt 3, 640x480, high

bmdirt2
Leistung in Frames pro Sekunde (fps)

Dirt 3 ist nicht einfach zu testen, da die Werte stark schwanken - weshalb wir die Benchmarks hier fünfmal durchlaufen lassen und einen Mittelwert berechnen. Diese "geglättete" Bild zeigt recht gut, dass Dirt 3 extrem auf Speicherbandbreite abfährt - denn sowohl der "alte" Core i7-980X mit Triple-Channel-DDR3 wie auch die Ivy-Bridge-Modelle oder die neuen Sockel-2011-Modelle schneiden gut ab. Der Prozessor-Takt oder die Anzahl der Kerne könnte diesen Performanceunterschied nicht erklären.


Auf dieser Seite schauen wir uns das Performance-pro-Watt-Verhältnis der Prozessoren an. Hierfür haben wir die Leistung über allen Benchmarks in einen Index zu gleichen Teilen einfließen lassen und zur Leistungsaufnahme unter Last bei Cinebench 11.5 (Volllast) in Bezug gestellt. Folgende Prozessoren sind hier am effizientesten:

 

Performance pro Watt Index

performance-pro-watt
Index-Datei, alle Benchmarks summiert in Bezug zum Last-Verbrauch Cinebench

Die Übersicht zeigt eindrucksvoll, was Intels neue 22-nm-Strukturen leisten. So hat der einstige Stromsparkünstler Core i5-2400S mit dem Index-Wert 40 nun einen deutlich schnelleren Meister gefunden, der noch nicht einmal auf den Stromsparbetrieb optimiert wurde. Hierfür hat Intel eigentlich andere Ivy-Bridge-Modelle vorgesehen. 

Im Index-Vergleich liegen alle neuen Ivy-Bridge-Modelle mit einem Vorsprung von knapp 5 bis 6 Punkten vor ihren jeweiligen Sandy-Bridge-Vorgängern. AMDs A6-3650 schneidet noch recht gut ab, die älteren Intel-Modelle wie der Core i7-980X oder die neuen Sechs und Achtkern-Modelle liegen in diesem Chart etwas zurück. 


Jeder Prozessor kann glänzen, aber wenn er nicht finanzierbar ist, bringt das dem Endanwender nichts. Auf dieser Seite setzen wir den Leistungsindex in Bezug zum aktuellen Marktpreis. Hierfür haben wir die Preise vom 19.04.2012 in unserem CPU-Preisvergleich verwendet. Zu beachten ist allerdings, dass sich die Preise meistens ein paar Tage nach dem Launch zugunsten der Neuvorstellungen verschieben, da die Shops die geringe Anzahl an lagernden Produkten zunächst zu einem höheren Preis an die Early Adopter verkaufen. Der Preis passt sich im Anschluss an und dementsprechend kann sich das Preis-Leistungsverhältnis der Ivy-Bridge-Prozessoren noch deutlich verbessern.

Preise-Übersicht am 19.04.2012

preise
Alle Preise in Euro

 

Preis-Leistungs-Index

preis-leistung
Index-Datei, alle Benchmarks summiert in Bezug zum aktuellen Marktpreis

Mehrere Prozessoren fallen hier klar aus dem Rahmen:

Intels Xeon E5-2687W ist mit 1600 Euro ebenso deutlich zu teuer wie der Core i7-3960X. Den älteren Core i7-980X gibt es zwar auch noch am Markt, aber mit nicht mehr aktualisierten Preise, sodass dieser auch aus dem Vergleich herausfällt. Auf der anderen Seite ist der AMD A6-3650 mit 79 Euro natürlich ein richtiges Schnäppchen, aber er zeigte sich in vielen Benchmarks als unbrauchbar, wenn man ein schnelles System im Rechner haben möchte.

Insofern bewegen sich die getesteten Prozessoren in einer Range zwischen 37 und 71 Indexpunkten. In einem sehr guten Bereich liegt der Core i5-3450, dessen Preis sich nach der Markteinführung sicherlich auch noch ein wenig zugunsten einer besseren Platzierung verschieben dürfte. Dasselbe gilt für den Core i5-3550. 

Wer übertakten möchte oder das Topmodell sein Eigen nennen möchte, der musste immer schon etwas mehr Geld in die Hand nehmen. So ist es auch beim Core i7-3770K oder dem Core i5-3570K. Letzterer hat aber noch einen Preis, der akzeptabel ist und sicherlich auch noch ein wenig absacken wird. Entsprechend könnte er sich als Liebling unserer Leser herausstellen, da er mit seinem freien Multiplikator gut zu übertakten ist.


Jedes Jahr gibt es von Intel eine Neuheit. So will es die Roadmap. Allerdings sind nur alle zwei Jahre richtige Neuheiten zu erwarten, denn mit einer Veränderung der Architektur ändern sich auch alle Eckdaten, die man auflisten kann: größere Caches, mehr Kerne, neue Techniken, neue Sockel und so weiter. Mit Ivy Bridge, also dem Tick+, der nur ein aufgebohrter Shrink ist, ändert sich eigentlich nichts: Noch nicht einmal die Taktfrequenzen hat Intel angehoben, auch beim Sockel und dem Speicherkanal gibt es keine größeren Veränderungen. Somit klingt ein Vergleich der Features von Ivy Bridge und Sandy Bridge zunächst langweilig.

Die Vorteile von Ivy Bridge liegen demnach im Detail. Wie wir in den Benchmarks gesehen haben, ist der Core i7-3770K auch nur knapp 5 bis 10 Prozent schneller als der Core i7-2700K - und das in unseren Benchmarks auch nur, weil wir die Speichertimings entsprechend straff gelassen haben. In einigen Benchmarks hilft auch das nicht und der Unterschied sackt auf einen einstelligen Vorsprung ab.

Richtig schick wird der neue i7-3770K aber, wenn man die gebotene Leistung mit dem Energieverbrauch in Bezug stellt. Dann – nämlich mit knapp 15 bis 20% weniger Verbauch – kann er sich deutlich vom Core i7-2700K absetzen. Das Performance-pro-Watt-Verhältnis hat Intel also stark verbessert. So richtig von der Leine lassen möchte Intel Ivy Bridge aber wohl auch nicht: Der Abstand zu den Sechskern- und Achtkern-Topmodellen wäre mit einem höheren Takt wohl nicht groß genug. Und diese teuren Modelle möchte man schließlich auch verkaufen.

Dabei geht der geringe Performance-Gewinn noch nicht einmal auf die Kappe des Prozessors selbst. Bei einigen Benchmarks profitiert der Core i7-3770K vor allen Dingen durch den schnelleren Speichertakt von nun 1600 MHz. Nur wenn man keine Grafikkarte im System hat, sieht man den richtigen Unterschied zum Core i7-2700K: Intels neue HD 4000 kann sich sehen lassen und liefert eine gute Leistung ab. Für die meisten Desktop-Systeme unserer Leser ist aber eine integrierte Grafik undenkbar. Sie wird meistens abgeschaltet im Sockel schmoren, den Core i7-3770K paaren unsere Leser mit einer GeForce GTX 680 oder Radeon HD 7970.

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Im Notebook-Bereich sieht es anders aus: Hier kostet ein Zusatz-Chip, der den mit einer durchschnittlichen Pixel-Anzahl bestückten Monitor befeuert, zusätzliches Geld, bringt aber nur bei Gaming-Notebooks etwas. Intel könnte hier also deutlich Marktanteile ausbauen, wenn sich die Notebookhersteller dazu hinreißen lassen, auf Zusatzchips von AMD oder NVIDIA zu verzichten – und das können sie bei einer HD 4000 ohne weiteres, bei der HD 2500 aber nur mit Einschränkungen. Im Zusammenspiel mit dem niedrigeren Stromverbrauch lassen sich mit Ivy Bridge tolle stromsparende Notebooks und Ultrabooks bauen. Aber was ist im Desktop-Bereich?

Wer schon einen Core i7-2xxx besitzt, kann einfach aufrüsten, indem man, wenn das Mainboard ein Biosupdate bekommt, die neue CPU kauft und einsetzt. Bei den größeren Sandy-Bridge-Modellen macht das Upgrade aber keinen Sinn. Nur wer sparsam war und im letzten Jahr einen kleineren Core i3- oder Core i5-Prozessor gekauft hat, könnte sich jetzt mit einem größeren Ivy-Bridge-Prozessor eine sinnvolle Freude machen. Wer hingegen von der ersten Generation der Core-Mikroprozessoren oder einer noch älteren Generation aufrüstet, darf auch noch ein neues Mainboard und folgend wohl auch neuen Speicher mitkaufen. Kein Problem, denn mit dem Z77 bekommt man auch andere Features mit, die mittlerweile Sinn ergeben: SATA 6G, USB 3.0 und Zusatztechniken wie SSD Caching und Lucids Virtu. Nach der Einführung von Ivy Bridge noch auf einen Sandy Bridge zu setzen, ergibt also keinen Sinn.

Für Enthusiasten wird es etwas enttäuschend sein, dass sich die Overclocking-Resultate nicht stark verbessert haben. In unserem Ivy-Bridge-Spekulations-Thread im Forum war oft folgender Plan herauszulesen: Wenn Ivy Bridge kommt, wird er gekauft und soll dann auf über 5 GHz übertaktet werden. Das war eine wahrscheinliche Vermutung, da schon Sandy-Bridge-Modelle mit mehr als 5 GHz gesichtet worden waren, aber mit Ivy Bridge wird man diese Grenze wohl erst einmal nicht überschreiten. Werden Enthusiasten also eher zum X79-System mit Core i7-3xxx greifen? Dagegen sprechen die deutlich höheren Kosten von Intels Sockel-2011-Plattform. Vielleicht bringen neuere Steppings auch noch eine bessere Übertaktbarkeit von Ivy Bridge mit sich.

Somit ist Ivy Bridge eine tolle und gelungene neue Prozessorgeneration, ohne dass sie vom Hocker reißen kann. Aber das ist bei Updates der Fertigungstechnik leider häufig der Fall. Intels Herausforderung, 22 nm und Tri-Gate-Transistoren in Millionenstückzahl zu produzieren, ist gelungen und kann als hervorragende Leistung angesehen werden. Doch im Endeffekt kann es dem Endanwender egal sein, wie sein Prozessor gefertigt wird: Hauptsache, er ist schnell, zuverlässig und stromsparend, aber das ist Ivy Bridge ja glücklicherweise auch.

Positive Aspekte der Ivy-Bridge-Prozessoren:

Negative Aspekte der Ivy-Bridge-Prozessoren:

 

In naher Zukunft werden wir uns diversen Z77-Mainboards widmen und natürlich auch passenden Kühlkörpern und Speicherkits. Weiterhin arbeiten wir auch an einer Overclocking-Guide zur neuen Prozessor-Generation.