Seite 3: Wie fünf Kerne zusammenarbeiten

Die Benchmarks zeigen also gewisse Werte, die wir später noch beurteilen werden. Spannend ist aber sicherlich die Frage, wie ein Lakefield-Prozessor arbeitet und wir er mit der Last umgeht. Intel sieht vor, dass ein Programmstart und Single-Threaded-Anwendungen vom Sunny-Cove-Kern ausgeführt werden. Längere Berechnungen und eine gewisse Dauerlast werden von den vier Tremont-Kernen durchgeführt.

Ein Hyperthreading bietet Lakefield, wie auf der ersten Seite erläutert, nicht. Demzufolge sehen wir fünf echte Kerne bei der Arbeit. 

Für die meiste Software im Rahmen der Benchmarks, sehen wir immer alle fünf Kerne bei der Arbeit. Die Threads werden also auf alle fünf Kerne verteilt. Dies trifft nicht nur auf Benchmarks wie Cinebench R20 zu, sondern auch auf praxisrelevante Anwendungen wie Blender, ein Videoencoding und das Compiling von Software.

Teilweise fällt der Takt bei längerer Last auf den Basistakt von 1,4 GHz zurück. Im Galaxy Book S kommt der Lakefield-Prozessor ohne aktive Kühlung zum Einsatz. Je länger die Last anliegt, desto wärmer werden die gesamte Kühllösung bzw. das Gehäuse. Zwischen 80 und 85 °C haben wir unter Last gesehen, zu einer Drosselung aufgrund der hohen Temperaturen ist es aber nicht gekommen.

Wir hatten eigentlich nicht erwartet, dass alle fünf Kerne derart zusammenarbeiten. Wir hatten eigentlich damit gerechnet, dass zum Beispiel für ein Rendering ausschließlich die vier Tremont-Kerne verwendet werden. Aber in fast allen Multi-Threaded-Anwendungen arbeiten auch alle fünf Kerne.

Gegenüberstellung der Takraten

1T nT
4x Tremont 2,8 GHz 1,4 GHz
1x Sunny Cove 3,0 GHz 1,8 GHz

Unter Volllast arbeiten die vier Tremont-Kerne mit einem Takt von 1.400 MHz, der einzelne Sunny-Cove-Kern kommt auf 1.800 MHz. Im alltäglichen Einsatz sind die Taktraten teilweise deutlich höher. Hier sprechen wir von 2.800 MHz für einzelne Tremont-Kerne und 3.000 MHz für den Sunny-Cove-Kern.

Cinebench R20

Single- und Multi-Threaded

Punkte
Mehr ist besser

Die Leistung der unterschiedlichen Kerne können wir beispielsweise über eine Zuweisung der Kerne ermessen. So haben wir dem Cinebench R20 jeweils einen Tremont- und einen Sunny-Cove-Kern zugewiesen. Der einzelne Sunny-Cove-Kern ist in etwa 40 % schneller als ein Tremont-Kern. Arbeiten die fünf Kerne zusammen skaliert die Leistung natürlich nicht 1:1, da die Kerne den Takt, den sie im Single-Threaded-Betrieb erreichen, dann nicht mehr einhalten können.

Kernlatenzen

Werfen wir noch einen Blick auf die Latenzen, die bei Zugriffen zwischen den einzelnen Kernen und der Verschiebung von Threads wichtig sind.

Innerhalb des Trement-Clusters bewegen wir uns bei etwas über 50 ns. Geht es zum Sunny-Cove-Kern, sind es etwa 60 ns. Lakefield verwendet einen Ring-Interconnect mit Ring-Stops. Einer dieser Stops ist im Tremont-Cluster, ein weiterer beim Sunny-Cove-Kern – weitere Stops sind im Uncore-Segment und der integrierten GPU. Insofern sind höhere Latenzen hier zu erwarten. Zum Vergleich: Innerhalb eines monolithischen Dies der aktuellen Comet-Lake-Generation kommt Intel auf 40 bis 45 ns. Bei AMD sprechen wir von 30 ns im gleichen CCD und von 70 bis 75 ns, wenn mehrere CCDs über einen IOD miteinander verbunden sind.

I/O-Benchmarks

Da es sich bei den Lakefield-Prozessoren um eine stark integrierte Hardware handelt, haben wir auch die Anbindung der SSD untersucht.

Die verbaute und vermutlich direkt auf dem PCB verlöteten SSD ist über eine PCI-Express-Lane angebunden und kommt auf eine Lesedatenrate von bis zu 1.333 MB/s. Für das Schreiben von Daten konnten wir maximal etwas mehr als 400 MB/s messen.

In Lakefield integrierte ist auch ein Thunderbolt-3- und Wi-Fi-6-Controller. Das dazugehörige physikalische Interface (PHY) muss vom Notebookhersteller allerdings auch ausgeführt werden.