Core i7-4770K im Test: Haswell spart viel Strom und verdoppelt Grafikleistung

Intels neue CPU-Generation Core-i-4000 alias Haswell ist da. Zuerst kommen die Quad-Cores auf den Markt, und deren Spitzenmodell für den Desktop senkt die Leistungsaufnahme deutlich. Viele Kinderkrankheiten im Zusammenspiel mit älteren Komponenten sind aber noch auszukurieren.

1. Juni 2013 um 16:00 Uhr / Nico Ernst

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Intels letztes Highend-Mainboard Kingsley mit Sockel LGA-1150 (Bild: Intel) — Intels letztes Highend-Mainboard Kingsley mit Sockel LGA-1150 Bild: Intel

Wenige Tage vor dem Beginn der taiwanischen Messe Computex hat Intel den Verkaufsstart für seine neue Prozessorgeneration Core-i-4000, Codename Haswell, freigegeben. Um möglichst viel Aufmerksamkeit für seine Produkte zu erhalten, werden zunächst jedoch nur Tests, Architekturbeschreibungen und Modellnummern sowie Preise für die Quad-Cores in mobilen und Desktop-Varianten veröffentlicht. Die Dual-Cores will Intel auf der Messe selbst näher vorstellen.

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Gemäß dem seit dem Jahr 2006 mit leichten Verschiebungen durchgehaltenen Tick-Tock-Modell(öffnet im neuen Fenster) der Produktabfolge markiert Haswell ein Tock: Die bestehende Strukturbreite des Vorgängers Ivy Bridge , Core-i-3000, wurde mit 22 Nanometern beibehalten, dafür wurde die Mikroarchitektur gründlich überarbeitet. Das betrifft wie auch schon bei Ivy Bridge vor allem die integrierte Grafik. Intels Ziel war, sie im Vergleich zur letzten Generation doppelt so schnell zu machen.

Bild 1/53: 8 GByte DDR-1600, Intel SSD 520

Bild 6/53: Auch mit einem älteren Netzteil, hier 850 Watt, ist Haswell noch sparsamer.

Bild 18/53: Be Quiets Erklärung zu Netzteilen für Haswell

Bild 25/53: Liste kompatibler Netzteile von Cooler Master

Bild 26/53: Die Animation von PNGs mit Power Director per AVX lastet alle Kerne aus.

Bild 27/53: Power Director beim WMV-Transkodieren nutzt nur vier Kerne, und nicht einmal ganz.

Bild 28/53: 75 mal schneller - aber nur mit 3DMark06

Bild 29/53: Intel erklärt die Neuerungen bei Haswell.

Bild 33/53: Die ersten Haswell-Modelle mit Daten und Preisen laut Intel

Bild 45/53: Das Die von Haswell mit den Funktionseinheiten - nach aktuellsten Angaben besteht es aus 1,6 nicht 1,4 Milliarden Transistoren.

Bild 46/53: Für Ultrabooks können CPU mit GPU und Chipsatz auf einem Package sitzen.

Bild 50/53: Lightroom 3.5 lastet auch mit Haswell die Kerne nur sporadisch aus.

Bild 51/53: Zwei Dies von Haswell-CPUs auf einem Wafer.

Bild 53/53: Blockdiagramm des Chipsatzes Z87 - die vielen USB-3-Ports kommen durch Hubs zustande.

Vor allem aber gilt es für Intel, mit dem Haswell die noch beim Ivy Bridge enttäuschten hohen Erwartungen in puncto Leistungsaufnahme zu erfüllen. Durch die Trigate-Transistoren - andere Hersteller bezeichnen sie als FinFET - hatte sich auch Intel große Einsparungen beim Energiebedarf versprochen, wie immer wieder hinter vorgehaltener Hand zu hören gewesen war. Das bestätigte sich bei Desktop-PCs nicht , und auch bei den von Intel stark beworbenen Ultrabooks blieb die TDP bei 17 Watt stehen.

Ein wesentliches Ziel der Haswell-Entwicklung war daher, die Leistungsaufnahme sowohl bei geringer Last als auch bei viel Rechenarbeit zu reduzieren. Dies ist, soviel sei vorweggenommen, durchaus gelungen. Auf den ersten Blick in die technischen Daten sieht das jedoch noch ganz anders aus: Die schnellsten Quad-Cores für Desktops haben eine TDP von 84 Watt, bei Ivy Bridge waren es noch 77 Watt. Dass Haswell unter voller Last für CPU und GPU mehr Energie benötigt, liegt vor allem an der größeren Grafikeinheit. In der Praxis wird dieser Wert jedoch kaum je erreicht. Durch die GPU-Erweiterungen ist das Die von 1,4 auf 1,6 Milliarden Transistoren gewachsen, es belegt nun 177 statt wie bei Ivy Bridge 160 Quadratmillimeter.

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Wir testen im Folgenden ein von Intel gestelltes Muster des schnellsten Desktop-Haswell, den Core i7-4770K mit 3,4 bis 3,9 GHz auf Mainboards von Asus und Intel.

Schnellste Grafik vor allem für Notebooks

Bei der Auswahl des Prozessors hat Intel es dem Kunden wieder einmal schwerer gemacht - neben der Modellnummer und den Serien Core i3, i5 und i7 ist bei Haswell vor allem auf die Grafik zu achten. Die gibt es nämlich in vier Varianten, für eine davon ist statt des bisherigen Zusatzes "HD Graphics" auch noch der neue Marketingname "Iris Graphics" ersonnen worden.

Die Marketingbezeichnungen werden dabei zunehmend zum Problem, denn laut Intels öffentlichen Angaben gibt es für alle Haswell-CPUs nur entweder HD Graphics 4600, 5000 oder Iris Graphics. Dahinter stecken jedoch tatsächlich vier Versionen der Grafikkerne, die sich in Takt und der Zahl der Rechenwerke unterscheiden. Diese von Intel Execution Unit (EU) genannten Funktionseinheiten lassen sich, wie bei GPUs üblich, nicht mit den Shadern von Desktop-Grafikkarten von AMD oder Nvidia vergleichen, eine höhere Anzahl innerhalb einer Architektur bringt jedoch mehr Rechenleistung mit sich.

Nur im Vortrag auf dem letzten IDF, bisher jedoch nicht in Form einer Tabelle, hat Intel die Zahl der EUs genannt. Dabei wurden noch die internen Codenamen der vier Versionen verwendet: GT1, GT2, GT3 und GT3e. Wie sich diese den Produktnamen zuordnen, ist der folgenden Tabelle zu entnehmen, für die wir aber keine Gewähr übernehmen können. Vor allem die Speichergröße der Version mit Embedded DRAM will Intel erst mit den endgültigen Datenblättern vorlegen.

Produktname	Codename	EUs	eDRAM
HD Graphics	GT1	8	-
HD Graphics 4600/4400/4200	GT2	20	-
HD Graphics 5000	GT3	40	-
Iris Graphics 5100/5200	GT3e	40	128 MByte

Bei dem jetzt erhältlichen Core-i-4000 ist vor allem wichtig: Sofern die Bezeichnung der GPU HD Graphics 4200, 4400 oder 4600 lautet, handelt es sich um Intels Mittelklasse mit 20 EUs. Die restlichen Unterschiede liegen in kleinen Abweichungen beim Takt, die sich nur wenig auswirken.

Die schnellste Grafikeinheit, Iris Graphics genannt, behält Intel den beiden Notebook-Prozessoren Core i7-4950HQ und 4850HQ vor. Mit 47 Watt TDP sind diese Chips ein Fall für Gaming-Rechner und Desktop-Replacements sowie All-in-One-PCs für den Schreibtisch. Für den Desktop gibt es nur eine CPU mit Pro Graphics. Diesen Core i7-4770R, für den auch noch keine Preisangabe existiert, konnte Intel aber noch nicht zum Test schicken. Ebenso wie alle Haswells mit eDRAM gibt es ihn auch nur als BGA-Gehäuse, also zum Auflöten auf Mainboards.

Die übrigen Desktop-Haswells kommen im Sockel LGA-1150 auf den Markt, der zwar wie der Sockel LGA-1155 aussieht, aber mechanisch und elektrisch dazu inkompatibel ist. Anders als beim Wechsel von Sandy- zu Ivy-Bridge sind also zwingend neue Mainboards nötig. Das ist nicht nur Verkaufsstrategie, sondern auch technisch bedingt: Die neuen Grafikeinheiten, die bis zu drei Displays ansteuern können, benötigen andere Verbindungen. Auch der integrierte Spannungswandler - spitzfindig müsste man von einem Spannungsregler reden - bedingt ein anderes Pinout des Sockels. Immerhin: Kühler für LGA-1155 lassen sich weiterverwenden.

Bei den i-Serien ist die Ausstattung der CPU zum Glück so zu erkennen wie bisher: Bei Desktops ist ein i7 ein Quad-Core mit Hyperthreading, ein i5 ein Vierkerner ohne diese Funktion. Ein Core i5 kann folglich nur vier Threads parallel verarbeiten. Einen Core i3, der bei den bisherigen Intel-CPUs zwei Kerne und zwei Threads beherrschte, hat das Unternehmen für Haswell noch nicht angekündigt, hier bleiben die Core-i-3000 (Ivy Bridge) vorerst aktuell. Bei den Notebook-CPUs ist die Namensgebung ähnlich, nur die besonders sparsamen U-Modelle schmücken sich mit der Bezeichnung Core i7, obwohl sie nur Dual-Cores mit Hyperthreading sind.

Kleinere Verbesserung an den x86-Kernen, aber FMA und AVX2

Es ist ein offenes Geheimnis, dass Intel seit dem von Grund auf neu entwickelten, ersten Core-i-Prozessor, Codename Nehalem , an den CPU-Kernen kaum Verbesserungen vorgenommen hat. Die höchste Leistung pro Takt (IPC) hat das Unternehmen im Vergleich zu AMD schon länger, nur bei der Grafik galt es noch viel aufzuholen.

Dennoch haben es sich die Entwickler zum Ziel gesetzt, die IPC-Leistung bei jeder Generation um rund 10 bis 15 Prozent - je nach Anwendung - in die Höhe zu schrauben. Vor allem beim Vergleich über zwei Tocks hinweg ergibt das etwas deutlichere Leistungssteigerungen. So ist in der Theorie bei gleichem Takt ein Core-i-4000 (Haswell) 20 bis 30 Prozent schneller als ein Core-i-2000 (Sandy Bridge). Die alte Faustregel, alle zwei Jahre seinen Rechner aufzurüsten, gilt also immer noch.

Die größte Neuerung der Kerne von Haswell steckt in der Befehlssatzerweiterung "Advanced Vector Extensions 2" (AVX2) und der Unterstützung von "fused multiply add" (FMA). Bei letzterem können die Ergebnisse von Multiplikationen in einem Rutsch addiert werden, was vor allem bei 3D-Modellen oder Matrizenoperationen hilfreich ist. AVX2 ist eine Weiterentwicklung der SIMD-Verarbeitung, die bei Intel SSE heißt. Gegenüber 128 Bit breiten Daten wie bei Nehalem können Sandy Bridge, Ivy Bridge und nun auch Haswell mit 256 Bit breiten Vektoren umgehen. Die Neuerung bei Haswell: die AVX-Einheiten sind doppelt so schnell geworden.

Statt 16 Rechenoperationen pro Takt wie noch bei Sandy Bridge kann Haswell 32 Flops ausführen, jedenfalls bei einfacher Genauigkeit. Ist Double-Precision gefragt, sind es 16 statt 8 Flops. Auf dem Papier ergibt sich so bei gleichem Takt die doppelte Leistung bei AVX-Befehlen, aber: Wie bei allen Befehlssatzerweiterungen müssen Programme das unterstützen. Dies könnte in diesem Fall aber schneller passieren als bei früheren Erweiterungen wie MMX und SSE, da auch AMD seit den Bulldozer-Kernen AVX anbietet .

Damit FMA und AVX2 ihre höhere Leistung in den Rechenwerken erreichen, hat Intel vor allem durch Änderungen am Frontend die Bandbreite innerhalb des Prozessors erhöht. Die Bandbreite für das Laden und Speichern (Load/Store) ist gegenüber Ivy Bridge 64 bzw. 32 Byte pro Takt verdoppelt worden, Gleiches gilt für den L2-Cache, der nun mit 64 Byte statt vorher 32 Byte pro Takt vom L1-Cache angesprochen werden kann.

Eine weitere Erweiterung, die Befehle schneller ans Ziel kommen lässt, ist die Erhöhung der Dispatch-Ports von sechs auf acht. Die beiden neuen Zugänge zu den Ausführungseinheiten kümmern sich dabei um eine ALU-Einheit und die Sprungvorhersage (Port 6) und um das Speichern (Port 7). Die restliche Zuordnung ist einem Bild in der Galerie zu diesem Artikel zu entnehmen.

Damit die höhere Bandbreite bei den schon seit vielen Generationen asynchron arbeitenden Prozessoren quer über das Die aufrechterhalten werden kann, haben die Entwickler zusätzlich die Größe der Buffer erhöht. So können beispielsweise mit Haswell 192 Befehle im Out-of-Order-Verfahren umsortiert werden, sie werden abseits von den Caches in einem Buffer gespeichert. Bei Sandy Bridge waren es nur 168 Befehle.

Integrierter Spannungswandler und neue Anforderungen an Netzteile

Stromsparen war ein weiteres wichtiges Ziel der Intel-Ingenieure. Und so lag es nahe, eines der bisher auf dem Mainboard untergebrachten Bauteile für die Spannungsversorgung in die Package des Prozessors zu integrieren: den Spannungswandler. Wir verwenden diesen Begriff weiter, weil er gebräuchlicher ist. Genauer wäre die Bezeichnung "Spannungsregler", weil im Falle des Haswell-Bestandteils nicht beispielsweise Wechsel- nach Gleichspannung gewandelt wird.

Zutreffend ist die klassische Bezeichnung aber auch, weil der integrierte Spannungswandler (IVR) aus einer Eingangsspannung von 1,8 bis 3,0 Volt fünf verschiedene Spannungen generiert, denn Ringbus, Grafikeinheit, x86-Kerne und der System Agent (unter anderem für PCIe zuständig) werden mit verschiedenen Spannungen betrieben. Zu jeder Zeit können die Werte unterschiedlich sein, was nicht nur Energie spart, sondern auch den Turbo-Boost möglich macht. Die Spannung für den Speicherbus, beim Übertakten von RAM ein wichtiger Faktor, regelt der IVR nicht.

Der IVR bietet den Vorteil, dass er von der seit dem ersten Core-i-Prozessor (Nehalem) vorhandenen Powermanagement-Einheit PCU des Prozessors direkt gesteuert werden kann. Die PCU überwacht sämtliche Betriebszustände wie Spannungen, Temperaturen und Rechenlast des Prozessors, konnte erforderliche Änderungen an der Spannung aber nicht direkt an die Spannungswandler weitergeben. Auch die Genauigkeit der Wandler war nicht zu kontrollieren, bevor eine höhere oder niedrigere Spannung auch bei der CPU ankam. Auf den IVR hat die PCU nun aber direkten Zugriff.

Das ermöglicht tiefere Schlafzustände des Prozessors, die sogenannten C-States. War die kleinste Stufe bisher C6, so ist nun C7 hinzugekommen. Wie von Netzteilherstellern zu hören ist, benötigt Haswell im C7 weniger als ein Watt - das ist sehr sparsam, aber für Netzteile eine Herausforderung. Galt bisher, dass die 12-Volt-Schiene für die CPU möglichst viel Energie liefern sollte, so muss das Netzteil nun darauf Rücksicht nehmen, dass diese Schiene auch gelegentlich sehr gering belastet ist.

Das ist durchaus ein Problem, wie unsere Tests mit einem älteren Modell des Netzteils Dark Power Pro mit 850 Watt und Intels Mainboard DZ87KLT-75K (Kinsley) ergeben haben. Während das zum Vergleich herangezogene Asus Z87-Deluxe mit der gleichen CPU Core i7-4770K keinerlei Schwierigkeiten verursachte, schaltete sich das Intel-Board sporadisch ab. Ein einfacher Workaround war die Nutzung einer älteren 7200-rpm-Festplatte als zusätzliche Last an der 12-Volt-Schiene des Mainboards, was einen stabilen Betrieb ermöglichte. Um zu überprüfen, was mit Haswell und einem unpassenden Netzteil alles passieren kann, haben wir den Standby-Timer für das Laufwerk unter Windows auf eine Minute gesetzt und andere Experimente durchgeführt.

Das Ergebnis: Wenn eine Haswell-CPU auf einem sehr sparsamen Mainboard mit falschem Netzteil genutzt wird, gibt es die seltsamsten Effekte. Unser System schaltete sich komplett aus, sobald die Festplatte ihren Motor stoppte. Ohne das Laufwerk wollte der Rechner mal starten und mal nicht, und manchmal stürzte Windows während des Bootens ab. Dabei ist dem Netzteil selbst kein Vorwurf zu machen, es arbeitete schon mit einem Dutzend anderer Mainboards völlig problemfrei - an Prozessoren mit weniger als einem Watt war bei seiner Konstruktion noch nicht zu denken.

Die identische Hard- und Software lief mit einem aktuellen Netzteil vom Typ Straight Power von Be Quiet mit 400 Watt völlig stabil. Dieses Netzteil ist nach Angaben des Herstellers ebenso wie alle anderen Be-Quiet-Geräte voll mit Haswell kompatibel. Gleiches betont auch Cooler Master für seine Geräte, eine Liste findet sich in der Bildergalerie. Enermax hat ebenfalls schon eine Liste kompatibler Netzteile vorgelegt, und auch Intel pflegt eine Zusammenstellung der für Haswell geeigneten Geräte.

Wer sein Netzteil nicht in diesen Listen findet, sollte ausdrücklich beim Hersteller nachfragen, ob das Gerät mit Intels neuen CPUs funktioniert. Wer unbedacht nur Mainboard und Prozessor wechselt, kann bei den oben beschriebenen Effekten schnell an ein Problem mit dem Betriebssystem glauben, in Wirklichkeit ist das Netzteil schuld.

Testsysteme und Verfahren

Wir testen für die Benchmarks ein Serienexemplar des Core i7-4770K auf dem Asus-Mainboard Z87 Deluxe, da es vor Intels DZ87KLT-75K eintraf. Das Intel-Board haben wir für die Messungen der Leistungsaufnahme mit und ohne Grafikkarten verwendet, weil es sehr sparsam ist.

Ins Zentrum dieses Tests haben wir den Vergleich von Ivy Bridge und Haswell gestellt, insbesondere, was Grafikleistung und Leistungsaufnahme betrifft. Daher sind nicht alle Prozessoren in allen Diagrammen aufgeführt. Zahlreiche Messungen mit mehr Spielen und Anwendungsprogrammen finden sich bei unseren Kollegen von PC Games Hardware(öffnet im neuen Fenster) .

Der Core i7-3770K, das Spitzenmodell des Jahres 2012, läuft auf dem Mainboard DZ77GA (Gasper) von Intel. Beide CPUs arbeiten außer Mainboard und Prozessor mit der gleichen Hardware. Zwei DDR3-1600-Speichermodule mit 9-9-9-24-Timing stellen 8 GByte RAM, Intels SSD 520 mit 240 GByte liefert Betriebssystem, Programme und Daten. Als Netzteil für die bewerteten Messungen der Leistungsaufnahme dient das Straight Power 400W von Be Quiet mit 80+ Gold Zertifizierung.

Als Mainboard für die Core i7-900 diente das Asus P6T Deluxe, die Core i7-800 und 700 mussten im DP55KG (Kingsberg) Platz finden. Der Core-2-Prozessor lief im Gigabyte X48T-DQ6. Für alle Phenoms kommt das Asus-Mainboard Crosshair IV Formula zum Einsatz. Alle Messungen finden unter Windows 7 Ultimate in der 64-Bit-Version statt, da wir wissen, dass dieses Betriebssystem auch bei den Lesern von Golem.de noch die am weitesten verbreitete Windows-Version ist. Wo möglich, verwenden wir auch die 64-Bit-Versionen der Anwendungen.

Synthetische Benchmarks

Cinebench R11.5 x64 von Maxon basiert auf der Rendering-Anwendung Cinema4D und lastet laut Angaben des Herstellers bis zu 64 Threads-Kerne voll aus. Auch die acht virtuellen Kerne eines 4770K kommen so nach kurzer Zeit auf 100 Prozent Last.

Als Benchmark, der mit dem Takt und dem Cache gut skaliert, ist Haswell hier 9 Prozent schneller als Ivy Bridge. Das ist bei gleichem Takt der Prozessoren zwar ein kleiner Vorteil, aber bei der alltäglichen Arbeit kaum bemerkbar.

Da SuperPi kaum in Threads aufgeteilt ist, zeigt sich hier gut die Effizienz der Rechenwerke und Caches. Mit 47,8 Sekunden für Haswell gegenüber 48,7 Sekunden bei Ivy Bridge ist der Vorsprung aber minimal. Ähnliches gilt für den CPU-Test von 3DMark Vantage. Hier ist Haswell gegenüber Ivy Bridge keine sechs Prozent schneller.

Bei solchen gut in Threads aufgeteilten Programmen bringen mehr Kerne auch mehr Leistung, wie die Ergebnisse des Core i7-3960X mit seinen 12 Threads zeigen. Obwohl er auf der Sandy-Bridge-Architektur basiert, also nach Intels Theorie zwei Generationen hinterherhinkt, ist er sowohl bei Cinebench wie 3DMark Vantage klarer Sieger.

Insgesamt ist mit diesen älteren Anwendungen kaum bemerkbar, wie sehr sich Intel um die gesteigerte Pro-Takt-Leistung bei Haswell bemüht hat. Wie die weiteren Tests zeigen werden, lag der Schwerpunkt klar bei der Senkung der Leistungsaufnahme und der Steigerung der Grafikleistung.

Bildbearbeitung und Kompression

Software, die auf viele Threads ausgelegt ist und die Befehlserweiterungen nutzt, profitiert stark von modernen CPU-Architekturen. Obwohl AVX2 von Adobes Lightroom 3.5 in der 64-Bit-Version noch nicht genutzt wird, ist das Programm mit einer Bearbeitungszeit von 3:37 Minuten auf dem Core i7-4770K am schnellsten. Dabei wurden 257 RAW-Dateien ins TIFF-Format mit LZW-Kompression konvertiert - eine alltägliche Aufgabe, wenn Fotos in einem plattformübergreifenden Format weitergegeben oder archiviert werden sollen.

Dass Haswell dabei sogar den Sechskerner Core i7-3960X schlagen kann, liegt - wie bereits früher beschrieben - an der sehr ungleichmäßigen Auslastung der Kerne. Wir haben einen Screenshot des Task-Managers in der Bildergalerie, der das gut zeigt.

Bei mehreren Durchläufen war auch zu beobachten, dass die Haswell-CPU durch diese ständigen Thread-Wechsel kaum vom Turbo-Boost ablässt. Die feinere Abstufung der Turbo-Stufen und die schnelleren Wechsel der Takte sorgen offenbar dafür, dass die Kerne stets zwischen 3,6 und 3,9 GHz erreichen, Letzteres ist sogar das Maximum für Last auf nur einem Kern. Der 3960X mit seinen 50 Prozent mehr Kernen steht sich bei dieser ungünstigen Programmierung öfter selbst im Weg.

Mit Winrar in der 64-Bit-Version werden nur vier Kerne genutzt, und auch hier ist der 4770K der schnellste, noch vor dem dreimal so teuren Sechskerner. Wir verpacken dabei die gleichen 257 RAW-Fotos in ein RAR-Archiv mit normaler Komprimierung. Auch dabei ist zu beobachten, dass Haswell den Turbo länger eingeschaltet lässt als Ivy Bridge, an der Kühlung kann das nicht liegen - die war für beide Plattformen mit Intels Boxed-Modell gleich.

Windows-Leistung und Videobearbeitung

PC Mark 7 von Futuremark ist ein synthetischer Benchmark, der sich aber besonders vieler Windows-Funktionen wie der Engine des Internet Explorer und des Virenscanners Windows Defender bedient. Er testet daneben mit den Runtimes von Visual C und DirectX weitere Schnittstellen, die viele Anwendungen verwenden. Um auch die Grafikeinheiten zu fordern, haben wir PC Mark mit Ivy Bridge und Haswell mit der integrierten Grafik getestet, das Ergebnis sind nur 4.983 zu 5.159 Punkte.

Ganz anders ist das, wenn die Befehlserweiterung AVX2 ins Spiel kommt - da kann Haswell plötzlich mehr als doppelt so schnell sein. Das zeigt sich an einer von Intel gestellten Beta-Version von Cyberlinks Power Director 11, die AVX2 unterstützt. Wenn damit ein kleiner Film aus zwei PNG-Bildern als animierter Vorspann ins Blu-ray-Format mit 1080p-Video berechnet wird, braucht ein Core i7-3770K 3:41 Minuten.

Nur 1:12 Minuten sind es aber beim Core i7-4770K, was sich bei fünf Durchläufen auf beiden Plattformen bestätigte. Intel erklärt das mit AVX2, es ist aber wahrscheinlich, dass die optimierte Version von Power Director auch von den neuen Video-Einheiten der GPU für Quick Sync Video besser Gebrauch macht.

Da das Beispiel mit der Vorspannberechnung ein Vorschlag von Intel war, haben wir auch einen anderen Test mit Power Director durchgeführt: Eine 2,4 GByte große WMV-Datei mit 1080p-Video musste in ein MP4 mit 720p umgerechnet werden. Hier greifen die Optimierungen auf die neue Architektur überhaupt nicht, 8:47 Minuten bei Ivy Bridge stehen 8:14 Minuten bei Haswell gegenüber. Zudem nutzt das Programm dabei nur vier Kerne, beim AVX2-Beispiel waren alle acht Threads voll ausgelastet. Durch die kleinen Verbesserungen der x86-Kerne ist Haswell aber immerhin noch ein bisschen schneller.

Dieser Test zeigt aber auch, dass es nicht ausreicht, ein komplexes Programm wie Power Director nur neu durch den Compiler zu jagen, um aus Architektur-Verbesserungen deutliche Leistungsvorteile zu ziehen. Ganz offensichtlich ist in der vorliegenden Beta-Version nur das Umrechnen von Bildern zu Animationen mit AVX beschleunigt, das Transkodieren von WMV-Videos aber nicht.

Grafikleistung von Haswell und Ivy Bridge im Vergleich

Eine erneute Verdoppelung der Grafikleistung hat Intel versprochen - und immerhin bis zu 80 Prozent schneller ist HD Graphics 4600 (Haswell) gegenüber HD Graphics 4000 (Ivy Bridge) in unseren Tests. Dass das noch lange nicht die maximale Leistung ist, welche die GPU-Architektur erreichen kann, liegt auf der Hand: Nur 20 Rechenwerke (EU) hat Intel für den 4770K freigeschaltet, bei anderen Prozessoren mit Iris Pro Graphics können es 40 plus Embedded-DRAM sein .

Um Intels Versprechen der Verdoppelung in die richtige Perspektive zu setzen muss bekannt sein, dass sich das Unternehmen - auch intern als Zielvorgabe für die Entwickler - am 3DMark06 orientiert, denn nur der ist auf den integrierten Grafikeinheiten der Core-2-Generation (Conroe) noch lauffähig. Daraus hat Intel auch errechnet, dass die Grafik von Haswell bis zu 75 Mal schneller sein soll als die GMA-Einheiten von Conroe.

Beim direkten Vergleich von Haswell zu Ivy Bridge ergeben sich sowohl bei synthetischen Benchmarks wie bei Spielen keine so drastischen Leistungssteigerungen, mit den noch frühen Treibern schwanken die Ergebnisse stark. Aber selbst bei einem so fordernden Spiel wie Crysis 3 erreicht der Core i7-4770K schon 21,7 Bilder pro Sekunde, ein Core i7-3770K nur 14,3. Das gilt, wenn man in kleinen Auflösungen spielt, wir haben hier 1.280 x 720 Pixel mit mittleren Details und ohne Anti-Aliasing verwendet. Das sieht nicht besonders schön aus, ist aber auf gut skalierenden Displays noch erträglich.

Die synthetischen Benchmarks verhalten sich unterschiedlich. Während Haswell im neuen 3DMark Fire Strike 840 Punkte erreicht, und Ivy Bridge nur 637, ist der Unterschied bei Cloud Gate im selben Programm mit 7.344 zu 6.087 Punkten geringer. Am deutlichsten profitiert 3DMark11: 1.416 zu 799 Punkte entsprechen knapp 80 Prozent.

Damit schlägt Intels integrierte Grafik auch echte Lowend-Grafikkarten wie die Radeon HD 6450, die wir im gleichen System mit 623 Punkten vermessen haben. Schon Grafikkarten unter 100 Euro, wie eine Radeon HD 7750 (3.184 Punkte in 3DMark11) sind aber doppelt so schnell.

Dass Intel gut ein Drittel der Chipfläche für die Grafikeinheit eingeplant hat, die dementsprechend viel Leistung aufnehmen kann, zeigt sich auch in Messungen zum Energiebedarf. Lässt man den GPU-Quäler Furmark auf HD Graphics 4600 los, braucht das Gesamtsystem 78 Watt. Da es nur 27 Watt ohne Last sind, benötigen der eine von Furmark genutzte CPU-Kern und die GPU rund 50 Watt. Haben alle Kerne viel zu tun, und die GPU fast nichts, sind es 101 Watt. Die x86-Cores sind also weiterhin größere Verbraucher als die Grafikeinheiten.

Leistungsaufnahme unter 30 Watt ohne Last

Der integrierte Spannungswandler , das schnellere Umschalten der Taktfrequenzen und nicht zuletzt die verfeinerte 22-Nanometer-Fertigung machen Haswell zur derzeit effizientesten x86-CPU. Insbesondere bei dem, was ein PC am häufigsten tut - nämlich nichts - kann der Core i7-4770K für eine Highend-CPU neue Bestmarken setzen.

Unsere Testplattform erreichte mit dem 400-Watt-Netzteil Straight Power von Be Quiet, 8 GByte DDR-1600-Speicher und einer SSD ohne diskrete Grafikkarte bei ruhendem Windows-Desktop nur 27 Watt. Das gilt aber nur beim Einsatz eines sparsamen Mainboards, hier Intels DZ87KLT-75K. Die sonst gleiche Hardware kam mit dem Asus Z87-Deluxe auf 34 Watt. Alle Zusatzchips, wie Thunderbolt (bei Intel) und nicht vom Chipsatz gestellte Sata-Ports hatten wir dabei auf beiden Plattformen abgeschaltet.

Mit einem noch kleineren Netzteil sollten auch Idle-Leistungsaufnahmen unter 20 Watt machbar sein. Wir haben uns für die 400-Watt-Variante entschieden, weil damit auch Highend-Grafikkarten mit einer GPU noch versorgt werden können. Ganz knapp an der Nennleistung bewegte sich das System auch mit einer Radeon HD 7970 unter Furmark und Cinebench parallel, um CPU und GPU auszureizen. Dabei schaltete sich das Netzteil noch nicht ab. Ohne Last kam dieser Spiele-PC auf 37 Watt, wenn die integrierte GPU abgeschaltet war.

Zur Vergleichbarkeit mit früheren Tests setzten wir für die Messung der Leistungsaufnahme bei voller CPU-Last wieder das 850-Watt-Netzteil von Be Quiet ein, dabei erreichte Haswell 108 Watt - nur 6 Watt weniger als Ivy Bridge. Unter Last ist der neue Prozessor also kaum sparsamer, dafür bietet er aber etwas mehr Rechenleistung. Wenn nicht gerade eine ständig gestresste Workstation genutzt wird, ist im Alltag aber die geringe Idle-Leistungsaufnahme wichtiger, und hier überzeugt der Core i7-4770 klar.

Kinderkrankheiten bei USB 3, RAM und Netzteilen

Da Intel an der Plattform selbst diesmal so viel geändert hat, bleiben Inkompatibilitäten nicht aus. Diese betreffen zunächst alle Hersteller von Core-i-4000-Systemen, denn in allen Chipsätzen für den neuen Prozessor steckt ein Bug . Da er nur einige wenige USB-3-Sticks betreffen soll, hat der Chiphersteller auf einen Rückruf vor Markteinführung verzichtet. Erst ein neues Stepping, das die PC-Hersteller ab Juli 2013 erreichen soll, soll den Fehler beheben.

Ein weiterer Fehler trat in unseren Tests mit Overclocking-Speichern von Kingston auf. Die Module mit der Modellnummer KHX2133C9AD3T1K2 mit effektiv 2.000 oder 2.133 MHz wollten auf dem Intel-Mainboard partout nicht laufen - jedenfalls dann nicht, wenn ihre integrierten XMP-Profile genutzt werden sollten. Mit diesen Profilen, die im übersichtlich gestalteten Visual-Bios von Intel - der Marketingname für ein UEFI - eine einfache Einstellung der zahlreichen Speichertimings erlauben sollten, stürzte der Rechner bei jedem Neustart ab.

Wurden die Timings von Hand auf die Werte eingestellt, die das Modul erlaubt, klappte der Betrieb problemlos. Ebenso war es auf dem Asus-Mainbord möglich, die XMP-Profile zu nutzen. Die Erklärung, die uns von einem anderen DRAM-Hersteller erreichte: XMP ist nicht gleich XMP. Für Haswell-Module hat Intel die Version 1.3 der Profile vorgesehen, unser Speichermodul erschien kurz nach Ivy Bridge und arbeitet mit XMP 1.2.

Manche Mainboard-Hersteller, so war weiter zu hören, umgehen die veränderten Tabellen in den SPD-Speichern der Module und tragen Default-Werte nur anhand einiger für die Leistung besonders wichtiger Timings ein. Dass ausgerechnet ein Intel-Mainboard beim Speicher für die eigenen Profile nicht voll abwärtskompatibel ist, hätten wir aber nicht erwartet.

Die bereits beschriebenen möglichen Probleme mit Netzteilen sind dagegen weder Intel noch den Herstellern der Stromversorgungseinheiten anzulasten - dennoch sind sie ärgerlich. Da der Chiphersteller zudem eine Abschaltung des sparsamen C7-Schlafmodus vorgesehen hat - die Option findet sich im UEFI sowohl des Asus- als auch des Intel-Mainboards - ist zu befürchten, dass manche PC-Hersteller sie nutzen, um weiterhin alte Netzteile verbauen zu können. Wieder einmal kommen nur PC-Selbstbauer, die sich vorher informieren, zu einem sowohl schnellen als auch sparsamen System.

Fazit

Was viele Nutzer wünschen, nämlich die deutliche Steigerung der Rechenleistung pro Takt, hat Intel wie bei den beiden Vorgängergenerationen von Haswell nicht geliefert. Ohne auf AVX2 optimierte Anwendungen - und die sind noch Mangelware - kann die neue Architektur ihre Vorteile nur zum Teil ausspielen.

Voll überzeugen kann die Serie Core-i-4000 hingegen bei der Grafikperformance und vor allem bei der Leistungsaufnahme, wenn das System wenig oder nichts zu tun hat. Auch Highend-PCs mit schneller Grafikkarte unter 40 Watt Idle sind nun möglich, wenn die PC-Hersteller alle Stromsparmechanismen ausreizen.

Wer schon einen schnellen Quad-Core mit Sandy- oder Ivy-Bridge besitzt, findet außer der Leistungsaufnahme dennoch wenig Gründe zum Aufrüsten. Steht die Anschaffung eines neuen PCs an, so ist Haswell aber die bessere Wahl als Ivy Bridge. Die Zahl an AVX-Anwendungen, die dann ein deutliches Leistungsplus bieten, dürfte bald steigen - nicht zuletzt, weil auch AMD die Befehlserweiterung unterstützt.

Intels Konkurrent ist auch gefragt, um den Markt wieder in Schwung zu bringen. Dass Intel im Highend keinen echten Mitbewerber mehr hat, mag zur eher gemächlichen Steigerung der Leistung geführt haben. Das zeigt sich auch an den Taktfrequenzen, denn die hat Intel vom schnellsten Ivy Bridge zum schnellsten Haswell nicht gesteigert - hier ist, sobald die Konkurrenz das erfordert, noch Luft nach oben. Zu erwarten ist das aber erst 2014, die noch aktuelle Bulldozer-Architektur bezeichnet AMD selbst nun als Fehlschlag(öffnet im neuen Fenster) .

Sollen bestehende PCs aufgerüstet werden gilt es diesmal, besonders genau auf die vorhandenen Komponenten zu achten. Sowohl Speichermodule als auch Netzteile, sonst als langlebige Bauteile eingestuft, können mit Haswell Probleme machen. Gleiches gilt für den Bug bei USB 3 - eine solche Fülle von Patzern hat sich Intel lange nicht mehr erlaubt.

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