Intels Core i7-3770K im Test: Grafik von Ivy Bridge beeindruckt, CPU-Verbesserungen nicht
Es hat "Tick" gemacht bei Intel – mit diesem Schlagwort, abgeleitet vom Tick-Tock einer Uhr im englischen Sprachgebrauch, beschreibt der Chiphersteller die Prozessorgenerationen, die in einem Jahr mit gerader Jahreszahl erscheinen. Bei den Ticks wird immer eine bestehende Architektur, wie nun mit Sandy Bridge geschehen, moderat weiterentwickelt, aber die Fertigung auf eine neue Strukturbreite umgestellt. Die stärker überarbeiteten Architekturen heißen Tock, als nächster Schritt steht hier 2013 Haswell an .
Intel hat sich jedoch seit der ersten Vorstellung von Ivy Bridge alle Mühe gegeben, die Neuentwicklung als "Tick +" zu verkaufen – diese Bezeichnung wurde dann sogar in den letzten vorgelegten Präsentationsunterlagen verwendet. Es soll also viel mehr neue Technik in den Ivy-Bridge-CPUs stecken als bei anderen Ticks. Das bezieht sich aber vor allem auf den neu entwickelten Grafikkern, der als HD Graphics 4000 oder 2500 bezeichnet wird.
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Wie ein Blick auf das Die der CPU zeigt, besteht ein Drittel des 160 Quadratmillimeter großen Chips aus der Grafikeinheit, insgesamt ist ein Ivy-Bridge-Prozessor mit vier Kernen und vollem Grafikausbau aus rund 1,4 Milliarden Transistoren zusammengesetzt. Das ist für Intel vor allem für neue Notebooks und Ultrabooks wichtig: Dank Unterstützung von DirectX-11 gibt es bei nur gelegentlicher Nutzung von Spielen immer weniger Argumente für eine zusätzliche GPU von AMD oder Nvidia.
Intel hat die kleinere Strukturbreite mit Trigate-Transistoren neben dem Ausbau der Grafik auch für Sparmaßnahmen bei der Leistungsaufnahme genutzt. Statt 95 Watt wie beim direkten Vorgänger Core i7-2700K (Sandy Bridge) kommt der Core i7-3770K nur noch mit 77 Watt TDP aus. Dieser TDP-Wert wirkt sich in der Praxis aber bei weitem nicht so deutlich aus, wie der Anschein der technischen Daten es erhoffen lässt.
Wir testen im Folgenden einen von Intel zur Verfügung gestellten Core i7-3770K (Quad-Core, 3,5 bis 3,9 GHz) in Verbindung mit einem Intel-Mainboard sowie einem Z77-Motherboard von Asus.
Welcher Core-i-3000 kommt wann?
Stellte sich bei Sandy Bridge noch die Frage: " Welcher Core-i kann was? ", so ist diese nun nicht mehr neu zu beantworten, denn am Schema der Modellnummern hat sich diesmal nichts geändert. Alle Ivy-Bridge-CPUs heißen Core-i-3000, einzige Verwechslungsmöglichkeit sind die Sechskerner Core i7-3900 , Codename Sandy Bridge-E. Sie basieren noch auf der älteren Architektur und Strukturbreite.
Sonst sind alle neuen Prozessoren an der Modellnummer mit einer 3 an erster Stelle zu erkennen, die Unterscheidung nach der Serie bleibt ebenfalls unverändert: Bei den Desktop-CPUs besitzen alle Core i7 vier Kerne und Hyperthreading, den Core i5 fehlt die virtuelle Verdopplung der Cores. Die Core i3 schließlich sind Dual-Cores.
Das gilt auch bei den mobilen Ivy Bridges, hier gibt es aber unter den 17-Watt-CPUs auch als Core i7 bezeichnete Dual-Cores. Mobile Quad-Cores sind am Zusatz QM zur Modellnummer zu erkennen. Die Ausstattungstabellen aller schon angekündigten Ivy-Bridge-CPUs finden sich in der Bildergalerie. Unverändert ist auch die letzte Stelle der Modellnummer: Ein K steht für besonders leicht zu übertaktende Prozessoren und T und S für Modelle mit reduzierter Leistungsaufnahme.
In diesen Intel-Folien sind aber nicht die genauen Termine für den Verkaufsstart aufgeführt, denn das entscheidet das Unternehmen je nach den Anfragen von Kunden und der allgemeinen Marktlage. Auch dass Ivy Bridge nun 15 Monate nach Sandy Bridge erscheint und nicht schon nach genau einem Jahr, ist Ausdruck dieser veränderten Strategie.
Ab dem 23. April 2012 will Intel vorerst nur 15 Ivy-Bridge-CPUs verkaufen, sechs für Notebooks und neun für Desktop-PCs. Dabei handelt es sich ausschließlich um Quad-Cores, die Dual-Core-Prozessoren kommen später. Einen Termin dafür nannte Intel noch nicht, aus anderen Quellen ist aber zu hören, dass die CPUs Schritt für Schritt bis zum Sommer erscheinen sollen. Zumindest den Juni 2012 hatte Intel für die Ultrabook-Versionen von Ivy Bridge schon bestätigt. Details zur Architektur von Ivy Bridge finden sich in einer früheren Meldung .
Testsysteme und Verfahren
Wir testen für die Benchmarks ein Engineering-Sample des Core i7-3770K auf dem Intel-Mainboard DZ77GA (Gasper) bei Standardtakten und mit 2 x 4 GByte DDR3-Speicher mit Timings von 8-8-8-24 bei 1,5 Volt und effektiv 1.333 MHz Takt. Der neue Speichercontroller kann auch mit bis zu 1.866 MHz schnellen Overclocking-Modulen arbeiten. Parallel haben wir die CPU auch auf dem ebenfalls mit dem Z77-Chipsatz bestückten Asus-Mainboard P8Z77-V Pro auf Funktion überprüft. Mit diesem Board waren die USB-3.0-Ports von Intels neuem Chipsatz bereits getestet worden.
Außer Prozessor, Mainboard und Kühler waren für jeden Test alle Komponenten identisch: Die von Kingston vertriebene Intel-SSD X25-M mit 80 GByte und aktueller Firmware lieferte Betriebssystem und Anwendungen, die zu verarbeitenden Daten eine Seagate Barracuda ES.2 mit 1 TByte. Als Grafikkarte kam AMDs Radeon HD 4870 X2 mit Catalyst 11.10 in der 64-Bit-Version zum Einsatz, als Netzteil das Dark Power Pro von Bequiet mit 850 Watt.
Dabei verwenden wir die Benchmarksuite der Sandy-Bridge-Messungen komplett unter Windows 7 Ultimate in der 64-Bit-Version. Durch den begrenzten Testzeitraum sind nicht alle Prozessoren in allen Grafiken enthalten.
Als Mainboards 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, der FX-8150 lief im Crosshair V Formula.
Bei der Auswahl der Prozessoren wird jeweils das schnellste Modell einer Serie für diesen Technologievergleich verwendet, wir haben uns für diesen Test ausschließlich auf Quad-Cores und Hexa-Cores beschränkt. Der Core 2 Quad QX9770 mit 3,2 GHz ist von Intel schon lange nicht mehr erhältlich, da er teilweise die kleineren Core-i-Prozessoren übertrumpft. Eine Ausnahme ist der Core i7-2700K, der als schnellster Sandy Bridge fehlt – er ist aber in Basis- wie Turbo-Takt nur knapp 3 Prozent höher eingestellt (je 100 MHz), so dass bei den meisten Benchmarks seine Ergebnisse im Rahmen der Messgenauigkeit liegen würden.
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 3770K kommen so auch nach kurzer Zeit auf 100 Prozent Last. Als Benchmark, der mit dem Takt und dem Cache gut skaliert, ist Ivy Bridge hier knapp 10 Prozent schneller als Sandy Bridge.
Ein anderes Bild zeigt sich beim älteren Cinebench R10 in der 32-Bit-Version, zu dem zahlreiche Vergleichswerte existieren: Der Vorsprung schrumpft auf 8 Prozent.
Da SuperPi kaum in Threads aufgeteilt ist, zeigt sich hier gut die Effizienz der Rechenwerke und Caches. Die Optimierung des Nehalems auf kleine Schleifen verschafft ihm offenbar einen deutlichen Vorteil gegenüber allen anderen CPUs, der sich bei Ivy Bridge weiter steigert. Der große L3-Cache verschafft dem 3960X den Sieg, auch gegenüber dem fast gleich schnell getakteten 3770K. Die Ivy-Bridge-CPU liegt aber nur sehr knapp dahinter.
Wie der neuere Cinebench verhält sich der ältere 3DMark Vantage in seinem CPU-Test: Der 3770K legt hier um 13 Prozent zu.
Insgesamt zeigen die synthetischen Benchmarks noch am deutlichsten, dass Intel sowohl die Single- als auch Multi-Thread-Leistung durch kleine Änderungen an der Architektur der Kerne und des Uncore-Teils der CPU gesteigert hat. Für ein "Tick+" ist das aber dennoch zu wenig.
PC Mark Vantage und Dirt2
Der PCMark Vantage von Futuremark basiert nicht auf echten Anwendungen, nutzt aber zahlreiche Funktionen von Windows aus. In der "Overall"-Suite bildet er von Medienverarbeitung über Webbrowsing bis zu Office-Programmen nahezu alle Alltagsaufgaben ab. Zudem startet er viele Threads, wie das auch der Fall ist, wenn viele Anwendungen gleichzeitig geöffnet sind.
Die bessere Thread-Verwaltung von Windows 7 führt in diesem Test zu deutlich höheren Werten als unter Windows Vista, die Prozessoren rücken dadurch aber auch enger zusammen. Da hier aber nie alle zwölf virtuellen Kerne von Intels Sechskern-CPUs ausgelastet sind, kann auch der Core i7-3960X sich nicht so absetzen wie bei reinen Rechenanwendungen: Nur knapp 13 Prozent schneller als ein 2600K ist er. Dieser wiederum wird aber vom 3770K noch um 9 Prozent geschlagen, was auch im Rahmen von Intels Ankündigungen liegt. Diese sprachen von 10 bis 15 Prozent mehr Tempo bei vergleichbarem Takt mit realen Anwendungen.
Ebenfalls gut skaliert Intels neue High-End-CPU der Quad-Cores beim Spiel Dirt2, das seine Arbeit auf bis zu sechs Kerne verteilt, diese dabei aber nicht voll auslastet. Das Spiel skaliert dabei gut mit den Fähigkeiten der CPUs, ist aber ganz offensichtlich stark auf Intel-Prozessoren optimiert. Daher kann auch hier AMD nicht gegen die kleinsten Quad-Cores mit Nehalem-Architektur gewinnen.
Die Unterschiede zwischen den CPUs zeigen sich bei den bewusst gewählten Einstellungen von 1.280 x 1.024 Pixeln mit mittleren Details und ohne Filterfunktionen sehr gut, sollten aber nicht überbewertet werden: Völlig flüssig wirkende Bildraten ergeben sich auch mit den AMD-CPUs bei 1.920 x 1.200 Pixeln mit allen Details und vierfacher Filterung. Tests mit weiteren Spielen finden sich bei unseren Kollegen von PC Games Hardware(öffnet im neuen Fenster) . In eigenen Tests von Golem.de konnte sich HD Graphics 4000 auch behaupten, so erreicht Intels Grafik beispielsweise 769 Punkte bei 3DMark 11 Performance, eine Radeon HD 6450 als AMDs kleinste gesteckte Lösung kommt nur auf 554 Punkte.
Medienbearbeitung und Kompression
Anders als den "Windows Movie Maker" aus Vista liefert Microsoft den Nachfolger "Windows Live Movie Maker" bei Windows 7 nicht mehr standardmäßig mit. Er ist jedoch kostenlos als Teil des Pakets "Windows Live" erhältlich. Eine 23 Minuten lange Datei aus einer HD-Kamera im Format AVCHD (1.440 x 1.080 Pixel) wird dabei in einer WMV-Datei mit 720p verpackt, die so auch auf einer Xbox 360 läuft.
Dabei kann der 3960X nur rund 20 Prozent schneller arbeiten als ein 2600K, denn der Movie Maker lastet die Kerne nie voll aus. Das ist auch bei mancher professionellen Software so. Wir haben zum Test erstmals auch Adobes neues Photoshop Lightroom 3.5 in der 64-Bit-Version herangezogen. Damit 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.
Nach Dutzenden Durchläufen mit und ohne Neustarts auf verschiedenen Plattformen zeigte sich auf verschiedenen Systemen das gleiche Bild: Lightroom belastet zwar alle zwölf virtuellen Kerne des 3960X. Das tut das Programm aber so ungleichmäßig, dass der Prozessor nie höhere Turbo-Stufen als 3,6 GHz erreichen kann. Sinnvoller wäre es hier wohl, weniger Threads zu starten, damit der Turbo öfter hochschalten kann. Als Resultat liegen alle getesteten Prozessoren so eng beisammen, dass sich die Sechskerner für diese Aufgabe schlicht nicht lohnen. Schon die acht Threads des 3770K kommen hier kaum zum Zuge, er ist kaum schneller als sein Vorgänger.
Weniger gut in Threads aufgeteilt ist das ältere Nikon Capture NX, mit dem wir dieselbe Aufgabe durchführen. Auch dabei liegen die CPUs eng beisammen, weil sich die Software ständig selbst im Weg zu stehen scheint.
Die gleichen RAW-Dateien wie beim Konvertierungstest muss Winrar 3.9 in der 64-Bit-Version mit normaler Kompressionsstufe in ein RAR-Archiv verpacken. Seit dieser Version ist der Komprimierer gut in Threads aufgeteilt, die er auch gleichmäßig auslastet. Immerhin 13 Prozent schneller ist der 3960X als der 2600K, und der 3770K kann sich nur leicht absetzen.
Leistungsaufnahme
Um auszuloten, wie sparsam die Plattformen sein können, haben wir die 4870-X2-Karte durch eine Radeon HD 6450 ersetzt, die für den Windows-Desktop nur 7 Watt benötigt. Auf die Messergebnisse des Rendertests von Cinebench R10, den wir für die Volllastmessung verwendet haben, hat diese Karte keinen Einfluss.
Das gilt auch für den Test mit Windows Live Movie Maker, bei dem nie alle Kerne voll belastet sind – hier kommen aber die Laufwerke stärker ins Spiel, was Alltagsaufgaben bei der Medienbearbeitung entspricht. Daher kann hier auch die Leistungsaufnahme über dem Volllasttest für die CPU alleine liegen.
Mehrfach reproduzierbar war, dass das System mit dem Core i7-3770K ohne Last beim Darstellen des Windows-Desktops 1 Watt mehr aufnimmt als eine Plattform mit dem 2600K. Das liegt zwar im Rahmen der Messtoleranzen, machte uns aber stutzig. Daher haben wir in das dafür verwendete P67-Board auch den Ivy-Bridge-Prozessor gesetzt.
Auch damit war das System dann 1 bis 2 Watt weniger sparsam, als wenn es mit der Sandy-Bridge-CPU lief. Intel bestätigte das auf Anfrage und gab an, dass wohl kein Messfehler vorliege und das als "auf dem gleichen Niveau" betrachtet werde. Die Redakteure von PC Games Hardware und andere Tester bemerkten ähnliche Effekte.
Als Hauptverdächtiger für die in Ruhe höhere Leistungsaufnahme muss die vergrößerte GPU dienen, auch wenn sie in unseren Tests keine Last hat. Es ist schließlich eine gesteckte Grafikkarte für die Bildausgabe zuständig. Wie bei allen Prozessoren mit integrierter GPU sind die Grafiktreiber für HD Graphics 4000 in diesen Tests geladen, was auch in der Praxis sinnvoll ist, um etwa die Transcoding-Funktionen (Quick Sync) zu nutzen. Zudem brachte auch ein Deaktivieren der integrierten GPU im BIOS keine Veränderung der Messwerte. Der Z77-Chipsatz kann zudem bei erweiterten Funktionen wie den vier USB-3.0-Ports auch kaum sparsamer werden als ein P67, beide sind in 45 Nanometern Strukturbreite hergestellt.
Fazit
Bis auf die stark verbesserte Grafik ist Ivy Bridge im Endeffekt doch nur ein recht kleines Tick – zu gering sind die Steigerungen der Rechenleistung der Cores und die Reduzierungen der Leistungsaufnahme. Dass Intel es nicht geschafft hat, einen Desktop-PC bei dem, was er am häufigsten macht – nämlich nichts – noch sparsamer zu machen, ist schade.
Dennoch ist es bemerkenswert, dass die alte Gleichung, nach der jede integrierte Grafik schon von einer 40-Euro-Grafikkarte geschlagen wird, nun nicht mehr gültig ist. Wer keine allzu anspruchsvollen Titel spielt und sich mit Auflösungen unter Full-HD und reduzierten Details zufrieden gibt, kann mit dem neuen HD Graphics durchaus glücklich werden. Nicht nur die Leistung wurde verbessert, auch die Qualität der Treiber. Ob Intel allerdings auf die immer mal wieder auftretenden Probleme bei neuen Spielen so schnell reagiert wie AMD und Nvidia, bleibt abzuwarten.
Wer mit der Leistung seines Sandy-Bridge-PCs zufrieden ist, wird wenig Gründe zum Umsteigen finden – schon gar nicht, wenn die Funktionen der neuen Serie-7-Mainboards wie USB 3.0 im alten Rechner schon vorhanden sind. Ein Erfolg könnten die Ivy-Bridge-CPUs für den PC-Selbstbau aber dann werden, wenn nur der Prozessor aufgerüstet werden soll, denn: Zum ersten Mal seit Jahren passen auch bei Intel die neuen CPUs in den alten Sockel. Für breite Kompatibilität bei den Mainboards will Intel selbst sorgen.
Damit liegen für Intel alle Hoffnungen auf den Notebooks, und für die gibt es vorerst nur die Quad-Cores. Gerade für die leichten und flachen Ultrabooks könnte Ivy Bridge den Markt verändern, weil dort die Grafikleistung durch das Fehlen einer diskreten GPU besonders wichtig ist.
Konkurrenzlos schnell sind die High-End-Prozessoren von Intel aber auch schon mit Sandy-Bridge-Architektur, so dass beide CPU-Familien wohl noch lange im Markt zu finden sein werden. Nicht umsonst sind die neuen Prozessoren stets einige US-Dollar teurer als ihre direkten Vorgänger – genaues Vergleichen vor dem Kauf ist damit ratsamer denn je.