Neue Mikroarchitektur: Sandy Bridge im Benchmarktest

Die neuen Intel-Prozessoren verfügen über eine AVX-Einheit und bieten eine verbesserte Energieeffizienz. Über 30 Benchmark-Tests ermöglichen einen detaillierten Blick auf die Leistungsfähigkeit der neuen Sandy-Bridge-CPUs.

Die neuen Sandy-Bridge-Prozessoren sind ab sofort verfügbar.
Die neuen Sandy-Bridge-Prozessoren sind ab sofort verfügbar.

Die unter dem Codenamen Sandy Bridge entwickelten Prozessoren bezeichnet Intel als Second Generation Intel Core Processor Family. Der Hersteller konnte mit der neuen Mikroarchitektur auf Basis von 32 Nanometer entscheidende Verbesserungen in Sachen Energieeffizienz erzielen.

Die neuen Advanced Vector Extensions (AVX) sollen bei Fließkommazahl-Anwendungen (FPU) für eine schnellere Befehlsverarbeitung sorgen. Die AES-Instruktionen, die bei entsprechender Verschlüsselung eine deutliche Performancesteigerung bringen, sind nicht in allen Sandy Bridge-Prozessoren enthalten. Nur Core i5 und i7 bieten diese Einheit, die beispielsweise von Truecrypt 7.0a unterstützt wird. Core i3 und Pentium müssen darauf verzichten.

Sämtliche Sandy-Bridge-Prozessoren verfügen über einen integrierten Grafikkern, der je nach CPU mit 12 oder 6 GPU-Einheiten ausgestattet ist. Für anspruchsvolle Spiele bietet die Lösung allerdings nicht genügend Leistung. K-Modelle lassen sich dank freiem Multiplikator einfach übertakten. Angesichts der integrierten Turbo-Boost-Funktion dürfte diese Eigenschaft für die meisten Anwender jedoch keine große Rolle spielen. S- und T-Varianten sind mit 35 respektive 65 Watt im Vergleich zu den Standardmodellen mit 95 Watt besonders energieeffizient. Die Core-i-Prozessoren auf Sandy Bridge-Basis sind ab sofort verfügbar. Sie kosten zwischen 127 und 317 Dollar. Die Pentium-Varianten sollen innerhalb des ersten Quartal 2011 vorgestellt werden.

Mainboards mit LGA1155 wie das Gigabyte GA-H67A-UD3H sind Voraussetzung für den Betrieb der neuen CPUs.
Mainboards mit LGA1155 wie das Gigabyte GA-H67A-UD3H sind Voraussetzung für den Betrieb der neuen CPUs.

Für die neuen Prozessoren sind Mainboards mit Sockel LGA1155 Voraussetzung. Dafür bietet Intel mit dem H67 und P67 auch neue Chipsätze an. Der H67 ermöglicht Anschlüsse für die auf der CPU integrierte Grafikeinheit. Die Anzahl und Art der Verbindungen ist vom jeweiligen Mainboard abhängig. Das Gigabyte GA-H67A-UD3H bietet HDMI, DVI, Displayport und einen D-Sub-Anschluss. Die vier DIMM-Sockel können maximal 16 GByte Speicher vom Typ DDR3/1333 aufnehmen. USB 3.0 wird von den Chipsätzen standardmäßig nicht unterstützt. Allerdings können Mainboardhersteller diese Anschlussart mit einem zusätzlichen Chip realisieren.

Performance

Das Testprogramm PCMark Vantage nutzt zur Leistungsbestimmung einer Plattform die in den Betriebssystemen Vista und Windows 7 integrierten Anwendungen. Der Benchmark gliedert sich in folgende Consumer-Szenarios (PDF): Memories, TV and Movies, Gaming, Music, Communications, Productivity und HDD.
Der PCMark Score zeigt die Durchschnittsperformance an. Das höchste Ergebnis erzielt das System mit Core i7-2600K und ATI Radeon 5870. Das gleiche System mit Intel-HD-Grafik fällt hingegen spürbar ab. Der Grund dafür liegt in einer sehr schwachen Performance beim Einzeltest GPU image manipulation.

Einige Programme nutzen bereits die die Befehlssatzerweiterung AES-NI, die Intel vor einem Jahr mit den Clarkdale-Prozessoren eingeführt hat. Insgesamt stehen für die AES-Verschlüsselung 12 neue Befehle zur Verfügung. Dadurch belegen die Quad-Core-Chips Core i5-2500K und i7-2600K klar die Spitze. Wie stark die CPUs von dieser Erweiterung profitieren, zeigt sich im Vergleich des Dual-Core-Chips i5-661 mit dem Sechskerner von AMD. Letzterer erreicht einen Wert von 795 MByte/s, während der Intel-Chip auf auf 1500 MByte/s kommt. Noch schlechter als der AMD-Chip schneidet der Intel-Prozessor Core i7-870 ab, der ebenfalls über keine AES-NI verfügt.

Wird eine andere Verschlüsselungsmethode genutzt, bringen die AES-NI keinen Vorteil. Jetzt kann der Phenom II X6 sehr gut mit der Intel-Konkurrenz mithalten.

Dank der in Windows integrierte DirectCompute-Schnittstelle können Anwendungen rechenintensive Aufgaben die für bestimmte Aufgaben wesentlich leistungsfähigere Grafikeinheit nutzen. Die Vorabversion von Mediashow Espresso 6 unterstützt auch die neue Intel-Grafik. Nach 10 Sekunden ist die Umwandlung eines Videos mit dem Core-i7-2600K und Intel HD abgeschlossen. Muss der Prozessor hingegen alleine diese Arbeit verrichten, dauert der Vorgang mit 14 Sekunden deutlich länger. Obwohl die ATI Radeon 5870 deutlich leistungsfähiger als die Intel-Grafik ist, kann sie bei diesem Test daraus keinen Vorteil ziehen.

Der Test mit World in Conflict veranschaulicht, dass auch die neue Intel-Grafik nicht für anspruchsvolle 3D-Spiele geeignet ist. Während die Testkandidaten mit ATI Radeon 5870 eine Performance von 45 bis 56 fps erzielen, erreicht die Intel HD nur 3 fps.

Dass Intel bei der Herstellung der neuen Prozessoren mit Sandy-Bridge-Architektur ein großer Schritt in Sachen Energieeffizienz gelungen ist, lässt sich anhand der Werte für die Leistungsaufnahme ablesen.Im Ruhemodus zieht das System mit Core i7-2600K und Intel HD lediglich 33 Watt aus der Steckdose. Mit ATI Radeon 5870 sind es 53 Watt und damit fast 20 Watt weniger als der Core i7-870 benötigt. Womöglich trägt für die verbesserte Energiebilanz auch der neue Chipsatz bei.

Unter voller Belastung zeigen sich ähnlich Unterschiede. Das System mit Core i7-2600K und ATI-Grafikkarte kommt auf 151 Watt, während der Core i7-870 206 Watt benötigt. Den größten Energiehunger hat mit 244 Watt das System mit dem Phenom II X6 1100.

Neben dem PCMark Score bietet der Futuremark-Benchmark umfangreiche Tests der einzelnen Szenarien. Die Bearbeitung digitaler Inhalte wie Fotos und Videos bildet das Memories-Szenario mit vier Einzeltests ab. Auffällig bei diesem Benchmark ist das relativ schwache Ergebnis der Sandy-Bridge-CPU, wenn die integrierte Grafikeinheit genutzt wird.

Im Vergleich zur ATI Radeon 5870 fällt die Intel-Grafik im Test ‘GPU image manipulation’, der die Shadereinheiten der Grafikchips für Farbkorrektur und andere Bildbearbeitungsaufgaben nutzt, stark ab. Während die ATI bei diesem Test eine Performance von 932 fps erzielt, kommt die Intel-Lösung nur auf 83 fps. Daher fällt das Gesamtergebnis entsprechend niedrig aus.

Sparsamer, schneller neue Funktionen

Für die Nutzung der AVX-Einheit, die bei Fließkommazahl-Berechnungen erhebliche Vorteile bieten soll, ist unter Windows 7 die Installation des Service Pack 1 erforderlich. Das Windows-Update liegt derzeit allerdings nur als Release Candidate vor. Microsoft will die finale Version in Kürze ausliefern. Die AES-NI werden von Windows hingegen standardmäßig unterstützt. Allerdings muss eine Anwendung die Befehlssatzerweiterung auch nutzen. Ist dies wie bei Truecrypt 7.0a der Fall, erzielen die neuen Sandy-Bridge-Prozessoren herausragende Bestwerte.

Die integrierte Grafikeinheit kann bei anspruchsvollen 3D-Spielen erwartungsgemäß nicht mit den High-End-Lösungen von AMD und Nvidia mithalten. Das soll sie auch nicht. In Sachen Videowiedergabe und Videoencoding ist sie hingegen konkurrenzfähig. Wie zu hören ist, will sogar Apple für die nächsten MacBook-Modelle standardmäßig auf die Intel-Grafik setzen.

Alles in allem stellen die von Intel vorgestellten neuen Sandy-Bridge-Prozessoren eine erfolgreiche Weiterentwicklung der Core-Mikroarchitektur dar. Neben einer deutlich verbesserten Speicherperformance und sinnvollen Befehlssatzerweiterungen überzeugen die neuen Chips vor allem in Sachen Energieeffizienz. Schade ist allerdings, dass man mit der bisherigen Intel-Plattform LGA1156 kein CPU-Upgrade durchführen kann. Für den Betrieb der neuen Sandy-Bridge-Prozessoren ist ein Mainboard mit Sockel LGA1155 zwingend erforderlich.

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