Prozessor-Benchmarks: AMD- und Intel-CPUs im Vergleich

(http://www.zdnet.de/magazin/39124745/prozessor-benchmarks-amd-und-intel-cpus-im-vergleich.htm)

von Kai Schmerer, 6. August 2004

Die Anforderungen an einen Prozessor werden immer komplexer. Von der einfachen Darstellung von Texten und Grafiken über 3D-Spiele bis hin zu anspruchsvollem Video-Rendering. Echte Zehnkämpfer sind gefragt.

Benchmark-Ergebnisse der neusten Prozessoren finden sich in folgendem Beitrag:

Der Benchmark-Test von aktuellen Desktop-Prozessoren umfasst insgesamt über 60 Tests aus den Bereichen Büro- und Multimedia-Software, 3D-Spiele, Internet-Anwendungen, Rendering und Video-Komprimierung.

Die Auswahl der Benchmarks wurde vorwiegend durch deren Relevanz im jeweiligen Marktsegment bestimmt. Trotz der vielen Tests, mit deren Hilfe ein relativ ausgewogenes Leistungsbild der Prozessoren erstellt werden kann, sollte man sich grundsätzlich sein eigenes Bild von der Leistung eines Prozessors machen, indem man die meistgenutzte Anwendung selbst testet.

Neben der Leistung eines Systems sind bei einer Kaufentscheidung natürlich auch andere Aspekte von Interesse. Das NX-Feature der Athlon 64 beispielsweise, das den Chip befähigt, bestimmte Virenangriffe anzuwehren, könnte für manchen Anwender schon Grund genug sein, einen Prozessor aus Dresden zu kaufen. Soll der Rechner schön leise sein, hat der AMD-Chip gegenüber dem neuesten Pentium 4 (Prescott) ebenfalls deutliche Vorteile. Die Leistungsaufnahme des Athlon 64 ist dank dem modernen Prdouktionsverfahren Silicon on Insulator deutlich niedriger als beim P4. Die 64-Bit-Fähigkeiten sprechen ebenfalls für den Athlon. Allerdings bleibt dieses Feature wegen der fehlenden Betriebssystemunterstützung - Windows XP 64 soll erst 2005 erscheinen - für die meisten ungenutzt.

Leistungsaufnahme
System Idle Max
Athlon 64 3800+ (Nforce 3) 91 Watt 172 Watt
Athlon 64 3800+ (KT800 Pro) 82 Watt 162 Watt
Pentium 4 560 (925X) 155 Watt 258 Watt

Anmerkung: Die angegebenen Werte über die Leistungsaufnahme beziehen sich auf ein Komplettsystem mit identischer Ausstattung.

Als Testplattform für diesen Leistungsvergleich kommt Windows XP SP1 mit allen zum Testzeitpunkt zur Verfügung stehenden Hotfixes zum Einsatz. Die Standard-Auflösung beträgt 1600 mal 1200 Bildpunkte. Die 3D-Spieletests wurden zusätzlich mit den niedrigeren Auflösungen 1280 mal 1024 und 1024 mal 768 Bildpunkten durchgeführt.

Neben den Standard-Einstellungen kommen bei den 3D-Spieletests auch die höhere Bildqualität bietenden Verfahren Antialiasing (4x AA) und anisotropisches Filtering (8xAF) zum Einsatz. Mit modernen Grafikkarten wie die für diesen Test verwendete Nvidia Geforce 6800GT werden die meisten Anwender diese Qualität steigernde Features aktivieren, sodass ein Leistungstest gerechtfertigt ist.

Für den Leistungsvergleich hat ZDNet die derzeit schnellsten Desktop-Prozessoren von AMD und Intel ausgewählt. Der Pentium 4 560 mit 3,6 GHz und der Pentium 4 550 mit 3,4 GHz sind beide mit dem neuen Prescott-Kern ausgestattet und können auf 1 MByte L2-Cache zurückgreifen. Beide Prozessoren werden mit dem neuesten Intel-Board D925XCV betrieben.

Der Athlon 64 3800+ mit 2,4 GHz und der 3500+ mit 2,2 GHz zeigen im Nforce3-Board MSI K8N Neo2 Platinum was sie können. Beide Systeme sind mit 1 GByte Arbeitsspeicher ausgestattet. Im Athlon-System kommt DDR400-Speicher zum Einsatz, während beim Intel-Board systembedingt der neue DDR2-Speicher DDR2533 verwendet wird.

Auf den Test mit den Highend-Chips Pentium 4 Extreme Edition und Athlon 64-FX53 hat ZDNet verzichtet. Diese beiden Prozessoren sind in preislicher Hinsicht keine Alternative. Zudem ist der Pentium 4 Extreme Edition nur spärlich verfügbar. Für die Ausstattung eines normalen Privat- oder Firmen-PCs kommen diese Prozessoren daher kaum zum Einsatz.

Aktuelle Prozessor-Preise
Modell Taktfrequenz Sockel Preis
Athlon 64 3800+ 2,4 GHz 939 330 Euro
Athlon 64 3500+ 2,2 GHz 939 620 Euro
Pentium 4 560 3,6 GHz 775 405 Euro
Pentium 4 550 3,4 GHz 775 630 Euro

Testsysteme
AMD Intel
Mainboard MSI K8T NEo2 Platinum Intel D925XCV
Chipsatz Nvidia Nforce3 250Gb Intel 925X
Grafikkarte Nvidia Geforce 6800GT (AGP) Nvidia Geforce 6800GT (PCI-E)
Grafikkarten-Treiber 61.76 61.76
Festplatte Maxtor SATA Maxline III 250 GByte Maxtor SATA Maxline III 250 GByte
Speicher 2x Corsair CM512-3200LL (CL225) 2x Micron DDR533 (CL444)
Betriebssystem Windows XP SP1 mit aktuellen Hotfixes Windows XP SP1 mit aktuellen Hotfixes

Die Speicher- und Cache-Tests geben Aufschluss darüber, wie schnell Daten zwischen CPU und Speichersubsystem transferiert werden. Dieser erste Leistungsindikator sagt noch nichts über die tatsächliche Leistung eines Systems aus, ist aber ein wichtiger Analysefaktor zur Leistungsbeurteilung des Systems.

Kommt etwa Software zum Einsatz, die empfindlich auf lange Speicherzugriffszeiten reagiert, sind die Werte des Sciencemark 2 sehr interessant. Auch die ermittelte Speichertransferrate dient als erstes Leistungskriterium. Die Gesamtleistung eines Speichersubsystems ist abhängig von der Speicher-Transferrate und der Zugriffsgeschwindigkeit. Letztere wird in Speichertakt-Wartezyklen gemessen. Niedrigere Werte sind besser. Beim Speichertransfer, der in MByte pro Sekunde gemessen wird, ist der höhere Wert besser.

Sciencemark 2 kann leider nicht die Transfergeschwindigkeiten des L1- und L2-Cache beim Pentium 4 Prescott messen. Beim Athlon gelingt dies. Die Werte zeigen, dass die Integration des Speichercontrollers die Leistungs des Cache-Speichers erhöht, je höher die Taktfrequenz ist. Sowohl bei der Zugriffszeit als auch beim Speichertransfer bieten die Athlon 64-Prozessoren die eindeutig bessere Leistung im Vergleich zu den Pentium 4-Chips. Daraus resultiert zum großen Teil die sehr gute Gesamtperformance der beiden AMD-Prozessoren. Dies zeigen die weiteren Benchmarkmessungen.

Cache-Performance
Sciencemark 2 Intel Pentium 4 550 (3,4 GHz) Intel Pentium 4 560 (3,6 GHz) Athlon 64 3500+ (2,2 GHz) Athlon 64 3800+ (2,4 GHz)
L1-Cache (MByte/s) nicht möglich nicht möglich 25431 27735
L2-Cache (MByte/s) nicht möglich nicht möglich 8049 8783
L2-Cache-Latency (cycles/s) (4/16/64/ 256/512 Byte) 6/13/27/26/25 6/13/27/26/25 3/5/16/12/13 3/5/16/12/13
Memory-Latency (cycles/s) (4/16/64/ 256/512 Byte) 6/14/53/271/284 6/16/56/282/296 3/11/44/92/95 4/12/46/99/103


Business und Content Creation Winstone sind zwei Benchmarks, die mit realen Applikationen typische Aufgaben wie das Umwandeln eines Video-Files oder das Erstellen einer Powerpoint-Präsentation durchführen. Insgesamt kommen folgende Anwendungen zum Einsatz.

Content Creation Winstone 2004

Business Winstone 2004

Der Benchmark bietet zwei Optionen. Standardmäßig erfolgt ein Test ohne Multitasking. Es sind zwar mehrere Applikationen im Speicher, doch nur die Vordergrund-Anwendung ist aktiv. Dies entspricht zum Beispiel dem Arbeitsablauf eines Web-Designer, der zunächst grafische Elemente mit Photoshop bearbeitet und anschließend mit Dreamweaver diese in die Website integriert.

Die beiden Athlon 64-Prozessoren können ihre jeweiligen Intel-Pendants klar in Schach halten. Der Leistungsvorsprung liegt zwischen 10 und 16 Prozent. Ganz anders sieht es bei den Multitaskingtests aus, die auf der nächsten Seite näher erläutert werden.


Zusätzlich gibt es beim Business Winstone 2004 noch einen Multitasking-Modus, der verschiedene Szenarien simuliert, bei denen auch die Hintergrund-Anwendung aktiv ist und eine Aufgabe erledigt.

Im ersten Szenario werden im Hintergrund Dateien kopiert, während im Vordergrund Outlook und der Internet Explorer bestimmte Aufgaben abarbeiten. Danach startet das zweite Szenario bei dem Word und Excel im Vordergrund Skripts abarbeiten und im Hintergrund Winzip Dateien komprimiert. Im letzten Abschnitt läuft ein Antivirentest mit Norton Antivirus, während im Vordergrund sämtliche Programme der Microsoft Office-Suite mit Aufgaben beschäftigt sind.

Im Multitasking-Test sieht es für Intel deutlich besser aus. Hier macht sich das Hyperthreading der Prozessoren bezahlt. Insgesamt absolvieren die Intel-Prozessoren die Tests bis zu 9 Prozent schneller als ihre AMD-Pendants. In zwei von drei Einzeltests liegen die P4-Chips vorne. Ledigliche in Szenario 2 (Word, Excel und Winzip) sind die AMD-Chips klar schneller.


Noch immer hält sich bei vielen Anwendern das Vorurteil, dass man beim Surfen im Internet kaum relevante Leistungsunterschiede zwischen den Prozessoren feststellen kann.

Diese Einschätzung ist nur dann richtig, wenn der Zugang zum Internet über eine langsame Modem-Verbindung hergestellt wird. Dann ergeben sich in der Tat nur sehr geringe Leistungsunterschiede. Allerdings können auch hier größere Differenzen ausgemacht werden, wenn der Inhalt vor der Ausführung zunächst heruntergeladen werden muss (Java-Anwendungen, PDF-Dateien).

Wird eine DSL-Verbindung genutzt, ergeben sich zwischen einem langsamen und schnellen Prozessor große Leistungsunterschiede. Dies hat ZDNet in einem CPU-Test von 2001[1] bereits nachgewiesen.

Der i-Bench 5.0 ermittelt die Leistung unter Verwendung verschiedener Internet-Technologien. Einfache Seiten mit Text und Grafiken, komplexe XML-Darstellungen und Javascript-Seiten kommen ebenso zum Einsatz wie die Darstellung von PDF-Dokumenten und ein Test der Java VM. Bei letzterem sollte die Java Virtual Machine von Microsoft verwendet werden. Diese ist etwa um den Faktor zwei schneller als die VM von Sun.

Von den sieben Einzeltests können die Intel-Prozessoren bei der Darstellung von XML-Seiten gegenüber den AMD-Chips mit gut 20 Prozent Vorsprung die Oberhand behalten. Beim JavaVM-Test ergeben sich kaum relevante Unterschiede. Bei den restlichen fünf Tests sind die Athlon 64-Prozessoren ihren Intel-Pendants zwischen 19 und 66 Prozent überlegen.


Zur Leistungsbestimmung im Internet-Umfeld steht noch ein weiterer Benchmark zur Verfügung. Leider verweigert der Webmark 2004 von Bapco die Zusammenarbeit mit den Testsystemen. Möglicherweise funktioniert der Benchmark nur mit einer reinen XP-Installation ohne Service Pack und Hotfixes richtig. Die Verwendung älterer Versionen des Flashplayers und der Java VM von SUN sprechen indes nicht unbedingt für diesen Test. Beim i-bench 5.0 kann man die aktuellsten PlugIns verwenden, während der Webmark offensichtlich nur mit bestimmten Versionen zusammenarbeiten will. ZDNet versucht zusammen mit Bapco die Probleme in den Griff zu bekommen und wird zu gegebener Zeit die Performance-Resultate nachliefern.Der Aquamark-Benchmark ist der zurzeit komplexeste 3D-Benchmark. Dies lässt sich allein daran ablesen, dass selbst bei deaktivierter Kantenglättung und anisotropischer Filterung sich kaum relevanten Leistungsunterschiede zwischen den einzelnen Prozessoren ergeben.

Offensichtlich sind die grafischen Testroutinen so aufwändig, dass die Leistungsfähigkeit der Grafikkarte - immerhin eine Geforce 6800GT - die Leistungsunterschiede der Prozessoren nivelliert. Der Aquamark-Test ist ein guter Leistungsindikator für die Performance der CPUs bei aktuellen 3D-Spielen. Trotzdem sollte der Benchmark nicht als alleiniges Entscheidungskriterium herangezogen werden. Daher folgen noch weitere Tests mit aktuellen und einigen älteren 3D-Spielen.


Mit der aktuellen Rallye-Simulation Colin McRae Rally 4 von Codemasters sind - wie beim Aquamark-Test - kaum relevante Leistungsunterschiede der Prozessoren auszumachen. Auch hier ist offensichtlich die Grafikkarte der limitierende Faktor. Deren Leistungsfähigkeit nivelliert die unterschiedliche CPU-Performance.


Die Formel-1-Simulation F1 Challenge 99-02 von Electronic Arts stammt zwar schon aus dem letzten Jahr, genießt aber bei 3D-Spielern hohes Ansehen. Grafische Updates und Anpassungen an die neue Formel-1-Saison werden unter anderen von Spiel-Mitenwickler Ralph Hummerich[2] bereit gestellt.

Somit bleibt das Spiel immer auf dem neuesten Stand und ist derzeit, da Electronic Arts kein Update plant, die Referenz unter den F1-Simulationen. Für diesen Test wurden die Updates von Ralph Hummerich eingespielt und eine Runde auf der Rennstrecke von Imola gefahren. Mit dem Tool FRAPS und dem abgespeicherten Replay wird die Spieleperformance ermittelt.

Anders als bei den Tests mit Aquamark und Colin McRae Rally 4 ergeben sich zwischen den Prozessoren größere Leistungsunterschiede. Diese betragen bei dekativiertem Antialiasing und nicht eingeschalteter anisotropischer Filterung rendert der Athlon 3800+ die 3D-Bilder mit bis zu 12 Prozent höherer Geschwindigkeit als der Pentium 4 560. Werden die Qualität steigernden Features hinzugeschaltet, liegt der Vorsprung zwischen 6 und 13 Prozent.


Der Test mit Unreal Tournament 2003 offenbart von allen 3D-Spieletests die größten Unterschiede zwischen AMD- und Intel-Prozessoren.

Der Botmatch-Test beansprucht offensichtlich mehr die Leistung der CPU als die der Grafikkarten. Die AMD-Prozessoren können ihren Intel-Pendants um bis zu 25 Prozent davonziehen. Selbst bei aktivierter Kantenglättung (4xAA) und anisotropischer Filterung (8xAF) bleibt der Vorsprung in etwa gleich.


Auch bei Comanche 4 sind die AMD-Chips deutlich schneller als die Intel-Pendants. Maximal liegt der Vorsprung bei 20 Prozent. In der höchsten Auflösung von 1600 mal 1200 Punkten und aktivierter Kantenglättung und anisotropischer Filterung vermindert sich der Leistungsunterschied auf knapp sechs Prozent.


Zweifellos ist der Einsatz von 3D-Rendering-Software nicht unbedingt ein Desktop-PC geeignet. Die meisten Nutzer solcher Anwendungen setzen auf Dual-CPU-Workstations.

Daher sind die hier präsentierten Leistungswerte nicht zu 100 Prozent repräsentativ. Für den Kauf einer Single-CPU-Workstation, die zahlreiche PC-Hersteller ebenfalls anbieten, sind die Leistungsdaten hingegen durchaus relevant.

Während der Pentium 4 bei 3D-Spielen gegenüber dem Athlon 64 meist das Nachsehen hat, kann der Intel-Chip im Test mit 3D Studio Max zeigen, was in ihm steckt. Die Software ist nicht nur SSE2-optimiert, sondern bietet auch Unterstützung für Intels Hyperthreading. Die Resultate sprechen für sich: Während der Athlon 64 bei weniger komplexen Szenen (3dsmax) noch mithalten kann, liegt der Vorsprung der Intel-Prozessoren bei den anderen Tests bei bis zu 31 Prozent.


Auch bei der zweiten Workstation-Applikation ist der Pentium 4 der Sieger. Der Vorsprung ist jedoch nicht mehr ganz so gravierend wie bei 3D Studio Max. Meist liegen nur wenige Prozentpunkte Unterschied zwischen den Chips.

Die Szene Radiosity Reflective kann der P4 allerdings 18 Prozent schneller rendern als der Athlon. Hier zeigt sich, dass es bei Leistungstests darauf ankommt, mehrere Szenen auszuwählen, um eine entsprechende Aussage über die Leistungsfähigkeit einer CPU treffen zu können.


Das Erstellen eines Videos mit Video Studio 8 von Ulead gelingt dem Athlon 64 am schnellsten. Gegenüber den Intel-Prozessoren können die AMD-Chips einen Vorsprung von fünf bis acht Prozent erzielen.


Im Vergleich zu Video Studio 8 beschränkt sich TMPGEnc 3.0 Express im Wesentlichen auf die Umwandlung von Videos. Diese Aufgabe erledigt die Software auch deutlich schneller als das mit vielen Video-Schnittfunktionen versehene Video Studio 8.

Als eine der wenigen Software-Pakete unterstützt TMPGEnc 3.0 Express sämtliche Funktionen des Pentium 4. Neben SSE2 und Hyperthreading wird auch die SSE3-Einheit genutzt. Demzufolge steht der Athlon 64 auf verlorenem Posten. Mit bis zu 36 Prozent Abstand können die AMD-Chips bei diesem Test nicht mit der Konkurrenz mithalten.

Im Test mit der DVD-Kopier-Software PowerDVD Copy sieht es wieder anders aus. Bei diesem Test sind die Athlon-CPUs zwischen drei und sechs Prozent schneller als die Intel-Konkurrenz.


Der letzte Video-Test mit Power Director 3 zeigt ein differenziertes Leistungsbild. Bei der Erstellung eines MPEG1-Videos sind die Athlon-Prozessoren bis zu 10 Prozent schneller. Bei allen anderen Test liegen die Intel-Prozessoren in Führung.


Nach den vielen Tests bleibt nun die Frage: Welche ist die schnellste CPU? Die Antwort darauf ist abhängig von der verwendeten Software. Ein eindeutiger Sieger lässt sich generell nicht ausmachen.

Während der Athlon 64 bei herkömmlichen Office-Anwendungen, Internet und 3D-Spiele Vorteile hat, kann der Pentium 4 dank immer beser angepasster Software vor allem bei 3D- und Video-Rendering klar punkten. Auch die Multitasking-Tests zeigen insgesamt einen Vorteil für Intels Pentium 4. Die bessere Performance der Athlon-Prozessoren bei 3D-Spielen wird auch durch erste Benchmarks[3] des in Kürze erwarteten Ego-Shooters Doom 3 bestätigt.

Bei den Anschaffungskosten hat der Athlon 64 einen klaren Vorteil. Die Spitzenchips von AMD und Intel liegen zwar in etwa auf gleichem Niveau, die Systemkosten sind bei Intel mit DDR2-Speicher allerdings deutlich höher. Der Preis-Unterschied zwischen Systemen mit Athlon 3500+ und Pentium 4 550 ist sogar noch größer, weil der Athlon gut 70 Euro günstiger zu haben ist als der Pentium 4 mit 3,4 GHz.

Auch die Folgekosten sollte man nicht außer Acht lassen. Ein Pentium-4-System verbraucht im Ruhezustand ungefähr 60 bis 70 Watt mehr Strom. Relativ sind es bis zu 89 Prozent mehr Energie, die das P4-System benötigt. Übers Jahre gerechnet ist ein vergleichbares Athlon-System gut 30 Euro günstiger im Unterhalt. Als einzelner Rechner in einem Haushalt ist diese Differenz sicherlich nicht ausschlaggebend. Bei größeren Unternehmen mit mehreren Tausend PCs kommen da schon ganz andere Summen zusammen.

Für den Athlon spricht auch das integrierte NX-Feature, das in Verbindung mit dem Service Pack 2 (erscheint voraussichltich Ende August) Schutz vor bestimmten Viren bietet. Intel hat allerdings angekündigt, dass der Pentium 4 noch in diesem Jahr ebenfalls mit dem NX-Feature ausgestattet werden soll. Die 64-Bit-Fähigkeit der Athlon-Chips stellt unter Windows derzeit keinen Vorteil dar. Windows XP soll erst im Laufe von 2005 diese Funktion unterstützen.

URLs in diesem Artikel:
[1] = http://web.zdnet.de/techexpert/artikel/tests/cpu/200011/internetcpu02_00-wc.html
[2] = http://www.sportplanet.com/emac/rh/index.html
[3] = http://www.anandtech.com/cpuchipsets/showdoc.aspx?i=2149&p=7