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Intel Core i7 Extreme 965, 940 und 920 im Test (Bloomfield)

Autor: doelf - veröffentlicht am 03.11.2008 - Letztes Update: 06.11.2008
s.4/39

Uncore: Power Control Unit (PCU)
Der Energie-Controller (PCU) des Nehalem wird von Intel als CPU innerhalb der CPU bezeichnet. Er besitzt mehr Transistoren als ein 486er Prozessor und überwacht neben den digitalen Temperatursensoren auch die Stromstärke und den Stromverbrauch des Prozessors. Wie bei den bisherigen Core-Prozessoren wurde auch beim Nehalem eine Temperaturschwelle (TJunction) hinterlegt, welche nicht überschritten werden darf. Bevor die CPU-Temperatur das Niveau von TJunction erreicht, wird die Drehzahl des Lüfters bis zum Maximum gesteigert, danach startet der Prozessor mit dem Throtteling und setzt mehr und mehr Zyklen aus. Wird TJunction dennoch erreicht, erfolgt die Notabschaltung, um eine Beschädigung der CPU zu verhindern.


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Anders verhält es sich bei der maximalen Stromstärke und dem Stromverbrauch des Prozessors. Hier kann der Benutzer im BIOS des Mainboards - auf eigenes Risiko versteht sich - einen höheren Grenzwert hinterlegen. Sofern die gewählte Kühlung ausreicht und TJunction nicht erreicht wird, darf die CPU die vom Hersteller vorgegebene TDP überschreiten. Für den Core i7 Extreme 965 nennt Intel beispielsweise eine TDP von 130 Watt.


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Doch nicht jeder will zusätzlichen Strom verheizen, viele Kunden legen mehr Wert auf eine genügsame Architektur. Während der Ruhemodus C6 beim Penryn nur für Mobilplattformen geboten wurde, beherrschen beim Nehalem auch die Desktop- und Workstation-CPUs diesen besonders tiefen Ruhezustand. Im C6 verbraucht der Prozessor so gut wie keinen Strom, da hier selbst die Power Gates abgeschaltet und damit auch Leckströme unterbunden werden. Beim Nehalem besitzt folglich jeder Kern eine eigene Powerplane. So kann ein Kern arbeiten, während die drei weiteren bis in den C6 heruntergeschaltet werden. Beim Penryn teilten sich je zwei Kerne eine Powerplane und konnten den Zustand daher nicht unabhängig vom anderen Kern wechseln.

Die maximale Energieersparnis wird in dem Moment erreicht, wenn alle vier Kerne in den C6 eintreten, denn dann kann auch der Uncore in den Ruhemodus wechseln. Intel bezeichnet dies als "Package to C6". Zur weiteren Absenkung des Idle-Verbrauchs können auch die Speicher-, QPI- und PCI-Express-Anbindungen reduziert werden, die CPU kann auch dem Spannungswandler signalisieren, die Zahl der aktiven Phasen zu vermindern.

Uncore: Turbo Modus
Eng mit dem Power-Management ist auch der Turbo-Modus verbunden. Dieser unterscheidet sich deutlich vom Turbo Modus des mobilen Penryn, denn ab sofort steht diese Funktion auf allen Plattformen zur Verfügung. Beim Penryn wurde lediglich ein Kern um eine Multiplikatorstufe hochgetaktet, wenn der andere Kern unbelastet war. Der Nehalem erweist sich als deutlich flexibler und kann auch den Takt aller vier Kerne erhöhen, solange die maximale TDP eingehalten wird.


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Beim Core i7 920 und Core i7 940 kann der Takt aller Kerne um eine Stufe (= 133 MHz) angehoben werden. Sofern nicht alle Kerne aktiv sind, kann einer der Kerne um zwei Stufen (= 266 MHz) hochtakten. Dies funktioniert natürlich nur solange, wie sich Abwärme und Stromstärke innerhalb der spezifizierten Grenzen bewegen. Die Überwachung dieser Werte übernimmt der Energie-Controller (PCU).


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Beim Core i7 Extreme 965 lassen sich der maximale Multiplikator und die TDP-Grenze anheben. Wer noch mehr Leistung herauskitzeln will, kann zudem die CPU-Spannung und den Referenztakt steigern. Dieser Referenztakt liegt bei 133 MHz, so dass der mit 3,2 GHz getaktete Core i7 Extreme beispielsweise einen Multiplikator von 24 verwendet. Doch selbst wenn man sich innerhalb der von Intel spezifizierten TDP von 130 Watt bewegt, bedeutet dies keinesfalls, dass die Übertaktung gelingen wird. Wählten wir den Multiplikator zu hoch, sahen wir uns bereits beim Systemstart mit Abstürzen konfrontiert.

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Inhaltsverzeichnis:
  1. Einleitung: Ziele, Modelle und Preise

    Die Architektur:
  2. Uncore: Der Speicher-Controller (IMC)
  3. Core/Uncore: Cache-Architektur, TLB, Quick Path Interconnect (QPI)
  4. Uncore: Power Control Unit (PCU) und Turbo Modus
  5. Core: Hyperthreading (SMT), SSE 4.2 und Detailsverbesserungen

    Konfiguration und Anmerkungen
  6. Testkonfiguration #1
  7. Testkonfiguration #2 und Probleme, Crossfire und SLI

    Benchmarks: Synthetisch
  8. Benchmarks: SiSoft Sandra 2009 Arithmetik
  9. Benchmarks: SiSoft Sandra 2009 Multimedia
  10. Benchmarks: SiSoft Sandra 2009 Kryptographie
  11. Benchmarks: SiSoft Sandra 2009 Speicherbandbreite
  12. Benchmarks: SiSoft Sandra 2009 Mehrkerneffizienz
  13. Benchmarks: SiSoft Sandra 2009 Cache/Speicher: Latenz/Bandbreite

    Benchmarks: 3D/Profi
  14. Benchmarks: Cinebench 10 64-Bit: Rendering
  15. Benchmarks: POV-Ray 3.70 Beta 29 64-Bit: Raytracing

    Benchmarks: Kompression
  16. Benchmarks: 7-Zip 4.60 Beta: Benchmark
  17. Benchmarks: 7-Zip 4.60 Beta: Packen
  18. Benchmarks: WinRAR 3.80: Packen
  19. Benchmarks: WinAce 2.69: Packen

    Benchmarks: Multimedia
  20. Benchmarks: DivX 6.8.4: Video-Encoding
  21. Benchmarks: Nero Vision 9: Video-Encoding
  22. Benchmarks: Windows Movie Maker: Video-Encoding
  23. Benchmarks: Lame 3.98.2: Audio-Encoding
  24. Benchmarks: Audacity 1.3.5: Audio-Bearbeitung
  25. Benchmarks: OpenOffice.org 3.0.0: PDF-Export

    Benchmarks: 3D/Spiele
  26. Benchmarks: 3DMark06: CPU-Wertung
  27. Benchmarks: 3DMark06: Gesamtwertung
  28. Benchmarks: Assassin's Creed 1.02
  29. Benchmarks: Crysis
  30. Benchmarks: Crysis AAx4
  31. Benchmarks: Company Of Heroes 1.71
  32. Benchmarks: Company Of Heroes 1.71 AAx4
  33. Benchmarks: Call Of Juarez
  34. Benchmarks: Call Of Juarez AAx4

    Energieeffizienz und Übertaktung
  35. Stromverbrauch und Übertaktung #1
  36. Stromverbrauch und Übertaktung #2
  37. Stromverbrauch und Übertaktung #3
  38. Stromverbrauch und Übertaktung #4

    Bewertung
  39. Fazit
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