Launch-Analyse: Intel Ivy Bridge

Dienstag, 24. April 2012

/ von Leonidas

Fünfzehn Monate nach Sandy Bridge bringt Prozessorenbauer Intel mit "Ivy Bridge" nun den Refresh zu Sandy Bridge auf den Markt: Eine neue Prozessoren-Architektur basierend auf demselben Grundprinzip wie Sandy Bridge, nur leicht getweakt und in neuer, kleinerer Fertigung für denselben Sockel 1155 und damit dasselbe Mainboard-Ökosystem wie bei Sandy Bridge. Aufgrund überall kleinerer Verbesserungen und dann mittels der neuen Fertigung sowie der deutlich besseren Grafiklösungen auch zwei größeren Verbesserungen ersetzt Ivy Bridge Sandy Bridge durchgehend – es gibt faktisch kein Feld, wo Ivy Bridge nicht überlegen wäre, auch wenn der Abstand generell eher gering ist.

Der größte augenscheinliche Unterschied liegt in der Herstellung, wo Intel erstmals die 22nm-Fertigung einsetzt und damit die Chip-Fläche nochmals weiter schrumpfen konnte. Lag das größte Sandy-Bridge-Die noch bei 216mm², liegt das größte Ivy-Bridge-Die bei 160mm² – ergo 26 Prozent weniger Chip-Fläche trotz deutlich verbesserter Grafikeinheit. Dies macht die Intel-Prozessoren nochmals (für Intel) profitabler, mittels dieser Die-Größe liegt man im Bereich der Die-Größe eines Mainstream-Grafikchips (AMDs RV840/Juniper der Radeon HD 5700/6700 Serie hat 166mm²), welcher einzeln für runde 40 Dollar (schon mit Gewinn) verkauft wird – und Intel kann für einen Großteil seines Angebots viel höhere Preise verlangen (wobei der Direktvergleich zwischen einem Intel-Prozessoren und einem Grafikchip nur grob erfolgen sollte, sind die Fertigungsverfahren doch zu unterschiedlich).

	Technik	Fertigung
Llano 2C	Sockel FM1, 2 Kerne, 1 MB Level2-Cache pro Kern, kein Level3-Cache, DualChannel-Speicherinterface bis DDR3/1866, kein PCI Express Interface, integrierte HD6410D-Grafik	758 Millionen Transistoren auf unbekannter Chip-Fläche in 32nm
Llano 4C	Sockel FM1, 4 Kerne, 1 MB Level2-Cache pro Kern, kein Level3-Cache, DualChannel-Speicherinterface bis DDR3/1866, kein PCI Express Interface, integrierte HD6550D-Grafik	1450 Millionen Transistoren auf 228mm² Chip-Fläche in 32nm
Bulldozer	Sockel AM3+, 8 Kerne in 4 Modulen, 2 MB Level2-Cache pro Modul, 8 MB Level3-Cache insgesamt, DualChannel-Speicherinterface bis DDR3/1866, kein PCI Express Interface, keine Grafik	1200 Millionen Transistoren auf 315mm² Chip-Fläche in 32nm
Sandy Bridge 2C+GT1	Sockel 1155, 2 Kerne + HyperThreading, 256 kByte Level2-Cache pro Kern, 3 MB Level3-Cache insgesamt, DualChannel-Speicherinterface bis DDR3/1333, PCI Express 2.0 x16, integrierte HD2000-Grafik	504 Millionen Transistoren auf 131mm² Chip-Fläche in 32nm
Sandy Bridge 2C+GT2	Sockel 1155, 2 Kerne + HyperThreading, 256 kByte Level2-Cache pro Kern, 3 MB Level3-Cache insgesamt, DualChannel-Speicherinterface bis DDR3/1333, PCI Express 2.0 x16, integrierte HD3000-Grafik	624 Millionen Transistoren auf 149mm² Chip-Fläche in 32nm
Sandy Bridge 4C	Sockel 1155, 4 Kerne + HyperThreading, 256 kByte Level2-Cache pro Kern, 8 MB Level3-Cache insgesamt, DualChannel-Speicherinterface bis DDR3/1333, PCI Express 2.0 x16, integrierte HD3000-Grafik	1160 Millionen Transistoren auf 216mm² Chip-Fläche in 32nm
Sandy Bridge E	Sockel 1356 & 2011, 8 Kerne + HyperThreading, 256 kByte Level2-Cache pro Kern, 20 MB Level3-Cache insgesamt, QuadChannel-Speicherinterface bis DDR3/1600, PCI Express 3.0 x40, keine Grafik	2270 Millionen Transistoren auf 435mm² Chip-Fläche in 32nm
Ivy Bridge 4C	Sockel 1155, 4 Kerne + HyperThreading, 256 kByte Level2-Cache pro Kern, 8 MB Level3-Cache insgesamt, DualChannel-Speicherinterface bis DDR3/1600, PCI Express 3.0 x16, integrierte HD4000-Grafik	1400 Millionen Transistoren auf 160mm² Chip-Fläche in 22nm

Zu dem vorgenannten größten Ivy-Bridge-Die sollen dann noch drei weitere Dies hinzukommen: Ein Vierkern-Die mit kleinerer HD2500-Grafiklösung sowie ein Zweikern-Die mit HD4000-Grafiklösung und ein Zweikern-Die mit HD2500-Grafiklösung. Derzeit hat Intel aber noch keine Daten zu diesen weiteren Dies veröffentlicht, vermutlich entstammen anfänglich alle Ivy-Bridge-Prozessoren auch erst einmal diesem größten Die mit vier Rechenkernen und HD4000-Grafiklösung, wobei dann je nach Bedarf für die einzelnen Ivy-Bridge-Prozessoren diverse Chipteile deaktiviert werden. Das Zweikern-Programm von Ivy Bridge folgt dann wie bekannt später zu einem allerdings noch ungewissem Termin im Sommer oder Herbst.

(Desktop)	Kerne	Taktraten	L3	integrierte Grafik	TDP	Listenpreis	Release
Core i7-3770K	4 + HT	3.5 GHz (TM 3.9 GHz)	8MB	HD4000 @ 650 MHz (TM 1150 MHz)	77W	313$	29. April
Core i7-3770	4 + HT	3.4 GHz (TM 3.9 GHz)	8MB	HD4000 @ 650 MHz (TM 1150 MHz)	77W	278$	29. April
Core i7-3770S	4 + HT	3.1 GHz (TM 3.9 GHz)	8MB	HD4000 @ 650 MHz (TM 1150 MHz)	65W	278$	29. April
Core i7-3770T	4 + HT	2.5 GHz (TM 3.7 GHz)	8MB	HD4000 @ 650 MHz (TM 1150 MHz)	45W	278$	29. April
Core i5-3570K	4	3.4 GHz (TM 3.8 GHz)	6MB	HD4000 @ 650 MHz (TM 1150 MHz)	77W	212$	29. April
Core i5-3570	4	3.4 GHz (TM 3.8 GHz)	6MB	HD2500 @ 650 MHz (TM 1150 MHz)	77W	194$	29. April
Core i5-3550	4	3.3 GHz (TM 3.7 GHz)	6MB	HD2500 @ 650 MHz (TM 1150 MHz)	77W	194$	29. April
Core i5-3550S	4	3.0 GHz (TM 3.7 GHz)	6MB	HD2500 @ 650 MHz (TM 1150 MHz)	65W	194$	29. April
Core i5-3450	4	3.1 GHz (TM 3.5 GHz)	6MB	HD2500 @ 650 MHz (TM 1100 MHz)	77W	174$	29. April
Core i5-3450S	4	2.8 GHz (TM 3.5 GHz)	6MB	HD2500 @ 650 MHz (TM 1100 MHz)	65W	174$	29. April

(Mobile)	Kerne	Taktraten	L3	integrierte Grafik	TDP	Listenpreis	Release
Core i7-3920QM	4 + HT	2.9 GHz (TM 3.8 GHz)	8MB	HD4000 @ 650 MHz (TM 1300 MHz)	55W	1096$	29. April
Core i7-3820QM	4 + HT	2.7 GHz (TM 3.7 GHz)	8MB	HD4000 @ 650 MHz (TM 1250 MHz)	45W	568$	29. April
Core i7-3720QM	4 + HT	2.6 GHz (TM 3.6 GHz)	6MB	HD4000 @ 650 MHz (TM 1250 MHz)	45W	378$	29. April
Core i7-3615QM	4 + HT	2.3 GHz (TM 3.3 GHz)	6MB	HD4000 @ 650 MHz (TM 1200 MHz)	45W	?	29. April
Core i7-3612QM	4 + HT	2.1 GHz (TM 3.1 GHz)	6MB	HD4000 @ 650 MHz (TM 1100 MHz)	35W	?	29. April
Core i7-3610QM	4 + HT	2.3 GHz (TM 3.3 GHz)	6MB	HD4000 @ 650 MHz (TM 1100 MHz)	45W	?	29. April

Dabei konnte Intel in die kleinere Chipfläche trotzdem noch runde 240 Millionen Transistoren mehr packen, welche für kleinere Verbesserungen an der reinen CPU-Architektur und primär für die verbesserte Grafiklösung benutzt wurden. Im konkreten sehen die Unterschiede zwischen Sandy Bridge und Ivy Bridge damit folgendermaßen aus:

verbesserte Pro/MHz-Leistung
Durch kleinere Verbesserungen an der CPU-Architektur konnte Intel nochmals ca. 4 Prozent mehr Pro/MHz-Leistung herausholen. Unter Einbeziehung des TurboMode – welcher unter Ivy Bridge ebenfalls verbesserte wurde und aufgrund der niedrigeren Verlustleistung wohl auch häufiger anliegt – liegt der Pro/MHz-Gewinn sogar bei ca. 7 Prozent.
offizieller Support für DDR3/1600
Bisher hatten die allermeisten Sandy-Bridge-Modelle nur offiziellen Support für DDR3/1333 (im Mobile-Bereich gab es auch einige Sandy-Bridge-Prozessoren mit DDR3/1600). Für den Retail- und Enthusiasten-Markt spielt dies allerdings keine große Rolle, denn natürlich kann man DDR3/1600 und besser auch schon auf entsprechend vorbereiteten Sandy-Bridge-Mainboards einsetzen. Der bessere offizielle Speichersupport von Ivy Bridge wird wenn dann nur im OEM-Segment bei Komplettrechnern eine Wirkung haben können.
PCI Express 3.0 Interface
PCI Express 3.0 ergibt eine verdoppelte Bandbreite zur Grafikkarte, sofern diese jenen Standard auch unterstützt (AMD Southern Islands und nVidia Kepler) und das Mainboard dafür entsprechend freigegeben ist (nur Mainboard mit 7er Chipsätzen, bei Mainboards mit 6er Chipsätze nur wenige neuere Modelle). Der Performanceffekt ist im SingleChip-Betrieb jedoch bedenkenlos negierbar, da klar unterhalb eines Prozentpunkts. Interessant ist PCI Express 3.0 eher nur für MultiChip-Systeme, wobei aufgrund der Limitationen der 7er Mainboards bei Ivy Bridge nur der ZweiChip-Betrieb zu empfehlen ist, bei mehr Grafikchips wäre dann doch Sandy Bridge E mit seinen 40 PCI Express 3.0 Lanes zu empfehlen.
verbesserte Overclocking-Eignung
Bei den K-Modellen von Ivy Bridge steigt der maximale Multiplikator von x57 auf x63, zudem sollte natürlich auch die 22nm-Fertigung für eine bessere Übertaktungseignung sorgen. Letzteres trifft derzeit in der Praxis allerdings nur bei extremen Übertaktungsversuche zu, bei normalen Übertaktungen ist ähnlich wie bei Sandy Bridge bei ca. 4.5 GHz Schluß. Augenscheinlich nehmen unter den aktuell hergestellten Sandy-Bridge-Prozessoren die Verlustleistung sowie einzelne Hotspots auf dem Die unter Übertaktung schnell zu, womit im Hausgebrauch Ivy Bridge derzeit kein besserer Übertakter ist als Ivy Bridge. Möglicherweise verbessert sich dies noch im Laufe der weiteren 22nm-Fertigung bei Intel.
auf 77 Watt abgesenkte TDP
Die normalen Vierkern-Modelle von Ivy Bridge laufen dank der 22nm-Fertigung nunmehr mit einer TDP von 77 Watt – und nicht mehr 95 Watt wie noch bei Sandy Bridge. Hier liegt einer der größten Praxisgewinne von Ivy Bridge, welches trotz etwas höherer Performance und klar besserer Grafiklösung beachtbar weniger Strom verbraucht.
stark verbesserte integrierte Grafik
Bei Ivy Bridge hat Intel den Großteil der mehr aufgewendeten Transistoren in die integrierte Grafik investiert, welche nunmehr (erstmals bei Intel) DirectX 11 sowie einen nahezu winkelunabhängigen anisotropen Filter beherrscht. Wie bisher gibt es zwei Grafiklösungen: HD Graphics 2500 mit 6 Rechen- und einer Textureneinheit sowie HD 4000 mit 16 Rechen- und zwei Textureneinheiten (die Einheiten-Anzahlen sind aufgrund des völlig anderen Ansatzes nicht mit AMD oder nVidia vergleichbar). Insbesondere die HD Graphics 4000 sprintet dabei den bisherigen Intel-Grafiklösungen deutlich davon, erreicht allerdings weiterhin nur den dritten Platz gegenüber den integrierten Grafiklösungen von AMDs Llano.