Vorstellung von CPU und Grafikkarte

Sonntag, 26. Juli 2009
 

Vorstellung der CPU:

Als Herzstück des Mini-ITX-Systems muss die CPU sowohl leistungsfähig sein, genügsam und zugleich günstig. Die folgende Tabelle beschreibt zwei CPUs unserer Auswahl.

Der Core2 Duo E6400 selbst ist nicht mehr erhältlich und wird von Modellen mit 3 MB Level2-Cache und Taktraten ab 2.66 GHz abgelöst (Core 2 Duo E7000 Serie). Sie sind ab 80 Euro erhältlich und sollten in etwa ähnliche Leistungswerte aufweisen, sind allerdings schon in 45nm gefertigt. Der Pentium E2220 bietet sich auf den ersten Blick natürlich als CPU für ein Mini-ITX-System an, liefert er dem Käufer immerhin 2.4 GHz, zwei Kerne und das zu einem sehr günstigen Preis.

Bei näherer Betrachtung fällt allerdings auf, dass der Level2-Cache ab Werk halbiert wurde, worunter auch die Assoziativität der Anbindung leidet. Zusammen führt dies zu einer Abnahme der Trefferwahrscheinlichkeit für Anfragen an den Level2-Cache und damit stark erhöhten Zugriffen auf den Hauptspeicher. Der verringerte FSB trägt seinen Anteil bei und platziert den Pentium E2220 spürbar unterhalb der Leistungsregion des Core 2 Duo.

Für den ein oder anderen User eines Mini-ITX-Systems mag bedeutend sein, dass der Pentium zudem nicht in der Lage ist, virtuelle Umgebungen in VMWare oder VirtualBox per Hardware zu beschleunigen, da die Hardware-Beschleunigung Intel VT bei dieser CPU nicht aktiviert ist. Der Weg über die reine Softwarelösung steht natürlich weiterhin frei. Nachfolgend eine Tabelle zu den Merkmalen beider Kandidaten:

CPU Core 2 Duo E6400 Pentium E2220
Prozess [nm] 65 65
Takt [MHz] 2,13 2,4
FSB [MHz] 266 200
L2-Cache [MB] 2 1
L2-Assoziativität 8 4
TDP [W] 65 65
Versorgungsspannung [V] 1,257 1,4
Übertaktet auf, bei - 3 GHz @ 1,4V
Preis CPU [oder aktuell vergleichbare] 80 Euro 48 Euro

Während der Testphase stellte der E6400 leider seinen Dienst ein, ein Ersatz war nicht rechtzeitig zu beschaffen. Das System wurde daher mit dem E2220 betrieben. Dieser wurde allerdings per FSB auf 3 GHz übertaktet. Die Spannung wurde nicht angehoben, befindet sie sich doch bereits mit 1.4V auf einem relativ hohen Niveau. Trotz der geringeren Leistungsfähigkeit ist somit eine höhere Wärmeabgabe zu erwarten, als dies für den E6400 oder aktuelle 45nm CPUs zu erwarten wäre.

Der Pentium E2220 markiert das untere Ende der Leistungsskala der Core-2-Architektur – sind dessen Ergebnisse ausreichend für Spiele, so lässt sich demnach nur gutes über die Alternativen folgern. Wie bereits angeführt, war eine Absenkung der Spannung nicht über das BIOS zu erreichen, Tools wie RMClock können hier Abhilfe schaffen, wobei fraglich bleibt, ob sich beim Pentium E2xxx eine Taktfrequenz von 3 GHz mit weniger als 1.4V erreichen läßt.

Natürlich steht es dem Käufer frei, sich für eine QuadCore-CPU zu entscheiden. Wichtigste Frage muss dabei allerdings sein, ob das Leistungsspektrum überhaupt ausgeschöpft werden kann und der Preis damit in Ordnung geht. Für Spiele ist dies noch nicht unbedingt der Fall.

Vorstellung Grafikkarte:

Für ein Spielesystem ist die Auswahl des Grafikchips natürlich jener Punkt, der später maßgeblich die Bandbreite an nutzbaren Spielen vorgibt. Aus langjähriger Erfahrung werden die meisten User instinktiv wissen, dass integrierte Grafikeinheiten starke Restriktionen bedeuten. Dies gilt vor allem für Intel-Chips, wie sie aus Notebooks, Netbooks oder den Atom-Systemen bekannt sind. Zwar schlägt der vorliegende GeForce 9300 IGP diese um Längen und gilt durchaus (in seinem Rahmen) als performante Lösung, im direkten Vergleich zu Desktopbaureihen wird er jedoch selbst von den billigsten Modellen düpiert.

Unsere Auswahl beschränkt sich auf Karten, die in etwa in der Preisregion unserer CPUs liegen. Zudem gilt es besondere Merkmale wie Wärmeentwicklung und Dimensionen zu beachten. Speziell für unser System ist der Platz auf 23cm Länge beschränkt und ermöglicht damit in der Regel keine Nutzung von Modellen der GeForce GTX Serie von Nvidia. Zum Einsatz kommt eine GeForce 9800 GT AMP! von Zotac, möglich wären jedoch auch die GeForce 9800 GTX+ (GeForce GTS 250) Modelle. Die nachfolgende Tabelle vergleicht die Merkmale des GeForce 9300 IGPs und der GeForce 9800 GT AMP!. Zusätzlich dienen Daten einer GeForce 9500 GT als Vergleichsbasis zum IGP.

Grafikkarte GeForce 9300 (IGP) GeForce 9500 GT GeForce 9800 GT AMP!
Grafikchip MCP7a G96 G92b
Prozess [nm] 55 65 55
Shader-Einheiten 16 32 112
Textur-Einheiten 8 16 56
ROP-Einheiten 4 8 16
Kerntakt [MHz] 450 700 700
Shadertakt [MHz] 1200 1750 1700
Pixel-Füllrate [Gpixel/s] 1,8 5,6 11,2
Texel-Füllrate [Gtexel/s] 3,6 11,2 39,2

Theoretische Leistung [GFLOPs/s] 28,8 89,6 313,6
Video-RAM [MB] shared 256 – 512 512 512
Speicheranbindung [Bit] 64 / 128 128 256
Speichertakt [MHz] wie System 800 1000
Speicherbandbreite [GB/s] wie System 25,6 64
Verbrauch Idle [W] N/A ca. 15 ca. 25
Verbauch Load [W] N/A ca. 35 ca. 120
Preis [€] N/A 50 80

Man erkennt unschwer, dass der GeForce 9300 IGP im MCP7a zwar für einen integrierten Chipsatz schnell sein mag, schon der Vergleich mit einer GeForce 9500 GT jedoch stark zugunsten letzterer ausfällt. Hier rächen sich die Einsparungen an Textureinheiten, Shader-ALUs und der Speicheranbindung. Allerdings kann der IGP immerhin mit theoretischen 28.8 GFlops/s an Rechenleistung aufwarten. Abhängig davon, wie viel tatsächlich durch CUDA mobilisiert werden kann, sind Leistungszuwächse bei entsprechenden Applikationen durchaus im Bereich des Möglichen.

Ohne Konkurrenz ist in diesem Vergleich die GeForce 9800 GT AMP! von Zotac oder deren größere Schwestermodelle. Für einen vertretbaren Preisaufschlag erhält man ein Vielfaches der Rechenleistung der GeForce 9500 GT in Spielen und CUDA-Applikationen. Im scharfen Gegensatz dazu steht natürlich die steigende Verlustleistung unter Belastung, wobei dieser Wert einfach geschluckt werden muss, da eine GeForce 9500 GT definitiv nicht leistungsfähig genug ist, um das System wie gewünscht anzutreiben. Nachteilig ist dies natürlich für die Auswahl des Netzteils, welches umso mehr zu leisten hat.

Die GeForce 9800 GT-AMP! selbst ist eine übertaktete Version der regulären GeForce 9800 GT, welche in Leistung und Funktion wiederum identisch zur früheren GeForce 8800 GT ist. Die Anbindung erfolgt über ein PCI Express 2.0 Interface, gekühlt wird die Karte durch das Referenzkühlsystem, das immerhin nur einen Slot bedarf und sich daher für das Mini-ITX-System eignet. Die Karte wird zusätzlich über einen 6-Pol-Anschluss aus dem Netzteil versorgt.