Intel Sandy Bridge

Intel veröffentlicht neue Prozessoren meist im jährlichen Rhythmus nach dem sogenannten Tick-Tock-Modell. Ein Tick steht dabei für die Verkleinerung der Strukturbreite einer bestehenden Mikroarchitektur, wie es vor einem Jahr bei den damals neuen Core i3/i5/i7-Modellen für den Sockel 1156 der Fall war. Bei diesen CPUs fand weiterhin die Nehalem-Mikroarchitektur Verwendung, die vor gut zwei Jahren mit den ersten Core-i7-Modellen für den Sockel 1366 eingeführt worden war. Die Strukturbreite der Siliziumchips schrumpfte aber von 45 auf 32 Nanometer (»Tick«). Folglich steht dieses Jahr wieder ein »Tock« an, also eine neue Mikroarchitektur. Und die hört auf den Codenamen »Sandy Bridge«, die offiziellen Prozessorbezeichnungen folgen weiterhin dem gewohnten Core-i-Schema.

Die darauf folgenden Modellnummern sind nun aber vier- statt dreistellig, wobei die erste Ziffer immer eine »2« ist (als Kürzel für die zweite Core-i-Generation mit Sandy-Bridge-Mikroarchitektur). Allerdings ist das Namensschema alles andere als intuitiv, denn neben der Serienbezeichnung Core i3/i5/i7 und der vierstelligen Modellnummer tragen einige Varianten auch noch einen angehängten Buchstaben wie »K« (freier Multiplikator«), »S« (geringerer Stromverbrauch mit 65 statt 95 Watt Verlustleistung) und »T« (nochmals niedrigerer Stromverbrauch mit maximal 45 Watt).

Ein Beispiel: Der Core i5 2500K arbeitet wie das Standardmodell mit 3,3 GHz, besitzt aber einen freien Multiplikator, der das ernsthafte Übertakten einer Sandy Bridge-CPU zum jetzigen Zeitpunkt überhaupt erst ermöglicht (mehr dazu später). Der Core i5 2500S hat eine maximale Verlustleistung von 65 statt 95 Watt, arbeitet aber nur mit 2,7 statt 3,3 GHz Standardtakt, die »S«-Variante wiederumbesitzt eine TDP von nur 45 Watt, taktet aber nur mit 2,3 GHz. Die trotz deutlich niedrigerem Standardtakt gleiche Modellbezeichnung, also Core i5 2500, rechtfertigt Intel mit dem zumindest beim i5 2500S noch identisch hohen maximalen Turbotakt von 3,7 GHz. Der Core i5 2500T erreicht aber selbst mit Turbo maximal 3,3 GHz, was die Modellbezeichnung unserer Meinung nach nicht rechtfertigt. Die Verwirrung komplett machen CPUs wie der Core i5 2390T, der anders als die restlichen i5-Modelle nur zwei statt vier Rechenkerne besitzt (siehe Modellübersicht). Ob Absicht dahinter steckt oder das genaue Gegenteil davon verantwortlich für die verwirrende Namensgebung ist, konnte (oder wollte) Intel uns nicht verraten.

Modellübersicht

Die Markteinführung von Sandy Bridge fällt ziemlich umfassend aus: Den Anfang machen die mittlerweile erhältlichen Quad-Core-Modelle, die Sie als Core i5 2xxx und Core i7 2xxx im Handel finden. Den Unterschied zwischen i5 und i7 macht die virtuelle Kernverdoppelung »Hyperthreading« aus. Dual-Core-Modelle sollen als Core i3 im Februar folgen. Prozessoren mit sechs Kernen sind vorerst nicht geplant, die gibt es vorerst weiterhin ausschließlich für den altbekannten (und teuren) High-End-Sockel 1366. Wie der von etwa 100 bis 300 Euro reichende Preisbereich der Sandy-Bridge-CPUs verrät, sind die Neulinge für die Einsteiger- bis obere Mittelklasse gedacht und ersetzen die erste Core-i-Generation, die bislang im Sockel 1156 zu Hause war.

Modell	Kerne / Threads	Takt / Turbo (SC/DC/QC)	L3-Cache	GPU	GPU-Takt / Turbo	TDP	Ca. Preis
Core i7-2600K	4 / 8	3,4 GHz 3,8 GHz 3,7 GHz 3,5 GHz	8 MB	HD 3000	850 MHz 1.350 MHz	95 W	310 €
Core i7-2600	4 / 8	3,4 GHz 3,8 GHz 3,7 GHz 3,5 GHz	8 MB	HD 2000	850 MHz 1.350 MHz	95 W	280 €
Core i7-2600S	4 / 8	2,8 GHz 3,8 GHz 3,7 GHz 2,9 GHz	8 MB	HD 2000	850 MHz 1.350 MHz	65 W	300 €
Core i5-2500K	4 / 4	3,3 GHz 3,7 GHz 3,6 GHz 3,4 GHz	6 MB	HD 3000	850 MHz 1.100 MHz	95 W	210 €
Core i5-2500	4 / 4	3,3 GHz 3,7 GHz 3,6 GHz 3,4 GHz	6 MB	HD 2000	850 MHz 1.100 MHz	95 W	190 €
Core i5-2500S	4 / 4	2,7 GHz 3,7 GHz 3,6 GHz 2,8 GHz	6 MB	HD 2000	850 MHz 1.100 MHz	65 W	210 €
Core i5-2500T	4 / 4	2,3 GHz 3,3 GHz 3,2 GHz 2,4 GHz	6 MB	HD 2000	650 MHz 1.250 MHz	45 W	220 €
Core i5-2400	4 / 4	3,1 GHz 3,4 GHz 3,3 GHz 3,2 GHz	6 MB	HD 2000	850 MHz 1.100 MHz	95 W	180 €
Core i5-2400S	4 / 4	2,5 GHz 3,3 GHz 3,2 GHz 2,6 GHz	6 MB	HD 2000	850 MHz 1.100 MHz	65 W	200 €
Core i5-2300	4 / 4	2,8 GHz 3,1 GHz 3,0 GHz 2,9 GHz	6 MB	HD 2000	850 MHz 1.100 MHz	95 W	170 €
Core i5-2390T	2 / 4	2,7 GHz 3,5 GHz 3,1 GHz	3 MB	HD 2000	650 MHz 1.100 MHz	35 W	k.A.
Core i3-2120	2 / 4	3,3 GHz kein Turbo	3 MB	HD 2000	850 MHz 1.100 MHz	65 W	140 €
Core i3-2100	2 / 4	3,1 GHz kein Turbo	3 MB	HD 2000	850 MHz 1.100 MHz	65 W	120 €
Core i3-2100T	2 / 4	2,5 GHz kein Turbo	3 MB	HD 2000	650 MHz 1.100 MHz	35 W	k.A.

Neuer Sockel, neue Mainboards

Die schlechte Nachricht: Der nur knapp eineinhalb Jahre alte Sockel 1156 wird bereits wieder hinfällig, denn die Sandy-Bridge-CPUs passen nicht hinein. Stattdessen benötigen Sie den äußerlich annähernd identischen Sockel 1155. Um Verwechselungen bei den CPUs und Mainboards auszuschließen, sitzen die zwei Einkerbungen am Prozessor und die passenden Nasen am Sockel bei Sandy-Bridge-CPUs und dem Sockel 1155 an anderer Stelle als beim Sockel 1156. Die gute Nachricht: Da die Löcher im Mainboard für die Kühlerbefestigung identisch sind, passen Sockel-1156-Kühler auch auf den Sockel 1155, so dass bereits ein großes Angebot an unterschiedlichen Kühlaggregaten erhältlich ist.

Eventuell noch dieses Frühjahr soll zudem ein Z68-Chipsatz erscheinen, der sowohl Grafikausgänge als auch Crossfire und SLI sowie die erweiterten Übertaktungsfunktionen unterstützt. Beim Arbeitsspeicher bleibt dagegen alles beim Alten: DDR3-RAM bis DDR3-1333 wird offiziell unterstützt, schnellere Speichermodule lassen sich aber ebenfalls nutzen.

Übertakten eingeschränkt

Übertakten ist bei den Sandy-Bridge-CPUs nicht mehr so einfach möglich, zumindest bei allen Modellen außer den »K«-Varianten mit frei einstellbarem Multiplikator. Bei allen anderen Modellen können Sie nicht mehr so einfach wie bisher den Referenztakt erhöhen, da jetzt fast alle Komponenten von diesem abhängen. Nicht nur Prozessor und Arbeitsspeicher, auch die PCI-Express-Slots, SATA-Anschlüsse und so weiter werden durch eine Erhöhung beeinflusst und machen das System so bereits nach Steigerungen von wenigen Megahertz instabil. Die einzige Möglichkeit, die Intel Besitzern von Modellen ohne »K«-Zusatz im Zusammenspiel mit dem P67-Chipsatz bietet, ist eine Erhöhung des maximalen Turbotaktes um höchstens 400 MHz. Im Detail: ein Core i5 2500 arbeitet standardmäßig mit 3,3 GHz, der Turbo legt in der Standardeinstellung maximal 400 MHz oben drauf. Dieses Limit können Sie nun um weitere 400 MHz erhöhen. Das heißt, der Core i5 2500 arbeitet je nach Kernauslastung mit 3,3 GHz plus 400 MHz übertaktetem Turbo plus der gewöhnlichen Turbosteigerung von 100 bis 400 MHz. Bei Belastung aller vier Kerne schafft der Core i5 2500 so bis zu 3,8 GHz (3,3 GHz + 400 MHz + 100 MHz). Allerdings nicht als Standardtakt, sondern nur als Turbofrequenz, die hauptsächlich von einer adäquaten Kühlung abhängt.

Integrierte Grafik

Doch was bringt die Sandy-Bridge-Mikroarchitektur Neues gegenüber den Vorgängern? Das Auffallendste ist sicherlich die Integration einer Grafikeinheit in den gleichen Siliziumchip wie die eigentliche CPU. Bei den Vorgängern saß diese noch als separater (und mit höherer Strukturbreite gefertigter) Chip neben dem Prozessor (siehe Bilder). Mittlerweile unterstützt die Einheit zudem DirectX 10.1 und HDMI 1.4a für die Wiedergabe von 3D-Filmen. Technisch gesehen sollten die meisten aktuellen Titel problemlos starten, allerdings hatte Intels Grafiktreiber in der Vergangenheit vor allem bei Spielen noch viele Probleme. Es gibt zwei Varianten der integrierten Einheit: Die schnellere HD-3000-Grafik, die bei den Desktop-Prozessoren ausschließlich in Core i7 2600K und i5 2500K sowie in allen Notebook-Modellen steckt und die nur halb so schnelle HD 2000. Wunder dürfen Sie allerdings selbst von der HD 3000 keine erwarten. So gilt nach wie vor: Wer gerne spielt, kommt um eine separate Grafikkarte keinesfalls herum.

Technik im Detail

Neben der integrierten Grafik hat Intel bei Sandy Bridge vor allem die Effizienz verbessert, so dass die Rechenwerke schneller mit Arbeit beliefert werden und diese zügiger erledigen können. Der Kern selbst hat sich seit dem äußerst erfolgreichen Core 2 kaum verändert. Außerdem arbeitet der für Spiele wichtige L3-Cache bei Sandy Bridge nun mit vollem CPU-Takt und geringerer Latenz und ist über eine sehr schnelle Datenleitung (»Ring Bus«) mit den Kernen und der Grafikeinheit verbunden. Das sorgt für sehr schnelle Kommunikation der einzelnen Komponenten untereinander und erspart einige der vergleichsweise langsamen Zugriffe auf den Arbeitsspeicher. Neu hinzugekommen sind ebenfalls die sogenannten AVX-Befehle (»Advanced Vector Extensions«) mit bis zu 256 Bit Breite. Als Nachfolger des SSE4-Befehlssatzes (maximal 128 Bit) können die AVX-Befehle vor allem Multimedia-Anwendungen deutlich beschleunigen, laut Intel sollen bis zu 30 Prozent mehr Leistung drin sein. Allerdings benötigen sie dafür entsprechend programmierte Software. Windows 7 unterstützt AVX mit dem in Kürze erwarteten Service Pack 1, passende Software dürfte erfahrungsgemäß aber noch auf sich warten lassen. Eventuell geht es diesmal aber etwas schneller, da auch AMD mit der noch dieses Jahr kommenden Bulldozer-Architektur die AVX-Erweiterung unterstützen wird.

Turbo 2.0 und Hyperthreading

Ein alter Bekannter ist dagegen Hyperthreading, das alle Dual-Core-Modelle von Sandy Bridge sowie die Core-i7-Reihe mitbringen. Hyperthreading gaukelt dem Betriebssystem pro Rechenkern einen weiteren virtuellen Kern vor und kann so in Anwendungen, die von vielen Kernen profitieren, einen spürbaren Leistungsvorteil bringen. In Spielen bringt die Technik meist nichts. Vor allem bei Quad-Core-CPUs, die dank Hyperthreading acht Aufgaben (»Threads«) parallel abarbeiten können, kostet der erhöhte Verwaltungsaufwand in Spielen häufig sogar ein paar Prozentpunkte Leistung. Bei Dual-Core-CPUs hat Hyperthreading heute dagegen auch für Spieler einen kleinen Vorteil, da viele Titel mittlerweile auf mehr als zwei Kerne optimiert sind. Dazu kommt die bekannte Turbo-Funktion, die den Takt der Kerne abhängig von der CPU-Auslastung spürbar erhöht. Wird beispielsweise nur ein Kern ausgelastet, legt der Turbo gleich 400 MHz drauf – der Core i7 2600 arbeitet dann mit satten 3,8 GHz. Bei Auslastung von zwei Kernen sind es immer noch 3,7 GHz und bei Last auf allen vier Kernen rechnet die CPU noch 100 MHz schneller als von Intel angegeben.

In den Tests unserer Schwesterpublikation Gamestar war die Turbofunktion praktisch durchgehend aktiv und liefert so kosten- und aufwandslose Mehrleistung, einzig im Mainboard-Bios muss der Turbo aktiviert sein. Allerdings bleibt der reale Leistungsgewinn relativ gering, da bei Standardtaktraten von spürbar über 3,0 GHz selbst 300 oder 400 MHz Taktaufschlag prozentual nur ein kleiner Aufschlag sind. Bei den stromsparenden »S«- und »T«-Varianten sowie den Notebook-Chips macht sich der Turbo mit bis zu 1,0 GHz Taktsteigerung aber deutlicher bemerkbar. Anders als bei den Vorgängern kann die Funktion abhängig von der Auslastung der CPU-Kerne jetzt auch die integrierte Grafik übertakten. Und sogar die vorgegebene Verlustleistung (»TDP«) überschreitet der neue Turbo 2.0 kurzfristig, da es eine Weile dauert, bis sich der höhere Takt und die stärkere Spannung in Wärme umwandeln. Laut Intel dient das temporäre Überschreiten der eigentlich vorgegebenen Verlustleistung dazu, kurzfristige Auslastungsspitzen abzufangen, um so den Eindruck zu vermeiden, dass System sei komplett ausgelastet.

Anwendungs-Benchmarks

Nur in konsequent auf Multi-Core-CPUs getrimmten Anwendungen wie dem Cinebench rechtfertigt der Sechskerner, der dank Hyperthreading zwölf Threads parallel bearbeiten kann, seinen extremen Preis einigermaßen und liegt mit 8,8 Punkten weit vor dem Core i7 2600K mit 6,8 Punkten. Auch beim Encodieren eines HD-Videos mit dem x264-HD-Benchmark liegt der Sechskerner mit 49,7 fps spürbar vor dem Core i7 2600K mit 35,7 fps und dem Phenom II X6 1100T mit 31,3 fps.

Stromverbrauch

Neben der enormen Spiele- und Anwendungsleistung gefällt uns auch der Stromverbrauch der überarbeiteten Sandy-Bridge-Architektur. Im Leerlauf unter Windows genehmigt sich unser Testsystem insgesamt 88,0 (i7 2600K) beziehungsweise 86,0 Watt (i5 2500K). Das liegt auf einem Niveau mit dem Vorgänger i7 870 (85,0 Watt), aber deutlich unter dem Phenom II X6 1100T mit 114,0 Watt und dem Core i7 980X mit 115,0 Watt. Unter Last in Spielen (in unserem Test das CPU-hungrige Anno 1404) übersteigt der Stromverbrauch mit 261,0 und 241,0 Watt bei Core i7 2600K beziehungsweise i5 2500K jedoch den des Vorgängers i7 870 mit 211,0 Watt. Der Phenom II X6 1100T genehmigt sich mit 287,0 Watt nochmals mehr, die ungeschlagenen Energieverschwender sind aber die Sockel-1366-CPUs mit 323,0 (i7 980X) und 332,0 Watt (i7 975XE), so dass man Intel nur gratulieren kann – eine deutlich höhere Leistung bei nach wie vor niedrigerem Stromverbrauch zeichnet die von uns getesteten Sandy-Bridge-CPUs aus.

Fazit

Unterm Strich kann man Intels neuesten Streich nur empfehlen. Die Sandy-Bridge-Plattform kostet nicht mehr als die Sockel-1156-Vorgänger, der Energieverbrauch ist in etwa gleich geblieben, die Leistung und die technische Features deutlich besser. So gut sogar, dass nur die schnellsten und teuersten CPUs der Vorgängergeneration leistungsmäßig bei der neuen Mittelklasse einigermaßen mithalten können, dabei aber deutlich mehr Strom verbraten.

AMD muss sich warm anziehen, denn die Leistungskrone gehört mit Sandy Bridge eindeutig wieder Intel. Und zwar nicht nur wie zuvor im teuren High-End-Segment mit dem Sockel 1366, sondern auch im Preisbereich knapp unter 200 Euro. Nur im Segment bis 150 Euro bietet AMD nach wie vor das eindeutig bessere Preis-Leistungs-Verhältnis und liefert bereits ab 120 Euro sehr leistungsfähige Quad-Core-CPUs wie den Phenom II X4 955.

Dieser Artikel basiert auf einem Beitrag der CW-Schwesterpublikation Gamestar.