CPU-Meister dank sechs Kernen (ausführlicher Test)

Der "Core i7-980X" von Intel katapultiert die Rechenleistung von Desktop-CPUs in eine neue Dimension. Im Vergleich zum bisher schnellsten Prozessor, dem Intel Core i7-975 Extreme Edition, rechnet der Core i7-980X im Test unserer Kollegen von der PC-Welt bis zu 50 Prozent flinker. Hauptsächlich verantwortlich für die Leistungsexplosion sind die beiden zusätzlichen CPU-Kerne. Allerdings arbeitet Intels Sechskern-CPU bei allen Programmen, die nur einen Prozessorkern nutzen, etwas langsamer als der bisherige Rechenkönig. Auch hierfür sind die beiden Extrakerne direkt verantwortlich: Das Betriebssystem muss statt vier nun sechs CPU-Kerne verwalten und ansteuern. Das kostet jeden Prozessorkern bereits im Vorfeld etwas Rechenleistung.

Sensationell niedriger Energieverbrauch: Trotz der Leistungsexplosion verbraucht das Prozessor-Testsystem unter Volllast mit dem Core i7-980X nur 6 Watt mehr als mit dem Core i7-975. Möglich macht das die fortschrittliche Halbleiterfertigung von Intel. Beim Neuen schrumpft die Strukturbreite der Transistoren um rund 30 Prozent auf lediglich 32 Nanometer (= 0,000032 Millimeter). Die schmaleren Schaltkreise senken so den Stromverbrauch spürbar, ohne das der Prozessor die schon recht hohe Basistaktfrequenz von 3,33 GHz drosseln muss. Zudem sorgte der vergleichsweise moderate Stromverbrauch für eine faustdicke Überraschung bei der Energieeffizienzmessung (siehe Seite 3).

Virtueller Zwölfkernprozessor: Der Core i7-980X beherrscht die Technik Hyperthreading, die eine bessere Auslastung der Recheneinheiten ermöglicht. Dabei arbeitet jeder physikalische Rechenkern intern als Zweikernprozessor und gaukelt auch dem Betriebssystem statt einem zwei Kerne vor. Hyperthreading lässt sich im Bios ein- und ausschalten – sofern der Hauptplatinenhersteller einen entsprechenden Menüpunkt anbietet. Bei aktiviertem Hyperthreading kann er also bis zu zwölf Rechenaufgaben (Threads) gleichzeitig abarbeiten.

CPU mit Turbo: Auch der Core i7-980X unterstützt die automatische Übertaktungsfunktion "Turbo Boost". Dabei dürfen einzelne CPU-Kerne die Basistaktfrequenz von 3,33 GHz überschreiten. Um wie viele Taktschritte (à 133 MHz) der Turbo Boost die einzelnen Prozessorkerne beschleunigt, können Sie individuell im Bios einstellen. Der alles begrenzende Faktor ist dabei die maximale Kerntemperatur. Wird diese überschritten, schaltet sich der Prozessor augenblicklich ab, um den drohenden Hitzetod zu vermeiden. Mit einer leistungsfähigen Kühlung soll der Prozessor laut Aussagen von Übertaktungsprofis Taktfrequenzen von bis zu 4,4 GHz erreichen. Mit dem im Lieferumfang des Intel Core i7-980X enthaltenen Hochleistungs-Lüftkühler war im Übertaktungstest im PC-Welt-Labor bereits bei 3,87 GHz (für alle CPU-Kerne) das Ende der Fahnenstange erreicht.

Wenn Sie die Leistungsgrenze des Sechskerners ausloten wollen, haben Sie es mit drei weiteren begrenzende Faktoren zu tun: Kernspannung, Stromstärke und Verlustleistung. Beim Core i7-980X dürfen Sie diese Parameter ebenfalls im Bios einstellen – sofern der Hauptplatinenhersteller dies erlaubt. Verwenden Sie beim Core i7-980X die Standardeinstellungen des Turbo Boost, laufen bis zu zwei CPU-Kerne mit 3,6 GHz, wenn die restlichen Prozessorkerne kaum oder gar nicht ausgelastet sind. Sind drei oder mehr Kerne voll beschäftigt, schaltet der Core i7-980X die Frequenz nur noch um einen Taktschritt auf 3,47 GHz hoch.

Core i7 mit Extras: Als Extreme Edition darf der Core i7-980X auf exklusive Funktionen zurückgreifen. Der integrierte DDR3-Speichercontroller des Hexa-Cores steuert drei statt zwei Speicherkanäle parallel an. Offiziell freigegeben hat Intel DDR3-Module mit einem effektiven Speichertakt von 800 sowie 1.066 MHz. Damit beträgt der maximal mögliche Datendurchsatz zwischen CPU und Arbeitsspeicher theoretisch bis zu 25,5 GB/s. Einige Hersteller gehen bei ihren X58-Hauptplatinen deutlich über diese konservative Speicherspezifikation hinaus und erlauben Taktraten von regulär 1.333 MHz sowie 1.600, 1.866 oder gar 2.000 MHz für übertaktete Systeme.

Intel befreit die Extreme Edition auch vom Flaschenhals Front Side Bus (FSB), der bisher den Datentransfer zwischen dem Prozessor und allen anderen Hardwarekomponenten (außer dem Arbeitsspeicher) ausbremst. Stattdessen nutzt der Intel Core i7-980X die serielle Punkt-zu-Punkt-Verbindungen Quick Path Interconnect (QPI). Mit einer Übertragungsrate von bis zu 6,4 Gigatransfers pro Sekunde ermöglicht QPI eine Datenrate von maximal 12,8 GBit/s in jede Richtung. Im Vergleich zu herkömmlichen FSB-Prozessoren steigt so der Datendurchsatz um den Faktor 2 bis 4.

Damit der QPI sein hohes Tempo auch beim Core i7-980X abrufen kann, hat Intel den Pufferspeicher aufgestockt: Zu den exklusiven 64 KB L1- sowie 256 KB L2-Cache pro physikalischem Rechenkern gesellt sich eine dritte 12 MB große Cachestufe. Im Gegensatz zu den bisherigen Core-Prozessoren, bei dem sich alle CPU-Kerne gemeinsam auf den gesamten L3-Cache zugreifen können, nutzt Intels Hexa-Core eine leicht modifzierte Pufferspeicher-Architektur. Dabei teilen sich beim Core i7-980X je drei CPU-Kerne dynamisch 6 MB.

Zur weiteren Ausstattung des Core i7-980X gehören die Hardwarevirtualisierung Intel Virtualization Technology (IVT), EM64T für den Einsatz mit 32- und 64-Bit-Betriebssysteme, die Sicherheitsfunktion Trusted Execution Techologie (TXT) sowie der Schutz vor Angriffen durch einen Puffer-Überlauf (XD-Bit). Hinzu kommen alle zusätzlichen SSE-Befehlssätze bis hin zur aktuellen Version SSE 4.2 sowie der mit dem Intel Core i5-661 eingeführte Befehlssatz AES-NI (Advanced Encryption Standard New Instructions). Damit lassen sich Programme wie Winzip, die die Verschlüsselungsfunktion einsetzen, im Idealfall um bis zu 100 Prozent beschleunigen.