Test Intel Sandy Bridge Quad-Core Prozessoren

Für unsere CPU-Tests stand uns ein Barebone von Clevo (P150HM) zur Verfügung. Dieses ist unter anderem unter der Bezeichnung XMG P501 von Schenker-Notebooks erhältlich. Der kompakte 15-Zoller kann mit neuen Sandy-Bridge Quad-Core Chips bis hin zur i7-2920XM CPU ausgestattet werden, und sorgt dank leistungsstarker Nvidia Grafikkarte auch bei Games für erstklassige Leistung. Einen umfassenden Testbericht des Notebooks selbst samt detaillierter Gaming-Analyse der neuen Nvidia High-End Grafiklösung als aktuell leistungsstärkster mobiler Single-Core Grafikprozessor finden sie in den kommenden Tagen auf notebookcheck.com.

Was ist nun drinnen in den neuen Chips? Der "Die" der Quadcore Prozessoren integriert systematisch gesehen vier einzelne Recheneinheiten, eine Grafikeinheit, genannt Intel HD Graphics 3000, einen gemeinsamen L3-Cache, nunmehr Last Level Cache –„LLC“ genannt, den Speicher-, PCIExpress und Displaycontroller. Gefertigt werden die Vierkerner fortan im 32 Nanometer Prozess. Dies gilt auch für den in der Architektur integrierten Grafikchip, der etwa bei den bisherigen Arrandale Prozessoren in 45nm gefertigt wurde, und sichtbar auf dem Package neben der CPU untergebracht wurde.

Zentrale Funktion ist wie schon bei den Arrandale und Clarksfield Prozessoren die Intel Turbo Boost Technologie. Dabei werden einzelne Kerne hinsichtlich ihrer maximalen Taktfrequenz dynamisch an die jeweilig geforderte Leistung angepasst. Dadurch können sowohl Anwendungen die von hohen Taktraten einzelner Kerne als auch Programme die von mehreren parallelen Recheneinheiten maximal profitieren bestmöglich unterstützt werden.

Soweit kennen wird das Prinzip bereits von den bisherigen Intel Core Prozessoren. Neu im Turbo Boost 2.0 sind die „Dynamic Range @ Turbo Turbo Frequency Limits“. Dies bezeichnet einen Bereich über den fixierten maximalen Taktungen des üblichen Turbo Boosts, der zusätzliche Kapazitäten des Kühlsystems, etwa in der Anfangsphase einer zunehmenden Erwärmung, intelligent ausnutzen kann. Dadurch kann sich die CPU nach einer Phase ohne Last und bei ausreichend Kühlung kurzfristig sehr hoch übertakten. Weiters wurde die Turbo Steuerung deutlich verbessert, wodurch der Prozessor länger in höheren Turbo Stufen verweilen kann.

Während der Arbeitsspeicher direkt an die CPU angebunden wird, sind bis zu acht PCIExpress 2.0 Schnittstellen, 14 USB 2.0 Ports, Displayport 1.1, sATA3 (6GB/s) sowie der Ethernet-Chip über einen die  „Cougar Point“ Chipsätze mit der CPU verbunden. Nicht zu finden ist dabei der aktuelle USB 3.0 Standard, der Gerüchten zufolge erst bei Ivy Bridge integriert werden soll.

Für den User sind darüber hinaus eine Reihe von neuen Features interessant, die Intel in seine neue Plattform integriert. Dazu zählt unter anderem Intel Quick Sync Video, das das De- und Encodieren von Videofiles entscheidend beschleunigen soll, Intel InTru 3D ermöglicht die Anbindung eines 3D-fähigen Displays (stereoskopisch) via HDMI 1.4 für 3D Blu-Ray Wiedergabe, Intel Clear Video HD, Intel Wireless Display das die kabellose Übertragung von 1080p Material zu einem externen Display ermöglicht, sowie die integrierte Intel HD Graphics 3000 bzw HD 2000 Grafiklösung, die einerseits eine allgemeine Performancesteigerung in Richtung Gaming erhielt und darüber hinaus in Zukunft auch bei professioneller Bild- und Videobearbeitung entsprechende Leistungsreserven bereit hält.

Die Grafiklösung taktet in den schnellen Quad Cores dynamisch mit 650 bis 1300MHz, unterstützt DirectX 10.1, OpenGL 3.0 und Shader Model 3.0. Maximale ausgegebene Auflösung: 2560x1600 Pixel. Detaillierte Infos zur Performance der neuen integrierten Intel HD Graphics 3000 Grafiklösung finden Sie in unserem Spezialtest.

Cinebench R10

Eine wichtige Benchmarkdisziplin stellt nach wie vor der Rendering Test von Cinebench R10 dar, da dieser die Performance sowohl unter Verwendung von nur einem Kern/Thread als auch die Zuhilfenahme von allen zur Verfügung stehenden Threads bewertet. Hier gilt: Je höher die erreichte Punkteanzahl, desto höher die Leistungsreserven eines Chips. Getestet würde in der 64bit-Version des Benchmarktests der in der Regel einen höheren Score als im 32bit-Modus einfährt, was allerdings nicht zugunsten einer Leistungssteigerung der CPU ausgelegt werden kann.
Als Vergleichswerte ziehen wir einerseits die Ergebnisse unserer P150HM Testplattform als auch aus dem Asus N53SV (2720QM) heran und vergleichen diese mit den bisherigen Bestwerten der Clarksfield-Prozessoren in unserer Datenbank.

Das Ergebnis dieses Vergleichs scheint eindeutig: Selbst die i7-2630QM CPU, als neue Einsteigerlösung in die Welt der mobilen Quadcores, liegt in beiden Testmodi (Single-Core und Multicore Rendering Test) noch vor der Intel i7-940XM Extreme CPU.
Im direkten Vergleich Intel i7-740QM vs. i7-2720QM kann die Sandy Bridge CPU im Single-Core Rendering rund 34% davon ziehen. Im Multi-Core Test liegen die beiden Prozessoren in unseren Tests gar ganze 72% auseinander. Ähnlich auch das Verhältnis der beiden Extreme-Lösungen 940XM und 2920XM, jeweils im nicht übertakteten Zustand. Im Cinebench R10 Single-Core Rendering Test liegt Sandy Bridge mit 5343 Punkten 19%, im Multicore Test mit 36% vor der Clarksfield-CPU.

Cinebench R11.5

Der aktuellere Cinebench R11.5 Test unterscheidet nicht mehr zwischen einzelnen Cores und prüft im Standardtest lediglich die Performance aller zur Verfügung stehenden Threads. Auch hier liegt die i7-2630QM CPU im CPU-Test mit dem eingefahrenen Score über dem besten Eintrag in unserer Datenbank der 940XM-CPU. Im Vergleich 740QM vs. 2720QM kann Sandy Bridge abermals einen Zuwachs von stolzen 76% für sich verbuchen. In der Extreme-Liga setzt sich die 2920XM 39% von ihrem Vorgänger ab.

Den großen Einfluss der Grafikkarte im OpenGL-Test kann man anhand der Ergebnisse des Asus N53SV (GT 540M) im Vergleich mit dem XMG P501 gut erkennen. Interessant allerdings auch hier der mögliche Leistungszuwachs innerhalb der CPU Palette. So erreicht unser P501 Testsystem mit i7-2630QM CPU 40,88 Fps im Test. Selbe Plattform, allerdings ausgestattet mit der i7-2920XM CPU kann aber auch 49,35 Fps einfahren, das entspricht einem Plus von rund 21%, lediglich aufgrund der CPU.

Super Pi

Vor allem bei Overclockern ist der SuperPi Benchmark beliebt, der die Berechnung der Zahl Pi auf eine voreingestellte Anzahl an Kommastellen simuliert, und die dafür benötigte Zeit protokolliert. Sprich, je niedriger das Ergebnis, desto schneller und leistungsstärker die eingesetzte CPU. SuperPi greift dabei lediglich auf einen Kern zurück, weshalb hier eine möglichst hohe Taktfrequenz einen entscheidenden Vorteil bringt.

Bei der Berechnung auf 32 Millionen Kommastellen Genauigkeit wird grundsätzlich das selbe Bild wie bei den voran gegangenen Tests offensichtlich: Bereits die i7-2630QM CPU erledigt diese Aufgabe schneller als die ehemalige High-End Lösung i7-940XM. Im Vergleich kann sich hier die 2720QM CPU rund 23% schneller als ihr Vorgänger das Ergebnis vorlegen während die i7-2920XM rund 16 Prozent Geschwindigkeitszuwachs verzeichnet.

3DMark 2006 / Vantage

Auch die aktuelleren Futuremark 3DMark Benchmarktests bescheinigen der CPU einen eigenständigen Score. Fazit auch hier: i7-2630QM noch vor der i7-940XM CPU. Im 3DMark 2006 CPU Score (1280x1024) setzt sich die i7-2720QM rund 69% vor ihren Vorgänger i7-740QM. Die 2920XM CPU kann ihren Vorgänger um rund 38% distanzieren. Selbes Bild im aktuelleren 3DMark Vantage CPU Score: Die neue i7-2720QM liegt rund 65% vor ihrem Vorgänger i7-740QM, die 2920XM Extreme CPU hängt den 940XM-Chip um 44% ab.

Bei den einzelnen Benchmarktests unseres Schenker P501 Testsystems beobachteten wir zudem auch die Leistunsgaufnahme des gesamten Systems. Hier kann lediglich zwischen dem Einsatz der i7-2630QM CPU als schwächstes Mitglied der Quadcore-Familie und dem Familienoberhaupt i7-2920XM verglichen werden, da die 2720QM in einer anderen Testplattform (Asus N53SV) zum Einsatz kam. Dennoch lässt sich anhand der beobachteten Werte die Bandbreite innerhalb der neuen Sandy-Bridge Familie nachstellen.

Wir beobachteten beispielsweise, dass im Idle-Betrieb unseres Testnotebooks, also ohne jegliche Last, praktisch kein messbarer Unterschied zwischen der schwächsten 2630QM CPU und dem stärksten Glied der Kette, der 2920XM CPU, bemerkbar macht.
Unter Last sieht die Sache dann schon etwas anders aus. Im Prime95 Stresstest, unter Auslastung aller Threads zu 100%, genehmigte sich unsere Testplattform ausgestattet mit Extreme CPU rund 27 Watt mehr als bei Einsatz der 2630QM CPU. Dies entspricht einem Mehrbedarf von rund 29%. Vergleicht man dies mit der Mehrleistung der Extreme CPU etwa im Cinebench Multicore Rendering Test von 22%, rechtfertigt der Mehrverbrauch knapp nicht den zu erwartenden Leistungsvorteil durch den Einsatz einer Extreme CPU, die Übertaktungsmöglichkeiten des 2920XM-Chips mal außen vor gelassen.
Unter Belastung nur eines einzelnen Kernes im SuperPi-Benchmark unterscheiden sich die beiden Prozessoren gerade einmal um rund 10%. Die Mehrleistung im SuperPi-Test der Extreme CPU im Vergleich zur 2630QM-Lösung liegt hingegen bei rund 15%.

Beobachtet haben wir außerdem die Leistungsaufnahme unseres Testsystems im wPrime Benchmark, Version 1.55. Dieser ermöglicht die Voreinstellung der für die Berechnung zur Verfügung stehenden Threads.

Der Grafik können wir folgende Schlussfolgerungen entnehmen: Etwa steigt der Unterschied im Energieverbrauch zwischen 2630QM und 2920XM CPU mit der Zunahme der verwendeten Threads an. Liegt die Extreme-CPU bei Belastung von nur einem Thread gerade einmal 10% über dem Niveau der 2630QM-CPU, beträgt der Unterschied bei allen acht aktiven Threads bereits rund 30%.
Der Verlauf der Leistungsaufnahme verläuft bei der 2630QM CPU deutlich flacher und verzeichnet ab etwa 5 Threads einen nur mehr geringen Anstieg. Die Extreme CPU kann hingegen bis hin zu 8 aktiven Threads ablesbar zulegen, auch wenn hier der Anstieg im Bereich zwischen 4-5 Threads einen ebenso flacheren Verlauf annimmt.
Gründe dafür dürften etwa in der konzipierten TDP (Thermal Design Power) der Prozessoren zu finden sein, wobei die 2630QM offenbar etwas rascher an ihr Limit von 45W kommen dürfte, während die 2920XM-CPU mit 55W auch bei Auslastung mehrerer Kerne noch Reserven birgt.