23.04.2012, 17:59

Michael Schmelzle

Ivy Bridge Prozessor

Test: CPU Intel Core i7-3770K

Erster Ivy-Bridge-Prozessor im Test: Intel Core i7-3770K

Intel stellt mit dem Core i7-3770K die erste 22-Nanometer-CPU vor. Doch nicht nur die Transistoren hat der Chipgigant geschrumpft, sondern führt auch neue Techniken wie PCI Express 3.0 ein und verdoppelt die Leistung des integrierten Grafikkerns.
Unter dem Codenamen "Ivy Bridge" macht der CPU-Gigant den nächsten "Tick" und stellt seine Prozessor-Fertigung auf den 22-Nanometer-Prozess um. Die Architektur der dritten Core-Generation entspricht weitgehend dem Vorgänger "Sandy-Bridge". Zum Start stellt Intel gleich 14 neue Varianten vor, darunter auch fünf leistungsstarke Ivy-Bridge-CPUs für Notebooks.
Wichtigste technische Neuerung ist die deutlich verbesserte integrierte Grafiklogik. Zudem untertstützt der integrierte Speicher-Controller nun höhere Frequenzen und das ebenfalls in der CPU verbaute PCI-E-Interface bringt 16 Datenkanäle mit, die nun den schnelleren Standard PCI Express 3.0 beherrschen. Für die neuen Sockel-LGA1155-Prozessoren gibt es auch neue Chipsätze: Die Chipsatz-Serie Intel 7 ist aber nicht zwingend notwendig, da sich ein Ivy-Bridge-Prozessor nach einem Bios-Update in der Regel auch in älteren Hauptplatinen mit dem Chipsätzen H61, H67, P67 und Z68 betreiben lassen.
22-Nanometer-Fertigung = mehr Schaltkreise pro Fläche
Kleinere Transistoren ermöglichen mehr Schaltkreise pro Fläche bei meist reduzierter Stromaufnahme. Im Vergleich zur Vorgängergeneration "Sandy-Bridge 4C" schnellt die Anzahl der Transistoren um 40 Prozent auf rund 1,4 Milliarden hoch. Gleichzeitig sinkt die Halbleiterplättchen-Fläche von 216 auf rund160 Quadratmillimeter (minus 26 Prozent). Dank geschrumpfter Transistoren kann Intel einerseits die Leistungsaufnahme der neuen Prozessoren reduzieren. So sinkt die Thermal Design Power (TDP) im Vergleich zum Quad-Core-Vorgänger von 95 auf 77 Watt. Anderseits erhöht der Chipriese mit den zusätzlichen Schaltkreisen die Leistung der CPU. Wie Sie in der Abbildung links sehen können, investiert Intel die zusätzlichen Transistoren hauptsächlich in den Grafikkern der neuen Ivy-Bridge-CPU (oben).
Wichtigeste Neuerung der integrierten Grafiklogik ist die Unterstützung von DirectX 11 und OpenGL 3.1. Damit beherrscht der Grafikkern nur das Shader Model 5.0 und die "Compute Shaders", eine standardisierte Schnittstelle für Software-Entwickler, um die Grafikkarte auch für andere Aufgaben als für die Grafikberechnung zu nutzen (Grafik General Purpose Computation on Graphics Processing Unit, GPGPU). Der Grafikprozessor verarbeitet Berechnungen nun auch schneller, da er dynamisch auf den Last Level Cache der CPU zugreifen darf. Zudem können Sie über den Grafikern statt zwei nunmehr bis zu drei Monitore gleichzeitig ansteuern. Intel bietet die Grafiklogik in zwei Varianten an, die beide mit einem Werkstakt von 650 MHz arbeiten und im Turbomodus auf bis zu 1350 MHz beschleunigen: Die Intel Graphics HD 2500 verfügt über sechs Ausführungseinheiten, während die HD 4000 auf 16 "Execution Units" zurückgreifen darf.

Flinkeres Speicher-Interface und neue Sicherheits-Funktionen 

Den  Ivy-Bridge-Prozessoren hat Intel ein schnellers Speicher-Interface spendiert, das - wie gehabt über zwei Kanäle - jetzt statt DDR3-1333- auch DDR3-1600-Speicherriegel ansteuern kann. Zudem hat sich der Spielraum für Übertakter erweitert, die jetzt auch Speicheriegel bis auf eine effektive Datenfrequenz von 2667 MHz hochjagen können. Nicht nur für den Unternehmenseinsatz interessant sind die beiden neuen Sicherheitsfunktionen Digital Random Number Generator (DRNG) und Supervisory Mode Execcution Protection (SMEP).
Die insgesamt neun neuen Desktop-Modelle lassen sich in drei TDP-Klassen unterteilen. Die "ungebremsten" 77-Watt-Versionen arbeiten - mit Ausnahme des  Intel Core i5-3450 - dank Hyper-Threading auf Wunsch auch als virtueller Achtkern-Prozessor und laufen mit einem Werkstakt zwischen 3,1 und 3,5 GHz. Im Turbo-Modus beschleunigen die "Standard Power"-Prozessoren auf Taktraten zwischen 3,5 und 3,9 GHz. Alle wichtigen Unterschiede und Gemeinsamkeiten der 77-Watt-Varianten finden Sie in der Abbildung links.
Bereits ab Werk für einen niedrigeren Energieverbrauch ausgelegt sind die drei S-Modelle mit einer TDP von 65 Watt. Hinzu kommt die zunächst einzige T-Variante Intel Core i7-3770T, die für eine Verlustleistung von lediglich 45 Watt spezifiziert ist. Den niedrigen TDP-Wert bei dem T-Vierkerner erzielt Intel durch den stark reduzierten Grundtakt, der bei lediglich 2,5 GHz liegt. Trotzdem kann der 3770T bei Bedarf den Turbo einlegen und auf immerhin 3,7 GHz beschleunigen. Alle wichtigen Unterschiede und Gemeinsamkeiten der "Low Power"-Varianten finden Sie in der Abbildung links.

Im Test: Das  Ivy-Bridge-Spitzenmodell Intel Core i7-3770K    

Zum Test tritt der 3,5-GHz-Quad-Core Intel Core i7-3770K an. Im Turbo-Modus beschleunigt der Core i7-3770K auf bis zu 3,9 GHz, im Leerlauf regelt das Ivy-Bridge-Flaggschiff auf 1,6 GHz herunter. Als K-Version erlaubt der Vierkern-Prozessor zudem einen variablen Multiplikator, so dass sich die maximale Taktfrequenz noch weiter erhöhen lässt - sofern Sie für eine adäquate Ableitung der zusätzlichen Abwärme sorgen. Vom Vorgänger übernimmt der Intel Core i7-3770K den dreistufige Pufferspeicher und hält pro physischem CPU-Kern 64 KB L1- sowie 256 KB L2-Cache bereit. Über die dritte 8 MB große Pufferstufe - auch Last Level Cache (LLC) genannt - teilen und tauschen die CPU-Kerne untereinander und mit der Grafiklogik dynamisch Daten aus.
Der  Intel Core i7-3770K ist zu einem vergleichsweise günstigen Straßenpreis von aktuell 325 Euro Euro zu haben. Im Test tritt der 3770K gegen seinen direkten Vorgänger Intel Core i7-2700K an, der ebenfalls mit 3,5 GHz Werksfrequenz und einem Turbotakt von 3,9 GHz arbeitet. Für den 2700K müssen Sie derzeit knapp 280 Euro berappen. Zudem vergleichen wir die Leistung des integrierten Grafikkerns der beiden Prozessoren.
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