Haswell-CPU steigert Grafikleistung um fast 60 Prozent

Michael Schmelzle

Bei der 4. Core-Generation hat Intel den Schwerpunkt auf eine deutlich leistungsfähigere Grafiklogik gelegt. Gleichzeitig will der Halbleiter-Riese die Rechenleistung pro Watt verbessern. Wir stellen die Haswell-CPU ausführlich vor und vergleichen im Test die Leistung des Desktop-Spitzenmodell Intel Core i7-4770K mit seinem Vorgänger.

Vergrößern 4. Core-Generation von Intel im Test

Ganz im Zeichen moderner Mobilität steht die vierte Core-Generation von Intel, Codename "Haswell": Die Prozessor-Baureihe ist aufs Stromsparen getrimmt. Intel wirft zum Start deutlich mehr Notebook- als Desktop-Varianten in den Ring. Und die stärkste Grafiklogik ist nur in den mobilen CPU-Modellen verbaut. Deswegen beleuchten wir die Notebook-Ableger in einem eigenen Artikel.

Wie bei den AMD-APUs vereint auch Intel unter der Haswell-Haube mehrere Funktionseinheiten in einem einzigen Halbleiterbaustein: zwei bis vier CPU-Kerne, die Speicher- und Display-Anbindung, einen Grafikchip sowie einen großen gemeinsamen Pufferspeicher. Die Peripherie bindet Intel über die ebenfalls neue 80er-Chipsatz-Serie an. Damit einher geht der bei Intel so beliebte und Endkunden so verhasste CPU-Steckplatzwechsel auf den LGA1150 - Abwärtskompatibilität zu LGA1155-Hauptplatinen ist daher nicht gewährleistet.

Vergrößern Intel Z87: Blockdiagramm des Top-Chipsatzes für die 4. Core-Generation

Das Siliziumplättchen (Die) für die neuen Haswell-Prozessoren stellt Intel nach wie vor im 22-Nanometer-Verfahren her. Aber die Die-Fläche ist im Vergleich zur Vorgänger-Generation Ivy Bridge von 160 auf 177 Quadratmillimeter gewachsen. Das ermöglicht es Intel, rund 200 Millionen Transistoren zusätzlich zu verdrahten, die Gesamtzahl klettert auf beeindruckende 1,6 Milliarden. Die extra Schaltkreise investiert Intel überwiegend in den Ausbau der integrierten Grafiklogik.

Neue Funktionen der 4. Core-Architektur

Zusätzliche Transistoren steckt Intel aber auch in mehr Ausführungseinheiten und einen größeren Pufferspeicher. Die Spannungsversorgung des Prozessors überlässt Intel nicht mehr der Hauptplatine, sondern bündelt sie im Fully Integrated Voltage Regulator (FIVR). Das soll bei extremen Schwankungen der Leistungsaufnahme, wie sie beispielsweise typisch für den Wechsel vom Stand-By- in den Betriebsmodus sind, für eine deutlich höhere Energieeffizienz sorgen. Und bei leistungsstarken mobilen Varianten bekommt die GT3e-Grafiklogik einen extra Cache spendiert. Das 128 MB große EDRAM beschleunigt die Encodierung von Videos.

Keine neue Prozessorarchitektur von Intel ohne neue Befehlssatzerweiterung: Mit Advanced Vector Extensions 2 ( AVX2 ), Bit Manipulation Instructions (BMI), Fused Multiply Add ( FMA ) und Transactional Synchronization Extentions ( TSX ) bekommen Software-Entwickler mächtige Erweiterungen des x86-Befehlssatzes an die Hand, mit deren Hilfe sie die Recheneffizienz des Haswell massiv beschleunigen können - etwa bei Multimedia-Anwendungen oder der Datenverschlüsselung.

7 verschiedene Grafikkerne

Um den Abstand zu AMDs überlegener Radeon-Grafik zu verkürzen, hat Intel einen Großteil der Anstrengungen in die Grafiklogik des Haswell gesteckt. Das zeigt auch die Anzahl der insgesamt sechs neuen Varianten der Intel HD Graphics von der 1150 MHz schnellen Einsteiger-GPU 4200 mit 20 Execution Units bis hin zum Desktop-Flaggschiff 4600 mit 20 Ausführungseinheiten. Das leistungsstärkste Trio Intel HD Graphics 5000 und 5100 (GT3) sowie das Spitzenmodell Iris Pro Graphics 5200 (GT3e) mit jeweils 40 Execution Units bleibt - mit Ausnahme des Großkundenmodells 4770R - allein den mobilen Prozessoren vorbehalten.

Desktop-Haswell: Gut ein Dutzend Prozessor-Modelle

Sechs Core-i7-Varianten arbeiten - mit Ausnahme des 4770R-Modells - dank Hypertheading-Technik als virtuelle Achtkern-Prozessoren, wobei die beiden K-Varianten dank frei wählbarem Multiplikator für Übertaktungsfans gedacht sind. Alle Core-i5-Modelle müssen - bis auf den Dual-Core 4570T auf Hypertheading verzichten.
Die insgesamt zwölf neuen Quad-Cores lassen sich in vier Verbrauchsklassen unterteilen. Die ungebremsten 84-Watt-Versionen arbeiten laufen mit einem Werkstakt zwischen 3,2 und 3,5 GHz, im Turbo-Modus sind es zwischen 3,6 und 3,9 GHz.
Die S-Klasse ist für Verbrauchswerte von bis zu 65 Watt ausgelegt und läuft mit Werks- respektive Turbo-Frequenzen zwischen 2,9 bis 3,2 sowie 3,6 bis 3,9 GHz. Die T-Versionen Core i7-4770T und 4670T sind für bis zu 45 Watt spezifiziert, während die 35-Watt-CPU 4765T der unangefochteten Stromsparer ist.

CPU-Modell	Kerne	HT 1)	Takt	Cache	Grafik	Takt	AE 2)
84-Watt-Klasse
Core i7-4770K	4	ja	3,5 - 3,9 GHz	8 MB	HD 4600	1,25 GHz	20
Core i7-4770	4	ja	3,4 - 3,9 GHz	8 MB	HD 4600	1,2 GHz	20
Core i5-4670K	4	nein	3,4 - 3,8 GHz	6 MB	HD 4600	1,2 GHz	20
Core i5-4670	4	nein	3,4 - 3,8 GHz	6 MB	HD 4600	1,2 GHz	20
Core i5-4570	4	nein	3,2 - 3,6 GHz	6 MB	HD 4600	1,15 GHz	20
65-Watt-Klasse
Core i7-4770R 3)	4	nein	3,2 - 3,9 GHz	6 MB	Iris Pro 5200	1,3 GHz	40
Core i7-4770S	4	ja	3,1 - 3,9 GHz	8 MB	HD 4600	1,2 GHz	20
Core i5-4670S	4	nein	3,1 - 3,8 GHz	6 MB	HD 4600	1,2 GHz	20
Core i5-4570S	4	nein	2,9 - 3,6 GHz	6 MB	HD 4600	1,15 GHz	20
45-Watt-Klasse
Core i7-4770T	4	ja	2,5 - 3,7 GHz	8 MB	HD 4600	1,2 GHz	20
Core i5-4670T	4	nein	2,3 - 3,3 GHz	6 MB	HD 4600	1,2 GHz	20
35-Watt-Klasse
Core i7-4765T	4	ja	2,0 - 3,0 GHz	8 MB	HD 4600	1,2 GHz	20
Core i5-4570T	2	ja	2,9 - 3,6 GHz	4 MB	HD 4600	1,15 GHz	20

1) Hyperthreading. 2) Ausführungseinheiten, 3) BGA-Version (nur für den Großhandel)

Test: Intel Core i7-4770K

Rechenleistung: Das Desktop-Spitzenmodell Intels Core i7-4770K bietet gegenüber dem Vorgänger-Flaggschiff Intel Core i7-3770K rund vier bis 13 Prozent mehr Rechenleistung. Nutzt Software den neuen AVX2-Befehlssatz kann das Tempo sogar um mehr als 60 Prozent zulegen. Die Grafiklogik HD Graphics 4600 ermöglicht gegenüber der 4000er-Grafik des Vorgängers eine bis zu 55 Prozent höhere 3D-Performance.
Energieeffizienz: Unter voller CPU-Last verbraucht das Core i7-4770K-Systems 124 Watt, der Core i7-3770K ist unter gleichen Bedingungen mit 109 Watt etwas genügsamer. Das Bild dreht sich, wenn die interne Grafik der CPUs stark belastet wird: Jetzt ist das Core-i7-4770K-System mit 96 Watt genügsamer als der Vorgänger mit 107 Watt. Den vollständigen Test lesen Sie bei unser Online-Schwesterpublikation Tecchannel .