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  3. Intel Ivy Bridge: Die dritte Generation der Core-Prozessoren

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Das „Tick+“ der dritten Generation
Die mobilen Intel Core Prozessoren in der dritten Generation erkennt man am besten an Intels Produktbezeichnung: Am Beispiel des 45 Watt Flaggschiffes Intel Core i7-3820QM beschreibt die erste Ziffer hinter dem „i“ die Leistungsklasse (i7), die zweite die Generation (3.) und die letzten drei Ziffern die Einordnung innerhalb des Leistungssegments. Das „Q“ zeigt einen der sechs Quadcore-Prozessoren an und das „M“ steht für die mobile Variante. Ohne „Q“ handelt es sich um eine Zweikern-CPU. Ein „U“ steht für Ultra und signalisiert die besonders stromsparenden Prozessoren im Line-Up mit einer Verlustleistung (TDP) von 17 Watt. Bei den mobilen Intel Ivy Bridge Vierkern-Prozessoren gibt es nur noch drei TDP-Klassen:

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[img:1 left]Der 22nm Prozess und 3D Tri-Gate Transistoren
Wichtigste Neuerung der dritten Core i-Generation von Intel Prozessoren ist die Verkleinerung des Fertigungsprozesses auf eine Strukturbreite von 22 Nanometer. Die von ihrer Mikroarchitektur sehr ähnlichen Sandy Bridge Prozessoren wurden noch in 32nm gefertigt. Nicht nur die 22nm-Technologie senkt den Strombedarf der Prozessoren, für Ivy Bridge kommen erstmals dreidimensionale Transistoren zum Einsatz.

Diese Tri-Gate genannte Technologie ermöglicht die Steuerung des Stromflusses über drei Seiten, statt bisher nur von oben im Falle von flachen Transistoren. Tri-Gate Transistoren halbieren den Strombedarf bzw. steigern die Geschwindigkeit der Berechnungen um bis zu 37 Prozent. Mittels dieser Effizienzsteigerung sind Vierkernprozessoren wie der Intel Core i7-3612QM in der Lage, die maximale Verlustleistung (TDP) auf 35 Watt zu senken und damit auch in 13-Zoll Notebooks Platz zu finden, während der Intel Core i7-3610QM den 45 Watt Einstieg im 15,6-Zoll Bereich darstellt.

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Die Intel HD Graphics 4000 Grafikeinheit
Auch die Ivy Bridge CPUs teilen sich den Chip mit einer integrierten Grafikeinheit. Die Intel HD Graphics 4000 nutzt den gemeinsamen Zwischenspeicher, genannt Last Level Cache, und taktetmit 650 / 1.300 MHz (Basis / Turbo) im Falle des stärksten mobilen Prozessors Intel Core i7-3920XM, mit 650 / 1.250 MHz bei den restlichen Core i7 (z.B. Intel Core i7-3720QM) und mit 650 / 1.200 MHz bei den Core i5 CPUs. Die Stromsparprozessoren (ULV) tragen eine abgespeckte Variante Intel HD Graphics 2500 mit 350 / 1.150 MHz Takt und acht Recheneinheiten. Die Intel HD Graphics 4000 in den 35, 45 und 55 Watt-Prozessoren steigert die Anzahl der Recheneinheiten von 12 in den Sandy Bridges auf 16 und erreicht damit je nach Anwendung bis zu 100 Prozent mehr Leistung. Die wichtigste Neuerung ist die Integration der DirectX-11-Schnittstelle, davon profitieren vor allem moderne Spiele. Des Weiteren können mit der Intel HD Graphics 4000 bis zu drei Monitore gleichzeitig angebunden werden.

Folgende, praktische Gamechecks wurden von uns bereits aktualisiert:

- Alan Wake
- Mass Effect 3
- Batman: Arkham City
- Battlefield 3
- The Elder Scrolls 5: Skyrim
- Diablo 3

Bewährte Funktionen: Turbo Boost 2.0 und Hyper-Threading
Die Intel Core i-Prozessoren der dritten Generation namens Ivy Bridge gehen noch sparsamer und gezielter mit Ressourcen um. Dank Intels bewährter Hyper-Threading Technologie kann jeder einzelne Prozessorkern zwei virtuelle Kerne simulieren und die Anzahl zu berechnender Prozesse verdoppeln. Unterstützt eine Anwendung kein Multithreading, dann profitiert sie von Intels Turbo Boost 2.0 Technologie: Ein einzelner Kern kann seinen Takt über den Basistakt hinaus beträchtlich steigern. Alle Kerne können ihren Takt fließend an die geforderte Leistung anpassen und auch bei Belastung oberhalb des Basistakts operieren. Die Zuweisung der Betriebsspannung für den jeweiligen Leistungszustands des Prozessors erfolgt bei Ivy Bridge CPUs noch feiner abgestuft als bei Sandy Bridge wodurch wieder Energie eingespart werden kann.

USB 3.0, Thunderbolt, Intel Quick Sync Video, PCI Express 3.0
Die Ivy Bridge Prozessoren und ihre dazugehörigen „Panther Point“ Chipsätze unterstützen die neuesten Schnittstellen wie USB 3.0 sowie Thunderbolt ab Werk und benötigen dafür nicht wie bisher einen zusätzlichen Controller-Chip. Intel Quick Sync, die von Sandy Bridge bekannte, hardwarebasierte Technologie für die De- und Enkodierung von Videos, konnte weiter verbessert werden. Für die Anbindung der Grafikchips steht den Ivy Bridges das schnelle PCI-Express 3.0 Interface zur Verfügung. Der neue Speichercontroller unterstützt DDR3 Arbeitsspeicher mit bis zu 2.667 MHz, der Standardtakt für RAM liegt bei 1.600 MHz (vorher 1.333 MHz), und Module mit einer besonders niedrigen Betriebsspannung von 1,35 Volt.

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Soviel zur Theorie: Praktischer Mehrwert und Gaming Performance
Je nach Anwendung ist mit einem Leistungsplus von 10 Prozent bei gleicher Taktung zu rechnen. Der Intel Core i7-3820QM mit 2,7 GHz (3,7 GHz Turbo) rechnet rund 10 Prozent schneller als der leistungsstärkste Sandy Bridge Ableger Intel Core i7-2960XM mit den gleichen Taktfrequenzen und verbraucht mit 45 Watt ganze 10 Watt weniger. Anwendungen, die ihren Rechenaufwand auf mehrere Threads aufteilen können, profitieren besonders stark vom höheren Turbotakt bei der Belastung aller Kerne. In dem Fall liegt die Mehrleistung bei rund 20 Prozent. Enorme Geschwindigkeitszuwächse verzeichneten wir beim Arbeitsspeicher. Nicht nur, dass mit 1.600 MHz nun höher getakteter Arbeitsspeicher mit entsprechend höherer Bandbreite angebunden werden kann, die Zugriffszeiten haben sich mitunter halbiert.

Lässt man mittels dem Programm Super Pi die Kommastellen von Pi berechnen (32M), so landen die genannten Prozessoren ziemlich gleich auf: Intel Core i7-2960XM bei 9m 36s und Intel Core i7-3820QM bei 9m 27s. Das Programm Prime zeigt uns die Unterschiede beider Prozessoren etwas deutlicher. Setzt man beide CPUs unter Volllast, so wird der Sandy Bridge Vertreter aufgrund der hohen Abwärme relativ schnell in den Basistakt von 2,7 GHz gezwungen. Unser Gesamtsystem verbraucht dann rund 97 Watt und der Chip erreicht eine Temperatur von 92 Grad Celsius. Durch die höhere Effizient schafft es der Ivy Bridge Vertreter Intel Core i7-3820QM einen höheren Takt von 3,1 GHz zu halten. Bei einer Spannung von 0,961 V messen wir tatsächlich 10 Watt weniger beim Verbrauch des Systems (87 Watt) und auch die Temperatur liegt mit 88 Grad Celsius unter der des Intel Core i7-2960XM.

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Wirklich praktisch für die Hersteller ist die seitens Intel bereitgestellte, konfigurierbare Verlustleistung (Configurable TDP). Intel versieht die Chips mit einem Nominalwert für die maximale Abwärme, welcher von den Herstellern aber nach oben und unten angepasst werden kann. Notebooks mit besserer Kühlung ermöglichen eine Leistungssteigerung der CPU durch die Hersteller – im Gegenzug kann die Abwärme für Ultrabooks mit eingeschränktem Kühlungspotential unter Leistungseinbußen nach unten korrigiert werden.

Fällt der Leistungszuwachs des Prozessorteils relativ gering aus, so ist die Grafikeinheit Intel HD Graphics 4000 merklich schneller geworden. Alle von uns getesteten Spiele - Alan Wake, Batman Arkham City, Battlefield 3, Call of Duty: Modern Warfare 3, Mass Effect 3 und The Elder Scrolls 5: Skyrim - zeigen deutliche Zuwächse bei den Bildwiederholraten. Im Schnitt liefert die Intel HD Graphics 4000 Grafikeinheit in unseren Tests 60 Prozentmehr Performance als die Intel HD Graphics 3000 und liegt damit leicht über dem Niveau einer diskreten Nivida Geforce GT 525M. Natürlich wachsen die Anforderungen moderner Spiele mit – wirklich flüssig laufen die meisten Games nur in niedrigen bis mittleren Detailstufen. Battlefield 3 ist zum Beispiel selbst in minimalen Details unspielbar, Call of Duty: Modern Warfare 3 und Mass Effect 3 lassen hingegen sogar mittlere beziehungsweise hohe Detaileinstellungen zu. Detailliertere Angaben zur Spielbarkeit finden sich in unseren Gamechecks.

Fazit
Ein gravierender Leistungsschub ist wohl erst für Intels nächste „Tock“-Generation namens Haswell zu erwarten, Ivy Bridge bedeutet ein moderates Update in Sachen Geschwindigkeit und Effizienz. Vom sparsameren, kühleren Betrieb profitieren vor allem die ULV-Prozessoren (17 Watt) in den Ultrabooks und Subnotebooks. Die Palette an Features ermöglicht nun auch die Anbindung zweier Monitore an ein Ultrabook, DirectX 11 Spiele und bietet mehr Bandbreite für Peripherie über USB 3.0 und Thunderbolt. Wer mit seinem Sandy Bridge Prozessor zufrieden ist, für den lohnt der kostspielige Umstieg vielleicht nicht. Liegt man mit dem Notebook allerdings ein bis zwei Prozessor-Generationen zurück, für den dürften Leistung und Effizienz der Ivy Bridge Plattform eine völlig neue Dimension eröffnen.

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