Sandy Bridge Extreme: Intels neue High-End-CPU

Bisher gehörten die schnellsten Desktop-Prozessoren von Intel noch zu den Core-Prozessoren der ersten Generation. Die i7-CPUs der 900er-Serie für Sockel 1366 stammen im Prinzip noch von Nehalem ab, dem ersten Core i7. Mit den großen i7-Prozessoren der zweiten Generation erfolgt nun der Umstieg auf die Sandy-Bridge-Architektur, die Intel bei den Sockel-1155-Prozessoren schon zu Beginn des Jahres begonnen hat. 

Sechs Kerne, vier Speicherkanäle und PCIe 3.0

Mit der Sandy-Bridge-Architektur hält die neue, effizientere Mikroarchitektur mit einem Ringbus für der Verbindung von Cores und Level-3-Cache sowie der Befehlssatzerweiterung AVC nun auch im PC-Oberhaus Einzug. Die in den kleineren Sandy-Bridge-Prozessoren integrierte Grafik hat Intel bei den Core-Prozessoren der i7-3xxx-Familie nicht implementiert, dafür gibt es die neuen Prozessoren mit vier und mit sechs Kernen. Die fehlende GPU bedeutet abr auch, dass dem Sandy Bridge Extreme die Quick-Sync-Fähigkeit fehlt. Die nutzt die GPU-Shader für die schnelle Umwandlung von Videos und wird von Progremmen wie Cyberlink Media Espresso 6.5 oder Media Converter 7 von Arcsoft genutzt.  Derzeit besteht die  Sandy-Bridge-Extreme- Familie aus drei Mitgliedern:  Dem 900-Euro-Spitzenmodell Core i7-3960X mit sechs Cores und 3,3 GHz, dem kleineren Hexacore i7- 3930K mit 3,2 GHz für etwa 500 Euro und der Quadcore-CPU i7-3820 mit 3,6 GHz Taktfrequenz, die als Einstiegsmodell Anfang 2012 auf den Markt kommen soll. Außer in der Taktrate und der Anzahl der Kerne unterscheiden sich die drei Modelle noch in der Größe des L3-Cache und dem maximalen Taktmultiplikator. Der Core i7-3960X wartet mit einem gigantischen 15-MByte-Cache auf, der 3930K mit 12 MByte. Bei beiden Prozessoren ist der Multiplikator komplett offen, was aber nur eine Rolle spielt, wenn man mit radikalen Methoden wie flüssigem Stickstoff kühlen will. Der mit 10 MByte L3-Cache bestückte i7-3820 ist laut Intel "teilweise unlocked", lässt sich also nicht so radikal übertakten. Mit seiner höheren Basistaktfrequenz ist er aber trotzdem vor allem für passionierte Spieler interessant. Denn die meisten Games profitieren mehr von einem höheren Takt, als von vielen Prozessorkernen. Gegenüber den bisherigen Core-Prozessoren der zweiten Generation ist der kommende Quad-Core-Prozessor mit seinen vier Speicherkanälen vor allem für speicherintensive Anwendungen wie Bildbearbeitung mit großen Dateien oder den Videoschnitt mit HD-Material interessant. Hyperthreading unterstützen alle drei CPUs, ebenso wie Intels Turbo Boost 2.0. Diese automatische Übertaktungsfunktion operiert im Vergleich zum Turbo Boost beim den i7-Prozessoren der 900er-Baureihe mit höheren Taktsteigerungen. Wenn fünf oder sechs Kerne aktiv sind, wird die Taktfrequenz kurzfristig um bis zu 300 MHz  angehoben. Ist bei Single-Threaded_Applikationen nur ein Kern aktiv, kann dessen Taktfrequenz sogar um bis zu 600 MHz nach oben klettern.In  bisherigen kleineren Sandy-Bridge-Prozessoren ist ein PCI-Express-Controller mit 16 Lanes integriert. Der PCI-Express-Controller im neuen Sandy Bridge Extreme unterstützt dagegen 40 Lanes Daher stehen zwei Grafikkarten im SLI- oder Crossfire betrieb jeweils 16 PCI-Express-Lanes bereit, beim kleneren Sandy Bridge müssen sich zwei Karten 16 Lanes teilen. Prinzipiell unterstützt der Chipsatz bereits PCIe 3.0. Allerdings hat Intel die CPUs mangels geeigneter Hardware offiziell nur für PCI-Express-2.0 spezifiziert.

Neuer Sockel, neuer Chipsatz

Intel hat für die Sandy-Bridge-Extreme-CPUs einen neuen Sockel mit 2011 Kontakten eingeführt. Die zusätzlichen Pins sind für die PCIe-Lanes und die vier Speicherkanäle notwendig, einer mehr als bei den Vorgängern der 900er-Serie. Der 32-Nanometer-Prozessor selbst ist in der Hexacore-Variante mit einer Die-Fläche von 435 mm² und 2,27 Milliarden Transistoren mehr als doppelt so groß wie der "kleine" Sandy Bridge. Und er ist größer als der nun ebenfalls in einem 32-Nanometer-Prozess hergestellte FX von AMD. Der besteht aus etwa zwei Milliarden Transistoren auf einer Fläche von 315 mm².  Da der PCIe-Controller in die CPU gewandert ist und der Prozessor für Sing­le-CPU-Systeme bestimmt ist, konnte Intel  beim  Sandy Bridge Extreme auf den QPI-Link des Vorgängers verzichten. Der für die neue CPU entwickelte X79-Chipsatz besteht auch nur noch aus einem Chip. Er übernimmt die Aufgaben der früheren Southbridge und kommt mit deutlich weniger Energie aus, als das frühere Duo aus X58 und ICH10.  Ein USB-3.0-Controller fehlt auch beim X79 und von den sechs SATA-Ports unterstützen auch nur zwei Datentransfers mit 6 GBit/s. Die acht PCIe-2.0-Lanes sind primär für Zusatzchips wie Ethernet-Controller, USB-3.0-Bausteine oder SATA-Chips bestimmt.Die ersten Mainboards mit Sockel 2011 für den Sandy Bridge Extreme sind bereits auf dem Markt. Neben Intel haben Asus, Gigabyte und MSI passende Platinen mit Intel X79-Chipsatz für den High-End Core i7 vorgestellt.

Asus stellt bei der 349-Euro-Platine Republic of Gamers Rampage IV Extreme eine Fülle von Funktionen bereit, die vor allem Übertakter interessieren dürften. So kann man mit dem Board die Spannung von Grafikkarten per Hardware modifizieren. Über den OC Key, einen DVI-Zwischenstecker, werden Systeminformationen direkt auf den Monitor eingeblendet.Auf dem G1.Assassin 2 von Gigabyte kommt der neue 20K2-Audiochip von Creative zum Einsatz. Zudem gehört bei dem 350-Euro-Board eine PCIe-Steckkarte für Bluetooth 4.0 und WLAN-N zumLieferumfang. Beim MSI X79A-GD65 (8D) für 259 Euro kann das UEFI-BIOS auch über ein Windows-Programm konfiguriert werden. Zudem hat der Anwender die Möglichkeit, per Schalter zwischen einem Default- und einem Performance-BIOS umzuschalten, ein Feature, das auch das Gigabyte-Board bietet. Spannungen von CPU, Chipsatz und Speicher können beim X79A-GD65 (8D) auch per Multimeter ausgelesen werden. Von Intel selbst kommt das DX79SI für ca. 260 Euro. Hier soll ein Overclocking-Assistent das Übertakten der Platine besonders einfach machen.

Der schnellste Desktop-Prozessor

Uns stand für Benchmarks das 900-Euto-Spitzenmodell Core i7-3960X zur Verfügung. Mit seinen sechs Kernen und 12 Threads ist er der schnellste derzeit verfügbare PC-Prozessor. Als Basis für den Prozessor diente das x79-Mainboard DX79SI von Intel, bestückt mit acht DDR3-1600-Modulen von Kingston mit insgesamt 16 GByte Speicherkapazität. Als Festplatte diente ein Western Digital VelociRaptor, als Grafikkarte eine MSI N580GTX.  Im Rendering-Test des Cinebench R11.5 erzielt er 10,47 Punkte und ist damit  knapp 15 Prozent schneller als der bisherige Spitzenreiter i7-990X. Die allerdings viel günstigeren i7-2600K und den FX von AMD lässt er weit hinter sich: Sie kommen hier auf 6,73 und 6,00 Punkte. Ähnlich sieht es beim Transcodieren von Videos mit dem Open-Source-Tool Handbrake aus. Für die Umwandlung eines 40-Minuten-Videos in 720p-Auflösung in ein MP4-File für ein iPhone 4 benötigt der i7-3960X 9 Minuten und 37 Sekunden. Der i7-2600K und der AMD FX sind bei dieer Aufgabe etwa 14 Minuten beschäftigt. Bei Anwendungen, die nicht für viele Kerne optimiert sind und den schnelleren Speicherzugriff nicht benötigen, ist der teure i7-3960X aber  nicht schneller als ein i7-2600K, beide kommen im PCMark Vantage auf etwa 12400 Zähler.  Der AMD FX schneidet hier mit 9600 Punkten deutlich schlechter ab. Der AMD-Prozessor auf Bulldozer-Basis ist mit seinen acht Kernen noch stärker für Multithreaded-Programme optimiert. Da wird auch beim Single-Core-Rendering-Test im Cinebench R11.5 sichtbar: Der FX kommt hier auf 1,03 Punkte, der i7-2600K auf 1,52 Zähler und der i7-3960X  auf 1,57 Punkte.