Core 2 Quad: Extremer Vierkerner deklassiert Konkurrenz

02.11.2006 von Christian Vilsbeck
Intel stellt mit dem Core 2 Extreme QX6700 den ersten x86-Prozessor mit vier Kernen vor. Die 2,66-GHz-CPU ist bereits mit einem Core schnell, alle Kerne im Einsatz macht sie für die Konkurrenz unerreichbar.

So früh sollte sie eigentlich nicht kommen. Doch Intel zog das Debüt seines ersten Quad-Core-Prozessors von ursprünglich Anfang 2007 auf den 2. November 2006 vor. Die Produktqualität des Vierkerners sei früher als erwartet erfreulich gut, gibt Intel zum Besten. Und „noch deutlicher“ vor dem Mitbewerb Quad-Core-CPUs anbieten zu können, animierte Intel wohl zusätzlich, den Launch vorzuziehen. Leap ahead um jeden Preis, so lässt sich die Maxime des Herstellers deuten. AMD will Mitte 2007 erste Vierkerner auf den Markt bringen.

Intels Core 2 Extreme QX6700 mit dem Code-Namen "Kentsfield" verwendet eine Multi-Chip-Technologie. Zwei Siliziumplättchen Marke "Core 2 Duo" implementiert Intel in einem Gehäuse - ergibt vier Kerne. Entsprechend verfügt Kentsfield über insgesamt 8 MByte L2-Cache. Jeweils zwei Kerne pro Die nutzen 4 MByte gemeinsam. Das Multi-Chip-Verfahren verwendet Intel aus wirtschaftlichen Aspekten.

Alle Kerne des Core 2 Extreme QX6700 teilen sich weiterhin einen 1066 MHz schnellen Prozessorbus. Laut Intel vermeidet die große zweite Pufferstufe Engpässe auf dem FSB. Platz nimmt der vierkernige Extreme weiterhin im Steckplatz LGA775. Mainboards mit Unterstützung bisheriger Core-2-Modelle sollten den Quad-Core-Prozessor akzeptieren. Eine Kontrolle der Readme.txt neuer BIOS-Versionen schadet vorsichtshalber aber nicht.

Der CPU-Lüfter muss für 130-Watt-Prozessoren spezifiziert sein. Bei einer Taktfrequenz von 2,66 GHz konsumiert der QX6700 im Extremfall somit 50 Watt mehr als die Dual-Core-Variante mit 80 Watt TDP. Der Aufschlag hält sich für eine Kernverdopplung bei gleicher Taktfrequenz noch in Grenzen. Sparsamere Vierkerner folgen im Januar 2007.

Im tecCHANNEL-Testlabor tritt der Core 2 Extreme QX6700 gegen die Dual-Core-Modelle von AMD und Intel an. Bei multithreaded programmierten Anwendungen und Multitask-Szenarien bietet Intels Quad-Core-Prozessor eine beeindruckende Performance.

SYSmark2004 SE

Mit dem Benchmark-Paket SYSmark2004 SE bietet BAPCo eine aktualisierte Version zur Ermittlung der Systemleistung. Die Second Edition verwendet wieder 17 Anwendungen und arbeitet wahlweise mit den Windows XP in der 32- und 64-Bit-Edition zusammen. SYSmark2004 SE öffnet mehrere Programme gleichzeitig und lässt die Applikationen teilweise auch im Hintergrund arbeiten. Somit profitieren Dual- und Quad-Core-CPUs von zusätzlichen Prozessorkernen.

Neben einem Gesamtwert für die Systemleistung bietet SYSmark2004 SE detaillierte Ergebnisse in den Kategorien Office Productivity und Internet Content Creation an.

SYSmark2004 SE: Internet Content Creation

Im Workload Internet Content Creation von SYSmark2004 SE sind Prozessoren mit schnellen FPUs im Vorteil. Die Anwendungen im diesem Testblock unterstützen zudem in hohem Maße SSE2 und Multiprocessing. Zu den Applikationen des Workloads Internet Content Creation zählen Macromedia Dreamweaver und Flash MX, Discreet 3ds max 5.1, Adobe AfterEffects 5.5, Photoshop 7.0.1 und Premiere 6.5, Microsofts Windows Media Encoder 9, WinZip 8.1 sowie McAfee VirusScan 7.0.1.

SYSmark2004 SE: Office Productivity

Der Workload Office Productivity in SYSmark2004 SE verwendet insgesamt zehn verschiedene Applikationen. Hierzu zählen Microsofts Word, Excel, PowerPoint, Access und Outlook in der Version 2002, McAfee VirusScan 7.0, ScanSoft Dragon Naturally Speaking 6, WinZip 8.1, Adobe Acrobat 5.0.5 sowie der Internet Explorer 6.0.

SPECint_base2000

Wir setzen die SPEC-Benchmarks praxisnah ein und kompilieren sie für das Base-Rating. Dazu verwenden wir Intels C++ 9.1 und Fortran 9.1 sowie MS Visual Studio 2005 .NET für alle Integer-Tests. Auch AMD und Intel verwenden diese Compiler für das Base-Rating, wie man an den von beiden Firmen offiziell gemeldeten Integer-Resultaten sehen kann.

Der SPECint_base2000-Benchmark arbeitet single-threaded und nutzt die Vorteile von Hyper-Threading, Dual- und Quad-Core nicht. Die ermittelten Werte gelten als Indiz für die Integer-Performance der Prozessoren.

In der Tabelle finden Sie die Einzelergebnisse des SPEC-CPU2000-Integer-Benchmarks im Vergleich:

SPECint_base2000: Official Run

Prozessor

Core 2 XE QX6700

Core 2 Duo E6700

Core 2 XE X6800

Athlon 64 FX-62

Taktfrequenz

2,66 GHz

2,66 GHz

2,93 GHz

2,8 GHz

Sockel

LGA775

LGA775

LGA775

AM2

Core

Kentsfield

Conroe

Conroe

Windsor

Speichertyp

DDR2-800

DDR2-800

DDR2-800

DDR2-800

Chipsatz

975X

975X

975X

NF5

Compiler

Intel

Intel

Intel

Intel

Test

164.gzip

1652

1653

1817

1508

175.vpr

2153

2152

2349

1474

176.gcc

3077

3076

3367

1496

181.mcf

4896

4902

5253

1115

186.crafty

2468

2467

2722

2109

197.parser

2090

2089

2297

1604

252.eon

3488

3487

3811

2512

253.perlbmk

3092

3111

3384

2131

254.gap

2848

2854

3093

2038

255.vortex

4499

4504

4909

2718

256.bzip2

2111

2149

2362

1492

300.twolf

3062

3056

3365

1844

Gesamt

2814

2820

3082

1782

SPECint_rate_base2000

Bei den Integer-Berechnungen von SPECint_rate_base2000 ermittelt die Benchmark-Suite den maximalen Durchsatz durch Verwendung mehrerer Tasks. Dabei arbeiten multiple Kopien des Benchmarks parallel. Typischerweise entspricht die Anzahl der Tasks/Kopien der Anzahl der - virtuellen - Prozessoren des Systems.

So läuft SPECint_rate_base2000 beim Athlon 64 mit einer Kopie, beim Athlon 64 X2 sowie FX-60/62 (Dual-Core), Core 2 Duo/Extreme, Core Duo, Pentium 4 (Hyper-Threading), Pentium D (Dual-Core) mit zwei Kopien sowie beim Pentium Extreme Edition 965 (Dual-Core + Hyper-Threading) und Core 2 Extreme QX6700 (Quad-Core) mit vier Kopien. Bei diesem Test wird der Vorteil von Hyper-Threading und mehreren Kernen ausgenutzt. Bei Singlethread-Prozessoren wie dem Athlon 64 führen SPECint_rate_base2000-Tests mit einer und zwei Kopien zum gleichen Ergebnis - der maximale Durchsatz bleibt unverändert.

SPECfp_base2000

Wir setzen die SPEC-Benchmarks praxisnah ein und kompilieren sie für das Base-Rating. Dazu verwenden wir Intel C++ 9.1 und MS Visual Studio 2005 .NET sowie Intel Fortran 9.1 für alle Fließkommatests. Bei den AMD-Prozessoren testen wir die Floating-Point-Performance zusätzlich mit den PGI-6.0-Compilern. Auch AMD und Intel benutzen diese Compiler für das Base-Rating bei den Fließkomma-Benchmarks, wie man an den von beiden Firmen offiziell gemeldeten FP-Resultaten sehen kann.

Der SPECfp_base2000-Benchmark arbeitet single-threaded und nutzt die Vorteile von Hyper-Threading, Dual- und Quad-Core nicht. Die ermittelten Werte gelten als Indiz für die Floating-Point-Performance der Prozessoren.

In der Tabelle finden Sie die Einzelergebnisse des SPEC-CPU2000-Floating-Point-Benchmarks im Vergleich:

SPECfp_base2000: Official Run

Prozessor

Core 2 XE QX6700

Core 2 Duo E6700

Core 2 XE X6800

Athlon 64 FX-62

Athlon 64 FX-62

Taktfrequenz

2,66 GHz

2,66 GHz

2,93 GHz

2,8 GHz

2,8 GHz

Sockel

LGA775

LGA775

LGA775

AM2

AM2

Core

Kentsfield

Conroe

Conroe

Windsor

Windsor

Speichertyp

DDR2-800

DDR2-800

DDR2-800

DDR2-800

DDR2-800

Chipsatz

975X

975X

975X

NF5

NF5

Compiler

Intel

Intel

Intel

PGI

Intel

Test

168.wupwise

4458

4477

4680

2922

2658

171.swim

2961

3002

3022

2080

2349

172.mgrid

1740

1747

1885

1632

1473

173.applu

2193

2227

2301

1412

1224

177.mesa

2620

2627

2885

1286

1997

178.galgel

6420

6418

7046

2866

2361

179.art

9224

9229

10221

1999

2059

183.equake

3055

3055

3149

1607

1711

187.facerec

2818

2836

3079

2123

2089

188.ammp

1993

1995

2181

1282

1355

189.lucas

2726

2786

2897

1810

1906

191.fma3d

2032

2041

2167

1628

1695

200.sixtrack

1070

1069

1175

847

756

301.apsi

1837

1830

1975

1587

1496

Gesamt

2756

2770

2958

1707

1717

In der Tabelle sehen Sie in den zwei rechten Spalten die Einzelwerte von SPECfp_base2000 beim Athlon 64 FX-62 mit PGI- und Intel-Compiler. Während sich das Gesamtergebnis nur um 0,6 Prozent unterscheidet, zeigen sich bei den 14 Einzeltests teilweise drastische Performance-Unterschiede.

SPECfp_rate_base2000

Bei den Floating-Point-Berechnungen von SPECfp_rate_base2000 ermittelt die Benchmark-Suite den maximalen Durchsatz durch Verwendung mehrerer Tasks. Dabei arbeiten multiple Kopien des Benchmarks parallel. Typischerweise entspricht die Anzahl der Tasks/Kopien der Anzahl der - virtuellen - Prozessoren des Systems.

So läuft SPECfp_rate_base2000 beim Athlon 64 mit einer Kopie, beim Athlon 64 X2 sowie FX-60/62 (Dual-Core), Core 2 Duo/Extreme, Core Duo, Pentium 4 (Hyper-Threading), Pentium D (Dual-Core) mit zwei Kopien sowie beim Pentium Extreme Edition 965 (Dual-Core + Hyper-Threading) und Core 2 Extreme QX6700 (Quad-Core) mit vier Kopien. Bei diesem Test wird der Vorteil von Hyper-Threading und mehreren Kernen ausgenutzt. Bei Singlethread-Prozessoren wie dem Athlon 64 führen SPECfp_rate_base2000-Tests mit einer und zwei Kopien zum gleichen Ergebnis - der maximale Durchsatz bleibt unverändert.

Linux 64 Bit: Linpack

Linpack dient als verbreitetes Tool zum Ermitteln der Floating-Point-Performance von Highend-Computern. Das Ergebnis wird in Flops (Fließkomma-Operationen pro Sekunde) angegeben. Linpack löst komplexe lineare Gleichungssysteme.

Unter SUSE Linux 10.1 64-Bit-Edition setzen wir die 64-Bit-Version von Linpack 2.1.2 ein. Der SMP-fähige Benchmark setzt EMT64-Prozessoren mit SSE3-Unterstützung voraus. AMDs Athlon-64-Prozessoren mit SSE3 arbeiten mit der von Intel-Compilern erstellten Linpack-Version ebenfalls problemlos zusammen und nutzen die Befehlserweiterung.

Bei unseren Tests löst Linpack bis zu 10.000 Gleichungssysteme. Damit benötigt der Benchmark maximal 763 GByte Arbeitsspeicher. Im Diagramm finden Sie die von den Prozessoren maximal erreichten GFlops.

Analyse: SunGard ACR

SunGards Adaptiv Credit Risk 2.5 ist ein Analysetool für den Finanzbereich. Basierend auf modifizierten Monte-Carlo-Simulationen berechnet das Programm den künftigen Wert einer Anlage auf Basis vorhandener Marktdaten.

SunGards Adaptiv Credit Risk wurde in C# für Microsofts .NET-Umgebung programmiert. Spezielle Mathematik-Bibliotheken wie Intels MKL oder AMDs Core Math Library ACML verwendet Adaptiv Credit Risk nicht. Das Analysetool arbeitet multithreaded und unterstützt Dual-Core-Prozessoren optimal. SunGard arbeitet überwiegend mit Integer-Operationen.

Audio-Enkodieren: iTunes 6

Apples iTunes 6 ermöglicht das Enkodieren von verschiedenen Audio-Formaten. Über den integrierten MP3-Codec wandelt die digitale Jukebox beispielsweise WAV-Audio-Files in komprimierte MP3-Dateien um. Nur beim MP3-Enkodieren nutzt iTunes 6 zwei Threads und somit die Vorteile von Dual-Core-Prozessoren aus.

Um die Enkodier-Performance der CPUs zu überprüfen, legen wir die 13 Musikstücke der Audio-CD „Gwen Stefani: Love. Angel. Music. Baby.“ mit einer Gesamtspieldauer von 52,1 Minuten mit iTunes als unkomprimierte WAV-Dateien auf die Festplatte. Die folgende MP3-Erstellung erledigt iTunes mit einer Audio-Qualität von 192 kbps.

Der Pentium Extreme Edition 965 zieht aus seinen vier „virtuellen“ Kernen (Dual-Core + Hyper-Threading) wie der Core 2 Extreme QX6700 ebenfalls keinen Nutzen. Deshalb arbeitet ein Pentium D 960 (Dual-Core, kein Hyper-Threading) trotz geringerer Taktfrequenz hier schneller.

Video-Enkodieren: iTunes 6

Mit Apples iTunes 6 wandeln wir außerdem mit den integrierten De- und Encodern den 1080i-High-Definition-Trailer von Ice Age 2 im H.264-Format ins MPEG-4-Format mit 128 KBit/s und einer „mobilen“ Auflösung von 320 x 176 Bildpunkten. Dieses Video-Format ist für Apples iPod-Player optimiert. iTunes 6 nutzt beim Umwandeln des Videos die Vorteile von Dual-Core-Prozessoren aus.

Rendering: 3ds Max 8

Discreet/Autodesk bietet mit 3ds Max 8 eine professionelle Software für 3D-Modelling, Animation und Rendering an. Bei den Render-Vorgängen nutzt 3ds Max 8 Multiprocessing voll aus. Die Dual- und Quad-Core- sowie Hyper-Threading-Technologien wirken somit beschleunigend.

Die verwendeten Render-Szenen basieren auf der Benchmark-Suite SPECapc for 3ds Max 7 von SPEC.org. Die Grafikkarten-Performance spielt beim Rendering keine Rolle.

Rendering: CINEBENCH 9.5

Mit dem CINEBENCH 9.5 stellt Maxon eine neue Version des bekannten Benchmark-Tools bereit. CINEBENCH 9.5 basiert auf Cinema 4D Release 9.5 und führt wieder Shading- und Raytracing-Tests durch.

Der Raytracing-Test von CINEBENCH 9.5 überprüft die Render-Leistung des Prozessors. Eine Szene "Daylight" wird mit Hilfe des Cinema-4D-Raytracers berechnet. Sie enthält 35 Lichtquellen, wovon 16 mit Shadowmaps behaftet sind und so genannte weiche Schatten werfen.

Bei dem FPU-lastigen Test spielt die Leistungsfähigkeit der Grafikkarte eine untergeordnete Rolle. Auch höhere Speicher- und FSB-Bandbreiten nutzen beim Rendering von CINEBENCH 9.5 wenig - der Test läuft überwiegend in den ersten beiden Cache-Stufen ab.

Rendering & Enkodieren

In einem Multitask-Szenario führen wir das Rendering von CINEBENCH 9.5 bei einer konstanten Hintergrundlast durch. Diese realisieren wir mit LAME durch das Wandeln einer WAV-Audio-Datei in ein komprimiertes MP3-File. Das Enkodieren erfolgt in einer Endlosschleife. LAME arbeitet beim MP3-Erstellen durch unsere gewählte Einstellung im Single-Thread-Modus und lastet einen CPU-Kern voll aus.

Beim Render-Vorgang nutzt CINEBENCH 9.5 alle zur Verfügung stehende Prozessorkerne. In der Tabelle sehen Sie, wie stark die Render-Performance einbricht, wenn eine konstante Hintergrundlast arbeitet.

Rendering & Enkodieren

Prozessor

CINEBENCH 1 Thread

CINEBENCH alle Threads

CINEBENCH alle Threads + LAME

Performance-Einbruch

Alle CINEBENCH-Ergebnisse in Punkten. Höhere Werte sind besser.

Athlon 64 FX-60 S939

380

707

383

-45,8 %

Athlon 64 FX-62

412

759

406

-46,5 %

Athlon 64 X2 4000+

295

552

296

-46,4 %

Athlon 64 X2 4600+ EE

353

651

346

-46,9 %

Athlon 64 X2 4800+

354

656

353

-46,2 %

Athlon 64 X2 4800+ S939

354

655

350

-46,6 %

Athlon 64 X2 5000+

381

707

386

-45,4 %

Athlon 64 X2 5200+

384

706

386

-45,3 %

Core 2 Duo E6400

356

663

341

-48,6 %

Core 2 Duo E6700

445

831

427

-48,6 %

Core 2 XE QX6700

436

1417

1090

-23,1 %

Core 2 XE X6800

491

908

472

-48,0 %

Core Duo T2600

325

604

315

-47,8 %

Pentium 4 670

322

378

204

-46,0 %

Pentium D 920

239

439

233

-46,9 %

Pentium D 960

305

557

304

-45,4 %

Pentium XE 965

318

652

526

-19,3 %

Bei allen Dual-Core-CPUs bricht die Rendering-Performance um zirka 45 bis 48 Prozent ein, wenn LAME im Hintergrund enkodiert. Der Quad-Core-Prozessor Core 2 Extreme QX6700 rendert dagegen nur 23 Prozent langsamer. Intels Pentium Extreme 965 reduziert seine Render-Performance mit 19 Prozent noch geringer. Die Dual-Core-CPU präsentiert sich dem Betriebssystem durch sein Hyper-Threading ebenfalls als Vierkerner. Während beim QX6700 das Enkodieren aber mit voller Performance erfolgt, arbeitet LAME beim Pentium XE 965 deutlich langsamer – die Priorität der Rechenleistung liegt bei CINEBENCH.

OpenGL: CINEBENCH 9.5

Der Leistungstest OpenGL-HW von CINEBENCH 9.5 führt zwei Animationen mit Hilfe der OpenGL-Beschleunigung der Grafikkarte aus. Die Animation "Pump Action" besteht aus 37.000 Polygonen in 1046 Objekten, in der zweiten Szene "Citygen" sind zwei Objekte mit insgesamt 70.000 Polygonen enthalten.

Beim Leistungstest OpenGL-SW übernimmt die Cinema-4D-Engine zusätzlich die Berechnung der Beleuchtung.

OpenGL: SPECviewperf 9

Die Leistungsfähigkeit von OpenGL-Anwendungen verifizieren wir mit dem neuen SPECviewperf 9 der SPECopc. Schließlich sehen sowohl Intel als auch AMD ihre Highend-Sprösslinge gerne im professionellen Workstation-Markt. Das CAD-Paket beinhaltet neun verschiedene Tests, basierend auf realen CAD/CAM-Anwendungen: 3ds Max, CATIA, EnSight, Lightscape, Maya, Pro/ENGINEER, SolidWorks, UGS Teamcenter Visualzation Mockup und UGS NX.

Besonders die Anwendung Lightscape Viewset (light-08) nutzt die OpenGL-Beschleunigung der Grafikkarte voll aus. Das Lightscape Visualization System von Discreet Logic kombiniert proprietäre Radiosity-Algorithmen mit einem physikalisch basierenden Beleuchtungssystem.

Die Einzelergebnisse der Tabelle zeigen, dass die OpenGL-Performance sehr abhängig von der Applikation ist. Während bei light-08 beispielsweise Athlon 64 FX-62 vor dem Pentium XE 965 liegt, harmoniert beim Maya-basierenden Test maya-02 Intels Extreme Edition wesentlich besser mit der Grafikkarte als der FX-62. Die Core-2-CPUs dagegen bei fast allen Applikationen unangefochten vorne.

Alle Einzelergebnisse des SPECviewperf 9 finden Sie in der Tabelle:

SPECviewperf 9

Prozessor

3dsmax-04

catia-02

ensight-03

light-08

maya-02

proe-04

sw-01

ugnx-01

tcvis-01

Alle Ergebnisse in fps. Höhere Werte sind besser.

Athlon 64 4000+ S939

9,78

10,81

9,84

9,85

10,97

6,34

12,33

8,64

2,94

Athlon 64 X2 4000+ AM2

8,75

9,79

9,39

8,62

9,75

5,94

11,75

8,34

2,87

Athlon 64 X2 4800+ S939

10,05

11,14

10,10

10,12

10,99

6,39

12,32

8,78

2,89

Athlon 64 X2 4800+ AM2

10,25

11,45

10,25

10,31

11,37

6,54

12,65

8,96

2,98

Athlon 64 FX-60 S939

10,62

11,78

10,42

10,90

11,75

6,65

12,64

9,02

2,92

Athlon 64 FX-62 AM2

11,52

12,80

11,03

11,96

12,88

7,08

13,43

9,45

3,06

Core 2 Duo E6700 DDR2-800

12,48

14,52

12,49

13,18

17,87

9,21

18,73

10,15

4,51

Core 2 XE QX6700 DDR2-800

12,45

14,51

12,43

13,16

17,81

9,19

18,71

10,09

4,51

Core 2 XE X6800 DDR2-800

12,66

14,98

12,82

14,32

18,92

9,51

19,05

10,34

4,51

Core Duo T2600

9,56

10,74

10,56

9,29

12,59

7,05

14,62

7,46

3,76

Pentium 4 670

10,48

11,75

11,48

10,80

14,35

7,59

15,81

8,77

4,13

Pentium D 920

8,05

9,01

10,14

8,24

11,42

6,19

13,34

7,56

3,80

Pentium D 960

9,81

11,00

11,16

10,10

13,28

7,29

15,31

8,53

4,10

Pentium XE 965

10,48

11,73

11,56

10,75

14,60

7,91

16,27

8,91

4,26

OpenGL & Enkodieren

In einem zweiten Multitask-Szenario überprüfen wir den Einbruch der Framerate des OpenGL-3D-Spiels Quake 4, wenn im Hintergrund MP3s erstellt werden. Das Enkodieren realisieren wir mit LAME durch das Wandeln einer WAV-Audio-Datei in ein komprimiertes MP3-File - in einer Endlosschleife. LAME arbeitet beim MP3-Erstellen durch unsere gewählte Einstellung im Single-Thread-Modus und lastet einen CPU-Kern voll aus.

Quake 4 unterstützt durch ein aktivierbares SMP bereits Dual-Core-Prozessoren. In der Tabelle sehen Sie den Unterschied in der Framerate ohne und mit SMP-Aktivierung bei Quake 4. Bei aktiver LAME-Hintergrundlast lassen wir Quake 4 mit eingeschaltetem SMP laufen.

Rendering & Enkodieren

Prozessor

Quake 4 SMP off [fps]

Quake 4 SMP on [fps]

Quake 4 SMP on + LAME [fps]

Performance-Einbruch

Quake 4: Medium Quality, Auflösung 1280x1024, AA off

Athlon 64 X2 4600+ EE

70

104

89

-14,4 %

Athlon 64 X2 5000+

71

105

92

-12,4 %

Athlon 64 X2 5200+

74

108

94

-13,0 %

Core 2 Duo E6400

83

116

104

-10,3 %

Core 2 Duo E6700

99

126

113

-10,3 %

Core 2 XE QX6700

97

126

126

0 %

Während die Dual-Core-Prozessoren mit Hintergrundlast um zirka 10 bis 14 Prozent in der Framerate einbrechen, bleibt die Quake-4-Performance des Core 2 Extreme QX6700 konstant. Weil Quake nur von einem zweiten Prozessorkern profitiert, stehen beim Quad-Core-Modell zwei weitere Kerne anderen Applikationen voll zur Verfügung. Das Single-Thread-LAME-Enkodieren im Hintergrund wirkt sich beim Core 2 Extreme QX6700 auf die Framerate somit nicht negativ aus.

DirectX: 3DMark06

Futuremarks 3DMark06 bietet verbesserte Testabläufe für das Shader Model 2 und High Dynamic Range (HDR) Shader Model sowie neue Benchmark-Routinen für Prozessoren. Damit soll der Benchmark laut Hersteller zukunftssicher sein und grafische Strukturen abtesten, die sich erst in zwei Jahren tatsächlich in Spielen wieder finden werden.

3DMark06 nutzt als erstes Produkt von Futuremark die Ageia Phys X-Software-Physics-Bibliothek in zwei spieleähnlichen CPU-Tests. Außerdem kommen im 3DMark06 Algorithmen zum Einsatz, die künstliche Intelligenz simulieren sollen. Insgesamt besteht der Benchmark aus zwei CPU- und vier Grafiktests. Daraus errechnet sich die Gesamtpunktzahl, die Auskunft über die Spiel-Performance des Rechners gibt.

3Dmark06 bietet erstmals Unterstützung für Multi-Core-Prozessoren oder Hyper-Threading. Der Benchmark gibt als Teilergebnis einen Wert für die Leistungsfähigkeit der CPUs bei DirectX-Anwendungen aus.

32-Bit-Transfer

Die Cache- und Speicher-Performance der Prozessoren überprüfen wir mit unserem Programm tecMem aus der tecCHANNEL Benchmark Suite Pro. tecMem misst die effektiv genutzte Speicherbandbreite zwischen der Load/Store-Unit der CPU und den unterschiedlichen Ebenen der Speicherhierarchie (L1-, L2-Cache und RAM). Die Ergebnisse erlauben eine getrennte Analyse von Load-, Store- und Move-Operationen.

Core 2 Extreme X6800 (2,93 GHz) DualDDR2-800 CL4: Die Dual-Core-CPU erreicht im Cache mit 22.113 MByte/s entsprechend ihrer höheren Taktfrequenz 10 Prozent mehr Bandbreite als der Quad-Core-Prozessor. Aus dem DDR2-800-Speicher holt der Core 2 Extreme bei 32-Bit-Zugriffen 3480 MByte/s (Load) heraus.

64-Bit-Transfer

Hier testen wir mit tecMem die Performance mit den 64-Bit-Load und -Store-Kommandos aus dem MMX-Befehlssatz. Die Transferrate ist hier schon deutlich höher als bei den 32-Bit-Kommandos, da die CPU mit jedem Befehl mehr Daten transferieren kann.

Core 2 Extreme X6800 (2,93 GHz) DualDDR2-800 CL4: Im Speicher transferiert der Core-Prozessor mit 6809 MByte/s (Load) mehr als das 2,66-GHz-Quad-Core-Modell. Durch die höhere Taktfrequenz muss der X6800 beim Weiterverarbeiten der Daten weniger Wartezyklen einlegen als der QX6700.

128-Bit-Transfer

Mit den 128-Bit-SSE-Befehlen lässt sich die maximale Cache- und Speicher-Performance ermitteln, die eine CPU erreichen kann.

Core 2 Extreme X6800 (2,93 GHz) DualDDR2-800 CL4: Im L1-Cache erreicht die CPU maximal 44.755 MByte/s – wieder 10 Prozent mehr durch die höhere Taktfrequenz im Vergleich zum QX6700. Im Speicher liegt die Bandbreite bei 7131 MByte/s (Load, 8-MByte-Blöcke).

Energieverbrauch

AMD und Intel spezifizieren den Energiebedarf ihrer Prozessoren mit der Thermal Design Power (TDP). Bei diesem Wert handelt es sich um ein theoretisches Maximum – in der Praxis liegt der Energiebedarf der Prozessoren in der Regel selbst bei hoher Auslastung darunter. Die CPU-Kühler müssen aber für diese TDP-Werte entsprechend dimensioniert sein.

Interessanter ist der reale Energieverbrauch der kompletten Plattform – ohne Monitor. Unsere Testplattformen unterscheiden sich lediglich beim Mainboard und natürlich der CPU. Grafikkarte, Netzteil, Festplatte, Soundkarte und wenn möglich der Speicher sind identisch. Damit lassen sich praxisnahe Aussagen treffen, wie sehr der Prozessor den Energieverbrauch der Plattform beeinflusst.

Im folgenden Diagramm vergleichen wir den Systemverbrauch unter Windows im „Leerlauf“ ohne aktivierten Energiesparmodus:

Jetzt sind die Energiesparfunktionen Intel SpeedStep und AMD PowerNow! (Cool’n’Quiet) zum dynamischen Senken von Taktfrequenz und Core-Spannung aktiv. Windows befindet sich weiterhin im „Leerlauf“:

Sind die Prozessoren, der Speicher sowie die Grafikkarte unter hoher Last, so steigt der Energiebedarf der Plattformen auf folgende Werte:

Listen- & Straßenpreise

Hinsichtlich der Preise empfiehlt es sich, gelegentlich einen Blick auf die offiziellen Listen der CPU-Hersteller zu werfen. Bei AMDs Preisliste gab es am 30. Oktober 2006 die letzten Änderungen. Intels Preisliste wurde am 02. November 2006 aktualisiert.

OEM- und Straßenpreise im Vergleich

Modell

Taktfrequenz /FSB [MHz]

Listenpreis [US-Dollar]

Straßenpreis [Euro]

Socket 939

Athlon 64 3200+ S939

2000 / 1000

81

60

Athlon 64 3500+ S939

2200 / 1000

91

70

Athlon 64 3800+ S939

2400 / 1000

108

85

Athlon 64 X2 4200+ S939

2200 / 1000

187

180

Athlon 64 X2 4600+ S939

2400 / 1000

240

235

Socket AM2

Athlon 64 FX-62

2800 / 1000

713

735

Athlon 64 X2 5200+

2600 / 1000

403

400

Athlon 64 X2 5000+

2600 / 1000

301

300

Athlon 64 X2 5000+ EE

2600 / 1000

301

k.A.

Athlon 64 X2 4600+

2400 / 1000

240

240

Athlon 64 X2 4600+ EE

2400 / 1000

240

275

Athlon 64 X2 4200+

2200 / 1000

187

175

Athlon 64 X2 4200+ EE

2200 / 1000

187

180

Athlon 64 X2 3800+

2000 / 1000

152

140

Athlon 64 X2 3800+ EE

2000 / 1000

152

160

Athlon 64 X2 3800+ EE SFF

2000 / 1000

k.A.

k.A.

Athlon 64 3800+

2400 / 1000

108

100

Athlon 64 3500+

2200 / 1000

91

85

Athlon 64 3500+ EE SFF

2200 / 1000

k.A.

140

Athlon 64 3200+

2000 / 1000

81

75

LGA775

Core 2 Extreme QX6700

2670 / 1066

999

k.A.

Core 2 Extreme X6800

2930 / 1066

999

965

Pentium Extreme Edition 965

3733 / 1066

999

960

Core 2 E6700

2670 / 1066

530

500

Core 2 E6600

2400 / 1066

316

305

Core 2 E6400

2130 / 1066

224

210

Core 2 E6300

1860 / 1066

183

170

Pentium D 960

3600 / 800

316

320

Pentium D 950

3400 / 800

224

230

Pentium D 945 (kein VT)

3400 / 800

163

160

Pentium D 940

3200 / 800

183

195

Pentium D 930

3000 / 800

178

155

Pentium D 925 (kein VT)

3000 / 800

133

130

Pentium D 920

2800 / 800

178

155

Pentium D 915 (kein VT)

2800 / 800

113

110

Pentium D 820

2800 / 800

93

100

Pentium D 805

2660 / 533

93

90

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Fazit

Der Performance-Gewinn vom Dual-Core zum Quad-Core erreicht bei Anwendungen wie Rendering und Simulationen bis zu 94 Prozent. Mehr ist bei multi-thread-optimierten Anwendungen aufgrund des Amdahl-Gesetzes kaum möglich. Dieses Ergebnis war allerdings zu erwarten, 2-Sockel-Systeme skalieren beim Einsatz einer zweiten Dual-Core-CPU ähnlich.

Ob das Multi-Chip-Verfahren des Core 2 Extreme QX6700 für diesen jetzt einen Nachteil darstellt, muss sich erst etwas Mitte 2007 bei Vergleichen mit dem „nativen“ Quad-Core-Design von AMD zeigen. Die erzielten Steigerungen in der Rechengeschwindigkeit lassen allerdings keinen gravierenden Nachteil beim Zusammenarbeiten von zwei Siliziumplättchen auf einem Prozessor erkennen.

Natürlich bleibt wieder einmal die Frage nach den Applikationen, die bereits vier Threads nutzen. Apples iTunes verwendet beim Erstellen von MP3s beispielsweise nur zwei Threads. Ähnlich verhält es sich bei mancher Software zum Enkodieren/Dekodieren von Videos. Andererseits gibt es natürlich bereits genügend Anwendungen, die die Vorteile eines Quad-Core-Prozessors voll ausnutzen. Der Trend geht, auch bei 3D-Spielen, klar in Richtung vieler paralleler Threads.

Außerdem gibt es die Multitasking-Szenarios mit vielen parallel arbeitenden Anwendungen. Ob und wie es in der Praxis vorkommt, dass gleichzeitig MP3s erstellt, Sendungen vom DVB-T-Tuner aufgenommen werden und parallel noch ein Spiel läuft, mag sich jeder selbst fragen. Im Business-Einsatz sind parallel agierende Anwendungen wie E-Mail-Client, Virenscanner, Word, Excel und diversen Browser-Fenstern bereits üblich. Fakt ist dabei, je mehr Cores vorhanden sind und je mehr Multi-thread-Anwendungen und Multi-Task-Szenarien zum Einsatz kommen, desto flinker und mit besseren Antwortzeiten geht es mit einem Quad-Core-Prozessor vonstatten.

So kann in einem Quad-Core-System beispielsweise iTunes (2 Threads) im Hintergrund MP3 erstellen und ein Webcast im Browser laufen (1 Thread), die Rechenkraft eines weiterer Kerns steht anderen Anwendungen trotzdem voll zur Verfügung. In den seltener werden Single-Thread-Anwendungen arbeitet der Core 2 Extreme QX6700 aufgrund seiner geringeren Taktfrequenz natürlich etwas langsamer als die gleich teure X6800er Dual-Core-Variante. Doch selbst bei den 2,66 GHz des QX6700 bietet Intels Core-Architektur deutlich mehr Rechenleistung als die Konkurrenz. (cvi)

Testkonfiguration

Wir haben die Benchmarks unter dem Betriebssystem Windows XP Professional SP2 durchgeführt. Für den Linux-Test verwenden wir SUSE Linux 10.1 in der x86_64-Edition.

Intels Core 2 Duo E6700, Core 2 Extreme X6800, Pentium Extreme Edition 965, die Pentium-D-900-Modelle sowie der Pentium 4 670 nehmen in einem Intel-Desktop-Board D975XBX Platz. Den Core 2 Extreme QX6700 testeten wir in der neuen Board-Revision D975XBX2. Die Mainboards verwenden den 975X-Chipsatz. Als Arbeitsspeicher steht jeweils DDR2-667-SDRAM mit CL4 in einer Dual-Channel-Konfiguration zur Verfügung. Die Core-2-Modelle haben wir mit DDR2-800-Speicher (CL4) getestet.

LGA775-Plattform: Das D975XBX von Intel setzt auf den 975X-Express-Chipsatz. Das Mainboard unterstützt den Pentium 4, Pentium D, Pentium Extreme Edition sowie die Core-2-CPUs.

Der Core Duo T2600 arbeitet in einem AOpen i975Xa-YDG mit Intels 975X-Express-Chipsatz und Socket 479M.

Core-Duo-Plattform: Das AOpen i975Xa-YDG mit Socket 479M setzt auf Intels 975X Express Chipsatz. Beim Speicher steuert das Board DualChannel-DDR2-667-SDRAM an.

AMDs Athlon-64-Modelle für den Socket AM2 testen wir in einem Asus M2N32-SLI Deluxe mit nForce-590-SLI-Chipsatz. Der CPU steht Dual-Channel-DDR2-800-SDRAM mit CL4 von Corsair zur Verfügung. AMDs Socket-939-Prozessoren arbeiten in einem MSI K8N Diamond Plus mit NVIDIAs nForce 4 SLI. Der Chipsatz unterstützt HyperTransport-Taktfrequenzen bis 1000 MHz sowie PCI Express. Auf dem MSI-Mainboard können die AMD64-CPUs auf DualDDR400-SDRAM CL2 zurückgreifen.

Socket-AM2-Plattform: Das Asus M2N32-SLI Deluxe verwendet als Chipsatz NVIDIAs nFORCE 590 SLI. Beim Speicher steuert das Board DualChannel-DDR2-800-SDRAM an.

Um gleiche Testbedingungen zu gewährleisten, wurden alle Testsysteme mit einer ATI Radeon X1900XTX in der PCI-Express-x16-Variante bestückt. Der Grafikkarte mit 512 MByte Grafikspeicher standen der Catalyst-Treiber 6.4 sowie DirectX 9.0c zur Seite. Einheit herrschte auch beim Arbeitsspeicher mit jeweils 1 GByte und den Massenspeichern - die Serial-ATA-II-Festplatte Maxtor MaxLine III mit 250 GByte Kapazität.