Im Test: Intel Ivy Bridge Dual-Core Prozessoren

Till Schönborn , 31.05.2012

Ivy Bridge, Klappe die Zweite. Nach dem erfolgreichen Start der Quad-Core-Modelle Ende April folgen nun die zweikernigen Ableger der Ivy-Bridge-Generation. Wir haben untersucht, was die neuen Note- und Ultrabook-Prozessoren in unserem Testparcours leisten und ob sich ein Umstieg für Sandy-Bridge-Besitzer lohnt.

Auch wenn die Technikwelt gebannt auf die kürzliche Vorstellung der mobilen Quad-Core-Modelle auf Ivy-Bridge-Basis geblickt hat, repräsentieren die teuren High-End-Prozessoren einen stückzahlenmäßig eher unbedeutenden Teil des Gesamtmarktes. Hier dominieren Mittelklasse-CPUs der Core-i3- und Core-i5-Serie, welche noch immer mit nur zwei Rechenkernen auskommen müssen.

Nachdem wir in unserem letzten Artikel genauer auf die Architektur, den 22-Nanometer-Prozess und die Features der neuen Generation geblickt haben, wollen wir uns heute vorrangig auf die Untersuchung von Performance und Leistungsaufnahme beschränken. Alle weiteren Details können Sie im Review zu den Ivy Bridge Quad-Core Prozessoren sowie in unserer CPU-Datenbank nachlesen.

Aufbau des Chips

Ähnlich den Quad-Core-Modellen gibt es zwei verschiedene Ausbaustufen des Dies, die sich bezüglich Grafikeinheit und L3-Größe unterscheiden. Mit Ausnahme späterer Celeron-/Pentium-Modelle wird im Mobilbereich fast ausschließlich die größere "2+2" Variante zum Einsatz kommen, deren technische Daten im Vollausbau wie folgt lauten:

schematischer Aufbau
schematischer Aufbau
  • 22 Nanometer Tri-Gate-Prozess
  • etwa 1,0 Milliarden Transistoren (geschätzt)
  • etwa 120 mm² Die-Size (geschätzt)
  • 32 + 32 KByte L1-Cache für Daten- und Instruktionen (pro Kern)
  • 256 KByte L2-Cache (pro Kern)
  • 4 MByte L3-Cache (geteilt zwischen Kernen und GPU)
  • HD-4000-Grafikeinheit (GT2, DirectX-11-fähig, 16 EUs)
  • DDR3(L)-Speichercontroller bis 800 MHz (PC3-12800)
  • 16 Lanes nach PCIe 3.0
  • Unterstützung von MMX, SSE (1, 2, 3, 3S, 4.1, 4.2), AVX, AES-NI, Intel 64
  • TDP von 17 oder 35 Watt

Die etwa 90 mm² große "2+1"-Version besitzt lediglich 3 MByte L3-Cache und die abgespeckte GT1-Grafikeinheit, welche im Desktop unter der Bezeichnung HD Graphics 2500 vermarktet wird. Statt 16 kommen hier nur 6 der sogenannten Execution Units (EUs) zum Einsatz, was die resultierende Grafikleistung knapp halbiert.

Übersicht

Mit dem heutigen Tag stellt Intel insgesamt 5 verschiedene Dual-Core-Modelle vor, von denen drei der regulären 35-Watt-Klasse, zwei weitere dem mit 17 Watt spezifizierten ULV-Bereich angehören. Hinzu kommen noch einige weitere, zum Teil noch nicht offiziell bestätigte OEM-Versionen, die wir in der nachfolgenden Tabelle zusammengefasst haben.

Bezeichnung Kerne Basistakt Turbo DC / SC L3-Cache TDP GPU-Takt
Dual-Core            
Core i7-3520M 2/4 2.9 GHz 3.4 / 3.6 GHz 4 MB 35 W 650-1250 MHz
Core i5-3360M 2/4 2.8 GHz 3.3 / 3.5 GHz 3 MB 35 W 650-1200 MHz
Core i5-3320M 2/4 2.6 GHz 3.1 / 3.3 GHz 3 MB 35 W 650-1200 MHz
Core i5-3210M (OEM) 2/4 2.5 GHz 2.9 / 3.1 GHz 3 MB 35 W 650-1200 MHz
Core i3-3110M (OEM) 2/4 2.4 GHz n/a 3 MB 35 W 650-1000 MHz
Dual-Core ULV            
Core i7-3667U 2/4 2.0 GHz 2.9 / 3.1 GHz 4 MB 17 W 350-1150 MHz
Core i5-3427U 2/4 1.8 GHz 2.6 / 2.8 GHz 3 MB 17 W 350-1150 MHz
Core i5-3317U (OEM) 2/4 1.7 GHz 2.4 / 2.6 GHz 3 MB 17 W 350-1150 MHz
Core i3-3217U (OEM) 2/4 1.8 GHz n/a 3 MB 17 W 350-1050 MHz

Die bislang angebotenen, im Handel jedoch kaum vertretenen, 25-Watt-Modelle, wie der Core i7-2649M entfallen somit ersatzlos. Davon abgesehen, gibt es mit Ivy Bridge eher kosmetische Änderungen gegenüber der bisherigen Produktpalette. Das neue Topmodell i7-3520M taktet lediglich 100 MHz höher als der alte i7-2640M, was trotz leicht gestiegener Pro-MHz-Leistung nur geringe Performancesprünge erwarten lässt.

Etwas größer fällt das Taktplus bei den ULV-Varianten aus, welche ab sofort mit einem "U" am Ende der Modellbezeichnung gekennzeichnet werden. Auch wenn die TDP von 17 Watt unverändert übernommen wurde, könnte der sparsamere 22-Nanometer-Prozess für einen besser ausgeschöpften Turbo Boost und damit zusätzliche Leistungsgewinne sorgen - hier gilt es, weitere Benchmarktests abzuwarten.

Core i5-3320M
Core i5-3320M
Core i5-3360M
Core i5-3360M
Core i7-3520M
Core i7-3520M
Core i5-3317U
Core i5-3317U

Das Testsystem

Alle Prozessoren wurden mit dem identischen Notebook, einem Schenker XMG P702 PRO auf Basis des Clevo-P170EM-Barebones, getestet. Interessenten des leistungsstarken Gaming-Boliden sei unser ausführliches Review ans Herz gelegt, in dem allerdings noch eine Sandy-Bridge-CPU zum Einsatz kam. Es handelte sich dabei um dasselbe Gerät wie in unserem Quad-Core-Artikel, so dass alle Messwerte, einschließlich der Leistungsaufnahme, direkt miteinander verglichen werden können. Wie immer möchten wir dem Unternehmen Schenker Notebooks recht herzlich für die Ermöglichung dieses Tests danken!

Mit 8 GByte RAM sowie einer schnellen Intel-SSD sollte das Leistungspotential der CPUs ohne Einschränkungen ausgeschöpft werden können, die ebenfalls verbaute Nvidia GeForce GTX 670M hatte bei den ausgewählten Benchmarks hingegen keinen Einfluss. Alle Messungen wurden mit einer einheitlichen Software- und Treiberumgebung durchgeführt. Zu erwähnen bleibt, dass es sich bei den Prozessoren noch um Engineering Samples gehandelt hat, die sich unter Umständen minimal anders als spätere Serienmodelle verhalten.

Eine Ausnahme bildet der Core i5-3317U, der als einziges in einem Pre-Sample des Asus UX32VD Ultrabooks getestet wurde. Aus diesem Grund müssen wir Ihnen bei diesem vergleichende Messungen der Leistungsaufnahme leider schuldig bleiben.

Das Testsystem: Schenker XMG P702 PRO (Clevo P170EM Barebone)

Testkonfiguration

  • Intel Ivy-Bridge-CPUs
  • Intel HM77 Chipsatz
  • 8 GByte DDR3-RAM (1333MHz)
  • Nvidia GeForce GTX 670M
  • Intel-SSD 320 Series (80 GByte)
  • 17.3“ Full-HD LED-Display
  • Windows 7 Home Premium 64 Bit

Benchmarks

Bevor wir einen genaueren Blick auf die Benchmarks werfen, ein kleiner Hinweis vorweg: Da sich Intels Turbo-Boost-Technologie (automatische Übertaktung des Prozessors) je nach Kühlsystem unterschiedlich verhält, sind unsere CPU-Ergebnisse nicht zwangsläufig auf andere Geräte übertragbar.

Zu Vergleichszwecken haben wir noch den Core i7-2640M sowie den Quad-Core i7-3610QM mit in unsere Diagramme aufgenommen, wobei nur der 3610QM auch im selben Clevo-Barebone getestet wurde. Bei den Werten des 2640M handelt es sich um die jeweils besten Ergebnisse aus unserer CPU-Datenbank.

Cinebench R10

Erwartungsgemäß sind die Unterschiede im Single-Thread-Test recht klein: Abgesehen vom Core i5-3317U, der durch seine niedrige Taktrate von maximal 2,6 GHz etwas zurückfällt, liegen zwischen der langsamsten und der schnellsten CPU nur etwa 10 Prozent Leistungsdifferenz. Der i7-3520M kann seinen direkten Vorgänger i7-2640M sogar nur um etwa 7 Prozent distanzieren, was in der Praxis allenfalls mess-, kaum aber spürbar ist.

Im Multi-Thread-Test stürmt der i7-3610QM mit einem komfortablen Vorsprung von mindestens 62 Prozent auf Platz eins und lässt die mit nur zwei Rechenkernen bestückte Konkurrenz reichlich alt aussehen. Im Architekturvergleich kann sich Ivy Bridge nur unwesentlich von Sandy Bridge absetzen, insbesondere wenn man die zum Teil höheren Taktraten herausrechnet.

Cinebench R11.5

Der Cinebench R11.5 bestätigt dieses Ergebnis. Erneut können wir nur von sehr begrenzten Leistungssteigerungen berichten, mit einem Quad-Core wie dem i7-3610QM kann keiner der neuen Zweikerner konkurrieren. Dies lässt vor allem den teuren i7-3520M wenig attraktiv erscheinen. Selbst die TDP von nur 35 Watt ist kein besonderer Kaufanreiz mehr seit es den ähnlich sparsamen i7-3612QM gibt.

3DMark

Wie in den vorherigen Benchmarks ordnet sich der alte Core i7-2640M in etwa auf dem Niveau des i5-3360M ein, ohne dass die Unterschiede zwischen den einzelnen Dual-Core-Modellen besonders groß wären. Auch wenn der low-voltage-Prozessor i5-3317U nicht ganz mit seinen 35-Watt-Kollegen konkurrieren kann, leistet er dennoch Beachtliches: Verglichen mit einem Sandy-Bridge-basierten Core i5-2410M ist die ULV-CPU kaum 5 bis 10 Prozent langsamer.

x264 HD

Auch der Video-Encoding-Benchmark x264 HD profitiert, insbesondere im Test 2, stark von zusätzlichen Rechenkernen, womit sich wieder einmal der Core i7-3610QM an die Spitze setzen kann. Die Differenzen zwischen den Dual-Core-CPUs sind erneut sehr gering, allerdings kann in diesem Fall bereits der i5-3320M den i7-2640M übertrumpfen.

WinRAR

Ein gewohntes Bild auch im Packer WinRAR: Mit Ausnahme des Core i7-3610QM liegt das gesamte Testfeld dicht beieinander, selbst der i5-3317U kann mit den schnelleren Ablegern gut mithalten. Eine Investition in den teuren i7-3520M erscheint einmal mehr kaum sinnvoll.

SuperPi

SuperPi - kleinere Werte sind besser

Zum Abschluss wollen wir noch einen Blick auf zwei höchst synthetische, für Übertakter und theoretische Architekturbetrachtungen aber ebenfalls recht interessante Benchmarks werfen.

SuperPi ist eine reine Single-Thread-Software, die einzig von hohen Taktraten und einer guten Pro-MHz-Leistung profitiert. Dementsprechend landen vergleichsweise langsam taktende Quad-Cores hier nur im Mittelfeld, der i7-3520M geht knapp in Führung. 

wPrime

wPrime 2.0 - kleinere Werte sind besser
wPrime 2.0 - kleinere Werte sind besser

In Kontrast zu SuperPi skaliert wPrime exzellent mit zusätzlichen Kernen und Threads, was in einem weiteren Sieg für den i7-3610QM mündet. Dank leicht verbesserter Architektur und höherer Taktraten ist der i7-3520M erneut der schnellste Dual-Core, wirklich entscheidend kann er den Vorgänger Sandy Bridge allerdings nicht übertrumpfen.

Leistungsaufnahme

Auch wenn Intel die TDP-Klassen von 17 Watt für den ULV-Bereich und 35 Watt für alle regulären Modelle nicht angetastet hat, wollen wir dennoch einen kurzen Blick auf die reale Leistungsaufnahme werfen. Leider konnten wir in der zur Verfügung stehenden Zeit keine weiteren Sandy-Bridge-Prozessoren vermessen, so dass wir uns auf einen Vergleich mit dem Quad-Core i7-3610QM beschränken müssen. 

Alle Werte wurden hinter dem Netzteil und für das gesamte Notebook ermittelt, können demzufolge also nicht auf andere Geräte oder die CPU allein übertragen werden.

Wie bei den Quad-Cores liegt die Leerlauftaktrate bei 1,2 GHz, einzig ULV-Modelle wie der i5-3317U takten mit 800 MHz niedriger. Abzüglich von Messtoleranzen kann man getrost davon sprechen, dass die Leistungsaufnahme aller Prozessoren ohne Last praktisch identisch ist - ein Indiz dafür, wie effizient Intels Stromspartechniken arbeiten.

Auch bei der Auslastung von nur einem Thread liegen alle Testkandidaten auf demselben Level, selbst der Vierkerner i7-3610QM verbraucht gerade einmal gut 2 Watt mehr als der taktgleiche i5-3320M (beide 3,3 GHz Turbo).

Im Multi-Threading-Test des Cinebench R11.5 wächst die Differenz zwischen Dual- und Quadcore auf fast 20 Watt, was in Anbetracht des TDP-Unterschiedes (35 zu 45 Watt) ein wenig verwundert. In unseren Messwerten sind allerdings auch Spannungswandler- und Netzteilverluste enthalten, was eine derartige Analyse erschwert.

Unter Volllast in Prime95 steigen die Verbräuche nochmal um einige Watt an, doch bleiben die Relationen insgesamt unverändert. Alle 3 Dual-Cores sind ähnlich sparsam, wobei der i5-3320M etwa 5 Watt unterhalb von i5-3360M und i7-3520M verbleibt. Mit deutlichem Abstand die höchste Leistungsaufnahme zeigt der i7-3610QM, der im Gegenzug jedoch die beste Performance bietet.

Erwähnenswert ist, dass alle der hier getesteten CPUs selbst in Prime95 ihren jeweiligen maximalen Turbo-Takt halten können. Dies beweist, dass die von Intel spezifizierte TDP selbst in derartigen Situationen noch nicht komplett ausgereizt ist - anders als bei den schnellsten Vierkernern in unserem letzten Test.

Fazit

Intel Ivy Bridge
Intel Ivy Bridge

Es ist nur ein kleines Leistungsplus von etwa 5 bis 10 Prozent - mehr haben die neuen Dual-Core-Modelle auf Ivy-Bridge-Basis leider nicht zu bieten. Damit sind die Zugewinne sogar noch geringer als bei den Quad-Cores, die wir im April unter die Lupe genommen haben. 

Die hohen Erwartungen mancher Optimisten mag dies ein wenig enttäuschen, doch müssen wir relativeren: Im Vergleich mit der AMD-Konkurrenz kann selbst der i5-3320M das Topmodell A10-4600M spielend in Schach halten, CPU-seitig versteht sich. Für die meisten Anwender bieten die i3- und i5-Prozessoren ohnehin mehr als genug Leistung und glänzen dabei mit ordentlichem Preis-Leistungs-Verhältnis und ausgezeichneter Energieeffizienz

Am meisten dürften sich die Ultrabook-Käufer freuen, die mit der integrierten HD Graphics 4000 endlich eine mehr oder minder adäqute Grafiklösung zur Seite gestellt bekommen. Ferner fallen die Taktsteigerungen bei den ULV-Versionen vergleichsweise groß aus, so dass bei diesen Modellen der stärkste Leistungszuwachs zu beobachten ist.

Abraten würden wir hingegen vom Core i7-3520M. Ja, es mag Anwendungen geben, wo der schnellste Dual-Core-Prozessor auf dem Markt seine hohe Taktrate ausspielen kann. In der Regel liegen Quad-Cores wie der i7-3610QM oder 3612QM aber deutlich in Führung, da selbst Spiele mittlerweile Profite aus den zusätzlichen Kernen schlagen.

Demzufolge lautet unser Fazit: Ganz oder gar nicht. Entweder man begnügt sich mit einem preiswerten Core i3 oder Core i5, oder greift direkt zu einem der Einstiegsmodelle aus dem Quad-Core-Segment. Vom Kauf eines teuren High-End-Zweikerners würden wir, auch im Hinblick auf zukünftige Anwendungen, eher abraten.

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Autor: Till Schönborn, 31.05.2012 (Update: 11.05.2013)