Notebookcheck

Test Intel Core i7-Quad "Clarksfield" CPU Refresh

Von: J. Simon Leitner, 20/06/10

Nur ein leises TICKen.

Nach den gewichtigen Neuerungen beim Wechsel von den Core 2 Duo Chips hin zu der Core-i Architektur, folgt nun ein sanftes Update der seit Herbst vergangenen Jahres verfügbaren Quad-Core Prozessor Palette von Intel. Wir haben für Sie getestet, was das Refresh bringt.

Intel Core i7

Soviel vorweg: Das aktuelle Intel CPU Refresh bleibt bei lediglich drei verschiedenen Prozessor-Modellen und birgt keine nennenswerten Architekturveränderungen. Dennoch kann Intel wohl durch eine Weiterentwicklung in der Fertigungstechnik die Taktraten der einzelnen Modelle etwas nach oben schrauben, und so diesen Vorteil an die Kunden weitergeben.
Es ist davon auszugehen, dass die neuen Modelle die bestehenden Intel Core i7- Quad-Core Chips ablösen (720QM, 820QM und 920XM), und wie bisher vor allem in High-End Multimedia und Business-Notebooks zum Einsatz kommen werden.

Das Testsystem

Als Testplattform diente das mySN XMG8.c Gaming-Notebook von Schenker Notebook. Der 18-Zoll Gamer auf Basis des Clevo X8100 Barebones lässt sich mit potentesten Komponenten ausstatten, etwa Intel Quad-Core Chips bis hin zur i7-920XM CPU, bzw. eben auch mit den neuen Intel Quad-Core Prozessoren, sowie mit bis zu zwei Nvidia Geforce GTX 285M Grafikkarten.

Einen umfangreichen Test einer besonders leistungsfähigen Konfiguration (920XM, 285M SLI, SSD) finden Sie bereits hier auf notebookcheck.com.

mySN XMG8.c / Clevo X8100
mySN XMG8.c / Clevo X8100
mySN XMG8.c / Clevo X8100
mySN XMG8.c / Clevo X8100
mySN XMG8.c / Clevo X8100
mySN XMG8.c / Clevo X8100
mySN XMG8.c / Clevo X8100
mySN XMG8.c / Clevo X8100
Das Testsystem: mySN XMG8.c / Clevo X8100

Vorteil des gewählten XMG8.c Testsystems ist die vergleichsweise einfache Zugänglichkeit der verbauten Komponenten. Nach Entfernen einer Wartungsklappe an der Unterseite der Baseunit werden alle austauschbaren Hardwareteile gut erreichbar und können gewechselt werden. Da der CPU Lüfter direkt am Deckel fixiert ist, reicht das Lösen der vier Schrauben in der Kupferplatte der Heatpipe. Bevor man sich an den Bauteilen zu schaffen macht, sollte man allerdings unbedingt den Akku entfernen und dafür Sorge tragen, selbst nicht „aufgeladen“ zu sein. Aufpassen sollte man unbedingt auch beim Einsetzen der CPU, damit diese auch richtig ausgerichtet ist. Die Wärmeleitpaste sollte ebenso wohl überlegt dosiert sein, da sowohl zu viel aber auch zu wenig der silbrigen Masse sich nachteilig auswirken können.

mySN XMG8.c
mySN XMG8.c
mySN XMG8.c
mySN XMG8.c
mySN XMG8.c
mySN XMG8.c
mySN XMG8.c
mySN XMG8.c
CPU-Tausch beim mySN XMG8.c Gaming Notebook.

Getestet wurden einerseits die vier neuen Chips 740QM, 840QM und 940XM sowie vergleichsweise die „alte" Intel Extreme 920XM CPU.

Intel Core i7 Eckdaten

Gemäß der Tick-Tock Strategie hat sich beim diesmaligen Refresh der Intel Clarksfield Palette nicht wirklich viel geändert. Gleich geblieben ist sowohl die Fertigung im 45-Nanometer Verfahren, die Anzahl der Cores bzw. Threads sowie die Kühllast (Thermal Design Power) von 45W bzw. 55W bei der Extreme CPU.

Geschraubt hat Intel allerdings an den Taktraten der einzelnen Chips. Die Basistaktung der neuen i7-740QM beträgt nunmehr 1.73 GHz im Vergleich zu 1.6 GHz bei der aktuellen i7-720QM Variante. Gesteigert hat man dadurch auch das Potential der Turbo-Funktion, die die CPU nun auf 1.86 GHz bei Verwendung aller Cores, 2.53 GHz bei zwei Kernen und 2.93 Gigahertz bei nur einem benutzten Core hoch schraubt. Die Obergrenze der 720QM-CPU lag hier beispielsweise bei 2.8 GHz. Je nach Art der Anwendung kann eine Leistungssteigerung allein bedingt durch den Taktunterschied zwischen 5 und 8% erwartet werden.

Bezeichnung Gen. Base Freq. Turbo Boost (max. Quad-, Dual,-SingleCore) Cores/Threads L3-Cache TDP
Core i7-940XM 45nm 2.13 GHz 2.4 / 3.2 / 3.33 GHz 4/8 8MB 55W
Core i7-840QM 45nm 1.86 GHz 2.0 / 2.93 / 3.20 GHz 4/8 8MB 45W
Core i7-740QM 45nm 1.73 GHz 1.86 / 2.53 / 2.93 GHz 4/8 6MB 45W

Zurückführen lässt sich der Zuwachs bei den Taktraten der neuen Chips vermutlich in erster Linie durch eine Verbesserung der Fertigungsmethode seit der Einführung der Clarksfield Prozessoren. Damit können können hochwertigere CPU-Einheiten aus den Wavern gewonnen werden.
Das Stepping beibt unangetastet (B1) und auch eine reihe anderer Features bleiben laut Intel unverändert (InstructionSet, DMI-Anbindung, Mem-Kanäle, Mem-Bandbreite, usw.).

SuperPi 940XM
SuperPi 940XM
SuperPi 840QM
SuperPi 840QM
SuperPi 740QM
SuperPi 740QM

Synthetische Benchmarks

Cinebench R10

Zur Pflicht-Disziplin im CPU-Benchmarktest gehört Cinebench, bei dem das Rendern eines Bildes unter Zuhilfenahme eines oder mehrerer (aller) Kerne bzw. Threads simuliert wird. Intels aktuelle Core i-Technologie mit der Turbo-Boost Funktion kann hier seine Stärke voll ausspielen. Während bei Belastung von nur einem Kern der Turbo seine Leistung entfalten kann, profitiert das Ergebnis dann auch im Multi-Core Test von den insgesamt 8 parallelen Threads die der native Vierkerner abarbeiten kann.

Im Single-CPU Rendering Test als auch im Multi-GPU Test konnten die erwarteten Ergebnisse beobachtet werden. Mit 4479 Punkten kann die neue i7-940XM CPU der aktuell stärksten Quad-Core CPU der Palette sogar um etwas mehr als 200 Punkte davon ziehen. Das entspricht einem Plus von rund 5%.
Im Vergleich überbietet etwa auch die 740QM CPU den aktuellen 720QM Chip knapp. Der Durchschnitt aller bisher von uns getesteten 720QM Chips liegt bei 3702 Punkten. Dies entspricht einem Zuwachs von ca. 5%. Etwas darunter kommt die 840QM CPU zu liegen (+2.5%).

Im Multi-GPU Rendering Test überrascht vor allem der deutliche Vorsprung der i7-940XM CPU zum übrigen Quad-Core Feld. Mit 14120 Punkten erreicht die CPU fast 3000 Punkte mehr als etwa der 840QM Chip. Der ältere 920XM Chip kann mit rund 700 Punkten geschlagen werden (+5%). Im Vergleich zu den bisherigen Prozessoren verbessert sich die 740QM CPU um +12% und die 840QM CPU um +8,5% (jeweils im Vergleich zum Durchschnittswert aller bisher bei uns getesteten Chips).

Der OpenGL Shading Test fällt dem Multi-CPU Test sehr ähnlich aus. Auch wenn es hier in erster Linie um die Grafikkarte geht, zeigt doch auch die CPU eine nicht zu vernachlässigende Auswirkung auf die Performance. Die Intel 940XM-CPU kann sich etwa satte 40% vor die 840QM-CPU schieben.

Cinebench R10
Cinebench R10

Cinebench R11.5

Seit einigen Monaten gibt es nun auch die aktuellere Ausgabe des Cinebench Tests. Dieser unterscheidet nur noch in einen CPU Test und einen OpenGL Test. Damit können Mehr-Kern Prozessoren ihre Überlegenheit voll ausspielen. Mit insgesamt deutlich niedrigeren Ergebnissen fällt allerdings der Unterschied der einzelnen Chips erheblich geringer aus, als dies noch im R10 Test der Fall war.

Im OpenGL Test kann man einen ähnlichen Trend wie im vorhergehenden Test beobachten, allerdings liegen zwischen dem Ergebnis der 740QM und der 940XM CPU gerade einmal 1,5 Frames pro Sekunde. Dies entspricht einem Plus von 5%.
Ähnlich knapp fällt das Rennen im CPU Test aus. Mit einem Vorsprung von 0.85 Punkten kann die 940XM CPU die 740QM um 27% toppen und die ältere 920XM um rund 4%.

Cinebench R11.5
Cinebench R11.5

SuperPi

Auch wenn schon seit Jahren in nahezu unveränderter Form verfügbar, gilt der SuperPi Benchmark nach wie vor als anerkannte Größe, speziell auch im Overclocking Bereich. Benchmark ist die Berechnung der Zahl Pi auf eine voreingestellte Genauigkeit. Je kürzer die benötigte Zeit, desto besser das Ergebnis. Hierbei sei zu erwähnen, dass SuperPi keine Multi-Core Berechnung unterstützt, und damit vor allem die Turbo-Eigenschaften, mit denen die CPUs einzelne Kerne übertakten können, gefragt sind.

Bei der Berechnung auf ein bzw. zwei Millionen Dezimalstellen genau, sind nur geringfügige Unterschiede im einstelligen Sekundenbereich zu beobachten. Spannender wird es allerdings im 32m-Test (32 Millionen Kommastellen). Hier kann die 940XP CPU die 740QM um 102 Sekunden abhängen, das entspricht einem Vorteil von 13%. Interessant: Mit 737 Sekunden benötigt die 840QM CPU nur unwesentlich länger als der 920XM Chip (723 Sekunden).

Mit durchschnittlich 800 Sekunden positioniert sich die 720QM CPU praktisch auf dem selben Niveau wie ihr Nachfolger. Nicht wirklich besser schneidet hier die 820QM CPU ab, die allerdings nur mit zwei Datenbankeinträgen, auf 799 Sekunden im Schnitt kommt.

SuperPi
SuperPi

WPrime

Ähnlich wie SuperPi protokolliert auch das Benchmarktool wPrime die benötigte Zeit für eine komplexe Berechnung. Dabei werden allerdings auch Hyperthreading-Fähigkeiten der CPU ausgenützt.
Das Ergebnis deckt sich praktisch mit den Erkenntnissen des SuperPi Benchmarktests. Erst bei hoher Genauigkeit kommt der Performanceunterschied der Chips überhaupt zu tragen, wobei sich die 840QM CPU in etwa auf das Niveau der 920XM CPU schiebt. Die 940XM CPU kann diese um rund 5% toppen.

wPrime Benchmark
wPrime Benchmark

PC Mark Vantage

Zum getesteten Umfang zählte auch der PCMark Vantage Test, der die Gesamtperformance eines Systems anhand zahlreicher unterschiedlicher Tests beurteilt.
Abgesehen von einem kleinen unerklärlichen Einbruch der 940XM CPU im Gaming Test unter das Niveau der 840QM CPU brachten die schnelleren Chips durchwegs die besseren Ergebnisse. Die Vorteile halten sich wie bei den zuvor durchgeführten Benchmarks allerdings in Grenzen. Beim Gesamtscore kann sich etwa die 840QM rund 5% vor die 740QM CPU setzen. Die 840QM wird wiederum von der 940XM CPU um 5% distanziert. Interessant: die 920XM CPU bleibt abermals mit 11018 Punkten knapp aber doch hinter dem Score der 840QM CPU zurück.

PC Mark Vantage
PC Mark Vantage

3D Mark 2005 / 2006

Zwar geht es bei den bekannten 3D Marks in erster Linie um die Grafikperformance eines Systems, dennoch kann auch die CPU einen geringen Teil zur Leistung beitragen, bei identer Grafikhardware. Erfahrungsgemäß deutlicher ist dies bei dem älteren 3DMark 2005 der Fall, der der 940XM CPU einen Vorsprung von 19% auf den 740QM Chip gewährt. Mit 18709 Punkten kann der 840QM Prozessor abermals den bislang schnellsten 920XM Chip überholen.

Im GPU-lastigeren 3D Mark 2006 rücken die Ergebnisse der einzelnen Chips deutlich enger zusammen. So liegen zwischen stärkster 940XM und schwächster 740QM CPU nur noch rund 2000 Punkte bzw. +14%.
Im extra ausgewiesenen CPU-Test fällt ein etwas deutlicherer Vorsprung der 940XM CPU auf. Auch kann die 840QM CPU in dieser Disziplin nicht auf das Niveau der alten 920XM CPU heran kommen.

3D Mark 2005/2006
3D Mark 2005/2006

3D Mark Vantage

Bei der aktuellsten Ausgabe des 3D Mark Benchmarktests wird die GPU-Leistung nochmals stärker gewichtet. Dies spiegelt sich auch klar erkennbar in den Ergebnissen wieder. Im Gesamt-Score kann sich die 940XM Extreme CPU gerade einmal knapp 4% vor die 740QM CPU setzen. Die ältere 920XM CPU kann das Ergebnis des neuen Extreme Chips minimal toppen.
Im GPU-Score des Tests schrumpfen die Abstände der einzelnen Chips weiter zusammen. Lediglich der 740QM Chip zeigt überhaupt einen messrelevanten Abstand zu den übrigen Prozessoren.

In der Ausweisung der CPU-Performance, pendelt sich das zuvor bei den CPU-lastigen Benchmarks beobachtete Kräfteverhältnis wieder ein. Die 940XM CPU setzt sich abermals deutlich an die Spitze und distanziert die 740QM CPU mit rund 4000 Punkten bzw. +15%. Der 920XM Chip bleibt knapp dahinter, kann aber die 840QM CPU mit rund 1500 Punkten auf Distanz halten.

3D Mark 2005/2006
3D Mark 2005/2006

Gaming Performance

Auch wenn der Löwenanteil hinsichtlich der Performance bei aktuellen Games zu Lasten der GPU zu verbuchen ist, kann die richtige Wahl der CPU dort und da dem Gamer ein etwas besseres Ergebnis bescheren.
Um herauszufinden in welcher Größenordnung sich der praktische Vorteil bewegen wird, haben wir einige ältere und aktuellere Games für einen Test ausgewählt.

Crysis

Seit Erscheinen der Demo gilt Crysis als eines der Benchmark-Schwergewichte. Selbst Gaming-Boliden, zu denen auch das vorliegende mySN XMG8.c zu zählen ist, werden mit Crysis wiederholt an die Grenze ihrer Leistungsfähigkeit gebracht.

Das im spielintegrierten Benchmarktest beobachtete Ergebnis entspricht grundsätzlich dem Verlauf bei den zuvor protokollierten 3D Mark Werten. So nimmt der Einfluss der gewählten CPU mit einem Anstieg der Anforderungen an die Grafikdetails ab. Bei mittlerer Detailstufe kann die 940XM CPU etwa noch ein Plus von 24% im Vergleich zur 740QM CPU verbuchen. Bei höchstmöglichen Grafiksettings (very high) schrumpft dieser Vorsprung auf +13%. Die 920XM CPU bleibt bei allen getesteten Einstellungen zwischen der neuen 940XM und der 840QM CPU.

Crysis CPU-Benchmark
Crysis CPU-Benchmark

Supreme Commander – Forged Alliance

Ganz ähnlich fällt das Ergebnis beim Strategie-Game Supreme Commander aus. Bei mittlerer Detailstufe kann der Einsatz der 940XM CPU ein Plus von 5 Frames pro Sekunde (Fps) bzw. +11% bringen. Erhöht man die Grafikanforderungen auf hohe Einstellungen, schmilzt der Vorteil auf gerade einmal etwas mehr als ein Fps (+4%).

SupCom FA - Performance Test
SupCom FA - Performance Test

Dirt 2

Letztlich haben wir uns mit Dirt 2 auch einen Vertreter des Renn-Simulations-Genres näher angesehen. Das Ergebnis fällt hier interessanter Weise etwas konträr zu den vorhergehnden Beobachtungen aus.

So erreicht bereits die i7-840QM CPU mit 43.4 Fps im spielintegrierten Benchmarktest bei hohen Grafik-Voreinstellungen beinahe das Höchstergebnis von 43.5 Fps der 940XM CPU. Die 920XM CPU liegt mit 42.7 Fps knapp dahinter. Etwas abgeschlagen positioniert sich die 740QM CPU mit 39.2 Fps, rund 10% unter der 840QM CPU.
Bei sehr hohen Grafikeinstellungen bleibt die Optik der Ergebnisse ident, allerdings kann sich die 840QM CPU sogar noch knapp vor die 940XM CPU schieben. Der 740QM Chip bleibt abermals mit rund 10% zurück.

Supreme Commander – Forged Alliance Performance Test
Supreme Commander – Forged Alliance Performance Test

Leistungsaufnahme

Leistungsaufnahme Testsystem
Leistungsaufnahme Testsystem

Abgesehen von einer minimalen Steigerung der Taktfrequenzen halten sich die Neuerungen der aktuellen Intel Core i7-Quad Chips in Grenzen. Mit einem TDP (Thermal Design Power) von 45W der 740QM und der 840QM CPU sowie 55W der beiden Extreme Chips, zählen alle getesteten Prozessoren nicht unbedingt zu den sparsamsten ihrer Gattung. Auch wenn die Prozessoren dank einzelner Features bei geringer Last ihren Stromverbrauch optimieren können, wird man die Palette wohl nur in potenten Desktop Replacements finden, bei denen die Akkulaufzeit ohnehin nur zweitrangig ist.

Wir beobachteten den Stromverbrauch unseres Testsystems während der zuvor durchgeführten Benchmarktests. Im Idle Betrieb lag die Leistungsaufnahme bei maximal 57.4 bis 62.3W. Die beiden Extreme CPUs lagen dabei 3-5W über den Konfigurationen mit den 35W TDP 740QM und 840QM Chips.
Deutlich wird der Unterschied bei der Energieaufnahme im Last-Test mit prime95, bei dem alle verfügbaren Kerne ausgelastet werden. Die beiden Extreme Prozessoren gönnen sich in dieser Disziplin rund 20W mehr als ihre kleineren Brüder.

Fazit

Beinahe könnte man an dieser Stelle das Fazit des Tests der bisherigen Clarksfield CPUs einfügen. Nach wie vor profitieren die Chips wohl am meisten von der Turbo Boost Technologie, die die Vierkerner auch für Anwendungen die nur einen oder wenige Threads nutzen können, fit macht. Da die Chips einzelne Kerne bei Bedarf gänzlich deaktivieren können, passt sich der Vierkern-Chip stets perfekt an die geforderte Leistung an, ohne unnütz Energie zu verbraten.

Bei den CPU-lastigen Benchmarks sind durchaus große Unterschiede bei den angebotenen Prozessoren auszumachen. Dies kann etwa bei Rendering Aufgaben (Cinebench R11.5) bis zu 30% ausmachen. Profitieren werden davon wohl nur professionelle Anwender mit entsprechender Software, die das Potential der Prozessoren auch wirklich ausnutzen kann.

Für den Otto-Normalverbraucher wird sich abermals mit der Core i7-740QM die Auswahl auf einen leistbaren Chip einschränken, der aber durchwegs mit den übrigen Modellen der Palette mithalten kann. Die Ergebnisse im PC Mark Vantage Test lagen etwa sehr eng beisammen, bei den Gaming Tests wurde abermals eine wesentlich stärkere Gewichtung der GPU offenbar, die letztlich über Qualität der Grafikdetails entscheidet, die von der CPU besten Falles um ein paar Frames aufpoliert werden können. Besonders beim Vergleich älterer und neuer Games bzw. Benchmarks wird dieser Trend gut erkennbar.

Im Vergleich zu den aktuellen Clarksfield-Chips positionieren sich die Refresh-Modelle knapp über diesen. Die 940XM CPU positioniert sich in der Regel im einstelligen Prozentbereich über dem bislang leistungsstärksten 920XM Prozessor. Das Verhältnis der schwächeren Kollegen im Vergleich zu ihren Vorgängern dürfte auf ähnlichem Niveau liegen. Interessant: Der 840QM Chip kann sich in einzelnen Anwendungen sogar auf das Niveau der 920XM CPU schieben.

Auch wenn die neuen Prozessoren von Intel keine Revolution darstellen, werden sie über kurz oder lang die aktuelle Palette ablösen. Spannend wird es erst wirklich wieder, wenn Intel gemäß seiner Strategie nach diesem „Tick“ zum nächsten „Tock“ aka „Sandy Bridge“ voran schreitet. Dann werden die Vierkerner vermutlich eine komplett neue Architektur in 32 Nanometer Fertigungsverfahren samt integrierter Grafikeinheit bekommen. Man darf gespannt sein.

Intel Core i7 CPU Refresh "Clarksfield"
Intel Core i7 CPU Refresh "Clarksfield"

Vielen Dank der Firma Schenker-Notebook die uns freundlicherweise das Testgerät zur Verfügung gestellt haben. Hier können Sie das Gerät konfigurieren und auch kaufen.

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Autor: J. Simon Leitner, 20.06.2010 (Update:  9.07.2012)
J. Simon Leitner
J. Simon Leitner - Founder, Editorial Director - @simleitner
Nach meinem Studium an der TU-Wien widmete ich mich als Mitbegründer vollends dem Projekt Notebookcheck. Seit Commodore C64 und Atari 1040 ST sind Computer fester Bestandteil meiner täglichen Aktivitäten. Meinen Energieausgleich finde ich vor allem bei sportlichen Aktivitäten in freier Natur.