Sandy Bridge overclocked

Wenn Intel an ihrer Prozessorarchitektur schraubt, dann gibt es jeden Grund sich auf die Neuerungen zu freuen. Da bildet die brandneue Sandy Bridge-Plattform keine Ausnahme. Dafür müssen wir fortan jedoch den Begriff Overclocking anders auslegen. Was das genau heißt, könnt ihr auf den folgenden Seiten lesen.

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Mission Briefing

2nd Generation Intel® Core™ Processor Family – das ist die offizielle Bezeichnung der neuen Intel-Prozessoren, die wir uns hier näher anschauen. Keine Angst, wir nennen sie lieber bei ihrem weit reizenderen Codenamen "Sandy Bridge", oder ganz liebevoll einfach nur Sandy. Im Endeffekt haben wir es hier mit der Weiterentwicklung der Mainstream-Westmeres zu tun und damit einer verbesserten Prozessorarchitektur mit der bereits bekannten 32 nm-Fertigung. Die heftigsten Änderungen bringt die nun tatsächlich in denselben integrierte Grafikeinheit mit sich. Sie teilt sich mit den CPU-Cores einen brandneuen Last Level Cache, der gemeinsam mit einem Ring Buffer für niedrige Cache-Latenzen und hohe Bandbreiten sorgen soll. Kombiniert mit dem mittlerweile ebenso direkt integrierten Memory Controller ist die Annahme gerechtfertigt, dass die neue Architektur stromsparender und damit effizienter unterwegs ist.



Doch auch das hat Intel nicht gereicht und deshalb wurde auch am bekannten Turbo-Modus geschraubt. Entstanden ist die Turbo Boost Technology 2.0, die nun präziser mit dem thermischen Budget umgeht, um noch mehr Taktzyklen herauszuholen, wenn diese wirklich gebraucht werden. Außerdem arbeitet der Turbo-Mode auch mit der Grafikeinheit zusammen und falls nötig bzw. möglich, kann beides gleichzeitig übertaktet werden.



Obwohl wir bei diesem Review nicht weiter auf den IGP eingehen werden, wollen wir ihn dennoch nicht ganz außer Acht lassen. Die HD2000 und HD3000 (die Namen kennen wir doch von irgendwo, oder?) unterstützen DirectX 10.1 und OpenGL 3.0 und bringen Shader Model 4.1 ins Spiel. Doch Intel hat nicht nur Arbeit in die 3D-Fähigkeiten ihrer neuen GPUs gesteckt, sondern auch etliche Decoding- und Encoding-Funktionen als Fixed Function implementiert. Das erhöht zwar die Transistoranzahl gehörig, gibt aber weit mehr Dampf (beim Processing eines einzelnen Videos) und verbrät dabei kaum Watt. Um diese Funktionen allerdings nutzen zu können, müssen die jeweiligen Applikationen diese per Intel Media SDK einbinden. Glücklicherweise sind schon einige Hersteller auf den Zug aufgesprungen und so unterstützen folgende Produkte die Hardware-beschleunigten Video-Features: Adobe Flash (H.264 Decoding), Cyberlink PowerDVD & Media Espresso, Corel WinDVD und Arcsoft Media Theater & Converter. Laut Intel soll in den nächsten Monaten noch laufend Software mit entsprechender Unterstützung dazukommen.



Zum Leiden aller Upgrade-Süchtigen und den wenigen, die tatsächlich ständig neue Hardware brauchen, hat Intel auch neue Chipsätze und den neuen, nicht abwärtskompatiblen Sockel 1155 parat. Infolgedessen gab es eine Flut an neuen Mainboards, die in den letzten Wochen auf uns hernieder geprasselt ist. Deshalb wollen wir uns gar nicht länger damit aufhalten, denn wir schauen uns ohnehin noch das ASUS P8P67 Deluxe und das Gigabyte P67A-UD7 ein wenig genauer an. Erwähnenswert ist eigentlich nur, dass Intel bei Sandy wiederholt auf einen nativen USB 3.0-Support verzichtet. Hier die beiden wichtigeren Chipsätze des Lineups im Überblick, P67 und H67:



Damit wollen wir unseren Exkurs in die Theorie schon beenden und uns den definitiv erotischeren Testsystemen und Benchmarks zuwenden. Wer noch Fragen hat, der schaut am besten auf die benachbarten Plattformen, die garantiert mehr langweilige Details in dieser Richtung gebracht haben. Nicht zu vergessen sind an dieser Stelle die mobilen Plattformen, denen zeitgleich ein großes Update spendiert wurde. Für diese fühlen wir uns allerdings auch nicht so recht zuständig, weshalb ihr besser unseren Kollegen von notebookcheck.com einen Besuch abstatten solltet. Ansonsten bleibt uns wirklich nur mehr das Prozessor-Lineup:



Na gut ... wer jetzt immer noch neugierig ist, für den haben wir sogar die Presse-Präsentation und ein ausführliches Datasheet hochgeladen. Aber danach ist Schluss!

Downloads: Sandy Bridge - Press-Deck | Sandy Bridge Datasheet - Volume 1

Der passende Untersatz

Wir wollen eine Sache vorwegnehmen, bevor wir uns auf die speziellen Mainboards für den P67-Chipsatz stürzen: Derzeit ist die Übertaktbarkeit der sonst so überlegenen Produkte von ASUS, Gigabyte und Co stark limitiert. Abhängig vom Prozessor gibt es momentan keine Möglichkeit mit den uns zur Verfügung stehenden Boards über 5 GHz zu kommen. Unser Testsample des i7-2600K erlaubt überhaupt nur 4,7 GHz - danach ist Schluss, egal wieviel VCore man gibt oder welche Settings noch verändet werden. Natürlich haben wir Intel, ASUS und Gigabyte angeschrieben, doch man konnte uns vorerst keine plausible Erklärung für die Probleme geben. Vor wenigen Tagen erreichte uns dann endlich eine Mail von Intel, die ein wenig Licht in die Sache bringt:

Zitat

"there is not any security preventing a higher overclock. However, there is a new setting in bios 1780 and newer that may help get a bit higher. Set the internal PLL voltage override to enable."

Die Rede ist von einem BIOS-Setting namens "Internal PLL voltage override", das derzeit jedoch nur vom hauseigenen Mainboard DP67BG geboten wird. Leider konnten wir so kurzfristig kein Intel-Mainboard auftreiben und müssen so von der Ferne zuschauen, wie andere Leute mit bis zu 5,5 GHz benchen. Da es sich hier aller Wahrscheinlichkeit nach um eine Software-Modifizierung am BIOS handelt, sollten in Kürze Updates für unser ASUS- und Gigabyte-Mainboard vorhanden sein und dann können die Testkandidaten endlich ihr Potenzial entfalten. Zumindest unter Luft- bzw. Wasserkühlung ... aber das ist eine andere Geschichte.

ASUS P8P67 Deluxe

Die Besonderheit an diesem Board ist in jedem Fall das sehr angenehme und übersichtliche EFI-BIOS. Natürlich steuert es sich anders und wer mit den eingelernten Tastatureingaben vorgeht, der wird garantiert schimpfen. Hat man sich aber einmal daran gewöhnt, will man nicht mehr unbedingt in die blau-graue Welt zurück. Ein aus Gerüchten bekannter, schnellerer Boot-Vorgang durch den neuen BIOS-Standard ist uns nicht aufgefallen.

Das Übertakten mit dem P8P67 Deluxe darf sich eigentlich kaum mehr so nennen. Prinzipiell wird im BIOS nur mehr der Turbo-Multiplier angehoben, der Rest wird automatisch korrekt gesetzt. Ganz so leicht wollten wir es uns aber nicht machen und haben die Auto-Settings noch ordentlich per Prime95 unter Load getestet. Und siehe da, die Settings waren gar nicht stabil - sowohl bei luschigen 3,3 GHz, als auch bei 4,7 GHz. Deshalb mussten wir die VCore für den Turbo Boost per Offset leicht anheben, um mit zusätzlichen 0,03 Volt den Durst unseres i7-2600K vollends zu stillen.



Herumgespielt haben wir auch mit dem neuen TurboV EVO. Es steckt nun gemeinsam mit all den anderen, teilweise für uns ziemlich unnötigen ASUS-Tools in einer pflichtmäßigen Toolbar, die auf den Namen AI Suite II hört. Ganz fehlerfrei ist die neue Version allerdings noch nicht, denn laut den Anzeigen sind wir mit heißen 4,2 MHz BClock unterwegs. Ein Versuch diese zu modifizieren, wird überhaupt komplett ignoriert. Das Setzen des Turbo-Multiplikators funktionierte dafür problemlos.



Gigabyte P67A-UD7

Wir haben ebenfalls das Topmodell von Gigabyte zur Verfügung gestellt bekommen und in den letzten Wochen auch mit diesem gründlich herumgespielt. Über Geschmack lässt sich ja bekanntlich nicht streiten und dennoch kann man dem Design den Stylebonus wohl kaum aberkennen. Es wirkt subtil, aber dennoch edel. In Sachen BIOS geht Gigabyte weiterhin den traditionellen Weg in blau-grau und dementsprechend unterscheidet sich das Handling zu den P55-Modellen in keinerlei Art. Die neuste BIOS-Version ist schlussendlich auch fehlerlos geglückt, kann aber unserem i7-2600K kein Megahertz mehr abringen, als das P8P67 Deluxe. Weil die Zeit für dieses Launch-Review leider recht knapp ist - das Datum wurde kurzfristig zwei Tage vorverlegt -, konnten wir das UD7 nicht so wirklich in diesen Test einfließen lassen. Das werden wir aber bald nachholen und uns die Features des Boards dabei ordentlich zur Brust nehmen.

Overclocking ohne "K": Core i5-2400

Fangen wir mit der ungemütlichen Nachricht an: Prozessoren ohne dem Postfix "K", haben einen fixen Multiplikator. Ok, klingt halb so schlimm, denn das war in der letzten Generation ja auch nicht anders. Die wirklich schlechte Nachricht lautet also, dass Sandy Bridge nicht mehr über die BClock übertaktbar ist. Diese ist nun standardmäßig bei 100 MHz und lässt sich aufgrund der Abhängigkeiten mit PCIe, FDI (Flexible Display Interface) und DMI, also dem kompletten Platform Controller Hub, nur mehr geringfügig hochtakten. Wir sprechen hier von 106 bis maximal 110 MHz, wobei die ASUS-Mainboards hier bessere Arbeit leisten. Das alles erinnert uns stark an die Anfänge des Overclockings, wo ebenso alles von einem Bustakt abhängig war. Aber schauen wir uns mal an, was das in der Praxis für den Core i5-2400 heißt:

Der i5-2400 ist ein Quadcore mit einem Basistakt von 3,1 GHz (31x 100 MHz), aber ohne Hyperthreading. Glücklicherweise sind laut den Spezifikationen von Intel die Turbo Boost-Multiplikatoren bis 36x auf alle Kerne anwendbar. Doch hier sind sich die von uns getesteten Mainboards nicht ganz einer Meinung. Während man im ASUS-BIOS zwar auch die Zahl 38 hinterlegen kann, springt der Multiplikator nach dem Booten dennoch niemals über 34x. Beim P67A-UD7 von Gigabyte haben wir diesbezüglich keine Probleme und können den 36x-Multiplikator für alle vier Kerne aktivieren. Hier scheint im BIOS des ASUS P8P67 ein gröberer Hund begraben zu sein. Wir haben den Hersteller bereits kontaktiert und halten euch auf dem Laufenden!



Doch lassen wir uns nicht davon aufhalten und gehen wir weiter im Programm. Jetzt kommt nämlich die geliebte alte BClock ins Spiel, mit der wir uns langsam in Megahertz-Schritten an das besagte Limit herantasten. Bei 106,5 MHz stoßen wir an. Alles danach mündet in einem "Overclocking failed" und ähnlichem beim Booten. Damit sind wir immerhin bei 3621 MHz auf allen vier Kernen. Um diese Taktrate stabil zu halten, brauchen wir nur eine VCore von ungefähr 1,25 Volt. Hier der aussagekräftige Screenshot, den ihr sicher schon sehnsüchtig erwartet:



Hiermit ist es also offiziell: Vorbei ist die Zeit, in der wir die günstigeren Chips kaufen konnten, um deren Wert mit wenigen Handgriffen zu verdoppeln. Noch trauriger ist dieser Moment jedoch, wenn man realisieren muss, dass der Ursprung des Übertaktens hier verloren geht. Wer nun zu einem Intel-Prozessor greift und übertakten will, der muss zwangsweise zu den teureren K-Prozessoren greifen, anstatt die "richtige" Wahl treffen zu können.

Overclocking the "K": Core i7-2600K

Der Core i7-2600K ist das aktuelle Topmodell von Sandy Bridge für den Desktop. Er verfügt standardmäßig schon über 3,4 GHz mit 34x 100 MHz auf all seinen vier Kernen. Dazu gesellt sich Hyperthreading mit weiteren vier virtuellen Kernen, also insgesamt acht Threads. Im Gegensatz zum zweiten K-Prozessor des Launch-Lineups, dem Core i5-2500K, verfügt er über 8 MB L3-Cache (statt 6 MB) und einer HD3000-Grafikeinheit mit bis zu 1350 MHz GPU-Takt. Warum diese ganz klar für sparsamere Enthusiasten entwickelte CPU über die stärkste Grafikeinheit verfügt, ist uns schleierhaft. Nutzen doch gerade diese zu 94,7% eine zusätzliche Grafikkarte, um den 3,4 GHz aufwärts ihren Sinn zu geben.

Wir beruhigen uns allerdings wieder und halten den Blutdruck niedrig, um uns dem Overclocking dieses Unlocked-Prozessors hinzugeben. Unter "unlocked" versteht Intel übrigens einen Core-Multiplikator von bis zu 57x. Damit sind theoretisch maximal 6250 MHz drinnen, falls sich die BClock tatsächlich zu 110 MHz überreden lässt. Keine rosigen Aussichten für die Extrem-Übertakter, oder?

Aber bleiben wir vorerst noch beim Übertakten mit Luft- und Wasserkühlung. Wie bereits erwähnt verhindert ein fehlendes BIOS-Setting eine höhere Taktrate, weshalb wir gerade einmal den 47x-Multiplikator bootfähig machen können. Das sind immerhin 4,7 GHz auf vier Kernen und acht Threads, also nicht sooo übel. Dafür benötigen wir eine VCore von knapp 1,4 Volt, um das System Prime-stable zu machen. Die restlichen Voltages belassen wir dabei auf ihren automatischen Werten, da Sandy Bridge nur mit VCore skaliert. Einzig das neue "VCCIO" könnte noch zusätzlich Spannung benötigen, falls alle vier DIMM-Slots mit größeren Modulen ausgestattet werden bzw. der RAM überdurchschnittlich höher getaktet wird.



Um die 4,7 GHz nun in voller Pracht genießen zu können, werfen wir jetzt endlich einen Blick auf die Benchmarks.

Benchmarks

Für unsere Benchmarks haben wir aufgrund des vorverlegten Launches nur den Vorgänger Lynnfield zum Vergleich gebencht. Der Core i7-870 wurde dabei auf 3,5 GHz gebracht, um den richtigen Teiler für ausgeglichene 1600 MHz am Speicher setzen zu können. Dieselben Einstellungen musste sich auch unser Testkandidat Core i7-2600K gefallen lassen. Um die Taktfrequenzen der beiden Prozessoren möglichst anzunähern, drehten wir zusätzlich noch ein klein wenig an der BClock von Sandy: 100,6 * 35 ergab dann präzise die 3521 MHz, die unser Lynnfield-Quadcore zwangsweise hatte. Die paar zusätzlichen Megahertz am Arbeitsspeicher, die sich dadurch ergaben, produzierten übrigens keine signifikanten Auswirkungen auf die Testergebnisse. Zu guter Letzt wollten wir noch ein wenig Raw-Power von Sandy zeigen und waren so frei, die maximale Taktrate von 4,7 GHz ebenso durchzubenchen. Hier kurz unsere Testsysteme:

• Socket 1155: ASUS P8P67 Deluxe (BIOS 905)
• Socket 1156: ASUS Maximus III Formula (BIOS 2001)
• Corsair Dominator GTX2 @ 1600 MHz, CL8-8-8-24, 1T
• Zotac GTX 295
• Noctua NH-D14
• Enermax Revolution 85+

Zusammengefasst braucht sich Intel nicht vor diesem Review fürchten. Alles in allem haben sich die Änderungen an der Architektur auch ganz ohne Verwendung des IGPs in jedem Fall ausgezahlt. Sandy ist meist deutlich schneller als sein Vorgänger Lynnfield und bleibt dabei auch noch verdächtig kühl. Genau das wollten wir sehen!

Minusgrade unerwünscht?

Ein kurzes Vergnügen beschert uns Sandy unter flüssigem Stickstoff. Da wir trotz -50 °C und etlichen neuen BIOS-Versionen und Settings-Madness nicht über die leidigen 4,7 GHz kommen, brechen wir unsere Versuchsreihe vorzeitig ab. Obwohl wir persönlich wegen unserer niedrigen Taktraten keine Erfahrungen in dieser Richtung machen konnten, geht seit einigen Tagen die Meinung um, dass Sandy Bridge nicht mit Kälte skaliert. Ganz im Gegenteil sogar, denn Minusgrade sollen das Übertaktungspotenzial spürbar senken. Auf xs.org ist deshalb von einer Idealtemperatur zwischen 0 und 25 °C die Rede. Wie es darum wirklich steht, werden wir euch leider erst dann berichten können, wenn der Einsatz von Kälte überhaupt ansatzweise benötigt wird. Bis dahin versuchen wir so optimistisch wie möglich zu bleiben und belassen die Angelegenheit mit folgendem Bild von unserer letzten Overclocking-Session:

Fazit

So schaut's aus:

In Sachen Performance, Effizienz und Abwärme weiß Sandy Bridge in jeder Hinsicht zu überzeugen. Wie man es dreht und wendet, die neuen Chips läuten rein technisch betrachtet ein besseres Zeitalter ein: Der 0815-Heimuser kann nun sein Cataclysm zocken, ohne dass seine sowieso viel zu geringen Ansprüche enttäuscht werden und auch die Youtube-Videos lassen die Prozessorauslastung endgültig unberührt. Nicht schlechter geht es den 24/7-Übertaktern, die ausreichend Gründe haben, zur neuen Mainstream-Plattform von Intel zu greifen. Mit einer besseren Luftkühlung sind 4,5 GHz und mehr locker drinnen und das bei vier Kernen inklusive Hyperthreading. Für 5 GHz und mehr müssen noch die angesprochenen Probleme mit der internen PLL-Spannung gelöst werden, was hoffentlich schon bald durch ein BIOS-Update geschehen wird. Nur die Extrem-Übertakter sollten vorerst die Finger von den neuen Prozessoren lassen. Sandy Bridge skaliert (noch) nicht mit Minusgraden und kann sein volles Potenzial daher nicht entfalten. Und selbst dann würde der maximale Multiplikator von 57x dem Ganzen einen Strich durch die Rechnung machen.

Dennoch sind wir über Intels neue Strategie nicht unbedingt glücklich. Das liegt hauptsächlich an der schmerzhaften Tatsache, dass die günstigeren Prozessoren des Sandy Bridge-Lineups nur sehr eingeschränkt übertaktbar sind, weil nur bis zu drei zusätzliche Multiplikatoren über den Turbo genutzt werden können, während die BClock in der Praxis nur maximale 108 MHz erreicht. Somit kommt selbst der teuerste Nicht-K-Prozessor, der i7-2600, nur auf in etwa 4,1 GHz. Dazu gesellt sich ebenso die Erkenntnis, dass Intel ihr zukünftiges Portfolio ganz deutlich auf Quadcores auslegen will. Klar, die nächste Zeit kann noch zur ersten Core-Generation gegriffen werden, die nur so von günstigen Dualcores strotzt. Allzu bald werden diese Produkte jedoch das Zeitliche segnen und dann müssen wir zu einem mehr als doppelt so teuren Quadcore greifen, um ein System mit über 4 GHz unser Eigen nennen zu können.

Aber kommen wir wieder auf den Boden der Tatsachen zurück und damit zu den Preisen. Leider liegen uns zu diesem Zeitpunkt nur die Dollar-Beträge für jeweils 1000 Stück vor. Deshalb nehmen wir diese nur als relativen Anhaltspunkt, rechnen sie auf Euro um und legen optimistische 60 Euro drauf, solange uns kein Preisvergleich auf Geizhals zur Verfügung steht. Damit kostet der auf maximal 3,6 GHz übertaktbare, Hyperthreading-lose Quadcore Core i5-2400 vorsichtige 198 Euro. Der günstigere der beiden "Unlocked"-Prozessoren, der i5-2500K mit 6 MB L3-Cache, kommt auf geschätze 222 Euro, während das Topmodell i7-2600K und seine 8 MB L3-Cache mit 298 Euro zu Buche schlagen könnten. Der Aufpreis für den kleineren K-Prozessor ist also erfreulich gering und unseren Schätzungen nach jeden Cent wert, wenn eine bessere Luftkühlung verbaut und diese dann auch ausgenutzt wird. Von Overclocking im Sinne von "mehr aus wenig herausholen", kann bei diesen dafür ausgelegten Prozessoren allerdings nicht mehr die Rede sein.



Unser Senf:

Unterm Strich bleibt es für uns unverständlich, warum Intel die Probleme mit Overclocking nicht vorab beseitigt hat, um Sandy Bridge zu einem 5-GHz-und-mehr-Powerhorse sondergleichen mutieren zu lassen. Vielleicht wollte man dem eigenen Geschäft mit dem X58-Chipsatz bzw. dem für Herbst 2011 angekündigten Sandy Bridge-E nicht in die Quere kommen. Vielleicht ist Intel der Overclocking-Bereich aber auch gar nicht so wichtig, wie wir uns das gerne einreden wollen. Beides wollen wir nicht ausschließen, kann aber genauso wenig die ganze Wahrheit sein. Realistisch betrachtet - auch wenn es die Benchmarks leicht vergessen lassen - befinden wir uns hier nur im Mainstream-Bereich und ihr wisst was das heißt: So viel Leistung wie möglich, aber bloß keinen Cent zuviel ausgeben. Dass es der Firma Intel angesichts der derzeit vielerorts abwesenden Konkurrenz natürlich kein primäres Anliegen ist, eure Geldbeutel zu sehr zu schonen, wundert uns genau genommen überhaupt nicht. Bleibt nur zu hoffen, dass AMDs Bulldozer wieder den Markt enger macht. Sonst müssen wir den Begriff Overclocking nicht nur zukünftig anders auslegen, sondern vielleicht sogar vor dem Aussterben schützen ...

Update, 4.1.2011:

Das Overclocking-Problem durch das fehlende BIOS-Setting "Internal PLL voltage override" ist nun auf allen gängigen Mainboards gefixt. Demnach steht einer maximalen Ausbeute unter Luft- und Wasserkühlung nichts mehr im Wege. Hier ein Foto von der besagten Einstellungsmöglichkeit im BIOS des Gigabyte P67A-UD7:



Damit konnten wir mit unserem i7-2600K problemlos den 53x Multiplikator und damit 5,3 GHz erreichen. Jeder weitere Multiplikator verursachte dann allerdings wieder die zuvor bekannten Probleme. Also wer weiß, vielleicht kann ein weiteres BIOS-Update noch mehr aus Sandy Bridge herausholen.



Eine Sammlung an BIOS-Updates für Gigabyte-, ASUS- und Biostar-Mainboards findet ihr in dieser News zu dem Thema.

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