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Zwei Monate nach dem Test der Einstiegs-CPU Pentium E2200 betrachten wir heute ein aktuelles Modell der Mittelklasse. Der Dual-Core Prozessor Core 2 Duo E8200 wird bereits im 45 nm Prozess gefertigt und taktet mit 2,66 GHz. Im Vergleich zum 65 nm Conroe hat Intel den L2-Cache des Wolfdale um 50 Prozent auf 6 MByte vergrößert und auch bei der Architektur nochmals nachgelegt. Wir haben unseren Core 2 Duo E8200 für 166,90 Euro bei HiQ Computer gekauft, damit ist dieser Prozessor nur 7,90 Euro teurer als der gleichschnell getaktete Core 2 Duo E6750.

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Bereits Ende Oktober 2007 hatte Intel seinen ersten 45 nm Prozessor, den Core 2 Extreme QX9650 vorgestellt. Seit Anfang 2008 sind weitere Quad-Core Yorkfield und Dual-Core Wolfdale Prozessoren im Angebot, doch im Handel finden sich diese Modelle nur selten. Derzeit fertigt Intel seine 45 nm Prozessoren nur in Hillsboro, Oregon auf 300 mm Wafern, somit übersteigt die Nachfrage das Angebot um ein Vielfaches. Die Produktion in Ocotillo, Arizona und in der Fab 28 in Israel läuft noch in dieser Jahreshälfte an, so dass sich die Lieferbarkeit in den kommenden Wochen deutlich verbessern sollte.

Die Core 2 Duo E8xxx Baureihe (Wolfdale)
Aktuell bietet Intel drei Dual-Core Prozessoren mit einem 45 nm Wolfdale Kern an. Diese CPUs besitzen 6 MByte L2-Cache und benötigen eine Hauptplatine mit FSB1333-Unterstützung. Die Taktraten reichen von 2,66 bis 3,16 GHz, wir werden heute das Einstiegsmodell Core 2 Duo E8200 vorstellen und bei nächster Gelegenheit den Core 2 Duo E8500 nachreichen.

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Da Intel erst beim für Ende 2008 erwarteten Nehalem den Speicher-Controller in die CPU integrieren wird, bleibt auch beim Wolfdale die Engstelle zwischen dem Prozessor und dem Speichercontroller im Chipsatz bestehen: Der Frontsidebus kann deutlich weniger Daten transportieren, als es die Bandbreite der Zwei-Kanal-Speicheranbindung erlauben würde. Beim Wolfdale versucht Intel dieses Problem dadurch zu minimieren, dass der Takt des Frontsidebus mit 4x 333 MHz arbeitet und der L2-Cache um 50 Prozent auf 6 MByte vergrößert wurde.

Der Core 2 Duo E8200 arbeitet mit maximal 1,225 Volt und wird von Intel mit einer TDP von 65 Watt spezifiziert. Dennoch ist der Prozessor deutlich genügsamer als ein 65 nm Conroe und in der Praxis wird er deutlich weniger als 60 Watt Abwärme erzeugen. Dass dies auch Intel bewußt ist, zeigt ein Blick auf den im Lieferumfang befindlichen Kühler:

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Der Aluminiumblock ist nicht einmal halb so hoch wie das bisherige Modell und eignet sich somit auch für besonders flache HTPC-Gehäuse.

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Sieben großflächige Lüfterblätter wurden im flachen Winkel angeordnet, so dass insbesondere bei niedrigen Drehzahlen ein guter Luftdurchsatz gewährleistet ist.

Intel fasst seine 45 nm Prozessoren unter dem Namen "Penryn" zusammen. Im Vergleich zur ersten Generation der Core-Mikroarchitektur hat es einige Verbesserungen gegeben, welche wir kurz anreißen wollen. Weitere Details sowie Informationen zum 45 nm Fertigungsprozess finden sich in unserem Testbericht zum Core 2 Extreme QX9650.

Radix-16 Divider
Für Divisionen verwenden bisherige Core-Mikroprozessoren einen Radix-4 Teiler, welcher 2 Bits pro Iteration berechnet. Der neue Radix-16 Teiler der Penryn-Prozessoren halbiert die Anzahl der zur Berechnung benötigen Schleifendurchläufe, da er 4 Bits pro Iteration bewätigt.

Divisionen sollten von einem Penryn daher in der halben Zeit berechnet werden können, Wurzelberechnungen sogar noch schneller, da hierbei die Rechendauer exponentiell von der Anzahl der pro Iteration berechneten Bits abhängig ist. Diese Vorteile stehen auch in älteren Programmen zur Verfügung.

SSE4
Alle Prozessoren der Penryn-Generation beherrschen die Befehlssatzerweiterung SSE4. SSE4 umfasst zusätzlich zu den 16 Befehlen des Advanced Digital Media Boost weitere 47 neue Instruktionen, welche insbesondere die Videoverarbeitung, Grafikzugriffe und das Zusammenspiel mit Koprozessoren beschleunigen sollen. Zu den ersten Anwendungen, welche SSE4 verwenden, zählen die Video-Encoder DivX und TMPGEnc sowie Adobes Videobearbeitung Premiere. Dies verwundert kaum, denn solche Programme können aus SSE4 den größten Nutzen ziehen.

Ein gutes Beispiel hierfür ist die Motion Estimation, also die Bewergungsvorraussage bei Videodaten. Um herauszufinden, wie eine Bewegung ablaufen wird, bestimmt man einen Pixel als Ausgangspunkt und prüft die Farbwerte der Pixel, die ihn umgeben. Hierzu werden unterschiedliche Muster verwendet und alle Pixel im Prüfbereich einzeln abgefragt. Wie obige Grafik zeigt, funktioniert dies mit SSE4 wesentlich einfacher: Man gibt den Ausgangspunkt an und alle Prozessorenkerne des Systems prüfen die umgebenden Pixel. Aus einer komplexen Befehlfolge wurde ein einzelner Aufruf.

Dank Write-Combining können Prozessoren sehr schnell in den Frame Buffer der Grafikkarte schreiben, Lesezugriffe sind jedoch beim Conroe und Kentsfield auf lediglich 800 MB/s beschränkt. Mit Hilfe der neuen "Streaming Load Instruction" erreicht Intel bei seiner Penryn-Generation Leseraten von bis zu 6,4 GB/s, hierbei werden Cache-Line große Datenmengen ausgelesen. Eine Cache-Line entspricht 64 Bytes, ohne SSE4 werden lediglich 8 Byte gelesen. Hieraus ergibt sich die Leistungssteigerung um den Faktor acht. Weitere Befehle sollen insbesondere wissenschaftliche Anwendungen beschleunigen, hierzu gehören auch die Erweiterungen, welche die Nutzung von Koprozessoren möglich machen.

Super Shuffle Engine
Nachdem Intel bereits bei der ersten Generation der Core-Mikroarchitektur die SSE-Einheiten auf 128 Bit verbreitert hatte, wurden nun auch die Berechnungspfade für Shuffle-Operationen auf 128 Bit gebracht. Shuffle-Operationen werden für das Formatieren von Daten bei SSE-Instruktionen benötigt, z.B. beim Verschieben von Bits (Shift), Packing oder Unpacking. Da nun 128 Bit Operationen in einem Taktzyklus bearbeitet werden können, hat sich deren Ausführungszeit halbiert.

Diese Leistungssteigerungen stehen allen Programmen zur Verfügung, welche SSE-Befehle verwenden. Eine Anpassung des Codes ist nicht notwendig.

Verbesserte Virtualisierung
Die verbesserte Virtualisierung des Penryn soll Wechsel zwischen den virtuellen Maschinen um 25 bis 75 Prozent beschleunigen. Auch hierbei ist keine Anpassung vorhandener Software von Nöten.

Das Testsystem
Für unseren Test verwenden wir das ASUS P5K Premium auf Basis von Intels P35 Chipsatz mit dem BIOS 0504.

Vergleichswerte liefern uns die Quad-Core Prozessoren Core 2 Extreme QX9650, Core 2 Extreme QX6850, Core 2 Extreme QX6800, Core 2 Quad Q6700 und Core 2 Quad Q6600 sowie die Dual-Core Modelle Core 2 Extreme X6800, Core 2 Duo E6600, Core 2 Duo E6550, Core 2 Duo E6320 und Pentium E2200. Zudem verwenden wir für unseren Test die folgende Hardware:

• Gehäuse: 19" Servergehäuse
• Netzteil: be quiet! BQT P6-Pro 530 Watt
• Mainboard: ASUS P5K Premium
• CPU Cooler: Scythe Andy Samurai Master
• DDR-RAM Module: 2x Mushkin 1 GByte DDR2-800 (4-4-3-10), Mushkin XP2-8500 DDR2-1066 (5-5-4-12)
• Grafikkarte(n): MSI NX7900GT-VT2D256E mit ForceWare 162.18
• Primary Master: CD-ROM Teac 40x
• Primary Slave: -
• Serial-ATA: Maxtor MaxLine III 250 GB SATA
• OS: Windows XP Pro SP2, DirectX 9c Juni 2007

Im Rahmen der Benchmarks wurden die fett hervorgehobenen Komponenten eingesetzt.

CPU-Leistung (synthetisch)
Traditionell prüfen wir zunächst die mathematische Leistung der Prozessoren mit Hilfe synthetischer Benchmarks. Hierzu verwenden wir SiSoft Sandra 2007 Pro Business (Build 1098):

Der Core 2 Duo E8200 taktet mit 2,66 GHz ebenso schnell wie der Core 2 Quad Q6700, besitzt im Gegensatz zu diesem allerdings nur zwei Kerne. Wie zu erwarten finden wir den 45 nm Prozessor zwischen dem Core 2 Extreme X6800 mit 2,93 GHz Taktrate und dem Core 2 Duo E6600 mit 2,40 GHz Taktrate wieder.

Ein zweiter Testlauf mit SiSoft Sandra 2007 Pro Business (Build 1098) soll die Multimedia-Performance offenbaren:

Auch bei der Multimedia-Performance ordnet sich der Core 2 Duo E8200 zwischen Core 2 Extreme X6800 und Core 2 Duo E6600 ein.

Ein zweites Gutachten über die CPU-Leistung holen wir von PC Wizard 2007.1.73 ein, wir beschräken uns allerdings auf den Mandelbrot-Test:

Die Rechenleistung des Core 2 E8200 spiegelt seine Taktrate wieder, auch in diesem Test finden wir den Prozessor in der Mitte zwischen Core 2 Extreme X6800 und Core 2 Duo E6600.

Multithreaded (synthetisch)
PC Wizard 2007.1.73 kann die Performance im Multi-Threaded-Betrieb analysieren. Dabei wird zunächst nur ein Thread ausgeführt, danach zwei Threads parallel und schließlich vier Threads. Ausgegeben wird die Bearbeitungszeit pro Thread, niedrige Ergebnisse sind also besser:

Abermals gibt es keine Überraschung, der Core 2 Duo E8200 findet sich an gewohnter Stelle in der Rangliste wieder.

Auch CPU RightMark Lite 2005 v1.3 bietet die Möglichkeit, eine Anwendung auf mehrere Threads zu verteilen und somit mehrere CPU-Kerne auszulasten. Hierzu berechnet das Programm ein komplexes 3D-Gefüge mit 400 Objekten und 4 Lichtern, wir wählten das Modell 1. Die Ergebnisse werden in Frames pro Sekunde angegeben, größere Werte sind also besser. Wir sortieren nach der maximal erreichten Framerate:

CPU RightMark Lite entpuppt sich als erste dicke Überraschung: Beim Core 2 Extreme QX9650 hatte sich bereits angedeutet, dass der Radix-16 Divider in diesem Test eine deutliche Mehrleistung ermöglicht. Der Core 2 Duo 8200 egalisiert mehr als 266 MHz Taktunterschied und zieht deutlich am Core 2 Extreme X6800 vorbei.

Bevor wir uns dem Speicherdurchsatz zuwenden, betrachten wir noch einen letzten CPU-Test, welcher mehrere CPU-Kerne auslastet. Die Molecular Dynamics Simulation von ScienceMark 2.0 untersucht das thermodynamische Verhalten von Materialien anhand fester physikalischer Gesetze. Je schneller die Berechnung beendet ist, desto performanter ist die CPU. Die Resultate werden in Sekunden angegeben, niederigere Werte sind folglich besser:

Auch bei Molecular Dynamics kann der Core 2 Duo 8200 den 266 MHz höher getakteten Core 2 Extreme X6800 hinter sich lassen.

Datendurchsatz von Speicher und Cache
Unser Testsystem ist mit 2x 1 GByte DDR2-1066 vom Typ Mushkin XP2-8500 bestückt. Wir verwenden diesen Arbeitsspeicher mit Latenzen von CL5-5-4-12 für die DDR2-1066 Durchgänge, die DDR2-800 Messungen wurden mit Latenzen von CL4-4-3-10 durchgeführt.

Zum Ausloten der Speicherbandbreite ziehen wir zunächst wieder SiSoft Sandra 2007 Pro Business (Build 1098) heran:

Bei der Speicherbandbreite führen die 45 nm Prozessoren das Feld an. Dies hat drei Gründe: Wir haben diese Prozessoren mit DDR2-1066CL5 Modulen getestet, ihre Frontsidebus taktet mit 4x 333 MHz (FSB1333) und ihr Level 2 Cache wurde um 50 Prozent auf 6 MByte pro Doppelkern vergrößert.

Mit ScienceMark 2.0 versuchen wir festzustellen, wie schnell die Zugriffe auf den L1- und L2-Cache erfolgen, zudem messen wir auch den Speicherdurchsatz ein zweites Mal:

Auch ScienceMark 2.0 bescheinigt den beiden 45 nm CPUs den besten Speicherdurchsatz.

Primzahlen und Pi
Die schnelle Fourier-Transformation (FFT) ist ein Algorithmus, welcher zur Berechnung von Primzahlen genutzt wird. Wir verwenden Prime95 v24.14 im Benchmark-Modus, um die Rechenleistung der CPU zu untersuchen. Die Resultate werden in Millisekunden angegeben, kleinere Werte sind also besser:

Prime95 reagiert in erster Linie auf den Takt. Der Core 2 Duo E8200 liegt zwar näher am Core 2 Extreme X6800 als am Core 2 Duo E6600, kann diesmal dessen Mehrtakt allerdings nicht ausgleichen.

Und was passiert, wenn wir die Nachkommstellen von Pi berechnen?

Bei Super PI profitiert der Core 2 E8200 wieder stärker vom größeren Cache und liegt mit dem Core 2 Extrem X6800 gleichauf.

Raytracing und Rendering
Die frei erhältliche Raytracing-Software POV-Ray unterstützt in der Version 3.7 beta 23 mehrere CPU-Kerne. Wir lassen das offizielle Benchmarkscript zweimal laufen: Zunächst als ein Thread, danach multi-threaded.

Wir sortieren anhand der höchsten Punktzahl, höhere Werte sind besser:

Beim Raytracing sehen wir den Core 2 Duo E8200 wieder dichter am Core 2 Extreme X6800 als am Core 2 Duo E6600.

Mit Cinebench in der aktuellen Version 10.0 kann die Leistung des Computers im Zusammenspiel mit der professionellen 3D-Anwendung Cinema 4D von MAXON bewertet werden.

Wir wählen den Rendering-Test, welcher auf einem oder mehreren CPU-Kernen ausgeführt werden kann. Höhere Werte spiegeln eine höhere Leistung wieder: