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Einleitung

Wodurch lässt sich Leistung ersetzen? Auch wenn mit Intels "Sandy Brigde" bereits der Nachfolger des Sockel 1366 eingeläutet wurde, bringt man mit dem Core i7-990X neues, brachiales Sechskernfutter für den Rentner. Der Gulftown Chip bringt nicht viel Neues mit sich. Wie bereits bei den i7-970 und i7-980X handelt es sich um einen shrink der Nehalem-Architektur von 45nm auf 32nm. Im Zuge der geringeren Leistungsaufnahme und der neuen verfügbaren Chipfläche spendiert man dem Gulftown dann gleich zwei zusätzliche Kerne, also sechs an der Zahl.

Der i7-990X ist dabei die logische Erweiterung des Angebots und stellt die neue Spitze dar. Mit einem Preis vom fast 900€ ist der neue aber auch die Spitze des Preissegments und richtet sich damit klar an Enthusiasten. Die Eckdaten gleichen wie ein Ei dem anderen dem i7-980X, lediglich der Multiplikator wurde von 25 auf 26 um eine Stufe erhöht. Daraus resultiert ein Takt von 3,46 GHz (ohne Turbomodus), was zur Zeit einer der höchst getakteten CPUs von Intel darstellt. Nur der Core i5-680 ist mit 3,6 GHz schneller, muss dafür aber auf zwei Drittel der Kerne verzichten, als Dual Core. Wie sich die CPU im Test schlägt, klären wir auf den folgenden Seiten.

Architektur

Der Gulftown Chip, welcher auf allen Sockel 1366 Sechskern-CPUs zum Einsatz kommt, wird genau wie alle anderen Westmere-Prozessoren im 32nm Prozess gefertigt. Während bei den zwei-kernigen Clarkdale Modellen für den Sockel 1156 noch eine zusätzliche Grafikeinheit (in 45nm gefertigt) mit unter dem IHS sitzt, kommt der Gulftown hingegen gänzlich ohne diesen aus.

Nach Intels „Tick – Tock“ Modell ist die Westmere Architektur ein „Tick“, also streng genommen nur ein Nehalem Chip in einem kleineren Fertigungsprozess. Kleinere Änderungen und Verbesserungen im Chipdesign wurden natürlich gleich mit umgesetzt. So hat der Westmere gegenüber dem Nehalem beispielsweise eine Befehlssatz-Erweiterung, namentlich „AES-NI“. Die Gulftown CPUs unterstützen als einzige Sockel 1366 diese Erweiterung welche speziell das Verschlüsseln von Daten beschleunigen, wie zum Beispiel bei TrueCrypt.

Dank des kleineren Fertigungsprozess in 32 nm wird Platz für mehr Transistoren, welche Intel nutzt um die zwei zusätzlichen Kerne und den größeren L3-Cache unterzubringen. Während der Bloomfield Vierkernchip noch mit „nur“ 730 Millionen Transistoren bestückt ist, kommt der Gulftown so auf 1,17 Milliarden.

Wie bereits erwähnt setzt der Gulftown also auf sechs physische Kerne. Dabei wird natürlich auch das Hyperthreading (SMT) unterstützt, welches sofern aktiv, in Windows zwölf logische Kerne nutzbar macht. Der L3-Cache ist auf 12 MB angewachsen: 50% mehr als bei den vierkernigen Bloomfields mit 8 MB (bsp. Core i7-920). L1- und L2-Cache bleiben dabei unverändert und fassen pro Kern 64 KB (L1) und 256 KB (L2).

Das Testsystem

Das Testsystem:

• Core i7-990X
• EVGA Classified X58 760
• 3x2 GB DDR3-1600 CL 8-8-8-24
• NVidia GTX 580
• Corsair AX850
• Intel Postville 80 GB
• Windows 7 x64

Spezifikationen:

Die Eckdaten des Core i7-990X lesen sich schon beeindruckend - sechs Kerne, 12 Threads und 12 MB L3-Cache in 32nm gefertigt. Getaktet ist die CPU standardmäßig mit 3,46 GHz, also 133 MHz schneller als das bisherige Spitzenmodell Core i7-980X. Dank des Turbomodus legt die CPU aber noch eine Schippe drauf, sofern das TDP-Budget es zulässt. Sind alle Kerne ausgelastet, wird der Multiplikator um eine Stufe erhöht, womit 3,6 GHz anliegen. Sind sogar nur ein oder zwei Kerne beansprucht steigt der Multiplikator gar um zwei Stufen und erhöht die Taktfrequenz damit auf 3,73 GHz. Nur "Sandy Bridge" nutzt den Turbomodus noch effektiver und legt bis zu 400 MHz oben drauf. Da es sich bei der CPU um eine Extreme Edition handelt, ist der Multiplikator aber ohnehin frei wählbar. Leider wird dadurch auch der Preis "extreme". Wie üblich veranschlagt man bei Intel für die schnellste CPU rund 999 US-Dollar. Der günstigste Preis bei Geizhals ist aktuell (Stand 07.03.2011) mit rund 865€ auch nicht gerade ein Schnäppchen - keine CPU für jedermann.

Stromsparmodus mit gesenktem Multiplikator:

Standardtaktraten:

Turbo Modus für alle Kerne:

Turbo Modus für ein bis zwei Kerne:

Benchmarks Anwendungen

Natürlich jagen wir Intels neues Spitzenmodell auch durch zahlreiche Benchmarks. Dabei setzen wir auf Benchmarks aus den verschiedensten Bereichen. Um einen Eindruck zu erhalten wie die Leistung im Vergleich zu den direkten Vorgängern ausschaut, simulieren sowohl den Core i7-970 sowie den Core i7-980X durch das Absenken des Multiplikators. Der Turbomodus ist für sämtliche Tests deaktiviert, da der Turbo nicht immer gleich arbeitet daher keine gleichbleibend reproduzierbaren Ergebnisse erzeugt. So beugen wir einem verfälschten Ergebnis vor.

Dazu gesellen wir noch einen Intel Xeon W3520, welcher stellvertretend für die Bloomfield CPUs mit nur vier Kernen steht. Der W3520 entspricht dabei mit seinen 2,67GHz (Turbo aus) genau einem Core i7-920. Zusätzlich übertakten wir den W3520 noch auf 3,33 GHz (160x21) um so circa die Leistung des schnellsten Bloomfield, einem Core i7-975, zu simulieren. Für sämtliche Tests und beide CPUs setzen wir den Uncoretakt auf 3200 MHz und verwenden 6 GB DDR3-1600 CL8-8-8-24 RAM. Die virtuelle Kernverdopplung SMT ist natürlich stets aktiv.

7-Zip
Mit 7-Zip verwenden wir ein klassisches Packprogramm. Der integrierte Benchmark testet wie schnell das System Dateien komprimieren beziehungsweise dekomprimieren kann. Dieser Prozess profitiert in erste Linie von mehr CPU-Power in Form von Takt und Kernen. Auch die virtuellen SMT-Kerne werden hervorragend unterstützt und resultieren in mehr Leistung. Also perfekt für unseren Zweck.

Das Ergebnis ist wenig überraschend und schaut man sich die hohe CPU-Auslastung während des Tests an, auch logisch. Der Gulftown Chip setzt sich dank der zwei zusätzlichen Kernen weit vor den Bloomfield Chip. Zwischen i7-970/980X/990X wird der Unterschied deutlich geringer da sie sich nur geringfügig im Takt unterscheiden. Der Core i7-990X setzt sich etwa 4-5 % vor das bisherige Spitzenmodell i7-980X.

Cinebench R11.5
Mit dem Cinebench R11.5 setzen wir auf ein Render-Programm. Der Cinebench basiert auf derselben Engine wie das 3D-Grafikprogramm Cinema 4D von Maxon und ist damit für dieses Aufgabengebiet durchaus Repräsentant. Auch dieses Programm ist sehr gut Multithread-optimiert und nutzt alle Kerne sowie die SMT Einheit aus.

Wie erwartet setzen sich auch hier die sechs-Kern Pendants deutlich vor ihre vierkernigen Geschwister. Ähnlich wie bei 7-Zip positioniert sich der Core i7-990X an dieser Stelle ebenfalls dank des höheren Taktes 4 % vor alle anderen CPUs.

Handbrake
Im Zeitalter der mobilen Multimediatalente wie iPads oder Smartphones wird auch das Konvertieren von Videos für viele Anwender interessant. Mit Handbrake ziehen wir deswegen ein beliebtes Freeware-Tool in der aktuellen Version 0.9.5 in den Bench-Parcours. Wir konvertieren stets den frei erhältlichen HD-Film "Big Buck Bunny" vom h264- ins MPEG4-Format für den iPod.

Der Trend setzt sich fort. Etwa um 4-5 % kann sich der Core i7-990X an die Spitze setze. Allerdings ist bei Handbrake der Sprung von vier auf sechs nicht so groß wie zu vor. Die 50 % mehr Kerne bringen nur 15 % mehr Leistung. Ein höherer Takt hingegen wird fast eins zu eins in mehr Leistung umgesetzt.

x264
Der x264 Benchmark fasst noch einmal das Encodieren von Videos auf und wandelt ein Video in das x264 Format um. Die Quelldatei wird dabei mitgeliefert und weitere Einstellungen sind nicht möglich - also perfekt für uns. So ist eine gute Vergleichbarkeit zwischen den Systemen anderer Anwender gegeben. Als Ergebnis geben wir je den Mittelwert der vier ersten Tests (max. FPS) und der letzten vier Tests (min FPS) an.

Eigentlich ist der x264 Benchmark sehr gut Multithread optimiert, es werden auch alle Threads genutzt, aber wie bereits bei Handbrake werden die zusätzlichen Kerne nicht richtig in mehr Performance umgesetzt. Höhere Taktraten werden besser ausgenutzt. Im Schnitt ist auch hier wieder der Core i7-990X rund 4 % vor seinem Vorgänger.

Benchmarks Spiele

Anno 1404
Um die Leistung in Spielen zu messen, zerren wir auch Anno 1404 in den Benchparcours. Das Spiel zählt zu den eher CPU-hungrigen und ist damit genau richtig für unsere Leistungsschau. Das von uns erstellte Savegame zeigt eine riesige Stadt, die den Bildschirm problemlos mehrmals ausfüllen würde. Nach dem Laden des Spielstands bleibt die Position der Kamera unberührt über dem Zentrum. Während die fleißigen Arbeiter ihrem Job nach gehen, zeichnen wir stets 120 Sekunden mit Fraps auf. Dabei läuft das Spiel auf 1920x1080 im DX10 Modus auf der Einstellung "Sehr Hoch".

Erwartungsgemäß profitieren Spiele nicht über die Maße von mehr CPU-Power. Abgesehen von dem auf 2,67 GHz getakteten Xeon, welcher etwas zurückfällt, liegt das Feld recht nahe beisammen. Aber eine, wenn auch kleine, Leistungssteigerung ist sowohl mit mehr Kernen, als auch mit mehr Takt zu verzeichnen. Gerade die enorm wichtigen Minimum FPS steigen stetig mit.

F1 2010
Mit F1 2010 nutzen wir ein Spiel, das auf der Ego-Engine basiert. Bereits im beliebten Dirt 2 kam der Vorgänger zum Einsatz und mit dem bald erscheinenden Dirt 3 wird sie ebenfalls genutzt. Auch andere Spiele nutzen die Ego-Engine wie "Operation Flashpoint: Dragon Rising" oder das ebenfalls für dieses Jahr angekündigte "Bodycount". F1 2010 kann mit besonders hübscher DX11 Optik aufwarten und bietet neben HDR-Beleuchtung auch HDAO und Post-Effekte. Wir nutzen für unseren Test den integrierten Benchmark und stellen die Auflösung auf 1920x1080 sowie die Einstellungen auf "Sehr Hoch" und 8x AA um praxisnahe Ergebnisse zu liefern.

Anhand des 3,33 GHz Gulftown und Bloomfield Chips sieht man sehr gut das die zwei zusätzlich Kerne nicht genutzt, beziehungsweise in Leistung umgesetzt werden. Beide liefern dasselbe Ergebnis. Die Ego-Engine unterstützt in der Theorie zwar mehr als vier Kerne, kann diese aber in der Praxis nicht so recht ausnutzen. Aufgrund des höchsten Taktes setzt sich so der Core i7-990X dank höherer Minimum FPS leicht in Front.

Resident Evil 5
"Runs great on Core i7", damit wirbt bereits das Intro von Resident Evil 5. Da es sich hier um einen klassischen Cross-Plattform Titel handelt, können wir zumindest bis zu einem gewissen Grad eine gute Multithread-Optimierung erwarten. Lediglich der DX10 Modus setzt PC-exklusiv einen drauf und hübscht den Zombie-Shooter noch etwas auf. Wir verwenden für den Test den zweiten integrierten Benchmark im DX10-Modus bei 1920x1080, den Einstellungen "Sehr Hoch" und 8x AA.

Leider gib der Benchmark bei dem Ergebnis nur die Durchschnitt-FPS an, aber auch hier lässt sich schon gut beobachten das sowohl mehr Kerne, als auch mehr Takt in höhere Bildrate umgesetzt werden. Der Core i7-990X setzt sich auch hier wieder dank etwa der 4 % mehr Takt, eben diese 4 % vor den i7-980X.

RUSE
Das Strategiespiel RUSE gehört ebenso zu jenen, welche besonders gut mit Intels Core Architektur arbeiten sollen. Auch die SMT-Einheiten, also die virtuellen Kerne werden von RUSE in mehr Leistung umgesetzt was nicht bei vielen anderen Spielen der Fall ist. Die Besonderheit bei diesem Titel ist die Ansicht des Schlachtfeldes. Von der äußersten Stufe sieht man einen Strategie-Tisch und hat so den maximalen Überblick. Es kann aber so weit, und das stufenlos, hereingezoomt werden, dass einzelne Einheiten formatfüllend auf dem Bildschirm erscheinen. Das in Verbindung mit riesigen Armeen erfordert enorme CPU-Leistung - perfekt! Wir nutzen den integrierten CPU-Benchmark in der Auflösung 1920x1080 mit "Sehr Hohen" Details.

Beeindruckend ist der Zugewinn von vier auf sechs Kerne bei gleichem Takt. Rund 14 % mehr FPS, so stark profitiert kaum ein anderes Spiel. Die etwa 4 % mehr Takt verhelfen dem i7-990X auch hier wieder zu selbigen Vorsprung zu dem i7-980X.

Benchmarks 3D Marks

3D Mark 2006
Auch wenn synthetische Benchmarks kaum ein repräsentatives Anwendungsszenario darstellen, liefern sie dennoch eine Leistungseinschätzung - die man grob auf die Praxis übertragen kann. Der 3D Mark 06 ist hier der älteste Vertreter den wir nutzen, da es der erste war der eine passable Multicore-Unterstützung bietet. Grafisch gesehen muss sich selbst "der alte" nicht vor so manchem Spiel verstecken. HDR-Renderering und ansehnlichen Licht und Nebeleffekten lassen die Grafik noch immer zeitgemäß wirken. Wir geben hier die reine CPU-Punktzahl der zwei CPU-Tests wieder und belassen jegliche Einstellung auf deren Standard. Ohnehin kommen Änderungen der Settings nur bei den Grafiktests zum Tragen.

Dass ein solch abgestaubtes Produkt noch relativ gut mit Takt und Kernen skaliert ist sehr schön. Der i7-990X setzt sich wie erwartet auch hier mit 4 % Vorsprung an die Spitze. Im reinen Vergleich zwischen vier und sechs Kernen schaut es ähnlich wie bei RUSE aus. Die 50 % mehr Kerne liefern 13,5 % mehr Punkte.

3D Mark Vantage
Der 3D Mark Vantage ist etwas neuer und war seiner Zeit der erste DirectX 10 Benchmark. Auch heute noch liefert er sehr schöne Grafik. Wir deaktivieren natürlich die GPU-PhysX, damit die verbaute NVidia Grafikkarte nicht anstelle der CPU arbeitet und so den Test verfälscht. Auch hier geben wir die reine CPU-Punktzahl an und belassen sämtliche Einstellungen auf ihrem Standard (Performance Preset).

Ein Traum an Multicore-Optimierung! 50% mehr Kerne resultieren in 48 % mehr Punkten. Die zusätzlichen 133 MHz positionieren den i7-990X auch hier wieder 3-4 % vor allen anderen CPUs. Auf einen Test mit dem neuen 3D Mark 11 verzichten wir an dieser Stelle. Auch wenn dieser unglaublich ansehnlich ist, profitiert der neuste Sprössling von Futuremark so gut wie gar nicht von der CPU und ist überwiegend grafiklimitiert.

Overclocking

Widmen wir uns nun dem Overclocking, nicht zuletzt um der Extreme-Edition CPU Ehre zu erweisen. Dank des offenen, das heißt frei wählbaren, Multiplikators ist das Übertakten so leicht wie selten. Durch das reine Anheben des Multiplikators bleiben die anderen Bereiche der CPU, wie QPI-Link, Uncoretakt und RAM-Takt, unberührt. Dank dieses Umstandes können wir uns auf das reine Übertakten der CPU-Kerne konzentrieren ohne dabei Gefahr zu laufen in das Limit der anderen Bereiche zu geraten.

Leider weist unser Sample ein Problem auf, was es uns zumindest erschwert für den alltäglichen Betrieb sinnvolle Grenzen zu finden: Die Temperatursensoren geben kaum glaubhafte Werte aus. So möchten uns doch zahlreiche Tools, egal ob CoreTemp, RealTemp oder AIDA64, weismachen, dass zwei Kerne im Idle bei 10°C liegen und die anderen vier Kerne bei rund 20°C - nein, es wird gerade nicht mit Dice oder einer Kompressionskühlung gekühlt. Die eingesetzte Wasserkühlung ist zwar mit gleich zwei 360er Radiatoren und eingesetztem "Watercool HeatKiller 3.0 LT" durchaus großzügig dimensioniert, aber bei einer ausgelesenen Wassertemperatur von 21°C würde die CPU den Kreislauf kühlen - schön wärs. Durch Beiträge in zahlreiche Internetforen und in Erinnerung an den Core i7-980X aus der Redaktion wissen wir aber, dass die Gulftown-Chips wohl ein generelles Problem mit den Temperatursensoren haben. Wir addieren also im Geiste stets 15°C auf die ausgelesenen Temperaturen der heißeren vier Kerne, um zumindest eine grobe Einschätzung zu haben. Mit diesen 15°C zusätzlich kommen wir so auf etwa 35°C im Idle, was wir für durchaus realistisch halten. Denn mit einigen Bloomfield CPUs, unter anderem auch der für die Benchmarks verwendete Xeon, erreichen wir auch Temperaturen in diesem Bereich.

Bei dem Übertakten gehen wir in drei Schritten vor. Zuerst suchen wir für alltagstaugliche Spannungen den maximal möglichen Takt. Danach erhöhen wir die Spannung um etwa weitere 10 % und loten aus bis zu welchem Takt 3D Benchmarks und bis zu welchem 2D Benchmarks noch fehlerfrei laufen, um zu sehen wie weit die CPU noch "Bench-stable" ist. Auf absolute Stabilität testen wir natürlich für die Alltags-Einstellungen.

Da das uns vorliegende Sample eine VID (=Standardspannung unter Last) von 1,175 V aufweist, erhöhen wir die CPU-Spannung (kurz Vcore) auf 1,3 V. Das entspricht etwa einer Erhöhung um 10 % und ist für den Dauerbetrieb noch in Ordnung. Die VTT Spannung erhöhen um 50 mV auf 1,25 V damit wir in erster Linie DDR3-1600 und 3200 MHz Uncoretakt nutzen können. Dank des frei wählbaren Multiplikators sind wir nicht gezwungen, den maximalen BCLK zu bestimmen. RAM-Takt sowie Uncoretakt bleiben damit fix. Schlussendlich standen 4411 MHz auf dem Tacho, Prime stabil versteht sich - das ist durchaus beachtlich. Die Güte unseres Samples ist damit mindestens auf gehobenem Niveau. Nicht viele Gulftowns erreichen einen so hohen Takt bei relativ wenig Spannung.

Leider scheinen die Temperatursensoren auch unter Last nicht so recht zu funktionieren und sind teils sehr sprunghaft. CoreTemp zeichnet als Maximalwert während dem Stabilitätstest 59°C auf, addieren wir wieder die 15°C im Geist darauf kommen wir bei fast 75°C an. Das ist noch zu vertreten, mehr sollte es dann aber auch nicht werden.

Um der Hauptzielgruppe des Prozessors gerecht zu werden, erhöhen wir die Vcore nochmals weiter auf jetzt 1,45 V. Gekühlt wird weiterhin mit einer Wasserkühlung, da uns eine "Sub-Zero" Kühlung nicht zur Verfügung steht. Weil wir in diesem Test die CPU aber nicht mit Prime oder ähnlichen Programmen ans thermische Limit bringen, sondern stets nur kurz mit Benchmarks belasten, stellt die recht hohe Spannung kein großes Problem dar. Die CPU muss nur "Bench-Stabil" sein und einen fehlerfreien Durchlauf schaffen ohne Programmabstürze oder einen Blue Screen zu produzieren.

Bei dem 3D Mark 06 schaffen wir so selbst mit 4800 MHz noch fehlerfrei Runs. Mit SuperPI, als Vertreter für 2D-Programme, scheitern wir ganz knapp an den 5000 MHz-Marke. Die 4970 MHz laufen noch problemlos, aber eine Erhöhung des BCLK um nur ein weiteres MHz lässt das System einfrieren.

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Benchmarks Overclocking

Mit den erreichten 4400 MHz schicken wir den Core i7-990X noch einmal durch den gesamten Parcours. Überraschungen gibt es hierbei wenig, der i7-990X positionierte sich ja bereits zuvor stets in Front. Allerdings profitiert nicht jedes Spiel/Anwendung gleichermaßen von der Übertaktung. Gerade in Spielen stellt die Grafikkarte eher das Limit dar, selbst mit einer GTX 580.

Spiele:

Die rund 21 % Taktsteigerung schlagen kaum durch. Anno 1404 kann als einziges Spiel noch einmal richtig zulegen und belohnt die Übertaktung mit fast 20 % mehr FPS und besonders wichtig auch bei den minimalen Frames. F1 2010 weißt nur marginale Verbesserungen auf, welchen den Aufwand des Overclocking kaum rechtfertigen würden. RUSE und Resident Evil 5 können immerhin noch gut 10% zulegen. Allerdings bewegen sich die Framerates natürlich auch schon bei Standardtakt stets im spielbaren Bereich.

3D Marks:

Die synthetischen Benchmarks sprechen erwartungsgemäß gut auf das Übertakten an. Sowohl der 3D Mark 06 als auch der Vantage setzen die 21 % mehr Takt auch in etwa 20 % mehr Punkte um - wäre es doch überall so.

Anwendungen:

Bei den Anwendungen ist durch die Bank eine verbesserte Performance zu verzeichnen. Der Cinebench und der x264 Benchmark skalieren linear mit dem steigenden Takt. Handbrake und 7-Zip legen immerhin noch 15-18% zu. Das Programme immer besser Multithread optimiert werden sieht man hier sehr gut. Eine SSD als Systemfestplatte kann zum Arbeiten aber bereits spürbar mehr Komfort bieten als eine Übertaktung.

Leistungsaufnahme

Das der Sockel 1366 an sich nicht als "Öko-Kiste" taugt ist kein Geheimnis. Sowohl der X58 Chipsatz als auch die CPUs selber genehmigen sich einen großen Schluck. Im Idle braucht der Gulftown noch ein paar Watt weniger als der Bloomfield Chip - 32nm Fertigung sei Dank. Mit steigender Auslastung überholt der Sechskerner aber schnell seinen kleinen Bruder in Sachen Verbrauch und zieht mit Prime belastet bereits 20 Watt mehr aus der Dose - ein Tribut der zusätzliche Kerne und des größeren Caches. Dafür bekommt man im optimalen Fall bis zu 50% mehr Leistung. Effizienter - Ja, Stromsparend - Nein.

Übertaktet auf 4400 MHz mutiert der Gulftown dann zum amerikanischen Muscle-Car und schluckt gefühlte 35 Liter auf 100 km. Rund 335 Watt unter Volllast (Prime) sind das Resultat der Spannungserhöhung. Ob das wirklich sein muss, ist natürlich jedem selbst überlassen. Schön ist auf jeden Fall anders.