Intel Haswell: Core i7-4770K im Test

Was verbessert man bei einem eigentlich schon fast perfekten Produkt? Diese Frage dürfte man sich bei Intel öfter stellen, denn die eigenen Prozessoren dominieren den Großteil der aktuellen Benchmarks – von der reinen Rechenleistung über die Spieleleistung bis hin zur Leistungsaufnahme bilden die aktuellen Ivy Bridge-Prozessoren das Beste, was derzeit erhältlich ist. Getoppt werden sie höchstens von den fast schon "veralteten" Sandy Bridge-E-Prozessoren, die noch im 32 Nanometer-Prozess gefertigt wurden, aber damals das absolute Leistungs-Maximum bereitstellten. Der Nachfolger in Form von Ivy Bridge-E lässt aktuell noch auf sich warten.

Jedenfalls schaut man sich in so einem Fall wohl die Dinge an, die doch noch nicht so ganz perfekt sind. Da wäre zum Beispiel die Leistung der integrierten Grafikeinheit, ein Punkt in dem AMD mit seinen APUs aktuell doch noch etwas besser dasteht als Intel. Oder aber auch der ewige Wunsch, die Leistungsaufnahme der mobilen Prozessoren weiter zu senken und damit noch längere Akku-Laufzeiten zu ermöglichen. Das Ganze gepaart mit kleineren Errungenschaften und Features dürfte wohl eine grobe Zusammenfassung dessen sein, was wir mit Haswell erwarten dürfen.

In dem heutigen Test wollen wir uns allerdings vorerst auf die reine CPU-Leistung des Core i7-4770K beschränken und schauen, wie er sich im Vergleich zu seinen Vorgängern schlägt. Wie gewohnt richten wir zuvor aber einen Dank an Intel, die uns rechtzeitig ein Testmuster haben zukommen lassen.

Dass die neuen Haswell-Prozessoren eine andere Befestigung benötigen als Ivy Bridge war bereits lange im Voraus klar, auch wenn zwischenzeitlich Gerüchte aufkamen, dass möglicherweise der klassische Sockel gegen verlötete Prozessoren getauscht wird. Das hat sich aber als falsch herausgestellt und so findet Haswell auf aktuellen Mainboards mit dem Sockel LGA1150 Platz, die logischerweise fünf Pins weniger vorweisen als die bei Sandy Bridge und Ivy Bridge üblichen LGA1155 Sockel. Solche kleinen Änderungen scheinen meist unlogisch, werden aber durch eine geänderte Energieversorgung oder ähnliches notwendig.

Die Befestigung hat sich dabei nicht wirklich geändert und erfolgt nach wie vor über einen Metall-Hebel an der Seite des Sockels, der die CPU nach unten presst. Um ein versehentliches Platzieren einer älteren CPU zu vermeiden wurden die beiden Aussparungen an der Seite verschoben, was man im direkten Vergleich beider Sockel sehr gut sehen kann. Vermutlich wird uns der Sockel auch noch 2014 begleiten, wenn Intel einen Nachfolger oder Refresh von Haswell vorstellt.

Vergleich zwischen Intel Core i7-4770K (li) und Core i7-3770K (re)

Im Kapitel Chipsätze hält man sich an Bewährtes und gliedert den Endkunden-Markt wieder in Z87 für Overclocking und Co. sowie H87 für bescheidene User. Zusätzlich wird es auch noch entsprechende B- und Q-Chipsätze geben, die jedoch vor allem für Geschäftskunden gedacht sind. Gleichzeitig gab es allerdings einige interessante Neuerungen, um hier mit der aktuellen Entwicklung Schritt zu halten und das Bedürfnis nach zusätzlichen Controllern einzuschränken. Das Besondere an den neuen Chipsätzen ist, dass erstmals seit Langem der Fertigungsprozess von 65 auf 32 Nanometer geschrumpft wurde und damit auch die TDP von > 6 Watt auf 4,1 Watt sinkt.

Wie bisher bleibt die maximale Anzahl an USB Ports bei 14 Stück, mit den neuen Chipsätzen können allerdings bis zu 6 USB 3.0 Ports auf einem Mainboard untergebracht werden. Gleichzeitig werden nun alle USB Ports, egal von welcher Generation, über xHCI kontrolliert. Die Gesamtzahl der SATA Ports bleibt ebenfalls weiterhin bei 6 Stück, nun beherrschen aber – sofern vom Board-Partner gewünscht – alle davon den aktuellen SATA 6 GBit/s Standard zur Anbindung schneller SSDs. Die letzte wirklich wichtige Neuerung dürfte vermutlich die Umsiedlung der digitalen Display-Ausgänge in die CPU sein, der Chipsatz selbst ist damit nur noch für den analogen VGA-Ausgang zuständig. Ansonsten bleibt mit acht PCI Express 2.0 Lanes für Erweiterungskarten alles beim Alten.

Grafikseitig unterstützt natürlich auch Haswell wieder PCI Express 3.0, CrossFire- und SLI-Gespanne werden weiterhin nur mit jeweils acht Lanes möglich sein, da man die vollen 16 Lanes je Grafikkarte nur bei der High-End-Plattform mit Sandy Bridge-E anbietet. Damit hat man die Chipsätze also grob auf den aktuellen Stand der Technik gebracht, um auch AMDs A75 & A85X Chipsets in nichts nachzustehen. Bleibt allerdings die Frage, ob man den deutlich älteren H61-Chipsatz weiterhin als Low-End-Alternative für den neuen Sockel anbieten will oder dieser exklusiv für LGA1155 bleibt.

Während sich AMD die eigenen Produkt-Launches so legt, dass sie möglichst mit den eigenen Roadmaps übereinstimmen, hält sich Intel strikt an den selbst auferlegten Tick-Tock-Plan, der jedes Jahr einen Shrink des Fertigungsprozesses oder eine neue Architektur verlangt. Da es sich bei Haswell um einen "Tock" handelt bleibt es beim 22 Nanometer-Prozess und den Tri-Gate-Transistoren, die Neuerungen stecken eher im Detail. Insgesamt finden sich auf einem voll ausgebauten Haswell-Quad-Core-Die ganze 1,4 Mrd. Transistoren bei einer Chipfläche von 177 mm². Der Die selbst wird dabei immer länglicher, was mit der dargestellten Verteilung der Cores und der Grafikeinheit zu tun hat. Neu ist außerdem die Strategie bei Chips mit geringem Verbrauch (15 & 28 W TDP) Prozessor und PCH (Platform Controller Hub) auf einen BGA Chip zu packen, der anschließend verlötet wird. Wie bisher unterstützt man maximal 1.600 MHz schnellen DDR3 Arbeitsspeicher.

Bereits im Vorfeld wurde auch bekannt, dass Haswell Gebrauch von den neuen C6 und C7 Energiesparmodi macht, die jedoch kompatible Netzteile benötigen. Wir haben deshalb in einer kleinen Übersicht für euch zusammengestellt, welche aktuellen Netzteile die 0,05 Ampere Minimalleistung beherrschen. Wie so oft hat Intel der neuen Architektur auch neue Befehlssätze spendiert, darunter dürften FMA3 und AVX2 (Advanced Vector Extensions) wohl die wichtigsten sein – der Rest wurde wie gehabt von Ivy Bridge übernommen. Je nach Anwendung sorgt vor allem AVX2 für einen enormen Leistungsschub, als Beispiel sei hier die Videocodierung mittels x264 zu nennen.

Eine weitere Änderung ist die neue Stromversorgung, da Intel hier auf FIVR (Fully Integrated Voltage Regulators) setzt. Kurz gesagt: Die Spannungswandler sind direkt in den Chip gewandert. Deshalb muss von den Mainboards lediglich eine VDDQ für den Speichercontroller und eine VCCIN für die CPU-internen Spannungswandler bereitgestellt werden. Daraus wird dann die Versorgungsspannung für die CPU-Kerne, die Grafikeinheit und andere Komponenten erzeugt.

Die bedeutendste Neuerung dürfte die Grafikeinheit sein. Vor allem die Unterstützung neuer APIs wie DirectX 11.1, OpenCL 1.2 und OpenGL 4.0 sollte viele Entwickler freuen, Anwender werden davon wohl meist eher wenig mitbekommen. Dank DisplayPort 1.2 sollen 4K-Auflösungen kein Problem mehr darstellen, ebenso lassen sich nun drei Displays zusammen als "Collage" betreiben. Wie bisher wird sie in verschiedene Level unterteilt: Die kleinste GT1 Grafikeinheit wird lediglich als "Intel HD Graphics" bezeichnet, die etwas stärkere GT2 Grafikeinheit wird dagegen als "Intel HD Graphics 4600 / 4400 / 4200" betitelt und kann 20 sogenannte EUs (Execution Units) vorweisen. Darüber angesiedelt ist die GT3 Einheit, die 40 EUs besitzt und je nach TDP auf den Namen "Intel HD Graphics 5000" (15 W) oder "Intel Iris Graphics 5100" (28 W) hört. Die Speerspitze bildet die GT3e Grafikeinheit, die neben den 40 EUs auch noch 128 MB EDRAM besitzt und damit den Titel "Intel Iris Pro Graphics 5200" trägt. Letztere dürfte vor allem für leistungsstarke Laptops und AiOs gedacht sein, die GT3 Einheiten vor allem für Ultrabooks. Die GT2 Grafikkerne sind vorrangig für die Desktop-CPUs gedacht.

Um unseren Test zu den neuen Intel Haswell Prozessoren zu erstellen bekamen wir einen Intel Core i7-4770K bereitgestellt, der die Speerspitze des kommenden Line-Ups darstellt. Der Basis-Takt unseres Prozessors liegt bei 3,5 GHz, je nach Last kann der Takt Dank Turbo-Modus dynamisch auf bis zu 3,9 GHz angehoben werden. Damit ist die CPU von den Eckdaten her identisch zum Core i7-3770K. Der L2 Cache fällt mit 4x 256 kB fast etwas schmächtig aus, dafür stehen aber auch 8 MB L3 Cache für die CPU Kerne und die GPU bereit. Interessanterweise hat man die TDPs der Prozessoren wieder angehoben – während sie beim Core i7-3770K noch bei 77 Watt lag beträgt sie beim Core i7-4770K nun 84 Watt.

Zum aktuellen Zeitpunkt liegen uns lediglich Informationen über die Quad-Core-Varianten von Haswell vor, auf die Dual-Core-Prozessoren muss wie bei den vorangegangenen Generationen wieder mal noch etwas gewartet werden. Demnach umfasst die aktuelle Produktpalette auch nur Modelle aus dem Core i7 und Core i5 Segment, die für die High-End und Mainstream-Kunden gedacht sind. Wie bisher sind die Modellnummern mit Buchstaben versehen, um auf besondere Eigenschaften hinzuweisen, auch wenn man mit der aktuellen Generation den Höhepunkt des Modellnummern-Chaos erreicht hat. Die K-Modelle verfügen über einen freien Multiplikator zum leichteren Übertakten, die R-Modelle verfügen über die leistungsstärkste Iris Pro Graphics 5200 und werden nur verlötet angeboten. Die S- und T-Modelle hingegen sind Varianten mit einer geringeren Leistungsaufnahme.

Als Grundlage für unser Testsystem nutzen wir einen Cooler Master Bench-Table, welches den schnellen Umbau aller Komponenten und genügend Frischluft-Zufuhr ermöglicht. Als Netzteil kommt ein Scythe Chouriki Plug-In mit 850 Watt zum Einsatz, das im Zweifelsfall auch problemlos CrossFire und SLI Gespanne betreiben kann. Als Massenspeicher dient eine Corsair Force 3 120 GB, auf der das Betriebssystem und die meisten Benchmarks untergebracht werden. Spiele hingegen finden auf der Western Digital WD5000AACS mit 500 GB Platz. Als schnellen Zwischenspeicher haben wir ein 4 GB Kit von G.Skill aus der ECO Reihe mit 1.600 MHz verwendet. Zur Kühlung des Hauptprozessors nutzen wir heute einen Scythe Samurai ZZ, der mit Halterungen für alle aktuellen Sockel perfekt ausgestattet ist und auch die meisten Chips bei einer guten Temperatur halten kann. Damit es an grafischer Leistung nicht mangelt kommt hier außerdem eine Radeon HD 6970 2 GB aus dem Hause XFX zum Einsatz, die ebenfalls für alle aktuellen Titel mehr als genug Leistung bereitstellt.

Als Testplattform für die CPU hat uns ASUS freundlicherweise ein Z87 Sabertooth-Mainboard zur Verfügung gestellt, welches vor allem durch sein extravagantes Äußeres auffallen dürfte und auch zahlreiche Overclocking-Features besitzt.

Damit wir uns ein gutes Bild der theoretisch möglichen Leistung machen können haben wir unser Haswell Testmuster durch unseren gewohnten Parcours gejagt, den auch schon andere Größen wie Ivy Bridge und Sandy Bridge und auch AMDs FX-8150 durchlaufen mussten. Anschließend sollte es möglich sein das Potential der neuesten Generation grob einschätzen und vielleicht eine Empfehlung aussprechen zu können.

Da wir in unserem Test auf ausgiebige Spiele-Benchmarks verzichten muss an dieser Stelle der 3DMark ausreichen, doch da wir stets dieselbe Grafikkarte nutzen interessiert uns hier nur der Physics Score. Dabei kann man sich locker an die Spitze setzen, allerdings auch nur minimal - ein höherer Takt gegenüber Ivy Bridge hätte hier vermutlich mehr gebracht.

Wie immer haben wir auch den aktuellen PCMark 7 eingesetzt, der jedoch kurz vor seiner Ablöse steht. In der Computation Suite werden verschiedene Szenarien genutzt, zum Beispiel die Bildbearbeitung. Dabei bewahrheiten sich die Versprechungen von Intel durchaus und man kann sich mit ca. 800 Punkten Abstand auf Platz 1 setzen - wirklich kein schlechtes Ergebnis.

Auch im bewährten Cinebench in der Version R11.5 konnte Haswell den ersten Platz belegen, indem man die Single Thread Leistung um ca. 7% anhebt. Die Multi Thread Leistung hat keinen so großen Vorsprung, mit ca. 3% lässt man aber auch hier alles andere hinter sich.

Der Geekbench ist dann der erste Benchmark, in dem man sich mal "gehen lässt". Hier liegt man knapp hinter Ivy Bridge, allerdings können wir auch nicht sagen, welchen genauen Grund das hat. Der Geekbench führt diverse Aufgaben durch, von der Verschlüsselung bis hin zu zahlreichen Gleitkomma- und Ganzzahlaufgaben. Sandy Bridge lässt man dennoch hinter sich.

Wie immer wurden der Übersichtlichkeit wegen die Benchmarks auf zwei Seiten aufgeteilt, hier geht es nun weiter!

Mit SiSoftware Sandra haben wir auch wieder die umfangreiche Benchmark-Suite mit eingebunden, die die unterschiedlichsten Bereiche einer CPU untersuchen kann. Im ersten Dhrystone-Benchmark werden lediglich Ganzzahl-Operationen ausgeführt, hier kann sich Haswell zwar wieder an die Spitze setzen, allerdings halten sich die Verbesserungen hier stark in Grenzen. Interessanterweise konnte man die AES Verschlüsselung weiter beschleunigen, bei der Ivy Bridge zuletzt die gleiche Leistung wie sein Vorgänger erzielte. Die RAM Bandbreite ist wieder ungefähr konstant im Vergleich zu den Vorgängern geblieben. Das wird sich so schnell auch nicht ändern, solange man nicht den Triple oder Quad Channel Modus verwendet oder höhere Taktraten als DDR3-1600 unterstützt. Die Cache Bandbreite hingegen wurde fast schon "extrem" angehoben, was sich jedoch durch architektur-bedingte Änderungen erklären lässt.

Die Steigerung der Videoverarbeitung war ein weiteres Versprechen von Haswell, welches offensichtlich wahr ist. Der Sprung im ersten Test fällt etwas geringer aus, dafür ist er im zweiten Test umso deutlicher. Neuere Versionen dürften hier einen noch größeren Sprung zeigen, da unsere Version noch kein AVX2 unterstützt - allerdings würde die Verwendung eines neueren Encoders die bisherigen Ergebnisse nutzlos machen.

wPrime ist ein weiteres Beispiel für einen Benchmark, in dem man nicht ganz mit Ivy Bridge mithalten kann. Sandy Bridge lässt man weiterhin hinter sich, der Rückstand fällt aber auch eher minimal aus und dürfte ebenfalls durch Architektur-Änderungen begründet sein.

Den Abschluss macht heute WinRAR, bei dem die Leistung ebenfalls etwas "einbricht" - sogar noch unter die Werte von Sandy Bridge. Der Grund dafür ist uns unklar.

Die meisten User wollen mit ihrem Prozessor aber vermutlich nicht nur Dateien entpacken, sondern auch den einen oder anderen Titel anspielen. Da nach einem Update unser bisheriges Savegame bei Battlefield 3 nicht mehr verwendbar war und wir zwei Titel für wenig repräsentativ hielten beschränken wir uns heute allerdings auf Resident Evil 5. Das war seinerzeit für eine gute CPU-Skalierung bekannt und muss heute ausreichen.

In Spielen kann man sich dezent vor Ivy Bridge setzen, was dem bisherigen Gesamtbild entspricht. Andere Seiten bekommen ein ähnliches Bild, lediglich bei einzelnen Titeln wie Crysis 3 sind teilweise kleine Einbrüche zu verzeichnen.

Wenn wir uns so langsam dem Schluss des Tests nähern wird es natürlich auch wieder notwendig die Leistungsaufnahme des Prozessors zu messen. Das wird wieder mal dadurch erschwert, dass dieser Wert extrem von der verwendeten Platine und ihren Zusatz-Chips abhängt - dazu kommt, dass wir in der Zwischenzeit unser Testsystem umgebaut haben. Vor allem der Wegfall der Corsair Hydro Kühlung dürfte einen gewissen Einfluss haben. Nichts desto trotz haben wir die Leistungsaufnahme im Leerlauf und unter Last gemessen, die mit dem Programm Prime95 erzeugt wird und alle Kerne gleichmäßig auslastet.

Im Leerlauf kann man die bisher niedrigste Leistungsaufnahme bei uns vorweisen, unter Beachtung der oben erwähnten Umstände. Leider unterstützt unser Netzteil die neuen C6 & C7 Energiesparmodi nicht, sonst wäre der Verbrauch möglicherweise noch um weitere 5 Watt gesunken.

Auch unter Last kann man die Leistungsaufnahme konstant niedrigen halten, was aber auch das Ziel von Haswell war. Im Vorfeld war von bis zu 50% längeren Akku-Laufzeiten die Rede, was vor allem auf die starke Optimierung im mobilen Betrieb hindeutet. Das steht im Widerspruch zur angehobenen TDP, die so betrachtet wohl vor allem der stärkeren Grafikeinheit geschuldet sein dürfte.

Wie immer wird der Großteil der Besitzer vermutlich die neue CPU in den Sockel setzen und die restlichen Einstellungen dem BIOS überlassen. Sollte man jedoch selbst Hand anlegen wollen, vor allem bei den K-Modellen, so wollen wir hier einen groben Überblick geben, was theoretisch möglich ist. Die feine Suche nach dem Maximum wollen wir dann aber doch lieber den Usern überlassen.

Da die K-Modelle einen offenen Multiplikator besitzen kann dieser ohne Probleme angehoben werden. Bei unserem ASUS Board konnten wir allerdings keinen konkreten Multiplikator für den normalen Betrieb auswählen, sondern lediglich den höchsten Turbo Multiplikator, was bei voller Auslastung allerdings keinen Unterschied machen dürfte. Gleichzeitig hat man sich beim Overclocking stark an Sandy Bridge-E orientiert: Während bisher die Übertaktung über den BCLK stark eingeschränkt war, da viele interne Prozesse daran gekoppelt sind, existieren dafür nun zusätzliche Teiler, die auch einen Betrieb von 125 bis 167 MHz erlauben. Auch diese Funktion existiert allerdings nur bei K-Prozessoren.

Für die energiebewussten User dürfte auch das Undervolting in Frage kommen, das sich mit allen verfügbaren Prozessoren umsetzen lässt. Wir konnten bei unserem Testmuster die automatisch gewählte Spannung von 1,056 Volt um ca. -0,1 Volt absenken. Bei der Spannung von 0,960 Volt unter Last sank die Leistungsaufnahme unter Last ca. um 10 Watt. Gleichzeitig ist im Diagramm noch die Leistungsaufnahme bei den in CPU-Z gezeigten Overclocking-Settings dargestellt.

Fassen wir also abschließend alles noch einmal zusammen. Bereits bei Ivy Bridge kamen viele Kollegen zu dem Urteil, dass die Verbesserungen im Detail liegen – genau das Gleiche dürfte wohl auch wieder auf Haswell zutreffen. Dank AVX2, Verbesserungen im Bereich AES-Verschlüsselung sowie Bild- und Video-Encoding erfahren manche Anwendungen einen guten Leistungsschub, allerdings eben nur manche. Andere Anwendungen wie WinRAR können damit nicht allzu viel anfangen und laufen auf Ivy Bridge ein gutes Stück besser als auf dem Neuling. Möglicherweise ist es aber auch nur eine Frage der Zeit, bis eben diese Programme auf Haswell optimiert werden. Vor allem durch die stark vergrößerte Grafikeinheit dürften OpenCL-fähige Programme einen enormen Vorteil aus Haswell ziehen.

Insgesamt lässt sich in den Anwendungen ein Leistungsschub von ca. 5 bis 10% feststellen. Eine durchaus schöne Steigerung, aber eben auch kein absolutes Must-Have. Gleichzeitig wurde die Leistungsaufnahme gesenkt, was natürlich ebenfalls löblich ist, aber in einem Desktop-PC mit luxuriös ausgestatteten Mainboards und anderen Komponenten eher weniger zum Tragen kommt. Immerhin, Kleinvieh macht auch Mist. Jedoch lässt sich feststellen, dass Haswell sehr stark auf Ultrabooks abzielt und die klassischen Desktop-User quasi etwas in den Hintergrund gestellt werden. Alles in allem eine sanfte Evolution, die uns jedoch nicht vom Hocker haut. Wir hätten gern wieder etwas Unvernünftiges wie Sandy Bridge-E mit mehr Kernen und exorbitanten Cache-Größen! Bis Ivy Bridge-E werden wir jedoch noch eine ganze Weile warten müssen.

Der Einführungspreis des Intel Core i7-4770K liegt derzeit bei 304,99 Euro (Geizhals.de / Stand 02.06.2013), man übernimmt also das gewohnte Preisschema. Lohnt sich ein Aufrüsten von potenten Sandy Bridge oder Ivy Bridge Systemen? Ganz klar nein. Haswell ist eher etwas für Aufrüster älterer Systeme oder für komplette Neuanschaffungen.