Intel Sandy Bridge im Test: Fünf Modelle auf 54 Seiten untersucht

Architektur

Entwickelt wurde „Sandy Bridge“ im Intel Development Center (IDC) in Haifa (Israel). In dem 1974 etablierten Institut wurden in der Vergangenheit unzählige Neuheiten erforscht und entwickelt, unter ihnen so bekannte wie die Centrino-Mobile-Technologie oder die Core-Architektur und die daraus hervorgehenden, sehr erfolgreichen Prozessoren Core 2 Duo und Core 2 Quad. Mit „Sandy Bridge“ festigt die Forschungs- und Entwicklungseinrichtung ihren Stellenwert, denn die Neuerungen im gesamten Design sind umfassend.

Auf den folgenden Seiten werden wir einige der interessantesten technische Details darlegen. Grundlagen für diese Informationen sind neben vielfältigen Dokumenten von Intel die Ausführungen von David Kanter, der seit Jahren für Real World Technologies umfangreiche technische Artikel publiziert, auf denen eine Vielzahl an Publikationen beruhen. Und so gehört auch der Artikel zur „Sandy Bridge Microarchitecture“ zu den umfangreichsten und technisch tiefgründigsten, die es bisher im Internet zu finden gibt.

Pentium Pro/4 trifft Grafik

Auch wenn der „Sandy Bridge“-Prozessor auf den ersten Blick nur nach einer kleinen Evolution der Vorgänger aussieht, hat sich unter der Haube viel verändert. Insgesamt betrachtet ist „Sandy Bridge“ das aggressivste neue Prozessordesign von Intel seit Jahren. Neben der neuen Prozessorarchitektur ist es die vollkommen neue Architektur der Grafikeinheit, die das Gesamtpaket letztendlich deutlich von allen Vorgängern abhebt.

Beim Design der neuen Prozessoren bedient sich Intel in einigen Bereichen der Vergangenheit. Hervorzuheben sind dabei Features, die man bereits beim Pentium Pro mit seiner P6-Architektur und darauf folgend fünf Jahre später beim Pentium 4 und dessen Netburst-Architektur erstmals angedacht und teilweise auch umgesetzt hatte. Andere Features ließen sich insbesondere beim Pentium Pro anno 1995 schlichtweg noch nicht umsetzen – 15 Jahre später sieht das hinsichtlich deutlicher technischer Fortschritte ganz anders aus. Die heutzutage eher verächtlich betrachtete Netburst-Architektur hatte damals bereits viele gute Ideen, die jedoch entweder ihrer Zeit voraus waren oder unzureichend und teilweise gar fehlerhaft umgesetzt wurden. Dabei betrifft dies im Wesentlichen Teile der Out-of-Order-Mikroarchitektur, die sich in vielen Bereichen der neuen Prozessoren wiederfinden, aber auch andere Elemente, die den „Sandy Bridge“ sowohl zum Nachfolger des Pentium Pro, Pentium 4 aber auch den „Nehalem“-Prozessoren machen. Aber auch Teile des „Beckton“, besser bekannt als erster Acht-Kern-Prozessor „Nehalem-EX“, finden im neuen Prozessor Verwendung.

Um die Unterschiede zu bisherigen Prozessoren deutlicher zu machen, müssen wir ein wenig weiter ausholen. Denn die Änderungen greifen sowohl im „Front End“ als auch im „Back End“, den beiden wichtigsten Teilen des Chips. Eine Optimierung nur einer dieser Funktionsblöcke bringt dem gesamten Modell zu wenig. Denn bei allen hoch optimierten x86-Prozessoren besteht die größte Herausforderung darin, viele kleine und wohl überlegte Optimierungen in allen Bereichen zu finden. Schließlich bringt ein dicker Motor (Back-End) nur dann etwas, wenn die Einspritzanlage (Front-End) ihn füttern kann und man die Leistung auch auf die Straße (Memory Load/Store) bringt.

Alle Optimierungen garniert Intel mit einer Grafikeinheit, die es bisher in solch einer Konstellation nicht gegeben hat. Diese Lösung soll sowohl ausreichend performant als auch sehr stromsparend sein, um den Markt für Einsteiger-Grafiklösungen komplett zu den Akten legen zu können. Doch da die Theorie meist von der Praxis abweicht, werden die folgenden Seiten der theoretischen Betrachtungen und darauf folgend erste Einschätzungen der wahren Leistungsfähigkeit zeigen müssen, was von Intels Traum übrig bleibt.