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CES: Intel führt fünfte Generation der Core-i-Prozessoren ein

Anderthalb Jahre nach Haswell stehen Core-i-Prozessoren der Nachfolge-Generation Broadwell vor der Tür: Die 14-nm-Fertigung verspricht längere Laufzeit, die integrierte GPU wurde aufgebohrt und sogar beim Sound hat Intel nachgelegt.

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(Bild: Intel)

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Zur CES fällt der Startschuss für potentere Mobilversionen von Core i3-5000, Core i5-5000 und Core i7-5000. Die zur Einführung angekündigten siebzehn Varianten decken nicht nur den Bereich von Core i7 über i5 bis zum i3 ab, zusätzlich sind sogar bereits Pentiums und Celerons darunter. Technisch sind alle diese Chips eng verwandt mit dem bereits in wenigen Geräten lieferbaren und noch sparsameren Broadwell-Ableger Core M.

Intel hatte seine internen Planungen, den Broadwell-Kern zum Jahresende 2014 flächendeckend erhältlich zu haben, zwar schon Mitte 2014 revidiert, doch die Verzögerungen schlugen auch danach weiterhin zu. Noch immer gibt es keinen einzigen Quad-Core: Bei allen neuen Broadwell-CPUs handelt es sich um Doppelkerne mit einem U in der Modellbezeichnung

Dieses "U" stand früher einmal für ULV (Ultra Low Voltage), also für teurere Spezialversionen für Subnotebooks, die sparsamer, aber auch langsamer arbeiten als die "M"-Typen. Seit der vierten Core-i-Generation Haswell, die Mitte 2013 das Licht der Öffentlichkeit erblickte, hat sich das Gefüge jedoch verschoben: Die U-Prozessoren findet man mittlerweile nicht mehr nur in Ultrabooks und anderen besonders mobilen Edel-Notebooks, sondern auch in unzähligen günstigen Brot-und-Butter-Geräten, die jeder Hersteller in seinem Portfolio hat. Sie sind also die neuen Normalo-CPUs für Notebooks aller Größen und sparsame Mini-PCs.

Notebook-CPUs der fünften Core-i-Generation (Broadwell)
CPU-Modell Kerne / Threads Takt / Turbo [GHz] L3-Cache [MByte] GPU GPU: Shader GPU: Takt / Turbo [MHz]
Modelle mit 28 Watt TDP
Core i7-5557U 2 / 4 3,1 / 3,4 4 Iris 6100 48 300 / 1100
Core i5-5287U 2 / 4 2,9 / 3,3 3 Iris 6100 48 300 / 1100
Core i5-5257U 2 / 4 2,7 / 3,1 3 Iris 6100 48 300 / 1050
Core i3-5157U 2 / 4 2,5 / – 3 Iris 6100 47 300 / 1000
Modelle mit 15 Watt TDP
Core i7-5650U 2 / 4 2,2 / 3,2 4 HD 6000 48 300 / 1000
Core i7-5600U 2 / 4 2,6 / 3,2 4 HD 5500 24 300 / 950
Core i7-5550U 2 / 4 2,0 / 3,0 4 HD 6000 48 300 / 1000
Core i7-5500U 2 / 4 2,4 / 3,0 4 HD 5500 24 300 / 950
Core i5-5350U 2 / 4 1,8 / 2,9 3 HD 6000 48 300 / 1000
Core i5-5300U 2 / 4 2,3 / 2,9 3 HD 5500 24 300 / 900
Core i5-5250U 2 / 4 1,6 / 2,7 3 HD 6000 48 300 / 950
Core i5-5200U 2 / 4 2,2 / 2,7 3 HD 5500 24 300 / 900
Core i3-5010U 2 / 4 2,1 / – 3 HD 5500 24 300 / 900
Core i3-5005U 2 / 4 2,0 / – 3 HD 5500 23 300 / 850
Pentium 3805U 2 / 2 1,9 / – 2 HD 12 100 / 800
Celeron 3755U 2 / 2 1,7 / – 2 HD 12 100 / 800
Celeron 3205U 2 / 2 1,5 / – 2 HD 12 100 / 800

Im Intel-Jargon der aufeinanderfolgenden Prozessorgenerationen ist Broadwell ein "Tick", also die Umstellung eines bestehenden Designs auf eine feinere Fertigungstechnik – in diesem Fall auf FinFET-Transistoren mit 14 nm Strukturbreite. So kleine Transistoren fertigt derzeit kein anderes Unternehmen in der Massenproduktion.

Kleinere Fertigungsstrukturen bringen mehrere Vorzüge, darunter geringere Verluste der einzelnen Transistoren. Bei gleicher Abwärme erreicht der Chip also einen höheren Takt und liefert mehr Performance. Für Intel ist mindestens ebenso wichtig, dass durch die kleineren Strukturbreiten mehr Transistoren auf einen Wafer passen, was die Fertigungskosten senkt. Das Die eines 14-nm-Broadwell-Prozessors ist etwa 82 mm2 groß; das eines 22-nm-Haswell-Vorgängers umfasste noch 131 mm2. Gleichzeitig steigerte Intel die Transistoranzahl von knapp 1 auf rund 1,3 Milliarden.

Die höhere Transistoranzahl zeigt, dass Broadwell doch etwas mehr ist als bloß ein geschrumpfter Haswell. Neue Prozessorbefehle oder Funktionseinheiten, die üblicherweise mit einer neuen Prozessorarchitektur einhergehen, sucht man aber vergeblich. Einzig die integrierte Grafik hat ordentlich zugelegt. Die Ausbaustufe GT2 – bei den neuen Broadwell-CPUs HD 5500 genannt – hat 24 Shader-Prozessoren statt vormals 20 (HD 4400); bei der größten Variante GT3 alias HD 6000 oder Iris 6100 sind es 48 statt bisher 40 (HD 5000, Iris 5100). Intel verspricht dadurch eine rund 20 Prozent höhere 3D-Leistung. Zudem hat auch die Video-Einheit hinzugelernt, die nun HEVC, VP8 und VP9 unterstützt.

In der größten Ausbaustufe GT3 belegt die integrierte GPU zwei Drittel des gesamten Broadwell-Prozessors. Bei Prozessor-Varianten mit kleineren GPUs fehlt das linke Die-Drittel.

(Bild: c't)

Der zu Broadwell gehörende Chipsatz besteht aus einem eigenen Die, das wie bei Haswell-U neben dem Prozessor-Die auf einem gemeinsamen SoC-Träger sitzt. Intels Entwickler haben bei Broadwell aber auch Hand an eine ungewöhnliche Stelle gelegt: an den im Chipsatz integrierten Sound-Prozessor. Zwar war so ein DSP auch schon bei Haswell-SoCs an Bord, doch dort wurde er kaum genutzt. Der überarbeitete Broadwell-DSP versteht sich nun nicht mehr ausschließlich aufs Dekodieren von MP3 und AAC, sondern auch aufs Post-Processing sowie Wake on Voice.

Das wichtigste Detail am DSP ist, dass der zusätzlich benötigte Codec-Chip nicht wie sonst bei PC-Onboard-Sound üblich per HD Audio (HDA) daran angeschlossen wird, sondern SoC-typisch per I2S. Diese Schnittstelle ist zwar auf Stereo limitiert, doch mehr als zwei Lautsprecher oder einen analogen Ausgang hat kaum ein Notebook. Mehrkanal-Ton kann weiterhin per HDMI digital an heimische Surround-Anlagen weitergereicht werden – in der GPU steckt ein weiterer Audioprozessor.

Der Verzicht auf HDA hilft beim Stromsparen, wenn man Videos guckt: Intel zufolge beträgt die Ersparnis etwa ein Drittel Watt. Das klingt gering, macht bei einer Gesamtleistungsaufnahme von unter 5 Watt inklusive Bildschirm aber durchaus einen Unterschied. I2S ist jedoch kein Zwang für Broadwell-Systeme: HDA ist weiterhin möglich. Der Notebook-Entwickler hat also die Wahl – ähnlich wie beim WLAN-Chip, den er per PCI Express oder SDIO anschließen kann.

Größere Veränderungen am Chipsatz sucht man sonst vergeblich: PCIe 3.0 fehlt ebenso wie USB 3.1. Die neue Typ-C-Buchse kann aber dennoch genutzt werden.

Broadwells auflötbare BGA-Gehäuse sind pinkompatibel zu Haswell. Ein Hersteller kann also ein bestehendes Notebook nehmen, das (UEFI-)BIOS anpassen und die Fertigungsmaschinen mit den neuen CPUs bestücken. In den kommenden Tagen dürften deshalb etliche CES-Ankündigungen von überabeiteten oder ganz neuen Notebooks folgen. Neulinge mit HD-5500-Grafik könnten bereits zum Monatsende bei den Händlern stehen; Notebooks mit den potenteren HD-6000- und Iris-6100-CPUs folgen angeblich ab März.

Weiterhin fehlen die leistungsstärkeren Quad-Core-Broadwells sowie Iris-Pro-Ableger mit zusätzlichem eDRAM – und zwar sowohl für potentere Notebooks als auch für Desktop-PCs. Diese werden nicht vor Jahresmitte kommen – und das auch nur, sofern sich Intels Pläne nicht noch einmal verschieben.

Ausführlichere Details zur fünften Core-i-Generation bringt die kommende c't 3/15, die ab Samstag (10. Januar) am Kiosk liegt.

[Update 6.1.] Intel hat bekannt gegeben, dass der i3-5157U und i3-5005U jeweils einen GPU-Shader weniger haben. So könne man die Ausbeute an Prozessoren erhöhen: Es handele sich also nicht um Dice mit einem Shader weniger, sondern mit einem defekten Shader. Da die Shader die meiste Fläche des Die einnehmen, sind sie häufiger von Fertigungsfehlern betroffen als der CPU-Kern oder der Cache. [/Update] (mue)