Menü
c't Magazin

Rolle rückwärts: Intels nächste CPU-Generation mit mehr Spannungswandlern

Einer der großen Vorteile der aktuellen Haswell- und kommenden Broadwell-Prozessoren ist laut Intel ihr eingebauter Spannungswandler, doch "Skylake" soll 2015 wieder eine kompliziertere Versorgung benötigen.

Von
vorlesen Drucken Kommentare lesen 54 Beiträge

Der Fully Integrated Voltage Regulator (FIVR) eines Haswell im Überblick.

(Bild: Intel)

Einer der Gründe, weshalb die vor etwa einem Jahr von Intel eingeführte, vierte Generation der Core-i-Prozessoren neue Mainboards benötigte, war eine tief greifende Änderung in der Spannungsversorgung. Zuvor waren auf dem Mainboard Wandlerschaltungen nötig, die mehrere separate Spannungsschienen für die CPU-Kerne, die integrierte GPU, den "Verwaltungstrakt" alias System Agent und den Speicher-Controller liefern und noch einige mehr – obwohl alle diese Funktionsblöcke auf demselben Stück Silizium (dem Die) sitzen.

Doch die Haswell-Prozessoren alias Core i7-4000, Core i5-4000, Core i3-4000 und deren Celeron- und Pentium-Versionen enthalten einen Fully Integrated Voltage Regulator (FIVR), den Intel auch stolz erklärt hat: Sie kommen deshalb im Wesentlichen mit zwei kräftigen Wandlerschaltungen auf dem LGA1150-oder Notebook-Mainboard aus, eine für CPU, GPU, System Agent (SA), PLLs und so weiter (VCC) sowie eine separate für den Speicher-Controller (VDDQ). Auch die kommenden Broadwells arbeiten so, sonst würden sie nicht auf LGA1150-Boards passen.

Nach Informationen der Webseite VR-Zone rudert Intel aber bei den 2015 erwarteten Skylake-Prozessoren zurück: Hier teilt sich VCC wieder auf in mehrere einzelne Spannungen, nämlich VCCIA (wohl für die CPU-Kerne), VCCGT (vermutlich für die integrierte GPU), VCCIO für I/O-Controller, vermutlich PCI Express, und in VCCSA für den System Agent. Das bedeutet: Der VRD (Voltage Regulator-down) beziehungsweise das VRM (Voltage Regulator Module) auf dem Mainboard muss wieder komplizierter ausfallen.

Die Bauelemente im markierten Bereich auf diesem LGA1150-Mainboard gehören größtenteils zum CPU-Spannungswandler.

Da es sich bei der Präsentationsfolie wohl nicht um öffentliche Informationen seitens Intel handelt, kann man über die Beweggründe für den Rollback nur spekulieren. Einen Hinweis liefern die hohen Ströme: Für die CPU-Kerne werden bis zu 78 A angegeben und 67,5 A "TDC", was multipliziert mit der VCCIAvon 1,15 Volt eine Leistung von knap 78 Watt ergibt. Für die Grafik kommen nochmal 66 Watt dazu – die Spannung ist etwas niedriger, weil GPU-Shader nicht so hohe Taktfrequenzen erreichen. Wegen der hohen Ströme kann es energetisch oder finanziell effizienter sein, die Wandler nicht im Silizium beziehungsweise auf dem Die Carrier unterzubringen.

Die Maximalwerte von CPU und GPU werden wohl auch Skylake-Prozessoren niemals gleichzeitig erreichen, so wie sich auch schon Haswell-Typen beim dauerhaften "Kratzen" an ihrer TDP-Grenze selbst drosseln. Per Turbo und mit anderen dynamischen Steuerungsfunktionen reizen moderne Prozessoren ihre Rechen- und GPU-Leistung je nach anliegender Last möglichst weit aus; das stumpfe Addieren der maximalen CPU- und GPU-Leistung geht aber an der Realität vorbei.

Skylake soll dank AVX3 beziehungsweise AVX512 mit 512-Bit-Rechenwerken das Performance-Potenzial im Vergleich zu Haswell pro Kern und Taktzyklus verdoppeln, auch die GPU dürfte Intel verbessern.

Eine andere CPU-Fassung beziehungsweise andere Mainboards als für Haswell/Broadwell sind für Skylake aber ohnehin nötig: Der Umstieg auf DDR4-SDRAM steht an. (ciw)

Anzeige
Anzeige