Intel Core i7 (Bloomfield, Lynnfield)

Das Jahr 2009 ist aus Sicht von Intel auch das Jahr der neuen Core i7 Generation. Intels neuer Vierkern-Prozessor löst die erfolgreiche Core 2 Duo Serie im Desktop-Segment für Privatanwender ab. Mit Einführung der neuen Intel Core i7 Prozessoren wurde wieder einmal bestätigt, was sich die letzten Jahre abgezeichnet hat: die Taktraten stagnieren und befinden sich im nahen Umkreis der 3 GHz. Ein Core i7 mit 2666 MHz übersteigt die Leistungsfähigkeit eines fünf Jahre alten Pentium 4 mit 2666 MHz um ein Vielfaches!

Intel Core i7 Logo 

Vielmehr steigern die Hersteller Intel, AMD & Co mit Mehrkern-Prozessoren und einer verbesserten Architektur die Leistungsfähigkeit der Prozessoren. Seit Einführung von Modellen wie dem Intel Pentium D, Intel Core Duo oder AMD Athlon X2 haben sich Dual-Core-Prozessoren (Prozessoren mit zwei Kernen) bei High-End-Prozessoren im Privatbereich etabliert und mittlerweile unterstützen auch viele Anwendungen (bsp. PC-Spiele) Multikern-Prozessoren.

Intel läutet mit dem Core i7 den Wechsel von Zwei- auf Vierkernprozessoren ein und bietet nun eine Konkurrenzprodukt zu AMDs Phenom II X4 an. Zwar hat auch Intel bereits Vierkern-Prozessoren auf dem Markt im Einsatz, aber mit der Core i7 Serie springt Intel nun richtig auf diesen Zug auf. Auch AMD bietet seit längerem Drei- und Vierkernprozessoren für den privaten High-End-Bereich an.

Technische Informationen

Der Intel Core i7 bringt viele technische Änderungen an dem Prozessordesign mit sich. Die größte Änderung, welche aus Sicht von Intel einer kleinen Revolution entspricht, ist der integrierte Speichercontroller, welcher von der Northbridge des Mainboards in die CPU umgezogen ist. Mittels der neuen Quick Path Interconnect (kurz QPI) Technologie ist der Intel Core i7 in der Lage, den Arbeitsspeicher direkt und ohne den Umweg über die Northbridge anzusprechen.
Kurz gefasst: die Leistungsfähigkeit der Prozessoren wird durch eine höhere Datendurchsatzrate gesteigert. Detaillierte Informationen findet man in diesem Artikel unter dem Punkt Quick Path Interconnect (QPI) - Integrierter Speichercontroller.

Intel Core i7 und Intel Core i7 Extrem - Logo

Wie bereits angesprochen handelt es sich beim Intel Core i7 um einen Vierkernprozessor. Das bedeutet, dass in einem Prozessor eigentlich vier Prozessoren (Kerne / Cores) Platz finden. Im Fall des Intel Core i7 kommen vier Bloomfeld- bzw. Lynnfield-Kerne zum Einsatz (so lautet der Codename), welche im feinen 45nm (0,045µm) Verfahren hergestellt werden. Insgesamt besteht ein Intel Core i7 Prozessor aus 731 Millionen Transistoren, was im Vergleich zum weiter oben erwähnten Intel Pentium 4 mit 54 Millionen bestätigt, wie komplex heutige Prozessoren geworden sind.
Kurz gefasst: im Vergleich zum Intel Core 2 Duo bedeutet die doppelte Anzahl an Prozessorkernen auch die theoretisch doppelte Leistungsfähigkeit.

Des Weiteren verfügt der Core i7 über einen 8 MB großen L3-Cache (schneller Zwischenspeicher des Prozessors). Das ist auch eine Erneuerung, so besaßen in der Vergangenheit doch nur Serverprozessoren oder die Extreme-Editionen einen integrierten L3-Cache. Erwähenswert ist, dass der L3-Cache gemeinsam von den vier Prozessorkernen genutzt wird. Anders sieht es beim L1- bzw. L2-Cache aus: jeder Prozessorkern verfügt über 64 KB L1- und 256 KB L2-Cache, so dass ein Core i7 auf insgesamt 256 KB L1- und 1024 KB L2-Cache zurückgreifen kann.
Kurz gefasst: der zusätzlich L3-Cache beschleunigt die Leistungsfähigkeit des Core i7 bei bestimmten Anwendungen zusätzlich.

Starke Eingriffe in die Prozessorarchtiktur bringen in der Regel auch einen neuen Sockel mit sich. Wer einen Core i7 in seinem System betreiben möchte, benötigt ein neues Mainboard mit Sockel 1366:

Sockel 1366 für Intel Core i7
Sockel 1366 für Intel Core i7

Übersicht Intel Core i7 Modelle

Modell
(Klick für Info)		K
e
r
n
e		Takt
(MHz)		T
u
r
b
o		FSBMultiCoreL1
(KB)		L2
(KB)		L3
(KB)		Hrst.
(nm)		TempSocketVoltWatt64
Bit		M
M
X		3
D
N
o
w		S
S
E		S
S
E
2		S
S
E
3		S
S
E
4.1		S
S
E
4.2		A
V
X		A
V
X
2		M
e
m		V
G
A
Core I7 Extreme 990X 63466Turbotakt: 3733 MHz6400 QPI26,0Gulftown384*1536*122883267,9°CSockel 13661,375130,064 Bit SupportMMX Support3dNow! nicht unterstütztSSE SupportSSE2 SupportSSE3 SupportSSE4.1 SupportSSE4.2 SupportAdvanced Vector Extensions nicht unterstütztAdvanced Vector Extensions 2 nicht unterstütztIntegrierter SpeichercontrollerKein integrierter Grafikchip
Core I7 Extreme 980X 63333Turbotakt: 3600 MHz6400 QPI25,0Gulftown384*1536*122883267,9°CSockel 13661,375130,064 Bit SupportMMX Support3dNow! nicht unterstütztSSE SupportSSE2 SupportSSE3 SupportSSE4.1 SupportSSE4.2 SupportAdvanced Vector Extensions nicht unterstütztAdvanced Vector Extensions 2 nicht unterstütztIntegrierter SpeichercontrollerKein integrierter Grafikchip
Core I7 Extreme 975 43333Turbotakt: 3600 MHz6400 QPI25,0Bloomfield256*1024*81924567,9°CSockel 13661,375130,064 Bit SupportMMX Support3dNow! nicht unterstütztSSE SupportSSE2 SupportSSE3 SupportSSE4.1 SupportSSE4.2 SupportAdvanced Vector Extensions nicht unterstütztAdvanced Vector Extensions 2 nicht unterstütztIntegrierter SpeichercontrollerKein integrierter Grafikchip
Core I7 Extreme 965 43200Turbotakt: 3466 MHz6400 QPI24,0Bloomfield256*1024*81924567,9°CSockel 13661,375130,064 Bit SupportMMX Support3dNow! nicht unterstütztSSE SupportSSE2 SupportSSE3 SupportSSE4.1 SupportSSE4.2 SupportAdvanced Vector Extensions nicht unterstütztAdvanced Vector Extensions 2 nicht unterstütztIntegrierter SpeichercontrollerKein integrierter Grafikchip
Core I7 970 63200Turbotakt: 3466 MHz4800 QPI24,0Gulftown384*1536*122883267,9°CSockel 13661,375130,064 Bit SupportMMX Support3dNow! nicht unterstütztSSE SupportSSE2 SupportSSE3 SupportSSE4.1 SupportSSE4.2 SupportAdvanced Vector Extensions nicht unterstütztAdvanced Vector Extensions 2 nicht unterstütztIntegrierter SpeichercontrollerKein integrierter Grafikchip
Core I7 960 43200Turbotakt: 3466 MHz4800 QPI24,0Bloomfield256*1024*81924567,9°CSockel 13661,375130,064 Bit SupportMMX Support3dNow! nicht unterstütztSSE SupportSSE2 SupportSSE3 SupportSSE4.1 SupportSSE4.2 SupportAdvanced Vector Extensions nicht unterstütztAdvanced Vector Extensions 2 nicht unterstütztIntegrierter SpeichercontrollerKein integrierter Grafikchip
Core I7 950 43066Turbotakt: 3333 MHz4800 QPI23,0Bloomfield256*1024*81924567,9°CSockel 13661,375130,064 Bit SupportMMX Support3dNow! nicht unterstütztSSE SupportSSE2 SupportSSE3 SupportSSE4.1 SupportSSE4.2 SupportAdvanced Vector Extensions nicht unterstütztAdvanced Vector Extensions 2 nicht unterstütztIntegrierter SpeichercontrollerKein integrierter Grafikchip
Core I7 940 42933Turbotakt: 3200 MHz4800 QPI22,0Bloomfield256*1024*81924567,9°CSockel 13661,375130,064 Bit SupportMMX Support3dNow! nicht unterstütztSSE SupportSSE2 SupportSSE3 SupportSSE4.1 SupportSSE4.2 SupportAdvanced Vector Extensions nicht unterstütztAdvanced Vector Extensions 2 nicht unterstütztIntegrierter SpeichercontrollerKein integrierter Grafikchip
Core I7 930 42800Turbotakt: 3066 MHz4800 QPI21,0Bloomfield256*1024*81924567,9°CSockel 13661,375130,064 Bit SupportMMX Support3dNow! nicht unterstütztSSE SupportSSE2 SupportSSE3 SupportSSE4.1 SupportSSE4.2 SupportAdvanced Vector Extensions nicht unterstütztAdvanced Vector Extensions 2 nicht unterstütztIntegrierter SpeichercontrollerKein integrierter Grafikchip
Core I7 920 42666Turbotakt: 2933 MHz4800 QPI20,0Bloomfield256*1024*81924567,9°CSockel 13661,375130,064 Bit SupportMMX Support3dNow! nicht unterstütztSSE SupportSSE2 SupportSSE3 SupportSSE4.1 SupportSSE4.2 SupportAdvanced Vector Extensions nicht unterstütztAdvanced Vector Extensions 2 nicht unterstütztIntegrierter SpeichercontrollerKein integrierter Grafikchip
Core I7 880 43066Turbotakt: 3733 MHz2500 DMI23,0Lynnfield256*1024*81924572,7°CSockel 11561,40095,064 Bit SupportMMX Support3dNow! nicht unterstütztSSE SupportSSE2 SupportSSE3 SupportSSE4.1 SupportSSE4.2 SupportAdvanced Vector Extensions nicht unterstütztAdvanced Vector Extensions 2 nicht unterstütztIntegrierter SpeichercontrollerKein integrierter Grafikchip
Core I7 875K 42933Turbotakt: 3600 MHz2500 DMI22,0Lynnfield256*1024*81924572,7°CSockel 11561,40095,064 Bit SupportMMX Support3dNow! nicht unterstütztSSE SupportSSE2 SupportSSE3 SupportSSE4.1 SupportSSE4.2 SupportAdvanced Vector Extensions nicht unterstütztAdvanced Vector Extensions 2 nicht unterstütztIntegrierter SpeichercontrollerKein integrierter Grafikchip
Core I7 870S 42666Turbotakt: 3600 MHz2500 DMI20,0Lynnfield256*1024*81924567,9°CSockel 11561,40082,064 Bit SupportMMX Support3dNow! nicht unterstütztSSE SupportSSE2 SupportSSE3 SupportSSE4.1 SupportSSE4.2 SupportAdvanced Vector Extensions nicht unterstütztAdvanced Vector Extensions 2 nicht unterstütztIntegrierter SpeichercontrollerKein integrierter Grafikchip
Core I7 870 42933Turbotakt: 3600 MHz2500 DMI22,0Lynnfield256*1024*81924572,7°CSockel 11561,40095,064 Bit SupportMMX Support3dNow! nicht unterstütztSSE SupportSSE2 SupportSSE3 SupportSSE4.1 SupportSSE4.2 SupportAdvanced Vector Extensions nicht unterstütztAdvanced Vector Extensions 2 nicht unterstütztIntegrierter SpeichercontrollerKein integrierter Grafikchip
Core I7 860 42800Turbotakt: 3466 MHz2500 DMI21,0Lynnfield256*1024*81924572,7°CSockel 11561,40095,064 Bit SupportMMX Support3dNow! nicht unterstütztSSE SupportSSE2 SupportSSE3 SupportSSE4.1 SupportSSE4.2 SupportAdvanced Vector Extensions nicht unterstütztAdvanced Vector Extensions 2 nicht unterstütztIntegrierter SpeichercontrollerKein integrierter Grafikchip
Core I7 860S 42533Turbotakt: 3466 MHz2500 DMI19,0Lynnfield256*1024*81924572,7°CSockel 11561,40082,064 Bit SupportMMX Support3dNow! nicht unterstütztSSE SupportSSE2 SupportSSE3 SupportSSE4.1 SupportSSE4.2 SupportAdvanced Vector Extensions nicht unterstütztAdvanced Vector Extensions 2 nicht unterstütztIntegrierter SpeichercontrollerKein integrierter Grafikchip
Core I7 980 63330Turbotakt: 3600 MHz4800 QPI25,0Gulftown384*1536*122883268,8°CSockel 13661,300130,064 Bit SupportMMX Support3dNow! nicht unterstütztSSE SupportSSE2 SupportSSE3 SupportSSE4.1 SupportSSE4.2 SupportAdvanced Vector Extensions nicht unterstütztAdvanced Vector Extensions 2 nicht unterstütztIntegrierter SpeichercontrollerKein integrierter Grafikchip
Quelle: Prozessorlisten * Cache addiert

Quick Path Interconnect (QPI) - Integrierter Speichercontroller

Die Intel x86-Architektur wurde 1990 eingeführt und fast 20 Jahre lang basierte diese auf dem Front-Side-Bus (FSB) als zentraler Taktgeber für den Prozessor in einem PC-System. Das Prinzip, den Prozessor über den FSB mit der Northbridge mit den restlichen Komponenten (Arbeitsspeicher, Grafikkarte, Festplatte, etc.) zu verbinden, hat sich lange Zeit bewährt und der eigentliche Umweg über den FSB war für die Prozessoren leistungsfähig genug. Mit dem stetig ansteigenden Ressourcenbedarf der weiterentwickelten Prozessoren erhöhte sich auch der Takt des FSBs.

Folgende Grafik verdeutlicht das altbewährte Prinzip: der Prozessor kummuniziert über die North- bzw. Southbridge mit den restlichen PC-Komponenten und spricht diese also nicht direkt an. Die North- bzw. Southbridge koordiniert also die Kommunikation des Prozessors. Es wird deutlich, dass die Bandbreite durch den FSB zwischen Prozessor und Northbridge den Flaschenhals darstellt. Ist das Tor zur restlichen PC-Hardware zu klein, wird die gesamte Leistung beschränkt. Im schlimmsten Fall verarbeitet der Prozessor die Daten schneller als sie die Northbridge liefern kann:

Technik im Detail - Front-Side-Bus (FSB)

Irgendwann stoßen auch altbewährte Konzepte an ihre Leistungsgrenzen. Das gilt auch für die Anbindung des Prozessors via FSB an die Northbridge. Gerade die Durchsatzraten zwischen Prozessor und Arbeitsspeicher sind heutzutage sehr groß. Wo ist also der Nutzen eines großen Arbeitsspeichers, wenn die Daten aufgrund schmaler Verbindungen nicht schnell genug verarbeitet werden können? Prozessor und Arbeitsspeicher sind performant genug, nur die Schnittstelle zwischen beiden ist zu langsam.

Beispiel: man stelle sich vor, ein Autohersteller hat freie Kapazitäten, weitere Autos herzustellen. Auch die Autoteile-Lieferanten produzieren ausreichend viele Autoteile, um den Autohersteller zu beliefern und dessen Kapazitäten voll auszulasten. Jetzt befindet sich aber der Autohersteller an einem abgelegenen Standort, wo nur eine einfache Landstraße hinführt. Das führt dazu, dass die Autoteile nicht schnell genug geliefert werden können, der Autohersteller die Produktion nicht voll ausführen kann und sich die Lager bei den Lieferanten füllen.

Genau dieses Problem hat Intel erkannt und mit dem Intel Core i7 erstmals das so genannte Quick Path Interconnect, kurz QPI, eingeführt. QPI basiert auf demselben Prinzip wie AMDs Hypertransport und bringt einen in dem Prozessor integrierten Speichercontroller mit sich. Das bedeutet, dass der Prozessor die Daten direkt mit dem Arbeitsspeicher austauscht. Der Umweg über die Northbridge und dessen Nachteile entfallen. In Folgender Grafik wird das Prinzip verdeutlicht:

Quick Path Interconnect (QPI)

Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist, dass QPI einen deutlichen Performance-Schub mit sich bringt. QPI hat im Vergleich zur schnellsten FSB-Verbindung (FSB 400 MHz, Quadpumped) eine doppelt so hohe Bandbreite (12,6 auf 25,8 GB/s). QPI besteht übrigens (ähnlich wie AMDs Hypertransport) aus so genannten Lanes, seriellen unidirektionalen Datenverbindungen. Bei QPI sind es zwei CSI (Common System Interface) mit jeweils 20 Lanes. Tiefgreifendere Informationen zum Thema QPI findet man beispielsweise bei Wikipedia.de.


 Front Side Bus Quick Path Interconnect Hypertransport (V3.1)
Takt in MHz 400 3200 3200
Technik Quadpumped
x4		 DDR
x2		 DDR
x2
Gigatransfers pro Sekunde (GT/s) 1,6 6,4 6,4
Bandbreite in GB/s 12,8 25,6 51,2
Detaillierter Aufbau QPI, North-/Southbridge
Detaillierter Aufbau QPI, North-/Southbridge
Funktionsweise QPI - Intel Präsentation
Funktionsweise QPI - Intel Präsentation

Sonstiges zum Core i7

Der Core i7 ist auch wieder als Extreme Edition erhältlich. Dieser zeichnet sich durch höhere Taktraten und einem frei wählbaren Multiplikator aus. Daher eignet sich die Intel Core i7 Extreme Prozessoren für Overclocker und absolute High-End-Anwender, da die ohnehin schon gute Leistung zusätzlich gesteigert werden.

Zum Thema Leistungsaufnahme (Stromverbrauch) äußert sich Intel mit einem TDP von 130 Watt. Dieser Wert ist mit Vorsicht zu genießen, da Intel für alle Modelle (von 2666 bis 3333 MHz) eine TDP von 130 Watt angibt.

In Sachen Befehlssätze ist beim Core i7 SSE4 hinzugekommen. Hier eine Übersicht aller Key-Features: MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4, Intel 64, Simultaneous Multithreading, EIST, XD-Bit, IVT, TXT, Hyperthreading.

Taskmanager - Intel Core i7 dank Hyperthreading mit acht logischen Kernen
Taskmanager - Intel Core i7 dank Hyperthreading mit acht logischen Kernen
Jeder der vier "richtigen" Kerne besteht aus zwei "virtuellen" Kernen

Technischer Überblick

  • Hersteller: Intel
  • Modell: Core i7
  • Erschienen: 4. Quartal 2008
  • Taktraten: ab 2666 MHz
  • CPU-Kern: Bloomfield, Lynnfield
  • FSB: 3200 MHz QPI (Quick Path Interconnect)
  • Sockel: 1366
  • Technologie: 0,045µm
  • L1-Cache: 4x 64 KB (256 KB)
  • L2-Cache: 4x 256 KB (1024 KB)
  • L3-Cache: 8192 KB (gemeinsam genutzt)
  • Befehlserweiterung: MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSE4, EM64T.
  • Transistoren: 731 Mio.
  • DIE-Größe: 263 mm2
  • Intel-Homepage: Intel Core i7

CPU - Intel Core i7