Intel Core M - extrem stromsparende CPUs für Hybrid-Notebooks

Intels neuer Mobil-Prozessor Core M bricht keine neuen Leistungsrekorde, ist aber trotzdem ein voller Erfolg. Die neue bzw. Ende des Jahres 2014 eingeführte Broadwell-Architektur ist extrem stromsparend und bietet ausreichend viel Leistung, um alltägliche Aufgaben problemlos zu meistern. Eine TDP (~Stromverbrauch) von gerade einmal 4,5 Watt lässt selbst Ultra-Low-Voltage-Prozessoren wie beispielsweise den Intel Core i5 4300U wie wahre Stromfresser aussehen. Eine enorme Leistung, denn Intels U-Modelle sind für lange Akkulaufzeiten bekannt und werden in Ultrabooks erfolgreich eingesetzt. 4,5 Watt? Intels Core M Prozessoren entsprechen in Sachen Energiebilanz den mit "Y"-Kürzel gekennzeichneten Core i3/i5/i7 Prozessoren, sind aber deutlich flotter unterwegs.

Umso beeindruckender ist, dass der Intel Core M 5Y70 in Sachen Leistung mit dem zuvor genannten i5 4300U gleichauf liegt, aber weniger als die Hälfte der Energie verbraucht. 4,5 statt 15 Watt TDP sprechen eine deutliche Sprache und verdeutlichen das perfekte Einsatzgebiet dieser Prozessoren: Ultrabooks, Hybrid-Notebooks oder sogar Tablet-PCs, d.h. überall dort, wo extrem lange Akkulaufzeiten und sehr schlanke PC-Gehäuse erforderlich sind.

Perfektes Einsatzgebiet für Core M Prozessoren:
schmale 2-1 Notebooks (Hybrid)

Für den Endkunden wird es aber immer schwieriger, die passende CPU zu finden. Wo man vor 10 Jahren lediglich zwischen Desktop- und Notebookssystemen unterschied, sind die Einsatzgebiete von Prozessoren in der heutigen Zeit viel feingranularer:

Gerade im mobilen Bereich tummeln sich neben den Standard-Notebooks mit 15 bis 17" Displaygrößen die kompakten Ultrabooks, die Hybrid-Notebooks (Symbiose aus Ultrabook und Tablet) und Tablet-PCs. Aufgrund der kompakten Größe und der erwünschten langen Akkulaufzeit liegt die absolute Prämisse auf einen möglichst geringen Stromverbrauch. Wie aus der Tabelle deutlich wird, werden Core M Prozessoren vor allem in Hybrid-Notebooks eingesetzt. Der Stromverbrauch liegt zwar in etwa auf dem Niveau der Celeron J und Atom Prozessoren, dafür ist die Leistungsfähigkeit deutlich höher. Das ist auch das gewünschte Ziel der Intel-Ingenieure gewesen.

Erweiterte Informationen über Notebook-Typen wie den Hybrid-Notebooks findet man in dem Artikel "2-in-1 Hybrid-Notebooks mit Touchfunktion: Tablet und Ultrabook vereint". Ebenfalls lesenswert ist der kürzlich erschienene Artikel zum Hybrid-Notebook "Lenovo Yoga 2".

Broadwell-Mikroarchitektur mit 14nm Herstellungsverfahren

Die auffälligste Verbesserung der Core M Prozessoren ist in der neu eingeführten Broadwell-Mikroarchitektur zu finden. Überhaupt sind die Core M Modelle die ersten Prozessoren mit der Broadwell-Mikroarchitektur, die im Intel Sprachjargon einem Tick entspricht. Anders als bei einem Tock werden keinen Features zur oder Änderungen an der Architektur vorgenommen, sondern die bestehende Architektur mit einem feineren Herstellungsverfahren produziert. Konkret bedeutet dies, dass im Vergleich zur Haswell-Mikroarchitektur das Herstellungsverfahren von 22 auf 14nm geschrumpft ist. Die Transistoren werden also immer kleiner, immer mehr Transistoren passen auf eine CPU-DIE und der Stromverbrauch/Leistungsaufnahme sinkt bei gleichbleibender Taktrate weiterhin.

Das so genannte DIE-Shrinking ermöglicht, dass beim Intel Core M die Anzahl der Transistoren im Vergleich zum Intel Celeron N (Silvermont) von 960 auf 1300 Millionen ansteigen, die DIE-Größe aber von 130 auf 82 mm2 schrumpft.

Ansonsten ist nicht viel über die Core M Prozessoren zu berichten. Die zu Beginn eingeführten Modelle wie der Core M 5Y71 verfügen über zwei Prozessorkerne mit einer vergleichsweise sehr geringen Taktrate zwischen 800 und 1200 MHz. Der Turbo-Takt, sprich die automatische Übertaktungsfunktion, liegt zwischen 2000 und 2900 MHz. Die beiden Kerne teilen sich einen 4 MB großen L3-Cache, greifen aber auf einen eigenständigen L1- und L2-Cache zurück. Der L1-Cache beträgt 64 KB, der L2-Cache 256 KB pro Kern.

Hier eine Übersicht der Core M Prozessoren:

Modell (Klick für Info)

K e r n e

Takt (MHz)

T u r b o

FSB

Multi

Core

L1 (KB)

L2 (KB)

L3 (KB)

Hrst. (nm)

Temp

Socket

Volt

Watt

64 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 M 5Y71

2

1200

5000 QPI

12,0

Broadwell

128*

512*

4096

14

95,0°C

BGA1234

4,5

Core M 5Y70

2

1100

5000 QPI

11,0

Broadwell

128*

512*

4096

14

95,0°C

BGA1234

4,5

Core M 5Y51

2

1100

5000 QPI

11,0

Broadwell

128*

512*

4096

14

95,0°C

BGA1234

4,5

Core M 5Y31

2

900

5000 QPI

9,0

Broadwell

128*

512*

4096

14

95,0°C

BGA1234

4,5

Core M 5Y10a

2

800

5000 QPI

8,0

Broadwell

128*

512*

4096

14

95,0°C

BGA1234

4,5

Core M 5Y10

2

800

5000 QPI

8,0

Broadwell

128*

512*

4096

14

95,0°C

BGA1234

4,5

Core M 5Y10c

2

800

5000 QPI

8,0

Broadwell

128*

512*

4096

14

95,0°C

BGA1234

4,5

Quelle: Prozessorlisten * Cache addiert

Der vollständigkeithalber wird auch der verwendete BGA1234-Sockel erwähnt. Diese Information ist aber zweitrangig, da Core-M-Prozessoren fest auf dem Motherboard verlötet und somit nicht getauscht werden können. Der Hobby-Bastler wird also nicht in der Lage sein, einen Core M Prozessor zu tauschen.

Verbesserte Intel HD Grafik mit DirectX 11.2

Intel ist dem Konkurrenten AMD in Sachen CPU-Leistung und Energieeffizenz um Längen voraus. Das einzige, womit AMD noch an der Spitze ist, sind die Leistungswerte der integrierten Grafikeinheit. Doch auch hier hat Intel aufgeholt und präsentiert mit der HD 5000-Serie deutlich schneller Grafikchips, die es mit AMD problemlos aufnehmen können. Intel nennt die neuen Modelle Grafikchips der Gen8-Architektur, mit dem Hinweis auf die neue DirectX 11.2, OpenGL 4.3 und OpenCL 2.0 Funktionalität.

Wer aber nun glaubt, eine schnellere Grafikeinheit in den Core M Prozessoren vorzufinden, wird enttäuscht sein. Auch hier geht Intel denselben wie beim CPU-Teil selbst: gleiche Leistung, dafür geringerer Stromverbrauch. Eine Intel HD 5300 liegt in etwa auf dem Leistungsniveau einer Intel HD 4400 (zu erkennen an der teoretischen Shaderleistung gemessen in GFLops):

Benchmarks

Kommen wir nun zu den Benchmarks. Hier wird deutlich, dass die Core M Prozessoren eine solide Standard-Leistung vollbringen, die für jede Office-Aufgaben, Multimedia (Videos) und sogar das eine oder andere 3D-Spiel gewappnet sind.

Cinebench 11,5 (Punkte: je mehr, desto besser)

Es ist schon erstaunlich, dass eine 4,5 Watt CPU in Form des Core M5Y70 in etwa die Leistung einer Pentium-Standard-CPU vollbringt, die mit 54 Watt in wahrscheinlich tausenden Büro-Arbeitsplatz-PCs ihren Dienst vollrichten. Konkret bedeutet dies, dass die Core M Prozessoren eine solide Rechenleistung haben, die für den Alltag absolut ausreichend sind. Nur wer aufwendigen Videoschnitt oder Bildbearbeitung durchführt, wird den Core M schnell über seine Leistungsgrenzen hinaus beanspruchen.

Grafikchip	Ergebnis
Intel Core i3-4330 (54W TDP)	3,8
AMD A10-7850K (95W TDP)	3,6
AMD A8-7600 (65W TDP)	3,4
Intel Core i5-4300U (15W TDP)	2,8
Intel Pentium G3258 (53W TDP)	2,7
Intel Core M5Y70 (4,5W TDP)	2,5
AMD Athlon 5350 (25W TDP)	2,0
Intel Core i3-4010U (15W TDP)	1,8

3DMark13 IceStorm

Der CPU-Teil des 3D Mark 13 bestätigt die tolle Leistung des Core M. Dieses mal konnte sogar der Pentium G deutlich geschlagen werden.

Grafikchip	Ergebnis
AMD A10-7850K (95W TDP)	63153
Intel Core i3-4330 (54W TDP)	59673
AMD A8-7600 (65W TDP)	52250
Intel Core i5-4300U (15W TDP)	47212
Intel Core M5Y70 (4,5W TDP)	45873
Intel Pentium G3258 (53W TDP)	38235
AMD Athlon 5350 (25W TDP)	31099
Intel Core i3-4010U (15W TDP)	24911

Technischer Überblick

• Hersteller: Intel
• Modell: Core M
• Erschienen: 4. Quartal 2014
• Taktraten: ab 800 MHz
• CPU-Kern: Broadwell
• FSB: 5000 MHz QPI
• Sockel: BGA1234
• Technologie: 14nm / 0,014µm
• L1-Cache: 2x 64 KB (128 KB)
• L2-Cache: 2x 256 KB (512 KB)
• L3-Cache: 4096 KB (gemeinsam genutzt)
• Befehlserweiterung: MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSE4.1, SSE 4.2, AVX, AVX2, FMA3, EM64T.
• Transistoren: 1300 Mio.
• DIE-Größe: 82 mm2
• Intel-Homepage: Intel Core M