Intel „Haswell“-Grafik für Desktop-PCs im Test

Haswell, Ivy Bridge, Trinity und GT630
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Einleitung

Mit „Haswell“ hat sich Intel das Ziel gesetzt, CPU- und GPU-Leistung zu verbessern – die der integrierten Grafikeinheit sogar ganz massiv. Das war auch bitter nötig, da CPUs der Ivy-Bridge-Generation nicht den Hauch einer Chance gegen AMDs konkurrierende APUs hatten.

Um das selbst gesteckte Ziel zu erreichen, hat Intel eine ganze Armada unterschiedlicher GPUs vom Reißbrett gelassen. Bei den Haswell-Prozessoren für Desktop-PCs belässt es Intel allerdings beim Einsatz einer der kleineren Ausführungen, die großen Ausbaustufen stehen nur für Notebook-CPUs zur Verfügung. Verpufft die Attacke auf der klassischen Plattform damit schon in den Startlöchern?

Um diese Frage zu beantworten, haben wir uns zur Vorstellung der neuen Plattform am 1. Juni 2013 Intels schnellste Desktop-CPU, den Core i7-4770K, geschnappt. Wir lassen die neue integrierte Grafik gegen den schnellsten Ivy-Bridge-Vertreter der letzten Generation und gegen AMDs Trinity-Flaggschiff antreten, das bis jetzt die mit Abstand beste GPU-Leistung bei einer APU vorweisen kann.

Die Grafik im Detail

Ganz offensichtlich ist Intel bei dem Haswell-Prozessor die GPU wichtiger als die CPU, denn dort gibt es mit Abstand am meisten Änderungen. Und die Auswahl an verfügbaren Einheiten ist riesig:

  • „HD Graphics“ (GT1),
  • „HD Graphics 4200“ (GT2),
  • „HD Graphics 4400“ (GT2),
  • „HD Graphics 4600“ (GT2),
  • „HD Graphics 5000“ (GT3),
  • „Iris Graphics 5100“ (GT3) sowie
  • „Iris Pro Graphics 5200“ (GT3e)

lauten die Bezeichnungen.

Je nach Prozessor kommt eine andere Version zum Einsatz. Im Desktop-Segment ist dabei bereits bei der HD Graphics 4600 Schluss (es gibt nur einen zurück transferierten Notebook-Prozessor im BGA-Format mit Iris Pro Graphics 5200, den Core i7-4770R), die größeren und damit schnelleren Varianten sind Notebook-CPUs vorbehalten. Doch worin unterscheiden sich die einzelnen GPUs zu deren Vorgängergeneration, der HD4000?

Wir haben Folien gewälzt, Fragen gestellt – und stehen auch im Jahr 2013 wieder mit vielen unbeantworteten Fragen da. Denn Intel hält auch bei Haswell – in guter Tradition – fast alle technischen Details zur Grafikeinheit unter Verschluss. Was bekannt ist: Intel hat die Anzahl der „Execution Units“ (EU) stark aufgebohrt (die HD Graphics 4000 auf der schnellsten Ivy-Bridge-GPU musste noch mit 16 Einheiten auskommen).

Bekannt ist, dass in der GT2-GPU 20 EUs aktiviert sind, die GT3 bietet 40 Einheiten. Die maximale Turbo-Taktrate beim GT2 auf der „4600“ liegt bei 1.250 MHz, es gibt aber auch Varianten mit 50 oder 100 MHz weniger – auch diese heißen „4600“. Zu den Taktraten der „4200“ und „4400“ gibt es keine Informationen.

Der GT3(e) in der HD Graphics 5000 und aufwärts kann auf gleich 40 EUs zurückgreifen – eine Verdopplung gegenüber GT2. Der maximale Takt fällt bei der „5000“ dabei mit 1.100 MHz etwas geringer aus als beim GT2. Die HD Graphics 5100 taktet ein wenig höher, da Intel der GPU einen größeren TDP-Spielraum eingeräumt hat. Genauere Angaben? Fehlanzeige.

Das Flaggschiff, die Iris Pro Graphics 5200, taktet dann wieder auf bis zu 1.300 MHz hinauf. Das besondere daran ist ein 128 MB großer On-Package-EDRAM-Speicher (22 nm, separat bei Intel gefertigt, Latenz von 30 ns), der mit 50 GB/s in beide Richtungen kommunizieren kann. Die Speicherbandbreite liegt damit deutlich über dem Niveau des maximal unterstützten Arbeitsspeichers mit einer Geschwindigkeit von DDR3-1.600 (25,6 Gigabyte im Dual-Channel-Modus). Dadurch soll die Geschwindigkeit stark zulegen können.

EDRAM – „Haswell“-Grafik damit auf Augenhöhe?
EDRAM – „Haswell“-Grafik damit auf Augenhöhe?

Aktuell würden laut Intel 32 MB auch völlig ausreichend sein, doch möchte man sich Kapazitäten für höhere Auflösungen und Kantenglättung frei halten. Der EDRAM verhält sich wie ein Cache, weswegen dieser einfach anzusprechen ist. Der Mehrverbrauch soll bei 0,5 Watt bis ein Watt im Idle- und bei vier bis 4,5 Watt unter Last liegen. Der EDRAM kann dabei nicht nur von der GPU, sondern auch von der CPU genutzt werden – zum Beispiel wenn der gesamte Cache belegt ist.

Execution Units Turbo-Takt EDRAM Plattform
„HD Graphics“ 4000 (Ivy Bridge) 16 1.150 Nein Desktop/Notebook
„HD Graphics“ (GT1) Unbekannt Unbekannt Nein Desktop/Notebook
„HD Graphics 4200 “ (GT2) 20 Unbekannt Nein Desktop/Notebook
„HD Graphics 4400 “ (GT2) 20 Unbekannt Nein Desktop/Notebook
„HD Graphics 4600“ (GT2) 20 1.150 – 1.250 Nein Desktop/Notebook
„HD Graphics 5000“ (GT3) 40 1.100 Nein Notebook
„Iris Graphics 5100“ (GT3) 40 1.100+ Nein Notebook
„Iris Pro Graphics 5200“ (GT3e) 40 1.200 – 1.300 128 MB Notebook
Taktangaben beziehen sich auf die Desktop-Variante, sofern verfügbar. Angaben zur den Notebook-Varianten bietet unser separater Artikel „Intel „Haswell“-Prozessoren für Notebooks im Test

Über die Architektur selbst können wir kaum etwas berichten. Intel gibt zum Beispiel an, dass es ab der HD-Graphics-4000-Generation eine MSAA-Color-Kompression gibt. Zusätzlich hat ein sogenannter „Command Streamer“ (CS) den Weg in das Design gefunden, der den „Treiberoverhead“ reduzieren soll. Interessant ist zudem, dass Intel beim GT3 gegenüber dem GT2 den Rasterizer sowie den L3-Cache für die GPU verdoppelt hat. Je nach Texturformat sollen auch die „Textur-Sampler“ einen Schritt nach vorne gemacht haben und den bis zu vierfachen Durchsatz gegenüber dem Ivy-Bridge-Pendant liefern.

Und das war es schon – mehr technische Details können wir auf Varianten-Ebene nicht anbieten. Darum kommen wir noch kurz zu „gröberen Details“, die alle Haswell-GPUs gemein haben. Alle unterstützen die DirectX-11.1-API, OpenGL 4.0 sowie OpenCL 1.2. Darüber hinaus erwähnt Intel den „Collage“-Betrieb mit bis zu drei Monitoren, DisplayPort-1.2-Unterstützung, eine verbesserte 4K×2K-Unterstützung, eine schnellere und schönere Quicksync-Transcodierung, ein schnelleres Decodieren von JPEG-Bildern und ein schnelleres Encodieren von MPEG-Videos.

In Summe über alle Veränderungen gegenüber der Ivy-Bridge-Grafik, „Generation 7“, spricht Intel selbst von einem kleineren Update auf „Generation 7.5“.

Haswell-Prozessoren für den Desktop-Markt
Modell Kerne /
Threads
Takt
(Turbo)
L3-
Cache
Grafik Anzahl EUs GPU-Takt
(Turbo)
TDP
Core i7-4770K 4 / 8 3,9 GHz 8 MB HD 4600 20 EUs 1.250 MHz 84 W
Core i7-4770 4 / 8 3,9 GHz 8 MB HD 4600 20 EUs 1.200 MHz 84 W
Core i7-4770S 4 / 8 3,9 GHz 8 MB HD 4600 20 EUs 1.200 MHz 65 W
Core i7-4770T 4 / 8 3,7 GHz 8 MB HD 4600 20 EUs 1.200 MHz 45 W
Core i7-4770R* 4 / 4 3,9 GHz 6 MB Iris Pro 5200 40 EUs
+EDRAM
1.300 MHz 65 W
Core i7-4765T 4 / 4 3,0 GHz 8 MB HD 4600 20 EUs 1.200 MHz 35 W
Core i5-4670K 4 / 4 3,8 GHz 6 MB HD 4600 20 EUs 1.200 MHz 84 W
Core i5-4670 4 / 4 3,8 GHz 6 MB HD 4600 20 EUs 1.200 MHz 84 W
Core i5-4670S 4 / 4 3,8 GHz 6 MB HD 4600 20 EUs 1.200 MHz 65 W
Core i5-4670T 4 / 4 3,3 GHz 6 MB HD 4600 20 EUs 1.200 MHz 45 W
Core i5-4570 4 / 4 3,6 GHz 6 MB HD 4600 20 EUs 1.150 MHz 84 W
Core i5-4570S 4 / 4 3,6 GHz 6 MB HD 4600 20 EUs 1.150 MHz 65 W
* BGA-Prozessor (verlötet mit dem Mainboard), nicht für den Einzelhandel vorgesehen

Was die „HD Graphics 4600“ im Core i7-4770K leistet, werden wir nun auf den folgenden Seiten heraus finden.

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