Broadwell-Grafik : Weniger EUs bei gleicher Bezeichnung erhöhen die Ausbeute

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Broadwell-Grafik: Weniger EUs bei gleicher Bezeichnung erhöhen die Ausbeute
Bild: Intel

Zum Start der neuen Broadwell-Prozessoren für den Ultra-Low-Voltage-Bereich hat Intel nicht nur den CPU-Teil überarbeitet, sondern auch der Grafik deutlich mehr Augenmerk geschenkt. Hinter HD 5500 oder Iris Graphics 6100 steckt aber nicht immer dieselbe Technik, wie Intel erst auf mehrfache Nachfragen verriet.

Alle der 17 heute vorgestellten Broadwell-U-Prozessoren besitzen eine integrierte Grafikeinheit, die sich grob in mehrere Klassen einteilen lässt: Ganz unten ist die Lösung Intel HD Graphics, die auf 12 Execution Units (EU) setzt. Darüber wird die Intel Graphics HD 5500 mit 24 EUs gestellt, wie bei der HD 5300 im Core M und so jetzt auch bei ausgewählten Core i3, Core i5 und Core i7. Darüber gibt es in Form der HD 6000 bereits 48 EUs, mit der Iris Graphics (HD 6100) zum Ende des ersten Quartals werden es 48 EUs, die höher takten können. Erst zur Mitte des Jahres kommt mit der Iris Pro Graphics (HD 6200) dann die größtmögliche Lösung mit 48 EUs und zusätzlicher Unterstützung von maximal 128 MByte EDRAM zum Zuge.

Gen8-Execution Units im Detail

Doch wie so oft ist in der Praxis die strikte Trennung am Ende nicht überall exakt so gegeben, wie sie auf dem Papier erscheint. Auf Nachfrage von ComputerBase bei Intel, wie es um die EUs und Taktraten der einzelnen 17 Modelle bestellt ist, gab der Hersteller letzteres exakt preis, überraschte beim ersten Thema aber mit mehreren kleinen Hinweisen.

Most SKUs with Intel HD graphics 5500 will have 24 EUs and most SKUs with Intel HD graphics 6000 and Intel Iris graphics 6100 will have 48 EUs, but our lowest bin SKUs for 15W and 28W (Ci3 5005U and Ci3 5157U ) have 1 less EU, and Pentium and Celeron SKUs have 12 EUs.

Intel, Hervorhebung ComputerBase

Ungerade, „krumme“ EUs waren zuvor noch nicht bekannt und wurden bisher auch noch nicht genutzt; was eine erneute Nachfrage beim Hersteller nach sich zog. Denn auf dem IDF 2014 hatte Intel die Grafiklösung Gen8, auf der alle Broadwell-CPUs basieren, ausführlich erklärt, diesen Punkt jedoch nicht erläutert. Seinerzeit hieß es, dass ein Subslice aus sechs oder acht EUs besteht, welche dann als Vielfaches davon die jeweiligen Konfigurationen ergeben.

Intel Gen8-Grafik in „Broadwell“

Auf die zweite Nachfrage von ComputerBase erläuterte Intel die Gründe, warum denn nur eine EU deaktiviert ist. Heraus kam, dass die Architektur sehr wohl dafür designed ist und in diesem Fall dadurch sichergestellt wird, eine höhere Ausbeute zu erzielen.

Graphics execution units occupy the largest die area on Intel 5th Gen Core processors. The graphics architecture has been designed to allow disabling execution units when needed to ensure the best processor yields from the factory. We’ve disabled an execution unit from these select processors to give consumers the best balance of graphics performance and price.

Intel

Teildefekte beziehungsweise teildeaktivierte Prozessor-Dies weiter zu nutzen, ist keine neue Erfindung. Vielmehr gibt es diese gerade bei größeren CPU-Designs mit Flächen von 400 bis 600 mm² seit vielen Jahren. Bei der problembehafteten 14-nm-Fertigung, die für den Massenmarkt ein Jahr verspätet ist, kommt diese aber auch bei 82 respektive 133 mm² kleinen Dies zum Zuge, speziell bei der Grafikeinheit, da diese den größten Teil der Fläche einnimmt. Das Ziel ist jedoch wie früher bei klassischen CPUs das gleiche: die Yield-Rate ein wenig höher zu treiben und wirtschaftlicher zu arbeiten.

Dual-Core-Die mit GT2-Grafik (24 EUs)
Dual-Core-Die mit GT2-Grafik (24 EUs) (Bild: Intel)
Dual-Core-Die mit GT3-Grafik (48 EUs)
Dual-Core-Die mit GT3-Grafik (48 EUs) (Bild: Intel)
2+2-Die + PCH auf einem Package
2+2-Die + PCH auf einem Package
2+3-Die + PCH auf einem Package
2+3-Die + PCH auf einem Package

Am Ende hat dies natürlich Folgen. Eine HD 5500 ist bereits in der Ausgangsposition nicht immer eine HD 5500, da sich je nach Modell die Taktraten ändern können. Mit 23 statt 24 EUs und geringerem Takt wird der Unterschied beim vom Intel erwähnten Core i3-5005U im Vergleich zu den anderen Modellen mit HD 5500 aber noch ein wenig größer. Gleiches gilt natürlich in der Klasse darüber, der HD 6000/6100.

Zu guter Letzt gibt es bekanntlich auch noch die HD 5300 in den Core M. Diese hat auch 24 EUs der achten Generation und Taktraten bis 900 MHz – kein Wunder, ist der 2+2-Die von Broadwell-U und Broadwell-Y doch identisch, nur das Binning für die geringe TDP bei den Core M ist schärfer: Was die thermischen Spezifikationen für Core M nicht schafft, wird einfach zu Core i3, Pentium oder letztlich Celeron. Der kleinste Core i3 mit HD 5500 bietet hingegen maximal 850 MHz Takt für die Grafikeinheit. Hinzu kommt auch noch die Thematik configTDP: Die Core i3 gibt es auch noch mit 10 statt 15 Watt, Core M können bis zu 6 Watt statt 4,5 Watt haben, wenn der Hersteller es denn will. Und letztere bieten immer einen Turbo-Modus, der den Core i3 vorenthalten bleibt. Unter Umständen kann es so möglich werden, dass die HD 5300 schneller ist als die HD 5500.

Welche Modelle in Zukunft davon noch betroffen sein werden, ist heute unbekannt, eventuell hebt Intel das Prozedere bei steigenden Yields auch wieder auf. Da die Anzahl der Execution Units im Normalfall nicht publiziert und auch in den frei verfügbaren Spezifikations-PDFs nicht ausgewiesen wird, steht in jedem Fall aber selbst der vorab informierte Kunde immer im Dunkeln.

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