Stromverbrauch

Performance ist nicht alles, wie Halbleiterriese Intel mit der Vorstellung des in 90 nm gefertigten Pentium 4 „eindrucksvoll“ unter Beweis stellte. Der Prozessor machte gar solche Probleme, dass zwar ein 3,4 GHz schnelles Modell vorgestellt wurde, zum Testen jedoch nur die etwas sparsamere 3,2-GHz-Variante zur Verfügung stand. Vorbei waren die Zeiten eines schnellen und „stromsparenden“ Desktop-Prozessors aus dem Hause Intel.

Zum Einstieg in die Thematik „Stromverbrauch“sollen uns die offiziellen Angaben der Hersteller dienen. Dabei ist zu beachten, dass Intel und AMD diese Zahlen auf unterschiedlichem Wege ermitteln. AMD gibt den maximalen Verbrauch an. Intel dagegen nennt Zahlen der „Thermal Design Power“, also die Leistung, die eine Kühllösung in gewöhnlichen Anwendungsszenarien zu bändigen hat. Der tatsächliche Maximalverbrauch kann höher liegen.

Trotz der im C1-Stepping nun aktivierten Stromsparfunktionen bleibt die Thermal Design Power des Pentium XE 965 mit 130 Watt unverändert auf Niveau des Pentium XE 955. Auch an der Betriebsspannung hat Intel nicht gerüttelt. Je nach Dokument sind die Prozessoren der 900-Serie mit Spannungen zwischen 1,2000 - 1,3375 V oder 1,250 und 1,400 V erhältlich. Welche Modelle tatsächlich im Handel sind, bleibt vorerst ein Rätsel. An der Verpackung lässt sich nicht erkennen, mit welcher Spannung sie betrieben werden. Allerdings ist gerade sie von besonderer Bedeutung, da sie quadratisch in den Verbrauch (P = f*C*U²) eingeht.

Konkrete Aussagen zu den Spannungen der neuen Prozessoren mt C1-Stepping können wir somit leider nicht machen. Dennoch weiß Intel mit dem neuen Stepping vielen Käufern eine Freude zu machen: Der Verbrauch des Pentium D 940 (3,2 GHz) und 950 (3,4 GHz) konnte herabgesenkt werden. Statt bisher 130 Watt (Verbrauchsklasse 05B) wird ihre Thermal Design Power mit 95 Watt (05A) angegeben. Erfreulicherweise lassen sich Prozessoren mit C1-Stepping leicht identifizieren.

Neben der Angabe des Verbrauchsklasse erhalten alle Pentium-D-Prozessoren mit C1-Stepping eine neue sSpec-Nummer, mit der sie sich eindeutig identifizieren lassen:

sSpec-Code der Pentium D 900 mit B1- und C1-Stepping

Prozessor	Takt in GHz	sSpec (B1-Step.)	Verbrauch in Watt	sSpec (C1-Step.)	Verbrauch in Watt
Pentium D 920	2,80	SL94S	95	-	-
Pentium D 930	3,00	SL94R	95	SL95X	95
Pentium D 940	3,20	SL94Q	130	SL95W	95
Pentium D 950	3,40	SL94P	130	SL95V	95
Pentium D 960	3,60	-	-	unbekannt	130
Pentium XE 955	3,46	SL94N	130	-	-
Pentium XE 965	3,73	-	-	SL9AN	130

Der sSpec-Code findet sich auf dem Heatspreader des Prozessors und auf der (Boxed-)Verpackung wieder. Im Zweifelsfall sollte man sich vor dem Kauf explizit nach den neuen Modellen mit C1-Stepping erkundigen. Pentium D 920 und XE 955 werden hingegen nicht überarbeitet. Der Pentium XE 965 und der im April erscheinende Pentium D 960 werden nur mit dem neuen Stepping angeboten werden. Allgemein sollen Prozessoren mit C1-Stepping ab April im Handel erhältlich sein.

Warum es sich lohnt, explizit nach einem Pentium mit C1-Stepping zu fragen, zeigen unsere nun folgenden Messungen mit einem handelsüblichen Voltcraft-Energy-Check-3000-Messgerät. Bei keinem der Prozessoren wurden besondere Einstellungen vorgenommen. Das Windows-XP-Powermanagement wurde auf das Profil „Desktop“ eingestellt. AMDs Cool'n'Quiet war damit nicht aktiv, da hierfür das Profil „Minimaler Energieverbrauch“ geladen werden müsste. Tests mit aktiviertem Cool'n'Quiet haben jedoch gezeigt, dass hierdurch der Stromverbrauch im Idle-Zustand um weitere 10 Watt gesenkt werden kann.

Intels Stromsparfunktion C1E (nicht jedoch Enhanced Speedstep, EIST) war aktiv, da sie Betriebssystemtransparent arbeitet, indem der Prozessortakt automatisch auf bis zu 2,8 GHz herabgesenkt wird. Dies trifft in unserem Fall aber nur auf den Pentium 4 670 und Pentium XE 965 zu. Die Extreme Edition 840 bietet kein C1E oder EIST und beim XE 955 ist dieses Feature aufgrund des mehrfach angesprochenen Defekts ebenfalls nicht vorhanden.

Die Messungen wurden beim Pentium XE 955 und Pentium XE 965 mit einer Betriebsspannung von 1,3375 Volt und 1,3000 Volt durchgeführt. Bei beiden handelt es sich um die Standardwerte der jeweiligen Prozessoren, die von unserem Mainboard erkannt wurden. Die Spannung des Athlon 64 FX-60 betrug 1,35 Volt.

Vorab sei gesagt, dass vor allem die Messungen im Windows Desktop mit gehörigen Schwankungen (stellenweise +/- 10 Watt) verbunden waren und wir uns für einen typischen Wert entschieden haben. Unter Volllast wurde dagegen die Peak-Leistung gewertet. Gemessen wurde der Verbrauch des gesamten Systems.

Kurz und knapp: Intels Fortschritte mit dem C1-Stepping sind beachtlich. Nun, da die Stromsparfunktionen greifen, sinkt der Verbrauch bei Nichtbelastung um mehr als 20 Watt. Unter Volllast ist man sogar 30 Watt genügsamer. Intel hat einen Schritt in die richtige Richtung gemacht, AMD spielt mit seinem Athlon 64 FX-60 jedoch weiterhin in einer anderen Verbrauchs-Liga.

Um den verschiedenen Betriebsspannungen der Pentium-XE-Modelle gerecht zu werden, folgen nun Verbrauchsmessungen bei Spannungen von 1,275, 1,3000 und 1,3375 Volt.

Die Spannung hat einen nicht zu vernachlässigenden Einfluss auf den Stromverbrauch. Der Pentium XE 965 bleibt dennoch sparsamer als sein Vorgänger. Bei guten Mainboards ist es möglich, den Prozessor mit einer niedrigeren Spannung zu betreiben als vorgesehen. Ein Versuch lohnt sich.

Auch bei den Prozessor-Temperaturen hat sich Intel gebessert. Mussten wir beim Pentium XE 955 im BIOS noch erschreckende 70 °C und mehr beklagen, ist der neue Pentium XE 965 trotz des höheren Takts ca. 10 °C kühler. AMDs Athlon 64 FX-60 weiß mit ca. 40 °C zu überzeugen.