Intel Core i7 3960X im Detail

Anders als beim Launch von Sandy Bridge wird Intel anfänglich nur zwei CPU-Modelle der neuen Generation mit jeweils sechs Kernen vermarkten. Zum einen wird der hier vorgestellte Core i7-3960X - wie das Kürzel bereits andeutet - als Extrem-Variante die Speerspitze im kleinen Portfolio bilden. Sein normaler Takt liegt bei 3,3 Gigahertz. Im Turbo-Betrieb hingegen steigt die Frequenz um 600 Megahertz auf satte 3,9 Gigahertz. Auch der üppige L3-Cache von 15 Megabyte bleibt dem Top-Modell vorbehalten. Der etwas schwächere Core i7-3930K arbeitet mit einem geringeren Takt von 3,2 beziehungsweise 3,8 Gigahertz im Standard- respektive Turbo-Modus. Dessen L3-Cache wurde auf 12 Megabyte verkleinert. Beide Prozessoren können dank offenen Multiplikatoren frei und unabhängig vom Referenztakt übertaktet werden. Zudem bieten beide die Hyper-Threading-Technologie, bei denen jeder Kern zwei Rechenaufgaben übernehmen kann. Damit steigt die Leistung nochmals merklich an, jedoch nur in dafür programmierten Szenarien.

Im ersten Quartal des nächsten Jahres, will Intel einen Ableger auf den Markt bringen, der mit nur vier Kernen aber einem höherem Takt interessant für Spieler werden dürfte. Dieser Core i7-3820 wird dabei aller Voraussicht nach das günstigste Modell des erhältlichen Trios werden. Bereits ab Werk liegt die Frequenz bei recht imposanten 3,6 Gigahertz, die infolge des Turbos auf 3,9 Gigahertz steigen kann. Verfügbaren L3-Cache gibt es nur 2,5 Megabyte pro Kern - also insgesamt 10 Megabyte. Laut Hersteller sollen aber nicht alle Multiplikatoren offen sein. Damit gestaltet sich das Übertakten etwas schwieriger als bei den Hexa-Cores. Nichtsdestotrotz besteht auch bei der kleineren Sandy-Bridge-Extreme-CPU die Möglichkeit der Verdopplung der Recheneinheiten per Hyper-Threading. 

Die Verlustleistung aller drei Prozessoren beträgt 130 Watt, was angesichts der Kernanzahl und der Taktraten kaum verwundert. Auch die DDR3-1600-Unterstüzung wird bei jedem Modell gewährleistet sein.

Rein äußerlich fällt der Core i7-3960X durch seine enorme Größe auf. Obwohl die Nehalem- und Gulftown-Vorgänger schon deutlich vom gewohnten Format nach oben hin abwichen, setzt Intel mit Sandy Bridge Extreme neue Maßstäbe in Sachen Abmessungen. Bedenkt man jedoch die Anzahl der Pin-Kontaktstellen von 2011 gegenüber den 1366 der Core-i7-900-CPUs, ist die Vergrößerung nur eine logische Schlussfolgerung.

Unter dem Heatspreader versteckt sich der knapp 435 Quadratmillimeter große DIE, der mit 2270 Millionen Transistoren bestückt ist und in der 32-Nanometer-Strukturbreite gefertigt wird. Damit bringt Intel ein fast doppelt so großes Siliziumplättchen, wie beim Core i7-2600K unter die Abdeckung. Die Anzahl der Schaltungen wurde gegenüber dem Gulftown ebenfalls fast um den Faktor Zwei multipliziert. Anhand der DIE-Aufnahme fällt jedoch auf, dass Intel gegenüber den Server-CPUs zwei Kerne per Laser-Cut deaktivierte, um den höheren Takt der Desktop-Pendants innerhalb des TDP-Budgets von 130 Watt realisieren zu können. Ebenfalls ersichtlich ist die fehlende Grafikeinheit, auf die bei allen Sandy-Bridge-Extreme-Varianten verzichtet wird.

Den Großteil der gesamten Chipfläche nehmen der Last-Level-Cache (L3) und die acht Rechenkerne ein, von denen zwei wie bereits erwähnt deaktiviert sind. Den restlichen Platz teilen sich die der Memory-Controller und der Queue-, I/O- und Uncore-Bereich. Als Basis-Architektur dient somit die der aktuellen Sandy-Bridge-Generation. Demzufolge sind auch die verschiedenen Prozessorbestandteile über einen Ringbus miteinander verbunden. Intel überarbeitete hingegen den Speicher-Controller von Sandy Bridge Extreme jedoch grundlegend, der nun ein Quad-Channel-Interface bereitstellt. Außerdem kann dieser ab sofort DDR3-1600 problemlos verwalten. Dafür darf aber nur ein Riegel pro Kanal eingesetzt werden. Bei einer Vollbestückung garantiert Intel "nur" den DDR3-1333-Betrieb. 

Jedem Rechenherzen stehen neben einem 32 und 256 Kilobyte großen L1- sowie L2-Cache, ein individuell definierter L3-Cache-Block zur Verfügung. Ist dieser voll oder wird andersweitig ausgelastet, darf der jeweilige Core auch auf den Cache eines anderen zugreifen. Einfach ausgedrückt: Es wird der gesamte L3-Cache auf alle Prozessorkerne aufgeteilt. Da allerdings jeder Kern eine eigene Verbindung zum Cache besitzt, konnte die Leistung hier ebenfalls gesteigert werden.

Das Besondere an Sandy Bridge Extreme gegenüber der Mittelklasse-Desktop-Variante ist die deutlich gestiegene Anzahl an PCI-Express-Lanes. Insgesamt 40 Stück bringt man im Chip unter und erlaubt eine umfassende Konfiguration selbiger. Die Mainboard-Hersteller können daher ihre Platinen mit zweimal 16 und einmal 8 Datenleitungen ausstatten oder auf ein x16/x8/x8/x8-Setting zurückgreifen. Möglich wäre aber auch die Verteilung auf einmal 16 und jeweils zweimal 8 und 4 Lanes. Damit steht leistungsfähigen Multi-GPU-Gespannen nichts mehr im Wege. Selbst bei einem System mit zwei Grafikkarten im Crossfire- oder SLI-Modus stünden so noch genügend performante Leiterbahnen für diverse Erweiterungskarten zur Verfügung. Alle Lanes sollen bereits dem PCI-Express-3.0-Standard entsprechen. Intel gibt sich jedoch anders als so mancher Platinen-Hersteller recht verhalten und erklärt, dass die neue Schnittstellen-Leistung erreicht werden könne, aber das Ganze aufgrund fehlender Hardware-Komponenten schlicht und einfach noch nicht zu verifizieren sei.

Gegenüber der Vorgänger-Architektur implementiert Intel nun den AVX-Befehlssatz (Advanced Vector Extensions), der die Berechnung von Floating-Point-Anwendungen sowie Multimedia-Applikationen deutlich beschleunigen soll. Erreicht wird dies durch eine Verdoppelung der Vektor-Breite auf 256 Bit sowie ein optimiertes Daten-Re-Arrangement. Für die nötige Abwärtskompatibilität wird SSE4 aber auch weiterhin unterstützt.

Die Kommunikation des in der CPU befindlichen System-Agents - der die Aufgaben der klassischen Northbridge übernimmt - mit dem Platform Controller Hub (kurz PCH) erfolgt über das Direct Media Interface (DMI). Doch dazu später mehr.