Im Test: Intel Prescott mit 3.2 GHz - 6/13
01.02.2004 by doelf und holger
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Im Gegensatz zum Pentium 4 mit Northwood-Kern nimmt der Prescott deutlich mehr Leistung auf (dazu später mehr), die erzeugte Hitze muss natürlich auch irgendwo hin, und da kann es in einem handelsüblichen Gehäuse mit mäßiger Durchlüftung schon mal recht eng werden. Es wird ein ausreichender Luftfluss, wenig oder keine Behinderungen desselben durch Bauteile sowie eine Zulufttemperatur (T_AMBIENT) des CPU-Lüfters von nicht mehr als 38°C verlangt! Im letzten Sommer, als sogar die Raumtemperaturen in solche Bereiche vorstießen, wäre der Einsatz eines Prescott-PCs in Räumen ohne Klimaanlage kritisch geworden. Intel definiert beim Prescott einen recht komplexes Wärmeprofil, wobei T_CASEMAX - die maximale Temperatur des Prozessorgehäuses - abhängig von der Leistungsaufnahme definiert wird:

T_CASEMAX = 0.29 * TDP + 43.3

T_CASE wird in der obigen Abbildung als linear ansteigende Funktion dargestellt, T_CONTROL hingegen ist eine Konstante, die für die Ansteuerung der Lüfter benutzt werden kann. Solange die Gehäuse-Temperatur der CPU (T_CASE) unterhalb von T_CONTROL liegt, kann der Lüfter langsamer und somit leiser drehen. Wenn T_CASE jedoch T_CONTROL überschreitet, muss der CPU-Lüfter die CPU wieder herunterkühlen, um sie unter Max_Case, der maximal zulässigen Temperatur des Prozessorgehäuses, zu halten. Gelingt dies nicht, setzt das altbekannte Throtteling ein und die CPU bremst sich aus. Das Throtteling hat jedoch nichts mit der maximalen Temperatur des CPU-Gehäses zu tun, sondern mit der maximal zulässigen Kern-Temperatur. Laut Intel wird hierbei der Grenzwert PROCHOT# (ProcessorHot) für jede CPU abhängig von der jeweiligen Leistungsaufnahme/Wärmeabgabe kalibriert, der Wert kann also bei ansonsten baugleichen Prozessoren unterschiedlich sein. Je höher der Grenzwert liegt, desto besser sollte sich der Prozessor übertakten bzw. leiser betreiben lassen. Da man PROCHOT# jedoch nicht auslesen kann, bleibt dies blanke Theorie.
Im Zusammenhang mit T_CONTROL sprachen wir nicht von der "Ansteuerung des CPU-Lüfters" sondern von der "Ansteuerung der Lüfter", denn das Einsatzgebiet ist weiter gefasst. Da T_CONTROL bidirektional genutzt werden kann, wäre es z.B. auch möglich, eine Beschleunigung der Lüfter bzw. ein Throtteling der CPU zu erreichen, falls ein Temperaturfühler im Bereich eine überhitzen Stromversorgung Alarm schlägt - ein entsprechendes Mainboarddesign vorrausgesetzt!
Doch noch einmal zurück zu den Gehäusen und den CPU-Kühlern: Intel validiert PC-Gehäuse für den Prescott und es kann durchaus sinnvoll sein, den Prozessor durch einen Schlauch mit Aussenluft zu versorgen. Bei den CPU-Kühlern geht Intel davon aus, daß Modelle für einen Northwood mit gleicher Taktrate auch für die Prescott-CPUs ausreichen.

Einige Leser wird es nun sicherlich wundern, daß die TDP (Thermal-Design-Power) trotz neuer Fertigungstechnik stark angestiegen ist. Lag die TDP beim Northwood mit 3.2 GHz bei 82.0 Watt, so erreichte der Extreme Edition 3.2 GHz bei gleicher Fertigungstechnik (130 nm) bereits 93.9 Watt - was kaum verwundert, schließlich wollen 2 MB zusätzlicher L3-Cache versorgt werden. Wer nun beim Prescott in Folge der Strukturverkleinerung eine sinkende Leistungsaufnahme erwartet hatte, wird enttäuscht: Obwohl die VCore auf 1.25 bis 1.40 Volt gesenkt werden konnte, gönnen sich die 2.8 und 3.0 GHz Prescotts mit 89 Watt bereits 7 Watt mehr, als die 3.2 GHz Version des Northwood. Bei 3.2 und 3.4 GHz liegt die TDP - wie gesagt - bereits bei 103 Watt! Das Problem besteht darin, daß bei kleineren Strukturen - das Transistor-Gate ist beim 90 nm Fertigungsprozess des Prescott lediglich 50 nm weit - Leckströme eine immer größere Rolle spielen. Im Prinzip gilt folgender Zusammenhang:

kleinere Strukturen => dünnere Schichten => weniger Atomlagen => schlechtere Isolierung => mehr Leckströme => wachsende Verlustleistung

In der Praxis testeten wir den Prescott in einem LianLi PC60 Aluminiumgehäuse mit drei 80 mm Gehäuselüftern, wobei die vorderen auf mittlerer Stufe (Lüfterregelung des Gehäuses ohne Monitoring-Option) und der hintere bei 2500 U/Min betrieben wurde. Zum Einsatz kam der aktuelle Intel boxed Kühler mit 0.44 A sowie ein Thermalright SLK900 mit Blacknoise 80 mm Lüfter:

• Thermalright SLK900 mit Blacknoise 80 mm @ 2500 U/Min: 73°C
• Thermalright SLK900 mit Blacknoise 80 mm @ 3000 U/Min: 67°C
• Intel boxed Kühler mit 0.44 A: 73°C / 66°C

Intel boxed Kühler

Nachdem bei Verwendung des boxed Kühlers die Temperatur zunächst auf 73°C angestiegen war, erhöte der Kühler die Lüfterdrehzahl auf 3500 U/Min, worduch die CPU-Temperatur auf 66°C abgesenkt werden konnte. Die Innentemperatur des Computergehäuses lag im IDLE-Mode der CPU (gemessen nach 30 Minuten) bei 33°C (Zone A, nahe der Speicherbausteine) bzw. 31°C (Zone B, im Bereich des Monitoring-Chips am rechten Platinenrand).

Unter CPU-Last stiegen diese Temperaturen auf 43°C (Zone A) bzw. 41°C (Zone B) an. Hieran kann man deutlich sehen, wie schnell die maximal zulässigen 38°C Zulufttemperatur des Prozessorlüfters überschritten werden können! Bei gleichem CPU-Takt lief der Northwood unter Volllast satte 10°C kühler, wodurch er thermisch wesentlich unkritischer ist als sein Nachfolger - allerdings liegt dessen T_CASEMAX mit 70°C genau 3.17°C unter der des Prescott.

Zuletzt wollen wir, bevor wir letztendlich zu den Benchmarks kommen, einen Blick auf kompatible Mainboards werfen. In Intels Mainboard-Übersicht finden sich zwar noch keine Kompatibilitätsaussagen zum Prescott, unseres Wissens nach sollten jedoch alle Platinen, die für den Extreme Edition freigegeben wurden, auch mit dem Prescott zurecht kommen.

Weiter: 7. Benchmarks: BAPCO SYSmark2002

1. Einleitung
2. Preise und Cache
3. 90 nm Fertigung, low k CDO und Strained Silicon
4. Verbesserungen der NetBurst Architektur
5. SSE3
6. VCore und TDP
7. Benchmarks: BAPCO SYSmark2002
8. Benchmarks: Sandra Max3
9. Benchmarks: Futuremark und Cinebench
10. Benchmarks: 3D und Spiele
11. Benchmarks: Audio und Video
12. Benchmarks: Specviewperf 7.1
13. Overclocking und Fazit

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