Core i7-7800X: Ist der AVX512-Durchsatz beim Retail-Modell halbiert?

Die Basin-Falls-Plattform, die aus X299-Boards mit Sockel 2066 sowie einem passenden Prozessor aus den Baureihen Skylake-X oder Kaby Lake-X besteht, wird als Antwort Intels auf AMDs Ryzen-Mehrkernprozessoren verstanden. Während die Meldungen zu den OC-Weltrekorden zum Launch auf der Computex für Aufsehen sorgten, sind die ersten Benchmark-Tests speziell anhand des von Intel lancierten Zehnkerners Core i9-7900X gelinde gesagt durchwachsen ausgefallen: Insgesamt zwar etwas flotter als Broadwell-E, aber das nur durch den deutlich höheren Takt und bei gleichzeitig deutlich höherer Leistungsaufnahme - nicht zuletzt bedingt durch AVX2 und AVX512F, welches die Skylake-X-CPUs erstmalig im HEDT-Bereich beherrschen. Hinzu kam zuletzt Kritik von Übertaktern am Design speziell der VRMs und deren Kühlung von X299-Boards.

Stellt man Taktgleichheit her, zeigt sich, dass die Designentscheidungen von Intel in vielen Fällen und speziell im Spiele-Bereich zu weniger Leistung als beim Vorgänger führen und darunter auch die Effizienz leidet. Intel will mit der Überarbeitung der Cache-Hierarchie und dem Einsatz eines Meshes anstatt eines Ringbusses zur Verschaltung der einzelnen Kerne die Weichen für eine bessere Skalierung bei den vielkernigen Server-CPUs stellen - im Desktop-Bereich mit bislang maximal zehn Kernen jedoch geht der Schuss nach hinten los. Der von 256 KiByte auf 1 MiByte pro Kern vergrößerte L2-Cache kann in unseren Testszenarien die Leistungsnachteile durch den nicht nur deutlich kleineren, sondern auch wesentlich langsameren, weil mit nur noch 2,4 GHz auch niedriger taktenden, L3-Cache nicht ausgleichen. Nur in Ausnahmefällen schlägt SKL-X den Vorgänger BDW-E - ironischerweise dort, wo auch AMDs Ryzen seine Stärken hat: Video-Transcoding und 3D-Rendering etwa im Cinebench oder mit Blender.

Core i7-7800X und die Frage des AVX512-Durchsatzes

Doch es gibt noch einen weiteren, bislang meist wenig beachteten Bereich, in dem Skylake-X einen Vorteil hat: beim reinen Rechendurchsatz. Intel hat nämlich die Vektoreinheiten der CPU-Kerne aufgebohrt, sodass sie nun AVX512F unterstützen - das Basis-Featureset "Foundation" der kompletten AVX512-Erweiterung. Damit sind nicht nur INT64-Berechnungen potenziell wesentlich flotter, auch der Durchsatz bei FMA3-Operationen verdoppelt sich pro Takt. Der (große) Nachteil: Um daraus einen Vorteil zu ziehen, müssen die Vektoreinheiten explizit angesprochen werden und entsprechend optimierter Programmcode ist Mangelware. Im Heimbereich wird selbst der Vorgänger AVX2 hauptsächlich von Video-Transcodern wie x264, welches auch in Handbrake zum Einsatz kommt, verwendet. Darüber, ob Render-Software wie C4D oder Blender zum Heim- oder semiprofessionellen Umfeld zählen, lässt sich trefflich streiten, doch auch dort kommen Befehlssatzerweiterungen wie AVX(2) zum Einsatz - AVX512 unseres Wissens bislang nicht. Spielesupport muss (selbst mit AVX1) mit der Lupe gesucht werden.

Quelle: PC Games Hardware Core i7-7800X Retail Mit diesem Hintergrund kamen die Meldungen, die Core-i7-Modelle i7-7800X und i7-7820X würden AVX512 nur mit im Vergleich zum Core i9 halbiertem Durchsatz unterstützen, einem weiteren kleinen Nackenschlag gleich. Offenbar hat Intel bei den ebenfalls auf Skylake-X basierenden Server-Modellen eine vergleichbare Trennung angedeutet. Angeblich sollte, so die Meldungen, bei Engineering Samples des Core i7-7800X und i7-7820X die Vektoreinheit noch mit vollem Durchsatz laufen und so die maximal erreichbaren GFLOPS, also die Rechenschritte pro Sekunde, verdoppeln. Bei den Retail-Modellen hingegen sollten die separate AVX512-Einheit an einem der Ports eingespart werden, welche neben den beiden verschalteten AVX2-Einheiten für eine Verdopplung der Rechenleistung sorgt.

PC Games Hardware hat ein Retail-Exemplar des Core i7-7800X, also des ab rund 380 Euro angebotenen Sechskerners (Tray-Version) ins Testlabor ordern können, den uns freundlicherweise der Versender Caseking zur Verfügung gestellt hat, und anhand dieses Musters erste (synthetische) Benchmarks mit Alex Yees "y-Cruncher" und "FLOPS" gefahren, die beide bereits AVX512 unterstützen.

Benchmarks: Core i7-7800X und der AVX512-Durchsatz

Der erste Test lief mit FLOPS, welches rein darauf optimiert ist, die maximale Rechenleistung pro Taktschritt bei Nutzung verschiedener Befehle der Vektoreinheiten aus den Prozessoren herauszukitzeln. Dafür nutzt es verschiedene, optimierte Binaries, die nicht nur für Skylake-X, sondern auch für AMDs Zen und viele frühere Architekturen vorliegen. Im Single-Thread-Test kommt der i7-7800X nahezu auf die Werte des i9-7900X, der dank seines erweiterten Turbo-Modus etwas höher takten darf. Beim Multi-Thread-Einsatz sind beim Vergleich der Ergebnisse auch die 66 Prozent mehr Kerne zu berücksichtigen - hier bleibt der 7800X natürlich deutlich hinter dem Zehnkerner, schlägt aber mit AVX512-Einsatz die AVX2-Werte des Broadwell-E-basierten i7-6950X.

Übrigens ist hier auch schön zu sehen, dass AMDs Ryzen-CPUs bei getrennter Nutzung der MUL- und ADD/SUB-Befehle durchaus mit den (immerhin mit zwei zusätzlichen Kernen ausgestatteten) Intel-Topmodellen mithalten können. Bei AVX1-Einsatz liegt der Ryzen auch sehr deutlich vor Intels Quadcore-CPUs - die erst bei AVX2 mit FMA3, also zwei Multiplikationen und zwei Additionen pro Arbeitsschritt, aufholen. Dies schafft der Ryzen aufgrund von AMDs Designentscheidungen nicht mehr in einem Durchgang.

Unser zweiter Test nutzte den Numbercruncher "y-Cruncher" (das y steht dabei für den griechischen Buchstaben Gamma, also Gamma-Cruncher), der kürzlich als eines der ersten Programme ein spezielles Ryzen-Update erhielt und seit dem Wochenende auch in einer Skylake-X-getunten Version vorliegt.

Der Direktvergleich, aus Zeitgründen bisher nur eine mit dem i7-7800X durchgeführte Messung, zeigt, dass die neue Version rund 20 Prozent schneller arbeitet. Weitere Messungen liefern wir nach, einstweilen haben wir noch unsere Bestandsbenchmarks mit y-cruncher 0.7.2.6469 eingeblendet.

Fazit: Core i7-7800X und der AVX512-Durchsatz

Wir können "Entwarnung" geben - eine zusätzliche Beschneidung liegt diesen Messungen zufolge nicht vor. So bleibt es im Falle des Core i7-7800X dabei, dass ab Werk zwar auf 16 PCI-Express-3.0-Lanes und eine DDR4-Speicherstufe (28 statt 44 und 2400 statt 2667) gegenüber dem teuren Core i9 verzichtet werden muss, die Recheneinheiten des Chips dabei jedoch unangetastet bleiben. Ob das potenziellen Käufern nun grünes Licht gibt, beim Sechskerner zuzuschlagen, oder ob es sich dabei doch um eher arg theoretische Betrachtungen handelt, liegt im Auge des Betrachters.

Eine Anfrage, ob unser Muster so konfiguriert war, wie es für die gesamte Retail-Serie vorgesehen ist, blieb seitens Intel bislang unbestätigt.

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Core i7-7800X: Ist der AVX512-Durchsatz beim Retail-Modell halbiert? Intels Skylake-X-CPUs für den Sockel 2066 haben einen durchwachsenen Start hingelegt. Hinzu kommen Gerüchte, dass die Sechs- und Achtkerner Core i7-7800X und Core i7-7820X nur über halbierten AVX512-Durchsatz verfügen sollen. PC Games Hardware hat mit einem seit Kurzem in der Redaktion befindlichen Retail-Exemplar den Test gemacht.

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