Schwache Single-Thread Performance aktueller Stromspar-CPUs

[joinski]

Wieso haben die aktuellen Stromspar-CPUs (TDP <30W) eigentlich alle eine so schlechte Single-Thread Performance?
Ein i3-4340 mit 54W TDP hat beispielsweise ein Single-Thread Rating von 2116.
Ein Pentium G3220T mit 35W TDP liegt immerhin noch bei knapp 1.500

Der Pentium N oder auch die Celeron N CPUs, J1800/J1900 oder AMD AM1 Sempron 3850/Athlon 5350 oder A4-5000 dagegen haben alle aber nur so um die 500-600 im Single-Thread Rating.
Also gerade einmal ein Viertel vom i3 bzw. ein Drittel vom G3220T!
Selbst ein mittlerweile 4,5 Jahre alter Pentium G6950 (TDP 73W) hat ein Single-Thread Rating von knapp über 1.000

Sind die künstlich/absichtlich in der Leistung kastriert? Oder ist da technisch ein besseres Stromverbrauchs- zu Single-Thread Performance - Verhältnis einfach nicht möglich im Bereich <30W?
Kann ich mir irgendwie nicht vorstellen, da selbst der über 3 Jahre alte AMD E350 (Zacate) auf 430 im Single-Thread Rating kommt.

 

[DragonTear]

Weil MobilCPUs schlicht schwächer sind. Wie sonst käme denn der niedrigere Stromverbrauch zustande?
Außerdem kannst du doch nicht einfach so alle möglichen CPUs zusammen würfeln.. Die Pentiums haben eine nochmals abgespeckte Archtektur (weil billiger) und die ältern AMD MobilCPUs sind sowieso eher schwachbrüstig und erst recht in Singlethread-Leistung, da 4kerner.

Vergleichd en i3 mit nem i5 4200U. Der hat 1400 Singlethread Performance. Für weniger als 1/3 der TDP (15W) des i3 ist das garnicht so schlecht und noch dazu bei gleicher Kernzahl.

 

[joinski]

Achso, ich wusste nicht, dass das alles rein mobile CPUs sind, da es die ja auch auf Desktop-Boards zu finden gibt ^^
Das erklärt das Ganze natürlich, weil MobilCPUs schlicht immer schwächer sind, als Desktop-CPUs


Nee, jetzt mal Ironie und Sarkasmus beiseite... ich hätte bei den aktuellen sparsamen CPUs (egal ob Desktop oder Mobil) eigentlich ein Single-Thread Rating von 800-1.000 erwartet (was immerhin das Doppelte wäre, was sie aktuell tatsächlich haben)

 

[grobinger]

Kann ich mir irgendwie nicht vorstellen, da selbst der über 3 Jahre alte AMD E350 (Zacate) auf 430 im Single-Thread Rating kommt.

find ich doch gar nicht mal so schlecht dann, 30-40% mehr leistung pro kern gegenüber E350, doppelte kernanzahl, und das bei deutlich reduzierter TDP. (bei den celeron/pentium M) Ich finde das kann sich schon sehen lassen. Die IPC reicht ja auch für einfache Alltagsaufgaben aus, die alten Atoms/E350 waren ja auch in erster Linie dann überfordert, wenn man mehrere Dinge auf einmal gemacht hat.

 

[joinski]

find ich doch gar nicht mal so schlecht dann, 30-40% mehr leistung pro kern gegenüber E350, doppelte kernanzahl, und das bei deutlich reduzierter TDP.

Von welcher/welchen CPUs sprichst du jetzt konkret? Also welche CPUs haben 30-40% mehr Leistung pro Kern bei deutlich reduzierter TDP gegenüber E350?

Ausserdem darf man nicht vergessen, dass die TDP nicht immer den tatsächlich maximalen Verbrauch darstellt.
Ein E350 verbraucht im Idle bspw. ca. 10W und unter Voll-Last max. 25W.
Also auf ähnlichem Niveau bzw. nur wenig mehr als die aktuellen CPUs mit TDP <30W

 

[grobinger]

Von welcher/welchen CPUs sprichst du jetzt konkret? Also welche CPUs haben 30-40% mehr Leistung pro Kern bei deutlich reduzierter TDP gegenüber E350?

J1900/A4-5000 vs. E350.

- - - Updated - - -

Ausserdem darf man nicht vergessen, dass die TDP nicht immer den tatsächlich maximalen Verbrauch darstellt.
Ein E350 verbraucht im Idle bspw. ca. 10W und unter Voll-Last max. 25W.
Also auf ähnlichem Niveau bzw. nur wenig mehr als die aktuellen CPUs mit TDP <30W

klar, aber ne ecke sparsamer ist zumindest der j1900 schon. wie gesagt, bei höher leistung pro kern, bei doppelter kernanzahl. von so ner leistungs- und effizienzsteigerung innerhalb von 3 jahren kann man im desktopsegment nur träumen. beim intelinternen vergleich sieht das sogar noch viel besser aus.

 

[joinski]

Ich kann da keine große Leistungs- (ausser im Multi Thread, also CPU Mark Ergebnis z.B.) und Effizienzsteigerung erkennen:

J1900 Idle 10W, Last 17W, Single Thread Rating 532
A4-5000 Idle 5-7W, Last 18-25W, Single Thread Rating 584
E-350 Idle 10W, Last 25W, Single Thread Rating 430

Den E-350 konnte ich mit Minimal-Austattung (also ohne WLAN) und etwas Undervolting und nur einem RAM-Riegel im Idle auf 7-8W runterbekommen (und unter Last dann max. 22W).

Mich stört wie gesagt, dass die Single-Thread Performance bei den sparsamen low cost CPUs in den letzten 3 Jahren sich kaum gesteigert hat.

 

[Cobrion]

Wieso haben die aktuellen Stromspar-CPUs (TDP <30W) eigentlich alle eine so schlechte Single-Thread Performance?

Da man gute Single-Thread-Performance durch hohen Takt, großen Cache, viele Funktionseinheiten pro Core und Out-of-Order-Processing/Speculative Execution erreicht, und jeder dieser Punkte sowohl kräftig den Energieverbrauch hochtreibt und (bis auf den Takt) auch mehr Transistorfunktionen erfordert, muss es bei Stromspar-CPUs praktisch zwangsläufig zu Leisungseinbußen kommen.
Insofern werden die Spar-CPUs schon kastriert, wodurch sie neben dem niedrigeren Energieverbrauch aber auch i.d.R. deutlich billiger in der Fertigung sind.

 

[joinski]

klar, aber ne ecke sparsamer ist zumindest der j1900 schon

Eben nicht, siehe oben.

- - - Updated - - -

Da man gute Single-Thread-Performance durch hohen Takt, großen Cache, viele Funktionseinheiten pro Core und Out-of-Order-Processing/Speculative Execution erreicht, und jeder dieser Punkte sowohl kräftig den Energieverbrauch hochtreibt und (bis auf den Takt) auch mehr Transistorfunktionen erfordert, muss es bei Stromspar-CPUs praktisch zwangsläufig zu Leisungseinbußen kommen.
Insofern werden die Spar-CPUs schon kastriert, wodurch sie neben dem niedrigeren Energieverbrauch aber auch i.d.R. deutlich billiger in der Fertigung sind.

Danke! Endlich mal eine vernünftige Erklärung

 

[grobinger]

das sind doch vom E-350 zum A4-5000 eben genau die genannte steigerung. und die gesamtleistung hat sich mehr als verdoppelt, bei gleichem stromverbrauch. also eine effizienzsteigerung von über 100%.

 

[joinski]

Ok, wenn man die Multi-Thread-Leistung dazu nimmt gebe ich dir Recht.
Trotzdem hätte ich bei den aktuellen stromspar-CPUs ein Single-Thread Rating von >800 erwartet (weil wie schon erwähnt, der fast 5 Jahre alte Pentium G6950 ja schon auf 1.000 kommt).
Aber ich denke mit 500-600 kann (muss) man wohl leben.

 

[grobinger]

Ok, wenn man die Multi-Thread-Leistung dazu nimmt gebe ich dir Recht.
Trotzdem hätte ich bei den aktuellen stromspar-CPUs ein Single-Thread Rating von >800 erwartet (weil wie schon erwähnt, der fast 5 Jahre alte Pentium G6950 ja schon auf 1.000 kommt).
Aber ich denke mit 500-600 kann (muss) man wohl leben.

gibt es schon, die läßt sich intel halt teuer bezahlen:
http://geizhals.at/de/intel-xeon-e3-1220l-v2-cm8063701099001-a781395.html

 

[joinski]

Hey der E3-1220L ist ja eine sehr sehr interessante CPU!
Kannte den vorher gar nicht. Danke für den Tip!

Diese CPU bestätigt meine Vermutung, dass da technisch noch einiges möglich ist, aber aufgrund Gewinn-Maximierung zurückgehalten (für die Zukunft aufgehoben?) wird.
Wozu sollte Intel sich da auch anders verhalten? Die AMD CPUs stellen ja derzeit (zum größten Teil) leider keine wirkliche Konkurrenz dar

 

[grobinger]

ist halt nur die frage wozu man sowas braucht, im zweifel sind "größere" CPUs halt auch einfach mindesntens genauso effizient was performance pro watt anbelangt und bei rechenintensiven tasks halt auch einfach früher fertig und wieder im idle. im desktopbereich braucht man sowas ja nur wenn man aus irgendwelchen gründen limitiert ist was platz, lautstärke oder absolute leistungsaufnahme angeht.

- - - Updated - - -

Diese CPU bestätigt meine Vermutung, dass da technisch noch einiges möglich ist, aber aufgrund Gewinn-Maximierung zurückgehalten (für die Zukunft aufgehoben?) wird.

es ist halt einfach einabsolutes nischenprodukt, das mindestens für 99% der Anwender keinen Sinn macht.

 

[joinski]

Ja stimmt... und zur Not kann man die "größere" CPU auch einfach auf das Niveau der sparsamen untervolten/untertakten (sofern dies im BIOS des verwendeten Boards möglich ist) und müsste damit auf die gleiche Leistungsaufnahme kommen und hätte ne Menge Geld gespart ^^

 

[Cobrion]

Diese CPU bestätigt meine Vermutung, dass da technisch noch einiges möglich ist, aber aufgrund Gewinn-Maximierung zurückgehalten (für die Zukunft aufgehoben?) wird.

Technisch ist vieles möglich, wenn man nur den Aufwand hoch genug treibt. Beim Xeon E3-1220LV2 wird aber stattdessen das von mir oben beschriebene Antituning benutzt.
Statt 8MB Cache hat der Chip plötzlich nur 3MB, aus 4 Kernen/8 Threads wurden 2Kerne/4 Threads, eine Grafikeinheit fehlt auch.
Hinzu kommt, dass der Takt deutlich abgesenkt wurde, was zusätzlich auch niedrigere Betriebsspannungen erlaubt (senkt beides den Energieumsatz).

 

[Techtrancer]

Die AMD CPUs stellen ja derzeit (zum größten Teil) leider keine wirkliche Konkurrenz dar

Denk AMD ist aktuell sogar vor Intel. Es fehlt aber großteils an multicore Programmen welche die Leistung eines FX überhaupt auslasten können

Hab bisher noch kein CPU Stress Programm gefunden, welches nen FX wirklich voll auslasten würde!
Lediglich Linx schafft es bei wirklich extremen Einstellungen ein wenig (250 Threads).
Aber auch da nicht voll und auch nicht wenn man 10 LinX Instanzen zeitgleich laufen lässt, sondern eher Richtung max 50%

 

[Cobrion]

@Techtrancer: Kein Wunder, dass der FX nur auf ca. 50% ausgelastet wird, wenn man ihn wirklich stresst. Das Modulkonzept sorgt dafür, dass man ähnlich wie bei Intels HT eigentlich nur halb soviele echte Kerne zur Verfügung hat als z.B: Windows im Taskmanager anzeigt.
Das heißt z.B. ein FX5950 ist kein echter 8-Kerner sondern eigentlich nur ein aufgebohrter Quadcore.

Technisch ist AMD im High-End-Segment bei x86 momentan ziemlich abgehängt von Intel. Das sieht man insbesondere an der bescheidenen Single-Thread-Performance.
Mehr Cores nebeneinander zustellen ist, insbesondere wenn man sich nicht um den Stromverbrauch kümmert, keine große Kunst. Allerdings bringt das auch immer weniger, wenn das Speicherinterface nicht entsprechend mitwächst.

Allerdings solltes du dir bei deiner Hoffnung auf Multicore-Programme mal das Amdahlsche Gesetz ansehen. de.wikipedia.org/wiki/Amdahlsches_Gesetz

 

[Techtrancer]

So meinte ich dies nicht. Mehr das noch massig Luft ist obwohl bereits alle Kerne auf Vollast laufen!