[Test] Der große Cache-Test

In vielen High-End-Computern mit Intel Prozessoren werden meist nur Modelle aus der E8x00-Serie verbaut. Dabei bietet Intel mit der E5x00- und E7x00-Serie durchaus etwas günstige und attraktive Prozessoren. Warum aber greift niemand zu den etwas günstigeren Modellen? Sind diese um so vieles schlechter? Dieser Test soll eine Antwort liefern.

Dabei unterscheiden sich die verschiedenen Prozessoren meist im FSB(Frontsitebus), Cache und im Gesamttakt. Was aber bedeutet das für die Performance in Spielen oder Anwendungen? Ich konzentriere mich in diesem Test darauf, ob die unterschiedliche Größe und Assoziativität des Caches die Performance beeinflusst.
Auch in Benchmarks setzten viele auf die „Vollausgestatteten“ Prozessoren, da dort der größere Cache minimale Vorteile hat. Wie schaut es aber in der richtigen Praxis aus. Wie verhalten sich Spiele oder Programme im Betrieb wenn der Prozessor über weniger Cache verfügt? Bricht die Leistung extrem ein oder verliert der Prozessor mit kleinerem Cache nur etwas an Boden gegenüber dem Prozessor mit größerem Cache? Welche Spiele oder Anwendungen profitieren von dem größerem Cache?

Fragen über Fragen – dieser Test soll etwas Licht ins dunkle bringen.

Test-Setup:

Asus Rampage Formula
2x 2GB G.Skill DDR2-1000 @ DDR2-1066 CL5-5-5-15
Gigabyte ATI Radeon HD4850
Thermalright IFX-14
Enermax Liberty 400W Netzteil
Samsung HD642JJ 640GB
Windows XP SP3/Vista SP1

Folgende Prozessoren kommen zum Einsatz:



Alle Prozessoren sind aus der aktuellen „Wolfdale-Serie.“ Sie sind alle in 45nm gefertigt und unterscheiden sich nur anhand des FSBs, des Multiplikators und des Caches. Um aber alle drei miteinander vergleichen zu können musste ich sie auf ein gleiches Level anheben.



Dazu habe ich mir für 3.000Mhz entschieden, den E8400 brauchte ich somit nicht übertakten. Die anderen beiden kleineren CPUs habe ich angepasst. Damit aber alle drei CPUs möglichst gleich waren und sich nur durch den Cache unterscheiden mussten alle mit den selben FSB- und Multiplikator-Einstellungen laufen. Daher übertaktete ich den E7200 auf 3GHz indem ich den Multiplikator auf 9x und den FSB auf 333MHz einstellte. Leider lief der E5200 nicht mit einem FSB von 333MHz, daher muss musste ich den E5200 mittel 9,5-mal 266MHz FSB auf 3.000MHz bringen. Anmerkung: Der Speicher läuft bei dem E5200 nur mit DDR2-1054 CL5-5-5-15 anstatt der DDR2-1066 CL5-5-5-15.

Somit unterscheiden sich de Prozessoren nur noch im Cache, der Gesamt-Takt ist bei allen gleich.

Benchmarks:
Als Benchmarks kommen sowohl synthetische Benchmarks als auch Spiele und Anwendungen zum Einsatz. Bei den Benchmarks wo XP in Klammern steht, kahm Windows XP zu Einsatz. Bei allen anderen habe ich Windows Vista genutzt.

SiSoft Sandra 2009
Everest Ultimate Edition
Sciencemark 2.0
CineBench R10 64Bit
PCMark Vantage x64
3DMark05 (XP)
3DMark06 (XP)
3DMark Vantage
Aquamark 3 (XP)
PassMark Performance Test - CPU Mark
SuperPI 1M(XP)
SuperPI 32M (XP)
Hexus PIFAST (XP)
7-Zip
TMPGenc Xpress 4
Nero WaveEditor
Race Driver – Grid
Call of Juarez
Call of Duty 4 - Modern Warfare
Anno 1701
F.E.A.R
World in Conflict
Unreal Torunament 3

Wie wurde getestet?
Um die Ergebnisse zu ermitteln habe ich unterschiedliche Methoden benutzt.

Für synthetische Benchmarks (1):
Jeder Benchmark wurde jeweils dreimal ausgeführt, sprich mit jeder CPU wurden jeweils 3 Durchläufe gefahren. Alles drei Ergebnisse wurden addiert und diese Zahl wurde dann durch die Anzahl der Durchläufe, also drei geteilt. So ermittelte ich einen „Durchschnittswert“. Nach jedem „Run“ wurde das System neu gestartet.

Mit dieser Methode getestete Software:
SiSoft Sandra 2009, Everest Ultimate Edition, alle 3D/PCMarks, Cinebench, Aquamark 3, Sciencemark 2.0 und PassMark Performance Test - CPU Mark.


Für synthetische Benchmarks(2) :
Jeder Benchmark wurde auch dreimal ausgeführt. Von den drei Ergebnissen wurde dann das beste und das schlechteste aus den drei Läufen weggestrichen und der mittlere Wert als Ergebnis gewertet.Diese Methode wurde bei allen Benchmarks verwendet bei denen es darum ging, eine möglichst krüze/schnelle Zeit zu erreichen. Nach jedem „Run“ wurde das System neu gestartet.

Mit dieser Methode getestete Software:
SuperPI und Hexus PIFAST.


Anwendungen:
Diese Benchmarks wurden alle pro Prozessor nur einmal ausgeführt da in der Praxis niemand absichtlich ein Video ein zweites Mal kodieren wird. Nach jedem „Run“ wurde das System neu gestartet.

Mit dieser Methode getestete Software:
7-Zip, Nero WaveEditor und TMPGenc Xpress 4.


Spiele:
Spiele wurden ähnlich wie synthetische Benchmarks (1) getestet. Jeder Benchmark wurde drei Mal ausgeführt und es wurde aus diesen drei Ergebnissen ein Mittelwert gebildet. Mit dieser Methode wurden alle Spiele getestet. Nach jedem „Run“ wurde das System neu gestartet.​

Benchmarks:

Als erstes beginne ich mit den synthetischen Benchmarks:

SiSoft Sandra 2009













Fazit:
SiSoft Sandra 2009 profitiert/nutzt den Cache entweder nicht richtig oder spricht nicht darauf an. Einzig Multimedia Integer des E5200 bricht stark ein, ansonsten kann die kleinste CPU im Testfeld gut mithalten. E7200 und E8400 liegen aber dicht beieinander.


Everest Ultimate









Fazit:
Auch in Everest Ultimate liegen die Prozessoren nah beieinander. Einzig der „PhotoWorxx-Test“ spaltet das Testfeld. So trennen den E5200 und E7200 nur knappe 1.300 Punkt, kann sich der E8400 deutlich absetzten. Der „PhotoWorxx-Test“ skaliert deutlich mit dem größeren Cache.


Sciencemark 2.0



Fazit:
Alle Prozessoren liegen nah beieinander. Einzig der E5200 muss etwas abreißen lassen, was aber auch an seinem FSB von 316MHz liegen kann. Der doppelte Cache des E8400 bringt ihm gegenüber dem E7200 nur einen minimalen Vorsprung.


CineBench R10 64Bit





Fazit:
Auch im Cinebench R10 liegen alle CPUs fast gleich auf. Einzig der E5200 muss etwas nachgeben. Der E8400 kann sich gegenüber dem E7200 auch nur mit 59 Punkten (1 Core) bzw. 87 Punkten (x Core) behaupten.


PCMark Vantage x64



Fazit:
Auch im PCMark Vantage zeigt sich ein ähnliches Bild. E8400 und E7200 liegen dicht beieinander, der E5200 hinkt etwas hinterher. Den E7200 trennen nur 74 Punkte vom E8400, wobei der E5200 schon beachtliche 484 Punkte zurück liegt.​

3DMark 05



Fazit:
Der 3DMark 05 profitiert nur geringfügig vom größeren Cache. Lediglich 799 Punkte würde einem das Update von einem E5200 auf einen E8400 bringen. Der 3DMark 05 würde mit mehr Takt deutlicher skalieren.


3DMark 06





Fazit:
Im 3DMark 06 ist das Ergebnis fast identisch zum 3DMark 05. Das Upgrade von 3 auf 6MB Cache bringt magere 252 Punkte. Für den Spieler Zuhause sicherlich zu verschmerzen, für jemanden der mit seiner CPU Rekorde holen will, vielleicht das Zünglein an der Waage.


3DMark Vantage





Fazit:
Gerade im anspruchsvollen 3DMark Vantage macht sich mehr Cache bezahlt. Zum E7200 hat der E8400 gute 258 Punkte Vorsprung, zum E5200 sind es sogar 483. Der Vorsprung beim CPU-Wert beeinflusst die Gesamtpunktzahl leicht. So kann sich der E8400 mit 101 Punkten vom E7200 absetzten. Zum E5200 sind es sogar 291 Punkte.


Aquamark 3



Fazit:
Im Aquamark3 macht sich mehr Cache besonders bemerkbar. Der E8400 deklassiert die beiden kleineren Prozessoren regelrecht. Stolze 19.863 Punkte hat der E8400 vor dem E7200 Vorsprung, zum E5200 sind es sogar 23.984.
Der E7200, welcher nur über 1MB mehr Cache verfügt wie der E5200 kann sich von diesem gerade mal mit 4.121 Punkten absetzten.

Der Aquamark3 skaliert damit nicht nur mit hohen Taktraten gut, sondern ist um so schneller wenn die CPU einen großen Cache hat. Wer im Aquamark3 Rekorde holen will, kommt um eine CPU mit hohem Cache nicht Drumherum.


PassMark Performance Test - CPU Mark



Fazit:
Auch im PassMark Performance Test - CPU Mark sind die Unterschiede minimal. Alle drei Prozessoren liegen innerhalb von 80 Punkten.


SuperPI





Fazit:
Sind die Abstände bei 1M doch eher relativ groß, so liegen die drei Prozessoren bei 32M nah beieinander. Würde der E5200 auch mit einem FSB von 333MHz laufen, würde er aufgrund des minimal kleinern Caches noch näher an den E7200 heran kommen. Selbst ein E8400 kann sich bei 32M nicht so deutlich absetzten wie er es noch bei 1M kann. Der E5200 verliert im 1M aufgrund des kleineren FSB ca 0,5 Sekunden.


Hexus PIFast



Fazit:
Hexus PIFast liefert ein ähnliches Bild. Der E5200 verliert minimal an Boden auf dem E7200 aufgrund des kleineren FSBs. Der E8400 liegt auch nur knappe 0,7 Sekunden vor dem E7200.​

7-Zip

Anmerkung: Mit 7Zip wurde der Ordner von Anno1701 (2,02GB) auf der höchsten Qualitätstufe (Ultra) komprimiert.



Fazit:
Bei 7Zip liegen der E5200 und der E7200 noch nah beieinander .Der E8400 dagegen kann sich deutlich absetzten. 7Zip profitiert deutlich vom größeren Cache. Der E8400 kann sich mit 2 Minuten gegenüber dem E7200 deutlich absetzten. 2 Minuten sind in der Praxis deutlich spürbar.


TMPGenc Xpress 4

Anmerkung: Mit TMPGenc Xpress 4 wurde ein 1,66GB großes Video vom WMv-Format in ein DivX konvertiert (Encode mode: Basic mode, Profile: Home Theather, Level: High Quality). Bei dem Video handelte es sich um die Einbauanleitung einer Wasserkühlung aus der PCGHX 03/08.



Fazit:
In TMPGenc Xpress 4 werden deutliche Unterschiede sichtbar. Der E8400 ist deutlich schneller als seine kleineren Geschwister. Fast 4 Minuten bringt das Upgrade von einem E5200 auf einen E8400. Wer viel mit Videos arbeitet sollte in einen Prozessor mit mehr Cache investieren.


Nero WaveEditor

Anmerkung: Mit Nero WaveEditor wurde eine 1,3GB große WAVE-Datei in eine MP3-Datei umgewandelt (256kbit/s, 44,1KHz, Stereo, Mittlere Enkodierqualität).



Fazit:
Die Prozessoren liegen nah beieinander. Maximal 10 Sekunden trennen den E8400 vom E5200.


Race Driver - Grid



Anmerkung: Maximale Details. Als Benchmark verwende ich den PCGH-Benchmark.







Fazit:
Die Unterschiede der Prozessoren fallen in Race Driver – Grid schon deutlicher aus. So verliert der E5200 gegenüber den beiden Prozessoren mit mehr Cache deutlich an Boden. Auch der E7200 muss minimal zum E8400 abreißen lassen. Race Driver – Grid profitiert deutlich von mehr Cache.


Call of Juarez



Anmerkung: Maximale Details, Direct X10 Modus. Als Benchmark verwende ich den PCGH-Benchmark.







Fazit:
In Call of Juarez liegen alle Prozessoren nah beieinander. Bei Call of Juarez limitiert die Grafikkarte mehr. Selbst bei 1600*1200 4xAF/16AF wäre ein E5200 noch ausreichend, eine stärkere Grafikkarte vorausgesetzt.


Call of Duty 4 - Modern Warfare



Anmerkung: Maximale Details. Als Benchmark verwende ich den PCGH-Benchmark.







Fazit:
Auch Call of Duty 4 profitiert von einem größeren Cache. Der E8400 kann sich minimal vom E7200 absetzten, welcher wiederrum leicht vor einem E5200 liegt.

Gerade bei starker Filterung machen sich die „Mehr-MB“ des E8400 bezahlt, der Aufpreis wird mit bis zu 6 Min. FPS (bei 1280*1024 4AA/16AF) bezahlt. Bei 1600*1200 4AA/16AF sind es immerhin noch 2FPS (MIN.) und 6FPS (AVG.) die der E8400 Vorsprung hat.​

Anno 1701



Anmerkung: Maximale Details. Als Benchmark verwende ich den PCGH-Wirbelsturm-Savegame.







Fazit:
Anno 1701 ist sehr Speicher/Prozessor lästig. Der E5200 fällt minimal zurück. Bei 1600*1200 schafft es nur der E8400 über 30FPS (AVG.) zu bleiben und somit ein ruckelfreies Spielen zu ermöglichen.


F.E.A.R



Anmerkung: Maximale Details. Als Benchmark verwende ich die interierte Benchmark-Funktion.







Fazit:
F.E.A.R skaliert nicht sonderlich mit größerem Cache. Hier zählt eher die reine Taktfrequenz. Der E5200 verliert minimal aufgrund seines FSBs von 316MHz.


World in Conflict



Anmerkung: Maximale Details. Als Benchmark verwende ich die interierte Benchmark-Funktion.







Fazit:
World in Conflict belastet den Prozessor. Der größere Cache des E8400 beschert im paar zusätzliche FPS. Trotzdem ist WiC mit einem E5200 und passender Grafikkarte ohne Probleme spielbar.


Unreal Torunament 3



Anmerkung: Maximale Details. Als Benchmark dient ein 2 Minuten Bot-Match auf der Map "Shangri La".







Fazit:
Bei niedrigen Auflösungen mit hoher Filterung oder großen Auflösungen ohne Filterung macht sich der größere Cache sich eher bemerkbar als bei einer hohen Auflösung mit starker Filterung. Hier gerät eher die Grafikkarte ans Limit. Der E8400 kann gegenüber dem E7200 in 1600*1200 ganze 7FPS (AVG.) zulegen.
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