IDF: Intels Tablet-Prozessor Baytrail startet

Der Chipgigant Intel entlässt Informationen über seine nächste Generation von Atom-Prozessoren nur häppchenweise in die freie Wildbahn. Die grundsätzliche Kernarchitektur (Codename Silvermont) wurden bereits vor mehreren Monaten enthüllt, der Serverableger Atom C2000 (Avoton / Rangeley) startete Ende August. Pünktlich zum diesjährigen IDF (Intel Developer Forum) ist nun die für Intel wichtigste Variante dran: Baytrail alias Atom Z3000 für Tablets – auch wenn Toshiba bereits bei der IFA vor wenigen Tagen mit dem ersten konkreten Baytrail-Gerät vorgeprescht ist. Irgendwann später sollen noch die Silvermont-Ableger Merrifield für Smartphones sowie eine noch codenamenlose Variante für den Automotive-Einsatz folgen.

Gegenüber dem bisherigen Tablet-Chip Clovertrail, der etwa als Atom Z2760 vermarktet wird, bietet Baytrail etliche Performance-Verbesserungen. Statt zwei Kernen plus Hyper-Threading stehen nun vier vollwertige Kerne bereit, die zudem wie die großen Core-Prozessoren Out-of-Order arbeiten – Hyper-Threading fällt dafür weg. Je zwei Kerne teilen sich einen 1 MByte großen L2-Cache. Die Speicherbandbreite wurde dank des Wechsels von DDR2- auf DDR3-Chips drastisch erhöht; modellabhängig werden LPDDR3- oder DDR3L-RS-Chips angesteuert (siehe Tabelle).

Intels Tablet-Prozessor Atom Z3000 (Baytrail)
Modell	Z3770	Z3770D	Z3740	Z3740D	Z3680	Z3680D
Kerne	4	4	4	4	2	2
L2-Cache	2 x 1 MByte	2 x 1 MByte	2 x 1 MByte	2 x 1 MByte	1 MByte	1 MByte
Takt	bis 2,4 GHz	bis 2,4 GHz	bis 1,8 GHz	bis 1,8 GHz	bis 2,0 GHz	bis 2,0 GHz
Speicherinterface	LPDDR3 1067 (Dual Channel)	DDR3L-RS 1333 (Single Channel)	LPDDR3 1067 (Dual Channel)	DDR3L-RS 1333 (Single Channel)	LPDDR3 1067 (Single Channel)	DDR3L-RS 1333 (Single Channel)
Speicherbandbreite	17,1 GBit/s	10,6 GBit/s	17,1 GBit/s	10,6 GBit/s	8,5 GBit/s	10,6 GBit/s
Speicherausbau	bis 4 GByte	2 GByte	bis 4 GByte	2 GByte	1 GByte	2 GByte
max. Bildschirmauflösung	2560 x 1600	1920 x 1200	2560 x 1600	1920 x 1200	1280 x 800	1920 x 1200

Auch bei der integrierten Grafik hat Intel grundsaniert und sich von den bislang in Lizenz verwendeten PowerVR-GPUs verabschiedet. Stattdessen gibt es Hauskost, nämlich eine von der in der dritten Core-i-Generation alias Ivy Bridge entlehnten HD-Einheit samt QuickSync-Transcodierer. Die Anzahl der GPU-Einheiten wurde zwar auf vier EUs abgespeckt (Ivy Bridge: sechs [HD 2000] oder zwölf EUs [HD 3000]), an den Fähigkeiten inklusive DirectX-11-Unterstützung ändert sich dadurch aber nichts. Der Wechsel der GPU-Architektur lässt hoffen, dass Intel künftig besser und schneller Treiber-Updates liefert – bei den PowerVR-Ablegern hatte sich der Chipgigant in dieser Hinsicht nicht gerade mit Ruhm bekleckert.

Hinsichtlich einiger wichtigen Eckdaten hält sich Intel allerdings ungewohnt bedeckt. So soll Baytrail trotz gesteigerter Performance nicht mehr Strom verbraten als der Vorgänger Clovertrail, doch exakte Zahlen – sei es die eh nur schwammig formulierte SDP (Scenario Design Power) oder die konkretere TDP (Thermal Design Power) – wurden nicht genannt. Stattdessen gab es Marketing-Sprüche: Intel sei auf Augenhöhe mit der (ARM-)Konkurrenz, und die würde schließlich auch keine Zahlen veröffentlichen.

Die Angaben zur Taktfrequenz sind ähnlich schwammig: Mittels eines hier Burst genannten Turbos werden bis zu 2,4 GHz erreicht, doch anders als bei den großen Core-Prozessoren gibt es keinen garantierten Basis-Takt. Aus Intel-Sicht wäre so eine Angabe nicht sinnvoll, da alle unbenötigten Funktionseinheiten ja vom Power Management abgeschaltet und die CPU-Kerne somit länger am Burst-Limit operieren würden als die von Core-Prozessoren.

Wir konnten vor dem IDF in Intels Hauptquartier im kalifornischen Santa Clara bereits erste Messungen an einem Baytrail-Referenztablet vornehmen. Dieses war mit feinsten Komponenten bestückt, nämlich mit dem Flaggschiff Atom Z3770 sowie einem 2560er-Bildschirm. Zur Wahl standen Modelle mit Windows 8.1 oder Android 4.2.2; wir haben hauptsächlich erstere benutzt.

Bei Performance-Benchmarks lässt der Atom Z3770 den direkten x86-Konkurrenten von AMD alt aussehen: Das Tablet-Gegenstück A6-1450 (Temash) wird in CPU-lastigen Tests um den Faktor 2 geschlagen, der ähnlich schnelle A4-5000 (Kabini) verheizt viel mehr Energie. Baytrail wildert hier in Regionen, die bislang von CPUs wie dem Core i3-3229Y bedient wurden. Bei GPU-Tests steht AMD traditionell besser da; hier kann sogar der A6-1450 den Z3770 deutlich auf die Plätze verweisen.

Spannend ist der Vergleich zwischen Baytrail und der ARM-Konkurrenz. In unten stehender Tabelle macht der Z3770 beim Coremark scheinbar eine ganz gute Figur. Aber Achtung: Die Werte sind aufgrund der unterschiedlichen Taktfrequenzen und Kernzahlen sowie der nicht näher bekannten TDPs nur begrenzt vergleichbar. Pro Kern und Gigahertz lieferte das Testmuster des Z3770 gerade einmal 2655 Punkte. Damit muss es sich nicht nur ARMs Cortex-A15 (im Exynos 5250, 3262 Punkte) geschlagen geben, sondern auch Qualcomms Krait 400 im Snapdragon 800 (3102 Punkte).

Wie schnell ein Gerät auf Dauer arbeitet, hängt primär davon ab, wie heiß sein Chip dabei wird – oder anders ausgedrückt: welche Taktfrequenz er überhaupt kontinuierlich halten kann. Die kurzzeitigen Taktspitzen wiederum sind für die "Schwuppdizität" wichtig, also beispielsweise für die Auswertung von Touch-Gesten oder der Hintergrund-Wörterbuchsuche beispielsweise von Wischtastaturen. Kurzum, es bleibt spannend, bis die ersten Seriengeräte unter vergleichbaren Bedingungen antreten.

Mit dem Baytrail-Vorgänger Clovertrail war es Intel jedenfalls erstmals gelungen, einen Kern zu bauen, der sparsamer war als der direkte ARM-Konkurrent Cortex-A15 – allerdings zum Preis niedrigerer Performance. Ob Baytrail diese zurückerobern kann, hängt davon ab, wie viel Rechenleistung er in Seriengeräten pro Watt liefert. Pro Taktzyklus und Kern ist er jedenfalls weiterhin langsamer als die ARM-Konkurrenz. Sollte er jedoch effizienter arbeiten und damit kontinuierlich mehr Kerne mit höheren Taktfrequenzen betreiben können, muss das kein Nachteil sein.

UMTS oder LTE muss bei Baytrail mit Zusatzchips nachgerüstet werden. Ein integriertes LTE-Modem bekommt nach derzeitigen Stand der Dinge nicht einmal der Smartphone-Ableger Merrifield – ein klarer Nachteil gegenüber der ARM-Konkurrenz.

Benchmark-Ergebnisse
Benchmark	CineBench R11.5 (Single- / Multicore)	CoreMark (Single- / Multicore)	3DMark Ice Storm	GLBench	Sunspider
Baytrail
Atom Z3770	0,40 / 1,50	6373 / 23841	12178	100	346
Atom Z2760					720
zum Vergleich: Intel Ivy-Bridge
Core i3-3229Y	0,58 / 1,39	6302 / 18272
zum Vergleich: Intel Haswell
Core i7-4250U	1,15 / 2,51	13038 / 31790	15068	270
Core i7-4750HQ	1,42 / 6,50	15967 / 81186	72004	558
zum Vergleich: AMD-Chips
A6-1450	0,30 / 0,84	3756 / 10133	18564	106
A4-5000	0,39 / 1,51	4558 / 17716	23649	146
zum Vergleich:SoCs mit ARM-Kernen
Apple A6 (2 Kerne, 1 GHz)		3556 / 7418			829
Qualcomm Snapdragon 800 (4 Kerne, 2,2 GHz)		6826 / 22696			759
Exynos 5250 (2 Kerne, 1,7 GHz)		5547 / 11181

Angesichts der hohen Performance wundert es nicht, dass Baytrail in abgewandelter Form auch für Einsteiger-Notebooks- und -Desktop-PCs kommt. Solche Varianten werden allerdings nicht unter dem Namen Atom laufen, sondern als Celeron und Pentium. Für Notebooks sind die Serien Celeron N2000 und Pentium N3000 vorgesehen, für Desktop-PCs Celeron J2000 und Pentium J3000.

Abgesehen von der Tatsache, dass manche Celerons nur zwei statt vier CPU-Kerne haben werden, sind noch keine Details bekannt. Es ist aber davon auszugehen, dass die Features dort mit viel Arbeitsspeicher, PCI-Express-Links, SATA und 64-Bit-Befehlssatz sehr PC-like ausfallen werden, während die Atom Z3000 nur 32-Bit-fähig sind. Tablet-typisch sind Zusatzchips per I2C oder SDIO angebunden; statt SATA-SSDs sind eMMC-Flashchips nötig. (mue)