Jasper Lake (Atom) im Test: Intels kleine CPU-Kerne sind schneller als gedacht - Golem.de - Golem.de

Wer bei Atom-Chips noch an lahme Netbooks denkt, liegt falsch: Intels aktuelle Little-Cores nehmen es mit älteren Desktop-CPUs auf.

Ein Test von Marc Sauter 18. August 2021, 9:00 Uhr

Ein Wafer mit Quadcore-Atom-Chips (Bild: Intel)

Im Herbst 2021 erscheint mit Alder Lake der erste Hybrid-Prozessor von Intel, der mit Big/Little-Cores von Tablets bis zu Desktop-PCs alle Leistungsklassen abdecken soll. Neben schnellen Performance- rechnen darin auch sparsame Atom-Kerne, die es bisher primär für preisgünstige Notebooks und Mini-PCs gibt. Das wirft die Frage auf: Wie flott sind denn die aktuellen Atoms überhaupt?

Um das zu beantworten, müssen wir kurz ein paar Jahre zurückblicken. Die ersten Atoms veröffentlichte Intel schon 2008, die 45-nm-Chips alias Diamondville/Silverthorne nutzten die Bonnell-Microarchitektur. Mit bis zu zwei Kernen plus Hyperthreading bildeten sie die Grundlage für die erfolgreichen Netbooks, darunter Asus' Eee-PC.

Es folgten die Pineview-Generation mit integrierter Grafik und die Cedarview-Ableger mit 32 nm sowie DDR3-Unterstützung. 2013 präsentierte Intel die verbesserte Silvermont-Architektur, die so ausgestatteten 22-nm-Bay-Trail-Chips haben bis zu vier Kerne. Basierend auf diesem Design wollte Intel mit Merrifield/Moorefield auch im Smartphone-Segment dabei sein, scheiterte aber an der ARM-Konkurrenz.

Xeon Phi tot und 10 nm sehr spät

Ähnlich erging es mittelfristig dem Project Larrabee alias Xeon Phi als Server-Beschleuniger: Mit 32 Atom-Kernen als Knights Ferry gestartet, legte Intel mit den 62-kernigen Knights Corner und später den Knights Landings mit 72 Kernen nach. Besser sah es im Server-CPU-Bereich aus, hier konnte sich Avoton mit bis zu acht Kernen und Denverton mit bis zu 16 Kernen etablieren.

Dort kam bereits die Goldmont-Technik mit 14 nm zum Einsatz, die entsprechenden Apollo-Lake-Chips für Laptops und Mini-PCs vermarktete Intel erstmals als Celeron sowie Pentium. Danach blieb lange Goldmont+ für die 2017 erschienenen Gemini Lake aktuell. Erst ganze vier Jahre später wechselte Intel für die Tremont-Technik der Jasper Lake zu 10 nm.

Einen solchen Prozessor haben wir getestet, den Celeron N5100 mit vier Kernen und bis 2,8 GHz. Der Chip ist allerdings auf 6 Watt begrenzt und passiv gekühlt, er steckt im lautlosen PN41, einem Mini-PC von Asus. Wir haben das SoC mit seinem Vorgänger, einem aktuellen ARM-Snapdragon und vollwertigen Desktop-Prozessoren verglichen.

Konkret tritt der Celeron N5100 gegen den älteren Pentium Silver J5005 an, der mit 10 Watt und aktiver Kühlung aus Intels eigenem NUC7 (June Canyon) stammt. Dagegen stellen wir mit dem Core i5-2500K einen Sandy-Brigde-Quadcore von 2011, außerdem mit dem Pentium Gold G5400 einen Skylake-basierten Dualcore.

Bei allen Messwerten ist zu beachten, dass der Celeron N5100 aufgrund der nur 6 Watt einzig bei Last auf einem Kern seine vollen 2,8 GHz erreicht. Wenn alle vier rechnen, bricht die Frequenz auf gerade einmal 1,5 GHz ein. Effektiv taktet der Chip dann weniger als halb so hoch wie etwa der Core i5-2500K, was beim Vergleich der Benchmark-Resultate zu berücksichtigen ist.

Aus diesem Grund sind die Singlecore-Werte besonders spannend: Im Cinebench R11.5 schlägt der aktuelle Atom seinen Vorgänger um gleich 31 Prozent, im neueren Cinebench R20 sind es immerhin noch 18 Prozent. Im Geekbench beträgt die Differenz ebenfalls satte 31 Prozent, wird aber durch die 71 Prozent beim Crypto-Score verzerrt. Float (plus 24 Prozent) und Integer (plus 29 Prozent) spiegeln eher die Alltagsleistung wider.

Die IPC von Sandy Bridge wird erreicht

Umgelegt auf den Takt rechnet der Celeron N5100 (2,8 GHz) pro Kern damit ähnlich flott wie der Core i5-2500K (3,7 GHz) mit der mittlerweile ein Jahrzehnt alten Sandy-Bridge-Technik. Der Pentium Gold G5400 mit Skylake-Architektur bleibt bei der IPC (Instructions per Second) deutlich in Front, der Abstand beträgt abseits des Crypto-Scores zwischen 9 Prozent und 34 Prozent.

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Asus PN41, Intel NUC7, Desktop Systems (Bild: Golem.de)

	Codename	Fertigung	Kerne	Architektur	Launch
Celeron N5100	Jasper Lake	10 nm	4C/4T	Tremont	2021
Pentium Silver J5005	Gemini Lake	14 nm	4C/4T	Goldmont+	2017
Pentium Gold G5400	Kaby Lake	14 nm	2C/4T	Skylake	2018
Core i5-2500K	Sandy Bridge	32 nm	4C/4T	Sandy Bridge	2011
Core i5-L16G7	Lakefield	10 nm	1C+4C	Sunny Cove + Tremont	2020
Snapdragon 8cx	Makena	7 nm	4C+4C	A76 + A55	2020

Atom-Chips im Vergleich zu anderen Prozessoren

Dabei fällt auf, dass der aktuelle Atom-Chip vor allem bei der Float-Performance im Geekbench das Nachsehen hat. Laut Entwickler Primate Labs wird hier beim Machine Learning zwar die AVX-Befehlssatzerweiterung verwendet (siehe PDF), diese beherrscht der Pentium Gold G5400 trotz seines großen Leistungsvorteils aber nicht.

Auch wenn wir die Desktop-Performance des Celeron N5100 alias Jasper Lake interessanter finden, wollten wir wissen, wie sich der Chip gegen ein aktuelles ARM-Modell schlägt. Hierzu haben wir einen Snapdragon 8cx gewählt, das derzeit schnellste Qualcomm-SoC für Laptops. Der hat mit 7 Watt ein bisschen mehr Power-Budget zur Verfügung als der Atom-Chip, ist aber dennoch besser vergleichbar als Prozessoren mit 50 Watt oder 100 Watt.

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Asus PN41, Samsung Galaxy Book S Lakefield/Snapdragon (Bild: Golem.de)

Erneut zeigt sich, dass der Celeron N5100 pro Kern stark beim Crypto-Score abschneidet - Integer ist schwächer und Float fällt besonders ab. Im PCMark 10 mit Office 365 liefert der Snapdragon 8cx die bessere Performance ab, der Atom kann einzig bei wenig rechenintensiven Workloads wie Powerpoint oder Word mithalten. Beim aufwendigen Excel-Test zieht der Snapdragon 8cx um 37 Prozent davon und die Multihreading-Scores im Geekbench sind gar mehr als doppelt so hoch.

Atom-Ausblick für Intels Hybrid-Design

Für Alder Lake wird mit Gracemont die nächste Architektur eingesetzt, sie soll pro Takt deutlich flotter sein als die Tremont-Technik der aktuellen Jasper-Lake-Chips wie dem hier getesteten Celeron N5100. Aus Intel-Kreisen wurde uns berichtet, dass Gracemont in etwa die IPC von Skylake erreichen soll und damit bei entsprechendem Takt (angeblich bis zu 3,9 GHz) sowie Power-Budget alles andere als langsam wäre.

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