ASRock N3150-ITX im Test – 14nm Braswell vs. 22nm Bay-Trail

Mit dem ASRock N3150-ITX nehmen wir ein neues Mainboard mit Braswell Prozessor unter die Lupe. Der Test soll zeigen, ob es einen deutlichen Unterschied zur Vorgängerarchitektur Bay-Trail gibt. Auf dem ASRock N3150-ITX ist ein Intel Celeron N3150 mit 4x 1,6GHz (Turbo bis 2,08GHz) und einer TDP von nur 6W verbaut.

Vergleichen werden wir das Mainboard mit dem ASRock Q1900-ITX welches einen Intel Celeron J1900 mit 4x 2,0GHz (Turbo bis 2,4GHz) bei 10W TDP verbaut hat. Wir sind gespannt, ob der etwas niedriger getaktete Intel Celeron N3150 etwa die gleiche Leistung wie sein Vorgänger – bei fast halbierter TDP – abrufen kann.

Bei Braswell und Bay-Trail ist der Basistakt allerdings recht uninteressant, da der volle Turbotakt auch im Mehrkern-Betrieb durchgehend anliegt. Schaut man nüchtern in den CPU-Vergleich des N3150 vs J1900, so stellt man schnell fest, dass Intel die IPC – also die Geschwindigkeit pro Takt – bei Braswell nicht verbessern konnte. Normalerweise bringt eine neue Architektur auch immer eine Steigerung der IPC mit sich – diese liegt meistens bei 5-10%.

Intel hat bei den Braswell Prozessoren der rohen CPU-Leistung so gut wie keine Beachtung geschenkt. Ein erweitertes Featureset und eine gesteigerte Energieeffizienz standen im Vordergrund. Die CPU-Leistung des Intel Celeron N3150 liegt daher durch den geringeren Takt rund 14% unter der des Intel Celeron J1900.

Mainboard und Braswell Prozessor

Grundlegend hat sich an dem ASRock N3150-ITX Mini-ITX Mainboard nur sehr wenig im Vergleich zum Vorgänger ASRock Q1900-ITX getan. Statt jeweils 4 verfügt das Braswell Mainboard nun über 6 USB 2.0 und 6 USB 3.0 Anschlüsse.

Konnte das ältere ASRock Q1900-ITX nur 2x SATA3 + 2x SATA2 bereitstellen, sind es nun 4x SATA3. Und auch bei den Videoanschlüssen hat sich was getan: Statt 2 Bildschirme dürfen nun 3 Bildschirme gleichzeitig angeschlossen werden. Dafür ist der alte VGA-Anschluss einem Display-Port 1.1a gewichen.

Neben der neuen internen „Gen8“ Grafik mit 12 Ausführungseinheiten (Bay-Trail: 4 Ausführungseinheiten) kann der Braswell Prozessor nun auch mit DDR3/DDR3L-1600 umgehen, bei den Bay-Trails war bei DDR3/DDR3L-1333 Schluss. Die PCIe Anbindung ist weiterhin auf PCIe 2.0 x4 begrenzt.

Eine deutliche Verbesserung steckt im Detail: die neuen Braswell Prozessoren unterstützen jetzt die AES-Ni Verschlüsselungsfunktionen – das war bisher den großen Haswell Prozessoren ab dem Intel Core i3 vorbehalten.

Testsystem

Dem ASRock N3150-ITX bzw. dem ASRock Q1900-ITX haben wir 4GB DDR3L-1600 So-Dimm (1,35V) von Kingston (KVR16LS11/4) zu Seite gestellt. Die beiden Mainboards unterstützen aber auch normale DDR3 So-Dimms mit 1,5V sowie Dual-Channel, also das gleichzeitige Benutzen von 2 Arbeitsspeicher-Riegeln um die Speicherbandbreite zu erhöhen. Dies kommt auch der internen Grafik zu Gute.

Wichtig: Wer 2 Arbeitsspeicher-Module benutzen möchte, sollte auf jedem Fall zum Kingston KVR16LS11/4 greifen, da das Mainboard extrem zickig ist wenn es im Dual-Channel Modus arbeitet. Die sonst von uns empfohlenden Crucial Arbeitsspeicher funktionieren z.B. nur im Single-Channel Modus.

Als Systemfestplatte setzen wir auf eine aktuelle Samsung 850 Pro mit 256GB die wir an einen Intel SATA3-Port angeschlossen haben (2 SATA3 Ports werden über die Southbridge an den Prozessor angebunden, 2 weitere SATA3 Ports über einen ASMedia 106x Controller). Der ASMedia Controller ist ziemlich verbeitet und auch nicht schlecht, erfahrungsgemäß sind die eigenen SATA3-Ports aber noch einen Tick schneller.

Ein internes ATX-Netzteil wäre für die beiden Systeme etwas überdimensioniert, weswegen wir uns für einen PicoPSU-90 Spannungswandler (90W) für {PicoPSU-90} und für ein Salcar 60W Trafo Transformator Netzteil mit 5,5mm/2,5mm Buchse für knapp {Salcar 60W Trafo Transformator Netzteil} entschieden haben.

Positiver Nebeneffekt ist, dass das ganze System komplett passiv gekühlt wird und auch das Netzteil keinen Laut von sich gibt.

Bios

Das ASRock UEFI Bios ist auf den beiden Systemen fast identisch und gut strukturiert. Besonders das automatische Bios-Update direkt aus dem UEFI heraus ist einfach und komfortabel. Für das ASRock N3150-ITX war zum Testzeitpunkt die Version 1.10 die Neuste. Wie bei fast allen ASRock Mainboard muss für das WOL Feature die Option „PCIE Devices Power on“ aktiviert werden“. Die ist vor allem für NAS Systeme interessant und funktioniert zuverlässig.

Neu ist ein das so genannte „Power Gear“. Hier lässt sich neben dem „Normal Mode“ auch ein „Eco Mode“ bzw. „Sport Mode“ auswählen. Im Eco Mode soll das System besonders sparsam sein. Hierfür wird der Turbo Modus im Mehrkernbetrieb deaktiviert. Im Sport Mode werden alle Stromsparfunktionen deaktiviert und so die höchste Performance erreicht. Ob das Power Gear sinnvoll ist bzw. überhaupt einen Effekt hat, haben wir natürlich getestet. Alle übrigen Benchmarks haben wir im „Normal Mode“ durchgeführt.

Selbst im Sport Mode taktet der Intel Celeron N3150 im Windows 8.1 Idle noch bis 0,51 GHz herunter – diese niedrige Taktfrequenz wird in allen Modi erreicht. Während im Eco Mode im Mehrkernbetrieb bei 1,58 GHz Schluss ist (Einkernbetrieb volle 2,08 GHz), darf man im Normal und Sport Mode auf den Turbo Modus zurückgreifen, der über die ganze Dauer der Benchmarks anlag und den Prozessor auf 2,08 GHz beschleunigt. Die Leistung im Sport Mode ist dabei identisch zum Normal Mode, im Eco Mode ist die Leistung durch die Deaktivierung des Turbos dementsprechend schlechter.

Für uns erschließt sich der Sinn des Eco Mode allerdings nicht, da das System dann dementsprechend länger rechnen muss – das wird in der Praxis eventuell sogar mehr Energie verbrauchen als im Normal Mode. So haben wir im Cinebench R15 Mehrkern Benchmark zwar 9% Energie eingespart, die Leistung lag dabei aber ganze 20% unter den zwei anderen Modi. Wir halten Power Gear daher für eine nette Spielerei – einen echten Nutzen konnten wir nicht erkennen.

Windows 7

Ursprünglich wollten wir unseren Vergleichstest unter Windows 7 Pro 64bit durchführen. Das war nicht möglich, da das Windows 7 Setup weder unsere USB-Maus noch unsere USB-Tastatur erkannt hat. Auch ein PS2-Adapter schaffte hier keine Abhilfe. Das Problem tauchte sowohl über den normalen USB-Boot als auch über UEFI auf. Auch das Durchprobieren aller USB-Legacy Einstellungen im Bios sowie ein erneuter Bios-Reset blieben erfolglos.

Wir stehen mit ASRock in Kontakt um Abzuklären wo das Problem liegt – denn offiziell unterstützt das ASRock N3150-ITX natürlich Windows 7. Windows 8.1 ließ sich hingegen einwandfrei installieren. Das Problem taucht zudem nur auf dem ASRock N3150-ITX auf – auf dem ASRock Q1900-ITX lässt sich auch Windows 7 problemlos installieren.

Update vom 01.07.2015: ASRock hat uns erklärt, dass das ASRock N3150-ITX USB schon per xHCI ansteuert. Da Windows 7 noch keinen nativen xHCI Support besitzt, muss vor der Installation von Windows das Installationsimage manuell mit den xHCI USB 3 Treibern versehen werden. Dies betrifft das ASRock N3050-ITX, das ASRock N3150-ITX und auch das ASRock N3700-ITX. Der genaue Vorgang ist in der Anleitung des N3150-ITX ab Seite 25 beschrieben.

Arbeiten in Windows 8.1

Wie auch schon das Vorgängermodell eignet sich auch das neue ASRock N3150-ITX mit Intel Celeron N3150 nur bedingt als Windows-PC. Trotz der 4 Kerne ist die Arbeitsgeschwindigkeit nur für sehr einfache Office-Aufgaben oder zum Surfen ausreichend. Beim Aufrufen von größeren Webseiten kommt es zu deutlichen Verzögerungen – trotz schneller System-Festplatte.

Auch wenn der Windows 8.1 Startvorgang selbst relativ fix ist, sehe ich den Haupteinsatzzweck eher in einem 4-Bay NAS oder einem passiven Mediaplayer / HTPC. Dafür spricht auch die niedrige Energieaufnahme des Systems.

CPU-Z, Cinebench 11.5 (64bit) / R15, Prime95

Der niedriger getaktete Intel Celeron N3150 ist dem älteren Intel Celeron J1900 fast durchgehend unterlegen. Eine Ausnahme ist der OpenGL Test, bei dem die interne Grafikkarte getestet wird. Hier konnte Intel die Leistung fast verdoppeln.

Fairerweise muss man anmerken, dass der direkte Nachfolger des Intel Celeron J1900 der Intel Pentium N3700 ist, der nochmal 0,3GHz höher taktet als der von uns getestete Intel Celeron N3150. Außerdem verfügt die interne Grafik des Intel Pentium N3700 über 16 Ausführungseinheiten – 4 mehr als der Intel Celeron N3150.

Im direkten Vergleich zwischen J1900 und dem N3700 sieht man dann auch schön, dass es in unseren Benchmarks so gut wie keinen Leistungsunterschied zwischen Braswell und Bay-Trail gibt.

SATA3 Performance in CrystalDiskMark

Ein Vorteil der neuen Braswell Prozessoren ist, dass diese 2 native (also eigene) SATA3-Ports mitbringen. Eigene SATA-Ports sind in der Regel etwas schneller als SATA-Ports die durch zusätzliche Controller nachgerüstet werden. Das Bay-Trail Mainboard greift hierfür auf einen ASMedia 106x SATA3-Controller zurück. In unserem Benchmark ist der native SATA3-Port des Intel Celeron N3150 je nach Situation um bis zu 20% schneller.

VLC 2.2.1, PowerDVD 15 Ultra und Kodi 15.0 Beta2

Beide Mainboards eignen sich für kleine Mediaplayer und HTPCs. Daher wollten wir auch wissen wie sich Braswell und Bay-Trail unter der neusten Kodi Version schlagen.

Durch die hardwarebeschleunigte Dekodierung von h265 HEVC Videos lassen sich diese unter PowerDVD 15 Ultra flüssig auf dem kleinen Braswell Prozessor abspielen. Sowohl der normale VLC Player (2.2.1) als auch der VLC Fork mit libde265 HEVC Codec und Kodi 15.0 Beta2 schaffen es aber nicht h265 Videos flüssig auf dem Braswell abzuspielen. Da die Hardware definitv dazu fähig ist, müssen wir warten bis die Software daran angepasst wird.

Update vom 12.07.2015: Ich hatte ursprünglich geschrieben, dass Kodi 15.0 Beta2 auch in der Lage ist h.265 HEVC Videos flüssig auf dem Braswell wiederzugeben. Heutige Tests konnten das nicht verifizieren. Ob ein Testfehler vorlag oder ob dies andere Ursachen hat wissen wir nicht. Daher habe ich PowerDVD 15 Ultra hinzugefügt, welches in der Lage ist Videos in h265 @ 4K flüssig auf dem Braswell abzuspielen.

AES Verschlüsselung unter TrueCrypt 7.1a

Wie oben bereits erwähnt verfügen die Braswell Prozessoren nun über die AES-Ni Hardwarebeschleunigung. Dies macht sich in einer Verdreifachung der Ent- bzw. Verschlüsselungsgeschwindigkeit bemerkbar. Damit eignen sich die neuen Braswell Prozessoren auch für den Einsatz in NAS-Systemen in denen Verschlüsselung eine Rolle spielt.

Temperatur

Der passive Kühlkörper reicht Dank der kleinen TDP von 6W aus um das ASRock N3150-ITX kühl zu halten. Bei 21°C Raumtemperatur erreichte die Kerntemperatur auf dem Windows Desktop maximale 45°C, bei Volllast unter Prime95 LargeFFTS blieb die Kerntemperatur dauerhaft unter 60°C – ein sehr guter Wert. Der Intel Celeron J1900 wird mit maximal 65°C nur unwesentlich wärmer, im Idle liegt die Temperatur ca. 5°C höher als beim neuen Braswell Pendant.

Stromverbrauch

Hier haben wir den Stromverbrauch unseres Testsystems in verschiedenen Situationen vermerkt. Gemessen haben wir den Energieverbrauch mit einem Voltcraft Energy Logger 4000.

Fazit

Intel hat mit Braswell seine sparsame Bay-Trail Plattform konsequent weiterentwickelt. Neben den modernisierten Videoausgängen, eigenen SATA3-Ports und mehr USB2 und USB 3.0 Anschlüssen steckt der größte Vorteil von Braswell aber im Detail: Die AES-Ni Verschlüsselung verdreifacht die Geschwindigkeit mit der Dateien ver- bzw. entschlüsselt werden. Gerade für den Einsatz in einem NAS ist das interessant und dürfte für einige den Kauf von Braswell mehr als rechtfertigen – AES-Ni gibt es sonst bei Intel erst ab dem Intel Core i3.

Auch die interne „Gen8“ Grafik mit 12 (N3150) bzw. 16 (N3700) statt zuvor 4 Ausführungseinheiten hat einen großen Schritt nach vorne gemacht: 4K Videos lassen sich über Kodi (15.0 Beta2) flüssig wiedergeben – sogar h.265 Videos die mit dem HEVC Codec encodiert sind. Bei 4K h.265 Videos liegt die Auslastung bei 90-100% – viel Reserve bleibt also nicht übrig. Trotzdem kann sich die Video-Abspielperformance des neuen Braswell Prozessors sehen lassen.

Enttäuschend ist die im Vergleich zum Vorgänger identische Leistung pro Takt (IPC) – hier ist man zwar nicht viel, aber zumindest 5-10% mehr Leistung pro Tick/Tock gewohnt. Nach 1,5 Jahren Bay-Trail haben wir hier mehr erwartet – gerade weil die kleinen Bay-Trail oder auch Braswell Systeme von einem Leistungsupdate gut provitiert hätten.

Schade ist auch, dass das Braswell System im Idle nur rund 0,7W weniger Energie verbraucht als das Bay-Trail System – und das obwohl sich der neue Intel Celeron N3150 auf 0,51 GHz heruntertakten kann, während der ältere Intel Celeron J1900 bei 1,3 GHz seinen niedrigsten Takt hat. Auch hier hätten wir durch die neue 14nm Fertigung etwas mehr erwartet, vielleicht ist hier aber beim Prozessor selbst auch einfach nicht mehr viel zu machen, denn einen großen Anteil am Energieverbrauch haben auch die übrigen Mainboard-Komponenten.

Abschließend können wir auch bei NAS Systemen mit OpenMediaVault grünes Licht geben: Gab es zum Bay-Trail Release noch größere Probleme unter Linux ist dies bei den neuen Braswell Prozessoren nicht mehr der Fall.

Komponenten in diesem Test

Hier haben wir noch einmal alle von uns verwendeten Komponenten zusammengefasst.