Mehr Kaffee, weniger Koffein: Intel 9th ​​Gen (Teil 4)

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Stromverbrauch

Was ist TDP, das ist die Frage

Hinweis Als wir diese Seite ursprünglich gepostet haben, haben wir die Testergebnisse auf dem ASRock Z370-Motherboard veröffentlicht. Später stellten wir fest, dass die vom Motherboard gelieferte Spannung deutlich höher war als erwartet. Wir mussten den Job mit dem MSI MPG Z390 Gaming Edge AC-Motherboard wiederholen, bei dem dieses Problem nicht auftritt.



Wie oben gezeigt, gab Intel für jeden der neuen Prozessoren eine Leistung von 95 W Thermal Design an. Diese magische Zahl bleibt unverändert, obwohl die Hauptprozessoren in den letzten zwei Jahren gewachsen sind. Diese "Stabilität" ärgerte sich und wurde für viele Benutzer zum Ärger.

Nach Intels eigenen Definitionen ist TDP ein Indikator für die Kühlleistung, die erforderlich ist, um den Prozessor auf der Grundfrequenz zu halten. Wenn der Benutzer in diesem Fall eine Wärmeableitung mit einer Leistung von 95 W bereitstellt, erhält er auf dem neuesten Core i9-9900K höchstwahrscheinlich nur 3,6 GHz. Dieser „magische“ TDP-Wert berücksichtigt grundsätzlich nicht den Betrieb bei der Turbofrequenz. Obwohl ein Vollkernturbo (in diesem Fall beispielsweise 4,7 GHz) viel mehr Kühlung benötigt als die angegebenen 95 Watt.

Intel verwendet eine Reihe von Indikatoren, die als „Leistungsstufen“ bezeichnet werden: PL1, PL2 und PL3.



Diese Folie ist etwas mit Informationen überladen, daher sollten wir uns auf das Diagramm rechts konzentrieren. Dies ist ein Diagramm der Leistung gegenüber der Zeit.



Hier verlaufen vier horizontale Linien von unten nach oben: das maximale Kühlniveau (PL1), die konstante Stromversorgung (PL2), das Batterielimit (PL3) und das Leistungslimit.

Das Endergebnis, die Kühlgrenze, ist tatsächlich der TDP-Wert. Hier wird Leistung (und Frequenz) durch Kühlung begrenzt. Dies ist die niedrigste stabile Frequenz für die Kühlung, also insgesamt TDP = PL1. Dies ist unser Wert von "95 Watt".

Der Wert PL2 oder konstante Stromversorgung ist die Betriebsart bei eingeschaltetem Turbo. Dies ist die maximale stabile Leistung, die ein Prozessor abgeben kann, bis thermische Probleme auftreten. Wenn der Chip auch nur für kurze Zeit in den Turbomodus wechselt, ist dies der Teil des Diagramms, den wir betrachten. Der PL2-Wert kann vom Systemhersteller festgelegt werden, Intel hat jedoch seine eigenen empfohlenen PL2-Werte.

In unserem Fall hat Core Intel für neue Prozessoren der 9. Generation den Wert von PL2 auf 210 Watt festgelegt. Dies ist in der Tat die Wärmeableitungsleistung, die erforderlich ist, um einen maximalen Turbo auf allen Kernen zu erreichen, z. B. 4,7 GHz auf dem 8-Kern-Core i9-9900K. Auf diese Weise können Benutzer 95 W TDP beim Kühlen vollständig vergessen. Wenn der Benutzer die versprochenen (Spitzen-) Frequenzen vom Prozessor empfangen möchte, ist es Zeit, in etwas zu investieren, das wirklich cool sein kann.

Glücklicherweise können wir all dies in unseren Leistungstests testen.

Zum Testen verwenden wir POV-Ray als Lastgenerator und nehmen dann die Werte aus den Registern, um die CPU-Leistung zu bestimmen. Diese Softwaremethode für die meisten Plattformen umfasst die Aufteilung der Leistung zwischen Kernen, DRAM und Chipleistung. Viele Benutzer finden diese Methode nicht ganz genau, aber im Vergleich zum Testen des Systems bietet sie eine gute Genauigkeit, indem ein Wert ohne Stromausfall angezeigt wird. Am wichtigsten ist, dass es die Grundlage für die Bestimmung der Leistungswerte bildet, die im Prozessor für seine eigenen Funktionen verwendet werden.

Beginnen wir mit einer einfachen: maximalen Prozessorleistung



Apropos zwei neue Intel-Prozessoren, die wir getestet haben - beide gehen weit über ihre TDP hinaus, erreichen aber nicht PL2. Auf dieser Ebene verwendet der Prozessor alle Kerne und Threads mit der höchstmöglichen Turbofrequenz. Beide Werte: 168,48 Watt für den i9-9900K und 124,27 Watt für den i7 = 9700K weit über der TDP-Bewertung.

Wenn Benutzer interessiert sind, zeigte der Core i9-9900K beim Testen auf 4 Kernen / 4 Threads und einer Frequenz von 3,0 GHz einen Verbrauch von nur 23 Watt. Das Verdoppeln der Kerne und das Hinzufügen von weiteren 50% + zur Frequenz führt zu einer fast 7-fachen Erhöhung des Energieverbrauchs. Wenn Intel beginnt, diese Frequenzen auszugeben, steigt sein Appetit stark an.

Wenn wir 9900K im Kontext betrachten: Wie viel Energie verbraucht wird, wenn wir Flüsse laden, sehen die Ergebnisse sehr linear aus.



Aber was passiert, wenn zwei Threads gleichzeitig in den Kernel heruntergeladen werden? Der Prozessor versorgt die Kerne nach und nach mit Strom, wenn Threads zugewiesen werden. Wir laden Streams und sehen fast lineare Ergebnisse.



Im Vergleich zu den beiden anderen 95-W-Prozessoren bietet der Core i9-9900K beim Laden jedes neuen Kerns mehr Leistung. Trotz der Tatsache, dass Intel offiziell drei identische TDP-Werte bereitgestellt hat: 95 W und der gleiche PL2 = 210 W, gibt es offensichtliche Unterschiede aufgrund der in jedes BIOS integrierten festen Turbotabellen.

Das heißt, TDP ist sinnlos? Ja, aber es gibt eine Lösung

Wenn Sie der Meinung sind, dass TDP in Standardszenarien der maximale Stromverbrauch des Prozessors ist, dann ist TDP bedeutungslos, und das seit mehreren Generationen technisch. Im Zeitalter der Quad-Core-Prozessoren erreichten die meisten von ihnen jedoch selbst bei Volllast nicht die TDP-Bewertung. Dies wurde erst möglich, nachdem wir Prozessoren mit einer großen Anzahl von Kernen mit derselben oder einer höheren Frequenz verwendet hatten. Gleichzeitig wurde der TDP-Indikator problematisch und seltsam.

Aber keine Sorge, es gibt eine Lösung. Zumindest möchte ich es Intel und AMD anbieten, in der Hoffnung, die Hersteller zu interessieren. Die Lösung besteht darin, zwei TDP-Bewertungen anzubieten: TDP und TDP-Peak. Bei Intel sind dies PL1 und PL2, aber TDP-Peak berücksichtigt einfach den "All-Core" -Turbo. Es sollte nicht garantiert werden (wie im Moment der Turbomodus), aber es sollte ein Indikator für die Kühlleistung sein, die der Benutzer installieren muss, wenn er die volle Leistung erzielen möchte. Andernfalls sind Benutzer gezwungen, nach dem Zufallsprinzip zu handeln.

Übertakten

Dank der aktualisierten thermischen Schnittstelle zwischen Prozessor und Kühlkörper - dem Übergang von Paste zu Löten - schlägt Intel vor, dass neue Prozessoren stärker übertaktet werden sollten als frühere Generationen. Wir hatten nur Zeit, die Core i9-9900K und i7-9700K zu testen, und wir werden sie berücksichtigen.

Unsere Übertaktungstechnik ist einfach. Wir stellen die „Lastleitungskalibrierung“ - „statisch“ (oder Stufe 1 für unser ASRock Z370-Motherboard) ein, stellen die Frequenz auf 4,5 GHz und die Spannung auf 1.000 Volt ein und führen unsere Tests durch. Wenn der Prozessor stabil ist, zeichnen wir Leistung und Leistung auf und erhöhen dann den CPU-Multiplikator. Wenn das System ausfällt, erhöhen wir die Spannung um +0,025 Volt. Die Beschleunigung endet, wenn die Temperatur zu hoch wird (85 ° C +).

Für unsere neue Testsuite gibt es neue Übertaktungsoptionen. Wie oben erwähnt, ist unsere Leistungsmesssoftware POV-Ray, die den Prozessor dramatisch belasten kann. POV-Ray leistet ebenfalls gute Stabilität, reicht jedoch für unsere Tests nicht aus - und wir verwenden auch die Blender-Workload, die Kerne und Speicher lädt und auf einem 8-Kern-Prozessor etwa 5 Minuten dauert.

Ergebnisse:



Für den Core i7-9700K erreichen wir sehr leicht 5,3 GHz mit einem leichten Anstieg von Leistung und Temperatur. Bei 5,4 GHz konnten wir das Betriebssystem laden, aber es war sehr instabil - in diesem Fall waren wir durch Spannung / Temperatur begrenzt. Aber acht Kerne, acht 5,3-GHz-Threads auf einem 180-Watt-Prozessor für 374 US-Dollar? Vor einem Jahr fast unvorstellbar.



Das Übertakten des Core i9-9900K war nicht so fruchtbar. Der beste Indikator für dieses Übertakten ist 4,7 GHz: Dank unserer eigenen Spannungseinstellungen haben wir den Stromverbrauch um 41 W, was fast 25% der Gesamtleistung entspricht, und die Temperatur um 24 ° C gesenkt. Dies geschieht aus Sicherheitsgründen. Obwohl 4,8 GHz und 4,9 GHz zulässig erscheinen, unterliegen Temperaturen bei einer Frequenz von 5,0 GHz möglicherweise nicht allen. Wenn alle Kerne und Threads geladen sind, ist dies ein sehr heißer Chip.

Intel Core i9-9900K: Technisch der leistungsstärkste Gaming-Prozessor

Als Intel eine neue Reihe von Prozessoren vorstellte, kündigte es den Core i9-9900K als "den besten Gaming-Prozessor der Welt" an. Auf dem Foto unten - Anand Srivatsa, der die neue Verpackung dieses 5,0-GHz-Riesen mit acht Kernen und sechzehn Gewinden demonstriert:



In der Tat ist die Verpackung sehr klein. Intel hat uns keine aktualisierte Verkaufsversion der Box zur Verfügung gestellt, aber das Innere enthält einen frisch vorbereiteten Core i9-9900K. Intel-Partner erhielten freundlicherweise die Prozessoren i7-9700K und i5-9600K für unseren Test.

Wenn der "beste Spielprozessor der Welt" bereits angekündigt wurde, ist klar, dass dieses Ding getestet werden muss. Intel hat einen Prozessorleistungsbericht an einen Dritten bestellt (bezahlt), um Daten zu erhalten, was leider viele Fragen aufwirft. Insbesondere, wie genau die Chips getestet wurden. Aber hier bei AnandTech werden wir Ihnen die richtigen Ergebnisse liefern.
Für unsere Spieletests haben wir diesmal jedes Spiel in vier verschiedenen Auflösungen und Szenarien getestet, die als IGP (für 720p-Auflösung), Niedrig (für 1080p), Mittel (für 1440p bis 4K) und Hoch (für 4K und höher) bezeichnet werden. Hier ist eine kurze Zusammenfassung der Ergebnisse:

• World of Tanks: Beste CPU in IGP, niedrig, mittel, fast am besten in hoch
• Final Fantasy XV: Beste CPU (alle Tests: beste / fast beste)
• Shadow of War: Beste CPU (alle Tests: beste / fast beste)
• Civilization VI: Beste CPU in IGP, etwas hinter 4K, fast am besten bei 8K / 16K
• Ashes Classic: Beste CPU in IGP, niedrig, fast am besten bei mittel, mittel bei 4K
• Seltsame Brigade DX12 / Vulkan: Beste CPU (alle Tests: beste / fast beste)
• Grand Theft Auto V: Beste CPU (alle Tests: beste / fast beste)
• Far Cry 5: Beste CPU (alle Tests: beste / fast beste)
• Shadow of the Tomb Raider: (alle Tests: fast die besten)
• F1 2018: Beste CPU (alle Tests: beste / fast beste)

Es besteht kein Zweifel: In fast allen Szenarien war der Prozessor in jedem Test entweder der beste oder einer der besten (mit Ausnahme von Ashes on 4K). Intel hat wirklich den weltweit besten Gaming-Prozessor gebaut. Wieder.

Beim Testen des i9-9900K-Prozessors haben wir extrem hohe synthetische Testergebnisse festgestellt, die besser sind als bei jedem anderen Mainstream-Prozessor. In einigen unserer realen Tests, z. B. beim Herunterladen von Anwendungen oder der Webleistung, wurde von Zeit zu Zeit aufgrund gleichzeitiger Multithreading-Probleme i7 und i5 abgespielt, da diese Tests normalerweise besser funktionieren, wenn Threads Zugriff auf alle Kernressourcen haben . Bei speicherbeschränkten Tests sind Prozessoren mit einer großen Anzahl von Kernen und Threads die beste Alternative.

Trotz des Fehlens spezifischer Innovationen für die Prozessorleistung hat Intel schließlich die STIM-Thermoschnittstelle wiederbelebt, die zuletzt während Sandy Bridge in der Mainstream-Linie verwendet wurde. Durch die Implementierung von STIM konnte Intel die Häufigkeit neuer Prozessoren erhöhen. Diese Ass-Kampagne hat sich sehr lange gehalten, und viele werden sich fragen, warum dieses Tool zuvor nicht verwendet wurde.

Insgesamt haben sich dank der erhöhten Frequenzen und der Zunahme der Kerne drei neue Prozessoren der 9. Generation bei den meisten unserer Mischlasttests an die Spitze gesetzt. Damit ist der neue Standard "Alleskönner" im Intel-Portfolio gesetzt. Wenn der Benutzer eine variable Arbeitslast verwendet und mehr Leistung wünscht, sollten diese neuen Prozessoren eine willkommene Anschaffung sein.

Wenn Sie also ein Spieler sind, für den der Preis keine Rolle spielt, ist dies der Prozessor für Sie. Dies ist jedoch nicht jedermanns Sache, wenn Sie das Thema Kosten und Wettbewerb ansprechen.

Mit 488 US-Dollar plus etwas teurer im Einzelhandel und 80 bis 120 US-Dollar für einen anständigen Kühler (oder sogar 200 US-Dollar für ein Flüssigkeitskühlsystem) ist es für Systemtreiber zu einem Preis von etwa 1.500 US-Dollar, bei dem die Leistung auf der GPU beruht, nicht konkurrenzfähig. Trotzdem kostet der Intel i5-9600K mehr als das Doppelte, und der AMD R7 2700X ist in fast allen Tests ein starker Konkurrent - er ist kostengünstiger, obwohl er etwas hinter der Leistung zurückbleibt.

Die Preislücke hat den Core i9-9900K von seinen Mitbewerbern getrennt. Angemessene Investitionen enden bei 9700.000, 9600.000 oder 2700X. Für einige wenige Auserwählte ist Geld keine Einschränkung. Für den Rest von uns gibt es viele Prozessoren, die gute Arbeit leisten und gleichzeitig weniger Strom verbrauchen, insbesondere wenn sie mit 1440p und höheren Auflösungen spielen, bei denen die GPU der Engpass ist.

Update: Als wir diese Seite ursprünglich veröffentlicht haben, haben wir die Testergebnisse auf dem ASRock Z370-Motherboard veröffentlicht. Später stellten wir fest, dass die vom Motherboard gelieferte Spannung deutlich höher war als erwartet. Obwohl dies keinen Einfluss auf das Benchmarking hatte, haben wir die Leistungstests mit dem MSI MPG Z390 Gaming Edge AC-Motherboard erneut überarbeitet und die Überprüfung entsprechend aktualisiert.

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