Core i9-9900K & i7-9700K im Test: Sehr schnell. Sehr durstig. Extrem teuer.
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Leistungsaufnahme (mit Power Target)
Auch die drei neuen Prozessoren wurden von Intel in die 95-Watt-TDP-Klasse eingestuft. Das heißt, dass sie unter Nutzung des Basistaktes unter von Intel definierter „hochkomplexer Last“ 95 Watt elektrische Leistung in Wärme umsetzen. Alle drei CPUs haben aber einen Turbo, den sie nutzen, solange ein Grenzwert bei der Temperatur oder bei bei der maximalen Leistungsaufnahme nicht erreicht wird. Und das ist mit gutem Kühler auf Mainboards, wie man sie im Handel kauft, in der Regel nie der Fall.
Das Resultat: Unter Nutzung des Turbos unter Last liegt die Leistungsaufnahme deutlich über der TDP. Und der Core i9-9900K stellt in diesem Zusammenhang einen neuen Rekord auf. Und er würde im Extremfall auch noch mehr Leistung aufnehmen.
Der Core i9 hat ein Power Target für den Extremfall
Doch Intel hat der CPU erstmals ein maximales Power Target mitgegeben. Das soll laut Mainboardherstellern nur beim Core i9-9900K greifen und anscheinend auch nur bei Prime95 als Extremszenario. So oder so: Eine solche Obergrenze gab es auf dem Sockel LGA 1151 bisher nicht. Im BIOS des Asus ROG Maximus XI Hero (Z390) kann auch diese Hürde über den Eintrag „CPU Core / Cache Current Limit Max.“ und eine manuelle Eingabe von 255,50 Watt als Maximum überbrückt werden.
Das Power Target und dessen Auswirkungen werden schnell sichtbar: Ohne die Einstellung im BIOS nimmt ein Core i9-9900K in Prime95 sogar weniger Leistung auf als ein Core i7-9700K, weil der Core i9 automatisch auf 4,5 GHz eingebremst wird, während der Core i7 weiterhin mit 4,6 GHz rechnen darf. Mit dem im BIOS aufgehobenen Limit wird das erwartete Bild dann wiederhergestellt und die vorab in der Gerüchteküche gehandelten Werte von rund 210 Watt zeigen sich mit einem Package Power von 218 Watt für den Core i9-9900K eindrucksvoll. Der gesamte PC kratzt in dem Szenario an der 290-Watt-Marke – das ist höher als selbst mit dem 18-Kern-Prozessor Intel Core i9-7890XE auf der X299-Plattform. Aber auch für den Core i7-9700K ist diese Disziplin kein Aushängeschild: Der Core i7-7820X mit acht Kernen aus dem Vorjahr genehmigt sich auf der größeren Plattform eine geringere Leistungsaufnahme.
Der Verbrauch im Leerlauf und in Cinebench
Im Leerlauf zeigen die Intel-CPUs das bekannte Bild, auch bei Einzelkern-Last ist das so. Bei Mehr-Kern-Last wird der Vergleich der beiden neuen CPUs hingegen interessant. Der Core i7-9700K benötigt für die acht Prozent mehr Leistung gegenüber dem Core i7-8700K in Cinebench über 20 Prozent mehr elektrische Leistung (Delta Last-Idle, 102 zu 123 Watt). Der Core i9-9900K leistet hingegen 46 Prozent mehr in Cinebench, benötigt dafür aber rund 40 Prozent (102 zu 143 Watt).
Auf Basis der zwei Prozessoren in der Redaktion ist das zwar nur eine Vermutung, aber das Ergebnis spricht für ein starkes „Binning“ in der Fertigung, in dessen Folge der Core i9-9900K die besseren und der Core i7-9700K die schlechteren Dies auf dem Wafer zugeteilt bekommt – also beispielsweise CPUs, die nicht ganz so niedrige Spannungen bei den hohen Taktraten vertragen. In jedem Fall ist die Skalierung von zugeführter elektrischer Leistung und zusätzlicher Leistung beim Muster des Core i9-9900K nicht üblich.
Trotz verlötetem Heatspreader hohe Temperatur
Der Verbrauch deutet es an und der Blick auf die Temperaturen bestätigt es: Intel musste für die neuen Vorgaben an die CPU den Heatspreader verlöten, sonst wäre diese Leistung bei dem Verbrauch auf so kleiner Fläche nicht möglich gewesen. Dabei gilt es zwar auch in dem Fall immer die Trennung zwischen normalen Anwendungen und dem Extremfall zu beachten, aber die CPUs müssen beiden Szenarien gewachsen sein.
Der Extremfall Prime95 lässt den Core i9-9900K mit deaktiviertem Power Target mit 98 Grad fast ins Limit laufen und automatisch heruntertakten, bei herkömmlicher Last auf allen 16 Threads sind es hingegen „nur“ 72 Grad im Maximum der Einzelkern-Termperatur mit dem Tower-Kühler Noctua NH-U12 (offener Aufbau). Ähnlich ist es beim Core i7-9700K: 90 Grad werden in Prime, 68 Grad bei Alltagsanwendungen mit voller Last auf allen Kernen erreicht.
Mit der bekannten Wärmeleitpaste zwischen Die und Heatspreader wären beide CPUs also nicht mehr umsetzbar gewesen, denn die Auswirkungen durch den Wechsel sind groß, wie schon der Effekt aus dem Wechsel der Paste als solches zeigt.
Benchmarks mit 95-Watt-Power-Target
Unter Last verbrauchen die neuen 8-Kern-CPUs deutlich mehr als die Vorgänger, mit denen sie sich aber weiterhin eine TDP-Klasse teilen. Sie holen einen Teil der Mehrleistung also auch durch eine größere Abweichung gegenüber dem Verbrauch unter Last bei Basistaktraten (der TDP) heraus. ComputerBase hat nachgemessen, wie groß dieser Anteil ist.
Damit wird auch ein Blick auf die Leistung geworfen, die die CPUs in vielen OEM-Systemen bieten dürften. Denn dort wird die TDP des Öfteren mit dem maximal erlaubten Verbrauch eins zu eins gleichgesetzt, sodass die CPU knallhart bei 95 Watt Package Power gedeckelt wird. Was das bedeutet, hat ComputerBase bereits beim Core i7-8700T mit nur 35 Watt TDP gezeigt und wiederholt den Test jetzt mit Core i9-9900K und Core i7-8700K. Beide Prozessoren werden dafür über die BIOS-Option „Short/Long Time Power Limit“ auf 95 Watt eingebremst.
Das Ergebnis in den Anwendungen ist deutlich: Während der Core i7-8700K nur zwei Prozent Leistung gegenüber dem Betrieb mit offenem Power Target einbüßt, ist der Effekt beim Core i9-9900K mit acht Prozent vier Mal so hoch – werden die Single-Core-Benchmarks ausgeblendet, sind es zwölf Prozent. In Prime95 rechnet der Core i9-9900K dann nur noch mit den 3,6 GHz, die Intel als Basistakt festgelegt hat, die Temperatur beträgt lediglich 55 statt vormals maximal 98 Grad Celsius.
Noch deutlicher bricht der Core i7-8700T ein, wenn er in regulären Anwendungen nicht beim maximalen Turbo und eine Leistungsaufnahme von dann bis zu 84 Watt nutzt, sondern nur mit maximal 35 Watt operieren darf.
In Spielen sind die Auswirkungen deutlich geringer, hier verliert der Core i9-9900K nur ein Prozent an Leistung bei den FPS, bei den Frametimes sind es drei Prozent. Grund ist die in der Regel geringere Auslastung der CPU, selbst wenn alle Kerne vom Titel angesprochen werden, so dass die Leistungsaufnahme trotz maximaler Turbo-Taktraten bereits unterhalb der TDP liegt.
(Kaum) Overclocking der CPU möglich
Die hohe Leistungsaufnahme und die grenzwertige Temperatur schränkt die Möglichkeiten zum Übertakten deutlich ein. Mit einem Luftkühler sind die Aussichten sehr gering, es muss schon eine sehr gute All-in-one-Wasserkühlung oder direkt eine echte ausgewachsene Wasserkühlung sein, um relevant mehr Takt aus den Modellen zu holen, ohne dass die Temperatur limitierend eingreift. Bei knapp 5 GHz ab Werk wären allerdings mindestens 500 MHz notwendig, um einen zweistelligen Zuwachs zu erzielen – das ist ohne Selektion der CPU unrealistisch.
Einmal mehr kann an dieser Stelle nur darauf hingewiesen werden, vorab publizierten Ergebnissen mit angeblich neuen Rekorden beim Overclocking nicht zu viel Beachtung zu schenken. Diese finden stets unter hochoptimierten Umgebungen und in der Regel mit goldenen Samples statt, die Werte können zu Hause nicht erreicht werden.
16 × 5,1 GHz bei 273 statt 194 Watt Verbrauch
In der Reaktion war der Intel Core i9-9900K mit dem Luftkühler letztlich zu einem Einsatz von 5,1 GHz auf allen 16 Threads (+400 MHz beziehungsweise 9 Prozent) in Cinebench zu bewegen, ohne dass die Temperatur an die Grenze stieß. Statt 2.070 konnten so 2.230 Punkte erreicht werden – ein Plus von knapp acht Prozent. Der Verbrauch des Rechners stieg allerdings von 184 Watt auf 273 Watt an (+89 Watt beziehungsweise 48 Prozent). Diese Rechnung geht am Ende so in keinem Fall auf. Zumal durch Overclocking wie üblich die Garantie verloren geht.
RAM übertakten ist bei Intels CPUs problemlos möglich
Anders sieht es wie üblich bei Intel beim RAM aus. Der Arbeitsspeicher lädt förmlich zum Übertakten ein, fährt Intel diesen mit DDR4-2666 doch höchst konservativ. Wie in der jüngeren Vergangenheit kommt es letztlich nur auf den Geldbeutel des Kunden an, der Speichercontroller von Intel macht theoretisch (fast) alles mit. Die Probe aufs Exempel bei DDR4-4000 wird folglich spielend gemeistert. Ein 16-GByte-Kit nach DDR4-4000/4133 kostet aber bereits mindestens 200 Euro, jeder weitere 133-MHz-Schritt muss dann sehr teuer bezahlt werden.