High-End-CPUs im Test: Intel Skylake-X Refresh vs. AMD Threadripper

tl;dr: Intels Skylake-X Refresh mit Core i9-9980XE, Core i9-9900X und Core i7-9800X mit maximal 18 Kernen reicht gegen die bis zu 32 Kerne von AMDs Threadripper 2970WX und 2990WX nicht aus. Der Test mit den drei neuen Prozessoren zeigt, dass das Update verpufft.

Intel Basin Falls Refresh im HEDT-Segment

Der Basin Falls Refresh als Plattform-Update widmet sich mit dem Skylake-X Refresh den Core-X-Prozessoren, deren Namensgeber im Juni 2017 die Skylake-X-Familie war. Sie sind nach wie vor im Sockel R4 alias LGA 2066 beheimatet, die groben Ausstattungsmerkmale wie das Quad-Channel-Speicherinterface und der X299-Chipsatz bleiben deshalb identisch. Die Unterschiede betreffen zum Beispiel die Anzahl der Kerne und den Takt, aber auch den L3-Cache.

Da Intel nur das Flaggschiff, den Core i9-9980XE, bereitstellt, hat ComputerBase Unterstützung aus dem Handel erhalten. Der Systemintegrator MIFcom konnte die zwei interessanteren Modelle Core i9-9900X und Core i7-9800X leihweise für kurze Zeit zur Verfügung stellen. Dabei handelt es sich um finale Boxed-Prozessoren, Intels bereitgestellte CPU ist hingegen ein Engineering Sample.

Mehr Kerne, mehr Takt, mehr L3 und mehr PCIe

Die neuen Core i-9000X bieten durchweg höhere Frequenzen, insbesondere beim Basistakt. Zudem bieten alle Neulinge die gleiche Anzahl an PCIe-Lanes und die gleiche TDP von 165 Watt. Abgespeckte Modelle gibt es somit beim Refresh nicht mehr, der Vorgänger musste insbesondere bei den langsameren Modellen mit deutlich weniger PCIe-Lanes Vorlieb nehmen. Nur 28 statt 44 PCIe-Lanes sind in Anbetracht des Herausforderers AMD Threadripper mit 64 PCIe-Lanes wohl ein Grund gewesen, diese Modelle durch Nachfolger im Vollausbau zu ersetzen.

Die neue Basis ist der HCC-Die

Der Skylake-X Refresh basiert nach bisherigen Analysen nur noch auf dem mittleren der drei bekannten Prozessor-Dies von Skylake-SP. Bisher gab es in dem Bereich für den Desktop den kleineren (Low Core Count, LCC) und mittleren Die (High Core Count, HCC). Konkret bedeutete dies, dass alle CPUs mit maximal zehn Kernen auf dem kleinen LCC-Die basierten, der mittlere Die bietet bis zu 18 Kerne und nahm folglich alle weiteren Modelle auf.

Die Nutzung nur noch eines Dies hat direkte Auswirkungen auf die Anzahl der Kerne und den L3-Cache: Dieser ist immer mindestens 16,5 MByte groß, so viel hatte im vergangenen Jahr nicht einmal der Zehn-Kern-Prozessor Intel Core i9-7900X. Rein rechnerisch würden 16,5 MByte L3-Cache einem 12-Kerner entsprechen, denn Intel sieht 1,375 MByte L3-Cache pro Kern vor. Doch weiter speckt Intel diesen nicht ab, selbst der neue Acht-Kerner Core i7-9800X darf auf 16,5 MByte L3-Cache zurückgreifen. Die Schere klafft auch bei anderen Modellen auseinander, erst bei den Modellen mit 14 Kernen und mehr herrscht Gleichstand zum letzten Jahr.

Kein Sechs-Kerner, dafür aber zwei Zehn-Kern-CPUs

Insbesondere am unteren Ende gibt es aber noch weitere Anpassungen. Sechs Kerne gibt es in Anbetracht von Coffee Lake und Coffee Lake Refresh mit bis zu acht Kernen im Mainstream nicht mehr. Stattdessen beginnt nun auch beim Skylake-X Refresh der Einstieg mit acht Kernen – zu einem höheren Preis als für sechs Kerne vor einem Jahr, vielmehr identisch zu dem Acht-Kerner der ersten Generation.

Ein Kuriosum ist der zweite Zehn-Kern-Prozessor. Hier füllt Intel die Lücke, die der 6-Kerner am unteren Ende hat entstehen lassen. 100 US-Dollar weniger wird der Core i9-9820X gegenüber dem Core i9-9900X kosten, dafür lediglich 2,75 MByte L3-Cache vermissen lassen sowie den maximal möglichen Turbo-3.0-Takt eingrenzen. Dieser spielt im Alltag aber ohnehin keine Rolle, die Auswirkungen des minimal kleineren L3-Caches sollten ebenfalls vernachlässigbar sein. Durch einen frei bestimmbaren Multiplikator – wie alle Modelle – kann zumindest der Takt theoretisch spielend leicht wieder ausgeglichen werden.

Mehr Takt durch verlöteten Heatspreader

Nach den Core i-9000 sind die neuen Core X-9000 die zweiten, die auf Intels wiederentdecktes solder-based thermal interface material (STIM) setzen. Umgangssprachlich: Intel verlötet den Die wieder direkt mit dem Heatspreader, um so eine bessere Wärmeübertragung zu gewährleisten. Dadurch wird auch etwas mehr Spielraum frei, um die Taktraten bei gleicher TDP nach oben anzupassen.

Ebenfalls hilfreich dafür ist der Schritt in die verbesserte 14-nm-Fertigung, wenngleich nicht 100-prozentig bestätigt ist, ob diese auch wirklich genutzt wird. Intel selbst nennt es nur eine enhanced 14-nm-Fertigung, das gleiche M0-Stepping wie alle CPUs aus der Serie zuvor mit 12 Kernen und mehr sowie keinerlei Anpassungen bei der Sicherheit spricht für dieselbe Maske und nur kleine Optimierungen, die im Laufe von 1,5 Jahren in der Fertigung ohnehin getätigt werden. Die zusätzlichen 200 bis 400 MHz mehr Takt erlaubt zum größten Teil bereits der verlötete Heatspreader sowie ein entsprechendes Binning – denn mehr Takt war zuvor durch Overclocking bereits möglich.

Keine Hardware-Fixes für Meltdown und Spectre

Eine der negativen Überraschungen zum Start des Skylake-X Refresh ist, dass sie keine Anpassungen an der Hardware gegenüber den aktuellen Sicherheitsproblemen bieten. Auch dies spricht dafür, das die bisherige Fertigungsstufe und damit auch das Stepping weitergeführt wird. Denn während im Mainstream-Bereich mit der Core-i-9000 Familie auf Basis des Coffee Lake Refresh erste Anpassungen direkt in der Hardware vorgenommen wurden, müssen es bei Skylake-X Refresh nach wie vor die neuesten Microcode-Updates sowie entsprechende Anpassungen in der Software richten. Damit ist dieser auf dem Stand von Mitte 2017 stehen geblieben.

Tabellarische Übersicht

In der Übersicht zeigen sich noch einmal die Unterschiede vom Vorgänger zum Nachfolger (fett markiert). Nicht bereitgestellt hat Intel die Taktraten für den Einsatz bei Last auf beispielsweise sechs Kernen oder unter Einsatz von AVX2 oder gar AVX-512. Denn auch das können die neuen Modelle weiterhin, die zwei AVX-Einheiten sind vollständig aktiviert. Doch gibt es beim Einsatz von AVX-512 einen massiven Malus beim Takt, der bis zu 1.000 MHz betragen kann.

Auch der Turbo Boost 3.0 ist weiterhin verfügbar. Intel hatte bereits für die Broadwell-E-Prozessoren ein eigenes Tool aufgelegt, da nicht jedes Windows mit der Favorisierung von maximal zwei Kernen für den Turbo 3.0 umgehen kann. Theoretisch sollte dies mit Windows 10 und den letzten Updates automatisch geschehen, das war aber mitunter beim Testen nicht der Fall. Erst ein aktualisierter Treiber schaffte Abhilfe. Es werden immer die Anwendung im Vordergrund favorisiert, manuell können aber auch die jeweiligen Startdateien der Software, in denen das Feature aktiviert sein soll, in eine Liste aufgenommen werden.

Modell	Kerne / Threads	Takt / mit Turbo (max.)	Turbo 3.0	L3-Cache	RAM-Support	PCIe-Lanes	TDP	Preis
Core i9-9980XE	18/36	3,0/4,4 GHz	4,5 GHz	24,75 MB	DDR4-2.666	44	165 W	$1.979
Core i9-7980XE	18/36	2,6/4,2 GHz	4,4 GHz	24,75 MB	DDR4-2.666	44	165 W	$1.979
Core i9-9960X	16/32	3,1/4,4 GHz	4,5 GHz	22,00 MB	DDR4-2.666	44	165 W	$1.684
Core i9-7960X	16/32	2,8/4,2 GHz	4,4 GHz	22,00 MB	DDR4-2.666	44	165 W	$1.684
Core i9-9940X	14/28	3,3/4,4 GHz	4,5 GHz	19,25 MB	DDR4-2.666	44	165 W	$1.387
Core i9-7940X	14/28	3,1/4,3 GHz	4,4 GHz	19,25 MB	DDR4-2.666	44	165 W	$1.387
Core i9-9920X	12/24	3,5/4,4 GHz	4,5 GHz	19,25 MB	DDR4-2.666	44	165 W	$1.189
Core i9-7920X	12/24	2,9/4,3 GHz	4,4 GHz	16,50 MB	DDR4-2.666	44	140 W	$1.189
Core i9-9900X	10/20	3,5/4,4 GHz	4,5 GHz	19,25 MB	DDR4-2.666	44	165 W	$989
Core i9-7900X	10/20	3,3/4,3 GHz	4,5 GHz	13,75 MB	DDR4-2.666	44	140 W	$989
Core i9-9820X	10/20	3,3/4,1 GHz	4,2 GHz	16,50 MB	DDR4-2.666	44	165 W	$889
Core i7-7820X	8/16	3,6/4,3 GHz	4,5 GHz	11,00 MB	DDR4-2.666	28	140 W	$589
Core i7-9800X	8/16	3,8/4,4 GHz	4,5 GHz	16,50 MB	DDR4-2.666	44	165 W	$589
Core i7-7800X	6/12	3,5/4,0 GHz	–	8,25 MB	DDR4-2.400	28	140 W	$383

AVX-Taktraten sind ganz andere

Am Beispiel des Core i9-9980XE im Vergleich zum Vorgänger 7980XE wird deutlich, dass die CPUs im Extremfall bei Einsatz von AVX2/512 sogar den gleichen Takt bieten wie der Vorgänger.

Modell	Basistakt	Turbo-Taktraten bei Anzahl aktiven Kernen
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
Taktraten bei normaler Last
i9-7980XE	2,6 GHz	4,4 GHz	4,4 GHz	4,0 GHz	4,0 GHz	3,9 GHz	3,9 GHz	3,9 GHz	3,9 GHz	3,9 GHz	3,9 GHz	3,9 GHz	3,9 GHz	3,5 GHz	3,5 GHz	3,5 GHz	3,5 GHz	3,4 GHz	3,4 GHz
i9-9980XE	3,0 GHz	4,5 GHz	4,5 GHz	4,2 GHz	4,2 GHz	4,1 GHz	4,1 GHz	4,1 GHz	4,1 GHz	4,1 GHz	4,1 GHz	4,1 GHz	4,1 GHz	3,9 GHz	3,9 GHz	3,9 GHz	3,9 GHz	3,8 GHz	3,8 GHz
Taktraten mit AVX2-Last
i9-7980XE	2,3 GHz	3,7 GHz	3,7 GHz	3,5 GHz	3,5 GHz	3,4 GHz	3,4 GHz	3,4 GHz	3,4 GHz	3,4 GHz	3,4 GHz	3,4 GHz	3,4 GHz	3,3 GHz	3,3 GHz	3,3 GHz	3,3 GHz	3,2 GHz	3,2 GHz
i9-9980XE	? GHz	3,9 GHz	3,9 GHz	3,7 GHz	3,7 GHz	3,6 GHz	3,6 GHz	3,6 GHz	3,6 GHz	3,6 GHz	3,6 GHz	3,6 GHz	3,6 GHz	3,4 GHz	3,4 GHz	3,4 GHz	3,4 GHz	3,3 GHz	3,3 GHz
Taktraten mit AVX-512-Last
i9-7980XE	2,0 GHz	3,5 GHz	3,5 GHz	3,3 GHz	3,3 GHz	3,2 GHz	3,2 GHz	3,2 GHz	3,2 GHz	3,2 GHz	3,2 GHz	3,2 GHz	3,2 GHz	2,9 GHz	2,9 GHz	2,9 GHz	2,9 GHz	2,8 GHz	2,8 GHz
i9-9980XE	? GHz	3,7 GHz	3,7 GHz	3,5 GHz	3,5 GHz	3,4 GHz	3,4 GHz	3,4 GHz	3,4 GHz	3,2 GHz	3,2 GHz	3,2 GHz	3,2 GHz	2,9 GHz	2,9 GHz	2,9 GHz	2,9 GHz	2,8 GHz	2,8 GHz