Intel Core i9-9900KS im Test: Intel stößt sich selbst vom Thron
tl;dr: Der Intel Core i9-9900KS ist eine limitierte Sonderedition des ein Jahr alten i9-9900K mit bis zu 5,0 GHz in allen Turbostufen. Zum offiziell geringen Aufpreis bei zugleich höherer Leistungsaufnahme markiert er die neue Gaming-Referenz und ist dank Binning auch noch übertaktbar. Die Effizienz leidet allerdings deutlich.
Noch bevor AMD Anfang Juli Ryzen 3000 (Test) in den Markt entließ, wusste Intel mit einer Ankündigung zur Computex zu überraschen: Später im Jahr, so hieß es, wird es den Core i9-9900K mit acht Kernen auch in einer noch schnelleren KS-Variante geben, die immer 5,0 GHz Takt garantiert – ganz unabhängig davon, wie viele Kerne belastet sind.
Später im Jahr ist jetzt.
Am Montag abschließend vorgestellt, geht der Core i9-9900KS heute in den Handel und das Embargo für die Tests fällt. Der KS „macht den besten Gaming-Prozessor noch besser“, verspricht Intel.
Der auch nach dem Start von Ryzen 3000 weiterhin schnellste Prozessor für Spiele, der Core i9-9900K, wird also noch mal in einer Spezialvariante aufgelegt. Warum? Sicher weniger, um die Vorherrschaft abzusichern, als vielmehr, um auch zum Weihnachtsgeschäft 2019 mit einem neuen Topmodell für Schlagzeilen zu sorgen. Denn eine echte neue Architektur oder ein Prozessor mit noch mehr Kernen auf der aktuellen technischen Basis lassen auch weiterhin auf sich warten. Und der bereits als nächster Lückenfüller für Ende 2019 geplante Zehnkerner ist zu spät dran und wird erst 2020 erscheinen.
Mehr Leistung durch Binning und höhere Leistungsaufnahme
Um im gleichen Fertigungsprozess und mit der gleichen Maske im R0-Stepping inklusive Hardware-Schutz gegen L1TF und Meltdown V3 eine CPU mit höherem dauerhaften Takt als bisher anbieten zu können, verschärfte Intel zum einen das so genannte Binning. Die Prozessoren werden dabei nach angelegter Spannung und maximal möglichem Takt „sortiert“ – die besten werden traditionell auch die teuersten Modelle.
Doch bei Taktraten nahe 5,0 GHz reicht das allein nicht, am Ende ist auch absolut mehr Leistungsaufnahme notwendig. Um das noch kühlen zu können, hebt Intel deshalb auch die TDP an, die die minimalen Anforderungen an das Kühlsystem definiert. Und weil sie sich über den Basistakt definiert, steigt selbiger ebenso von 3,6 auf 4,0 GHz an. Die TDP beträgt somit nicht mehr 95 Watt wie für den K, sondern 127 Watt. Für ein voraussichtlich kleines Plus an Leistung öffnet der Hersteller das TDP-Ventil also großzügig.
Alles andere neben den Taktraten bleibt komplett unangetastet, selbst der Speicher verbleibt bei heutzutage schon vergleichsweise niedrigen DDR4-2666.
Die Basis- und Turbo-Spezifikationen der Core i9
Der maximal mögliche Turbo bei Last auf nur einem Kern bleibt mit 5,0 GHz ebenfalls identisch. Es ist bei Intel seit Jahren der einzige Turbo, der kommuniziert wird. Hier und heute, wo der Unterschied in den Turbos für die Teillasten von zwei bis acht Kernen greift, rächt sich dieses Vorgehen, denn jetzt soll die neue CPU ja exakt darüber beworben werden.
| Kerne/Threads | Basistakt/max. Turbo | L3-Cache | Grafik | Speicher | TDP | Preis | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| i9-9900KS | 8/16 | 4,0 GHz / 5,0 GHz | 16 MB | UHD 630 | DDR4-2666 | 127 W | $ 513 |
| i9-9900K | 8/16 | 3,6 GHz / 5,0 GHz | 16 MB | UHD 630 | DDR4-2666 | 95 W | $ 488 |
| i9-9900KF | 8/16 | 3,6 GHz / 5,0 GHz | 16 MB | – | DDR4-2666 | 95 W | $ 463 |
| i9-9900 | 8/16 | 3,1 GHz / 5,0* GHz | 16 MB | UHD 630 | DDR4-2666 | 65 W | $ 439 |
| i9-9900T | 8/16 | 2,1 GHz / 4,4 GHz | 16 MB | UHD 630 | DDR4-2666 | 35 W | $ 439 |
| * mit Intel Thermal Velocity Boost (+100 MHz) | |||||||
Über diverse Tools und im BIOS hinterlegte Informationen lassen sich die einzelnen Taktschritte einer jeden CPU am Ende aber immer herausfinden, sodass das Classified-Verhalten von Intel vom ersten Tag an zum Scheitern verurteilt war. Dabei zeigt sich, dass die Unterschiede je nach Teillast zwischen 0 und 300 MHz liegen.
| Modell | Basistakt | Turbo 8C | Turbo 7C | Turbo 6C | Turbo 5C | Turbo 4C | Turbo 3C | Turbo 2C | Turbo 1C |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| i9-9900KS | 4,0 GHz | 5,0 GHz | 5,0 GHz | 5,0 GHz | 5,0 GHz | 5,0 GHz | 5,0 GHz | 5,0 GHz | 5,0 GHz |
| i9-9900K | 3,6 GHz | 4,7 GHz | 4,7 GHz | 4,7 GHz | 4,8 GHz | 4,8 GHz | 4,9 GHz | 5,0 GHz | 5,0 GHz |
| i9-9900KF | 3,6 GHz | 4,7 GHz | 4,7 GHz | 4,7 GHz | 4,8 GHz | 4,8 GHz | 4,9 GHz | 5,0 GHz | 5,0 GHz |
| i9-9900 | 3,1 GHz | 4,6 GHz | 4,7 GHz | 4,7 GHz | 4,8* GHz | 4,8* GHz | 4,9* GHz | 5,0* GHz | 5,0* GHz |
| i9-9900T | 2,1 GHz | 3,6 GHz | 3,8 GHz | 3,9 GHz | 4,0 GHz | 4,1 GHz | 4,2 GHz | 4,3 GHz | 4,4 GHz |
| * mit Intel Thermal Velocity Boost (+100 MHz) | |||||||||
Konfiguriert man den neuen Core i9-9900KS wie den 9900K, erhält man quasi dessen Eigenschaften. Das beginnt beim Takt und setzt sich näherungsweise auch bei der Leistungsaufnahme im Alltag fort. Die Tendenz geht dabei aber sogar eher zu Ungunsten des neuen Modells: 10 Watt mehr Leistungsaufnahme sind bei über 200 Watt zwar nicht die Welt, der neue Prozessor ist in diesem Modus aber keinesfalls stromsparender unterwegs. Das liegt allerdings an der Konfiguration ab Werk, die auf den höheren Takt ausgelegt ist, und die Rechnung geht auf: Auf das Niveau des KS gebracht, verbraucht der 9900K etwas mehr als der 9900KS.
Die TDP-, Takt- und Turbo-Gretchenfrage
Auch beim KS bleibt es dabei: Wie er sich am Ende im PC des Anwenders schlägt, hängt maßgeblich davon ab, wie das BIOS und damit der Mainboard-Hersteller Intels oder eigene Standards umsetzt. Für die S-Prozessorfamilie und damit den Desktop heißt es laut offizieller Intel-Spezifikation (PDF-Dokument, Seite 102) weiterhin, dass der Turbo-Takt für einen kurzen Zeitraum von acht Sekunden eine elektrische Leistung erfordern darf, die die TDP um den Faktor 1,25 übersteigt.
Diese Vorgabe ist im BIOS oft noch aufgeteilt in den Grenzwert Short Term und Long Term, wird von vielen Gaming-Mainboards im Default-Zustand überhaupt nicht beachtet und auf Werte von 999 oder 4.096 Watt gehoben – und das auch noch für einen unbegrenzten Zeitraum. Dies hat zur Folge, dass bereits ein 95-Watt-Prozessor problemlos 160 Watt zieht, es aber bei 65- und 35-Watt-Prozessoren viel gravierender sichtbar wird, bei denen die Unterschiede zwischen Limitierung und ohne Grenze sehr deutlich sind.
ComputerBase hat sich der Problematik bereits in mehreren Artikeln angenommen und seit der Aktualisierung des Testsystems im Sommer 2019 die schnellen Intel-Achtkern-CPUs auch immer mit festem Limit vermessen. Der Core i9-9900KS wird ebenfalls so gemessen, denn die von Intel festgesetzte neue TDP-Oberklasse von 127 Watt ergibt mit dem Faktor 1,25 beachtliche 158,75 Watt. Die bisherigen 95-Watt-Modelle der Oberklasse sind hingegen offiziell nur mit maximal 118,75 Watt spezifiziert – das sind 40 Watt Unterschied beim offiziellen Turbo.
| Modell | TDP (PL1) | Turbo-TDP (PL2 = PL1 * 1,25) für maximal 8 Sekunden |
|---|---|---|
| Intel Core i9-9900KS | 127 Watt | 158,75 Watt |
| Intel Core i9-9900K | 95 Watt | 118,75 Watt |
| Intel Core i9-9900 | 65 Watt | 81,25 Watt |
| Intel Core i9-9900T | 35 Watt | 43,75 Watt |
Aber das ist, wie bereits angemerkt, auf vielen Mainboards eher eine theoretische Betrachtung. Asus zum Beispiel gab den Core i9-9900K bereits dauerhaft für 210 statt nur 119 Watt frei, beim Core i9-9900KS ändert sich daran nichts. Auch ist die Zeitspanne nicht wie bei Intel nur mit 8 Sekunden spezifiziert, die Mainboards geben dort unter anderem sehr oft 28 Sekunden. Das ist in Intels offiziellen Spezifikationen aber nirgendwo hinterlegt. Am Ende kann dort je nach Board-Hersteller eine ganz beliebige Zahl auftauchen und sich je nach BIOS-Stand zudem verändern. In der Regel macht es eh keinen Unterschied.
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Turbo- und TDP-Stufen auf Asus-Mainboard
Denn eine Option zur kompletten Aufhebung aller Limits gibt es auch, sie garantiert in der Regel dann immer den maximalen Turbo, weil die CPU dafür bekommt, was sie braucht. Und das ist/war bei einigen Boards oft die Standard-Einstellung. Einige Hersteller fahren mittlerweile aber zumindest mit einem „partiellen“ Limit, das jedoch in den seltensten Fällen den Vorgaben Intels entspricht. Testern machen diese Optionen das Leben freilich viel schwerer.
ComputerBase orientiert sich für die Testreihen am absoluten Maximum ohne Limit, was immer 5,0 GHz garantieren sollte, und am Intel-Limit von maximal knapp 160 Watt für 8 Sekunden, danach „die TDP“. Alle Leistungswerte dazwischen, die ein Mainboard abbilden kann, sind damit abgedeckt.
AVX-Offset in gewissen Szenarien?
Im Test war nicht nur der ComputerBase-Redaktion aufgefallen, dass der 9900KS in gewissen AVX-Tests nicht mehr die vollen 5 GHz anlegt. Beispielsweise Cinebench R20 wurde nur mit 4,8 GHz gefahren. Ob das auf eine BIOS-Einstellung zurückzuführen ist, die der Mainboard-Hersteller bestimmt, oder wirklich fest von Intel hinterlegt ist, blieb zum Testende ungewiss. Denn im BIOS konnte die Funktion aktiviert und deaktiviert werden – und ein ähnliches Verhalten kann auch beim 9900K hervorgerufen werden. Da jeder Mainboard-Hersteller sein eigenes Süppchen kocht, während Intel schweigt, bleibt damit offen, auf welcher Hauptplatine der AVX-Takt wann gesenkt wird und ob es an Intel oder am OEM liegt.
Für den Test wurde der Wert wie bisher auf 0 gesetzt, das heißt, der AVX-Takt entspricht dem regulären Takt. Offiziell gibt es einen AVX-Offset bisher nur in der Core-X-Serie.
