Intel Core i9-13900KS im Test: Ein Meilenstein (beim Single-Core-Turbo-Takt)

Mit dem Core i9-13900KS positioniert Intel auch in der 13. Gen Core noch eine Special-Edition-CPU über dem K-Modell des Core i9. Für über 150 Euro Aufpreis gibt es erstmals 6,0 GHz Single-Core-Turbo ab Werk. Viel mehr als diesen psychologischen Meilenstein bietet der Prozessor im Vergleich zum K-Modell im Test am Ende nicht.

Der Intel Core i9-13900KS im Detail

Abermals hat Intel dem K-Modell des Core i9 mit etwas Zeitversatz noch ein KS-Modell folgen lassen. Der Core i9-13900KS ist erst das dritte Modell dieser Serie. Den ersten KS gab es mit dem Core i9-9900KS (Test) Ende 2019, den zweiten als Core i9-12900KS (Test) vor einem Jahr.

Die erste 6,0-GHz-CPU für den Massenmarkt

Wie von den Vorgängern gewohnt, gibt es keinen Unterschied beim Chip, aber bei dessen Taktraten. Mit seinem maximalen Turbo-Takt nimmt der Core i9-13900KS dabei sogar eine neue Hürde: Der Core i9-13900KS ist die erste (x86-)CPU für den Massenmarkt, die ab Werk mit bis zu 6,0 GHz taktet.

An dieser Marke haben sich die CPU-Hersteller eine lange Zeit die Zähne ausgebissen. Unter halbwegs „normalen“ Bedingungen erreichte der erste Intel-Prozessor die 5-GHz-Marke erst Mitte 2018, seinerzeit ebenfalls als limitierte Special Edition in Form des Intel Core i7-8086K (Test). Auch der Core i9-9900K(S) bot diesen Takt ein Jahr später. Schon im Jahr 2013 hatte AMD diesen Meilenstein erreicht, doch für den AMD FX-9590 (Test) war das nicht mehr als ein Pyrrhussieg.

Und nun bietet der Core i9-13900KS 6,0 GHz – 200 MHz respektive 3,4 Prozent mehr als der Core i9-13900K.

Doch aufgepasst: Der vom Hersteller höchste beworbene Takt liegt nur bei geringer Last, d. h. auf maximal zwei Kernen, an. Welche davon in Frage kommen, hat Intel in der CPU bzw. deren Firmware fest definiert. 6,0 GHz gibt es beispielsweise beim Testmuster nur auf den Performance-Kernen 5 und 6. Der Rest fährt mit einem maximalen Takt von 5,6 GHz, beim Core i9-13900K sind es 5,8 GHz auf den schnellsten und 5,5 GHz auf den übrigen Kernen.

Der neue 320-Watt-Modus

Das ist interessant, denn Intel selbst spricht in der eigenen Datenbank Intel Ark von maximal 5,4 GHz Multi-Core-Turbo bei beiden CPUs. Doch in dem Fall bezieht sich der Hersteller auf den Takt unter Einhaltung der Spezifikationen (PL1 = TDP = PL2 = 253 Watt). Werden sie ausgehebelt, darf der KS hingegen bei höherem Verbrauch auch unter Multi-Core-Volllast noch 100 MHz höher takten als das K-Modell (besagte 5,6 zu 5,5 GHz). Auf dem Papier sind das 1,8 Prozent – und das ist wenig.

Bis dato lautete „ausgehebelt“ oder „offen“ betrieben, dass PL2 entweder manuell oder über die „Auto“-Einstellung herkömmlicher Retail-Mainboards quasi ins Unendlich angehoben wurde (i.d.R. 4.096 Watt). Doch beim KS bedeutet „Auto“ erst einmal „nur“ 320 Watt – Intel nennt diesen Modus „Extreme Power Delivery Profile“. Natürlich lassen sich auch weiterhin noch höhere Grenzwerte definieren.

CPU	PL1	PL2	Tau	„OC“
K-Modelle der 13. Gen Core
Core i9-13900KS	253 Watt		offiziell unbegrenzt	320-Watt-Modus + manuell
Core i9-13900K	253 Watt			manuell
Core i7-13700K	253 Watt
Core i5-13600K	181 Watt
K-Modelle der 12. Gen Core
Core i9-12900KS	241 Watt		offiziell unbegrenzt	manuell
Core i9-12900K	241 Watt
Core i7-12700K	190 Watt
Core i5-12600K	150 Watt
Core i5-12400(F)	65 Watt	117 Watt	28 Sekunden

Der 320-Watt-Modus ist (wie bis dato der nach oben hin gänzlich offene Betrieb) jedoch nicht ohne und erklärt im Reviewer's Guide: Selbst der Konzern war nicht in der Lage, mit einer guten 360er-AiO-Wasserkühlung die CPU stets im Zaum (also kühl genug bei 320 Watt Package Power) zu halten. In den „meisten Fällen“ hätte es allerdings geklappt, erklärt der Hersteller diplomatisch.

Even the best AIO cooler may not be able to allow the CPU to maintain 320W indefinitely without thermal throttling. Intel used a 360mm AIO cooler for our testing which was able to keep our system running without thermally throttling in most cases.

Der neue offizielle Modus über der offiziellen maximalen TDP (PL2) von 253 Watt erinnert an die Einführung des „Adaptive Boost“ mit dem Intel Core i9-11900K „Rocket Lake“, der für 50 Prozent mehr Verbrauch 5 Prozent mehr Leistung bot.

KS vs. K: Taktraten in Theorie und Praxis

Doch wie genau taktet der Core i9-13900KS in der Praxis jetzt im Vergleich zum 13900K? Die Probe aufs Exempel zeigt: In Single-Core-Lasten (hier Cinebench R23) kann der KS die 6,0 GHz nutzen, während der K maximal 5,8 GHz erreicht. Die CPUs halten den Takt dabei zwar nicht konstant, doch weil beide ähnlich agieren, führen im Durchschnitt 200 MHz mehr Takt letztendlich zu 3 Prozent mehr Single-Core-Leistung – also exakt dem zu erwartenden Ergebnis.

Unter Multi-Core-Volllast sieht das anders aus. Intel selbst spricht von 5,4 GHz All-Core-Turbo unter Einhaltung der offiziellen maximalen Verlustleistung von 253 Watt. Der Blick ins BIOS hat allerdings bereits verraten: Der KS darf bis zu 5,6 GHz, der K bis zu 5,5 GHz schnell takten, wenn der Verbrauch oder alternativ die Temperatur nicht bremst.

Beim AV1-Encoding in Handbrake mit Luftkühler (Noctua NH-D15) zeigt sich genau dieser Unterschied dann auch zu Anfang: Der KS startet mit 5,6 GHz auf allen Kernen, der K mit 5,5 GHz – in dem Fall durften beide CPUs „offen“ agieren. Schon nach wenigen Sekunden fällt der Takt bei beiden CPUs allerdings leicht, denn selbst mit großem Luftkühler werden beide Prozessoren zu warm und müssen, um die 100-°C-Marke nicht zu reißen, den Takt immer wieder leicht senken.

Effektiv erringt der KS auf den P-Cores (Dunkelblau) gegenüber den P-Cores des K (Dunkelorange) einen durchschnittlichen Taktvorteil von 64 MHz (5.430 MHz zu 5.366 MHz), wenn sie auf derselben Plattform mit demselben BIOS von Januar 2023 betrieben werden.

Der 13900K hat „nachgelassen“

Das überrascht mit Blick auf die nachfolgenden Benchmarks, in denen 13900KS und 13900K im Multi-Core-Parcours auch von der Leine gelassen im Durchschnitt gleich schnell agieren, während 66 MHz einen Vorteil von einem Prozentpunkt für den KS bedeuten würden.

Des Rätsels Lösung offenbart ein Blick in die Log-Dateien des Core i9-13900K vom Test aus dem Oktober, die zu den Benchmark-Ergebnissen passen. Denn mit dem damals verfügbaren BIOS für das Asus Z790 Maximus Hero lag der Takt des Core i9-13900K im selben Benchmark um 59 MHz höher und damit nur 7 MHz unter dem Niveau des KS-Modells heute.

Auch der Verbrauch der CPU lag damals etwas höher, wie der nachfolgende Verlauf der Package-Power zeigt.

Wird der 13900KS mit einer 360-mm-AiO betrieben, kann er im Durchschnitt 5.558 MHz halten – also immer noch nicht die maximal erlaubten 5.600 MHz, aber 128 MHz mehr als mit dem Luftkühler. Der Unterschied kommt allerdings erst nach ca. 20 bis 30 Sekunden zum Tragen, weshalb nicht alle nachfolgenden Benchmarks davon profitieren. Weiterhin muss die CPU teilweise drastisch den Takt bremsen, um die 100-Grad-Celsius-Marke beim jetzt höheren Verbrauch nicht zu überschreiten.

Wie der Blick auf die abschließende, zusammenfassende Tabelle verrät, fällt der Zuschlag vom K zum KS insgesamt also deutlich niedriger aus als in den zwei Generationen zuvor.

	Taktaufschlag (mit Luftkühler Noctua NH-D15)
	Single-Core*	Multi-Core**	Gaming***
13900KS vs. 13900K	200 MHz (+3,4 %)	-*/100 MHz** (66 MHz***)	100 MHz (1,8 %)
12900KS vs. 12900K	300 MHz (+5,8 %)	100 MHz (+1,9 %)	300 MHz (6,1 %)
9900KS vs. 9900K	–	300 MHz (+6,4 %)	300 MHz (+6,4 %)
* lt. Intel Ark ** lt. Firmware *** im Test ermittelt

Testergebnisse

Die nachfolgenden Anwendungs-Benchmarks des Core i9-13900K basieren weiterhin auf dem Stand von Oktober 2022, die Spiele-Benchmarks wurden wiederum im Januar 2023 auf Basis desselben BIOS für alle Intel-Core-CPUs der 12. und 13. Generation neu ermittelt. Der KS wurde in den Anwendungen sowohl mit 253 Watt (PL2, Noctua NH-D15), gänzlich offen (4.096 Watt., mit 360-mm-AiO) als auch auf 142 Watt (Noctua NH-D15) gedrosselt getestet.

Auch UV-Benchmarks waren geplant. Weil das Muster im Gegensatz zu dem des Core i9-12900KS vor einem Jahr weder mit -0,125 Volt noch mit -0,100 Volt VCore stabil laufen wollte, wurde am Ende darauf verzichtet.

Leistung in Anwendungen (Single-Core)

6 GHz Takt zeigt der Intel Core i9-13900KS in Single-Core-Anwendungen und steigt dadurch hier zum alten neuen König auf. Dies bedeutet im Schnitt rund 3 Prozent mehr Leistung als ein Intel Core i9-13900K.

Leistung in Anwendungen (Multi-Core)

Wie bei der Betrachtung der Taktraten bereits erörtert, taktet das Muster des Core i9-13900KS mit aktuellem BIOS des Asus Z790 Maximus Hero mit 253-Watt-PL2-Limit nur unwesentlich höher, als es der Core i9-13900K mit dem BIOS zu dessen Start im Oktober 2022 getan hat – damit sind beide CPUs im Parcours auch exakt gleich schnell. Dasselbe trifft auf den „offenen“ Betrieb zu, bei dem eine 360-mm-AiO zum Einsatz kam, denn der in längeren Lasten dann knapp 130 MHz höhere Takt des KS kommt eben nur dann zum Tragen: in längeren Lasten.

Interessant ist, dass sich auch bei 142 Watt kein messbarer Vorteil für den KS ergibt, was darauf hindeutet, dass sich das Muster des KS und das des K aus dem Vorjahr wenig geben. Igor's Lab hatte zwar kürzlich erst gezeigt, dass die KS-Serie in der Tat über die besseren Dies als die K-Serie verfügt, aber nicht zwangsläufig ist damit jeder KS besser als jeder K, denn die Selektion ist nicht überschneidungsfrei.

Im Multi-Core-Testparcours der Redaktion kann der 13900KS damit am Ende nicht davon profitieren ein KS zu sein, weil er unter den Rahmenbedingungen Temperatur- und Verbrauchs-Limit nicht entscheidend höher taktet als das Muster des 13900K.

Leistung in Spielen (720p)

Auch in Spielen fällt der Abstand zwischen Core i9-13900K und Core i9-13900KS kleiner aus als im Single-Core-Parcours: 1 Prozent kann sich das KS-Modell sowohl bei den Durchschnitts-FPS als auch bei den Percentil-Frametimes vom K-Modell absetzen. Das passt zum Taktaufschlag von 100 MHz in den getesteten Spielen (5,6 zu 5,5 GHz, 1,81 Prozent), der damit halb so groß wie die 200 MHz beim maximalen Turbo (3,44 Prozent) ausfällt.

Der 12900KS konnte in dieser Disziplin noch 2 Prozent zulegen, ließ den „Game-Takt“ aber auch von 4,9 auf 5,2 GHz um 300 MHz (6 Prozent) ansteigen. Die Luft war in diesem Jahr also in Spielen für den KS ebenfalls sehr dünn.

	Core i9-13900KS	Core i9-13900K	Core i5-13600K	Core i5-13400F	Core i5-12500	Core i5-12600K
Cyberpunk 2077	5.600	5.500	5.100	4.100	4.100	4.100
Death Stranding	5.600	5.500	5.100	4.100	4.100	4.100
Dota 2	5.600	5.500	5.100	4.100	4.100	4.100
Far Cry 6	5.600	5.500	5.100	4.100	4.100	4.100
Ghostwire: Tokyo	5.600	5.500	5.100	4.100	4.100	4.100
Resident Evil Village	5.600	5.500	5.100	4.100	4.100	4.100
Spider-Man Remastered + RT	5.600	5.500	5.100	4.100	4.100	4.100
Alle Angaben in MHz, durchschnittlicher max. Takt im Benchmark (25 Sekunden)
	Core i9-13900KS	Core i9-13900K	Core i5-13600K	Core i5-13400F	Core i5-12500	Core i5-12600K
Cyberpunk 2077	169/191	132/152	101/133	62/67	62/66	72/77
Death Stranding	144/157	143/155	99/111	62/69	62/69	73/82
Dota 2	130/142	103/112	78/86	56/72	50/56	59/64
Far Cry 6	91/102	89/97	75/85	50/52	52/55	54/58
Ghostwire: Tokyo	149/160	118/123	87/92	58/62	59/63	68(82
Resident Evil Village	98/102	98/102	81/85	53/55	55/58	62/69
Spider-Man Remastered + RT	144/152	142/150	115/141	69/72	68/72	79/82
Alle Angaben in Watt, durchschnittliche Package-Power im Benchmark (25 Sekunden)

Auf den Stromverbrauch (Package-Power lt. HWiNFO) haben die 100 MHz mehr Takt auf 8 P-Kernen – je nach Spiel – einen geringen bis größeren Einfluss: Von Parität bis 30 Watt Aufschlag ist im Parcours alles vertreten.

Zum Vergleich nachfolgend noch die Taktraten und Verbrauchswerte der AMD Ryzen 7000 im Testparcours.

	Ryzen 9 7900X	Ryzen 9 7900	Ryzen 7 7700X	Ryzen 7 7700	Ryzen 5 7600X	Ryzen 5 7600
Cyberpunk 2077	5.489	5.392	5.500	5.350	5.450	5.150
Death Stranding	5.488	5.359	5.500	5.350	5.450	5.150
Dota 2	5.500	5.449	5.500	5.350	5.446	5.150
Far Cry 6	5.500	5.447	5.500	5.350	5.450	5.150
Ghostwire: Tokyo	5.434	5.437	5.500	5.350	5.450	5.150
Resident Evil Village	5.500	5.442	5.500	5.350	5.450	5.150
Spider-Man Remastered + RT	5.472	5.244	5.500	5.350	5.450	5.150
Alle Angaben in MHz, durchschnittlicher max. Takt im Benchmark (25 Sekunden)
	Ryzen 9 7900X	Ryzen 9 7900	Ryzen 7 7700X	Ryzen 7 7700	Ryzen 5 7600X	Ryzen 5 7600
Cyberpunk 2077	106/111	89/90	69/75	66/72	63/68	61/65
Death Stranding	113/119	90/91	74/85	72/79	57/68	56/70
Dota 2	102/108	84/90	62/65	58/63	51/55	50/55
Far Cry 6	95/101	80/89	58/62	54/58	51/57	48/50
Ghostwire: Tokyo	103/107	87/90	65/71	61/69	57/61	56/60
Resident Evil Village	100/105	85/90	67/77	61/69	56/65	54/60
Spider-Man Remastered + RT	114/119	90/91	88/92	80/84	69/73	68/73
Alle Angaben in Watt, durchschnittliche Package Power im Benchmark (25 Sekunden)

Leistungsaufnahme

Streng nach den Vorgaben verhält sich der Intel Core i9-13900KS also quasi wie ein 13900K – beim Maximum von 253 Watt wird abgeriegelt.

Wird die CPU wiederum offen betrieben, ergibt sich mit 535 Watt zu 465 Watt im ersten Test und 347 zu 315 Watt in der zweiten Analyse für den offenen 13900KS im Vergleich zum ebenfalls bereits ohne Powerlimit betriebenen 13900K noch einmal ein ordentlicher Aufschlag für ca. 60 bis 130 MHz Multi-Core-Takt. Runde 10 bis im schlimmsten Fall 15 Prozent mehr genehmigt sich der KS also problemlos.

In Cinebench R20 braucht der Intel Core i9-13900KS im offenen Modus ebenfalls 10 Prozent mehr Energie direkt aus der Steckdose, leistet mit den zusätzlichen 100 MHz mehr Takt über alle Kerne bei hoher Last aber nur einen Mehrwert, der im Rahmen der Messungenauigkeiten liegt.

Temperatur

Mit den Temperaturen kämpfen Intels Core i9 in den K-Versionen bereits seit einigen Generationen, auch deshalb geht der Hersteller mit einer höheren TDP nicht hausieren – sie kann unter normalen Umständen schlichtweg nicht gekühlt werden, nicht einmal Intel schaffte dies in seinen eigenen Tests.

Fazit

Intel hatte den Core i9-13900KS in diesem Jahr lediglich per Pressemitteilung eine Woche nach der CES 2023 zum Marktstart offiziell gemacht, anstatt ihn vom CEO auf die große Bühne zu heben, und hat dem Produkt damit Rechnung getragen: Schon der Blick auf den theoretischen Taktraten-Aufschlag auf das K-Modell verdeutlicht, wie dünn die Luft für die 3. Generation des KS in diesem Jahr war.

Schnellste Gaming-CPU, schnellste CPU- in Single- und Dual-Core-Lasten, mit dem Ryzen 9 7950X fast auf Augenhöhe in Multi-Core-Apps – das alles liest sich beeindruckend, darf aber nicht darüber hinwegtäuschen, dass es quasi dieselbe Leistung auch mit dem 13900K gibt, der 150 Euro weniger kostet.

Bereits der i9-12900KS (Test) hatte im Wettstreit mit dem 12900K zu kämpfen und warf jeglichen Effizienzanspruch über Bord, um schneller zu sein. Mit den erzielten Taktzuschlägen war er das dann im Parcours aber auch überall. Im Duell 13900KS zu 13900K geht es noch knapper zu.

Mit maximal 200 statt 300 MHz in Single-/Dual-Core-Lasten und maximal 100 MHz mehr in Multi-Core-Szenarien (in Spielen 100 MHz, unter Volllast in Anwendungen temperaturbedingt schnell weniger) reicht es für den KS nur in zwei der drei Szenarien (Single-Core-Apps, Spiele) für einen hauchdünnen Sieg. Im Multi-Core-Testparcours liegen die Muster von K und KS innerhalb der Messungenauigkeit gleichauf.

Interessanterweise gilt das auch für den Fall, dass K und KS auf einem niedrigeren TDP-Niveau (im Test 142 Watt) eingebremst werden: Das Testmuster des KS besitzt demzufolge nicht per se den besseren Die (Binning) als das Testmuster des K.

So bleibt dem Core i9-13900KS am Ende eigentlich nur, dass er als erste Massenmarkt-CPU die 6,0-GHz-Marke ohne Übertaktung erreicht, weil er auf die qualitativ hochwertigsten Raptor-Lake-Dies setzt. Doch lediglich Übertakter auf der Jagd nach den letzten MHz werden das zu nutzen wissen.

Modell	Kerne/Threads	Takt/mit Turbo /TVB (P-Core)	Takt/mit Turbo (E-Core)	L2 + L3	Grafik	PBP (TDP/PL1)	MTP (PL2)	Preis (RCP*)	Preis (Handel)
i9-13900KS	24 (8P + 16E)/32	3,2/5,4/6,0 GHz	2,4/4,3 GHz	32 + 36 MB	UHD 770	150 Watt	253 Watt	$ 699	ab 686 Euro
i9-13900K	24 (8P + 16E)/32	3,0/5,4/5,8 GHz	2,2/4,3 GHz	32 + 36 MB	UHD 770	125 Watt	253 Watt	$ 589	ab 498 Euro
i9-13900KF	24 (8P + 16E)/32	3,0/5,4/5,8 GHz	2,2/4,3 GHz	32 + 36 MB	–	125 Watt	253 Watt	$ 564	ab 457 Euro
i9-12900KS	16 (8P + 8E)/24	3,4/5,2/5,5 GHz	2,4/3,9 GHz	14 + 30 MB	UHD 770	150 Watt	241 Watt	$ 739	ab 301 Euro
i9-12900K	16 (8P + 8E)/24	3,2/5,1/5,2 GHz	2,4/3,9 GHz	14 + 30 MB	UHD 770	125 Watt	241 Watt	$ 589	ab 302 Euro
i9-12900KF	16 (8P + 8E)/24	3,2/5,1/5,2 GHz	2,4/3,9 GHz	14 + 30 MB	–	125 Watt	241 Watt	$ 564	ab 298 Euro
i7-13700K	16 (8P + 8E)/24	3,4/5,3/5,4 GHz	2,5/4,2 GHz	24 + 30 MB	UHD 770	125 Watt	253 Watt	$ 409	ab 369 Euro
i7-13700KF	16 (8P + 8E)/24	3,4/5,3/5,4 GHz	2,5/4,2 GHz	24 + 30 MB	–	125 Watt	253 Watt	$ 384	ab 341 Euro
i7-12700K	12 (8P + 4E)/20	3,6/4,9/5,0 GHz	2,7/3,8 GHz	12 + 25 MB	UHD 770	125 Watt	190 Watt	$ 409	ab 256 Euro
i7-12700KF	12 (8P + 4E)/20	3,6/4,9/5,0 GHz	2,7/3,8 GHz	12 + 25 MB	–	125 Watt	190 Watt	$ 384	ab 207 Euro
i5-13600K	14 (6P + 8E)/20	3,5/5,1/ – GHz	2,6/3,9 GHz	20 + 24 MB	UHD 770	125 Watt	181 Watt	$ 319	ab 258 Euro
i5-13600KF	14 (6P + 8E)/20	3,5/5,1/ – GHz	2,6/3,9 GHz	20 + 24 MB	–	125 Watt	181 Watt	$ 294	ab 255 Euro
i5-12600K	10 (6P + 4E)/16	3,7/4,9/ – GHz	2,8/3,6 GHz	9,5 + 20 MB	UHD 770	125 Watt	150 Watt	$ 289	ab 189 Euro
i5-12600KF	10 (6P + 4E)/16	3,7/4,9/ – GHz	2,8/3,6 GHz	9,5 + 20 MB	–	125 Watt	150 Watt	$ 264	ab 168 Euro
*) ohne Steuern

ComputerBase wurde der Core i9-13900KS leihweise von Intel zum Testen zur Verfügung gestellt. Eine Einflussnahme des Herstellers auf den Testbericht fand nicht statt, eine Verpflichtung zur Veröffentlichung bestand nicht. Es gab kein NDA.

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