Benchmark-Serie Intel Core i5-8600K vs Intel Core i9-9900KF
und G.Skill RipJaws V 3200 vs. Patriot Viper Steel 4000
TLDR; Der Core i5-8600K macht auch 2021 noch eine sehr gute Figur und zeigt sich besonders von Seiten der Energieeffizienz als sehr ausgewogen. Ein Upgrade auf eine i9-CPU der 9. Core-Generation von Intel macht nur sehr eingeschränkt Sinn.und G.Skill RipJaws V 3200 vs. Patriot Viper Steel 4000
1. Vorwort zum Grafikkarten-Nichtkauf
Wer derzeit den Kauf einer Grafikkarte plant, hat es gewiss nicht leicht. Bekanntlich sind Preise und Verfügbarkeit aller gängigen Modelle praktisch seit der offiziellen Markteinführung der ersten RTX 3000er Grafikkarten von nVidia nur noch mit einem Wort zu beschreiben: katastrophal.
Daran konnte auch die Einführung kleinerer Modelle in Form der RTX 3070, RTX 3060 Ti oder RTX 3060 nichts ändern und auch AMD mit ihrer RX 6000-Serie hat es im gleichen Maße schwer, den Bedarf am Markt zu decken.
Die Halbleiterbranche erlebt derzeit eine Knappheit, die in vielen Elektronikbereichen Auswirkungen zeigt, weshalb z.B. auch der Automobilsektor aufgrund ausbleibender Chipfertigung bereits mehrfach Lieferschwierigkeiten von Neuwagen und damit verbundene Kurzarbeit erlebt hat.
Die Gründe dafür sind vielfältig: gewiss ist die Nachfrage aufgrund der durch die CoVid-19-Pandemie vermehrten HomeOffice-Tätigkeiten weltweit stark angestiegen. Zeitgleich treibt den geneigten PC-Spieler das stete Zuhausebleiben ebenfalls zu teils verfrühten und ungeplanten Upgrades. Auch ausbleibende Urlaube oder sonstige nicht getätigte Ausgaben sorgen bei vielen dafür, sich ein Upgrade für den PC oder gar einen von Grund auf neuen Spiele-PC zu gönnen. Erschwerend kommt schließlich hinzu, dass durch die aktuelle Welle der Crypto-Miner nahezu jede gängige Gaming-Grafikkarte entweder sofort vergriffen ist oder aber zu teils derart hohen Preisen gehandelt wird, dass sie nicht nur für Gamer uninteressant, sondern selbst für Crypto-Miner unwirtschaftlich wird.
In Zahlen ausgedrückt bedeutet das, dass die aufgerufenen Händlerpreise für Grafikkarten teils dreimal so hoch sind, wie ursprünglich vom Hersteller über die unverbindliche Preisempfehlung angedacht. Dies betrifft nicht nur die neuesten Grafikkarten von AMD und nVidia, sondern auch die beiden jeweils direkten Vorgängergenerationen. Bei nVidia zieht sich dieses Bild also durch die RTX 2000er und GTX 1000er-Serie hindurch, bei AMD wiederum von den aktuellen RX 6000er-Karten beginnend über die Vorgänger der RX 5000er-Grafikkarten bis hin zur RX 580 und RX 570. Neben den von Händlern aufgerufenen Preisen für Neuware betrifft dies selbstverständlich auch teils horrende Preise für Grebrauchtware.
Da sich an dieser Situation auf absehbare Zeit vermutlich nicht viel ändern wird, sollte man sich zum aktuellen Zeitpunkt lieber von dem Gedanken verabschieden, seine Grafikkarte zu upgraden und weiterhin ausharren - oder eventuell ein CPU- und RAM-Upgrade durchführen. Ob sich das lohnen kann, wird im nachfolgenden Artikel geklärt.
Siehe dazu auch:
Mein Thread mit regelmäßigen Updates zur Marktsituation aktueller Grafikkarten
2. Einleitung
Was bleibt also übrig, wenn man den eigenen PC in Sachen Gaming-Performance voranbringen möchte, ein Grafikkartenupgrade aber ausgeschlossen ist? Bekanntlich sollte keine Komponente eines PCs in irgend einer Form stark vernachlässigt werden. Direkt auf die Gaming-Performance wirkt sich neben der Grafikkarte bekanntermaßen die Performance des Prozessors sowie des Arbeitsspeichers aus. Das Mainboard bzw. dessen Chipsatz sollte nicht aus der kleinsten Sparte günstiger Office-PCs stammen und eine SSD verkürzt die Ladezeiten und reduziert eventuell vorhandene Nachlade-Ruckler. In diesem Artikel wird vorausgesetzt, dass der geneigte Gaming-Computer bereits über ein solides Mainboard sowie eine SSD-Festplatte verfügt.
Schwerpunktlastig soll hier beleuchtet werden, ob sich ein möglichst maximales Upgrade des eigenen Prozessors sowie der Sprung von mehr oder weniger konservativ getaktetem RAM auf eine stark übertaktete Variante mit scharfen Timings lohnt.
3. Vorhandene PC-Konfiguration und Testmethodik
Basis des Tests ist mein privat genutzter Computer, den ich hauptsächlich zum Spielen in Full HD-Auflösung benutze. Mir ist bewusst, dass die Performance eines Prozessors sowie des RAM ab einem gewissen Bereich eine untergeordnete Rolle spielt, sofern die Grafikkarte den begrenzenden Faktor darstellt. Dennoch kommt es für mich, vor allem in diesem Artikel, keinesfalls in Frage, Spiele-Tests in einer Auflösung von 720p bzw. in niedrigen Grafik-Settings durchzuführen. Letztendlich soll es sich hier um einen Test im echten Einsatz handeln, der dem geneigten Spieler ohne jeden Zweifel aufzeigen kann, ob sich in seinem eventuell ähnlichen Fall ein Upgrade überhaupt lohnt. Dass ein generell schnellerer Prozessor eine 3D-Szene in 720p schneller rendern kann, sofern die Grafikkarte hier nicht limitiert, sollte klar sein – aber welcher Spieler spielt schon in 720p? Welcher Spieler reduziert die Grafikdetails bis auf ein Minimum, wenngleich die eigene Grafikkarte durchaus mehr zu leisten im Stande wäre?
Um es nochmals zu verdeutlichen: hier geht es nicht um den Vergleich der Rohleistung zweier Prozessoren sondern darum, wie sich ein entsprechendes Upgrade auf ein bereits vorhandenes und unverändertes Gaming-Setup auswirken kann.
Deshalb geht es in diesem Artikel um genau drei Kategorien:
1. Synthetische und produktive Benchmarks
2. 3D-Benchmarks von Unigine in 1080p
3. Spiele-Benchmarks in 1080p
Sollte die eigene Auflösung gar über 1080p liegen, also auf 1440p, 2160p (4k) oder vergleichbar, so rückt das Leistungslimit bekanntlich umso mehr in Richtung der Grafikkarte. Das bedeutet, dass die hier im Artikel eruierten Leistungswerte umso mehr zu Gunsten des alten Prozessors und Arbeitsspeichers ausgelegt werden können und sich ein eventueller Leistungszuwachs, der aus der 1080p-Auflösung noch ergeben hat, bei höherer Grafikkartenlast umso weiter verringert.
Nachfolgend wird nun die Ausgangskonfiguration für die Basis-Benchmark-Werte genannt.
CPU: Intel Core i5-8600K
RAM: G.Skill RipJaws V 3200 16-18-18-38, 4x 8GB Module
Mainboard: ASRock Z370 Extreme4, BIOS P4.20
GPU: Gainward GTX 1070 Golden Sample
SSD OS: Samsung 960 EVO 250 GB M.2 PCIe 3.0 NVME
SSD Benchmarks: Sabrent Rocket 1TB M.2 SSD PCIe 3.0 NVME
PSU: Scythe Stronger 700 Watt
Cooler: Scythe Fuma 2 mit manueller Silent-Lüfterkurve (beide Lüfter montiert)
Case: Lian Li Lancool II Mesh Performance (Lüfter im Silent-Mode)
Software-Stand:
Windows 10 Pro x64 Build 19041
nVidia-Treiber: 461.72 – Neuinstalliert mit nVidia Standard-Settings
Folgende Komponenten standen für die Tests zum Tausch bereit:
CPU: Core i9-9900KF
RAM: Patriot Viper Steel 4000 19-19-19-39, 4x 8GB Module
Es wurden Benchmarks in unterschiedlichen Konstellationen aus der vorhandenen Hardware durchgeführt. Damit sollte deutlich gemacht werden, ob es z.B. ausreicht, nur die CPU oder nur den Arbeitsspeicher zu tauschen, ob man beides tauschen sollte oder ob es reicht, die bereits vorhandene Hardware zu übertakten.
Der Einfachheit halber wurden lediglich Spiele mit bereits integrierten Benchmarks verwendet. Bei den Spielen wurde eine breite Masse an Titeln gewählt, die teils über 10 Jahre alt, andernfalls jedoch erst – auf dem PC – wenige Monate jung sind, um auch hier ein möglichst einheitliches Gesamtbild schaffen zu können.
Folgende Software und Einstellungen wurden für die ermittelten Werte verwendet:
Auswertung der Hardware-Daten:
HWiNFO64 Version 6.30-4240
Synthetische und produktive Benchmarks
7-Zip 19.00 x64 - integrierter Benchmark
Cinebench R15
Cinebench R20
Cinebench R23
CPUZ 1.91.0 x64 Benchmark Version 17.01.64
HandBrake 1.2.2 via HandBrakeCLI - Rendern eines Videos mit Zeitmessung
SuperPi_Mod 1.5 XS - integrierte Benchmarks 1M und 8M
Synthetische 3D Benchmarks
Unigine Heaven - 1080p mit maximalen Einstellungen
Unigine Valley - 1080p mit Preset Extreme HD
Unigine Superposition - 1080p mit Preset Extreme
Spiele-Benchmarks - alle in 1080p
Alien Isolation - Settings: Alle Regler nach rechts (Ultra, Standard)
Assassins Creed Origins - Settings: Preset Extreme High (Standard)
Crysis - Settings: Alle Regler nach rechts, maximales AA, Borderless Gaming-Zusatztool
Devil May Cry 4 SE - Settings: Alle Regler nach rechts
DiRT 3 - Settings: Alle Regler nach rechts, 8x MSAA
DiRT Showdown - Settings: Alle Regler nach rechts, 8x MSAA
DiRT Rally - Settings: Alle Regler nach rechts, 8x MSAA
Far Cry New Dawn - Settings: Alle Regler nach rechts
Final Fantasy XIV - Shadowbringer - Settings: Maximum Preset
Final Fantasy XV - Settings: Preset High Quality
Forza Horizon 4 - Settings: Maximum Preset, Dynamik deaktiviert, 8x MSAA
Horizon Zero Dawn - Settings: Qualität bevorzugen
Resident Evil 6 - Settings: Maximum Preset
Tomb Raider - Settings: Alle Regler nach rechts, 4x MSAA
Shadow of the Tomb Raider - Settings: Alle Regler nach rechts, 4x SMAA
Neben den Resultaten aller Benchmarks wurden nach jedem Lauf folgende Maximalwerte zusätzlich mittels HWiNFO64 ermittelt:
CPU-Temperatur (Package)
CPU-Stromaufnahme (Package)
Unterm Strich geht es also nicht nur um eine rein leistungsbasierte Ermittlung der verschiedenen Benchmarkwerte, sondern auch darum, ob ein entsprechendes Upgrade mit Hinblick auf Stromverbrauch und Abwärme, also Effizienz, sinnvoll sein kann.
Sämtliche Temperaturwerte wurden bei einer Raumtepmeratur von etwa 21,5°C (+/- 1) ermittelt.
Bevor es nun letztendlich zu den ermittelten Werten übergeht, werden noch einmal kurz die verschiedenen Konfigurationen, die durch den Benchmark-Parcours geschickt wurden, näher beleuchtet.
Folgende Konfigurationen wurden getestet:
i5-8600K + G.Skill RAM @ Stock Settings
i5-8600K @ 5GHz Allcore + G.Skill RAM
i5-8600K + Patriot RAM @ Stock Settings
i5-8600K @ 5GHz Allcore + Patriot RAM
i9-9900KF + G.Skill @ Stock Settings
i9-9900KF + Patriot @ Stock Settings
i9-9900KF mit Undervolting + Patriot @ 3600 15-15-15-35
Eventuell fällt in den gelisteten Konfigurationen auf, dass der i9-9900KF nicht mit Übertaktung getestet wurde, obwohl dies aufgrund des “K”-Kürzels technisch möglich wäre. Wie die nachfolgenden Werte zur CPU-Temperatur sowie Stromaufnahme jedoch sehr deutlich zeigen werden, ist eine Übertaktung dieser CPU mit einer auf Silent-Betrieb getrimmten Luftkühlung nicht sinnvoll umsetzbar. Deshalb wurde versucht, mit zwar reduziertem RAM-Takt, jedoch gleichzeitig deutlich schärferen Timings entgegen zu wirken. Beim Undervolting der 9900KF-CPU wurde ein “Short Term” von 10 Sekunden bei maximal 150 Watt gewählt. Wird dieses Zeitfenster überschritten, so wird die maximale Leistungsaufnahme der CPU auf 125 Watt, “Long Term”, gekappt.
4. Benchmarks in synthetischen und produktiven Anwendungen
Die Leistungswerte in den Anwendungen zeigen ein zu erwartendes Bild. Der i9-9900KF ist dem i5-8600K auch in Singlecore-Anwendungen generell überlegen, sofern beide auf ihrem Stock-Clock arbeiten. Kommt der i5-8600K mit der 5 GHz-Übertaktung zum Einsatz, wendet sich das Blatt und in einigen Singlecore-Anwendungen kann dieser sich dann sogar knapp vor dem i9-9900KF platzieren. Dieses Verhalten zeigt auch deutlich, dass beim für die 9000er-Serie verwendeten Refresh der Coffeelake-Architektur keine nennenswerte IPC-Steigerung zu verzeichnen ist.
Selbstverständlich kann der i9-9900KF in jedem Multicore-Benchmark den i5-8600K deutlich in die Schranken weisen, da hilft auch dessen 5 GHz-Allcore-Übertaktung nicht weiter. Gute 70% schneller ist der i9-9900KF in diesem Szenario gegenüber dem werksgetakteten i5-8600K. Wird der i5-8600K auf 5GHz Allcore übertaktet, “schrumpft” der Vorsprung des i9-9900KF im Multicore-Bereich auf ca. 50%, womit klar wird, dass Takt alleine schon lange nicht mehr ausschlaggebend ist und der höhere Core-Count sowie Multi-Threading im Alltag keinesfalls mehr unterschätzt werden dürfen. Ob dabei der eher konservativ getaktete RAM von G.Skill oder der flotte Patriot zum Einsatz kommt, ist eher nebensächlich und nur in Einzelfällen überhaupt im niedrigen einstelligen Prozentbereich nachweisbar.
Eine eine Besonderheit fällt jedoch beim i9-9900KF in Verbindung mit Undervolting und dem scharf getakteten Patriot-RAM auf: in allen Singlecore-Anwendungen ist dies die schnellste Konfiguration mit diesem Prozessor, in Cinebench R15 OpenGL ist es sogar mit einem Vorsprung von fast 19% zum zweitschnellsten Setup nahezu eine Deklassierung für das restliche Testfeld. Hier scheint der auf 3600 MHz getaktete Patriot Viper-RAM mit 15-15-15-35er Primärtimings seine Muskeln ausspielen zu können.
Ein anderes Bild zeigt sich zugleich in praktisch allen Multicore-Anwendungen. Oftmals liegt der i9-9900KF mit dem scharf getakteten RAM deutlich hinter den anderen zwei Werten, die mit diesem Prozessor (mit 3200er G.Skill sowie dem 4000er Patriot-RAM) ermittelt wurden. Obwohl die Timings schärfer als mit dem Patriot-RAM auf Werkseinstellungen ausfallen und der Taktunterschied von 400 MHz weniger lediglich 10% beträgt, so fehlen dem i9-9900KF in vielen Multicore-Anwendungen mit diesem Setup bis zu 20% an Leistung. Seien es die Multicore-Anwendungen von allen drei Cinebench-Läufen oder aber der am Ehesten als Produktivanwendung zu bezeichnende Handbrake-Durchlauf, in dem die Videosequenz zu codieren ist: 18-20% Leistungseinbuße müssen in Kauf genommen werden.
Eine Erklärung hierfür könnte sein, dass der Speichercontroller des Prozessors in dieser Konstellation an seine Grenzen gerät und bei hoher Multicore-Auslastung nicht mehr ideal mit den niedrigen Latenzen des gleichzeitig hochgetakteten RAM-Kits umgehen kann.
Abschließend muss die Leistung des Core i5-8600K dennoch gelobt werden. Er war zur Markteinführung im Oktober 2017 für ca. 230 Euro (UVP) zwar nur schwer zu haben, macht aber auch heute, dreieinhalb Jahre später, noch immer eine sehr gute Figur. Hier hilft selbstverständlich auch seine taktfreudige Natur: mit ausreichender Kühlung sind 5 GHz Allcore in aller Regel kein Problem und in sämtlichen Anwendungsbenchmarks im Test konnten sowohl bei Single- als auch Multicore-Anwendungen Leistungsgewinne von ca. 20% verzeichnet werden.
5. Unigine 3D-Benchmarks
Die Unigine-Werte fallen weitestgehend ernüchternd aus. Grobe Schnitzer leistet sich keines der Setups, alle Werte liegen eng beieinander, jedoch wird deutlich, dass mit dem übertakteten i5-8600K sowie generell mit dem i9-9900KF die minimalen FPS im Heaven- und Valley-Benchmark spürbar angehoben werden können - teilweise über 20%. Dem werksseitig getakteten Core i5-8600K hingegen scheint hier der schnellere Patriot-RAM gegenüber dem von G.Skill ein wenig besser zur Seite zu stehen, gute 10% können die minimalen FPS angehoben werden.
Im Superposotion-Benchmark von Unigine hingegen macht das alles keinen Unterschied. Jedes der sieben Setups liegt bei allen Werten so nahe beieinander, dass man hier allenfalls von Messtoleranzen sprechen kann. Verantwortlich dafür ist zweifellos die Limitierung der Grafikkarte. Eine GTX 1070 ist im Superposition mit Extreme-Preset auf Full HD schlichtweg überfordert.
Eine kleine Sonderheit fällt noch mit Hinblick auf den übertakteten i5-8600K auf: die maximale FPS hat hier im Valley-Benchmark abgenommen, was sich mit einem um 1,5% verringerten Wert auf die Gesamtleistung auswirkt. Vermutlich gefällt Unigine hier die Arbeitsweise des Coffeelake-Speichercontrollers nicht. Ein ähnliches Verhalten haben wir zuvor bei den Multicore-Anwendungen in Verbindung mit dem i9-9900KF und dem scharf getakteten Patriot-Speicher aufzeigen können.
6. Spiele-Benchmarks
Im Spieleparcours rückt das gesamte Testfeld deutlich enger zusammen, als dies noch bei den synthetischen Tests sowie Anwendungen der Fall war. Dafür gibt es gleich mehrere Gründe. Zum Einen ist die Grafikkarte in Form einer GTX 1070 oftmals der limitierende Faktor – Full HD im Jahre 2021 ist für diese Grafikkarte einfach das Limit und in vielen Spielen muss hier bereits Feintuning im Grafikmenü betrieben werden, um zufriedenstellende Frameraten erreichen zu können.
Zum Anderen kann selbst ein Upgrade auf deutlich schnelleren RAM sowie einen Prozessor, der ab Werk nicht nur deutlich höher taktet, sondern auch den 2,7-fachen Thread-Count (16 zu 6) aufweisen kann, nicht zum gewünschten Erfolg verhelfen, da so gut wie kein Spiel überhaupt von einer solch hohen Anzahl von Kernen bzw. Threads profitieren kann.
Auch deshalb wurde bewusst ein breit gefächerter Parcours mit neuen sowie alten Titeln gewählt.
Im Gesamtrating wurden lediglich die Spiele in die Wertung einbezogen, die tatsächlich auch Min- Max- und Average-Werte in ihren Benchmarks ausgeben. Dennoch wurden - wie schon bei den Anwendungen und bei Unigine - sämtliche Einzelbenchmarks als kleine Thumbnails mit angehängt.
Direkt ins Auge sticht die Tatsache, dass in einigen Spielen die minimale FPS durch den i9 merklich angehoben werden konnte. In Assassins Creed Origins z.B. betrug diese beim i5-8600K (unabhängig von der Taktung) etwa 40 FPS, wohingegen der i9-9900KF mit dem Patriot-RAM auf 55 FPS kommt. Die Durchschnitts-FPS hingegen verändert sich in diesem Spiel kaum und variiert zwischen 71 und 73 FPS unter den sieben verschiedenen Setups.
DiRT 3 sowie DiRT Showdown sind zwei weitere Spiele, in denen der i9-9900KF in jeder Konstellation das restliche Testfeld deutlich hinter sich lassen kann. Allerdings muss auch hier gesagt sein, dass sich das System bei diesen beiden Spielen zum Einen nicht im GPU-Limit befindet, weshalb der stärkere Prozessor hier sein Potential entfalten kann, zum Anderen sind bereits enorm hohe Durchschnitts-Frameraten von etwa 270 FPS in DiRT 3 beziehungsweise knapp 170 FPS in DiRT Showdown zu verzeichnen. Der unübertaktete i5-8600K schafft hier 200, respektive über 111 FPS. Mit Übertaktung des i5-Prozessors verringert sich der Abstand auf 238 bzw. 138 FPS.
Diese beiden Spiele bilden mit derart massiven Leistungssprüngen des i9-9900KF jedoch die Ausnahme im gesamten Testfeld.
Auch der scharf getaktete Patriot-RAM mit 3600 MHz und 15-15-15-35er Timings kann die Partie nicht für sich entscheiden. In zwei Sonderfällen, namentlich dem CPU2-Benchmark von Crysis sowie dem im Jahre 2013 neu aufgelegten Reboot von Tomb Raider kann der Patriot-RAM mit dem i9-9900KF den Rest des Feldes merklich hinter sich lassen.
Ohnehin zeigten sich mit der Testkonfiguration des auf 3600 MHz getakteten Patriot-RAM mit scharfen Timings von 15-15-15-35 Probleme im Spiele-Parcours. Final Fantasy XV und Horizon Zero Dawn konnten keine Testresultate liefern. Beide Benchmarks stürzten immer wieder recht früh während des jeweiligen Testlaufs ab. Um die Gesamtergebnisse nicht zu verfälschen, wurden diese beiden Benchmarks in dieser Hardwarekonfiguration nicht gewertet.
Ebenso auffallend ist, dass die Durchschnitts- und besonders die Max-FPS in diesem Setup selbst hinter den Stock-Werten des i5-8600K hinterher hinken. Wie bereits im Valley-Benchmark sowie in sämtlichen Multicore-Anwendungen scheint sich die Besonderheit mit dem übertakteten RAM in Verbindung mit dem 9900 KF auch im Spiele-Parcours fortzusetzen, aber es zeigt auch, dass man eben nicht auf die Schnelle durch simples Übertakten einzelner Komponenten pauschal große Leistungssprünge sowie einen weiterhin gewährleisteten, stabilen Betrieb des Rechners erwarten darf.
Bleibt der Patriot-RAM auf seiner schnelleren 4000er Taktung mit Standard-Timings von 19-19-19-39, so kann er in einigen wenigen Fällen dem langsameren i5-8600K minimal unter die Arme greifen. Mehr als niedrige einprozentige Leistungszugewinne sind hier jedoch nicht zu erwarten. Der i9-9900KF profitiert sogar noch weniger, der Unterschied zum G.Skill-RAM über das gesamte Spiele-Repertoire hinweg beträgt gerade einmal 0,2%.
Zusammengefasst kann das “stabile” Setup mit dem i9-9900KF und dem 4000er Patriot-RAM einen Leistungszuwachs von 7,9% gegenüber dem werksseitig getakteten i5-8600K mit G.Skill-RAM vorweisen, was jedoch zweifellos auf die hohen Werte der beiden Ausnahmespiele DiRT 3 sowie DiRT Showdown zurückzuführen ist. Bleiben diese beiden Titel im Gesamtvergleich aussen vor, so schrumpft der Vorsprung des i9 auf magere 3,4% zusammen.
Wird der Core i5-8600K auf 5 GHz übertaktet, schrumpft der Vorsprung des i9 mit Patriot-RAM auf 3,3% mit den beiden erwähnten DiRT-Titeln, ohne diese ist es sogar nur noch ein magerer Prozentpunkt Vorsprung. Der Patriot-Speicher kann dem i5-8600K hier nochmals minimal unter die Arme greifen, sodass er bei 5 GHz Allcore und ohne die beiden DiRT-Titel sogar exakt gleichauf mit dem i9-9900KF arbeitet.
7. Temperaturen und Leistungsaufnahme in Anwendungen
Neben der reinen Rechenleistung sollte auch immer der ökologische Aspekt in Betracht gezogen werden. Ist ein Bauteil generell schneller als die Konkurrenz bzw. der direkte Vorgänger, so muss auch beleuchtet werden, unter welchen Bedingungen dies geschieht.
Sofern ein besagtes Produkt 10% mehr Leistung vorweisen kann, so ist dies auf technologischer Basis keine allzu große Errungenschaft, wenn hierfür ebenso 10% mehr Strom benötigt wird. Für den Anwender könnte man es als faires Trade-Off bezeichnen, wobei auch hier noch weitere Aspekte im Auge behalten werden müssen, wie die nötige, ausreichende Stromversorgung, einer besseren Kühlung sowie den damit verbundenen initialen sowie fortlaufenden Kosten.
Ist das neue Produkt jedoch bei gleichem Stromverbrauch schneller, so ist das nicht nur technologisch, sondern letztlich auch ökologisch und somit in jeder Hinsicht für den Anwender ein Zugewinn.
Und genau in diesem Bereich versagt der i9-9900KF leider auf ganzer Linie. Sein volles Potenzial spielt der Prozessor zweifelsfrei in Produktivanwendungen und Multitasking aus, verlangt hierfür jedoch auch eine enorme Menge an Strom.
Zur Errechnung der folgenden Werte wurden zum Einen jewels Stromaufnahme und Temperatur aller Anwendungen gemittelt, zum Anderen aber zusätzlich nur die Werte der jeweils der fünf Anwendungen, die die höchste Stromaufnahme sowie die höchsten Temperaturen verursachen. Damit soll verhindert werden, dass z.B. solch kurze Messungen wie die von CPU-Z oder SuperPi_Mod das Ergebnis zu sehr verfälschen. Dennoch stehen auch die Gesamt-Durchschnittswerte in den nachfolgenden Diagrammen zur Veranschaulichung mit aufgeführt. Der nachfolgende Text bezieht sich dennoch ausschließlich auf die Werte der "Top 5", da sie insgesamt am Aussagekräftigsten sind.
Dass der Core i5-8600K ohne Übertaktung die genügsamste Konfiguration im Testfeld sein wird, war von vorn herein klar. 75,4 Watt sind es bei den synthetischen Benchmarks und Anwendungen im Schnitt, die sich der Prozessor in Verbindung mit dem G.Skill-RAM unter Last gönnt. Mit dem Patriot-RAM steigt der Strombedarf des werksseitig getakteten Core i5 um ca. 3 Watt auf etwa 78,3 Watt an. Das ist nachvollziehbar und verständlich, da dieser deutlich höher getaktete Arbeitsspeicher auch einen höheren Anspruch an den im Prozessor integrierten Speichercontroller stellt.
Die Temperatur des i5 ist bei Werkstakt mit 55°C mit dem G.Skill-RAM bzw. 54,8°C mit dem RAM von Patriot ebenfalls sehr überschaubar. Dass hier die Variante mit dem Patriot-RAM sogar minimal kühler ausfällt, obwohl hier, wie zuvor festgestellt, etwa 3 Watt mehr benötigt werden, liegt an der Raumtemperatur von ca. 21,5°C mit einer Schwankung von maximal +/- 1°C. Daher sind solch minimale Messtoleranzen leider nicht zu vermeiden, jedoch auch nicht weiter der Rede wert.
Wird der i5 übertaktet, so steigen die Temperaturen auf 69,6°C mit dem G.Skill- respektive 71,8°C mt dem Patriot-RAM. Der Strombedarf steigt um 36,5% auf 105,6 Watt für die Konfiguration mit G.Skill-RAM, mit dem Patriot-RAM sind es 106,4 Watt und somit 38,6% mehr Stromaufnahme gegenüber der werksseitigen Taktung des i5-8600K.
An dieser Stelle muss dem i5 und somit Intel für diese CPU ein dickes Lob ausgesprochen werden. Nicht nur, dass die TDP von 95 Watt hier in der Praxis eher sehr weit oben angesetzt ist und sie selbst in AVX-lastigen Anwendungen wie Cinebench R23 sowie Handbrake mit maximal knapp über 80 Watt lange nicht erreicht wird, auch die Tatsache, dass die Temperaturen sich selbst bei starker Übertaktung stets in einem sehr vertretbaren Rahmen bewegen, sind ein gutes Zeugnis für ein effizientes Produkt.
Ein vollkommen anderes Bild zeichnet sich jedoch beim i9-9900KF ab: in den fünf leistungshungrigsten Anwendungsbenchmarks nimmt sich der Prozessor unabhängig der beiden Arbeitsspeicher satte 201 Watt aus den Spannungswandlern des Mainboards. Hier stellt sich wieder einmal die oft kontrovers diskutierte Frage, wie sinnvoll und ernst gemeint die Angaben der Hersteller bezüglich der TDP überhaupt sind, denn auch für den i9-9900KF gibt Intel einen Wert von 95 Watt an. Dass dieser Wert kurzzeitig überschritten werden kann, ist eine Sache. Dass jedoch bei stromhungrigen Anwendungen wie Cinebench und Handbrake teils über 220 Watt über einen längeren Zeitraum hinweg durch die CPU fließen (je nach werksseitigem Short- und Long-Term Power Limit), ist auch mit einer sehr weitläufigen Auslegung des Begriffes “Thermal Design Power” nicht mehr zu rechtfertigen.
Auf die Temperatur hat dies selbstverständlich ähnliche Auswirkungen. Über 78°C werden im Schnitt ermittelt – das Maximum wird hier in dem Multicore-Anwendungen Cinebench R20, R23 sowie in Handbrake mit 82°C bis 83°C ermittelt. Allzu viel Spielraum für heiße Sommertage ist hier nicht mehr gegeben.
Bei diesen Temperaturen wurde das System – trotz manuell gesetzter Silent-Lüfterkurve – selbstverständlich sehr laut, die Lüfter drehen ab 80°C auf Maximalgeschwindigkeit.
Zu guter Letzt bleibt also noch die gängige Methode, den sehr hitzköpfigen i9-9900KF zu undervolten. Zur Erinnerung: wie bereits einleitend erwähnt, wurde ein “Short Term” von 10 Sekunden bei maximal 150 Watt gewählt, die Long Term-Leistungsaufnahme liegt bei 125 Watt.
Mit 77,4°C konnte die Durchschnittstemperatur nicht nennenswert gesenkt werden. Der Stromverbrauch hingegen konnte erfolgreich auf ca. 147 Watt herabgesetzt werden, was einer Reduzierung von 27% entspricht. Rufen wir uns zugleich in Erinnerung, dass dieses Setup in Singlecore-Anwendungen aufgrund des scharf getakteten RAMs sogar das schnellste im gesamten Testfeld war, sowie die Multicore-Testwerte lediglich ca. 10% hinter dem Werkstakt ausfallen, so wird schnell deutlich, dass Intel den i9-9900KF (und somit wohl auch seine Brüder “K” und “KS”) ab Werk fern ab seiner idealen Effizienz arbeiten lässt.
Der zusätzliche Strombedarf, der benötigt wird, um den Prozessor nennenswert von den eigenen Platzhirschen in Form des i7-8700K sowie i7-9700K abzusetzen sowie weiterhin konkurrenzfähig zu AMD zu bleiben zeigt eindeutig, wie sehr Intel in den letzten Jahren in Zugzwang geraten ist. Die eher magere Vorstellung der letzten beiden Intel-Prozessoren der 10000er und 11000er Generation sowie die leistungsstarken AMD Ryzen 5000-CPUs sprechen hier für sich.
8. Temperaturen und Leistungsaufnahme in Spielen
Die letzten Messwerte, die es zu erwähnen gilt, betreffen 3D-Anwendungen in Form der Unigine-Benchmarks sowie den Spiele-Parcours.
Da sich das Testfeld bezüglich der Leistungsaufnahme sowie der Temperaturen in den Unigine-Benchmarks sowie in den Spielen sehr ähnlich verhält, werden nachfolgend lediglich die Ergebnisse aus den Spielen beleuchtet.
Da in Spielen nur selten alle Kerne eines Prozessors zu 100% ausgelastet werden, fallen die Werte zur Stromaufnahme sowie den daraus resultierenden Temperaturen naturgemäß etwas niedriger aus als die Werte, die wir noch aus den synthetischen und anwendungsspezifischen Benchmarks zu sehen bekommen haben. Auch für die Spiele-Benchmarks werden neben dem Gesamtdurchschnitt für Leistungsaufnahme und Temperatur die jeweils acht intensivsten Spiele dieser Bereiche zur Berechnung herangezogen, um die Messwerte in der Tabelle zu verdeutlichen.
Im Schnitt beträgt die Temperatur des unübertakteten i5-8600K 53,1°C bzw. 54°C mit dem G.Skill- bzw. dem Patriot-RAM. Der Strombedarf liegt zudem bei niedrigen 65,3 Watt für die Paarung mit G.Skill, mit dem 4000er Patriot-Arbeitsspeicher sind es sogar nur 60,2 Watt. Scheinbar kann der i5 mit dem höheren Speichertakt so effizient arbeiten, dass der Strombedarf um ca. 8% abnimmt. Im übertakteten Zustand gönnt sich der i5-8600K 77,2 Watt mit dem G.Skill-Speicher, 79,6 Watt sind es mit den schnellen Riegeln von Patriot. Die Temperatur steigt dabei auf 68,9°C respektive 70,9°C an.
Im Vergleich zu den aus Anwendungen und synthetischen Benchmarks ermittelten Werten macht der i9-9900KF bei Spielen bessere Figur. Die Temperatur liegt mit 67,5°C bzw. 66,5°C mit G.Skill und Patriot etwa 1,5°C und 2,5°C unter den Werten des i5-8600K. Doch auch hier liegt die Leistungsaufnahme generell höher als bei dem kleinen 6-Kerner. 116,3 Watt sind es mit dem G.Skill-RAM. 112 Watt sind es hingegen mit Patriot-Bestückung. Das passt auch zur ermittelten Temperatur, der i9 scheint hier effizienter mit höher getaktetem Arbetisspeicher umzugehen.
Ist die Wärmeentwicklung des i9-9900K noch sehr vertretbar, so ist es die Leistungsaufnahme leider nicht: 78% mehr Strom gegenüber dem werksseitig getakteten i5-8600K sind nötig, um lediglich 7,7% mehr FPS auf den Bildschirm zu bringen. Zum übertakteten i5 sind es immer noch stolze 51% mehr Stromaufnahme für nur noch knappe 3% Leistungsvorsprung. Spätestens hier zeigt sich wieder, dass die Effizienz des i9 bei Werkstakt sehr schlecht ausfällt und man mit aller Gewalt versucht, der Architektur das letzte Quäntchen an Geschwindigkeit zu entlocken.
Das Undervolting-Setting mit scharfem Patriot-RAM zieht ebenfalls noch stolze 112 Watt aus den Spannungswandlern des Mainboards. Beim Undervolting konnte die Leistungsaufnahme in den “sechs” stromhungrigsten Titeln nicht beeinflusst werden. Hier konnten bewusst nur sechs Titel herangezogen werden, da die Undervolting-Variante, wie bereits zuvor erwähnt, nicht stabil durch Horizon Zero Dawn sowie Final Fantasy XV laufen wollte. Über das gesamte Testfeld hinweg waren es immerhin ca. 6 Watt weniger, als in der Standardkonfiguration mit dem Patriot-RAM. Dennoch steigt auch hier die Temperatur des i9-9900KF gegenüber seiner Werkseinstellung geringfügig an, was ein weiteres Indiz für die allgemeine Ineffizienz des i9 ist.
9. Fazit und Empfehlung für Gleichgesinnte
Da sich bereits früh während der Benchmark-Durchführungen abgezeichnet hat, dass sich die Performance des vorhandenen Systems zumindest im Haupteinsatzgebiet “Spiele” mit den vorhandenen Mitteln nicht nennenswert steigern lässt, manifestierte sich auch ebenso früh die daraus abgeleitete Schlussfolgerung.
Sofern Spiele einen Großteil des eigentlichen Einsatzgebietes des PCs abdecken, reicht ein kleinerer Prozessor mit ausreichend Kernen und Threads bei entsprechend hohen Turbotaktraten zweifelsfrei aus, um eine Mittelklassegrafikkarte adäquat zu versorgen. Für nennenswert höhere Frameraten kann an dieser Stelle nur eine neue, leistungsfähigere Grafikkarte sorgen, die derzeit leider, wie hinlänglich bekannt sein sollte, weder bei AMD, noch bei nVidia für angemessenes Geld und gute Worte zu haben ist.
Demnach kann von einem CPU-Upgrade diesbezüglich eigentlich nur abgeraten werden. Lediglich, wenn leistungshungrige Multicore-Anwendungen, oder gleich mehrere derer zum Einsatz kommen, kann man – in Anbetracht der steigenden Abwärme und der teils doppelten Leistungsaufnahme – bedingt zum Upgrade raten. Unter anderem könnten aber auch Streamer, die neben dem eigentlichen Spielen noch ein Videobild rendern und in’s Internet senden müssen, von einer stärkeren CPU profitieren, sofern der Core/Thread-Count sich damit in den zweistelligen Bereich anheben lässt.
Alternativ bleibt aber auch der komplette Plattformtausch inklusive Mainboard, womit zum Einen Intel’s neueste zwei Prozessorgenerationen sowie auch die enorm leistungsstarken und effizienten AMD Ryzen-Prozessoren zur Verfügung stehen. Ebenfalls steht Intel’s neue Prozessorreihe “Alder Lake” bereits in der Boxengasse und wartet darauf, in der zweiten Jahreshälfte an die Öffentlichkeit treten zu dürfen.
Aber auch das wird eine in die Jahre gekommene Grafikkarte nicht nennenswert entlasten können. Hier muss man realistisch bleiben: eine GTX 1070, die am 10. Juni diesen Jahres ihr 5. Lebensjahr feiern wird, muss sich modernsten Titeln wohl oder übel geschlagen geben.
