CPU DDR-RAM Practice Reviews

Core Wars: Alder, Rocket & Comet Lake at the RAM limit – benchmarks and gaming with DDR4 3733c14 Gear 1

Super Pi 32M and AIDA64

In order to make the effects of the different RAM and CPU configurations even more visible, I’m going to unleash a few benchmarks on the systems today that are new to me. I would like to start with the well-known competition benchmark SuperPi with the preset “32M”. In this benchmark, 32 million digits of the number Pi are calculated in 24 repetitions, whereby the smallest changes to CPU and RAM become visible in the result. The benchmark still takes several minutes with current hardware and the results are still often reproducible to a fraction of a second. The decisive factors here are the performance of a single CPU thread together with cache and RAM. Moreover, what matters here is not the throughput, but the latency of the RAM. Even though this benchmark performs better with Hyperthreading off, we left it on for consistency accross all our tests.

As expected, the Rocket Lake CPU is ahead of the Comet Lake CPU, due to its larger and more powerful cores. However, the fact that there is supposed to have been another performance leap in the cores from Rocket Lake to Alder Lake is apparently overshadowed by another factor here – keyword: latency. 26 seconds slower is the 12900K than its predecessor, with identical RAM. Now to be fair, Alder Lake in Gear 1 now supports higher clock speeds. We could already verify up to DDR4-4200 CL16 as stable. But even with a lot of manual tuning, extreme overclockers will have a very hard time making up the nearly 8% disadvantage in compute time to Rocket Lake. So the 11900K will probably remain the first choice at least for this clientele for the time being.

We will continue with latency, this time in the familiar AIDA64 Cache & Memory Benchmark. Alder Lake’s disadvantage in latency is once again confirmed here, although Comet Lake is actually still the nimblest here when it comes to transferring a small amount of data quickly between RAM and CPU. Since Comet Lake, RAM latency has grown steadily on Intel CPUs, due initially to the physically longer ring that had to connect Coffee Lake’s now 10 CPU cores instead of the previous 8. With Rocket Lake, gearing was introduced and now with Alder Lake, a second memory controller and 8 more small cores were added, all of which also want to talk on the ring. The consequence is also with deactivated E-Cores a higher overhead and thus slower latencies with the RAM access.

I have put the data throughput testes together in a gallery so you can switch between them yourself. Read and Copy are where the biggest differences between CPU generations are noticeable, while Write is where they are all effectively on par. MSI, in their explanation of the now two IMCs in Alder Lake, had cited this very AIDA64 copy test as an example of the resulting performance increase. So far we can also confirm this. However, it should also be mentioned that these data rates are also dependent on the core performance of the CPU and since Alder Lake also advertises progress here, we can’t say exactly where the performance increase in the results really comes from. 

Linpack Xtreme and Geekbench 3

Now there is another benchmark newcomer, the Linpack Xtreme in version 1.1.5. This benchmark uses the Intel Math Kernel Library and thus also AVX2 and AVX512 for the calculation of linear algebra and thus provides an extremely high load on the CPU and the RAM. Besides a stress test, this benchmark also offers a performance metric in the form of flops, i.e. calculations per second. The performance also increases with the size of the memory used, since this also increases the complexity of the equations in the form of the “problem size”. Here we have chosen the 10 G preset with a problem size of 35000 to highlight the differences between the various CPU configurations as much as possible.

By the way, here it is important whether the AVX512 instruction set is activated on the new Alder Lake CPUs or not. Since this is only supported by the P cores, this requires the E cores to be disabled. We determined the results once with and once without AVX512, but always with disabled e-cores. Because if the e-cores are enabled as they are ex-factory, the clock of the cache has to be lowered on the one hand and on the other hand the e-cores actually cost performance here. The e-cores really just want to help, but effectively only get in the way of the P-cores when talking to the RAM. The result is about 15 GFlops less with, instead of without E-cores at the same P-core and cache clock. Congestion on Alder Lake Ring despite speed limit and “thread director” traffic control system.

It’s also interesting to note here that even with AVX512, Alder Lake’s Golden Cove P cores don’t quite match the performance level of Rocket Lake with its Cypress Cove cores. But since the clock is effectively the same and there should be no other disadvantage for the 12900K, the only explanation is again the higher RAM latency. Intel’s new compute monsters also want to be fed in time, otherwise the brilliant performances will fail to materialize. Of course, in the real world, the higher possible RAM clock speeds with Alder Lake come in handy here, but whether DDR5’s increase in throughput will ultimately be able to make up for the deficit in latency will have to be seen another time. By the way, this was also the only benchmark where AVX512 makes a difference. In all other tests, the results were identical with and without the active instruction set.

Finally, as with previous RAM tests, there is the Geekbench 3 multi-core memory performance score. Again, this shows a big jump forward from Comet to Rocket Lake and a step back from Rocket to Alder Lake. Again as a reminder, all primary, secondary and tertiary timings of RAM are identical between configurations. Only the respective CPU and its internal structure are decisive for the differences in the measured performance. Here, too, it remains to be seen whether and when the 12th generation with DDR5 will be able to make up for its supposed deficit.

 

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J
John.Smith

Neuling

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Puh, also habe ich das richtig verstanden, dass ddr 5 zu ddr 4 im Moment noch keine riesigen Vorteile bietet ?
Aber im Gaming die Alder CPUs unschlagbar sind ?
Ich hoffe, ihr seht mir Unwissenheit nach. Ich lese Igors Artikel immer sehr gerne. Aber mein technisches Verständnis kommt an so vielen Stellen einfach nicht mit.
Ich plage mich mit dem Gedanken, auf Alder Lake aufzurüsten. Von 8700k . 2666 Speicher 32gb, 3090FE.
Würden mir hier, auch im Bezug auf den Ram, große Vorteile durch ddr5 entstehen?
Ich tendiere, auch gerade nach diesem Artikel, eher auf ddr4 als auf 5.

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RX480

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200 Mhz mehr Gear1 bei ADL ggü. RKL, bedeutet das, man könnte DDR4@3933 laufen lassen?

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skullbringer

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Aktuell ist DDR5 nur schwer zu bekommen und nicht wirklich schneller als DDR4. Und richtig, im Gaming ist Alder Lake auch mit DDR4 deutlich schneller als die anderen getesteten CPUs. In Anbetracht der Chip-Knappheit wird die Situation um DDR5 wohl auch in absehbarer Zeit nicht besser werden.

Es kommt natürlich auch immer darauf an, welchen RAM, ob B-Die oder was anspruchsloseres und wie viele Ranks. Aber in den meisten Fällen würde ich DDR4 4000 realistisch sehen für täglichen Betrieb. ADL kann ja jetzt auch gut mit den 100er Ratios umgehen, also ist das Finetuning jetzt auch einfacher.

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TheOpenfield

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175 Kommentare 38 Likes

Die Verbrauchs- und Effizienzwerte finde ich besonders interessant.

Da dürfte wahrscheinlich das "Binning" bzw. die generelle Skalierung einen großen Einfluss haben. Für RL dürfte der Takt bereits nahe der Obergrenze liegen, CL skaliert ja meist noch ein wenig darüber (und muss für 5,1 nicht so getreten werden). Deinen AL kann ich da nur schwer einschätzen - da ist die Serienstreuung einfach sehr hoch aktuell. Vielleicht kannst du ein paar Worte dazu sagen, @skullbringer - also, wie gut die CPUs noch oben rum weiter skalieren, bzw. ob man bei 5 GHz schon deutlich weniger treten müsste (bei RL z.B.).

Gerade, weil der CL bei dir häufig eine gute Ecke weniger aus der Dose zieht, als der AL - wäre das auch noch bei bspw. 4,6 GHz der Fall?

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grimm

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Wenn es dir nur um Frames geht, dann rüste ruhig auf - ob DDR4 oder DDR5 hängt aus meiner Sicht derzeit eher von der Verfügbarkeit ab.

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RX480

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DDR4 scheint doch wg. der Latenzen in Gear 1 sinnvoller zu sein, oder?

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S
Staarfury

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Was die reine Latenz angeht, hat DDR4 einen Vorteil.

Den kann allerdings DDR5 mit anderen Optimierungen wie z.B. der höheren Granularität der Kanäle (4x32bit statt 2x64bit) zum Teil wieder ausgleichen.

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Blubbie

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808 Kommentare 275 Likes
M
McFly_76

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Zum "Glück" unterstützt Alder Lake den DDR4-Speicher sonst müssten jetzt viele Aufrüster nicht nur Wochenlang auf den DDR5-Speicher warten sondern auch für ein 16 GB-Kit DDR5 so viel bezahlen wie für ein 32 GB-Kit DDR4-4000+ ( ~150 € ).

Trotzdem bin ich skeptisch weil nicht alles getestet ( PCIE 5.0 , RAID, RAM-Vollbestückung etc. ) oder ausgesprochen wurde ( Sicherheitslücken im Prozessor ) und jetzt kursieren die nächsten Meldungen über die B660-Mainboards ohne PCIE 5.0 Support.

Aber ich glaube dass der "Alder Lake Hype" schnell wieder nachlässt wenn AMD Zen 3 mit 3D-Cache für AM4 anfang des Jahres rausbringt und so den Leistungsvorsprung damit ausgleicht.

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4medic

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(y)

…. und trotzdem von Intel ein guter Wurf!

Gruß

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ric84

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3733cl14, extrem pornös! o_O

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Tronado

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Ja, aber denk auch an die Aufrüstmöglichkeiten. Wenn du jetzt ein DDR4 Board nimmst und vielleicht in 2 Jahren wirklich schneller DDR5 RAM (z.B. 5200er mit guten Timings oder 7000er mit den jetzigen Timings) zu erschwinglichen Preisen verfügbar sein sollte, ärgerst du dich vielleicht dann.
Und die z.Z. noch größere Latenz des DDR5 spielt natürlich beim Umstieg von einem alten System auf die Alder Lake Rakete mal so überhaupt keine Rolle. :) Zur Verfügbarkeit kann ich allerdings nichts sagen, hab meinen ja drin.

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B
Baseline70

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Auch hier wieder so ein seltsames Fazit mit einer Empfehlung für Gamer "Denn egal welche Auflösung, egal welches Spiel, in unserem heutigen Test ist der 12900K effektiv immer an erster Stelle bei den Average FPS " Wer sich eine CPU in diesem Preissegment zulegt wegen 4-5 FPS mehr, dem ist ja nicht mehr zu helfen. Diese CPU sollte für Anwendungen gedacht sein mit der man AUCH spielen kann. Alles andere macht keinen Sinn. Es sei denn, man kann bestimmte Spiele nur flüssig spielen wenn man diese CPU nutzt. Daher würde ich mir von einem Test auch eine klare Einordnung dieser CPU wünschen.

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Tronado

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Wo ist dein Problem? Hier ging es um's Gaming, für andere Anwendungsbereiche gibt es (auch hier) andere Tests.
Spielen ist nun einmal für die meisten Heimanwender ein sehr wichtiges Feld und wer jetzt neu anschafft will das schnellste für's Geld haben. Soll Igor in einem Gaming Test jedesmal in der Fußnote eine Warnung schreiben:
"Achtung!!! Ein Ryzen 5950X könnte eventuell für ihr Anwendungsgebiet die bessere Wahl sein." ??

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Onkel.Tom

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55 Kommentare 8 Likes

Schade dass man die Werte nicht mit DDR5 Ram vergleichen kann. Zumindest ein Vergleichstest mit schnellem DDR5 Ram wäre super gewesen.

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Tronado

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3,717 Kommentare 1,949 Likes

Schnellen DDR5 gibt's noch nicht, der kommt noch nächstes Jahr.
Aber der Durchsatz beim DDR5 5200 38/38/38/84 ohne Optimierung ist schon eindrucksvoll. (81,5 GB Lesen, 74 GB schreiben, 74 GB kopieren).

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Igor Wallossek

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10,197 Kommentare 18,810 Likes

Es gab ja mittlerweile den einen oder anderen YouTuber, der DDR5 auch jetzt schon mit bis zu 25% vorn sieht. Nur muss man das auch immer im Hinblick auf den jeweiligen geschäftlichen Hintergrund oder den Werbepartner sehen und stark differenzieren. Das mit dem "bis zu" mag vielleicht in ausgewählten Szenarien sogar hinkommen, die Realität sieht aber leider (noch) oft genug anders aus.

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skullbringer

Veteran

306 Kommentare 328 Likes
Tronado

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3,717 Kommentare 1,949 Likes

Die jetzigen DDR5 Riegel lassen sich kaum übertakten und nur wenig in den Timings reduzieren, auch das wird mit neueren Mainboard BIOS' besser werden, ist halt alles noch ganz taufrisch.

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Xaver Amberger (skullbringer)

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