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Efficiency secret AVX-512 on Alder Lake – The resurrected instruction set in a practical test

AVX-512 was a hotly discussed topic around the launch of the new Intel Alder Lake CPUs. At first it was said that the P cores supported it in principle, but in order to be able to offer a common instruction set with the E cores, the feature would be disabled at the silicon level. Later, however, motherboard manufacturers would have found the feature functional on the CPUs and would have made it re-activatable with hacks in the microcode via the BIOS. We’ll take a look at what the recovered feature really brings today.

If you don’t know what to do with “AVX-512” yet, I’d like to briefly pick you up before we go deeper into the matter. In principle, this is an instruction set that allows the CPU to perform special types of calculations particularly quickly. First integrated on Intel’s high-end desktop platform in 2013 with the “Skylake-X” CPU generation, the feature was most notable for its extremely high power consumption. Power and fuel, you know.

CPUs of Intel mainstream platforms with smaller sockets got the feature much later and only recently, with the 11th generation. Generation, also known as Rocket Lake. This generation suffered from many other problems as we know, which is why AVX-512 didn’t really come up here. But at least it was active by default and provided a bit more performance in one application or another.

Our British colleague Dr. Ian Cutress has reported extensively on the history of AVX-512 and Alder Lake on Twitter. So for those interested in the details, I highly recommend this thread.

But back to today and our test: After the launch, the fact is, the feature is physically present and has been made available by all motherboard manufacturers in BIOS updates on just about every board. The only requirement for enabling AVX-512 is to disable the E cores, which do not support the instruction set due to their architecture.

So now we have this new weird hybrid platform, with 8 P and E cores each, but only the former supporting AVX-512. So naturally I asked myself: Which configuration actually performs best, all cores, only P-cores, only P-cores with AVX-512? We had already seen in a previous review that the E-cores are not always beneficial for the performance, for example because they put additional load on the memory system or lower the cache clock, but more on that in a moment.

I’m going to bang the door in your ace, just as it banged in my face when I played around with the settings during the first tests:

Prime 95 is a well-known stress test with very high CPU load, which still has its problems with Alder Lake and only supports 16 threads, even if the new CPUs actually have 24 by default. As a result, a third of the cores are bored and the power consumption is correspondingly lower. But that’s just an issue on the side. It gets interesting when we compare the P-cores with and without AVX-512. Because with the AVX-512 feature is active, the CPU has a lower power consumption than without. “Can’t be, AVX-512 has always been the hell inferno of instruction sets, there must be something wrong with HWInfo!”, I thought to myself. So I measured with the Elmorlabs (Power Measurement Device) once on hardware level.

The device is actually just a board with measuring resistors, which is wired between the power supply and the 12 V EPS connector of the mainboard. This allows it to measure the current delivered to the motherboard for the CPU power supply with relative precision. You can see the result in the diagram above. On the one hand, it confirms the trend that 8 P-cores with AVX-512 need less power than without, and on the other hand, a big difference between power measurements in hardware and software once again becomes clear. This is where the predefined AC and DC loadlineson the mainboards come into play, which Igor already discussed the other day.

But now I wanted to know, do the P-cores with AVX-512 just do less work or is the lower power consumption actually based on higher efficiency? For this I picked out two synthetic benchmarks that are known to benefit from AVX-512, Y-Cruncher and LinX. And for interest’s sake, I threw the game Far Cry 6 into the ring, as it was able to most clearly show differences between CPUs while gaming in our past CPU generation comparison. As always, the test hardware used can be found here:

Test systems

Hardware:
  • CPU: Intel Core i9-12900K (Stock, Temperature Limit 115 °C)
  • Mainboard: Asus Maximus Z690 Apex (BIOS 0802)
  • RAM-Kit: Kingston Fury Beast DDR5-5200 CL40 2x 16 GB Kit
  • Power supply: Superflower Leadex Gold 1600 W
  • SSD: Crucial MX500 2 TB (SATA 3, OS)
  • Graphics card: Nvidia GeForce RTX 3090 Founders Edition (Game Ready Driver 496.94)
  • Operating system: Windows 11 Pro 64-bit (up-to-date)
Cooling:
  • CPU Block: Corsair XC7 RGB Pro
  • CPU TIM: Arctic MX-5
  • Radiators: Alphacool NexXxoS ST30 480mm + HardwareLabs Black Ice GTX 240mm
  • Fans: 4x Phobya NB-eLoop 120mm 1600rpm + 2x Noiseblocker NB eLoop B12-4 120mm
  • Pump: XSPC D5 PWM
Housing:
  • Open Benchtable
Periphery:
  • Monitor: Benq XL2720
  • Keyboard: KBC Poker 2 (Cherry MX Brown)
  • Mouse Zowie FK1
Measuring devices
  • Thermometer: Elmorlabs KTH (calibrated)
  • Power meter: Elmorlabs PMD
  • USB-to-I2C Adapter: Elmorlabs EVC2
  • Flow meter / thermometer: Alphacool high flow NEXT
  • Software: HWInfo64 7.15-4620

 

Kommentar

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G
Guest

Ich bin zwar anerkennend begeistert, wieviel Mühe du dir machst, aber aus 08/15 Kunden Sicht (subjektiv) überzeugt mich die Plattform überhaupt nicht. Und das ist der Eindruck oder Beigeschmack, der sich irgendwie einstellt.
Um 3 Ecken wird ein Vorzug zur nicht genannten Konkurrenz konstruiert, der bestimmt vorhanden ist, aber eigentlich kein Stück für mich als Nutzen sehe. (das heißt nix, ich bin bestimmt nicht der Premium User, der das alles zu schätzen weiß)

Als die Zen CPUs kamen, vor allem Matisse waren die einfach das bessere Paket, der Vermeer hat es dann restlos klar gemacht.
Ich meine damit, die brauchten nicht um 3 Ecken eine Bestätigung warum Kunde genau dort oder hier hinsehen musste, um sich für eine gute oder bessere Plattform zu entscheiden. Und wenn ich die Verkaufszahlen Mindfactory sehe, (jaja, ich weiß die sind nicht der Weltmarkt) sehe ich das nicht alleine so.

Sry, wenn das irgendwie ins OT abgedriftet bin. War halt der Eindruck und erste Gedanken nach dem Durchlesen.

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Igor Wallossek

1

10,179 Kommentare 18,761 Likes

Unsere Aufgabe ist es nicht, Kundenbefindlichkeiten und wechselnde Marktanteile zu ergründen, dafür ist doch am Ende das jeweilige, hochbezahlte Marketing da. Aber wir gehen nun einmal mehr in die Tiefe als andere, was diese Seite hier auch mit am Laufen hält. AMD hat aktuell nichts Neues zum Testen, also beschäftigen wir uns mit Intel. Kommt wieder mal was von AMD, dann wird es sicher wieder andersherum aussehen. Und ein kleiner Blick über den Tellerrand hat auch noch nie geschadet ;)

08/15 wären die üblichen Mainstream-Gaming-Benchmarks, die mag ich aktuell auch nicht mehr lesen. Das ödet nur noch an, deshalb lasse ich es mittlerweile auch . :D

Momentan ist eh alles wie in der DDR, Mangel an allen Fronten, sogar bei den Testaufgaben. Da hat man dann auch mal Zeit, sich mit weitergehenden Details zu beschäftigen, die so uninteressant gar nicht sind. :)

Und zum Mangel im Allgemeinen:
Ich bekomme nirgendwo einen bezahlbaren 5.1 Verstärker mit mehr als 180 Watt pro Kanal zu kaufen. Alles ausverkauft. Also gurke ich im Wohnzimmer weiter mit dem alten Teil durch die Gegend und suche nach weiteren Moddingmöglichkeiten, um mir das Teil schönzureden. Aber nicht mal die benötigten Teile sind aufzutreiben... :(

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Klicke zum Ausklappem
G
Guest

darum schrieb ich ja:
alles gut, hatte die Mühen ohne wenn und aber zugestanden :)

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2
2Chevaux

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100 Kommentare 79 Likes

Mal abgesehen davon, daß ich natürlich gerade auch wegen solcher Detailbetrachtungen hier bin, wie Igor oben zu Recht vermutet, möchte ich dir, Xaver, @skullbringer nochmal ein "Weiter so!" zuwerfen. Ich empfinde – abseits vom Inhalt – deine Schreibe als ungeschliffenes Juwel, wirklich. Sehr angenehm und unaufdringlich lesbar, und die Schreibe weckt auch Vertrauen auf die zugrunde liegende Herangehensweise auf technischer Seite. Echt gut.

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geist4711

Veteran

274 Kommentare 127 Likes

WOW, 180W je kanal 5.1!
betreibst du da ne diskothek? :cool:
sonst wäre de gedanke zu wirkungsgradstärkeren lautsprecher ja evtl nicht uninteressant :cool:
ich komm hier mit 50w je kanal locker bis zum übernächsten nachbarn, darf ich aber nicht...... :)
hält man aber eh keine 5minuten aus so laut.....

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G
Guest

Nach deinem Horn (vielleicht erinnerst du dich am Pic mit 3x gestapelten.... 😁 ;) ) hatte ich noch ein Nivo-Horn gebaut.
Testweise kam man bei den Dickschiffen von Onkyo (TX DS939- 250W/Kanal) an Grenzen....und natürlich auch an die des Nachbars.
Kumpel hat im 2. Kreis die Viecher mit dran- kann man mal machen im EFH^^
Wenn die HDMI Boards nicht so empfindlich wären, hätte ich mit längst einen 905 dazu geholt. hab aber noch 2x 939 im Keller :rolleyes:

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jo-82

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Intel möchte doch bestimmt noch ein bisschen Leistung in der Hinterhand halten für die Generation 12 13. Es ist davon auszugehen daß das technisch längst gelöst ist. ;)
Es würde imho auch nichts dagegensprechen den E Kernen AVX-512 zu spendieren.

Edit: Glatt um eine Generation vertan. :sleep:

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A
Axident

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10 Kommentare 7 Likes

Ich bin sau glücklich mal einen Test (2 Tests) zu sehen, bei dem LinX mit ins Boot geholt wurde. Danke Igor Wallossek!
Viele OC-Versuche sind zwar über Prime95 und Cinebench hinaus gekommen, letztendlich aber an LinX gescheitert.

ein Satz zu @Endstufen und 5.1... gut, dass wir hier nicht im Mikrocontroller.net-Forum sind. Da wird ganz schnell jede eventuell schräge Idee im Keim der Oberflächlichkeit der Schwachstromelektriker erstickt...

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Igor Wallossek

1

10,179 Kommentare 18,761 Likes

Nochmal Off-Topic:
Ich sags mal so: zwei nuLine 334 brauchen mindstens 150 Watt pro Kanal im Stereo-Betrieb, sonst sind die komplett unterfordert. Stereo höre ich generell ohne Sub als reines 2.0 und da werden selbst die 180 Watt schnell zum Flaschenhals, wenn es sauber bis 30 Hz runtergehen soll. Leider bekommt man keine wirklich intelligenten Verstärker, die im Stereobetrieb das Leistungsbudget richtig gut verteilen können. :(

Gerade noch einen Denon ausgegraben, den könnte ich über Nubert beziehen. Da sollten im 2.0 zumindest bis 150 drin sein. Und Filme nur in Stereo gucken, ist auch fad, da gibts dann Ärger mit der vernetflixten Family :D

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Igor Wallossek

1

10,179 Kommentare 18,761 Likes

Der Artikel ist von Xaver :)

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Ghoster52

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1,402 Kommentare 1,060 Likes

Auch OT...
Ich habe Kino und Musik getrennt, für Kino tut es seit Jahren ein Yammi RX V3067
und für Mugge ein alter Integra A-9711, der ist auch mit 4 Boxen (2Ohm stabil) nicht überfordert. (y)

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RX480

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1,863 Kommentare 854 Likes

Braucht man dann für AVX512 zwingend ein Z690 oder ist zu erwarten, das ein i5-12600 ohne K (= ohne e-cores),
das auch auf nem B6xx kann?

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Igor Wallossek

1

10,179 Kommentare 18,761 Likes

Das wird sicher von Brett zu Brett noch variieren :)

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A
Axident

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10 Kommentare 7 Likes

Dann Danke an Xaver:)

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p
peru3232

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31 Kommentare 7 Likes

@Igor Wallossek zu Off-Topic:
die einfachste und beste Lösung dazu ist eine extra Endstufe nur für die Stereolautsprecher - also wenn der Receiver zumindest Vorstufenausgänge bietet...

das mit AVX-512 ist wohl speziell auch für i7 oder kleiner interessant, weil man da wohl mehr durch das Feature gewinnen kann als man durch die dann weniger vorhandenen E-Cores verlieren würde.
Auch speziell für eventuell folgende Modelle ganz ohne E-Cores ein echter Geheimtipp!

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RX480

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1,863 Kommentare 854 Likes

und
Wird man dann Hier sicher nachlesen können, Danke!

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H
Headyman

Veteran

116 Kommentare 53 Likes

Ja die Nubert brauchen gut Saft, das ist der einzige "Kritikpunkt". Hab komplettes 5.1 Nubert mit X3700H gerade noch letztes Jahr ergattert, da der 2700er nicht lieferbar war. Jetzt bin ich froh um die 180W statt 150W, da ist selbst jetzt nicht mehr so viel Luft...
Nur der Nubert-Woofi mag nicht so ganz mit dem Denon, selbst alles auf Minimum am Woofer und Receiver und das Sofa bewegt sich trotzdem noch... Zum Glück hat der nen Ausschalter, falls die Filmabmischung übertrieben basslastig ist 😆

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Zer0Strat

Veteran

162 Kommentare 138 Likes

Leeeude, was ist hier los? :D Ich habe maximal 101W mit CX ausgelesen in Far Cry 6 (P-Cores only und AVX512 on). Bitte nicht falsch verstehen, ich will nicht einfach nur stänkern, würd's gerne verstehen. Vom Prinzip her muss EPS 12V Power leicht über der Package Power liegen, da ja die Spannungswandlerverluste mit drin sind.

View image at the forums

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Alkbert

Urgestein

930 Kommentare 705 Likes

Da wäre ja schon mal interessant, wie meine x299 Inferno Plattformen mit ihren18 AVX512 fähigen Kernen performen (9980xe und 10980xe) - wahrscheinlich unterirdisch.

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Xaver Amberger (skullbringer)

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