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Intel Core i9-13900K and Core i5-13600K Review – Showdown of the 13th Generation and a 3/4 Crown for the last big Monolith

Many consider Raptor Lake to be a simple refresh of Alder Lake in a slightly improved 7 nm process, but that is not quite right. Of course, Raptor Lake is not a new architecture and also benefits from a better yield, f.e. the memory controller with better clocks, but various changes have been implemented that can at least make the giant monolith a bit more efficient and faster. That is, the details are what really matter this time. I had already reported about Raptor Lake months ago, but a lot might have been lost in the media noise of the internet. But you can get really good information from the white papers. I have briefly rehashed this for you today. After all, the higher clock rate doesn’t come completely out of the blue, and better manufacturing alone wouldn’t achieve that either. So let’s dive into the theory again for a moment before we look at the result of these changes in the benchmarks.

 

Intel’s IMPV9.1 for Alder Lake S and Raptor Lake S

For those who don’t know, IMPV, or Intel Mobile Voltage Positioning, is a technology that dynamically adjusts the processor voltage (VCC) based on processor activity to reduce the power consumed. It allows a higher processor clock frequency for a given power consumption or a lower consumption for a given clock frequency, as the case may be. The new iteration IMPV9.1 introduced with Alder Lake S is not a real revolution compared to IMPV9 from Rocket Lake S, but it is an important iteration that improves many details. And Raptor Lake can even step it up a notch.

New is the support of two VID tables with 5 mV and 10 mV resolution and the support of Iout with values above 255 amps. In addition there is an analog AUX imon input on the 0x0Dh domain. There is also a change to the fast Psys counters and peak detector to support both Psys and Vsys measurements independent of the old Psys ADC input. IMPV9 was already present at the 10. This is a big step forward compared to IMPV8, which we still know from the CPUs of the 9th generation. Generation know. Even if lines are added for Raptor Lake S that have not yet been drawn in here, this graphic already gives a good overview:

 

The PL4 and the innovations

However, now it gets interesting, because in addition, Raptor Lake now changes the PS4 performance definition: Processor Pmax, Never Exceed and Limit. All this is calculated “a priori” and is therefore a real PROACTIVE limit (through differentiated advance planning and targeted interventions, the result itself is planned and achieved). PL1 and PL2 refer only to the average power and are therefore REACTIVE limit values, where only values can be reacted to retroactively. The mysterious PL4 as in Alder Lake referred to peak power events that could only be handled PROACTIVELY so far, and often never turned out quite optimal in the end.

A new, REACTIVE PL4, on the other hand, is the ideal solution, keeping SoC frequencies as high as possible, but with a safety net based on Fast PROCHOT#. This is a digital output pin that has been around since Intel’s Pentium 4 processors and indicates that the internal thermal control circuit has been activated. This happens when the processor has reached its maximum safe operating temperature. The SoC frequency is still determined by the PL4.

When PROCHOT# is enabled, the total power of the SoC is always BELOW PL4_Safe, i.e. it is lower than the value set for the PL4. PL4_Safe thus represents the level of peak power that the input power sources can deliver without fear of, for example, brownout or damage to the battery in the notebook sector, or in general overload of the supply and the interconnected components. Fast PROCHOT# is really fast. Vsys1 is monitored by the IMPV9.1 controller and PROCHOT# is activated within 2 μs (adjustable) after the threshold is exceeded. The CPU is then already throttled 1μs later. Fast PROCHOT# thus enables a higher PL4, resulting in better responsiveness down to low load conditions while maintaining system stability, but also produces harsher load changes.

However, one of the most important pieces of information is the interval of PL4. Here this state can last up to 10 ms, but never longer.

This is also extremely important for sizing the protection circuits in the power supply. The 10 ms is definitely a challenge and many a power supply will have to be redesigned in this respect. Companies such as be quiet! have been using an interval of 20 ms for years, so here you should rather be on the safe side if the current strength can also be delivered. We’ll see just how high the PL4 really is for Alder Lake S and also Raptor Lake S in a moment.

The Potential Peak Power (PPP)

The PPP is an expected worst-case power level calculated by the Power Control Unit (PCU) based on component characteristics and the current operating frequency (IA, GT, ring domains). This happens before each frequency transition (usually at 1-ms boundaries), or whenever AVX instructions enter the pipeline or when a core C state change is imminent. PPP assumes a scenario across domains that represents the most intensive known application.

So what does this mean in the context of the PL4?  Quite simple: the PL4 is the limit value to which PPP is finally compared! If PPP is > PL4 at the frequency transition, a lower frequency is selected to prevent PPP from exceeding PL4. PPP is in the by the way a pure projection and is NOT based on the power telemetry of the current workload. The PPP projection is also not displayed via a software interface, but only used within the PCU.

The absolute peak power can thus only be reduced preventively via the PL4 settings.

Now we come to the interesting part, which can only be properly classified if you have carefully read the short introduction to IMPV9.1 above. Let’s first look at the 125 watt class of the Core i9-13900K, where PL1 is known. PL2 was 188 watts at Alder Lake S (ADL S) and could increase to 241 watts in the performance scenario, depending on the situation resulting from the power telemetry. For Raptor Lake S (RPL S), the PL2 in Perf (Performance) now even increases up to 253 watts, but the baseline again remains at 188 watts. And what does the PL4 do as an interval with a maximum duration of 10 ms? The baseline is 238 watts for both CPU generations and can rise to 359 watts for ADL S! RPL S, on the other hand, is a bit more frugal with 314 watts. It can be seen that the PL2 is higher for RPL S and the PL4 is somewhat lower than for ADL S. This is interesting in any case.

This case is repeated in the power class below, because the PL1 is the same for both, but the values for PL2 and PL4 differ more here. This is because the baseline is now also different. For PL1 and PL2, baseline and perf are generally higher for RPL S than for ADL S, whereas PL4 is generally lower. The extreme power peaks thus become much more moderate with RPL S, while the rest increases.

 

 

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Lagavulin

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229 Kommentare 187 Likes

Ganz herzlichen Dank für die vielen Tests und die hervorragend und anschaulich aufbereiteten Hintergrundinformationen rund um die Architektur!
Der Greifvogel ist gelandet. Jetzt kann die Streiterei Intel vs. AMD losgehen und es wird hoffentlich etwas ruhiger in den RTX 4090 Threads (Nvidia vs. AMD).

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Igor Wallossek

1

10,224 Kommentare 18,928 Likes

Mit etwas anderen Spielen hätte man auch 0 bis 15% Unterschied generieren können :D

Die Masse wird sicher wieder plärren, dass meine blauen Balken nicht lang genug waren.
Nur schrieb ich ja "Trend" und der ging sehr eindeutig zu Intel.

BTW: ich habe mir das Teil sogar privat gekauft, jetzt kann ich endlich mal wieder basteln ;)

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P
Palmdale

Mitglied

94 Kommentare 24 Likes

Danke für die ausführliche Arbeit. Ich schwanke nur noch, obs mit DDR4 @3600 C16 Samsung BDie deutliche Unterschiede zu DDR5 gibt im Gaming, um nicht doch komplett zu tauschen

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Andy197

Veteran

196 Kommentare 96 Likes

Schöner Test, Schöner Prozessor.
Peformance ist so wie ich es erwartet habe. Schneller, aber eben kein Weltensprung...
Es ist wirklich schade dass Spiele nichts mit diesen vielen Cores anfangen können :(
Gibt es schon erkenntnisse zu Raptor + DDR4?
MMn. gibt es eigentlich keinen grund mehr auf DDR4 zu setzen. Wenn ich bedenke dass DDR4 3600 cl14 gleich viel kostet wie DDR5 6400 cl32...

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K
Kellerklausi

Mitglied

37 Kommentare 3 Likes

Vielen Dank Igor für den ausführlichen Test!
Was ich beachtenswert finde in der Prozentualen Verbesserung zwischen den CPUs,bei 100% Baseline auf dem Ryzen 9 7950X im 720p Vergleich:
AMD:
5800X (76,2%) -> 7700X (92,6%) = +16,4%
5950X (76,3%) -> 7950X (100%) = +23,7%
Intel:
12600K (83,7%) -> 13600K (82,6%) = -1,1%
12900K (93,5%) -> 13900K (104,2%) = +10,7%

Hier hat AMD also definitiv den größeren Sprung gemacht als Intel. Vorallem der 13600K mit -1,1% LeistungsVERLUST zur Vorgängerversion.
Man darf gespannt sein wie sich Intel dann beim Chiplet Design schlägt, hier hat AMD inzwischen über 5,5Jahre Erfahrungsvorteil ggü. Intel.

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Haru

Veteran

116 Kommentare 65 Likes

Bei mir wirds erstmal ein 7700x, welcher danach in ein lan-system soll, kommt der 7800X3D.

Da ich W11 noch immer nichts abgewinnen kann und mir die E-Cores in den min-fps rumpfuschen (aka. heftigste Framedrops in Forza und auch anderen Spielen), verkloppe ich den 12900k inkl. Unterbau an meinen besten Freund für letzte preis. Aktuell läuft der ohne E-Cores und bei 150W gedeckelt, das reicht auch dicke.

Ich muss aber erstmal auf neue Schrauben warten, da Watercool für die Heatkiller Rads ja nur M3x30 mit Senkkopf nutzt. Mit A12x25 an nem 1000D passt das von der Länge nicht. Der Schraubenkopf ist aber auch zu klein. 4x480 reicht ja zum kühlen eigentlich aus :D Ich erwarte mir allerdings dann viel vom Zen 5 X3D-Modell.

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Andy197

Veteran

196 Kommentare 96 Likes

Naja der Vergleich hat so seine Schwäche. Die 720p Vergleiche sind für mich so wie wenn man die Blenderleistung hernimmt um die Gaming Leistung azuleiten. Das funktioniert so leider nicht :)
Wobei es bei 720p eher jeder erdenklicher Flaschenhals sein kann. Dabei spielt dann auch wieder Ram eine Rolle und und
Und noch viel wichtiger: Warum vergleicht man noch 720p ? :D also ich glaube die 1080p Gruppe ist mittlerweile so klein, dass 720p schon nahezu ausgestorben ist. Ausgenommen die CS, LoL, Overwatch, etc FPS-Jäger :D

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S
Staarfury

Veteran

257 Kommentare 206 Likes

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Ich hoffe du hast damit kein NDA verletzt ;)

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N
NicoVega

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23 Kommentare 5 Likes

Danke für den Test (y)

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K
Kobichief

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671 Kommentare 202 Likes

Ok Intel hat wieder aufgeholt, aber ansprechen tun mich die Dinger nicht, genauso wie die neuen Ryzens. Außer die Preise halbieren sich werd ich wohl nochmal auf die nächste Gen warten.

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ssj3rd

Veteran

219 Kommentare 155 Likes

Ich werde dann wohl auf der Ergebnis von Zen4 X3D vs Meteor Lake warten und der Gewinner darf dann bei mir einziehen :cool:
(Mal schauen ob beide ungefähr zeitgleich rauskommen, wird ein spannendes Duel).

Raptor Lake und Ryzen 7xxxx (ohne X3D) sind für mich beides irgendwie nur Zwischenschritte und daher Semi interessant...

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K
Kellerklausi

Mitglied

37 Kommentare 3 Likes

Du hast dir aber die letzten Berichte von Igor schon durchgelesen mit der Begründung warum er immernoch die CPUs auf 720p testet oder? Einfach um einen GPU Flaschenhals auszuschließen. Hier zeigt sich am besten was die CPU wirklich zur GPU durch schieben kann.
Ist somit das realistischte Mittel um die allgemeien Gaming CPU Leistung wirklich einschätzen zu können.

1080p
AMD:

5800X (81,8%) -> 7700X (96,5%) = +14,7%
5950X (84,3%) -> 7950X (100%) = +15,7%
Intel:
12600K (88,7%) -> 13600K (95,4) = +6,7%
12900K (96,6%) -> 13900K (102,8%) = +6,2%

1440p
AMD:

5800X (90,2%) -> 7700X (99,5%) = +9,3%
5950X (91,1%) -> 7950X (100%) = +8,9%
Intel:
12600K (96,8%) -> 13600K (101,4) = +4,6%
12900K (100,6%) -> 13900K (104,1%) = +3,5%

Hier nochmal extra für 1080p / 1440p, Auch hier hat AMD, durch die Bank, mehr als den doppelten Performance Zuwachs geschafft im Vergleich zu Intel.

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Thy

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1,843 Kommentare 744 Likes

Die Frage nach dem 720p-Test kommt immer und jedes Mal wird es aufs Neue erklärt.

An deiner Prozentrechnung solltest du noch ein wenig arbeiten.

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Kellerklausi

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Wo hab ich mich verrechnet?! Hab das grad parallel zur Arbeit rausgesucht, war also nur zur 90% bei der Sache :eek:

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Igor Wallossek

1

10,224 Kommentare 18,928 Likes

Prozent vs. Prozentpunkte

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Thy

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1,843 Kommentare 744 Likes

Eigentlich ist sie nicht falsch, nur Ansichtsache was auf was bezogen wird.

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K
Kellerklausi

Mitglied

37 Kommentare 3 Likes

Ich steh grad aufm Schlauch was ihr genau meint oder wir reden aneinander vorbei.
Die Leistungswerte hab ich aus den Diagrammen von Igor die relativ zur Basis 7950X angegeben werden in Prozent.
Die Unterschiede zwischen den Generationen sind Prozentpunkte (Nimmt man dafür ein anderes Zeichen als %?)
Der Leistungssprung ist bei AMD also z.B. +14,7Prozentpunkte und bei Intel +6,7Prozentpunkte. SOmit ist der Zuwachs bei AMD doch über 100% im Vergleich zu Intel.

+14,7 Prozentpunkte sind nämlich 119% mehr als +6,7 Prozentpunkte?!

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Thy

Urgestein

1,843 Kommentare 744 Likes

Wenn man den Leistungszuwachs von z.B. 12600K auf 13600K in 1080p in Bezug auf 7950X berechnet, sind die 6,7% korrekt. Wenn man aber den 13600K direkt mit dem 12600K vergleicht, sind es sogar 7,6%.

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Andy197

Veteran

196 Kommentare 96 Likes

Eigentlich bin ich derzeit aktiv am Lesen. Welchen Artikel genau meinst du?
Naja. Da fände ich cinebench singlecore genau so aussagekräftig.
Weiß nicht. Mich interessieren eigentlich nur die wqhd und 4k spiele Benchmarks

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About the author

Igor Wallossek

Editor-in-chief and name-giver of igor'sLAB as the content successor of Tom's Hardware Germany, whose license was returned in June 2019 in order to better meet the qualitative demands of web content and challenges of new media such as YouTube with its own channel.

Computer nerd since 1983, audio freak since 1979 and pretty much open to anything with a plug or battery for over 50 years.

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