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Krieg der Kerne: Alder, Rocket & Comet Lake am RAM-Limit – Benchmarks und Gaming mit DDR4 3733c14 Gear 1

Der neue Speichercontroller mit DDR5 Unterstützung ist bekanntlich eine der größten Änderungen bei der 12ten Generation von Intel Core CPUs. Aber auch DDR4 ist weiterhin unterstützt – ein entsprechendes Mainboard vorausgesetzt – und hier hat sich auch unter der Haube einiges getan. Perfekte Voraussetzungen, um einmal Comet Lake, Rocket Lake und Alder Lake mit komplett identisch konfiguriertem DDR4-RAM gegeneinander antreten zu lassen, in einem bunten Mix aus Gaming, Benchmarking und Compute!

Um den Wettkampf so fair wie möglich zu gestalten, haben wir auf der 10-Kern Comet Lake CPU 2 Kerne deaktiviert und auf der neuen Alder Lake CPU alle Efficiency-Cores abgeschaltet. Letzteres ist in den meisten Benchmarks sogar nicht mal ein Nachteil, auch weil sich so der Cache höher und damit auf das selbe Niveau takten lässt, wie bei den älteren CPUs. 5,1 GHz auf den Kernen und 4,6 GHz auf dem Cache bzw. Ring bzw. Uncore wurden bei allen CPUs angelegt. Zum Vergleich, mit aktiven E-Cores muss man ca. 500 MHz an Einbußen beim Cache-Takt in Kauf nehmen, um Instabilitäten zu vermeiden. Zudem stolpern die Speicheranfragen der unterschiedlich schnellen Kerne in anspruchsvollen Benchmarks häufig übereinander, was sogar negative Folgen für das Ergebnis haben kann, aber dazu gleich noch mehr.

DDR4 ist nicht gleich DDR4

Beim RAM habe ich eine Konfiguration gewählt, die alle CPUs unterstützen und die zugleich höchstmögliche Performance bietet, um die Kerne so gut wie möglich mit Arbeitsdaten zu versorgen. Für möglichst geringe Zugriffslatenzen und um den Vergleich mit Comet Lake CPUs möglichst fair zu halten, habe ich mir zudem für den Gear 1 entschieden, also die direkte Übersetzung von Speichercontroller- zu RAM-Takt. Da Rocket Lake hier bei den meisten i9 CPUs auf 3866 Mbps an ein Limit stößt, diese Taktrate im BIOS unseres einzigen verfügbaren DDR4 Z690 Boards nicht verfügbar ist, haben wir uns letztendlich auf 3733 Mbps eingependelt. Als Timings kommen relativ straffe tCL 14, tRCDRP 14, tRAS 28 bei Command Rate 2T und 1,5 Vdimm zum Einsatz.

Aber auch alle Sekundär- und Tertiär-Timings haben wir auf die niedrigsten, von allen Plattformen unterstützen Werte gesetzt, um wirklich nichts dem Zufall zu überlassen und den Vergleich so repräsentativ wie möglich zu gestalten. Einige Timings wie tRP oder tWR ließen sich mit dem aktuellen BIOS unseres Z690 Mainboards noch nicht anpassen, weshalb wir den resultierenden, relativ lockeren Wert von 23 bzw. 12 so auch für die anderen Plattformen übernommen haben. Auch die „Round Trip Latency“ Optimierung wurde konstant über alle Plattformen deaktiviert gelassen, um auch bei den Latenztests ein möglichst ebenes Spielfeld zu gewährleisten. Unterschiede bei den letztendlich trainierten RTL-Werten, sollten damit direkt abhängig von der tatsächlichen Speicherlatenz der jeweiligen Plattform sein.

Aber auch die DDR4-Speichercontroller der Plattformen unterscheiden sich, nicht nur bezogen auf das mit Rocket Lake eingeführte Gearing. So hat sich von Rocket Lake zu Alder Lake auch etwas getan. MSI hatte dies in ihren Livestreams rund um den Launch der neuen 12ten Generation an CPUs bereits ausgiebig beleuchtet und erklärt. Einfach zusammengefasst gibt es nun zwei, statt einem Speichercontroller und damit einen dedizierten je DDR4-Channel. Die Burst Length bleibt zwar aufgrund von DDR4 noch bei 8, während DDR5 ja bereits 16 unterstützt, aber durch die dedizierte Versorgung der Kanäle mit einem jeweils eigenen Controller soll eine bessere Effizienz des Arbeitsspeichers erzielt werden. Ob sich dies auch in der Realität bestätigt, wird sich gleich zeigen.

Stichwort RAM, bei den Taktrate und Timings werden es viele schon gewusst haben, es kommt ein Kit mit Samsung 8 Gbit B-Die Speicher-ICs zum Einsatz. Unsere altbekannten G.Skill Ripjaws V Module mit jeweils 8 GB Kapazität, Single-Rank Topologie und einem XMP-Profil von DDR4-4000 15-16-16-36 bei 1,5 V sind das Mittel der Wahl. Die oben bereits erklärte, eingestellte Übertaktung ist im übrigen völlig stabil und konnte auf jeder unserer Plattformen diverse RAM-Stresstests fehlerfrei überstehen. Varianzen in den Ergebnissen aufgrund von Instabilität sind somit ebenfalls im Vorhinein ausgeschlossen.

Der bereits angesprochene Unterbau für die Alder Lake Plattform mit DDR4 ist das Z690 PG Riptide, das uns freundlicherweise von ASRock zur Verfügung gestellt wurde. Wie üblich kommt eine „custom“ Wasserkühlung zum Einsatz, um auch bei 1,3 Vcore Die Sense Spannung Thermal Throttling vorzubeugen. Als Pixelbeschleuniger für die Gaming-Tests dient eine Nvidia RTX 3090 Founders Edition mit dem aktuellsten Treiber und mit maximalem Temperatur- und Leistungslimit im MSI Afterburner, um den Flaschenhals der GPU bei so weit wie möglich aufzuweiten. Eine vollständige Auflistung der verwendeten Testsysteme folgt wie immer tabellarisch:

Testsysteme
Hardware:

Comet Lake

  • CPU: Intel Core i9-10900KF (5,1 GHz Core, 4,6 GHz Cache, Cores enabled: 8)
  • Mainboard: Asus Maximus XII Apex (BIOS 2301)

 

Rocket Lake

  • CPU: Intel Core i9-11900K (5,1 GHz Core, 4,6 GHz Cache)
  • Mainboard: Asus Maximus XIII Apex (BIOS 1202)

 

Alder Lake

  • CPU: Intel Core i9-12900K (5,1 GHz P-Core, E-Cores disabled, 4,6 GHz Cache, AVX512 enabled)
  • Mainboard: ASRock Z690 PG Riptide (BIOS 3.04)

 

  • RAM-Kit: G.Skill DDR4-4000 CL15 2x 8 GB Kit F4-4000C15D-16GVK
  • Netzteil: Superflower Leadex Gold 1600 W
  • SSD: Crucial MX500 2 TB (SATA 3, OS)
  • Grafikkarte: Nvidia GeForce RTX 3090 Founders Edition (Game Ready Driver 496.94)
  • Betriebssystem: Windows 11 Pro 64-bit (up-to-date)
Kühlung:
  • CPU-Block: Alphacool Eisblock XPX Aurora RGB modifiziert für LGA1700
  • CPU-TIM: Arctic MX-5
  • Radiatoren: Alphacool NexXxoS ST30 480mm + HardwareLabs Black Ice GTX 240mm
  • Lüfter: 4x Phobya NB-eLoop 120mm 1600rpm + 2x Noiseblocker NB eLoop B12-4 120mm
  • Pumpe: XSPC D5 PWM
Gehäuse:
  • Open Benchtable
Peripherie:
  • Monitor: Benq XL2720
  • Tastatur: KBC Poker 2 (Cherry MX Brown)
  • Maus: Zowie FK1
Messgeräte
  • Thermometer: Elmorlabs KTH (kalibriert)
  • Leistungsmessgerät: Elmorlabs PMD 
  • USB-to-I2C Adapter: Elmorlabs EVC2
  • Durchfluss-Messgerät / Thermometer: Alphacool high flow NEXT

Zur besseren Übersichtlichkeit werden in den Diagrammen folgende Abkürzungen verwendet:

  • SR: single-ranked Speicher-Topologie
  • 3733c14*: DDR4-3733 RAM-Takt mit sämtlichen Timings wie oben beschrieben (siehe Screenshot)
  • G1: Gear 1, 1:1 Übersetzung von Speichercontroller zu RAM
  • 10900K: Intel Core i9-10900KF CPU, Comet Lake Familie
  • 11900K: Intel Core i9-11900K CPU, Rocket Lake Familie
  • 12900K: Intel Core i9-12900K CPU, Alder Lake Familie
  • 8P: 8 aktive Kerne bzw. Performance-Kerne 
  • 51/46: 5,1 GHz Kern-Takt und 4,6 GHz Cache-Takt

 

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J
John.Smith

Neuling

7 Kommentare 1 Likes

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

Veteran

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200 Mhz mehr Gear1 bei ADL ggü. RKL, bedeutet das, man könnte [email protected] laufen lassen?

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skullbringer

Veteran

205 Kommentare 191 Likes

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

Veteran

162 Kommentare 33 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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732 Kommentare 232 Likes
M
McFly_76

Veteran

333 Kommentare 96 Likes

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

Mitglied

74 Kommentare 43 Likes

(y)

…. und trotzdem von Intel ein guter Wurf!

Gruß

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Xaver Amberger (skullbringer)

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