Prozessor System Testberichte

Skylake-X im Test: Intel Core i9-7900X und die X299 Plattform

Einführung Intels neue X-Serie besteht aus i5-, i7- und neu aufgelegten i9-Prozessoren, die allesamt nach dem selben X299-Chipsatz verlangen, der mit dem LGA2066-Sockel aufwartet. Die Prozessoren der S-Reihe werden weiterhin mit dem 200-Chipsatz verb...Bei einigen Anwendungen und Spielen sind wir auf Leistungstrends gestoßen, die nicht mit unseren Erwartungen einhergingen. Wenn man bedenkt, dass Skylake X sowohl einen Geschwindigkeitsvorteil durch höhere Taktraten, als auch neue architektonische Eig...Intel hat den geteilten Last Level Cache (LLC-L3) verkleinert und diesen von einem inklusiven zu einem nicht-inklusiven (sondern exklusiven) Ansatz überführt. Das geschah mit Hilfe eines effizienten Caching-Algorithmus, der die Hit-Rate des L2-Caches ...Der Basin Falls X299 Chipsatz Die Kaby Lake-X and Skylake-X Prozessoren sitzen in einem LGA2066 Sockel (R4), angesteuert von einem X299-Chipsatz mit 6 Watt Leistungsaufnahme, was erneut Intels Strategie unterstreicht, Server-Chipsätze für ihr HEDT-Li...Warum sollte es eigentlich immer nur AMD treffen, wenn es durch eine Umstellung der Architektur zu anwendungsspezifischen "Einbrüchen" bei der zu erwartenden Performance kommt oder einfacher ausgedrückt, die CPU in bestimmten Anwendungen einfach nicht...Ashes of the Singularity: Escalation Weil wir gerade so schön dabei waren, setzen wir den Höhenflug des übertakteten Core i7-6950X erst einmal fort, denn auch bei diesem Benchmark tritt das eben geschilderte Optimierungsproblem sehr deutlich zu Tage:...Grand Theft Auto V (DX11) GTA V stellt die alte Hackordnung wieder her und zeigt zudem zwei Dinge. Erstens ist immer noch eine Intel-Domäne, aber AMD hat mit den Ryzen CPUs deutlich aufholen können! Es ist wirklich erstaunlich, wie man mit etwas Fein...Project Cars (DX11) Auch bei Project Cars stimmt die Chemie zwischen neuer CPU und der Engine, auch wenn immer wieder zu beobachten war, dass alle 10 Kerne bis auf 4.0 GHz hochtakten, obwohl sie gar nicht alle ausgelastet waren. Wir würden es aber we...Vorbemerkung Wir hatten beim Launch-Artikel von AMDs Ryzen 7 CPUs bereits alle Workstation- und HPC-Benchmarks sehr ausführlich erklärt und auch die Hintergründe für so manches Ergebnis zum Teil sogar bis ins letzte Detail ausführlich hinterfragt. De...Wichtige Vorbemerkung Da Intel bei Skylake-X und Kaby Lake-X den Kontakt zwischen Die und Heatspreader nicht mehr durch metallisches Lot realisiert, sondern auch hier auf billigeres TIM (Thermal Interface Material, also schnöde Wärmeleitpaste) auswei...Kühlung mit der Chiller-Brechstange Um überhaupt verwertbare (Übertaktungs-) Ergebnisse erzielen zu können, mussten wir, wie bereits im vorigen Kapitel erwähnt, von der normalen Wasserkühlung wieder auf den Alphacool Eiszeit Chiller 2000 ausweichen. ...Was bleibt uns nach all diesen Seiten als Zusammenfassung? Intels Marktführerschaft der letzten Jahre basiert(e) ja letztendlich auf einem kontinuierlichen Angebot mehr oder weniger großer Updates, was natürlich auch diesmal ein gewisses Maß an Erwart...

Einführung

Intels neue X-Serie besteht aus i5-, i7- und neu aufgelegten i9-Prozessoren, die allesamt nach dem selben X299-Chipsatz verlangen, der mit dem LGA2066-Sockel aufwartet. Die Prozessoren der S-Reihe werden weiterhin mit dem 200-Chipsatz verbunden, Intels neue X-Serie ist dagegen speziell für das HEDT-Segment (High-End Desktop) entwickelt worden, das auf Enthusiasten und Content-Produzenten abzielt. Die X-Serie bietet die ganze Bandbreite – von Vierkern-Chips bis hin zu 18-Kern-Modellen, die 36 Threads ausführen können. Intel stellt überdies einige architektonische Verbesserungen in Aussicht, die bis zu 15 Prozent mehr Performance bei Singlethread-Anwendungen und einen Leistungsschub von rund 10 Prozent bei Anwendungen, die mehrere Kerne ausnutzen, bringen sollen.

Intels Dominanz begann bereits vor über 10 Jahren und seitdem entstand damit auch ein vergleichsweise einseitiger und langweiliger CPU-Markt. Ohne einen nennenswerten Wettbewerb, bestand Intels Optimierungsfahrplan nicht etwa aus Preisnachlässen, radikal neuen Architekturen oder einer kräftigen Steigerung der Anzahl der CPU-Kerne, sondern nur im Erhalten des Status Quo. Nun hat sich AMD jedoch wieder zu einer (neuen) Konkurrenz entwickelt. Die Ryzen-Prozessoren durchpflügen den Markt mit neuen Thread-Zahlen, SMT, einem aggressiven Preismodell und mit bei allen Prozessor-Versionen freigegebenen Multiplikatoren. Leider hat AMD den Preiskampf nicht im Mittelklassebereich angezettelt – worauf wir gehofft hatten. Intel hat dagegen trotz des sich verschärfenden Wettbewerbs an seinen Preisen festgehalten. Umso größer war unsere Freude über die Preissenkungen bei der Ryzen-7-Palette.

Bisher hat Intels teures HEDT-Lineup quasi als eine Art Kronjuwelen im Desktop-Markt gedient und – für den Hersteller fast noch wichtiger – sie haben gleichermaßen enorme Gewinne abgeworfen. Als Konsequenz erwarten wir, dass Intel nun sein HEDT-Segment energisch verteidigt und dem Wort Wettbewerb neues Leben einhaucht. AMD könnte diesen bisherigen Status Quo mit seinen kürzlich angekündigten Threadripper-Chips noch weiter erschüttern, die mit bis zu 16 Kernen (32 Threads) und 64 PCIe-3.0-Leitungen bei allen Modellen aufwarten, was in einem starken Widerspruch im Vergleich zu Intels deutlichen Produktabgrenzungen steht. AMD hat das Preismodell für die Threadripper bisher noch nicht bekannt gegeben, allerdings gehen wir davon aus, das ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis geboten wird.

Es scheint zwar, als reagiere Intel auf den neuen Wettbewerb nun mit der X-Serie, allerdings wurde das breitere HEDT-Angebot bereits schon vor dieser Zeit und damit auch Ryzen geplant. Die architektonischen Verbesserungen wurden sicherlich nicht übers Knie gebrochen. Aufgrund der Art und Weise der Halbleiterfertigung, benötigen architektonische Verbesserungen eine längere Zeit, bis sie ihren Weg in den Desktop-PC finden. Wohl nicht zuletzt deswegen hat Intel noch keine Spezifikationen zu den neuen Core-i9-Modellen mit der maximalen Anzahl an möglichen Kernen veröffentlicht, die auch erst im Oktober auf den Markt kommen werden. Daher erweckt Intel den Anschein, als hätte der Hersteller die X-Serie als Antwort auf AMDs Threadripper-Ankündigung aufgepeppt. Außerdem wurden die Preise für das HEDT-Aufgebot deutlich reduziert, was ebenfalls keine übliche Maßnahme seitens Intel ist.

Die 12+-Kern-Modelle auf Basis der Skylake-X-Architektur sind noch weit entfernt, und bei unserem Core i7-7740X ist die Auslieferung unerklärlicherweise erheblich verspätet. Somit setzen wir zunächst auf das Zehnkern-Modell Core i9-7900X in unseren Benchmarks und werden später Schritt für Schritt die weitere Produktpalette in Tests veröffentlichen.

Kaby Lake-X Modelle

An einfachere i5- und i7-Modelle im HEDT-Aufgebot, die deutlich die unterhalb der neuen i9-Modelle stehen, sind wir noch nicht gewohnt, denn normalerweise fielen die Chips dieser Serie stets ein bis zwei Generationen hinter den für den Massenmarkt bestimmten Versionen zurück. Mit den Kaby-Lake-X für den X299-Chipsatz wird mit diesem Paradigma im Bereich der Quadcore-Modelle gebrochen, der große Rest der Serie basiert jedoch weiterhin auf der Skylake-Architektur. Das könnte sich allerdings schon bald ändern. Anfang des Jahres verkündete Intel eine neue “Data Center First”-Strategie, mit der die neusten Herstellungsverfahren zuerst bei den Xeon-Modellen Einzug halten sollen, bevor sie für die Desktop-Chips genutzt werden. Wenn man bedenkt, dass HEDT-Prozessoren aus Kernen von Server-Chips zusammengesetzt werden, dürfte künftig auch HEDT vorn anstehen.

Intel vergrößert das HEDT-Angebot von vier auf neun Prozessoren, allerdings wirken die beiden Kaby-Lake-X-Versionen, die in einem 14nm+-Verfahren gefertigt werden, wie ein etwas kurioser Zusatz. Sie unterstützen lediglich zwei Speicherkanäle, während bei den Skylake-X-Pendants Speicher-Controller verbaut werden, die sich auf vier Speicherkanäle verstehen. Das bedeutet, dass bei den beiden Kaby-Lake-X-Modellen nur die Hälfte der acht möglichen Speicherriegel verbaut werden können. Die geringere Anzahl an PCIe-Lanes führt zu begrenzten I/O-Möglichkeiten. Intel deaktiviert die HD Graphics 630 GPU, die nun als dunkles Stück Silizium der Aufnahme von Abwärme dient und damit angeblich eine größere Hitzetoleranz für Übertaktungen ermöglichen soll. Abgesehen von einem etwas erhöhten Basistakt und einer größeren TDP von 112 W gleichen der i5-7640X und der i7-7740X ihren Pendants der S-Serie. Das reflektiert letztendlich auch die Preisgestaltung.

Allerdings erweckt die Idee einen “Budget”-Prozessor mit einem teuren Mainboard zu verknüpfen ähnliche Assoziationen, wie seinerzeit der Core i3-7350K, der aus den gleichen Gründen kein sonderlicher Erfolg ist. Intel erklärte uns gegenüber, dass Mainboard-Hersteller nun die Möglichkeit haben, ein günstiges X299-Board speziell für die Kaby-Lake-X-Chips zu entwickeln – bisher ist jedoch nichts in diese Richtung auf dem Markt angekommen. Intel setzt an dieser Stelle auf einen Einstiegspunkt, der ein einfacheres Upgrade zu einem späteren Zeitpunkt ermöglichen soll. Wir werden uns diesem Thema mit einem eigenen Kaby Lake-X-Review widmen.

 

Core i5-7640X

Core i7-7740X

Core i7-7800X

Core i7-7820X

Core i9-7900X

Core i9-7920X

Core i9-7940X

Core i9-7960X

Core i9-7980XE

Chip

Kaby Lake-X

Kaby Lake-X

Skylake-X

Skylake-X

Skylake-X

Skylake-X

Skylake-X

Skylake-X

Skylake-X

Prozess

14nm+

14nm+

14nm

14nm

14nm

       

Cores/Threads

4/4

4/8

6/12

8/16

10/20

12/24

14/28

16/32

18/36

Basistakt (GHz)

4.0

4.3

3.5

3.6

3.3

?

?

?

?

Intel TurboBoost 2.0 Frequency (GHz)

4.2

4.5

4.0

4.3

4.3

?

?

?

?

Intel TurboBoost 3.0 Frequency (GHz)

NA

NA

NA

4.5

4.5

?

?

?

?

L3 Cache

6

8

8.25

11

13.75

?

?

?

?

PCIe 3.0 Lanes

16

16

28

28

44

?

?

?

?

Speicher. Unterstützung

Dual Channel DDR4-2666

Dual Channel DDR4-2666

Quad Channel DDR4-2400

Quad Channel DDR4-2466

Quad Channel DDR4-2666

?

?

?

?

TDP

112W

112W

140W

140W

140W

?

?

?

165W

Sockel

2066

2066

2066

2066

2066

2066

2066

2066

2066

Chipsatz

X299

X299

X299

X299

X299

X299

X299

X299

X299

Freier Multiplikator

Yes

Yes

Yes

Yes

Yes

Yes

Yes

Yes

Yes

Abgabepreis (USD, 1000 Stück)

$242

$339

$389

$599

$999

$1,199

$1,399

$1,699

$1,999

Intel hat die Speicherunterstützung im Vergleich zu den vorangegangenen Broadwell-E-Chips bei allen Skylake-X-Modellen – bis auf den i7-7800X – verbessert. Sie entsprechen nun dem DDR4-2666- und nicht mehr dem DDR-2400-Standard. Es wird auf allerdings einen EEC-Support verzichtet, letztlich um zu verhindern, dass die Xeon-Käufer auf die Desktop-Plattform wechseln. Detailliertere Spezifikationen wurden bisher nicht bekannt gegeben, wir vermuten jedoch, dass sie sich gleichen. Wir vermuten außerdem, dass die Taktfrequenzen mit wachsender Kernzahl sinken.

Active Cores

1

2

3

4

Cores 5-10

Intel Core i9-7900X (GHz) TurboBoost

4.3

4.3

4.1

4.1

4.0

Der Core i9-7900X greift auf den gleichen TurboBoost 2.0 (TB) wie sein Vorgänger zurück, allerdings sind die Taktfrequenzen spürbar höher und dürfen bis zu 4,0 GHz bei zehn aktivierten Kernen erreichen. Bei sechs der Skylake-X-Modelle wird überdies TB 3.0 geboten. Die Funktion wurde von Intel noch einmal überarbeitet und es lassen sich nun die beiden schnellsten Kerne nutzen, wenn Workloads mit nur wenigen Threads abgearbeitet werden müssen, was eine deutliche Verbesserung gegenüber Vergangenheit darstellt. TurboBoost 3.0 taktet zwei „favorisierte Kerne“ als Tandem mit bis zu 4,5 GHz, während die verbleibenden Kerne auf der Geschwindigkeit des TB 2.0 verbleiben. Damit dürften Intels IPCs mit zusätzlicher Geschwindigkeit beschleunigt werden. Auf diesem Weg soll einem der typischen Performance-Defizite bei Workloads mit nur wenigen Threads zu Leibe gerückt werden, unter dem HEDT-CPUs bisher gelitten haben. TB 3.0 verlangt bei einigen Motherboards nach einem zusätzlichen Treiber, den auch wir installierten. Intel plant jedoch eine native Unterstützung unter Windows 10 um Eingriffe der Nutzer an dieser Stelle überflüssig zu machen.

Intel führt außerdem eine teilweise AVX-512-Unterstützung ein, was bedeutet, dass das 18-Kern-Flaggschiff der erste Prozessor für den Heimgebrauch ist, der eine theoretische Rechenleistung von einem Teraflop bietet. Der Hersteller hat auch die Cache-Hierarchie neugestaltet. Während die Kapazität des L2-Caches erhöht wurde, wurde die des L3-Caches verringert, was die Leistung bei einigen Anwendungen verbessern sollte. Außerdem feiert Intels neue 2D-Mesh-Architektur ihr Debüt, doch wie AMDs neue Infinity-Fabric-Technologie, löst sie noch einige Zahnschmerzen aus. Aber diesem Thema widmen wir uns noch auf den folgenden Seiten ausführlicher.

Intel reduziert bei seinen neuen Chips zudem die Preise. Kostete der Broadwell-E i7-6950X noch 1723 Dollar, fällt der Preis für den i7-7900X mit seinen zehn Kernen auf 1000 Dollar. Auf dem Preisschild für eine Acht-Kern-CPU steht nun nicht mehr 1089, sondern 599 Dollar. Das ist immer noch deutlich teurer als AMDs Ryzen 7 1800X, dessen acht Kerne für 500 Dollar zu haben sind. Mit Blick auf die gesamte Ryzen-Serie, muss sich Intel aber auch mit dem Ryzen 7 1700 messen, der ebenfalls acht Kerne und 16 Threads bietet, jedoch nur 330 Dollar kostet. Der Preis für Intels Sechskerner fällt von 583 auf 339 Dollar – Der Ryzen 5 1600X ist bereits für 249 Dollar zu haben, der Ryzen 5 1600 kostet 219 Dollar, und beide Chips bieten sechs CPU-Kerne. Natürlich bedeutet die gleiche Anzahl von CPU-Kernen nicht die gleiche Leistung. An dieser Stelle sollten die Intel-Chips noch etwas mehr Leistung pro Kern liefern.

Intel senkt zwar die Preise für die Mittelklasse-HEDTs, wer jedoch auf 44 PCIe-Lanes Wert legt, muss mindestens 999 Dollar investieren. Der Speicher wandert in den PCIe-Bus, und während Multi-GPU-Konfigurationen längst nicht mehr so populär sind wie in der Vergangenheit, ist das immer noch eine hohe Hürde für den Einstieg. Intel bietet darüber hinaus ein neues PCIe Virtual RAID on CPU (VROC), dass es erlaubt bis zu 20 SSDs in einem bootfähigen Volumen zusammenzuführen. Bemerkenswerterweise kann dieses RAID-Array auf jedem verfügbaren PCIe-Sockel aufgebaut werden, während das vorherige RSTe-RAID eine Verbindung zum Chipsatz verlangte. Das Umgehen des Chipsatzes beseitigt die üblichen Bandbreitenbeschränkungen des DMI-Bus, doch das hat seinen Preis. Dummerweise muss ein Upgrade-Schlüssel gekauft werden, der ins Motherboard gesteckt werden muss, um die VROC-Funktion freizuschalten. Bei Server-Motherboards handelt es sich dabei um eine weitverbreitete Methode, die allerdings auch bei anspruchsvollsten Heimanwendern auf wenig Gegenliebe stoßen wird. Intel hat sich hinsichtlich der Preise und Besonderheiten noch nicht geäußert, wir gehen jedoch davon aus, dass ein nicht unerheblicher Aufschlag werden wird.

Mit dem Abtauchen in die Tests sind wir in der vergangenen Woche auf ein paar merkwürdige Leistungstendenzen gestoßen. Der Launch wirkt zweifellos wie ein kleiner Katalysator, wo alle kurz zuvor noch einmal richtig Gas gegeben haben, aber es bleiben viele Fragen offen. Obgleich Motherboard-Firmware-Updates (von verschiedenen Herstellern) viele dieser Merkwürdigkeiten angingen, glauben wir, dass einige dieser Auffälligkeiten (erst einmal) bestehen bleiben (werden). Es scheint, als würden bei Intels Skylake-X-Modellen, ähnlich wie bei AMDs Ryzen-Prozessoren, noch eine Zeit der Optimierungen anstehen. Werfen wir nun deshalb einen Blick auf die Faktoren, die die Skylake-X-Leistung so stark beeinflussen.

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About the author

Igor Wallossek

Chefredakteur und Namensgeber von igor'sLAB als inhaltlichem Nachfolger von Tom's Hardware Deutschland, deren Lizenz im Juni 2019 zurückgegeben wurde, um den qualitativen Ansprüchen der Webinhalte und Herausforderungen der neuen Medien wie z.B. YouTube mit einem eigenen Kanal besser gerecht werden zu können.

Computer-Nerd seit 1983, Audio-Freak seit 1979 und seit über 50 Jahren so ziemlich offen für alles, was einen Stecker oder einen Akku hat.

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