Intel Core i9-9900K, i7-9700K und i5-9600K im Test – Heiße Gratwanderung zwischen Überhol- und Bremsspur

Wichtige Vorbemerkung

Das versuchte Diktieren, Beeinflussen und auch bewusste Vermeiden von Launch-Ergebnissen durch ein gezieltes Sampling bzw. Nicht-Sampling scheint mittlerweile zur großen Mode geworden zu sein. Auch dieser Test wurde am Ende von zwei Redakteuren auf zwei Kontinenten gemeinsam gestemmt, da seitens Intels für uns kein normales Sampling erfolgte und alle neuen CPUs auf anderem Wege besorgt werden mussten. Wir haben also beide faktisch zusammengelegt, wessen wir habhaft werden konnten.

Man muss also noch nicht einmal mit NDAs arbeiten, um Redakteure künstlich unter Druck zu setzen. Mein Dank geht somit explizit an Paul Alcorn, der die Gaming-Benchmarks mit den drei neuen K-Modellen noch einmal komplett neu erstellt hat, einschließlich der anderen CPUs und der mittlerweile erfolgten Patches und BIOS-Updates (siehe auch Seite 2). Den kompletten Workstation-Bereich, die Temperatur- und Leistungsaufnahmemessungen konnte ich nur mit dem Core i9-9900K vornehmen.

Deshalb erklären sich so auch die etwas abweichende CPU-Bestückung der einzelnen Tests und die unterschiedlichen Chartsgrafiken, da ich in der Kürze der Zeit nicht alle Teile noch einmal exportieren konnte. Zusammen mit dem unlängst erfolgten Nvidia-Launch eine Sache der Unmöglichkeit. Emotionslos geurteilt, geht es Intel ganz offensichtlich immer noch viel zu gut, um vernünftige Testbedingungen für alle zu realisieren. Auch da ist AMD bereits einen großen Schritt weiter

 

Einführung

AMDs neue Ryzen-Produktlinie, die bis zu acht Kerne für den Mainstream-Desktop bietet und schon seit geraumer Zeit auch das grundlegende Leistungsversprechen von mehr Kernen für weniger Geld einlöst, hat das Unternehmen wieder in den Wettbewerb mit Intel auch auf dem Enthusiastenmarkt geführt. Intel hat im vergangenen Jahr in einigen Teilen seines Produktportfolios reagiert, aber die Core Prozessoren der 9. Generation stellen nun den Höhepunkt der Bemühungen des Unternehmens dar, den aggressiven und erfolgreichen Vorstoß AMDs in den Mainstream-Desktopbereich abzuwehren.

AMD hatte Intel in Bezug auf die bezahlbaren Kernzahlen längst hinter sich gelassen, so dass die einfache Antwort Intels nun darin besteht, die Kernzahlen ebenfalls zu erhöhen. Intels erste Antwort kam mit dem Debüt der Coffee Lake-Prozessoren der 8. Generation im Jahr 2017, das den ersten Anstieg der Kernzahlen des Unternehmens seit der Einführung der Core 2 Duo-Prozessoren vor über einem Jahrzehnt bedeutete!

Diese ersten Anpassungen bestanden darin, zwei weitere Kerne zu den Familien Core i7, i5 und i3 hinzuzufügen, aber aufgrund der Art des Prozessordesigns können dramatischere Veränderungen nun einmal auch Jahre dauern, bis sie auf den Markt kommen. Intels anhaltender Kampf mit seinem 10nm-Prozess (Node)  hat offensichtlich eine deutlichere Reaktion verzögert, aber das Unternehmen hat nunmehr seine Bemühungen als Reaktion auf die starken Ryzen-Prozessoren von AMD verstärkt, ja verstärken müssen.

Die Prozessoren der 9. Generation, auch als Coffee Lake Refresh bezeichnet, sollen mit einer neuen, acht Kerne umfassenden Core i9-Serie und einer aufgeteilten Core i7-Familie mit zwei zusätzlichen Kernen wieder Maßstäbe setzen, wobei letztere jedoch ohne Hyper-Threading auskommen muss, was für den Kunden reichlich bitter ist. Intel reagiert auch auf mehrere Kernpunkte des Leistungsversprechens von AMD, sogar auch optisch auf dem Nebenkriegsschauplatz um die schönste Verpackung.

Obwohl es mir nicht gelungen ist, so eine Box zu bekommen und mit einem nackten Engineering-Sample aus einer anderen Quelle auskommen musste, ist Intels neue Verpackung für den Core i9-9900K recht hübsch geworden. Ein lichtdurchlässiges Kunststoff-Dodekaeder soll es nun richten, d.h. es handelt sich um ein zwölfseitiges Gehäuse. Das ist offensichtlich eine direkte Reaktion auf AMDs exotische Threadripper-Verpackung, die eine neue Messlatte für den Prozessormarkt gesetzt hat. Ist zwar nicht wichtig, aber wenn schon, denn schon!

Intel wechselte auch wieder zur Verwendung des lange von den Kunden eingeforderten Solder Thermal Interface Materials (STIM), das man schon vor vielen Jahren aufgegeben hatte, um die höhere Wärmeleistung der zusätzlichen Kerne wieder besser aufzunehmen und die Übertaktung zu erleichtern. Ob und zu welchem Preis es diese neuen Prozessoren mit dem Core i9-9900K dann in die Regale schaffen und ob es dem Kunden der Aufpreis wert sein könnte, wird wohl der heutige Test beantworten können.

 

Der Intel Core i9-9900K und die kleinen Brüder

Intels Coffee Lake Refresh startet mit drei neuen Prozessoren der „K“-Serie. Alle drei Prozessoren verfügen über die gleiche zugrundeliegende Coffee Lake-Mikroarchitektur, die auf dem 14nm++-Prozess basiert wie die Modelle der Vorgängergeneration. Wie erwartet, teilt Intel seine Familien in Core i7- und i5-Modelle auf, aber die Core Prozessoren der 9. Generation markieren das Debüt der neuen Flaggschiffe der achtkernigen 16-Thread Core i9-9900K-Serie für den Desktop.

Wie erwartet, sind alle Prozessoren der „K“-Serie von Intel im bekannten 14nm++-Prozess gefertigt, besitzen eine integrierte UHD 630-Grafik-Engine, freigeschaltete Multiplikatoren, die eine Übertaktung ermöglichen, und Unterstützung für den Zweikanal-DDR4-2666. Intel reagiert jedoch auf die zunehmende RAM-Dichte, indem man die Unterstützung der Speicherkapazität auf bis zu 128 GB verdoppelt. Zumindest in der Theorie. doch dazu später mehr.

Core i9-9900K Core i7-9700K Core i5-9600K
Architektur Coffee Lake Coffee Lake Coffee Lake
Sockel 1151 1151 1151
Kerne / Threads 8 / 16 8 / 8 6 / 6
Basistakt (GHz) 3.6 3.6 3.7
Turbo-Boost ( Aktive Kerne – GHz) 1-2 Cores – 5.0
4 Cores – 4.8
8 Cores – 4.7
1 Core – 4.9
2 Core 4.8
4 Core 4.7
8 Core 4.6
1 Core – 4.6
2 Core – 4.5
4 Core 4.4
6 Core 4.3
L3 Cache 16MB 12MB 9MB
Prozess 14nm++ 14nm++ 14nm++
TDP 95W 95W 95W
Speichertakt DDR4-2666 DDR4-2666 DDR4-2666
Memory Controller Dual-Channel Dual-Channel Dual-Channel
PCIe Lanes x16 x16 x16
Integrierte UHD Grafik GT2 (Base/Boost MHz) 350 / 1200 350 / 1200 350 / 1150
Preisempfehlung $488 – $499 $374 – $385 $262 – $263

Das Lot (STIM) des Core i9-9900K verbessert die thermische Übertragungseffizienz zwischen dem Die und dem Heatspreader, was es Intel wiederum ermöglicht, zwei weitere leistungshungrige Kerne einzubauen und sich doch weiterhin im 95-Watt Rahmen für die TDP zu bewegen. Merke: TDP ist nicht gleich Leistungsaufnahme! Der Core i9-9900K verfügt über einen Basistakt-Frequenz von 3,6 GHz, also nur 100 MHz weniger als der sechskernige Core i7-8700K der vorherigen Generation, nachdem die beiden zusätzlichen Kerne hinzugefügt wurden.

Dies unterstreicht die Vorteile der Verwendung von Solder-TIM gegenüber der Wärmeleitpaste, die Intel bei den ursprünglichen Coffee Lake Prozessoren verwendet hat. Das Material, das in allen drei neuen Modellen zum Einsatz kommt, verbessert auch die Übertaktbarkeit. Das sollte dann auch genau die Enthusiasten wieder beruhigen, die AMD für die Verwendung von STIM in deren Ryzen-Prozessoren so gelobt haben.

Base 1 Core 2 Cores 3 Cores 4 Cores 5 Cores 6 Cores 7 Cores 8 Cores
Core i9-9900K (GHz) 3.6 5.0 5.0 4.8 4.8 4.7 4.7 4.7 4.7
Core i7-9700K (GHz) 3.6 4.9 4.8 4.7 4.7 4.6 4.6 4.6 4.6
Core i7-8700K (GHz) 3.7 4.7 4.6 4.4 4.4 4.3 4.3
Core i7-8086K (GHz) 4.0 5.0 4.6 4.5 4.4 4.4 4.3
Core i5-9600K (GHz) 3.7 4.6 4.5 4.4 4.4 4.3 4.3
Core i5-8600K (GHz) 3.6 4.3 4.2 4.2 4.2 4.1 4.1

Die verbesserte Wärmeabfuhr ermöglicht auch beeindruckende Taktraten bei den Modellen der 9. Generation. Der Core i9-9900K erreicht stellenweise bis zu 5,0 GHz, wenn zwei Kerne aktiv sind, und übertrifft damit den vorhergehenden Core i7-8086K, der auf 5,0 GHz bei einem einzelnen Kern ansteigt. Wie man in der obigen Grafik sehen kann, treibt Intel die Spannungs-/Frequenzkurve mit den neuen Acht-Kern-Modellen voran – sie verfügen über wesentlich höhere Boost-Multiplikatoren auf der gesamten Linie als die Vorgängermodelle.

Die viel höheren Turbo-Multiplikatoren sollten Intels bereits führende Leistung bei eher wenig threadintensiven Aufgaben, wie z.B. den meisten Spielen, erhöhen. Die zusätzlichen Kerne werden es den Intel-Prozessoren ermöglichen, bei stark parallelisierbaren Workloads wettbewerbsfähiger zu sein als die Acht-Kern-Modelle von Ryzen, lange die Stärke von AMD und eines der wichtigsten Verkaufsargumente der Ryzen 7 CPUs.

Der X-Serie Core i7-7820X dient uns auch später in den Benchmarks als logischster Vergleich zum Core i9-9900K, aber dieser Prozessor hat ein grundlegend anderes Design und erfordert zudem auch kostenintensive Anpassungen auf die nicht ganz so billigen X299-Motherboards. Im Gegensatz dazu unterstützt dieser teure Chip Quad-Channel-Speicher, ein Fortschritt gegenüber dem Dual-Channel des Core i9-9900K und er kommt auch nicht mit einer integrierten Grafik-Engine.

Dafür bietet er die Mesh-Architektur anstelle des Ringbusses (Deep Diver), den Intel auf Mainstream-Desktopprozessoren verwendet. Wie wir schon in früheren Tests gesehen haben, kann sich das bei einigen gängigen Workloads im Desktop-Bereich negativ auswirken, so dass es oft  nicht die beste Lösung für Enthusiasten und Gamer ist. Wie erwartet, sind die beiden zusätzlichen Kerne des Core i7-9900K auch mit zwei zusätzlichen 2MB im L3-Cache ausgestattet, was dann insgesamt 16MB ergibt.

Intels Core i7-Serie verfügte traditionell stets über Hyper-Threading, das es einem Kern ermöglicht, zwei Software-Threads gleichzeitig auszuführen und so die Leistung zu steigern. Die Kaby Lake Prozessoren boten mit vier Kernen acht Threads, während es Coffee Lake auf bis zu sechs Kerne und 12 Threads brachte. Aber die 9. Generation der Intel-Prozessoren bricht mit dieser Tradition. Jetzt kommen die 95W Core i7-Prozessoren mit acht Kernen ohne Hyper-Threading.

Hyper-Threading führt unter idealen Bedingungen zu etwa 15-20 Prozent mehr Leistung pro Kern, so dass Intel durch die clevere Entfernung des Features auf dem Core i7-9700K den achtkernigen, achtthreadigen Prozessor in den meisten Workloads schneller machen sollte als seinen 12-Thread-Vorgänger und so den sorgfältig gepflegten Abstand in der Hierarchie beibehält. Einige Anwendungen bieten auch eine bessere Leistung auf Kernen ohne Hyper-Threading, da Kontextwechsel und Thread-Migration auf Hyper-Threaded-Kernen in einigen Anwendungen mit Nachteilen verbunden sein können.

Die 9. Generation Core i5 Serie verfügt immer noch über die gleichen sechs physischen Kerne ohne Hyper-Threading wie ihre Coffee Lake Pendants. Der 95W Core i5-9600K verfügt über 3,7GHz Basistakt und einem maximalen Turbo auf 4,6GHz. Intel koppelt dort jeden Kern mit einem 1,5 MB L3-Cache, was zusammen in der Summe dann 9 MB ergibt. Da wir keine offizielle Preisliste von Intel bekommen haben, muss ich leider mit der Dollarliste arbeiten. Allerdings sind die UVP bei Intel wohl eh nur Makulatur, zumindest im Moment:

Modell Kerne / Threads Basistakt Turbo Boost
Speicherschnittstelle PCIe Lanes Cache TDP UVP in USD
Core i9-9900K 8 / 16 3.6GHz 5GHz (1 / 2 Core)
4.8GHz (4 Core)
4.7GHz (6 / 8 Core)
DDR4-2666 16 16MB 95W $488
Ryzen 7 2700X 8 / 16 3.7GHz 4.3GHz DDR4-2966 16 + 4 (NVMe) 16MB 105W $329
Core i7-9700K 8 / 8 3.6GHz 4.9GHz (1 Core)
4.8GHz (2 Core)
4.7GHz (4 Core)
4.6GHz (6 / 8 Core)
DDR4-2666 16 12MB 95W $374
Core i7-8086K 6 / 12 4.0GHz 5.0 GHz DDR4-2666 16 12MB 95W $425
Core i7-8700K 6 / 12 3.7GHz 4.7GHz DDR4-2666 16 12MB 95W $330
Ryzen 7 2700 8 / 16 3.2GHz 4.1GHz DDR4-2966 16 + 4 (NVMe) 16MB 95W $229
Core i5-9600K 6 / 6 3.7GHz 4.6GHz (1 Core)
4.5GHz (2 Core)
4.4GHz (4 Core)
4.3GHz (6 Core)
DDR4-2666 16 9MB 95W $262
Core i5-8600K 6 / 6 3.6GHz 4.3GHz DDR4-2966 16 9MB 95W $279
Ryzen 5 2600X 6 / 12 3.6GHz 4.2GHz DDR4-2966 16 + 4 (NVMe) 16MB 65W $229
Ryzen 5 2600 6 / 12 3.4GHz 3.9GHz DDR4-2966 16 + 4 (NVMe) 16MB 65W $199

Die neue Produktreihe passt nach einem BIOS-Update übrigens auch in bestehende Motherboards der 300er-Serie, aber Intels Partner haben auch eine Reihe von Z390-Motherboards entwickelt. Wie wir später noch sehen werden, verbraucht insbesondere der Core i9-9900K genügend Strom, um die VRM-Auswahl und Kühlung ebenfalls zu einem wichtigen Thema zu machen.

Glücklicherweise verfügen die meisten High-End-Z390-Motherboards über robustere Stromanschlüsse als die Z370-Modelle. Intels Skylake-X- und Xeon-Prozessoren verfügen über AVX-Offsets, die zu niedrigeren Frequenzen führen, wenn die Prozessoren auf solche Anweisungen treffen, aber bei den Desktop-Modellen ist das, was man sieht, auch das, was man bekommt. Der Kunde sollte auch für eine leistungsstarke Kühllösung für den Core i9-9900K sorgen und das passende Budget einplanen.

Der gewachsene, größere Die verbirgt sich unter dem gleichen Heatspreader wie bei den Sechskern-Modellen der Vorgängergeneration, so dass selbst bei STIM die thermische Dichte eine Herausforderung bei der Kühlung darstellt. Intels offizielles Datenblatt listet einen 130W Kühler als Einstiegslösung auf. Wie wir gleich sehen werden, ist eine Flüssigkeitskühlung Pflicht, wenn man an OC denkt.

Kommentare (129)

  • HerrRossi schrieb am
    Das ist doch klasse!
  • Eragoss schrieb am
    @HerrRossi Hab Fallout jetzt mal gespielt, i.d.r. bin ich bei 35-40 Grad, sobald ein Abschnitt geladen wird war die Spitze 64-67 Grad (je nach Kern) Die Ladezeiten sind spürbar besser geworden und in Diamond City gibt es keinerlei Frameeinbrüche mehr.
  • Eragoss schrieb am
    @HerrRossi köpfen werde ich die CPU nicht. Beim spielen wird Sie nur lau warm, da Sie nicht auf allen Kernen voll ausgelastet wird. (Ca. 50-60 Grad) Selbst beim CPU Test von Ashes of S. blieb die CPU unter 70 Grad. Ist vielleicht auch etwas experimentierfreude, Sie auch unter Prime auf ein gutes Temperatur lvl zu bekommen ;) @Dezor, Köpfen soll knapp 10 Grad lt. Der8auer bringen. Den Garantierverlust ist es mir jedoch nicht wert. Undervolting muss ich dann auch mal probiere, hab es beim manuellen einstellen jedoch bisher noch nicht so hinbekommen das der Rechner stabil läuft. Da scheint es nicht zu reichen einfach nur an der Core Voltage rum zu spielen (bei 1,35 vcore hatte ich dann aufgehört)
  • Dezor schrieb am
    Das mit dem schnellen Abkühlen nach Ende der Last habe ich bei meinem Haswell i5 mit Luftkühlung auch beobachtet und hatte das auf die WLP unter (und über) dem IHS geschoben. Letztlich dürfte es der relativ langsame Wärmetransport vom Die zum Kühler sein. Köpfen könnte dabei vermutlich einen kleinen Vorteil bringen, ich würde es aber aufgrund der wegfallenden Garantie und dem möglichen Zerstören der CPU bleiben lassen. Da der 9900K eigentlich von Haus aus verlötet sein sollte, dürfte der Vorteil sowieso eher klein ausfallen. Aber das muss jeder für sich selbst entscheiden. Ein möglicher nächster Schritt wäre Undervolting. Damit lassen sich zumindest bei manchen CPUs (und GPUs) noch Temperatur und Verbrauch senken. Das Optimum zu finden ist zwar zeitaufwendig, aber das Resultat kann (muss nicht) durchaus lohnen. Kaputt machen kann man damit soweit ich weiß nichts, zu niedrige Spannungen durch ein zu hoch gewähltes Offset können das System "nur" instabil machen, aber dann testet man halt kleinere Offsets.
  • HerrRossi schrieb am
    Wenn du nicht auf biegen und brechen übertakten willst, dann musst du imho nicht köpfen, in den Spielen wird die CPU nicht so heiß werden. Du kannst es ja mal mit Fallout4 ausprobieren, wie warm die CPU nach einer Stunde zocken wird.

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