Intel Alder Lake-U im Test - Der schmale Grat zwischen Effizienz und zu wenig Leistung

Grundsätzlich bieten die Core-i5- und Core-i7-Chips der U-Serie zwei schnelle Performance-Kerne und acht Efficiency-Kerne (insgesamt 12 Threads), also zwei Performance-Kerne weniger als bei Alder Lake-P (z. B. dem Core i7-1260P). Wenn solch ein Prozessor also mit viel Strom versorgt wird erreichen die beiden Performance-Kerne zwar sehr hohe Takte, doch in diesem Bereich (über 4 GHz) sinkt die Effizienz rapide und die Mehrleistung ist gering. Auch bei Single-Core-Last benötigen die Performance-Kerne viel Strom, was bei dünnen Laptops mit begrenzten Kühlkapazitäten schnell zu Lüfteraktivität führen kann, auch bei kurzen Lastspitzen (beispielsweise wenn man ein Programm öffnet). Dieses Verhalten konnten wir bei unseren Tests teilweise auch beobachten und tendenziell springen die Lüfter von dünnen Alder-Lake-Laptops schneller an als bei vergleichbaren Vorgängermodellen mit Intel Tiger-Lake-CPUs (11. Generation).

In den beiden nachfolgenden Sektionen befassen wir uns zunächst mit der Single- und Multi-Core-Leistung der Alder-Lake-U-Laptops (Core i7, 15W PBP), die wir bislang getestet haben. Bei der Effizienz betrachten wir jeweils die Verbrauchswerte bei Messungen an einem externen Monitor, damit wir das integrierte Display als Einflussfaktor ausschließen können.

Danach vergleichen wir noch zwei Alder-Lake-U-Chips (Core i7-1255U im Microsoft Surface Pro 9 & Core i7-1265U im HP ZBook Firefly 14 G9) mit dem Core i7-1260P im Lenovo ThinkPad T14 G3 sowie dem Core i7-12700H im HP ZBook Power 15 G9 bei festgelegten Verbrauchswerten, die wir mit der Software Throttle Stop eingestellt haben. Hier schauen wir uns die Ergebnisse bei 15, 20, 28, 35 und 45 Watt an. 

Hinweis: Bei den Ergebnissen muss man immer beachten, dass es auch zwischen gleichen Chips leichte Effizienzunterschiede geben kann, dennoch geben unsere Werte einen guten Anhaltspunkt. Der Core i7-1255U im Surface Pro 9 scheint beispielsweise ein sehr gutes Exemplar zu sein, der Core i7-1260P im ThinkPad T14 G3 eher nicht.

Nach all unseren bisherigen Tests können wir ganz klar sagen, dass Intel mit den Performance-Kernen aktuell einen Leistungsvorsprung gegenüber AMD und Apple hat, wenn es um die reine Leistung geht. Für die volle Leistung benötigt der Core i7-1265U (4,7-4,8 GHz) allerdings auch rund 21 Watt, während der Core i7-1255U (4,5-4,6 GHz) mit 17-20 Watt etwas sparsamer ist. Wenn ein Gerät diesen Wert nicht erreicht, ist auch die Single-Core-Leistung nicht besser als beim aktuellen AMD Ryzen 7 6800U oder dem Apple M2.

Wenn der Performance-Kern jedoch seine Leistung ausspielen kann, liegt der Vorsprung gegenüber der Konkurrenz bei bis zu 20 %. Insgesamt bieten die Alder-Lake-U-Chips damit eine sehr gute Single-Core-Performance und hier gibt es auch keinen Nachteil gegenüber den schnelleren Alder-Lake-P oder Alder-Lake-H-Prozessoren, die allerdings etwas mehr Strom verbrauchen (~22-24 Watt in unseren Messungen).

Wenn es um die Effizienz geht, schlägt sich vor allem der Core i7-1255U sehr gut und liegt sogar vor dem AMD Ryzen 7 Pro 6850U. Hier profitiert der Intel-Chip von seiner etwas niedrigeren maximalen Frequenz gegenüber dem Core i7-1265U und ist auch effizienter. Wie erwartet fallen die P- und H-CPUs aufgrund des etwas höheren Verbrauches hier zurück. Apple ist mit seinem Single-Core-Verbrauch von gerade einmal etwas mehr als 5 Watt beim aktuellen M2-Prozessor aber in einer anderen Liga, wenn es um die Effizienz geht.

In den Multi-Core-Tests zeigen sich deutlichere Unterschiede, denn hier ist der schnellste Alder Lake-U (Core i7-1255U im Surface Pro 9) satte 55 % schneller als der nominell schnellere Core i7-1265U im HP Elite Dragonfly G3. Intel schafft es in den Multi-Core-Tests nur mit einem deutlich höheren Stromverbrauch mit den aktuellen U-CPUs von AMD zu konkurrieren, die aber in der Regel mit 25 Watt betrieben werden. Zum Vergleich: Der Core i7-1255U arbeitet mit fast 50 Watt und der Core i7-1260P im ThinkPad T14 G3 sogar mit mehr als 50 Watt.

Dass macht sich dann auch sofort bei der Effizienz bemerkbar, denn hier steht erneut der Apple M2 an der Spitze, gefolgt von den AMD-Ryzen-Chips. Erst dahinter sortieren sich die Alder-Lake-Prozessoren ein. 

Bei der Effizienz darf man aber nicht vergessen, dass die Ergebnisse der Alder-Lake-Chips bei hohen Power Limits sogar noch etwas schlechter ausfallen müssten, da hier oftmals das Netzteil den begrenzenden Faktor darstellt und daher der Akku zumindest kurzzeitig mitgenutzt werden muss, um den Energiebedarf zu decken. Da wir jedoch die Leistungsaufnahme nur ab dem Netzteil messen können, wird dieser Teil in unseren Ergebnissen nicht berücksichtigt.

Zusätzlich wollen wir untersuchen, bis zu welcher Leistung die Alder-Lake-U-Prozessoren überhaupt Sinn machen und ab wann sich beispielsweise ein Alder-Lake-P-Prozessor mit zwei zusätzlichen Performance-Kernen lohnt. Dazu haben wir die folgenden vier Prozessoren bei festgelegten Power Limits (via Throttle Stop) verglichen: Core i7-1255U, Core i7-1265U, Core i7-1260P & Core i7-12700H.

Bei einem fest eingestellten Verbrauch von 15 Watt haben die beiden U-Serie-CPUs einen leichten Vorteil, sowohl bei den Single-Core- als auch den Multi-Core-Tests. Allerdings ist der Vorsprung nicht besonders groß, den Nachteil des niedrigeren Taktes wird also fast durch die höhere Anzahl der Kerne ausgeglichen, selbst bei 15 Watt.

Schon bei 20 Watt ist die Single-Core-Leistung der vier Prozessoren praktisch auf dem gleichen Niveau und auch in den Multi-Core-Tests gibt es nur noch einen marginalen Vorsprung des Core i7-1255U. 

Bei 28 Watt sehen wir, dass der Core i7-1255U keine höhere Single-Core-Performance mehr erreicht. Durch den etwas geringeren Takt konnte er bereits bei 20 Watt seine volle Leistung abrufen, die anderen 3 Prozessoren können aber noch etwas nachlegen und liegen dann im Bereich von 21-25 Watt. In den Multi-Core-Tests liegt der Core i7-12700H jetzt schon klar vorne und auch der Core i7-1260P hat einen Vorteil. Schon bei einer Kühlleistung von 25 Watt macht es also kaum noch Sinn, einen Alder Lake-U-Prozessor zu verwenden.

Bei 35 Watt wird der Nachteil der Alder-Lake-U-Prozessoren noch größer. Der Core i7-12700H baut seinen Vorsprung gegenüber dem Core i7-1260P zudem weiter aus.

Bei 45 Watt wird die Lücke zwischen den Prozessoren noch deutlicher und einmal mehr zeigt sich, dass die Kerne bei hohen Takten zunehmend ineffizient werden. Im Vergleich zu 35 Watt erreicht der Core i7-1255U (den i7-1265U konnten wir nicht lange genug mit 45 Watt betreiben) trotz 28 % mehr Energie nur 4 % mehr Leistung. Auch die Wahl zwischen dem Core i7-1260P und dem Core i7-12700H ist sehr leicht und der H-Serie-Prozessor hat mit seinen 6 Performance-Kernen einen klare Vorteil.

Unsere Messungen und Testergebnisse zeigen ganz klar, dass die Alder-Lake-U-Prozessoren eine Daseinsberechtigung haben, doch sowohl Intel als auch die Notebookhersteller machen es den Kunden nicht leicht. Das liegt an mehreren Faktoren, denn neben der sehr hohen Anzahl an verfügbaren Intel-CPUs sollte der Hersteller die Verbrauchsbereiche enger eingrenzen und die verschiedenen Chip-Kategorien damit besser voneinander abstufen. Es macht wenig Sinn, wenn ein Core i7-1255U mit bis zu 50 Watt betrieben wird, ein Core i7-1260P aber nur mit 25 oder gar 20 Watt, was wir auch schon gesehen haben (Samsung Galaxy Book2). Durch striktere Vorgaben könnten diese Probleme komplett verhindert werden. Dazu könnten beispielsweise die U-Serie CPUs im Bereich von 15-25 Watt, die P-Serie von 25-40 Watt und die H-Serie ab 40 Watt eingestuft werden.

Aber auch die Notebookhersteller sind in der Verantwortung, denn nur weil ein Prozessor in der Theorie bis zu 55 Watt verbrauchen darf, macht das in der Praxis kaum Sinn. Der zusätzliche Strom führt nicht zu viel Mehrleistung, dafür aber zu mehr Lüfteraktivität. Wir haben hier gezeigt, dass man mit geringeren Limits kaum an Leistung einbüßt, der Nutzer im Alltag aber dennoch von weniger Emissionen profitiert.

Intel lässt den Notebookherstellern zu viel Freiraum, weshalb Kunden die CPU-Leistung im Vorfeld nur schwer abschätzen können. Die Alder-Lake-U-Prozessoren mit zwei Performance-Kernen machen nur bis etwa 25 Watt wirklich Sinn, danach sollte lieber direkt ein Alder-Lake-P-Chip verbaut werden. Die U-Serie-CPUs von AMD sind bei der Belastung von allen Kernen deutlich effizienter, aber insgesamt einfach schlechter verfügbar.

Im Vergleich mit AMD (beispielsweise dem Ryzen 7 6800U) hat Intel einen Leistungsvorteil, wenn nur ein Kern belastet wird. In den Multi-Core-Tests ist AMD aber in der Regel vorne, vor allem bei der Betrachtung der Effizienz. Apple spielt mit seinen M1- und M2-CPUs weiterhin in einer ganz anderen Effizienz-Liga, vor allem in Single-Core-Szenarien. Auch bei der integrierten GPU haben sowohl AMD als auch Apple Vorteile gegenüber der angestaubten Iris Xe Graphics G7 der Intel-Prozessoren.

Intel bringt zwar in Kürze die neuen Raptor-Lake-Prozessoren auf den Markt und wir erwarten auch schon in den nächsten Wochen die ersten Laptops, doch gerade bei den Mobilprozessoren (U-, P- und H-Serie) gibt es abgesehen von leichten Taktsteigerungen keine Veränderungen. Sowohl die Anzahl der Kerne, die integrierte Grafikkarte als auch die Power Limits bleiben identisch. Es gibt optional einige zusätzliche Features, doch im Hinblick auf die Leistung und die Effizienz erwarten wir nur kleine Verbesserungen.