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Skylake-X: Der i9-7900X in ersten Tests

Wir geben einen ersten Überblick über Testberichte des neuen Intel Zehnkerners i9-7900X. Wie erwartet bietet der Zehnkerner eine hohe Performance, erkauft sich diese aber durch eine hohe Leistungsaufnahme. Die Temperaturen sind aufgrund einer elementaren Fehlentscheidung von Intel zudem (zu) hoch.

Leser, die sich nicht allzu intensiv mit CPUs beschäftigen, sind unter Umständen vom offiziellen Launch von Skylake-X überrascht – und zwar aus einem guten Grund. Auch wenn Intel einen Einfluss von AMD auf die Veröffentlichungstermine negiert, liegt ein Zusammenhang zwischen der Vorverlegung von Skylake-X und damit auch Coffee Lake und Kaby Lake X und den bereits erhältliche Ryzen- und den kommenden Threadripper-CPUs von AMD zumindest für uns sehr nahe.

Hart ausgedrückt: Intel muss von Ryzen derart überrascht, wenn nicht gar aufgeschreckt gewesen sein, denn eine Vorverlegung um mehrere Monate ist für Intel alles andere gewöhnlich. Auch kolportierte Äußerungen von Mainboard-Hersteller sind ein starkes Indiz für eine direkte Reaktion Intels auf AMD.

Wir wollen an dieser Stelle nicht ausführlich jedes Modell in Gänze beschreiben und uns insbesondere dem Topmodell widmen. Eine Beschreibung einer technischen Besonderheit soll an dieser Stelle allerdings gegeben werden, nämlich zu den sogenannten Interconnects.

Skylake-X Bild: Intel
Skylake-X Bild: Intel

Aus dem Ring

Dem Laien oder nur oberflächig interessierten Nutzer mag die CPU unter Umständen lediglich wie ein mehr oder weniger diskretes Bauteil mit angelötetem, besonders schnellen Speicher (Cache) vorkommen. In der Realität besteht ein Prozessor freilich aus Millionen von einzelnen Schaltungen, die in verschiedenen Baugruppen unterschiedliche Funktionen erfüllen. Die möglichst schnelle Kommunikation dieser Bauteile untereinander ist eine der großen Herausforderungen bei der Entwicklung neuer Prozessoren. 

Seit 2008 wurden diese Verbindungen innerhalb der CPU bei Intel als sogenannter Ringbus ausgeführt – die Benennung wird beim Anblick einer Skizze schnell sichtbar. Diese Architektur reagiert trotz möglicher Optimierung (etwa der Nutzung mehrere Ringe) auf eine steigende Kernzahl prinzipiell mit einer erhöhten Latenz und damit letztlich verschenkter Leistung.

Intels Antwort auf die steigenden Ansprüche an eine schnelle Verbindung ist ein Mesh, also ein Netz. Diese Anordnung mit Kreuzungspunkten und damit vielfältigeren „Wegen“ erlauben direkte und damit kürzere Wege zwischen den Komponenten als bei einem Ringbus.

Hier bilden zwei Ringe einen Ringbus Bild: Intel
Hier bilden zwei Ringe einen Ringbus Bild: Intel
Die neuen Mesh-Interconnects Bild: Intel
Die neuen Mesh-Interconnects Bild: Intel

Es ist möglich, die Übertragungsgeschwindigkeit innerhalb des Prozessors zu quantifizieren - dies wurde im Rahmen der bisherigen Berichterstattung bereits angegangen.

So konnte PC Perspective die Zeit, die zur Kommunikation zwischen zwei Threads auf dem selben CPU-Kern nötig ist, auf etwa 11 Nanosekunden beziffern, die Kommunikation zwischen zwei Threads auf unterschiedlichen Kernen dauert rund zehnmal länger.

Verglichen mit anderen Prozessoren (unter anderem dem Ryzen R7 1800X und dem Core i7-6950X) konnte PC Perspective somit nachweisen, dass der i9-7900X die bisher höchste Inter-Core-Latenz aufweist, zumindest auf die ersten acht Kerne bezogen. Das kann in bestimmten Bereichen zu Performanceeinbußen führen, letztlich dürfte die neue Struktur aber eine erheblich bessere Skalierung erlauben, ohne den Ringbus-typischen, ab einer bestimmten Größe überproportionalen Sprung der Latenzen.

Die Core-zu-Core-Latenz verschiedener CPUs. Bild: PC Perspective
Die Core-zu-Core-Latenz verschiedener CPUs. Bild: PC Perspective

Heißes Teil

Mehreren Tests zufolge leidet der i9-7900X unter großen Temperaturproblemen. So berichten unter anderem Tom's Hardware von hohen Temperaturen, selbst ohne Übertaktung, allerdings in Phasen maximaler Last. Der Einwand, solch ein Szenario sei unrealistisch, ist unserer Einschätzung nach nicht valide, denn letztlich ist der Kauf einer 1.000 Dollar teuren CPU kaum zu rechtfertigen, wenn entsprechend leistungshungrige Einsätze sowieso nicht angedacht sind.

Konkret berichtet Tom's Hardware, dass lediglich (aufwendige) Custom-Wasserkühlungen den i9-7900X bei der Auslastung mittels Prime 95 mit aktiviertem AVX ausreichend kühlen können. Dafür verantwortlich ist angesichts der riesigen, aufwendig ermittelten Temperaturdifferenz zwischen der Oberseite der eigentlichen Prozessorkernen und dem Headspreader offensichtlich die verwendete, minderwertige Wärmeleitpaste oder deren schlechte Anbringung. Letztlich ist dem Problem durch Köpfen, also die Entfernung des Headspreader und dem Wechseln der Wärmeleitpaste durchaus beizukommen, dass Intel bei einer hochpreisigen CPU auf das relativ gesehen nur minimal teurere verlöten des Headspreaders verzichtet aber ohne Frage absurd. AMD nutzt dieses Verfahren übrigens mit guten Ergebnissen bei den wesentlich günstigeren Ryzen-CPUs. 

Übereinstimmend berichtet auch PC Games Hardware von thermischen Problemen: Eine für 140 Watt freigegebene Luftkühlung soll den i9-7900X im Auslieferungszustand eher schlecht denn recht kühlen können und bemerkt, dass die Testplattform im Cinebench R15-Benchmark mehr als 276 Watt aufnimmt. Der hohe Takt (und auch die schlechte Kühlung) verschlechter somit die Energieeffizienz erheblich.  

Tom's Hardware zufolge scheidet im Vollastbetrieb mit AVX auch für normale Nutzer ohne Übertaktungsambitionen die Nutzung einer auch noch so potenten Luftkühlung aus, weiterhin sorgt der schlechte Wärmedurchgan eben für eine verminderte Übertaktbarkeit und auch höhere Verlustleitung. Zudem dürfte die höhere Temperatur einen negativen Effekt auf die Haltbarkeit haben. 

Die Temperaturdifferenz beträgt bis zu 71 Kelvin Bild: Tom's Hardware
Die Temperaturdifferenz beträgt bis zu 71 Kelvin Bild: Tom's Hardware

Der i9-7900X ist schnell, aber teuer

Das englischsprachige Magazin AnandTech hatte die Gelegenheit, sowohl den i9-7900X als auch den Core i7-7820X und den Core i7-7800 zu testen. Der 7900X stellt dabei mit zehn Cores und zehn Threads, einem Basistakt von 3,3 GHz und einem Boost-Takt von maximal 4,3 respektive 4,5 GHz (Turbo Boost 2.0 mit allen, Turbo Boost 3.0 mit bis zu zwei Kernen) und einem 13,75 Mbyte großen L3-Cache das aktuelle Topmodell dar. 

Im verbreiteten Cinebench 15-Benchmarks leisten AnandTech zufolge alle Kerne des Prozessors zusammen 2.169 Punkte – und damit rund 33 Prozent mehr als der aktuell schnellste AMD-Prozessor, der Ryzen R7 1800X. Im Singlecore-Test liegt der Vorsprung überraschenderweise bei nur knapp 18 Prozent – und das bei einem doppelt so hohen Preis. Auch in den übrigen, mehr oder weniger synthetischen Benchmarks unter Nutzung spezieller Programme und normalerweise nicht alltäglichen Anwendungen erreichen die Skylake-X-Modelle häufig Topwertungen. Abhängig von der Gewichtung auf Single- oder Multithreading liegt dabei allerdings nicht immer der 7900X vorne. 

Leistung beim Video-Encoding (mehr ist besser), Bild: AnandTech
Leistung beim Video-Encoding (mehr ist besser), Bild: AnandTech
Verschlüsselungsleistung (mehr ist besser), Bild: AnandTech
Verschlüsselungsleistung (mehr ist besser), Bild: AnandTech
CineBench R15, Multicore-Score (mehr ist besser), Bild: AnandTech
CineBench R15, Multicore-Score (mehr ist besser), Bild: AnandTech

Gaming – nicht unbedingt die Stärke von Skylake-X

Auch wenn sich Intel mit der neuen Plattform nicht dediziert an Videospieler richtet, dürften doch einige – ambitionierte und wohlbetuchte – Spieler den Kauf eines Skylake-X in Betracht ziehen. 

Zumindest den reinen FPS-Werten nach ist der Core i9-7900X so etwa in GTA V mit 97,4  statt 75,0 Bildern die Sekunde im Durchschnitt deutlich schneller als der Ryzen R7 1800X. Allerdings kommt es bei Videospielern nicht nur auf die durchschnittlichen Werte, sondern auf die „Gleichmäßigkeit“ an – und da relativiert sich Intels-Vorteil Tom’s Hardware zufolge stark, so sind die Unterschiede in der Framtimes in mehreren Benchmarks beim Ryzen R7 1800X deutlich geringer als bei den teuren Skylake-X-Modellen.

Die Abweichungen in der Frametime-Rate in Hitman (möglichst viel rote Fläche bedeutet hohe Gleichmäßigkeit), Bild: Tom's Hardware
Die Abweichungen in der Frametime-Rate in Hitman (möglichst viel rote Fläche bedeutet hohe Gleichmäßigkeit), Bild: Tom's Hardware
Frametimeverlauf verschiedener Prozessoren in Hitman (Optimal: Gerade/glatte Linie mit hohen Werten), Bild: Tom's Hardware
Frametimeverlauf verschiedener Prozessoren in Hitman (Optimal: Gerade/glatte Linie mit hohen Werten), Bild: Tom's Hardware

Fazit: Definitiv nicht Intels bester Start

Auch wenn wir nocheinmal darauf hinweisen wollen, dass sich wie etwa bei AMDs Ryzen durch Treiber-Optimierungen noch einige andere, eher bessere Einzelergebnisse ergeben können, bleibt der Makel der schlechten Kühlungssituation an Skylake-X haften, sollte Intel sein Herstellungsverfahren nicht umstellen. 

Betrachtete man die Leistung des neuen Core i9-7900X, so stellt sich dieser für professionelle Anwender als die schnellste, aktuell erhältliche CPU dar. Videospielern können wir auf Grundlage der aktuellen Tests nur raten, abzuwarten. Zwar liefern AMDs Ryzen-CPUs, wie auch andere Intel-Modelle, zwar geringere durchschnittliche und minimale Frameraten, dafür aber ein gleichmäßigeres Erlebnis. Zudem limitiert aktuell und auf absehbare Zeit immer die GPU in höheren Auflösungen.

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Autor: Silvio Werner, 21.06.2017 (Update: 24.06.2017)
Silvio Werner
Silvio Werner - Editor
Als stolzer Digital Native mag ich Zahlen und liebe Technik. Ein Chemiestudium endete zwar nicht erfolgreich, entfesselte dafür aber das Interesse an Testmethodiken und naturwissenschaftlichen Zusammenhängen, deren anwendernahe Vermittlung für mich im Fokus steht. Als Ausgleich dienen mir Laufen und Trekken.