Intel Core i9-10900K en i5-10600K vs Ryzen 3000

Intel wil het met processors met tien kernen en een frequentie tot 5,3 GHz opnemen tegen de Ryzen 3000. Om dat te laten werken, is er aardig gesleuteld aan de turbo en het energieverbruik.

geïntegreerde graphics en tien T-modellen met slechts 35 watt Thermal Design Power.

Naast die processors is er een kleine update van het platform, dat nu met Intel-chips voor Wi-Fi 6 en 2,5 Gbps ethernet kan werken. De Core i-10000-processors passen niet meer op de vorige LGA1151v2moederborden door de gewijzigde cpu-socket. Ze werken alleen met LGA1200-moederborden met serie 400-chipsets. Bij de start van de verkoop op 20 mei waren er voornamelijk dure moederborden met de highend chipset Z490. Goedkopere met H410, B460, H470 en de bedrijfs- en workstationvarianten Q470 en W480 volgen de komende weken en maanden.

TWIN TURBO

Intel gebruikt op dit moment voor alle desktopprocessors een monolithische siliconen processor-die, in tegenstelling tot AMD’s Ryzen 3000. Intern zijn de maximaal tien cpu-kernen, de UHD 630-graphics en de System Agent via een ringbus met elkaar verbonden (zie het die-shot op de volgende pagina). Dat zorgt voor korte latenties bij de communicatie tussen de afzonderlijke cpu-componenten. Ter vergelijking: de Core i9-10900K heeft 25 nanoseconden nodig om toegang te krijgen tot het RAM, terwijl de Ryzen 9 3950X meer dan twee keer zoveel tijd nodig heeft met 59 nanoseconden. De System Agent bevat onder meer de geheugencontroller voor twee DDR4-kanalen, het PCI Express Root Complex en de displaycontroller voor DisplayPort, DVI en HDMI.

Bij de tiende Core i-generatie heeft Intel onder andere de level-3-caches groter gemaakt. Die groeien in vergelijking met de topmodellen Core i9-9900K en Core i9-10900K van 16 naar 20 MB. De geheugencontroller is

door Intel in elk geval bij de Core i7 en i9 een beetje sneller gemaakt. Die kan nu DDR4-2933 aan. De goedkopere processores zijn volgens de specificatie beperkt tot DDR4-2666.

Aangezien er niets is veranderd in de architectuur van de rekeneenheden en het 14nm-fabricageproces van de Core i-10000, blijft voor Intel alleen nog de klokfrequentie over om aan te sleutelen voor de performance. Intel verhoogt die onder meer met twee nieuwe turbofuncties. Met de gebruikelijke Turbo Boost haalt de Core i9-10900K een maximum van 5,1 GHz en dus slechts 100 MHz meer dan de Core i9-9900K.

Daarnaast zijn twee van de tien kernen speciaal gemarkeerd en halen die 5,2 GHz zonder enige extra spanningsverhoging. Maar de andere kernen moeten wel slapen om die Turbo Boost Max 3.0 actief te laten zijn. Nog eens 100 MHz meer voor maximaal 5,3 GHz is beschikbaar via de Thermal Velocity Boost (TVB) – als de kerntemperatuur onder de 70 °C blijft. Intel reserveert die functie echter exclusief voor de Core i9decacores.

Bij volle belasting van alle kernen is de bereikbare kloksnelheid vooral afhankelijk van het thermisch budget. De Core i9-10900K kan draaien op 4,8 GHz, of beneden 70°C op 4,9 GHz. Om er meer prestaties uit te halen, heeft Intel de teugels extreem gevierd: onder continue belasting mogen de overklokbare K-processors nu 125 watt verbruiken in plaats van 95 watt. Die zogenaamde Power Limit 1 (PL1) komt overeen met de Thermal Design Power (TDP). Om gebruik te maken van de warmtecapaciteit van de koeler mogen Intel-cpu’s de PL1-waarde gedurende een bepaalde periode (PLTau) ook overschrijden. Tot nu toe was dat 25 procent extra gedurende 28 seconden ten opzichte van de TDP: bij een 95W-TDP lag de Power Limit 2 (PL2) bijvoorbeeld rond de 119 watt. Met de nieuwe decacore verdubbelt Intel de tijd tot 56 seconden en wordt de PL2 verhoogd tot 250 watt. Dergelijke waarden waren voorheen voorbehouden aan high-end processors zoals de Ryzen Threadripper en Xeon W met aanzienlijk meer kernen.

Onze tip: als je een systeem met de snelste LGA1200-processor wilt monteren, moet je dus zeker een krachtige koeler en een voldoende gedimensioneerde voeding gebruiken. Anders zullen de beschermingscircuits in werking treden die de processor omlaag schalen of het hele systeem uitschakelen.

ANDERE PROCESSOR-DIE

Als een processor meer vermogen mag verbruiken, wordt hij ook heter. Om de warmteoverdracht te verbeteren, heeft Intel de heatspreader op de die gesoldeerd bij alle overklokbare processors uit de serie Core i-10000K en de Core i7 en Core i9. De hexacores Core i5-10400 en Core i5-10400F zijn zowel gesoldeerd als met thermische pasta verkrijgbaar. Bij de gesoldeerde cpu’s gebruikt Intel ook een vlakkere die met slechts 500 in plaats van 800 micron dikte, wat de warmteafvoer verbetert. Ter compensatie wordt de heatspreader hoger, zodat de vorige LGA115x-koelers blijven passen.

Voor overklokkers brengt de tiende generatie Core i-processors een aantal extra’s met zich mee. Met Intels Extreme Tuning Utility (XTU) overkloksoftware kan bijvoorbeeld de spanningsfrequentiecurve worden aangepast, de frequentie van het PEG-slot en de DMI-aansluiting op de chipset worden gewijzigd en de Hyper-Threading voor elke kern afzonderlijk worden in- en uitgeschakeld.

De veranderingen aan het platform zijn kleiner dan verwacht: Comet Lake heeft geen PCI Express 4.0 en geen extra PCIe-lanes op de cpu voor snelle ssd’s. In plaats daarvan hebben de serie 400-chipsets een CNVio-interface om verbinding te maken met Intels Wi-Fi 6 module AX201. De Phy-chip i255-V maakt een snellere ethernetverbinding met 2,5 Gbit/s mogelijk.

NEK-AAN-NEK RACE

We hebben de twee Core i-10000 cpu’s vergeleken met hun eigen voorgangers en de ongeveer even dure Ryzen tegenhangers. De decacore Core i9-10900K, die ongeveer 600 euro kost, concurreert dus met de octacore Core i9-9900K (540 euro), evenals met de 12- en 16-core Ryzen 9 3900X (450 euro) en 3950X (780 euro). De Core i5-10600K voor 320 euro moet concurreren met de Core i5-9600K (230 euro), Ryzen 5 3600X (200 euro) en Ryzen 7 3700X (300 euro).

Intel heeft met de nieuwe turbomodi en het grotere energiebudget alles op het spel gezet, maar de Core i9-10900K komt toch niet voorbij de Ryzen 3000. De Ryzen 9 3950X loopt voorop bij zowel de single- als multithreaded rendering-benchmarks. Vooral dat eerste is verrassend, omdat de Intel-cpu met een tot 600 MHz hogere kloksnelheid werkt dan de AMD-processor als er maar één core werkt.

De Core i9-10900K delft tegen zijn directe concurrent, de Ryzen 9 3900X, bij alle multithreaded-toepassingen het onderspit omdat de Ryzen twee kernen meer heeft. Het helpt niet dat Intel het turbovenster naar 56 seconden heeft uitgebreid zodat een Cinebench-run van 45 seconden er volledig in past.

Als laatste paradepaardjes blijven voor Intel dan gaming en de integer-prestaties met één thread over. Bij Shadow of the Tomb Raider in full-hd-resolutie, levert de nieuwe decacore samen met een GeForce RTX 2080 Ti 10 procent meer frames per seconde op dan zijn voorganger. Het voordeel ten opzichte van de Ryzen 3000 is 15 tot 25 procent. Dat verschil is echter

wel minder groot bij hogere resoluties omdat de grafische kaart dan de beperkende factor is.

Met de officebenchmark SYSmark 2018, die onder andere toepassingen van Microsoft Office en de Adobe Creative Suite combineert, zet de Core i9-10900K een nieuwe beste waarde neer van bijna 2200 punten. Bij het comprimeren van bestanden met 7-Zip op een enkele kern, verslaat de Intel decacore de snelste AM4-processor met tien procent.

De Core i5-10600K haalt veel van de achterstand op de hexacore Ryzen 5 3600X in dankzij Hyper-Threading en een hogere kloksnelheid, maar kan er bij de meeste toepassingen niet aan voorbij. Bij 3D-games presteren beide ongeveer gelijk.

ENERGIEVERBRUIK

Prestatie is één kant van de medaille, maar hoe zit het met de efficiëntie? De Core i9-10900K put zijn vermogenslimiet van 250 watt bij volledige cpu-belasting bijna helemaal uit (245 watt). Met Cinebench R20 verbruikte het hele systeem in totaal 295 watt. De Ryzen 9 heeft 70 tot 80 watt minder nodig en rekent desondanks sneller. Bovendien kan de Core i9-10900K die prestaties niet altijd leveren. De 6410 punten bij Cinebench werden alleen in koude toestand gehaald, dan werkte de processor op de maximaal mogelijke 4,9 GHz. Na een paar runs kwam hij niet verder dan 5900 punten en 4,2 GHz, hoewel we hem hadden voorzien van waterkoeling. Het vermogensbudget voor de turbofase van 250 watt zal waarschijnlijk tijdens langere rustfases opnieuw opgebouwd worden.

Dat gedrag kwamen we bij de Core i5-10600K niet tegen, maar het energieverbruik bij die hexacore van 131 watt bij volle belasting van de cpu overschreed de TDP van 125 watt slechts licht, hoewel hij tot 182 watt zou mogen verbruiken.

CONCLUSIE

Intel zet al zijn troeven op één kaart bij de Core i910900K en knijpt het allerlaatste beetje prestatie uit het 14nm-procedé en de vijf jaar oude Skylake-architectuur. Intel staat met zijn rug tegen de muur omdat het 10nm-procedé nog steeds niet soepel verloopt. De hoge klokfrequenties die nodig zijn voor desktop-pc’s en de grote halfgeleiders voor meer dan vier kernen, kunnen op dit moment nog niet massaal geproduceerd worden.

Daarom kan Intels LGA1200-topmodel alleen standhouden tegen AMD’s Ryzen 3000 bij pc-games en oudere officetoepassingen. Op bijna alle andere gebieden, zoals multithreading-prestaties en efficiëntie, heeft AMD Intel ingehaald. De tiende Core i-reeks kan daarom alleen omschreven worden als een stoplap.

De volgende generatie zal waarschijnlijk pas de achterstallige vernieuwing van het platform brengen met sneller PCI Express en bijgewerkte rekenunits. Als je een Intel-systeem overweegt en de aankoop kunt uitstellen, kun je beter wachten op Rocket Lake – voor alle anderen bieden de Ryzen 3000-processors op dit moment de beste prijs-prestatieverhouding.

Assassins Creed Odyssey / Shadow of the Tomb Raider 1080p hoog [fps]

SYSmark 2018

Energieverbruik idle / volledig belast (piek) [ W]

dels heeft de fabrikant een nieuwe firmware uitgebracht waarmee het wel kan. Helaas vescheen die te laat voor deze test.

De geteste accesspoints beschikken over de verbeterde wifiversleuteling WPA3, zowel in gemengde modus (WPA2+WPA3) als ‘puur’, beide met een vast wachtwoord (PSK of SAE) of individuele toegangsgegevens (authenticatie via IEEE 802.1x/radius). Alle apparaten bieden ook de verbeterde versleutelingsmethode Enhanced Open voor hotspots, voorheen bekend als Opportunistic Wireless Encryption (OWE). Android 10 zou die technologie al ondersteunen. Andere besturingssystemen zoals Windows 10, iOS/macOS en Linux doen dat nog niet.

De roamingfuncties IEEE 802.11k (Radio Resource Measurement) en 11v (BSS Transition) helpen wificlients bij grotere netwerken om het optimale accesspoint te vinden. We hebben niet meer gekeken of een apparaat IEEE 802.11r (Fast BSS Transition) ondersteunt voor het snel wisselen tussen accesspoints, omdat dat alleen van belang is bij WPA2-versleuteling en met WPA3 niet meer relevant zal zijn.

ZENDPROCEDURES

De drie accesspoints zenden allemaal met 4 MIMOstreams op beide wifibanden uit volgens de IEEE 802.11ax-standaard – die nog steeds niet geratificeerd is. Daarmee halen ze bij de gebruikelijke maximale kanaalbreedtes (40 en 80 MHz) een bruto datasnelheid van respectievelijk 1150 en 2400 Mbit/s. Bij de LX-6402 is het mogelijk om 160 MHz in het 5GHz-bereik te gebruiken, maar dat heeft om twee redenen weinig zin. Ten eerste werkt het accesspoint dan alleen met twee MIMO-streams, waardoor het wifi net zo snel is als voorheen. Daar zouden bovendien alleen met 160 MHz compatibele 2-stream-clients zoals de AX200wifimodule van Intel van profiteren. Ten tweede is het gebruik van 160MHz-kanalen contraproductief omdat ze de drukte op de 5GHz-band verhogen.

Het gebruik van 160MHz-kanalen zal pas interessant worden op het moment dat de CEPT, het regelgevende orgaan van de EU, de uitbreiding van de band boven 6 GHz goedkeurt. Volgens een goed geïnformeerde bron zou dat begin 2021 al kunnen gebeuren. Maar dan zal er ook nieuwe hardware nodig zijn, aangezien de apparaten die nu beschikbaar zijn Wi-Fi 6E nog niet kunnen gebruiken. Wifichipfabrikant Qualcomm heeft een nieuwe serie apparaten aangekondigd die de uitgebreide frequenties ondersteunen.

OFDMA, de nieuwe zendtechnologie voor Wi-Fi 6, is in IEEE 802.11ax gedefinieerd als een vereist onderdeel. Dat moet met name een voordeel opleveren bij zwaar belaste zendstations. Dat hebben we in deze test niet opgenomen door het geringe voordeel en de complexiteit van de benodigde testopstelling. De website smallnetbuilder.com kon alleen in individuele gevallen een kortere latentie of een hogere datatransmissie aantonen (zie link aan het einde).

Een speciale eigenschap van Wi-Fi 6 die de spectrumefficiëntie verbetert, is de mogelijkheid om meerdere SSID’s – logische stations voor medewerkers,

klanten, IoT – te combineren tot een beacon. Dat betekent dat het accesspoint niet langer voor elk logisch netwerk een apart tijdrovend signaal hoeft uit te zenden, maar slechts één voor alle (MBSSID-beacon). Dat konden we bij de test echter nergens vaststellen.

In een artikel in een eerdere c’t hebben we de belangrijkste Wi-Fi 6-functies uitgelegd [1], waaronder BSS Coloring (een indicator voor efficiënter spectrumgebruik met Spatial Reuse, SRP), Target Wait Time (verbeterd energiebeheer in mobiele apparaten) en Uplink Multi-User MIMO (gelijktijdige ontvangst door meerdere clients). Met Wireshark hebben we gekeken naar de beacons van de apparaten om te zien in welke mate ze er in slaagden hier gebruik van te maken.

METINGEN

Begin 2020 hebben we de manier gewijzigd waarop we de datadoorvoer meten met iperf3. Voorheen hebben we getest met een beperkte TCP-window-size (iperf3-Parameter -w 256k) om te kunnen vergelijken met eerdere wifigeneraties. Dat betekende dat Wi-Fi 5-stations op de 5GHz-band pas bij meerdere parallelle TCP-streams – bijvoorbeeld meerdere gelijktijdige downloads – hun maximale doorvoer bereikten. Omdat Wi-Fi 5 inmiddels gemeengoed is en Wi-Fi 6 ook al beschikbaar is, hebben we besloten voor een nieuwe aanpak. Onze wifimetingen vanaf begin 2020 zijn dus niet vergelijkbaar met die van oudere publicaties, maar de metingen sindsdien zijn dat onderling wel.