High-end Z490-chipset-moederborden
De rijk uitgeruste Z490-moederborden bieden plaats aan Intels recente processorgeneratie met tien kernen. Ze hebben allemaal snel ethernet met 2,5 Gbit/s, maar moeten ook zijn afgestemd op het aanzienlijk hogere energieverbruik van de Core i-10000 serie.
De tiende generatie van Intels Core i-processorreeks Comet Lake komt op de markt met twee extra kernen en hogere klokfrequenties. Daarnaast heeft de chipfabrikant HyperThreading aan alle cpu’s toegevoegd, behalve bij de goedkope Celerons [1]. De hogere prestaties bij een ongewijzigd 14-nanometer fabricageproces vergen echter een hoger thermisch budget van 125 in plaats van 95 watt voor de overklokbare K-processors.
Mede door het toegenomen energieverbruik heeft Intel daarom de LGA1200 cpu-aansluiting voor de Core i-10000 met extra contactpunten geintroduceerd. De processors van de achtste en negende Core i-generatie maakten nog gebruik van LGA1151v2, dus voor de huidige Intel-cpu’s zijn nieuwe moederborden nodig. We selecteerden vier LGA1200-moederborden met de high-end Z490-chipset voor deze test, die tussen de 155 en 365 euro kosten. Ze zijn geschikt voor het bouwen van krachtige game- en allround-pc’s. Met uitzondering van het mini-ITX-moederbord Asrock Z490MITX/ac bieden ze voor dat doel ten minste twee PEGsleuven voor grafische kaarten, vier DIMM-sleuven voor maximaal 128 GB DDR4 RAM en zes SATA-poorten en twee slots voor M.2-ssd’s. Als er een processor met geïntegreerde grafische kaart op het moederbord wordt geplaatst, kunnen ze twee 4Kmonitoren aansturen via hdmi en DisplayPort. Via hdmi werkt dat echter alleen op 30 Hz omdat Intel de Core i-10000-processors nog steeds uitrust met de drie jaar oude UHD-630-gpu. Die ondersteunt alleen HDMI 1.4b. De extra Level Shifter/Protocol Converter (LSPCon) die nodig is voor HDMI 2.0 is om kosten te besparen alleen beschikbaar op een handvol dure moederborden.
SNELLER NETWERK
De verschillen tussen de voorgaande chipset Z390 en de Z490 zijn te overzien. Het aantal van 30 highspeed I/O-lanes is daarbij niet veranderd. Binnen bepaalde grenzen kunnen de moederbordfabrikanten die flexibel verdelen over maximaal zes SATA
CORONA-MEERPRIJS?
Een groot deel (circa twee derde) van de Z490moederborden gebruikt het volledige ATX-formaat (30,5 cm × 24,4 cm) omdat de meeste Z490-moederborden terechtkomen in game-pc’s met krachtige grafische kaarten, waarvoor relatief grote pc-behuizingen nodig zijn. In vergelijking met de moederborden van het vorige platform LGA1151v2 met de high-end chipsets Z370 en Z390, valt op dat de prijzen aanzienlijk zijn gestegen. Verreweg de meeste Z490-moederborden kosten meer dan 150 euro, prijzen van meer dan 200 euro zijn vrij normaal.
De prijstoeslag ten opzichte van de voorgangers is te zien bij alle Z490-moederborden. Het is onduidelijk of het hier gaat om tijdelijke coronagerelateerde prijsstijgingen omdat de productie in het voorjaar onderbroken is of omdat er knelpunten zijn in onderdelen van toeleveranciers. Mogelijk is de meerprijs mede te danken aan de complexere spanningsomvormercircuits vanwege de hogere vermogensgrenzen van de processoren.
TEGEN DE POWER LIMIT
Intel heeft bij de tiende Core i-generatie de teugels flink losgelaten wat betreft het maximale energieverbruik, zodat de cpu’s hoger kunnen klokken dan 6G-poorten, 24 PCIe 3.0-lanes en 14 usb-poorten. Van die laatste werken er maximaal 6 in USB 3.2 Gen 2 modus met 10 Gbit/s. Als vernieuwing bevat de chipset al de belangrijkste componenten voor Wi-Fi 6. Voor volledige wifi- en bluetoothfuncties is alleen de M.2-kaart Intel AX201 nodig met de signaalprocessor, de analoge zender- en ontvangercircuits en de antenneaansluitingen. De verbinding met de Z490 loopt via de eigen CNVio-interface. Ongeveer de helft van de Z490-moederborden maakt gebruik van die optie, maar alleen de modellen van meer dan 200 euro. Intel biedt sinds de introductie van de Core i-10000 verder de 2,5-Gbit/s-ethernetchip i225-V, die de eerder veelgebruikte gigabitcontroller i219-V vervangt. De eerste batches van de i225-V hadden echter een fout, waardoor de controller geen korte onderbrekingen bij pakketoverdracht kon verwerken. Als gevolg daarvan moeten de ethernetpakketten opnieuw worden verzonden, waardoor de overdrachtssnelheid daalt tot een fractie van de mogelijke 2,5 Gbit/s. Intussen levert Intel een verbeterde versie aan de moederbordfabrikanten. De verbinding tussen de Z490-chipset en de processor loopt nog steeds via de DMI 3.0-interface, waarvan de doorvoercapaciteit van bruto 4 GB/s overeenkomt met die van PCI Express 3.0 met vier lanes. In de praktijk wordt dat al snel een knelpunt omdat bijvoorbeeld de twee M.2-slots op het moederbord meestal met elk vier lanes met de chipset zijn verbonden. De Core i-10000 cpu hebben slechts 16 PCIe 3.0 lanes, die alleen worden gebruikt voor één of twee PEG-slots voor grafische kaarten. voorheen – althans voor een korte tijd. Dat geldt vooral voor de overklokbare zogenaamde K-processors Core i5-10600K, Core i7-10700K en Core i910900K. Dat laatste topmodel met tien kernen kan volgens de aanbeveling van Intel tot 250 watt verbruiken gedurende 56 seconden. Van Intel mogen echter ook doorsnee-cpu’s met een TDP (Thermal Design Power) van 65 watt, zoals de Core i7- 10700,
tot wel 224 watt vragen gedurende 28 seconden.
Die specificaties zijn echter niet bindend voor de moederbordfabrikanten. In plaats daarvan ziet Intel het niet als overklokken als LGA1200-moederborden zelfs bij langere maximale belasting de vermogenslimieten overschrijden, zolang de maximaal toegestane kloksnelheden voor de verschillende turbotrappen maar worden aangehouden. Maar dat betekent dat er voor zelfbouw-pc’s geen duidelijke eisen meer zijn aan de koeler en de stroomvoorziening, waarvoor de TDP oorspronkelijk geïntroduceerd werd.
Van de vier geteste moederborden gebruikt alleen de Asus ProArt Z490-Creator 10G exact de specificaties van Intel voor de Core i9-10900K (Power Limit 1 = 125 Watt, Power Limit 2 = 250 Watt, PLTau = 56 seconden). Asrock heeft zelfs gekozen voor iets meer conservatieve waarden voor het mini-ITX-moederbord Z490MITX/ac. Tijdens de PLTau-turboperiode beperkte dat moederbord het verbruik van de cpu tot 200 watt, waardoor de Core i9 elf procent langzamer rekende bij de relatief kortdurende renderbenchmark Cinebench R20.
Gigabyte en MSI stellen de vermogenslimieten op hun Z490-moederbord op ‘oneindig’. De processor mag dus zoveel energie verbruiken als hij wil, waarvan de Core i9-10900K ruimschoots gebruikmaakt. Bij de Gigabyte Z490 Vision bereikte het opgenomen vermogen met sterk geoptimaliseerde AVX2-code een voor mainstreamprocessors ongekende hoogte van 316 watt. Het complete systeem trok 390 watt. Op de MSI Z490-A Pro verbruikt de cpu iets minder met 286 watt. Omdat de converters waarschijnlijk iets inefficiënter werken, presteerde hij wat betreft het totale energieverbruik met 414 watt echter slechter dan de andere moederborden. We komen dergelijke waarden overigens ook tegen bij systemen met een losse grafische kaart, die ook onder volle belasting werken.
De meeste luchtkoelers worden door de gegeneerde afvalwarmte zo overvraagd dat de cpu afgeremd moet worden. Maar zelfs als ze met waterkoeling onder de temperatuurlimiet blijven, rekenen de cpu’s zonder ingestelde vermogenslimieten niet sneller. De moederborden van MSI en Gigabyte halen met de Core i9-10900K ongeveer 6400 punten bij Cinebench R20, net zoveel als de Asus ProArt Z490-Creator 10G, die netjes voldoet aan de specificaties van Intel.
Bij de zwakkere Core i-10000 zijn de hogere vermogensgrenzen in de praktijk niet zo problematisch omdat ze de LGA1200-maximumwaarden voor Power Limit 2 niet volledig benutten – zelfs niet bij sterk geoptimaliseerde stresstests. De hexacore Core i5-10400 met 65 watt TDP mag tot 135 watt gedurende 28 seconden verbruiken. We hebben hem echter niet gulziger gekregen dan 106 watt.
GOED GELUID
Met uitzondering van de MSI Z490-A Pro zijn de moederborden voorzien van Realteks ALC1200-audiochip, die een signaalruisverhouding van minimaal 110 dB levert tijdens het afspelen. Dat was zelfs 10 dB hoger bij de Asus ProArt Z490-Creator 10G en Gigabyte Vision G. Het Asusmoederbord is het enige dat ook bij analoge opnames piekwaarden bereikt met een dynamisch bereik van 99 dB.
Ondanks de uitgebreide uitrusting booten de Z490-moederborden zeer snel. De MSI Z490-A Pro toonde het Windows-bureaublad al 12 seconden na het inschakelen. De andere drie moederborden blijven daar slechts enkele seconden op achter.
De ventilatorregeling gaf maar weinig reden tot kritiek. Alle vier de moederborden leveren een PWM-signaal op de 4-pins connectors. Bij het Asus-moederbord is de minimale grens 20 procent, bij de andere boards begint het regelbereik al bij 0 procent, wat in de praktijk echter geen invloed heeft op de aanvangssnelheid van gangbare cpu- en behuizingsventilatoren. In combinatie met het Asus-moederbord moet je 4-pins ventilatoren in de behuizing gebruiken, omdat de spanning van 3-pins ventilatoren alleen tussen 8 en 12 volt kan worden geregeld. Die lopen daardoor sneller dan nodig is.
LINUX-NETWERKHOBBELS
Alle vier de Z490-moederborden zijn behalve met Windows 10 2004 ook getest met Ubuntu 20.04. Vooral de nieuwe netwerkchips zorgen voor problemen. Het beste werkte de 10Gbit-adapter van de Asus ProArt Z490 Creator 10G. Die Marvell AQC107 werkte direct na het installeren van het besturingssysteem.
De ongeveer een half jaar oude NBase-T-chip i225-V op het Asus- en Gigabyte-moederbord had eerst een Ubuntu-kernel-update nodig voordat er een netwerkverbinding tot stand kwam. Afhankelijk van de productiedatum van het moederbord kan ook een firmware
update van de ethernetadapter naar versie 1.45 nodig zijn. De moederbordfabrikanten bieden die update als download op hun websites.
Om de Realtek-netwerkadapter RTL8125 op het Asrock- en MSI-moederbord onder Ubuntu 20.04 te laten draaien, moet de benodigde kernelmodule eerst met de hand worden gecompileerd en geïntegreerd. Maar dat heeft als nadeel dat na elke kernel-update het netwerk niet meer werkt totdat je de module opnieuw hebt toegevoegd.
CONCLUSIE
Als je een krachtige computer wilt bouwen met een Core i-10000 en geen compromissen wilt sluiten qua uitrusting, kun je ieder van de vier geteste Z490-moederborden kiezen. De helft van de moederborden (de Asrock Z490MITX/ac en de Asus ProArt Z490-Creator 10G) heeft daarbij de vermogenslimieten zo ingesteld dat de processorkoeler en de stroomvoorziening niet zo gauw overbelast raken.
De snelle ethernetadapters met een doorvoercapaciteit van 2,5 Gbit/s hebben momenteel nog steeds te kampen met kinderziektes. Die worden op de middellange termijn hopelijk verholpen met driver-updates. Daarom kun je beter nog even wachten met de aanschaf. Bovendien zullen de prijzen voor de Z490-moederborden de komende tijd hopelijk wat dalen.
Literatuur
[1] Christian Hirsch en Noud van Kruysbergen, Core i9-10900K en Core i5-10600K versus Ryzen 3000, c’t 09/2020, p.60