241 Watt sind der neue Standard

Bedingt durch das sich verzögernde 10-nm-Verfahren musste Intel vom Core i7-6700K bis zum Core i9-11900K auf die alte 14-nm-Technik und die Skylake-Architektur setzen, dabei aber immer mehr Kerne bei immer höherem Takt verbauen. Nominell stieg die thermische Verlustleistung (Thermal Design Power, TDP) nur von 91 Watt auf 125 Watt - praktisch jedoch hat sie sich mehr als verdoppelt.

In der Theorie unterscheidet Intel bis heute (siehe PDF auf Seite #76) zwischen der TDP, auch als dauerhaftes PL1 (Power Limit #1) bezeichnet, und einem kurzfristigen Boost, dem PL2. Dieses gestattet eine signifikant höhere Verlustleistung für mehr Takt, zuletzt bis zu 251 Watt bei Rocket Lake. Das klappt deshalb, weil die thermische Trägheit dafür sorgt, dass der Prozessor samt Kühler in dieser kurzen Zeit nicht überhitzt, weil sich Wärme langsam ausbreitet.

Die Spanne des PL2 wird zudem durch den TAU (Turbo Time Parameter) begrenzt, welchen Intel von einst 28 auf 56 Sekunden erweitert hat. Praktisch aber reduziert ein EWMA (Exponentially Weighted Moving Average), also ein exponentiell gewichteter gleitender Mittelwert, dieses Zeitfenster - denn je häufiger die CPU unter Last läuft, desto kürzer wird das TAU, damit das PL1 im Durchschnitt erhalten bleibt.

Maximum Turbo Power aka "It's over 9000!"

Nur: Bei 125 Watt erreichen Intels Prozessoren nicht ansatzweise die beworbenen Taktraten auf allen Kernen, hierfür ist mehr Energie nötig. Nahezu jedes Highend-Mainboard der vergangenen Jahre hat daher PL1 und TAU ignoriert, stattdessen wurde das PL2 ohne zeitliche Beschränkung angelegt. Bei Chips bis einschließlich dem Core i9-9900K und deren Leistungsaufnahme (95 Watt PL1 x 1,25 = 119 Watt PL2) war das kein Problem, bei den satten 250 Watt seit Comet Lake alias Core i9-10900K hingegen schon.

• 

Intel macht das bisher kurzfristige PL2 zum neuen PL1. (Bild: Intel)

Intel hat dieses Vorgehen seit jeher stillschweigend toleriert und argumentiert, ein die TDP übersteigendes höheres Power-Limit sei ja kein Overclocking wie das Anheben der CPU-Frequenzen über die Spezifikationen hinaus. Mit Alder Lake macht Intel keinen Hehl mehr aus der Brechstange, stattdessen wird damit sogar auch noch geworben.

Während in der technischen Dokumentation die TDP alias PL1 nun als PBP (Processor Base Power) bezeichnet wird, taucht im Marketing-Material erstmals der Begriff der MTP (Maximum Turbo Power) auf. Gemeint ist damit schlicht ein dauerhaftes PL2 ohne Zeitbeschränkung - der neue Standard laut Intel, was die Partner dankend annehmen und als Voreinstellung in die Firmware ihrer Hauptplatinen programmiert haben.

Die Brechstange für AMDs Ryzen 9 5950X

Alle uns vorliegenden Platinen verwenden 241 Watt ohne Rückfrage, was eine sehr starke Kühllösung voraussetzt. Faktisch wird aus einem als 125-Watt-Chip beworbenen Prozessor eine 209-mm²-Heizplatte mit doppelt so hoher thermischer Verlustleistung, was sich einzig in den Tiefen des Mainboard-BIOS ändern lässt.

• 

Heatspreader, Lot und Die-Höhe wurden verbessert. (Bild: Intel)

So erreichen wir mit einem Noctua NH-D15S und geprüft korrektem Anpressdruck nach 15 Minuten in Blender nicht nur besagte 241 Watt als Package Power, sondern auch eine Temperatur von 93 Grad. Mit Prime95 und AVX2 sind es 270 Watt ohne künstliches Limit - hier braucht es eine Wasserkühlung. Nur gut, dass Intel den verlöteten Heatspreader (IHS) dicker als zuvor gemacht hat, das Lot (STIM) und das Silizium-Die selbst aber flacher (Thinning), was insgesamt den Wärmedurchgang verbessert.

Die 241 Watt täuschen darüber hinweg, dass Alder Lake seine Performance schon bei 125 Watt weitestgehend voll abrufen kann - es fehlen dann aber einige Prozentpunkte, um zu AMDs Ryzen 9 5950X aufzuschließen. Womit wir bei den Benchmarks wären!