Die Krux der Power-Limits

Wer etwas sucht, der findet bei Intel ein Dokument namens 9th Generation Intel Core Processor Families Datasheet, Volume 1 of 2 (PDF): Darin führt der Hersteller ab Seite #102 fein säuberlich auf, welche Prozessoren mit wie vielen Kernen für welche Werte spezifiziert sind, egal ob Notebook oder Desktop.

Der Core i9-9900KS fehlt hier noch, der Core i9-9900K ist indirekt benannt: Es handelt sich hierbei um einen 8-Core GT2/GT0, also einen Achtkerner mit der zweiten Ausbaustufe der integrierten Grafikeinheit oder deaktivierter iGPU. Sofern dieser Ocatore mit 95 Watt als TDP (Thermal Design Power, thermische Verlustleistung) versehen ist - wie beim 9900K - gelten die genannten Power Limits namens PL1, PL2 und TAU.

Beim PL1 (Power Limit 1) handelt es sich um den Wert, denn der Prozessor dauerhaft an Energie aufnehmen darf - er entspricht somit der TPD, denn diese Verlustleistung muss der Kühler abführen können. Allerdings gibt es noch das PL2 (Power Limit 2), welches ein Viertel über dem PL1 liegt - bei 95 Watt also 95*1.25 und somit rund 119 Watt. Über die Zeitspanne, wie lange PL2 aktiv sein darf, entscheidet der TAU (Turbo Time Parameter), nämlich offiziell acht Sekunden. Auch schwache Kühler kommen aufgrund der thermischen Trägheit kurzfristig mit 119 Watt klar.

	PL1	PL2	TAU	Cinebench R20
Core i9-9900K, Intel-Spec	95 Watt	119 Watt	8 sec	4192 ptk (Basis)
Core i9-9900KS, Intel-Spec	127 Watt	159 Watt	8 sec	4592 ptk (+10 %)
Core i9-9900K, Asus-Default	95 Watt	210 Watt	28 sec	4311 ptk (+3 %)
Core i9-9900KS, Asus-Default	127 Watt	210 Watt	28 sec	4833 ptk (+15 %)
Core i9-9900K, unlimitiert (manuell)	200 Watt	200 Watt	irrelevant	4907 ptk (+17 %)
Core i9-9900KS, unlimitiert (manuell)	200 Watt	200 Watt	irrelevant	4960 ptk (+18 %)

Power-Limits des Core i9-9900K(S) auf Asus Maximus X Hero (Z370)

Für den Core i9-990KS wiederum spricht Intel von 127 Watt TDP, was entsprechend den bisherigen Spezifikationen auf rund 159 Watt für ebenfalls acht Sekunden hinausläuft. Nun ist es aber so, dass sich Intels Partner - aus welchen Gründen auch immer - herzlich wenig um PL1, PL2 und TAU kümmern. Bis vor wenigen Monaten wurden die Limits teils gnadenlos überfahren, was manchmal zu einem PL1 von über 200 Watt geführt hat.

Zumindest bei dem von uns verwendeten Maximus X Hero (Z370) hält sich Asus an die von Intel genannten PL1-Werte, treibt aber PL2 und TAU weit nach oben. Ein Schelm, wer Böses denkt, denn häufig genutzte Benchmarks wie der Cinebench R15 laufen in 30 Sekunden auf einem Core i9-9900K(S) quasi vollständig durch. An dieser Stelle sei erwähnt, dass auch Hersteller wie Asrock, EVGA, Gigabyte oder MSI sich zumeist nicht an die Vorgaben halten. Simplere Bretter mit B360-Chip haben übrigens oft weniger leistungsfähige Spannungswandler, weshalb hier die Intel-Werte eher umgesetzt werden.

Unsere Messungen zeigen, dass die 5 GHz des Core i9-9900KS nur auf dem Papier existieren, denn mit einem PL1 von 127 Watt reicht es im Cinebench R20 für 4,4 GHz auf allen Kernen und im Cinebench R15 ohne AVX(2)-Code immerhin für 4,6 GHz. Wer wirklich den vollen Takt will, muss das PL1 auf 200 Watt einstellen und eine sehr starke CPU-Kühlung vorweisen. Allerdings ignoriert unser Asus-Board das deaktivierte AVX-Offset, weshalb im Cinebench R15 volle 5 GHz anliegen und im Cinebench R20 sowie in Blender nur 4,8 GHz. Wir haben alle Benchmarks zur besseren Einordnung mit der offiziellen Intel-Spezifikation und zusätzlich mit 200 Watt durchgeführt.