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Core i9-7980XE im Test

Intel braucht 18 Kerne, um AMD zu schlagen

Das wollte Intel nicht auf sich sitzen lassen: AMDs Ryzen Threadripper 1950X ist bisher die schnellste Desktop-CPU. Der neue Core i9-7980XE mit 18 Kernen ändert das Machtgefüge wieder, wenn auch zu einem hohen Preis für Käufer - und für Intel.

Vor ein paar Jahren - Stichwort Bulldozer - sah es fast schon danach aus, als hätte AMD bei Prozessoren den Anschluss vollends verloren, und selbst eine Übernahme schien nicht völlig abwegig. Mit Stand September 2017 hingegen hat AMD mit den Ryzen-CPUs ein fulminantes Comeback hingelegt und mit dem Ryzen Threadripper 1950X gar den nominell schnellsten Chip am Markt im Angebot. Intel hatte ursprünglich nur den zehnkernigen Core i9-7900X geplant und konnte bis heute dem Threadripper 1950X kein Paroli bieten.

Das ändert sich mit dem Core i9-7980XE, der als neues Topmodell mit 18 CPU-Kernen den Threadripper 1950X mit 16 Cores überholen soll. Passend dazu testen wir noch den etwas weniger teuren Core i9-7960X mit ebenfalls 16 Kernen, der sich für einen technischen Vergleich besser anbietet. Beide Intel-Chips sind für den Sockel LGA 2066 gedacht und unterstützen Quadchannel mit DDR4-2666. Verglichen mit dem Core i9-7900X steigt die zugelassene Verlustleistung, bei den Frequenzen macht Intel dagegen sehr leichte Abstriche. Auf zehn Kernen erreicht der Core i9-7900X einen Turbo von 4,0 GHz und der Core i9-7980XE und der Core i9-7960X niedrigere 3,9 GHz. Auch der maximale Takt per Turbo v3 auf zwei Kernen reicht bei den beiden Neuen nur bis 4,4 statt 4,5 GHz. Ohne passende Firmware und aktualisierten Treiber unter Windows laufen alle Core i9 mit 4,2 GHz per Turbo v2. In der Praxis fallen die Unterschiede aufgrund der Frequenzdifferenz recht gering aus.

Ohnehin liegt der Fokus beim Core i9-7980XE aufgrund von 18 Kernen viel stärker auf Multithreading denn auf schnellen einzelnen Cores. Die gibt es zwar auch, jedoch nur, damit der Chip verglichen mit sehr flotten Mittelklasse-Prozessoren wie dem Core i7-7700K bei im Consumer-Segment noch weit verbreiteten Singlethread-Workloads keine Nachteile hat. Faktisch entstammt der Core i9-7980XE wie alle anderen Skylake-X dem Server-Segment, wobei die Modelle mit mehr als zehn Kernen hier besonders hervorstechen.

Durch AMDs Threadripper wurde Intel nämlich gezwungen, einen eigentlich exklusiv für die Xeon-Sparte gedachten Chip auch als Desktop-Produkt zu verkaufen. Das hat mehrere Auswirkungen für Intel und Käufer.

Ein umgelabelter Xeon

Die Core i9 alias Skylake-X basieren auf Skylake-SP, so heißen die aktuellen Xeon Scalable Processors intern. Intel produziert drei unterschiedliche Dies, die je nach Marktsegment eingesetzt werden: Das 300 mm² große Low Core Count (LCC) hat 10 Kerne, das 430 mm² messende HCC (High Core Count) weist 18 auf und das 600 mm² aufweisende Extreme Core Count (XCC) nutzt 28.

Für die Core i9 bis einschließlich dem Core i9-7900X verwendet Intel das LCC-Die, wohingegen die HCC- und die XCC-Variante ursprünglich nur für die Xeon SP gedacht war. Dem Core i9-7980XE kommt der Xeon Gold 6154 am nächsten, der kostet allerdings mal eben 50 Prozent Aufpreis und unterstützt sechs Speicherkanäle. Das Workstation-Pendant ist der Xeon W-2195, der ein Viertel mehr kostet als der Core i9-7980XE und bei weniger Takt und thermischer Verlustleistung als Vorteil noch eine ECC-Fehlerkorrektur aufweist.

Wer als Käufer kein ECC benötigt, kann durchaus zum Core i9-7980XE greifen und verglichen mit dem Xeon W-2195 rund 500 Euro sparen (oder aber einen Threadripper mit ECC-Fehlerkorrektur-Unterstützung kaufen). Die lassen sich wiederum in mehr Speicher oder mehr Storage investieren, was für manche Systeme wichtiger ist als eine Fehlerkorrektur. AMD hat durch die Threadripper also Intel in eine Marktposition gezwungen, die den Marktführer bares Geld kostet. Denn um den Ryzen 7 1800X mit acht Kernen zu schlagen, hätte der Core i9-7900X ausgereicht. Mit der Ankündigung und der Veröffentlichung des Threadripper 1950X aber musste Intel reagieren.

SKL-X ist teurer herzustellen

Aus Kostensicht ist das ein Gewinn für AMD: Die Ryzen Threadripper bestehen aus vier Chips, von denen nur zwei tatsächlich lauffähig sind. Mit 213 mm² sind diese Dies vergleichsweise günstig zu produzieren, wohingegen Intel für die Skylake-X wie den Core i9-7980XE auf das HCC-Die mit 430 mm² zurückgreifen muss. Das ist teurer und tendenziell anfälliger für Fertigungsfehler. Weil es sich um einen monolithischen Chip handelt, liegen dem Core i9-7980XE einige latenzkritische Workloads besser als dem Threadripper 1950X.

Insgesamt schneidet der AMD-Prozessor in Multithreading-Szenarien kaum schlechter ab als Intels neue CPU, in Spielen sieht es anders aus.

Threadripper hält mit

Wir testen beide Skylake-X auf Asus' Prime X299 Deluxe mit der aktuellen BIOS-Version 0802. Die enthält den entsprechenden Microcode, sodass die neuen Chips korrekt erkannt werden. Als Arbeitsspeicher kommen 4x4 GByte DDR4-2666 (Single Rank) für die Intel-CPUs zum Einsatz, die Ryzen samt Threadripper laufen mit 2x8 und 4x4 DDR4-2400 (Dual Rank) für volle Leistung.

Bei bis zu 18 Kernen braucht es Anwendungen und Workloads, die entsprechend skalieren. Daher setzen wir weiterhin auf Programme, mit denen wir kompilieren, encodieren und rendern. Seitens AMD und Intel wird für Threadripper und Skylake-X auch gerne sogenanntes Megatasking propagiert: Szenarien sind etwa, ein Spiel laufen zu lassen, es mittels den CPU-Kernen per Open Broadcaster Software als Livestream zu encodieren und parallel eine ältere, bereits übertragene Partie als Video zu exportieren.

Ob ein solches Vorgehen typisch ist, muss jeder für sich selbst entscheiden. Zumindest im Hintergrund zu compilieren, während ein Spiel läuft, kommt bei uns gelegentlich vor - zeitkritisch ist das Resultat dann aber üblicherweise nicht. Megatasking soll das Problem lösen, dass viele aktuelle Anwendungen bis zu 18 Kerne und 36 Threads schlicht nicht auslasten können, von Spielen oder älterer Software ganz zu schweigen. 7-Zip etwa kann beim echten Packen maximal 32 Threads nutzen, beim integrierten MIPS-Benchmark aber mehr.

Intel knapp vor AMD

Encoding von 4K-HDR-Inhalten mit H.265 und Rendering mit Blender zumindest sieht den Core i9-7980XE und den Core i9-7960X leicht vor dem Ryzen Threadripper 1950X. Die Differenz zwischen den beiden 16-Kernern ist allerdings marginal, selbst der 18C-Skylake kann sich selten um mehr als 10 bis 15 Prozent absetzen. Wenn kein AVX(2)-Code verwendet wird, schrumpft der Vorsprung der beiden Intel-Chips noch weiter zusammen. Der Core i9-7960X rechnet dann praktisch so schnell wie der Ryzen Threadripper 1950X.

Bei weniger parallelisierten Workloads wie 7-Zip oder in Spielen schneiden die Skylake-X besser ab. In 1440p mit einer Geforce GTX 1080 Ti messen wir einen Vorsprung von 15 Prozent in Dishonored 2 und in Watch Dogs 2, diese Titel sind aber offensichtlich nicht auf AMDs Ryzen angepasst: In CPU-fokussierten 720p beträgt der Abstand gleich 30 Prozent und 50 Prozent. Kaum Unterschiede gibt es in Battlefield 1, zumal wir hier ohnehin von über 150 fps sprechen.

Stellt sich noch die Frage: Wie viel Energie benötigt der Core i9-7980XE für seinen Vorsprung? Schon der Core i9-7900X ist nicht wirklich sparsam.

165 Watt reichen aus

Vorneweg sei erwähnt, dass wir für diesen Test die Threadripper mit Luftkühlung neu vermessen haben. Wir verwenden Noctuas NH-U14S in der für den Sockel TR4 angepassten Version, da der reguläre NH-U14S über keine ausreichend große Bodenplatte verfügt. Beim initialen Threadripper-Artikel kam noch eine AiO-Wasserkühlung zum Einsatz, wodurch die Leistungsaufnahme um etwa 20 Watt höher ausfällt als mit dem NH-U14S.

Per Stichprobe haben wir zudem geprüft, wie sich die Temperatur ändert. Unter Dauerlast mit Blender sind es 61 statt 56 Grad Celsius (Tdie) und damit kaum mehr. Die Lüfter der Wasserkühlung sind dabei ein bisschen leiser als der einzelne Propeller des Noctua NH-U14S, aber die surrende Pumpe empfinden wir als akustisch störender. Da bei Skylake-X und Threadripper für diesen Test die gleiche Kühlung und Hardware wie Netzteil und RAM verwendet wird, bleibt abseits der CPU als einziger Unterschied das Mainboard.

Für den AMD- und den Intel-Chip nutzen wir jedoch jeweils eine Highend-Platine, weshalb der Vergleich durchaus fair ist. Im Leerlauf messen wir 62 Watt für die Threadripper- und 67 Watt für die Skylake-Plattform, also wenig Differenz. Unter Last benötigt der 1950X bis zu 254 Watt, der Core i9-7960X braucht 257 Watt und der Core i9-7980XE kommt auf 271 Watt. Verglichen mit dem auf 140 Watt TDP ausgelegten Core i9-7900X sind das 17 Watt mehr, was die TDP von 165 Watt bestätigt. In regulären Workloads - also abseits von Prime95 mit AVX2 - hält der 7980XE seine 3,4 GHz Turbo auf allen Kernen.

Die Temperatur beträgt 71 Grad Celsius, der Noctua NH-U14S hat aber noch Reserven: Mit voller Drehzahl - was hörbar, aber nicht laut ist - sind es 66 Grad Celsius. Wir haben auch versucht, den Core i9-7980XE zu übertakten: 4 GHz auf allen Kernen laufen bei 1,25 Volt - kurzfristig. In Blender drosselt der Chip trotz einer Tjmax von 105 Grad Celsius nach wenigen Sekunden.

Interessant ist abseits von Windows 10 die Leistung unter Linux. Dort braucht Intel die 18 Kerne zwingend, um Threadripper zu schlagen.

SKL-X kompiliert schnell

Die von uns in diesem Sommer getesteten kleineren 6- und 8-Kerner ebenso wie der 10-Kerner von Intel haben die sehr gute Linux-Unterstützung der Skylake-X bereits gezeigt. Wenig überraschend gilt das auch für die Chips mit 16 und 18 Kernen. Denn wirklich neu ist die zugrunde liegende Architektur nicht, und die Kernel-Hacker hatten genügend Zeit, die notwendigen Arbeiten dafür umzusetzen.

Wie bei den anderen Tests auch, benutzen wir für unsere Benchmarks Ubuntu 17.04 mit Kernel 4.10, der im Februar dieses Jahres erschienen ist. Probleme haben wir damit keine feststellen können. Im Gegenteil hat uns sogar positiv überrascht, dass die Frequenz bei der Auslastung von nur einem Kern tatsächlich auf bis zu 4,4 GHz skaliert. Ein zusätzlicher Treiber hierfür wie unter Windows ist also nicht notwendig.



Bei den kleineren Intel-Chips überzeugte im Vergleich zu den Ryzen vor allem die starke IPC-Leistung. Bei gleichem Takt von 3,6 GHz konnten die Ryzen in unseren Benchmarks schlicht nicht mit den Skylake-Chips mithalten. Und Intel hatte hier auch den Vorteil, prinzipiell höher zu takten, als es die Ryzen erlauben. Bei den High-End-CPUs löst sich dieser Abstand jedoch teilweise auf.

Im direkten Vergleich der 16-Kerner (Ryzen Threadripper 1950X und Core i9-7960X) liegt die AMD-CPU beim Rendern und Encoding minimal vor dem Intel-Chip. Das überrascht, weil sowohl Blender als auch X265 eigentlich klarer von den AVX2-Optimierungen von Intel profitieren sollten. Wir vermuten, dass der Threadripper hier dank seinem leicht höheren Takt über alle Kerne so gut abschneidet. Wie erwartet liegt der 18-Kerner von Intel aber vor dem Threadripper.

Beim Kompilieren wiederum schneiden beide Intel-Chips besser ab als Threadripper, wobei der Leistungsunterschied der 16-Kerner bei weniger als 10 Prozent liegt. Ein möglicher Grund hierfür könnte die von Threadripper genutzte CPU-Topologie aus zwei Dies mit je zwei CCX (Core Complex) sein, was die Latenz bei der Kommunikation zwischen den Kernen erhöhen könnte.

Verfügbarkeit und Fazit

Intel verkauft den Core i9-7980XE für rund 1.950 Euro und den Core i9-7960X für etwa 1.650 Euro. Beide Chips sollen ab Ende September 2017 lieferbar sein, bei den meisten Online-Händlern sind die Boxed-Versionen das bereits.

Fazit

Der Core i9-7980XE holt den Titel des schnellsten Desktop-Prozessors zurück und erfüllt somit Intels primäres Ziel. Der etwas langsamere Core i9-7960X mit 16 statt 18 Kernen überholt AMDs Ryzen Threadripper 1950X gerade so, liegt aber unter Linux nicht durchweg in Front. Die beiden Skylake-X von Intel punkten neben ihrer Multithreading-Leistung durch die hohe Frequenz von 4,4 GHz auf zwei Kernen. Das hilft bei älterer Software und in Spielen, wobei viele davon bisher nur mäßig für AMDs Zen-Technik optimiert sind.

In Hinsicht auf die Plattform geben sich AMDs Threadripper und Intels Skylake-X wenig: Beide unterstützen Quadchannel-DDR4 für 128 GByte Speicher und haben massig PCIe-Lanes. Die Ryzen weisen CPU-seitig allerdings 60 statt 44 Bahnen und natives USB 3.1 Gen2 auf. Dafür hat bei den Core i9 der Chipsatz mehr Lanes, die Daten müssen von dort aber durch die enge DMI-Schnittstelle zum Prozessor, die nur mit PCIe Gen3 x4 angebunden ist. Die Leistungsaufnahme von Skylake-X und Threadripper ist ähnlich hoch, wenngleich unseren Messungen zufolge der Core i9-7980XE am meisten Energie benötigt.

Mit einem Preis von knapp 2.000 Euro kostet Intels Core i9-7980XE selbst unter Berücksichtigung der etwas günstigeren Mainboards rund doppelt so viel wie der Threadripper 1950X, und auch der Core i9-7960X fällt kaum weniger teuer aus. Wer also sehr oft kompiliert, encodiert oder rendert und viele Kerne benötigt, sollte genau abwägen, ob der Aufpreis gerechtfertigt ist.  (ms)


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