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NEUE KERNKRAFT WERKE


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Computer Bild - epaper ⋅ Ausgabe 8/2022 vom 08.04.2022

Prozessoren

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Bildquelle: Computer Bild, Ausgabe 8/2022

Als AMD vor fünf Jahren die ersten Prozessoren seiner komplett neu entwickelten Ryzen-Generation auf den Markt brachte, war das eine Zeitenwende: Die Prozessoren waren schneller und günstiger als die von Konkurrent Intel, der zuvor jahrelang den Markt dominierte und plötzlich hinterherhinkte. Kann der Branchenprimus mit seinen neuen Alder-Lake-Chips an AMDs Vermeer-CPUs vorbeiziehen? Glaubt man den markigen Sprüchen von Intel-Boss Pat Gelsinger (siehe rechte Seite unten), dann auf jeden Fall. Doch so einfach ist das nicht, wie dieser Test zeigt.

AMD setzt auf viele Kerne …

Jahrelang hieß das Geheimnis für die Temposteigerung bei Prozessoren:

feinere Strukturen, mehr Schaltungen, höherer Takt. AMD wich 2017 von diesem Prozedere ab. Der Hersteller packte die Schaltungen für eine bessere Aufgabenverteilung in bis zu 16 Kerne, schon ein Jahr später folgte mit dem Threadripper 2990WX sogar eine ...

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... CPU mit 32 Kernen – bei Prozessoren für den Hausgebrauch bis dahin undenkbar. Zwar nutzte nicht jede Software vom Start weg alle Kerne voll aus, trotzdem war der Tempovorsprung gegenüber Intels damaligem Topmodell 7980XE bei leistungsintensiven Aufgaben wie 3D-Rendering gewaltig.

… und feine Strukturen

AMD ist auch beim Herstellungsverfahren dem Kontrahenten mehr als eine Nasenlänge voraus: Das wie Intel im

US-amerikanischen Santa Clara ansässige Unternehmen lässt seine aktuellen Vermeer-Prozessoren mit feinen 7-Nanometer-Strukturen bei Auftragsfertigern wie TSMC produzieren. Vorteil der Schrumpfkur: Es lassen sich auf gleicher Fläche mehr Schaltungen unterbringen, die Schaltwege sind kürzer, das Tempo steigt, der Energiebedarf sinkt – so die Theorie. Intel fertigt die Alder-Lake-Prozessoren hingegen noch mit 10-Nanometer-Strukturen in den hauseigenen Fabriken.

Intel mit anderem Kern-Konzept

Dafür setzt der Marktführer auf ein neues Konzept beim CPU-Aufbau. Während AMD bei seinen Ryzen-Prozessoren gleichstarke Recheneinheiten mit „Zen 3“-Architektur verwendet, haben

Intels Alder-Lake-Prozessoren unterschiedlich starke CPU-Kerne an Bord. Ein Beispiel: Das Topmodell Core i9-12900K hat acht starke Kerne des Typs „Golden Cove“ (Performance-Kerne; P-Kerne) – etwa für leistungshungrige Software wie Adobe Photoshop und Premiere. Weitere acht stromsparende Kerne des Typs „Gracemont“ (Efficiency-Kerne; E-Kerne) erledigen einfache Office-und Internetaufgaben wie Word, Excel, Facebook, Instagram & Co. (siehe CPU-Aufbau nächste Seite). Ganz neu ist dieses Konzept nicht. Viele Handys und Tablets mit der Prozessor-Architektur des britischen Lizenzgebers ARM verwenden ebenfalls unterschiedlich starke CPU-Kerne – das Konzept nennt sich dort big.LITTLE.

Hyperthreading mit Abstrichen

Im Gegensatz zu Handy-Prozessoren dürfen viele PC-CPUs dem Betriebssystem Windows 11 für eine noch bessere Aufgabenverteilung die doppelte Anzahl von Recheneinheiten vorgaukeln (Threads). Bei Intels neuen Alder-Lake-Prozessoren klappt das aber nur bei den leistungsstarken Kernen. Im Beispiel des Core i9-12900K sind es nur die Golden-Cove-Einheiten. So ergeben sich aus 16 echten Kernen in Summe 24 Threads (8x2 + 8x1 = 24). Bei den getesteten AMD-Prozessoren können hingegen wie gewohnt alle Kerne Hyperthreading.

Neuer Anschluss, alter Anschluss

Ebenfalls gleich geblieben ist bei AMD der seit 2017 verwendete AM4-Anschluss mit 1331 Kontakten. So dürfen Nutzer die neuen Ryzen-5000er-Prozessoren auch auf älteren Mainboards einpflanzen. Mit den neuen Alder-Lake-Prozessoren von Intel klappt das hingegen nicht: Die haben nun einen LGA-1700-Anschluss mit 1700 Kontakten. So lassen sich für mehr Tempo noch größere Datenmengen zwischen Arbeitsspeicher, SSDs und Grafikkarten austauschen. Die älteren, ebenfalls hier geprüften Rocket-Lake-Modelle haben noch den Anschluss mit 1200 Kontakten (LGA 1200).

Arbeitsspeicher: DDR5 statt DDR4

„AMD sehen wir nur noch im Rückspiegel und nie wieder in der Windschutzscheibe.“

Pat Gelsinger CEO Intel

Mit dem neuen LGA-1700-Anschluss kommt auch ein neuer Arbeitsspeicher-Typus. Intels Alder-Lake-Prozessoren sind die ersten CPUs überhaupt, die mit den neuen DDR5-Riegeln zusammenarbeiten. Die vorangegangene Generation Rocket Lake und AMDs Ryzen-Prozessoren verdauen nur DDR4-Arbeitsspeicher. Vorteil DDR5: Die Module dürfen unter anderem deutlich höher takten – zum Beispiel mit 5200 Megahertz. Bei DDR4 sind es maximal 4000 Megahertz. Noch wichtiger im Alltag dürfte aber sein, dass Alder-Lake-Prozessoren bereits mit PCI-Express-5.0-Geräten zusammenarbeiten. Der neue Standard soll Daten mit doppeltem Tempo im Vergleich zu PCI-Express 4.0 übertragen – in der Spitze (x16-Steckplatz) statt knapp 32 mit bis zu 64 Gigabyte pro Sekunde. SSD-Hersteller wie Samsung wollen im Sommer 2022 erste PCI-Express-5.0-SSDs herausbringen. Übrigens: Die kommenden Ryzen-7000-CPUs, die AMD mit neu entwickelten Zen-4-Kernen ausstattet, sollen auch für DDR5-Arbeitsspeicher und PCI-Express 5.0 bereit sein. Start: Herbst 2022. Für die ist dann auch ein neues Mainboard fällig, weil Ryzen-7000-CPUs einen neuen Anschluss erhalten: AM5.

MARKTANTEILE

Intels Marktanteil bei den PC-CPUs fiel im vierten Quartal 2021 auf rund 75 Prozent. Vor zwei Jahren lag er noch bei 85 Prozent – Kontrahent AMD hat dem einstigen Platzhirsch also mächtig eingeheizt. Mit seinen neuen Alder-Lake-CPUs will Intel das Blatt wenden. Intel-Boss Gelsinger (siehe links) ist sich sehr sicher, dass das klappt.

Intels aktuelle Alder-Lake-CPU Core i9-12900K hat acht starke Performance-Kerne 1 sowie acht stromsparende Efficiency-Kerne 2 . Der Zwischenspeicher ist 30 Megabyte groß 3 , die Bildwiedergabe berechnet der UHD Graphics 770 4 .

AMDs Ryzen 5800X hat acht gleich starke Zen-3-Kerne 1 . Alle haben Zugriff auf den 32 Megabyte großen Zwischenspeicher 2 . Den Datenverkehr mit anderen Komponenten regelt der Speichercontroller 3 . Einen Grafikchip hat diese AMD-CPU nicht.

Das ist bei AMD noch neu

Für die Herstellung der 5000er-Reihe wie die hier geprüfte Achtkern-CPU Ryzen 7 5800X verdrahtet AMD nicht mehr zwei Vierkerner (CCX-Module) wie bei den Ryzen-3000-CPUs. Alle acht Recheneinheiten sitzen nun auf einem CCX – das soll Latenzen verringern und das Tempo erhöhen. So besteht nun auch das Topmodell 5950X aus zwei verdrahteten Achtkern-CPUs und nicht aus vier verdrahteten Vierkernern. Auch neu: Auf den jeweils 32 Megabyte großen Zwischenspeicher (L3) eines CCX dürfen alle Kerne direkt zugreifen und müssen keinen Umweg über den Controller nehmen. Das gilt auch für den 32 Megabyte großen Zwischenspeicher des 5600X, dessen sechs Kerne auf einem Chip sitzen.Welche CPU ist die richtige?

Aber welcher Prozessor ist nun der richtige? Wie viele Kerne muss eine CPU heute haben? Beide Prozessor-Hersteller bieten ihre Modelle in vielen Leistungs-und Preisklassen an. Welche aktuellen CPUs sich für wen eignen, hängt schlichtweg von der Aufgabe ab:

■ Einstiegsklasse: Wer im Internet surft, Arbeiten mit Word, Excel und PowerPoint erledigt, braucht nur einen einfachen Prozessor. Dazu zählen bei Intel die Modelle der Celeron-und Pentium-Reihe, etwa der in diesem Test geprüfte Pentium Gold G6405. Diese CPUs gibt es bereits ab 60 Euro. Bei AMD sind dafür die Athlon-CPUs vorgesehen, etwa der Athlon 3000G (85 Euro).

Mittelklasse: Fotos per Photoshop Elements mit vielen Effekten versehen? Grafiken mit mehreren Ebenen erstellen? Dafür ist ein Mittelklasse-Prozessor besser. Intel hat in diesem Segment Core-i3-und Core-i5-Prozessoren wie den Core i3-12100 (ab 110 Euro) und den Core i5-12600 (300 Euro) im Angebot. Bei AMD gibt’s dafür etwa den 5600X aus der Ryzen-5-Famile, die bei rund 230 Euro startet. Auch Zocker, die auf ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis Wert legen, sind in der Mittelklasse gut aufgehoben.

■ Oberklasse: Wer knackscharfe 4KVideos bearbeiten oder aufwendige Spiele des Kalibers „Elden Ring“ zocken will, sollte ein Modell der oberen Leistungsklasse wählen. Intel hat Modelle der Core-i7-Reihe, etwa den Core i7-12700K (420 Euro) oder gar Core-i9-Chips wie den 12900K im Programm (590 Euro). Bei AMD sind es Modelle wie der Ryzen 7 5800X (350 Euro) oder Ryzen 9 5950X (600 Euro).

So schnell arbeiten aktuelle CPUs

Oberklasse-Modelle wie der Ryzen 9 5950X langweilen sich bei einfachen Internet-und Office-Aufgaben. Ihre Power nutzen sie besonders beim Schneiden hochauflösender Videos, beim leistungshungrigen 3D-Rendering oder beim Arbeiten mit CAD-Software. Und wer ist der Schnellste? In der Summe hatte tatsächlich der Ryzen 9 5950X die Nase vorn. Die schnellste CPU kommt also weiter von AMD. Aber der einstig gewaltige Vorsprung ist dahin, Intel ist in Schlagdistanz. Einige Prüfungen absolvierte Intels Spitzen-CPU Core i9-12900K auch deutlich fixer als der 5950X – darunter etwa das kräftezehrende Rendern von Fotos und Videos. Das ist aber heute längst nicht mehr ausschließlich in Programmen wie Adobe Photoshop und Adobe Premiere gefragt. Auch Browser wie Chrome, Edge und Firefox lassen die CPU für die schicke Darstellung von Grafiken und Objekten rendern. Was auffiel: Im Ranking der schnellsten Prozessoren (siehe Tempovergleich auf Seite 58) folgen auf den Testsieger erst mal sechs Intel-Prozessoren. Darunter ist das neue Mittelklasse-Modell Core i5-12600K, das schneller arbeitete als das Oberklasse-Modell Core i7-11700K aus der alten Rocket-Lake-S-Reihe. Das ist ein Beweis dafür, welch riesigen Sprung nach vorn Intels neue Alder-Lake-CPUs gemacht haben.

Mit oder ohne Grafikchip?

Gleich geblieben ist hingegen, dass Intel seine Prozessoren mit und ohne eingebauten Grafikchip anbietet (siehe Kasten rechts). Der Test zeigte: Die CPUs mit abgeklemmter Grafikeinheit arbeiten einen winzigen Tick flinker als Modelle mit Grafikchip. Und Intel-Prozessoren ohne Grafikchip, wie der Core i7-12700KF, sind sogar etwas günstiger. Bei AMD-Prozessoren gibt es hingegen keinen Preisvorteil bei Verzicht auf eine Grafikeinheit. Auf den ersten Blick vergleichbare Prozessoren wie der Ryzen 5 5600X (ohne Grafikchip) und Ryzen 5 5600G (mit Grafikchip) kosten jeweils 230 Euro. AMD sorgt hier aber für ein Verwirrspiel: Während der 5600X noch aus der Vermeer-Reihe stammt, baut AMD den 5600G schon mit der neueren Cezanne-Architektur, wie sie auch die Ryzen-5000-CPUs für Notebooks verwenden.

Stromverbrauch: Große Unterschiede

Klare Unterschiede gibt es dann wieder beim Energiehunger. AMDs Ryzen-5000-Prozessoren mit ihren feinen 7-Nanometer-Strukturen arbeiten viel effizienter als Intels 10-Nanometer-CPUs. Ein Beispiel: AMDs Ryzen 9 5950X benötigte unter Volllast knapp 117 Watt, Intels Core i9-12900K mit 241 Watt mehr als das Doppelte. Weniger drastisch fiel der Unterschied bei Internet-und Office-Aufgaben aus: Hier benötigte der 5950 X knapp 14 Watt, der 12900K 17 Watt. <span xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" class="ld_italic">[il]</span>

FAZIT

Trotz markiger Sprüche: Intel-CEO Pat Gelsinger sieht AMD weiterhin in der Windschutzscheibe. Der Kontrahent hat mit dem Ryzen 9 5950X die schnellste CPU im Angebot, die auch noch sparsamer arbeitet. Preis: 600 Euro. Für die Hälfte gibt es Intels Alder-Lake-Modell Core i5-12600K. Es absolvierte die Prüfungen ebenfalls mit durchweg hohem Tempo und ist deshalb der Preis-Leistungs-Sieger.

INTEL IN MAGDEBURG

Intel baut für 17 Milliarden US-Dollar ab 2023 zwei Fabriken in Magdeburg, die ab 2027 Intel-Prozessoren und -Grafikchips herstellen. Die Auftragsfertigung für andere Kunden soll hier aber auch möglich sein.

SO TE STET COMPUTER BILD PROZESSOREN

Folgende Tests führt COMPUTER BILD durch.

■ Arbeitstempo: Das Testlabor ermittelt das Tempo bei Office-Arbeiten, Internet-Aufgaben, Foto-, Video-und 3D-Bearbeitungen – darunter mit Prüfprogrammen wie PC Mark 10.

■ Spieletempo: Falls vorhanden, misst die Redaktion das Tempo des eingebauten Grafikchips mit aktuellen Spielen. Außerdem ermittelt die Redaktion das Spieletempo mit einer separaten RTX-3080-Grafikkarte.

■ Wärme, Verbrauch: Die Redaktion prüft, wie viel Wärme der Prozessor entwickelt und wie viel Energie er verbraucht.

DIE TESTRECHNER

Mainboards: Asus Z690-E Gaming (LGA 1700), Asus Maximus XIII Hero (LGA 1200), MSI X570 Godlike (AM4), Asus Prime X570-P (AM4 iGPU) RAM: Corsair DDR5/DDR4 32 GB SSD: Samsung 980 Pro – 1 TB Grafikkarte: Zotac RTX 3080 Trinity – 10 GB

EIN B UCHSTAB E SAGT VIEL

Ein Buchstabe am Ende der Prozessorbezeichnung kann einen gewaltigen Unterschied ausmachen. Das bedeuten die End-Buchstaben bei Intel:

■ K: Solche Intel-CPUs lassen sich für ein höheres Tempo übertakten.

■ F: Das „F“ steht für das Fehlen des Grafikchips. Im PC muss daher eine separate Grafikkarte stecken.

■ T: Das „T“ markiert stromsparende Intel-CPU-Modelle. Sie haben eine geringere Verlustleistung, takten mit geringeren Frequenzen und arbeiten daher langsamer.

Das bedeuten die Endbuchstaben bei AMD:

■ X: Das „X“ steht für „Extended Frequency Range“. Ist die CPU kühl genug, darf sie bei Bedarf schneller als der Turbo-Takt arbeiten.

■ G: Die „G“-Modelle haben einen Grafikchip. Bei allen anderen braucht der PC eine separate Grafikkarte.

DAS GEHÖRT ZUM CPU-WECHSEL

Alte CPU raus, neue rein? Denkste! So einfach ist es meist nicht. Denn oft müssen Bastler weitere Komponenten tauschen. COMPUTER BILD erklärt, welche das sind.

Hauptplatine (Mainboard)

Komplett erneuerte Prozessor-Generationen versehen AMD und Intel oft auch mit einem neuen Anschluss an der Unterseite. Das heißt: Nutzer müssen ein Mainboard mit dem passenden Prozessor-Sockel im PC installieren. Kostenpunkt: ab 85 Euro.

CPU-Kühler

Auch wenn der vorhandene passt: Es lohnt sich, für niedrigere Temperaturen den alten Kühler durch einen neuen zu ersetzen. Kostenpunkt: ab 15 Euro.

Arbeitsspeicher 

Neue Prozessoren wie Intels Alder-Lake-Modelle verdauen nun auch schnellen Arbeitsspeicher des Typs DDR5. Nur damit arbeiten die CPUs bei vollem Tempo. Kosten für 16 Gigabyte: 130 Euro.