Review der 12. Prozessor-Generation "Alder Lake"

Intel i9-12900K und i5-12600K im Test: Intel ist zurück!

13.12.2021 von Oliver Ketterer

Intel hat seine neuen CPUs der 12. Generation vorgestellt. Wir haben unter Windows 10 und Windows 11 zwei der Alder-Lake-S-Prozessoren getestet.

ca. 9:25 Min
Testbericht
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Nahaufnahme des Intel i9-12900K
Der Intel Core i9-12900K in der Detailaufnahme.
© WEKA Media Publishing

Am 25. Oktober hat Intel ausgewählten Fachjournalisten unter Schweigepflicht eine neue Generation von Prozessoren vorgestellt. Die nunmehr 12. CPU-Generation mit dem Namen Alder Lake-S soll nicht nur AMDs Ryzen -CPUs in die Schrankenweisen; Intel schlägt vielmehr einen technologisch neuen Weg ein, von dem viele glauben, dass er die Zukunft der CPU-Architektur schlechthin sein wird.

Wie so oft verlangt Intel mit den neuen Prozessorenauch einen neuen Sockel mit neuem Chipsatz. Das verwundert kaum noch, aber versüßt hat der Technologie-Riese diesen bitteren Tropfen mit PCI-Express 5.0 und DDR-5-Speichertechnologie sowie einem Feuerwerk an Übertaktungsfeatures.

Hybride CPU-Architektur: Power- und Effizienz-Kerne teilen sich die Jobs

Bisher gab es in der 8086-CPU-Architektur gleichberechtigte Rechenkerne. Diese liefen mit einem Basistakt, und bei Bedarf wurde ein Turbo für alle Rechenkerne gezündet, um die Leistung zu erhöhen. Energie sparen war nicht das Thema, der Unterschied zwischen Basistakt und Boost war beachtlich.

Mehr Cores in einer CPU bedeuten für gewöhnlich auch mehr Leistung, aber auch die maximale Einzelleistung eines Cores trägt zur Gesamtleistung einer CPU bei. In Intels neuer Architektur gibt es sogenannte P-Cores (Power-Kerne) und E-Cores (Effizienz-Kerne) die unterschiedliche Leistung bringen.

Das ergibt sich nicht nur aus der geringeren Taktrate der E-Cores sondern auch aus der Die-Fläche, die die Kerne einnehmen. Die benötigte Fläche eines P-Cores ist deutlich größer als jene der E-Cores. Intel stellt dies schematisch im Verhältnis 4:1 dar.

Mandy Mock von Intel erklärt, dass die P-Cores im Vergleich zur 11. Generation 19 Prozent mehr Leistung bei gleicher Taktrate bringen. Dabei geht sie von einem Durchschnitt aus. Das ist durchaus ein ansehnlicher Leistungszuwachs. Bei den E-Cores gibt Intel ein Plus von lediglich 1% an und das im Vergleich zum Core einer Skylake-CPU. Das sieht nach wenig aus.

Produktbild des Intel Core i9-12900K der Generation Alder Lake

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Darauf kommt es Intel aber nicht an, denn die neue Architektur verfolgt ein anderes Konzept. Nehmen wir den Intel-Core i9-12900K als Beispiel. Er verfügt über acht P-Cores mit sehr hoher Leistung, die jeweils zwei Threads haben, und acht E-Cores mit weniger Leistung. Die Idee ist nun, dass die starken Rechenkerne die anspruchsvollsten Aufgaben übernehmen und sich nur auf diese konzentrieren.

Die „Hintergrund-Jobs“ sollen von den E-Cores übernommen werden; und zwar so, dass die P-Cores nicht gestört werden. Ein solches Szenario wäre zum Beispiel ein Gamer, der ein Spiel spielt und gleichzeitig im Hintergrund sein Gameplay mit OBS ins Netz streamt und aufzeichnet.

Intel gibt bei genau einem solchen Szenario mit dem Spiel Mount & Blade II: Bannerloard einen Performance-Zugewinn gegenüber eines Core-i9-11900K mit 84 Prozent an. Das ist enorm. Ohne die Einbindung der Background-Tasks in die Aufgabenstellung liegt der Leistungsgewinn auch hier bei 19 Prozent.

Dies legt die Schlussfolgerung nahe, dass bei Multitask-Gaming oder parallelen -Creator-Aufgaben, man denke beispielsweise an Videobearbeitung und -rendering im Hintergrund, die Hybrid-Architektur ihre Vorteile ausspielt.

Wie aber funktioniert die Zuweisung von Jobs an P- und E-Cores? Hier liegt der Hase im Pfeffer begraben.

Highlights des Schemas: Intel Inte2.5G Base-T MAC/PHY Ethernet, Intel Extreme Tuning Utility Support, Intel Rapid Storage Technology for SATA & PCIe Storage, Intel Rapid Storage Technology with RAID, Intel Optane Memory with Solid State Storage Suppo
Die Vorzüge des neuen Intel-Z690-Chipsatzes übersichtlich in einem Schema dargestellt.
© Intel

Ohne Windows 11 verstehen Intels Alder-Lake-S-Prozessoren nur Bahnhof

Das Geheimnis einer optimalen Verteilung von Tasks an die unterschiedlich leistungsstarken Rechenkerne liegt im Thread Director, den Marcus Kennedy von Intel eine der „herausragendsten und aufregendsten Innovationen in der neuen Hybrid-Architektur“ nennt.

Der Thread Director wurde, so Kennedy, über das Modul zur Leistungsüberwachung direkt in die CPU eingebaut. Dort, wo also normalerweise die Hardware-Telemetrie autonom Aufgaben verteilt, wurde ein Stück weit Intelligenz obendrauf gepackt. Der Thread Director, so Intel, überwacht den eingehenden Befehls-Mix und liefert Informationen an das Betriebssystem, die Rückschlüsse auf eine optimale Planung für die Aufgabenlast ermöglichen.

Zudem werden Entscheidungen dynamisch angepasst aufgrund thermischen und energetischen Verhaltens der Kerne. Der Informationsaustausch mit dem Betriebssystem ist offenbar sehr komplex und funktioniert nur mit den Modifikationen, die Intel und Microsoft in Windows 11 implementiert haben – immerhin ist es ja eine Kommunikation zwischen einer neuen Hardwarekomponente in der CPU und Windows 11; hier fanden mit Sicherheit auch Kernel-Modifikationen statt, dies zu ermöglichen.

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Ob es möglich sein wird, für AMD-Prozessoren Windows 11 soweit zu patchen, dass eine gleichwertige Optimierung erreicht werden kann, scheint fraglich, da Ryzen-CPUs (noch) keinen Thread Director haben. Freilich haben sie auch keine E-Cores sondern ausschließlich Power-Cores, was eine schlaue Taskzuweisung obsolet machen könnte. Das ist aber nur eine Vermutung.

Übrigens: „Die Vorteile der Hybrid-Architektur mit P- und E-Cores sind auf allen übertaktbaren 12.-Gen.-CPUs verfügbar“, betont Intel Manager Kennedy. Derzeit gibt es nur übertaktbare CPUs mit dem K im Namen zu kaufen. Es scheint aber, dass Intel sich mit dieser expliziten Aussage die Option offenhalten will, gelockte CPUs ohne E-Cores auf den Markt zu bringen.

Zumindest hätte dies den Vorteil, dass mit reinen CPU-Benchmarks, unabhängig von der verwendeten Grafikkarte, eine valide Berwertung möglich ist; auch im Vergleich mit den AMD- Ryzen-CPUs, was derzeit nicht mehr möglich erscheint aufgrund der Hybrid-Architektur und im Hinblick auf eine vollständige Darstellung des Leistungspotenzials der neuen CPUs.

Intel hat zum Start von Alder Lake-S auch Spielebenchmarks präsentiert, die einen Vergleich zwischen einem Intel-Core- i9-12900K-System und einem AMD-Ryzen-5950X-System, jeweils gepaart mit einer Nvidia RTX 3090, darstellten.

Wir halten diese Ergebnisse, die von -3% bis +30% insgesamt klar für Intel ausgingen, aber nicht für valide, da AMD zum Testzeitpunkt mit einem Windows 11 gebenched wurde, das keine Patches enthielt für die Ryzen-CPUs. Fairness muss gewahrt bleiben, auch wenn AMD womöglich gar keine Optimierung von Windows 11 benötigt. Marcus Kennedy: „Sobald die Software-Updates ausgespielt sind, werden wir alle Spielebenchmarks wiederholen.“ Wir stellen die Charts solcher Ergebnisse hier nicht dar.

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Die Sahnehäubchen: schnellerer Cache, DDR5-RAM und PCIe 5.0

Für PC-Enthusiasten und -Schrauber ist Intel wohl schon länger nicht mehr die erste Wahl; zumindest dann nicht, wenn man kein unbegrenztes Budget hat und nach und nach upgraden will.

Wer sich ein Alder-Lake-S-System zulegen möchte, muss die wesentlichen Komponenten alle neu beschaffen. Die neue Generation der Intel- CPUs setzt mit dem neuen Sockel LGA 1700 ein neues Mainboard voraus, welches die CPU beherbergt und das bestückt ist mit einem neuem Chipsatz, nämlich dem Intel Z690.

CPU und Chipsatz öffnen das Tor zu einer deutlich schnelleren Datenverarbeitung. So steht beispielsweise der dedizierten Grafikkarte und dem NVMe-Speicher PCI-Express 5.0 mit direktem Kanal zur CPU zur Verfügung, welches die Datentransferrate auf dem Papier verdoppelt. Sowohl bei Grafikkarten als auch bei NVMe-Speichern sind wir derzeit allerdings bei PCIe 4.0, sodass der Leistungsgewinn momentan nicht realisiert werden kann, denn es gibt noch keine entsprechenden Produkte zu kaufen.

Natürlich bietet der Z690 auch volle Unterstützung für PCIe 4.0 für bis zu 12 Lanes, sodass etwa aktuelle NVMe-PCIe- 4.0-SSDs mit voller Leistung betrieben werden können. Das schnelle Wi-Fi 6E wurde in den Chipsatz implementiert, und die CPU-Grafik erhielt ein Update auf UHD 770. Wer aktuelle Games spielen möchte, benötigt aber weiterhin eine dedizierte Grafikkarte.

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Wir haben die UHD 770 mit Final Fantasy 15 gebenched und uns nicht über das Ergebnis unspielbar gewundert – aber das nur am Rande.

Intel hat den L2- und L3-Cache-Speicher ordentlich getuned und für mehr Geschwindigkeit und Bandbreite gesorgt. Das herausragende Feature der neuen Architektur ist aber die optionale Unterstützung für DDR5-RAM.

Optional? Richtig. Vor der Anschaffung eines neuen Mainboards muss man sich entscheiden, ob man eines mit DDR4 oder mit DDR5 haben will. Die Alder-Lake-S-CPUs unterstützen entweder DDR4-RAM mit bis zu 3200 MT/s oder DDR5-RAM mit bis zu 4800 MT/s. Mischen kann man leider nicht, und DDR5-RAM ist nicht eben günstig. Der Chipsatz Z690 unterstützt sowohl bei DDR4 als auch bei DDR5 eine Gesamtspeichergröße von maximal 128 GByte. Die meisten Mainboards verfügen über vier Speicherslots, sodass ein Einzelmodul nicht mehr als 32 GByte haben sollte.

Intel-Flaggschiffe im Vergleich: i9-11900K vs. i9-12900K (Windows 11 Pro)

Vollbildansicht
Benchmark Vergleichswert des i9-12900K
PugetBench - Lightroom Classic Overall +36 %
PugetBench - Premier Pro Overall +32 %
Catalyst Benchmark - C2015 Total Index +22 %
Autodesk Revit - Model Creation +37 %
Adobe After Effects Pulse Benchmark +100 %

Intel erweitert die Overclocking- Funktionen für Alder Lake-S

Die Übertaktung einer CPU ist grundsätzlich immer auch einhergehend mit der Kontrolle der Wärmeentwicklung. Intel hat den Aufbau der neuen CPUs so optimiert, dass bereits im Vorfeld für eine bessere Abwärme gesorgt wird.

Dan Ragland: „Wir haben die Höhe des Prozessor-Kerns um 25 Prozent verringert.“ Außerdem wurde die lötfähige Wärmeleitschicht, die über dem Kern sitzt, um 15 Prozent verringert, sodass der darüber sitzende Wärmeverteiler (IHS) bei gleich gebliebener Bauhöhe der CPU entsprechend vergrößert werden konnte. Der größere „Kühler“ (IHS) unterstützt eine optimalere Kühlung.

Soviel sei vorab gesagt. Mit der neuen CPU-Generation und dem Z690-Chipsatz unterstützt Intel nicht nur die Übertaktung des Prozessors sondern auch die von DDR4-Speicher mit den bereits bekannten Möglichkeiten (XMP 2.0) und von DDR5-Speicher mit neuen XMP-3.0-Profilen (Extreme Memory Profile 3.0).

Neu ist zudem die Funktion Dynamic Memory Bost, womit eine zusätzliche Beschleunigung von DDR5-RAM ermöglicht werden soll. Das folgende Diagramm zeigt ein schematisches Abbild des Systems und die Stellschrauben, an denen Overclocking- Fans sich austoben können. Demnach besteht die Möglichkeit, am Multiplikator der P-Cores (xP) und der E-Cores (xE) zu drehen.

Schematische Darstellung eines Alder-Lake- S-PCs und den Overclocker-Stellschrauben.
Schematische Darstellung eines Alder-Lake- S-PCs und den Overclocker-Stellschrauben.
© Intel

Zudem kann die Frequenz für den Cache (xR), die CPU-Grafik (xG), der RAM (xM) und der Basistakt der CPU (BCLK) verändert werden.

Doch es gibt Einschränkungen. Beispielsweise können die E-Cores nur in Blöcken von jeweils vier getuned werden. Bei P-Cores ist es möglich, die beiden Threads zugunsten eines einzigen zu deaktivieren. Zudem können einzelne P-Cores abgeschaltet werden, aber nicht alle – einer muss mindestens an sein.

Insgesamt bietet Intel für Enthusiasten eine große Anzahl an Tuning-Möglichkeiten an, darunter so exotische wie das Tuning des DMI (Direct Media Interface) per externem Taktgeber. Es sind zu viele Optionen, um an dieser Stelle ins Detail zu gehen. In jedem Fall sollte man sich die neue Version von Intels Extreme Tuning Utility ansehen.

Aber: Intel hat auch ein Herz für jene PC-Freunde, die gerne mehr Leistung wollen, sich aber nicht zu sehr mit der Materie des Overclockings befassen möchten. Im XTU gibt es den Speed Optimizer (ISO), der automatisches Übertakten mit einem Mausklick ermöglicht.

Produktfotos des Intel Core i5-12500K und i9-12900K
Unsere beiden Testkandidaten: Rechts das Topmodell, der Intel Core i9-12900K. Auf der linken Seite der Intel Core i5-12600K.
© WEKA Media Publishing

Benchmarks des Intel Core i5-12600K und des Core i9-12900K im Detail Interessierte und treue Leser des PC Magazins wissen von Vergleichs- und Einzeltests, dass PC Magazin, wo es möglich ist, immer versucht, beim Test von Systemkomponenten Benchmarks einzusetzen, die genau diese einzelnen Komponenten prüfen. So ist das auch bei CPUs schon seit Jahren,und wir setzen deshalb bewusst auf Cinebench 15 für Single- und Multi-Core-Tests, CPU-Z, dem Videocodierer Handbrake und Gamma-Cruncher.

Wir haben eine neue Testplattform für die Alder-Lake-S-CPUs mit DDR5-Speicher, PCIe-Express-4.0-SSD und neuem Mainboard erstellt, darauf zunächst Windows 10 installiert, alle Benchmarks gefahren, auf Windows 11 aufgefrischt und erneut getestet.

Mit Blick auf die Tabelle unten fällt sofort ins Auge, dass es, je nach Tool, einen richtigen „Win-11-Boost“ geben kann, aber nicht muss. Dieser „Boost“ kann aber auch relativ sein.

601 Punkte im Cinebench 15 sind ein unglaublich schlechtes Ergebnis für den Core i5, trotz „bremsendem“ Windows 10. Zum Vergleich: Der i7-3770 aus 2012 erzielte 662 Punkte.

Unter Windows 11 sind es 2564 Punkte, und damit liegt der i5 auf dem Niveau eines Ryzen 7 5800X von AMD.

Testergebnisse für den Intel Core i9-12900K (Windows 10 Pro / Windows 11)

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Benchmark Ergebnis
Cinebench R15 Multi-Core 1261 Punkte / 4088 Punkte
Cinebench R15 Single-Core 178 Punkte / 286 Punkte
CPU-Z 11.410 Punkte / 11.158 Punkte
Ashes of the Singularity 17,5 fps / 17,3 fps
Gamma-Cruncher 107 Sekunden / 38 Sekunden (kürzer ist besser)
Handbrake 107 Sekunden / 101 Sekunden (kürzer ist besser)

Ein paralleles Bild ergibt sich für den i9-12900K, der im Cinebench erst unter Windows 11 zu wahrer Größe findet und mit 4088 Punkten im Multi-Core-Test einen AMD Ryzen 9 5900X um über 280 Punkte schlägt. Für den Gesamtsieg über AMDs Konsumenten-CPUs reichte es aber nicht.

CPU-Z signalisiert, dass der Ryzen 9 5950X die Nase ein Quäntchen vor Intels Flaggschiff hat mit 11906 Punkten, gesteht Intel aber einen Teilsieg zu, denn die Single-Thread-Performance von 827 Punkten ist gigantisch gut.

Schade, dass der i9-12900K nicht 10 oder 12 P-Cores hat, dann wäre das Gefecht klar entschieden.

Mit 185 benötigten Sekunden für die Komprimierung unseres 4K-Testvideos mit Handbrake liegt der Core i5 unter Windows 10 auf dem Niveau eines Ryzen 5 5600X. Nach dem Upgrade des Betriebssystems ist der Job in 129 Sekunden erledigt; drei Sekunden weniger als der Ryzen 9 5900X benötigt.

Beeindruckend und ein starker Hinweis für alle Medien-Erschaffenden, dass die 12. CPU-Generation von Intel bei einer Neuanschaffung in die engere Wahl gehört.

Testergebnisse für den Intel Core i5-12600K (Windows 10 Pro / Windows 11)

Vollbildansicht
Benchmark Ergebnis
Cinebench R15 Multi-Core 601 Punkte / 2564 Punkte
Cinebench R15 Single-Core 158 Punkte / 268 Punkte
CPU-Z 7195 Punkte / 7185 Punkte
Ashes of the Singularity 16,5 fps / 16,6 fps
Gamma-Cruncher 174 Sekunden / 46 Sekunden (kürzer ist besser)
Handbrake 185 Sekunden / 129 Sekunden (kürzer ist besser)

Fazit zu i9-12900K und i5-12600K: Hut ab, Intel!

Das hätte wohl niemand gedacht. Aus einer unterlegenen Position heraus wagt Intel einen kompletten Bruch mit der seit Anbeginn bestehenden Tradition von Gleichheit und Stärke aller Cores in einer CPU.

Das Konzept Power- und Effizienz-Cores in einem Die zu mixen ist kühn und sicherlich wohl überlegt. Aber es erfordert eben auch eine zusätzliche Kommunikationsebene mit dem Betriebssystem und der CPU – Intel nennt das den Thread Director. Ohne diesen ist die CPU bei einigen Anwendungen nicht in der Lage, adäquate Ergebnisse zu liefern – etwa bei Cinebench.

Unsere Benchmarks legen nahe, dass Intel richtig gute Arbeit bei den P-Cores geleistet hat und diese nunmehr auf oder über jenen von AMD liegen. Mit der Allianz aus CPU-Hybrid-Architektur und Windows 11 ergibt sich zudem ein starkes Potenzial für all jene, die Haupt- und Hintergrund-Jobs simultan bewältigen müssen, wie eben Gamer, die gleichzeitig Spielen und Streamen.

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