Launch-Analyse Intel Alder Lake

Sonntag, 7. November 2021
 / von Leonidas
 

Gefühlte Ewigkeiten hat sie angedauert, die Zeit der 14nm-basierten Desktop-Prozessoren bei Intel: Seit dem Jahr 2015 (Broadwell) wurden ganze sieben Desktop-Generation basierend auf der 14nm-Technologie herausgebracht, davon immerhin fünf mit identischer Prozessoren-Architektur (Skylake und dessen Derivate). Zwar hatte Intel in diesem Frühjahr mit Rocket Lake bereits eine grundsätzlich neue Prozessoren-Architektur aufgeboten, aber auch jene war letztlich durch die dort (letztmalig) verwendete 14nm-Fertigung limitiert. Nun kommt mittels "Alder Lake" endlich der große, von Intel derart erhoffte Befreiungsschlag – welcher insbesondere angesichts der Stärke, welche AMDs Prozessoren in der Zwischenzeit erreicht haben, wohl auch notwendig ist. Am 4. November 2021 sind eine Unmasse an Launchreviews zu Intels 12. Core-Generation erschienen, mittels der nachfolgenden Launch-Analyse sollen jene umfassend in den Fragen von Anwendungs-Performance, Spiele-Performance und Stromverbrauch ausgewertet werden.

    Intel "Alder Lake"

  • basierend auf der "Intel 7" Fertigung (Derivat des früheren 10nm-Nodes)
  • zwei CPU-Dies (im Desktop): 6C+0c+GT2 (~160mm²) und 8C+8c+GT2 (209mm²)
  • Hybrid-Design mit bis zu 8 Performance-Kernen (P-Kerne) samt bis zu 8 Effizienz-Kernen (E-Kerne)
  • P-Kerne basieren auf der "Golden Cove" CPU-Architektur, E-Kerne auf der "Gracemont"-Architektur
  • 1.25 MB L2-Cache pro P-Kern, 2 MB L2-Cache pro vier E-Kerne, 3-3.75 MB L3-Cache pro P-Kern
  • IPC-Gewinn laut Intel +19% (auf den P-Kernen), mit +20% nachgemessen
  • DualChannel Speicherinterface für (offiziell) bis zu DDR4/3200 oder DDR5/4800
  • max. 32 EU (256 FP32) integrierte Grafik auf Basis der Xe-Architektur
  • PCI Express 5.0 mit 16 Lanes (SSD nur mit PCIe 5.0 versorgbar unter Verzicht auf Grafikkarten-Lanes)
  • neuer Sockel LGA1700, benutzbar auf Mainboards von Intels 600er Chipsatz-Serie
  • Verkaufsname: 12. Core-Generation bzw. Core i-12000 Serie
  • Marktstart: K/KF-Modelle am 4. November 2021, restliches Portfolio Anfang 2022 (wahrscheinlich zur CES)

Für Intels natürliche Zielsetzung der Performance-Führerschaft hat der Chip-Entwickler bei Alder Lake ein extrem umfangreiches Paket an Neuerungen geschürt: Nebst dem Wechsel auf das "Intel 7" Fertigungsverfahren (eine verbesserte Ausführung des umbenannten 10nm-Verfahrens, welches allerdings technologisch durchaus mit der 7nm-Fertigung von TSMC gleichzusetzen ist) gibt es erstmals im PC-Bereich eine Hybrid-Architektur mit zwei verschiedenen Prozessoren-Kernen: Die größeren "Golden Cove" Performance-Kerne als nochmals IPC-verbesserte Weiterentwicklung von "Cypress Cove" von Rocket Lake, sowie die kleineren "Gracemont" Effizienz-Kerne als Weiterentwicklung von "Tremont" aus der früheren Atom-Serie von Intel. Kumuliert bietet Intel damit nun genauso wie AMD im Desktop bis zu 16 CPU-Kerne auf – wobei es weiterhin die geringere Anzahl an CPU-Threads gibt, denn die kleinen Gracemont-Kerne unterstützen kein HyperThreading. Um Feature-Gleichheit zwischen beiden Kern-Arten zu gewährleisten, läuft Alder Lake zudem regulär ohne AVX512 – obwohl das Feature auf dem Silizum (der P-Kerne) vorhanden und bei Deaktivierung der E-Kerne sogar nutzbar ist.

Hinzu kommen weitere Neuerungen bei Alder Lake: So gibt es mit dem "LGA1700" einen neuen Sockel, welcher nach derzeitigen Wissen sogar für die beiden Nachfolge-Generationen "Raptor Lake" und "Meteor Lake" weiterverwendet werden soll. Der neue Sockel bedingt automatisch neue Mainboards, welche für Alder Lake auf Intels neuer 600er Chipsatz-Serie basieren müssen. Derzeit gibt es erst einmal nur den Z690-Chipsatz für vergleichsweise gut ausgestattete und demzufolge teure Mainboards, die weiteren 600er Chipsätze wird Intel erst Anfang 2022 herausbringen. Alder Lake bietet erstmals im PC-Bereich den Support von PCI Express 5.0 auf, allerdings gibt es hierbei nur 16 PCI Express 5.0 Lanes (alle weiteren Lanes sind nur PCIe 4.0). Dies reicht nicht für den gleichzeitigen PCIe-5.0-Betrieb von Grafikkarte und SSD mit voller Lane-Anzahl (16+4) aus – ein Manko, was sich dadurch etwas relativiert, dass erste Geräte nach PCI Express 5.0 erst tief im Jahr 2022 zu erwarten sind.

Kürzel Prozessoren-Serie neue Chipfertigung bessere Architektur mehr CPU-Kerne Verlötung
Sandy Bridge SNB Core i-2000 Serie (32nm, 2011)  (erheblich)
Ivy Bridge IVB Core i-3000 Serie (22nm, 2012)  (32nm → 22nm)  (gering)    
Haswell HSW Core i-4000 Serie (22nm, 2013)  (gering)    
Broadwell BDW Core i-5000 Serie (14nm, 2015)  (22nm → 14nm)  (gering)    
Skylake SKL Core i-6000 Serie (14nm, 2015)  (minimal)  
Kaby Lake KBL Core i-7000 Serie (14nm, 2017)
Coffee Lake CFL Core i-8000 Serie (14nm, 2017)  (4C → 6C)
Coffee Lake Refresh CFL-R Core i-9000 Serie (14nm, 2018)  (6C → 8C)
Comet Lake CML Core i-10000 Serie (14nm, 2020)  (8C → 10C)
Rocket Lake RKL Core i-11000 Serie (14nm, 2021)  (erheblich)  (weniger!)
Alder Lake ADL Core i-12000 Serie (Intel 7, 2021)  (14nm → Intel 7)  (erheblich)  (8C → 8C+8c)

Und letztlich läutet Intel mit Alder Lake auch noch den Wechsel auf DDR5-Speicher ein. Alder Lake bietet allerdings ein Kombi-Speicherinterface für DDR4- und DDR5-Speicher, man kann also derzeit noch wählen. Mainboards sind für beide Speichersorten erhältlich, wobei die DDR5-Varianten derzeit einen gewissen Mehrpreis (ca. 30 Euro) aufweisen. Der eigentliche Kostenfaktor liegt allerdings im DDR5-Speicher selber: Jener erreicht auf gleicher (nomineller) Datenübertragungs-Rate derzeit zwar schon Preis-Parität zu DDR4, allerdings sind damit die günstigsten DDR5-Speicher immer noch um ein Vielfaches teurer als gutklassiger DDR4-Speicher. Zwischen DDR4/4000 und DDR5/4800 – sprich im Vergleich eines klaren Overclocking-Modells von DDR4 zum hingegen einfachsten DDR5-Speicher – kostet DDR5 derzeit immerhin Faktor ×2,2, was bei einem Speicherausbau von 32 GB weitere Mehrkosten von 130 Euro ergibt.

Mittels der Hybrid-Architektur sowie den Möglichkeiten der kleineren Fertigung rückt Alder Lake wie gesagt mit deutlich höherer Kern-Anzahl an. Allerdings beschränkt Intel diese Steigerungen auf sein Portfolio der Core i7/i9 Prozessoren sowie der K/KF-Modelle des Core i5. Denn abweichend von seinen bisherigen Geflogenheiten macht Intel einen Kern-Unterschied zwischen non-K und K-Modellen beim Core i5 – die Effizienz-Kerne fallen bei den non-K-Modellen des Core i5 komplett raus. Auch die im Portfolio noch tiefer stehenden Intel-Modelle werden (nach derzeit bekanntem Wissen) keinerlei Effizienz-Kerne erhalten, da Intel hierfür das "6C+0c+GT2" Die ansetzt, welches Hardware-mäßig nicht über Effizienz-Kerne verfügt. Die kleineren Intel-Modelle sowie auch die non-K-Modelle von Core i5/i7/i9 werden allerdings erst ein Thema des Jahres 2022 sein, da Intel den Alder-Lake-Launch allein mit den K/KF-Modellen Core i5-12600K/KF, Core i7-12700K/KF und Core i9-12900K/KF bestreitet.

bis SKL KBL CFL CFL-R CML RKL ADL
Core i9 - - - 8C/16T 10C/20T 8C/16T 8C+8c/24T
Core i7 4C/8T 4C/8T 6C/12T 8C/8T 8C/16T 8C/16T 8C+4c/20T
Core i5 K/KF 4C/4T 4C/4T 6C/6T 6C/6T 6C/12T 6C/12T 6C+4c/16T
Core i5 non-K 4C/4T 4C/4T 6C/6T 6C/6T 6C/12T 6C/12T 6C+0c/12T
Core i3 2C/4T 2C/4T 4C/4T 4C/4T 4C/8T 4C/8T 4C+0c/8T
Pentium 2C 2C/4T 2C/4T 2C/4T 2C/4T 2C/4T 2C+0c/4T
Celeron 2C 2C 2C 2C 2C 2C 2C+0c/2T
Angaben zu Alder Lake unterhalb von Core i5 K/KF derzeit unbestätigt

Mangels noch nicht offiziell dargelegter Modell-Daten zu diesen kleineren Alder-Lake-Prozessoren kann derzeit auch noch nicht abgeschätzt werden, wie nahe jene an die Performance der K/KF-Modelle herankommen könnte. Dazu fehlt vor allem die Angabe der "Maximum Turbo Power" (MTP), welche das neue faktische Power-Limit bei Intel darstellt. Den Begriff der TDP verwendet Intel bei Alder Lake offiziell gar nicht mehr, wobei der neue Begriff der "Processor Base Power" (PBP) an dessen Stelle tritt und augenscheinlich auch dieselbe Bemessungsgrundlage aufweist. Wichtiger als diese Namensänderung ist jedoch vor allem der Prinzip-Wechsel: Während die Intel-Prozessoren bis Rocket Lake normalerweise nur die TDP verbrauchen konnten, kurzfristig jedoch PL2- und Tau-limitiert wesentlich mehr ziehen durften, kommt dem vorgenannten MTP nunmehr die Rolle eines einwandfreien Power-Limits zu – und ist die PBP zumindest auf Retail-Platinen bedeutungslos. Alder Lake darf somit – zumindest die derzeit vorgestellten K/KF-Modelle – jederzeit genauso viel wie das jeweilige MTP verbrauchen.

Kerne Takt P-Kerne Takt E-Kerne L2+L3 Grafik PBP/MTP Liste Release
Core i9-12900K 8C+8c/24T 3.2/4.9/5.2 GHz 2.4/3.7/3.9 GHz 14+30 MB UHD770 125/241W $589 4. November 2021
Core i9-12900KF 8C+8c/24T 3.2/4.9/5.2 GHz 2.4/3.7/3.9 GHz 14+30 MB ohne 125/241W $564 4. November 2021
Core i9-12900 8C+8c/24T 2.4/?/5.1 GHz ? 14+30 MB UHD770 65/?W ? Januar 2022
Core i9-12900F 8C+8c/24T 2.4/?/5.2 GHz ? 14+30 MB ohne 65/?W ? Januar 2022
Core i7-12700K 8C+4c/20T 3.6/4.7/5.0 GHz 2.7/3.6/3.8 GHz 12+25 MB UHD770 125/190W $409 4. November 2021
Core i7-12700KF 8C+4c/20T 3.6/4.7/5.0 GHz 2.7/3.6/3.8 GHz 12+25 MB ohne 125/190W $384 4. November 2021
Core i7-12700 8C+4c/20T 2.1/?/4.9 GHz ? 12+25 MB UHD770 65/?W ? Januar 2022
Core i7-12700F 8C+4c/20T 2.1/?/4.9 GHz ? 12+25 MB ohne 65/?W ? Januar 2022
Core i5-12600K 6C+4c/16T 3.7/4.5/4.9 GHz 2.8/3.4/3.6 GHz 9.5+20 MB UHD770 125/150W $289 4. November 2021
Core i5-12600KF 6C+4c/16T 3.7/4.5/4.9 GHz 2.8/3.4/3.6 GHz 9.5+20 MB ohne 125/150W $264 4. November 2021
Core i5-12600 6C+0c/12T ? ? 7.5+? MB UHD770 65/?W ? Januar 2022
Core i5-12500 6C+0c/12T ? ? 7.5+? MB UHD730 65/?W ? Januar 2022
Core i5-12400 6C+0c/12T 2.5/4.0/4.4 GHz ? 7.5+18 MB UHD730 65/?W ? Januar 2022
Core i5-12400F 6C+0c/12T 2.5/4.0/4.4 GHz ? 7.5+18 MB ohne 65/?W ? Januar 2022
Core i3-12300 4C+0c/8T ? ? 5+? MB UHD730 65/?W ? Januar 2022
Core i3-12100 4C+0c/8T ? ? 5+? MB UHD730 65/?W ? Januar 2022
Pentium G7400 2C+0c/4T ? ? 2.5+? MB ? ? ? Januar 2022
Celeron G6900 2C+0c/2T ? ? 2.5+? MB ? ? ? Januar 2022
Taktraten-Angaben: 1. Base-Takt, 2. AllCore-Boost, 3. maximaler Boost-Takt; alle Angaben außerhalb der K/KF-Modelle sind derzeit unbestätigt

Selbiges MTP fällt mit 241 Watt beim Core i9-12900K/KF jedoch satt hoch aus. Zwar liegt das PL2 von Rocket Lake in ähnlichen Regionen, aber jene Prozessoren konnten trotzdem im Durchschnitt nur soviel wie die TDP verbrauchen, selbst wenn kurzfristige Lastspitzen bis zum PL2 möglich waren. Was also bei Rocket Lake nur der Spitzenlast-Verbrauch war, ist zumindest beim Core i9-12900K/KF nunmehr das standardmäßige Power-Limit, der Prozessor darf zu jedem Zeitpunkt derart viel verbrauchen. Für einen Desktop-Prozessor ist dies ungewöhnlich viel, AMDs Desktop-Modelle kommen mit 142 Watt Power-Limit aus (die offiziell von AMD genannte TDP ist Nonsens, das "PPT" ist bei AMD das reale Power-Limit), der nächste Vergleich wären AMDs Threadripper-Prozessoren mit 280 Watt TDP. Wie jene läßt sich zumindest der Core i9-12900K/KF nur sinnvoll mit Wasserkühlung betreiben, was alle Hardwaretester dann auch derart gehandhabt haben. Auf den Core i7-12700K/KF mit einem MTP von 190 Watt könnte dies teilweise auch noch zutreffen, während der Core i5-12600K/KF mit einem MTP von 150 Watt vergleichsweise problemlos sein sollte.

TDP reales Power-Limit
Intel Alder Lake  (K/KF-Modelle) 125W ("PBP") rein gemäß MTP: 150W bei 12600K, 190W bei 12700K, 241W bei 12900K
AMD Zen 3  (Ryzen 7/9) 105W rein gemäß PPT: 142W
Intel Rocket Lake  (K/KF-Modelle) 125W PL1 bei 125W, PL2 bei 251W, Tau für 56 Sekunden

Nominell legt sich Intel mit seinen Listenpreisen nicht mit dem Ryzen 9 5950X als AMDs größtem Desktop-Prozessor (außerhalb des HEDT-Segments) an. Allerdings ist ein Vergleich basierend rein auf Listenpreisen aufgrund des Alters-Unterschieds beider Prozessoren-Generationen wenig zielführend: AMDs Zen 3 steht inzwischen exakt ein Jahr im Markt und unterbietet seit einiger Zeit bereits seine Listenpreise. Jener Effekt ist noch nicht groß – verschärft sich allerdings dadurch, dass Alder Lake derzeit beachtbar teurer als der Listenpreis angeboten wird. Die Abweichung zum Listenpreis ist mit +13% nicht weltbewegend, sondern vielmehr Launch-typisch, sprich dies dürfte sich mit der Zeit von alleine einrenken. Aber zumindest in der derzeitigen Situation, wo der eine Wettbewerber generell unterhalb Listenpreis und der andere generell oberhalb Listenpreis anbietet, kann man schwerlich sinnvolle Performance/Preis-Vergleiche allein auf Basis der Listenpreise anstellen.

AMD Zen 3 Straße Intel Alder Lake
Zen 3, 16C/32T, 3.4/4.9 GHz, 142W, $799     Ryzen 9 5950X 719-770€    
    649-700€ Core i9-12900K/KF     ADL, 8C+8c/24T, 3.2/5.2 GHz, 241W, $564/589
Zen 3, 12C/24T, 3.7/4.8 GHz, 142W, $549     Ryzen 9 5900X 519-550€    
    438-480€ Core i7-12700K/KF     ADL, 8C+4c/20T, 3.6/5.0 GHz, 190W, $384/409
Zen 3, 8C/16T, 3.8/4.7 GHz, 142W, $449     Ryzen 7 5800X 378-410€    
    309-340€ Core i5-12600K/KF     ADL, 6C+4c/16T, 3.7/4.9 GHz, 150W, $264/289
Zen 3, 6C/12T, 3.7/4.6 GHz, 88W, $299     Ryzen 5 5600X 289-310€    
Straßenpreise gemäß dem Geizhals-Preisvergleich für lieferbare Angebote vom 7. November 2021 (egal ob boxed oder tray, K oder KF)