Intel Core i7-7700K im Test - keine großen Sprünge mit Kaby Lake

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kabylakeAm heutigen 3. Januar stellt Intel die Desktop-Modelle der Kaby-Lake-Architektur vor. Wir haben natürlich den Launch-Test: Intels Flaggschiff, der Core i7-7700K, wurde von uns in den letzten Tagen durch diverse Benchmarks gejagt und gegen die Vorgänger verglichen. Allerdings sollte Hardwareluxx-Lesern schon vieles bekannt vorkommen, denn wir haben über die Leistung und die Architektur schon in einigen Notebook-Tests geschrieben und auch schon die neuen Funktionen hervorgehoben. Zudem waren die Spezifikationen schon früh durchgesickert - bereits nach dem IDF im August 2016 waren die meisten Daten bekannt. Und zuletzt hatte Intel trotz NDA für die Presse bereits diverse CPUs in den Handel geschickt und diese wurden munter auch von unseren Foren-Mitgliedern getestet. Was gibt es also über das neue Produkt noch zu sagen?

Beginnen wir mit einer kurzen Rückschau: Am 5. August 2015 - also vor knapp 17 Monaten - stellte Intel die aktuelle Skylake-Architektur mit dem Topmodell Core i7-6700K vor. Skylake begleitete uns also schon eine ganze Weile. Im Jahr 2016 war es im Prozessorbereich eher ruhig: Nur der Core i7-6950X wurde von Intel vorgestellt, den Haswell-E hatten wir natürlich im Test. Es folgt nun also die nächste Desktop-Prozessorgeneration, die Intel bis ins Jahr 2018 hinein verkaufen wird. 

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Was gibt's also Neues? Hierbei hilft zunächst ein Blick auf die Spezifikationen:

Intels neue Kaby-Lake-Prozessoren im Vergleich
 Core i7-7700KCore i7-6700KCore i7-5775CCore i7-4790K
Prozessor-
Kern
Kaby Lake Skylake Broadwell-H Haswell
(Devils Canyon)
Fertigungstechnologie 14 nm 14 nm 14 nm 22 nm
Sockel 1151 1151 1150 1150
Speicher 2 Channel DDR4/DDR3LL 2 Channel DDR4/DDR3L 2 Channel
DDR3
2 Channel
DDR3
Cores / Threads 4 / 8 4 / 8 4 / 8 4 / 8
L3-Cache-Größe 8 MB 8 MB 6 MB 8 MB
Grafikkern HD Graphics 620 HD Graphics 530 Iris Pro Graphics 6200 HD Graphics 4600
GPU-Frequenz 1,15 GHz 1,15 GHz 1,15 GHz 1,25 GHz
Basisfrequenz 4,2 GHz 4,0 GHz 3,3 GHz 4,0 GHz
max. Turbo (1 Core) 4,5 GHz 4,2 GHz 3,7 GHz 4,4 GHz
max. Turbo (4 Core) 4,4 GHz 4,1 GHz 3,6 GHz 4,2 GHz
TDP 91 W 91 W 65 W 88 W
PCIe Lanes 16x PCIe 3.0 16x PCIe 3.0 16x PCIe 3.0 16x PCIe 3.0
Preis ~400 Euro 350 Euro 401 Euro 349 Euro

Zunächst sieht es also so aus, als hätte Intel nur die Grafik geändert und die Taktfrequenz leicht erhöht - und effektiv ist auch genau das der Fall. Technisch hat man die Taktsteigerung durch kleinere Tweaks an der Fertigungstechnologie erreicht, denn für Kaby Lake nutzt Intel einen "14+"-Fertigungsprozess. Dieser enthält diverse kleinere Verbesserungen hinsichtlich der Chipausbeute, aber auch hinsichtlich erreichbarer Frequenzen und des Stromverbrauchs. Durch diese Verbesserungen ist es Intel möglich, bei gleicher TDP die Taktfrequenz um knapp 300 MHz anzuheben. Mit maximalem Turbo erreicht der Core i7-7700K jetzt also 4,5 GHz. 

Die HD Graphics 630 hatten wir nach dem Notebook-Launch bereits mehrfach beschrieben, wobei hier insbesondere das Hinzukommen der Funktionen MFX (Multi-Format-Codec) und VQE (Video-Quality-Engine) zu nennen ist. Von den Funktionseinheiten ist sie identisch zu Skylake. MFX und VQE haben in Notebooks und Tablets den Vorteil, dass beim Abspielen oder Enkodieren von 4K-Videos die CPU nicht verwendet werden muss. Insofern steigert Kaby Lake die Stromeffizienz bei derartigen Geräten. Bei Desktop-Modellen ist dies sicherlich nicht so wichtig, denn der Rechner hängt sowieso am Stromnetz. Einige Prozessoren erhalten aber auch die Iris Plus-Grafik. Diese sind aber als U-Series-CPUs mit 28W und 2/4 Cores/Threads nicht für den Desktop-Betrieb interessant. 

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Insofern: Ein wenig Veränderungen hier, ein wenig da - aber vielleicht kann ja der Chipsatz deutlich mehr. Und in der Tat, hier gibt es eine Veränderung: Durch eine größere Anzahl I/O-Lanes (24 statt 20) sind Intels kommende Optane Memory-Lösungen kompatibel mit dem Z270 und anderen. Aber da man heute noch nicht sagen kann, welche Effekte Optane auf ein System haben wird, ist auch dieser Punkt zunächst offen. Wir hatten bereits eine Reihe von News um Optane-Speicherlösungen, aber vom anfänglichen Leistungsgewinn, den man auf dem Intel Developer Forum 2015 zeigte, ist man weit entfernt. In der Industrie hört man derweil, dass Optane nur noch als Cache eine Rolle spielen wird ähnlich eines Smart Caches für Festplatten, zu teuer sei oder sogar "totally broke" sei. Man muss abwarten, wie sich das Produkt in diesem Jahr am Markt zeigt.

Als letzten Punkt, der gerade bei Hardwareluxx-Lesern hervorzuheben wäre, sind die Overclocking-Möglichkeiten und Funktionen zu nennen. Diesen Punkt nehmen wir uns auf der nächsten Seite im Detail vor, bevor wir zu den Leistungstests kommen.


Intel hat mit den Prozessoren aus der K-Serie in den letzten Jahren für Overclocker mehr Flexibilität ermöglicht - gleichzeitig aber die Übertaktungsmöglichkeiten der Standardmodelle deutlich eingeschränkt. So ist es nicht mehr möglich, größere Übertaktungserfolge mit diesen normalen Modellen zu bekommen, da der Multiplikator fest eingestellt ist und auch die Übertaktung über den Basistakt nur sehr schwer möglich ist. Verwendet man einen B270- oder H270-Chipsatz oder ähnliche kleinere ist ein Overclocking sogar gänzlich ausgeschlossen. Insofern bleibt nur der Weg, sich ein Z270-Mainboard anzuschaffen und auf einen K-Prozessor zu setzen.

Zumindest kann man mit dem K-Prozessor diverse Tricks anstellen, um ihn schneller zu machen als von Intel spezifiziert. Der Multiplikator kann verändert werden, auch ist durch die Turbo-Optionen die Möglichkeit gegeben, die Taktraten pro Core-Belastung abzustufen. Läuft ein Prozessor mit Volllast, ist es somit möglich, ihn nicht auf Maximaltakt laufen zu lassen, sondern mit ein paar Stufen weniger als nur bei Belastung mit einem Thread. Der Basistakt kann mittlerweile auch flexibel eingestellt werden und mit XMP, diversen Speicherteilern und Spannungsveränderungen - jetzt übrigens wieder extern und nicht wie bei Haswell "on die" - lässt sich ein Core i7-7700K sehr gut tweaken.

Eine Funktion findet sich mittlerweile in vielen Mainboards, die darüber hinaus hilfreich sein kann, nämlich ein Takt-Offset für den AVX-Teil des Prozessors. Dieser kann separat getaktet werden, was durchaus hilfreich ist, da AVX-lastige Benchmarks in de Vergangenheit oft zum Absturz bei zu hohem Takt geführt haben. Es ist nun also möglich, den Prozessor z.B. auf 5 GHz laufen zu lassen, aber den AVX-Bereich, wenn er denn genutzt wird, nur mit 4,8 GHz zu betreiben. Mit ein wenig Tuning-Aufwand lässt sich so vielleicht auch das eine oder andere Millivolt weniger Spannung anlegen, was die Lebensdauer erhöht und den Stromverbrauch des Systems beim Übertakten verringert.

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In der Praxis zeigten sich unsere Prozessoren - immerhin vier an der Zahl - leider nicht so taktfreudig. Meistens kamen wir mit recht moderater Spannung insgesamt auf 4,9 GHz beim Übertakten, die 5 GHz mussten wir schon mit sehr guter Kühlung und hoher Spannung erzwingen. Im ASUS Maximus IX Hero, das sicherlich fürs Overclocking sehr gut geeignet ist, gelang es uns also nicht einfach, die 5-GHz-Grenze zu überspringen:

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In unserem Forum können wir bereits diverse Ergebnisse bewundern und können uns somit ein größeres Bild verschaffen, wohin mit Kaby Lake die Reise geht:

Insgesamt erscheint ein Übertaktungserfolg von 4,8 bis 5,2 GHz mit Kaby Lake möglich. Das ist zwar etwas mehr als mit Skylake, aber prozentual natürlich auch nicht wirklich mehr, da der Prozessor bereits im Verkaufszustand im Turbo-Modus bis 4,5 GHz hochtaktet. 

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Interessanterweise kamen unsere Foren-Leser relativ schnell auf den Grund, warum Kaby Lake nicht noch besser zu übertakten ist. Das Thermal Interface Material (TIM) zwischen dem CPU-Die und dem Heatspreader scheint hier nicht optimal zu sein, wie schon zu Tagen von Haswell und Devils Canyon. So erreichten einige Leser eine deutlich verbesserte Temperatur unter Last (ca. 20-25°C) und somit die Möglichkeit, die Spannung auch um 10 bis 40 mV zu verringern, wenn sie die CPU "köpften", also den Heatspreader entfernten. Das ist natürlich nicht für jedermann sinnvoll und kann auch schnell schiefgehen - aber auch wir konnten dies nachvollziehen, da fast alle unsere Core i7-7700K im Lastbetrieb ca. 70°C Package Temperatur aufwiesen, während ein Core i7-6700K mit knapp 58°C deutlich humaner lag:

Wärmeentwicklung

Package Temp Prime 95

70 XX


31 XX
61 XX


37 XX
58 XX


27 XX
54 XX


25 XX
52 XX


35 XX
50 XX


33 XX
49 XX


32 XX
41 XX


28 XX
° C
weniger ist besser

Insofern lässt sich festhalten, dass ein Core i7-7700K sicherlich mit etwas Glück 5 GHz erreichen kann, aber dies nicht garantiert ist - und man vielleicht auf ein Devils-Canyon-ähnliches Update von Intel hoffen kann. 


Für diesen CPU-Test haben wir unsere Testsysteme mal wieder etwas verändert - mit dem Hintergrund, dass wir nun auf jeden Fall auf Windows 10 64bit testen wollten. Also wurde im gleichen Atemzug auch eine neue Grafikkarte eingesetzt. Nicht umswitchen konnten wir jedoch beispielsweise unsere SSD, denn auch wenn M.2 heutzutage aktuell ist, wollen wir die Unterschiede beim Prozessor hervorheben und somit keine unterschiedlichen SSDs für ältere, nicht M.2-kompatible Systeme einsetzen.

Testsystem Core i7-7700K und Core i7-6700K (und Core i3-7350K):

Testsystem Core i7-6950X, Core i7-5960X und Core i7-5820K:

Testsystem Core i7-5775C und Core i5-4670K:

Für alle Systeme identisch:

Als Betriebssystem setzten wir Windows 10 64bit ein, sämtliche BIOS-Versionen wurden vor dem Testen auf ihren neuesten Stand gebracht und wir setzten auch die neuesten Treiber für die jeweiligen Komponenten ein. Die GeForce GTX 1060 lief mit dem Treiber in der Version 376.33.

 

Stromverbrauch

Seit Jahren verbessert Intel die Stromaufnahme der Prozessoren - nicht nur im Idle-Bereich, sondern auch unter Last. Auf der anderen Seite sind mehr Kerne und höhere Taktraten immer auch eine Ursache für einen höheren Verbrauch. Insofern hat sich gerade im Desktop-Bereich an der angegebenen TDP der Prozessoren nicht viel verändert. Wir messen immer den Gesamtstromverbrauch des Systems aus der Steckdose, also nicht nur die CPU-Stromaufnahme, sondern die sämtlicher Komponenten zuzüglich des Wirkungsgrades des Netzteils. 

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Beginnen wir mit der Idle-Stromaufnahme:

Leistungsaufnahme

Idle

Watt
weniger ist besser

Im Idle-Betrieb erreicht der Core i7-7700K durch diverse Stromsparfunktionen und eine niedrige Spannung die mittlerweile üblichen ca. 40 Watt für das Gesamtsystem. Eine Verbesserungen im Vergleich zum Core i7-6700K konnten wir nicht feststellen, aber diese war auch nicht zu erwarten, denn Intel hat weder an der Fertigungstechnik noch an der Architektur diesbezüglich etwas verbessert.

Weiter geht es mit der Stromaufnahme unter Cinebench 15R mit allen CPUs:

Leistungsaufnahme

Cinebench R15 – All CPUs

Watt
weniger ist besser

Hier liegt der Core i7700K nominal hinter dem Core i7-6700K, allerdings bietet er auch eine höhere Performance, da er eine höhere Taktfrequenz besitzt. Effektiv erreicht die CPU 8,94% mehr Performance bei 7,4% mehr Stromverbrauch - die Effizienz ist also minimal besser. 

Leistungsaufnahme

Prime 95

Watt
weniger ist besser

Bei Prime95 ist der Stromverbrauch limitiert - weshalb hier das Bild etwas verzerrt wird. Insofern sind hier keine großen Unterschiede zwischen Core i7-6700K und Core i7-7700K zu vermelden.

Letztendlich verhält sich der Core i7-7700K ähnlich wie ein Core i7-6700K mit etwas höherem Takt - was so zu erwarten war. 


Wir beginnen mit unseren Benchmarks - wie immer mit den reinen CPU-lastigen Benchmarks, bevor wir uns um die Spiele kümmern.

Cinebench R15

All CPUs

Punkte
mehr ist besser

PC Mark 08

Punkte
mehr ist besser

Sisoft Sandra 2016.SP1

CPU Arythmetik

MIPS
mehr ist besser

Sisoft Sandra 2016.SP1

Multimedia

MPIX/s
mehr ist besser

Sisoft Sandra 2016.SP1

Krypto

GB/s
mehr ist besser

Sisoft Sandra 2016.SP1

Memory

GB/s
mehr ist besser

POV Ray 3.7.0

Benchmark

Pixel/Sekunden
weniger ist besser

H.265

64 Bit

fps
mehr ist besser


Weiter geht es mit den CPU-Benchmarks:

Truecrypt 7.1a

Serpent Twofish AES

MB/s
mehr ist besser

wPrime 2.10

1024M

Sekunden
weniger ist besser

3DPM

1.03

Score
mehr ist besser

7-Zip 16.02

32 MB

MIPS
mehr ist besser

WinRAR

5.40D

Sekunden
weniger ist besser


Fehlen darf natürlich auch nicht der 3DMark, einmal mit der Gesamtscore und einmal mit der reinen CPU-Score:

3DMark Time Spy

DirectX 12 Gesamt

Punkte
mehr ist besser

3DMark Time Spy

DirectX 12 CPU

Punkte
mehr ist besser

Auch ein paar Java-Benchmarks haben wir durchgeführt:

Kraken

ms
weniger ist besser

WebXPRT 2015

Punkte
mehr ist besser

Jetstream

Punkte
mehr ist besser


Sofern nicht anderweitig angegeben haben wir die Spiele-Benchmarks alle mit Full-HD-Auflösung (1.920 x 1.080 Bildpunkten) durchgeführt und mit generell guten Details. Setzt man jedoch noch höhere Auflösungen ein, werden Spiele oft zu Grafikkarten-lastig, sodass die CPU nur noch sehr wenig Ausschlag gibt und dann kein sinnvoller Vergleich mehr möglich ist:

GTA V

1.920 x 1.080 – FxAA an

fps
mehr ist besser

F1 2015

1.920 x 1.080 – noAA, noAF

fps
mehr ist besser

Far Cry Primal

1.920 x 1.080

99 XX


73 XX
99 XX


76 XX
99 XX


79 XX
99 XX


70 XX
99 XX


79 XX
98 XX


68 XX
96 XX


76 XX
93 XX


62 XX
fps
mehr ist besser


Weiter geht es mit den Spielebenchmarks: 

Total War: Attila

1.920 x 1.080

fps
mehr ist besser

Hitman: Absolution

1.920 x 1.080

fps
mehr ist besser

Tomb Raider

1.920 x 1.080

fps
mehr ist besser


Wieder 10% mehr - entsprechendes hatten wir auch schon in unserem Test zum Core i7-6700K angemerkt, und eigentlich war das Fazit des Core i7-4770K im Generationenvergleich davor ähnlich. Vormals waren die Zugewinne von Sandy Bridge zu Ivy Bridge in unserem Test des Core i7-3770K ähnlich. Und Sandy Bridge stellte Intel bereits im Jahr 2011 vor - insofern hat Intel in sechs Jahren einen Performancegewinn von Sandy Bridge zu Ivy Bridge zu Haswell zu Skylake zu Kaby Lake von knapp 40% zu verzeichnen, wenn man die Leistungsentwicklungen einfach summieren würde. Sieht so ein innovatives Technologiesegment aus? Sicherlich nicht. 

Um das einmal in einen Vergleich zu setzen: Erinnern sich unsere Leser an die GeForce GTX 580? Oder an eine Radeon HD 6970? Entsprechende Grafikkarten waren im Jahr 2011 aktuell - aber heute würde sicherlich niemand mehr mit diesen ein Spiel zocken wollen. Während der Core i7-3770K also vielleicht sogar noch gerade so ausreicht für aktuelle Spiele und Anwendungen, hat man die Grafikkarte seit dem Jahr 2011 oftmals ersetzt. Der Prozessor wurde bei unseren enthusiastischen Lesern sicherlich eher zwangsweise mit ausgetauscht, weil man DDR4, SATA/6G, USB 3.0 oder eine M.2-SSD ebenso haben wollte. 

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Wieso ist es Intel also möglich, mit relativ kleinen Verbesserungen jahrelang ein Produkt am Markt zu haben, was trotzdem einen Marktanteil von fast 90% erreichen sollte? Die Antwort liegt in der Monopolstellung, denn weit und breit war bislang kein AMD-Prozessor in der Lage, den Intel-Modellen aus Performance-Sicht das Wasser zu reichen. Insofern verlangsamte sich der Absatz des kompletten PC-Marktes: Bis auf wenige Ausnahmen, beispielsweise Grafikkarten und SSDs, wirkte sich dies natürlich auf die Upgrade-Zyklen aus, die sich deutlich verlängerten. 

Technisch gesehen ist der Core i7-7700K einwandfrei: Intel fertigt ihn mit einer aktuellen und gewohnt hervorragenden Fertigungstechnik, er besitzt einwandfreie und effiziente Stromspartechniken, der Chipsatz ist solide und stabil, letztendlich ist auch die Performance schneller als die bisherigen Vierkern-Modelle von Intel. Er ist aktuell der beste Vierkern-Prozessor und aufgrund seines hohen Taktes auch der beste Prozessor für Spieler. Und er lässt sich marginal besser übertakten, auch wenn durch die Taktfrequenzsteigerung prozentual weniger Taktgewinn möglich ist. In der Theorie hat Intel also alles richtig gemacht: Wer sich im Januar 2017 einen PC kaufen will, der ist mit Kaby Lake auf der richtigen Seite. Nur so richtig sexy ist der Core i7-7700K nicht. 

Glücklicherweise könnte in diesem Jahr wieder etwas Musik in den CPU-Markt kommen: AMDs Ryzen-Prozessoren stehen kurz vor der Veröffentlichung und die ersten Benchmarks sehen durchaus brauchbar aus. Mit etwas Glück sind die Intel-Ingenieure also gezwungen, für die nachfolgenden Prozessormodelle etwas mehr als eine Verbesserung von nur 10 % zu erreichen. 

Positive Aspekte des Core i7-7700K:

Negative Aspekte des Core i7-7700K:

Persönliche Meinung

Es zeigt sich Hoffnung am Horizont, dass Intel demnächst wieder mehr machen muss, um in den Benchmarks unangefochten vorne zu bleiben. AMDs Ryzen sieht vielversprechend aus und kommt in Kürze auf den Markt. Wenn sich die Gerüchte bewahrheiten und das Produkt gut ist, hätten wir endlich wieder eine Konkurrenzsituation am Markt, den die komplette PC-Branche bitter benötigen würde. Ohne Innovation und Wettkampf um Marktanteile müssten wir uns auch wohl die nächsten Jahre immer mit 10-Prozent-Verbesserungen begnügen. (Dennis Bode)