Seite 12: Eine Analyse von PL1, PL2 und Tau

Auf der ersten Seite haben wir uns bereits mit den Themen PL1, PL2 und Tau beschäftigt. Nun wollen wir noch einmal genauer auf die Zahlen schauen. Dazu haben wir im BIOS die Einstellungen derart gesetzt, dass der Core i9-9900KS mit den von Intel gemachten Vorgaben, unlimitiert und mit den MCE laufen muss.

Zunächst schauen wir auf die Package Power, also den Verbrauch des Prozessors. Obwohl wir das PL2 nur für acht Sekunden laufen lassen wollen, dauert es einige Zeit, bis vom PL2 mit 159 W auf das PL1 mit 127 W gewechselt wird. Nach etwa 28 Sekunden ist dies der Fall. Hier könnten die geänderten Spezifikationen für Tau uns Spiel kommen. Was die Ursache dafür ist, wissen wir nicht. Mit aktiviertem MCE bleibt das PL2 mit 159 W einfach bestehen und so zeigt sich dies auch im Log.

Lassen wir dem Core i9-9900KS freien Lauf, findet keine Limitierung über die TDP mehr statt. Dementsprechend messen wir Werte von etwa 220 W. Die Kurve schwankt am Anfang noch etwas, stabilisiert sich dann aber. Die Spannungsversorgung des ASRock Z390 Taichi läuft am Limit – ebenso wie der Prozessor mit Temperaturen von über 90 °C.

Das Plus an Leistung entwickelt sich natürlich über einen höheren Takt. Sind die von Intel gemachten Vorgaben eingestellt, arbeitet der Core i9-9900KS zunächst immer mal wieder mit 5 GHz. Nach acht Sekunden setzt eine Drosselung ein und der Takt wird stetig reduziert. Nach 36 bis 37 Sekunden arbeitet der Prozessor nur noch mit etwa 4,5 GHz – ist dann jedoch auf 127 W limitiert, wie wir eben gesehen haben.

Wird das MCE aktiviert, erreicht der Core i9-9900KS zu Beginn immer mal wieder die 5 GHz, aber weniger beständig als ohne MCE. Dort, wo der Prozessor innerhalb der Spezifikationen aber stärker eingebremst wird, verbleibt er schlussendlich bei 4,8 GHz. Hier schauen wir uns die Taktung ohne Limitierungen an. Durchgängig läuft der Core i9-9900KS mit 5 GHz auch über eine längere Zeit. Unseren Compile-Benchmark arbeitet der Prozessor in etwa 20 Minuten ab und verbleibt dabei beständig auf 5 GHz auf allen Kernen.

Man muss sich also je nach Mainboard genau anschauen, welche Einstellungen im BIOS bereits gesetzt sind und wie diese nach dem gewünschten Verhalten geändert werden können. Intel schreibt eine TDP von 127 W auf den Core i9-9900KS vor – dass es mehr sind, dürfte den meisten inzwischen klar sein, dass wir aber von beständigen 200 W und mehr sprechen, damit hat sicherlich nicht jeder gerechnet.

Power Limits und AVX

Der Core i9-9900KS erreicht die 5 GHz auch unter Verwendung von AVX (AVX und AVX2), wenn man dem Prozessor über das BIOS freien Lauf gibt. Dann genehmigt er sich allerdings noch einmal ein paar Watt mehr.

Gegenüberstellung der AVX-Taktraten des Core i9-9900KS

Verbrauch TaktSpannungTemperatur
Core i9-9900KS (unlimitiert) - ohne AVX 227,1 W 5 GHz1,287 V95 - 110 °C
Core i9-9900KS (unlimitiert) - mit AVX/AVX2 270,4 W 5 GHz1,262 V110 - 115°C
Core i9-9900KS (127 W) - ohne AVX 127,5 W 4,4 GHz1,115 V75 - 80 °C
Core i9-9900KS (127 W) - mit AVX/AVX 127,3 W 4,1 GHz1,146 V75 - 80 °C

Ohne Einschränkungen arbeitet der Core i9-9900KS auch mit AVX/AVX2 mit den vollen 5 GHz, verbraucht dann aber noch einmal mehr als 40 W mehr. Die Temperaturen steigen dementsprechend an. 115 °C sind sicherlich keine gesunden Temperaturen für einen dauerhaften Betrieb. Bremst man den Core i9-9900KS auf 127 W ein, erreicht der Prozessor auch nicht mehr die 5 GHz, schon gar nicht mit AVX/AVX2.