Intel versucht aufzuholen: Core i9-10980XE mit 18 Kernen im Test

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core-i9-10980xeEs sind schwere Zeiten für Intel. Bei den Desktop-Prozessoren hält man sich nur noch durch die hohe Leistung der einzelnen Kerne vor allem in Spielen vor AMD. Den HEDT-Markt hat man durch die Ryzen-Threadripper-Prozessoren bereits verloren und nun legt AMD mit der dritten Generation der Ryzen-Threadripper-Prozessoren auch noch nach. Intels Konter in Form des Core i9-10980XE wollen wir uns heute im ausführlichen Test anschauen.

Intel hat das Embargo für den Core i9-10980XE vorgezogen. Im Laufe des Tages veröffentlichen wir aber auch unsere Benchmarks zu den neuen Ryzen-Threadripper-Prozessoren. Dementsprechend werden wir auch diesen Artikel mit den entsprechenden Werten aktualisieren, sobald uns dies erlaubt ist.

Im Frühjahr stellte Intel seine Xeon-Scalable-Prozessoren auf Basis der Cascade-Lake-Architektur vor. Die Änderungen in der Architektur beziehen sich weitestgehend auf die Serverplattform. Da wären die neuen Instruktionen für AI-Anwendungen alias DL-Boost, aber auch die Unterstützung für Optane DC Persistent Memory. Hinzu kommt eine höhere Flexibilität der einzelnen Modelle durch Resource Director und Speed Select. Auch eine Hardware-Mitigationen gegen bestimmte Sidechannel-Attacken hat Intel vorgenommen, wenngleich hier durch kürzlich erlangte Erkenntnisse einige Einschränkungen gemacht werden müssen.

Auf Cascade Lake als Architektur sind wir bereits genauer eingegangen. Zwei Xeon Platinum 8280 mit jeweils 28 Kernen haben wir in einigen Server-Anwendungen ebenfalls auf den Prüfstand gestellt.

Intel Core i9-10980XE
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Für die Endkunden-Umsetzung in Form von Cascade-Lake-X beschränkt sich Intel zunächst auf eine leichte Taktsteigerung durch eine weiter verbesserte Fertigung in 14 nm. Darüber hinaus hält Turbo Boost 3.0 nun mehr Kerne auf einem höheren Takt. Ansonsten bleibt es bei der Glacier-Falls-Plattform – wer bereits ein X299-Mainboard hat, kann dieses nach einem BIOS-Update auch für die neuen Prozessoren verwenden. Einige Mainboard-Hersteller haben aber auch neue Mainboards für diese Plattform vorgestellt, die vor allem im VRM-Bereich Verbesserungen vorzuweisen haben.

Die Modelle der Core-X-Prozessoren in der Übersicht
  Kerne / Threads Basis / All-Core / Turbo 2.0 / Turbo 3.0 Cache TDP Preis
Core i9-10980XE 18 / 36 3,0 / 3,8 / 4,6 / 4,8 GHz 24,75 MB 165 W ∼ 1.000 Euro
Core i9-10940X 14 / 28 3,3 / 4,1 / 4,6 / 4,8 GHz 19,25 MB 165 W ∼ 800 Euro
Core i9-10920X 12 / 24 3,5 / 4,3 / 4,6 / 4,8 GHz 19,25 MB 165 W ∼ 700 Euro
Core i9-10900X 10 / 20 3,7 / 4,3 / 4,5 / 4,7 GHz 19,25 MB 165 W ∼ 600 Euro
Ryzen Threadripper 3990X 64 / 128 - 256 MB 280 W -
Ryzen Threadripper 3970X 32 / 64 3,7 / 4,5 GHz 144 MB 280 W 1.999 USD
Ryzen Threadripper 3960X 24 / 48 3,8 / 4,5 GHz 140 MB 280 W 1.399 USD

Intel nimmt einige Änderungen in der Produktpalette vor. Einen 16-Kerner alias Core i9-10960X gibt es nicht mehr. Alle Modelle unterhalb des Core i9-10900X wurden gestrichen. Im gleichen Atemzug soll die Preisreduzierung der Prozessoren genannt werden. Intel hat aufgrund des Marktdrucks durch AMD die Preise seiner Core-X-Prozessoren halbiert. Der Core i9-10980XE kostet 1.000 Euro, der Core i9-10900X mit zehn Kernen 600 Euro.

Allerdings bekommt Intel nicht nur Druck durch die Ryzen-Threadripper-Prozessoren, sondern auch durch AMDs AM4-Plattform bzw. die neuen Modelle mit 12 (Ryzen 9 3900X) und 16 Kernen (Ryzen 9 3950X). Insofern wird es ein Core i9-10900X, Core i9-10920X und Core i9-10940X schwer haben, eine Rechtfertigungsgrundlage zu finden. Eigentlich bleiben hier fast nur das Quad-Channel-Speicherinterface und das Vorhandensein von einigen wenigen zusätzlichen, aber langsameren PCI-Express-Lanes. Der Prozessor bietet 44 PCI-Express-Lanes.

An Arbeitsspeicher hebt Intel die Spezifikationen auf DDR4-2933 an. Werden zwei DIMMs pro Speicherkanal verwendet, spricht Intel von DDR4-2666. Bis zu 256 GB werden nun unterstützt, was einer Verdopplung gegenüber Skylake-X entspricht. Zudem führt Intel Wi-Fi 6 und 2.5GbE auf. Beide Schnittstellen benötigen allerdings entsprechende Controller, die extern verbaut werden müssen.

Hinsichtlich der Hardware-Mitigationen schließt Intel mit Cascade Lake folgende Lücken:

Die Verbesserungen bei den Turbo-Taktraten wollen wir uns nun noch einmal genauer anschauen.

Turbo Boost Max Technology 3.0

Die Boost-Taktraten im Vergleich
Kerne  Core i9-9980XE Core i9-10980XE
NormalAVX2AVX512 NormalAVX2AVX512
1 4,5 GHz3,9 GHz3,7 GHz 4,8 GHz3,9 GHz3,7 GHz
2 4,5 GHz3,9 GHz3,7 GHz 4,8 GHz
3,9 GHz3,7 GHz
3 4,2 GHz3,7 GHz3,5 GHz 4,7 GHz3,7 GHz3,5 GHz
4 4,2 GHz3,7 GHz3,5 GHz 4,7 GHz
3,7 GHz3,5 GHz
5 4,1 GHz3,6 GHz3,4 GHz 4,3 GHz3,6 GHz3,4 GHz
6 4,1 GHz3,6 GHz3,4 GHz 4,3 GHz
3,6 GHz3,4 GHz
7 4,1 GHz3,6 GHz3,4 GHz 4,3 GHz
3,6 GHz3,4 GHz
8 4,1 GHz3,6 GHz3,4 GHz 4,3 GHz3,6 GHz3,4 GHz
9 4,1 GHz3,6 GHz3,2 GHz 4,3 GHz3,6 GHz3,2 GHz
10 4,1 GHz3,6 GHz3,2 GHz 4,3 GHz3,6 GHz3,2 GHz
11 4,1 GHz3,6 GHz3,2 GHz 4,3 GHz3,6 GHz3,2 GHz
12 4,1 GHz3,6 GHz3,2 GHz 4,3 GHz3,6 GHz3,2 GHz
13 3,9 GHz3,4 GHz2,9 GHz 3,9 GHz3,4 GHz2,9 GHz
14 3,9 GHz3,4 GHz2,9 GHz 3,9 GHz3,4 GHz
2,9 GHz
15 3,9 GHz3,4 GHz2,9 GHz 3,9 GHz3,4 GHz2,9 GHz
16 3,9 GHz3,4 GHz2,9 GHz 3,9 GHz3,4 GHz2,9 GHz
17 3,8 GHz3,3 GHz2,8 GHz 3,8 GHz3,3 GHz2,8 GHz
18 3,8 GHz3,3 GHz2,8 GHz 3,8 GHz3,3 GHz2,8 GHz

Mit den Cascade-Lake-X-Prozessoren bringt Intel die Turbo Boost Max Technology (TBMT) auf neue neue Stufe. Vier anstatt zwei Kerne werden als "superior cores" ausgewählt und arbeiten mit den höchsten Boost-Taktraten. Bei Broadwell-Prozessoren war es ein Kern und Skylake wählte zwei Kerne aus.

Intel teilt die vier schnellsten Kerne in zwei Gruppen ein. Die erste Gruppe kommt beim Core i9-10980XE auf einen maximalen Takt von 4,8 GHz, die zweite kommt auf 4,7 GHz. Ab dem fünften Kern bricht der Takt auf 4,3 GHz ein und wird dann mit immer mehr Kernen auf 3,8 GHz reduziert. Ab dem 13. Kern ist der Core i9-10980XE genauso schnell wie sein Vorgänger. Dafür gibt es bei wenigen genutzten Kernen einen deutlichen Vorteil. Leider kennen wir für den Core i9-10980XE noch nicht die Taktraten unter Verwendung von AVX und AVX512.

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Über die dazugehörige Software können manuell ausgewählten Programmen die entsprechenden Kerne zugewiesen werden. Dies ist aber nicht nur mit dem Core i9-10980XE möglich, sondern mit allen Prozessoren


Uns stand für die Tests der Ryzen-Prozessoren folgende Hardware zur Verfügung:

AMD Ryzen-3000-Serie:

AMD Ryzen-2000- und Ryzen-1000-Serie:

AMD Ryzen-Threadripper-Prozessoren 1. und 2. Generation:

AMD Ryzen Threadripper 3. Generation:

Intel LGA1151:

Intel LGA2066

Auf allen Systemen installiert ist ein Windows 10 in der Version 1903 mit allen Patches für die Sicherheitslücken. Außerdem installierten wir die aktuellen Chipsatz-Treiber für AMD und Intel. Der Chipsatz-Treiber in der Version 1.07.07.0725 von AMD unterstützt unter anderem das CPPC2 (Collaborative Processor Performance Control).

DDR-Taktraten für die Prozessoren
Prozessor Takt
Intel LGA1151 (aktuelle Core-Serie) DDR4-2666
Intel LGA2066 (bis 9. Generation) DDR4-2666
Intel LGA2066 (10.  Generation) DDR4-2933
AMD Ryzen 1. und 2. Generation DDR4-2933
AMD Ryzen 3. Generation DDR4-3200
AMD Ryzen Threadripper 1. und 2. Generation DDR4-2933
AMD Ryzen Threadripper 3. Generation DDR4-3200
AMD Ryzen-3000G-Serie DDR4-2933
AMD Athlon-Serie DDR4-2666

Wir verwenden zwar den Corsair Vengeance, der bis zu DDR4-3600 ermöglicht, die Prozessoren testen wir aber mit den DDR-Taktraten, mit denen die Speichercontroller ausgelegt sind. Obige Tabelle zeigt welche Taktraten jeweils gewählt wurden. In eventuellen Tests zur RAM-Skalierung wurden die Taktraten dann entsprechend angehoben.

CPU-Testsystem 2019
CPU-Testsystem 2019
CPU-Testsystem 2019
CPU-Testsystem 2019
CPU-Testsystem 2019
CPU-Testsystem 2019
CPU-Testsystem 2019
CPU-Testsystem 2019
CPU-Testsystem 2019
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Der Cinebench ist ein Klassiker um die Multi- und Single-Threaded-Leistung eines Prozessors zu beurteilen. Er skaliert auch über mehrere Dutzend Kerne noch ganz gut und zeigt über den Single-Threaded-Test auch die Single-Core-Leistung eines Prozessors auf.

Cinebench R20

Multi-Threaded

Punkte
Mehr ist besser

Cinebench R20

Single-Threaded

Punkte
Mehr ist besser


Über AIDA64 kann die Lese- und Schreibleistung des Arbeitsspeichers beurteilt werden. Außerdem wird die Kopierleistung aufgenommen und die Latenzen können gemessen werden.

AIDA64

Lese- und Schreibdurchsatz

86169XX


103360XX
73179XX


84455XX
68080XX


78476XX
67993XX


78229XX
67224XX


78025XX
47119XX


48801XX
47050XX


48617XX
43479XX


44190XX
43389XX


44360XX
40930XX


38820XX
40891XX


38775XX
40777XX


37858XX
40774XX


37452XX
40772XX


37887XX
40137XX


37968XX
32931XX


30798XX
25575XX


45993XX
25566XX


45984XX
25547XX


45755XX
25547XX


45752XX
MB/s
Mehr ist besser

AIDA64

Kopierdurchsatz

MB/s
Mehr ist besser

AIDA64

Speicherverzögerung

in ns
Weniger ist besser


Der Y-Cruncher berechnet PI auf auf die gewählte Stelle und verwendet dabei alle ihm zur Verfügung stehenden Kerne. Auch hier zeigt sich sehr gut, wie über die schiere Anzahl der Kerne gearbeitet werden kann. Digicortex simuliert die Synapsenaktivität des Gehirns einer Seegurke. Die Ausgabe erfolgt als Geschwindigkeit der Simulation als Echtzeit-Faktor.

Y-Cruncher

500M

Sekunden
Weniger ist besser

DigiCortex

Small 64 Bit

x real-time avg
Mehr ist besser


Blender, Corona und V-Ray sind allesamt Rendering-Benchmarks, die für Workstation-Anwendungen in diesem Bereich stehen. Üblicherweise skalieren diese Benchmarks allesamt ganz gut über die Anzahl der Kerne.

Blender

bmw27

Sekunden
Weniger ist besser

Blender

classroom

Sekunden
Weniger ist besser

V-Ray

Benchmark

Sekunden
Weniger ist besser

Corona

Benchmark

Sekunden
Weniger ist besser


In Handbrake haben wir ein 4K-Video in 1080p mit 60 Hz H.264 kodiert und die Zeit aufgenommen, die dazu benötigt wird. Über VeraCrypt schauen wir uns die AES-Leistung der Prozessoren an und 7-Zip zeigt die Leistung für die Dekomprimierung und Komprimierung von Daten auf.

Handbrake

UHD Demo Nature

Sekunden
Weniger ist besser

VeraCrypt

AES

GB/s
Mehr ist besser

7-Zip

32M - Dekomprimierung/Komprimierung

228522XX


159564XX
174980XX


78494XX
149543XX


114248XX
148907XX


110724XX
132728XX


78656XX
132475XX


107701XX
127279XX


101024XX
97951XX


68344XX
91749XX


63338XX
88484XX


57296XX
82603XX


55960XX
76693XX


46697XX
68815XX


51409XX
65966XX


49981XX
61276XX


47048XX
57826XX


46136XX
57541XX


46432XX
56667XX


37486XX
43159XX


35110XX
39357XX


32420XX
MIPS
Mehr ist besser

7-Zip

32M - Gesamtwertung

MIPS
Mehr ist besser


Für den Test der Compiling-Leistung haben wir den Mozilla Firefox in der aktuellen Version für den Desktop in 64 Bit compiled. Hier spielen die Single-Threaded- und die Multi-Threaded-Leistung eine Rolle, wobei ein Prozessor mit vielen Kernen deutliche Vorteile hat.

Compiling

Firefox-Browser

Sekunden
Weniger ist besser


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TimeSpy Extreme - CPU

Futuremark-Punkte
Mehr ist besser

UL 3DMark

TimeSpy Extreme - Graphics

Futuremark-Punkte
Mehr ist besser

UL 3DMark

TimeSpy Extreme - Overall

Futuremark-Punkte
Mehr ist besser


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Neben den Ice-Lake-Prozessoren sind solche auf Basis von Cascade Lake die einzigen, die DL-Boost per AVX-512 Vector Neural Network Instructions (AVX512VNNI) unterstützen. Diese neuen Instruktionen sollen entsprechende Anwendungen beschleunigt berechnen. Im Serverbereich gibt es bereits zahlreiche Anwendungsbereiche für DL-Boost, während es im Endkunden- bzw. Workstation-Segment jedoch noch ganz anders aussieht.

Eines vorweg: Einen Vergleich zu anderen Prozessoren können wir hier nicht bieten. Wir vergleichen also nur den Core i9-9980XE gegen den Core i9-10980XE. Dies liegt zum einen an der notwendigen Zeit für die Tests und zum anderen daran, dass wir sowohl den Renderer, als auch den Open Image Denoiser nicht auf einem AMD-System zum Laufen bekommen haben.

Für den Test haben wir die Moana-Island-Szene der Walt Disney Animation Studios per Raytracing berechnen lassen und mittels OSPRay bzw. Open Image Denoise ein Entrauschen darauf angewendet. Dies stellt eine typische Rechenaufgabe im Bereich des Film-Renderings dar. Wir haben zunächst die Zeit aufgezeichnet, die für das Ray Tracing benötigt wird. Die Auflösung des Bildes beträgt dabei 2.048 x 858 Pixel und das Path Tracing wurde in 64 Samples Per Pixel (SPP) durchgeführt. 

OSPRay und Open Image Denoise

Ray Tracing

Sekunden
Weniger ist besser

Dafür benötigen die beiden Core-i9-Prozessoren in etwa gleich lang, wobei der Core i9-10980XE etwas schneller ist. Um die Rechenzeit in einen Vergleich zu setzen: Verdoppeln wir die Auflösung und erhöhen die SPP auf 256, dauert die Berechnung eines Frames bereits mehrere Stunden.

OSPRay und Open Image Denoise

Entrauschen

Sekunden
Weniger ist besser

In einem weiteren Schritt wurde der Open Image Denoiser auf den Frame angewendet, um ein eventuelles Rauschen durch fehlende Samples zu entfernen. Je weniger Samples pro Pixel wir anwenden, desto größter ist das Rauschen im Bild. Der Open Image Denoiser entfernt dieses Rauschen und ersetzt die Informationen durch in einem Deep-Learning-Netzwerk trainierte Daten.

In der Dauer des Entrauschens kommt die DL-Boost-Beschleunigungen des Core i9-10980XE ins Spiel, denn das System erledigt das Entrauschen in 17,9 Sekunden, während der Core i9-9980XE mit 165,5 Sekunden fast die zehnfache Zeit benötigt.

OSPRay und Open Image Denoise

Ray Tracing und Entrauschen

Sekunden
Weniger ist besser

In der Kombination aus der Berechnung per Raytracing und dem Entrauschen ergibt sich die Berechnung des finalen Frames. Hier ist der Anteil der Raytracing-Berechnung natürlich am größten und die Entrauschen spart die Zeit im Gesamtrendering ein. Zwischen einem Core i9-9980XE und dem Core i9-10980XE liegen 156 Sekunden, die pro Frame eingespart werden.


Leistungsaufnahme

Nur CPU

in W
Weniger ist besser

Der Core i9-10980XE ist mit 193,7 W kein Sparfuchs, bietet dafür aber auch 18 Kerne. Ein Core i9-9900KS beispielsweise verbraucht sogar noch etwas mehr in der Spitze.

Leistungsaufnahme

Gesamtsystem

in W
Weniger ist besser

Auch in der Leistungsaufnahme des Gesamtsystems zeigt sich, dass der Core i9-10980XE eben seine Leistung benötigt, um die 18 Kerne auf Touren zu bringen.


Getestet haben wir den Core i9-10980XE mit DDR4-2933. Natürlich aber erlaubt der Speichercontroller auf den vier Speicherkanälen auch deutlich höhere Taktraten. Daher haben wir uns auch das Thema DRAM-Skalierung angeschaut.

AIDA64

Speicherverzögerung

in ns
Weniger ist besser

AIDA64

Lesedurchsatz

MB/s
Mehr ist besser

AIDA64

Schreibdurchsatz

MB/s
Mehr ist besser

Battlefield V

1.920 x 1.080

Bilder pro Sekunde
Mehr ist besser

The Division 2

1.920 x 1.080

Bilder pro Sekunde
Mehr ist besser

Für die höheren Speichertaktraten sehen wir die zu erwartenden Ergebnisse. Während die synthetischen Werte für den Speicherdurchsatz und die Latenzen fast proportional ansteigen, profitiert die Spieleleistung aber in einem deutlich geringeren Umfang. Aber auch wenn Intel nun DDR4-2933 unterstützt, es lohnt sich das XMP-Profil oder eine manuelle Einstellung für den Speichertakt ins Auge zu fassen.


Beim Overclocking konnten wir uns ganz gut an den Werten zum Core i9-9980XE orientieren. Auch wenn per Turbo-Boost für vier Kerne schon 4,8 GHz erreicht werden, Ziel des Overclockings war es nun, den Takt aller Kerne auf ein möglichst hohes Niveau zu bringen.

Wir konnten den Core i9-10980XE auf einen All-Core-Takt von 4,6 GHz anheben. Dazu mussten wir die Spannung auf 1,25 V anheben und zudem den Multiplikator für das Mesh auf x30 setzen. Außerdem mussten wir die Mesh-Spannung auf 1,1 V setzen.

Cinebench R20

Multi-Threaded

Punkte
Mehr ist besser

Cinebench R20

Single-Threaded

Punkte
Mehr ist besser

V-Ray

Benchmark

Sekunden
Weniger ist besser

UL 3DMark

TimeSpy Extreme - CPU

Futuremark-Punkte
Mehr ist besser

Battlefield V

1.920 x 1.080

Bilder pro Sekunde
Mehr ist besser

Leistungsaufnahme

Nur CPU

in W
Weniger ist besser

Für Multi-Threaded-Anwendungen steigt die Leistung bei 4,6 GHz um etwa 15 % an. Etwas weniger hoch ist der Leistungsgewinn bei den Spielen, da der Core i9-10980XE über den Boost-Mechanismus schon sehr hoch taktet, wenn nicht alle Kerne verwendet werden. Allerdings muss man dabei auch sehen, dass die Leistungsaufnahme von 193,7 W auf fast 400 W ansteigt – das ist schlichtweg eine gute Verdopplung.


Für eine Kaufentscheidung sicherlich nicht unwichtig ist das Verhältnis aus Leistung pro Watt und Leistung pro Euro. Daher haben wir uns auch dies angeschaut.

Multi-Threaded-Leistung pro Watt

Cinebench nT