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Leistungsaufnahme: Equipment und Standardtakt

Haswell-E ist da: Core i7-5960X, i7-5930K und i7-5820K im Test
Von , Chris Angelini, Kai Tubbesing, Gerald Strömer

Testaufbau und Messgeräte

In unserem deutschen Labor haben wir keinen Aufwand gescheut, alle Kabel für die direkte Messung am Mainboard entsleevt und das Mainboard etwas modifiziert. Nun haben wir die exakt gleichen Messmöglichkeiten wie bei den Grafikkarten, die auf dem schnellen Mehrkanal-Speicheroszillografen HAMEG HMO 3054 und geeigneten Stromzangenadaptern vom selben Hersteller basieren.

Kommen wir zunächst zur Leistungsaufnahme, die wir zweigleisig messen. Zum einen natürlich der tatsächliche Input, der am Mainboard für die CPU anfällt, und zusätzlich über die Auswertung der VR-Daten noch die Leistungsaufnahme der CPU direkt. Das gestattet es uns auch, erstmalig die Verluste zu ermitteln, die an den Spannungswandlern anfallen - diese sind nämlich nicht von schlechten Eltern. Daher wollen wir dieser Problematik sogar mit Hilfe der Infrarot-Aufzeichnung ein wenig Nachdruck verleihen. Doch zu dieser neuen Möglichkeit gleich mehr.

Test system
Test system:
Intel Core i7 5960X
MSI X99 Gaming 7
16GB G.Skill Ripjaws DDR4 2666 (4 x 4GB)
Samsung 850 EVO 512 GB
Raijintek Water Cooling
Be Quiet Dark Power Pro 1200W
Microcool Banchetto 101
Test method:
No contact current measurement at all rails
Voltage measurement
IR real-time monitoring
Equipment:
1 x HAMEG HMO 3054, 500 MHz four-channel oscilloscope
4 x HAMEG HZO50 current probe
4 x HAMEG HZ355 (10:1 probe, 500 MHz)
1 x HAMEG HMC 8012 DSO
1 x Optris PI450 80Hz Infrared Camera + PI Connect

Infrarot-Messungen mit der Optris PI450

Jetzt wird es hochinteressant, denn wir verwenden zum Gegentest dessen, was uns die Sensoren liefern, mit der PI450 eine von Optris speziell für die Prozessüberwachung entwickelte Infrarotkamera.

Mit einer Rate von 80 Hz liefert sie uns Echtzeit Wärmebilder in Höchstgeschwindigkeit, die via USB auf ein separates System übertragen werden, so dass wir diese Vorschau auch als Video aufzeichnen können. Mit einer thermischen Empfindlichkeit von 40 mK eignet sie sich speziell zur Erkennung minimaler Temperaturunterschiede, was uns natürlich sehr entgegenkommt.

Da wir das Testsystem für die höhere Übertaktbarkeit mit der neuen Triton, einer leistungsstarken und nachfüllbaren Kompaktwasserkühlung von Raijintek mit 240mm-Radiator betreiben, interessiert uns natürlich auch die Wassertemperatur, die nach dem Aufheizungsprozess einen fast konstanten Wert besitzt:

Nach dem Anbringen zweier Winkel an der Banchetto 101 können wir das System auch hochkant aufstellen, so dass wir interessante Videos von der Rückseite des Mainboards machen können. Dazu lassen wir für jede verwendete Taktstufe jeweils 20 Minuten HD-Videomaterial per Zeitraffer in nur zwei Minuten ablaufen. Wir erfassen hierbei die Rückseite des CPU-Sockels und der Spannungswandler, um die Wärmeentwicklung und -weiterleitung zu dokumentieren.

Da derartige Bilder und Videos bisher nur sehr selten zu sehen waren, haben wir diesem Part mit Absicht etwas mehr Raum gegeben.

Intel Core i7-5960X bei 3,0 GHz mit Turbo

1. Kernspannung (Vcore)

Zunächst betrachten wir die Werte für die anliegende Kernspannung, die von den VRM (Voltage Regulator Module, Spannungsregler) bereitgestellt wird, denn exakt diese Spannung entscheidet am Ende ja auch über Leistungsaufnahme und anfallende Abwärme. Mit durchschnittlich 1,0 Volt liegt diese Spannung etwas über dem, was im Mainboard voreingestellt wurde. Allerdings laufen die Kerne im Durchschnitt ja auch mit 3,2 GHz, so dass wir hier eine leichte Anhebung locker verschmerzen können:

2. Leistungsaufnahme

Vergleichen wir nun die am Sensor der VR (Voltage Regulator, Spannungsregler) ausgelesenen Werte mit denen, die wir parallel an der Zuführung zum Mainboard gemessen haben, und kalkulieren daraus auch die entstehenden Verluste, die nicht der CPU anzulasten sind. Wichtig ist nämlich, dass man später all diese Wandlerverluste bei der optimalen Dimensionierung eines Systems mit einbeziehen muss:

Mit 15 Watt im Idle (mit Spannungswandlerverlusten 19 Watt) und 93 Watt unter Last (mit Spannungswandlerverlusten 106 Watt) sieht der 8-Kerner noch ganz gut aus.

Power Consumption
Idle
Average
100% Load
Max
100% Load
Average
CPU 12V-In:19 Watts
122 Watts
106 Watts
CPU Package:
15 Watts96 Watts
93 Watts
VR Loss:
4 Watts26 Watts
13 Watts

3. Temperaturen

Die Temperaturen sind im Idle-Betrieb - auch dank der Wasserkühlung - erfreulich niedrig: 32°C für Tpackage (Sockel) und durchschnittlich 27°C Kerntemperatur (also nur fünf Kelvin über Raumtemperatur) sind nicht verkehrt. Unter Last sieht die Lage ähnlich gut aus:

Werfen wir nun noch einen Bick auf das eingangs erwähnte Zeitraffer-Video:

Heating Up Intel Core i7 5960X 3.0 GHz - 2 MinutesTime Lapse x10 (20 Minutes Burn-In)

Temperature T
Idle
100% Load
Out Max.
100% Load
Average (heated-up)
Core:
27°C
44°C
41°C
Package:
27°C
45°C
n/a
Water (In/Out):
24°C/27°C
31°C
n/a
VR:
34°C
44°C
n/a

Was aber passiert, wenn man die CPU übertaktet und wie viel kann man mit zwei Kernen weniger vielleicht sogar einsparen? Dies werden wir nun in den einzelnen Übertaktungsschritten ausloten.

Für einen 8-Kern-Prozessor, der es schafft, selbst bei allen ausgelasteten Kernen noch stabil mit 3,2 GHz zu takten, sind die ermittelten 93 Watt (mit Spannungswandlerverlusten 106 Watt) sicher kein schlechter Wert.

Setzt man Leistungsaufnahme und Performance ins Verhältnis, dann erhalt man ein interessantes Angebot für den semi-professionellen Bereich, wo Rechenaufgaben nicht von Grafikkarten übernommen werden können.

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Beispiel: Notebook, Festplatte, Speicher

Alle 40 Kommentare anzeigen.
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  • fffcmad , 29. August 2014 18:22
    Mich wuerde interessieren wie sich die neuen CPUs schlagen wuerden, wenn das Multithreading nicht durch den traegen RAM ausgebremst werden wuerde. Ich denke mal mehr als DDR4 2666 bekommt ihr wohl nicht hin, weil die Straps dafuer nicht hinterlegt worden sind. Man sollte vom ersten DDR4 Speichercontroller nicht erwarten, das er Berge sprengt.
  • FormatC , 29. August 2014 18:37
    Ich war weit über 3000 ;)  Aber nur just4fun.
  • Derfnam , 29. August 2014 18:44
    Kommen auch Grafiken?
  • FormatC , 29. August 2014 18:52
    Ja, sind im Anflug :D 
  • fffcmad , 29. August 2014 19:53
    Joa, aber nur indem du den BCL hochgezogen hast?
  • FormatC , 29. August 2014 20:00
    Das musst Du sowieso
    125 reicht aber.
  • fffcmad , 29. August 2014 21:14
    Deswegen haben die dann wohl funktioniert, weil die Straps vielleicht gepasst haben. Hat das Uebertakten des Speichercontrollers ueberhaupt was gebracht? Kann ich mir irgendwie nicht vorstellen.
  • alterSack66 , 29. August 2014 21:55
    Mich wundert das Ergebnis des i7-4790K bei BF 4 etwas. Aber grundsätzlich brauchts in nen Gamer-PC die teueren CPUs nicht.
  • numerobis , 29. August 2014 22:36
    Super Test! Danke!
  • drno , 30. August 2014 04:08
    Wofür das Ganze? Damit irgendwelche überflüssig fette Bloatware noch passabel den Hintern auf den Kisten schwingen kann? Leider - das ist hier nicht nur ausschließlich meine Befürchtung - läutet eine neue Runde an Hardware Power stets auch eine neue Runde an Software-Debakel ein, wobei das üppigst versionierte Debakel in spätestens 3 Jahren wieder gewonnen haben dürfte. Es lassen sich auch alte Kisten jahrelang in Betrieb halten, siehe E6600 und Co. wenn man seinen SW-Kram im Griff hält.
    Bevor ich es vergesse: Die geballt emsige Journalisten Power hat wieder mal eine gute Arbeit abgeliefert! Ebenfalls Danke!
  • tobinho , 30. August 2014 16:31
    Gott sei Dank ein Test mit allen drei "neuen" Varianten, damit die Gamer sehen können, dass der Takt bei Games nach wie vor wichtiger ist, als die Anzahl der Kerne. Je mehr ich zum Gaming dazunehme, also Streamen, Gameplay Editing und das am besten gleichzeitig, desto mehr Geld muss ich ausgeben und desto eher muss ich mich mit Flüssigkühlung auseinandersetzen.
  • Derfnam , 30. August 2014 17:42
    Das mit den Kernen ist weiterhin klar (ziemlich jedenfalls, HT zB kann durchaus was bringen, wenn auch noch selten), aber dem Taktargumernt möchte ich widersprechen, tobinho: der 4790K mit 4 GHz Werkstakt müßte demnach ja in allen Spielebenches vorne sein, recht weit sogar, aber dem ist bei weitem nicht so.
  • alterSack66 , 30. August 2014 19:38
    Wenn ich mir die min. FPS ansehe lohnt sich der Aufpreis eher nicht. Die max. FPS sind ja egal. Also mir zumindest.
  • drno , 30. August 2014 20:59
    Man soll schon genau überlegen ob man auf den 2011-3 Sockel draufsteigt und dafür dann überall ein Aufgeld akzeptiert. Immerhin sind die Kerne mit dem Die verlötet.
  • alterSack66 , 30. August 2014 21:01
    Mir reicht meine Sandy :love:  noch. Wüsste nicht wozu ich derzeit noch mehr Leistung brauche. Und wenn doch gehts halt auf 4,5 GHz.
  • derGhostrider , 31. August 2014 10:22
    Seite 12:
    Der "Graph", also diese drei gepfuschten in einem, lassen mir bittere Tränen über die Wangen laufen.

    Das hätte EINE 3D-Fläche sein müssen, nicht drei 2D-Graphen in einer Zeichnung, wobei die Darstellung der Taktrate, die bereits die Achsenbeschriftung stellt, haarsträubend ist.
    Gibt es denn bei euch KEINEN klassischen Naturwissenschaftler oder gar Mathematiker?

    Der Test ist ganz nett - für mich jedoch zu OC-lastig.
  • FormatC , 31. August 2014 12:00
    Es sind 3 ganz normale 2D-Graphen (alles Prozente), die lediglich eine Drehung bekommen haben. Viel mehr kann Excel auch nicht. Noch nicht mal individualisierte Achsenbeschriftungen im Winkel.

    Unterschiedliche Einheiten hätte ich bestimmt nicht vermischt. :) 
  • derGhostrider , 31. August 2014 17:11
    Zitat :
    Es sind 3 ganz normale 2D-Graphen

    EBEN! Das hätte man auch in einen Graphen stecken können, so, wie es die Überschrift zum Graphen auch erwarten lässt.

    Drei Werte, drei Koordinaten pro Punkt
    x,y,z -> Das hätte das Ergebnis gebracht. Ihr müsst ja immer einzelne Messpunkte mit sinnfreien Linien verbinden (damit es hübscher aussieht), aber so hätte es dann eine krakelige Linie im 3D-Koordinatensystem gegeben.

    Zitat :
    Viel mehr kann Excel auch nicht.
    Ach, bitte! Solche Behauptungen sind doch wirklich für die Füße! Hier, schnell zusammengefummelt:


    Das ist eine 3D-Fläche. Soviele Messpunkt hättet ihr gar nicht gehabt, bei euch wäre es noch einfacher gewesen.
  • tobinho , 31. August 2014 17:43
    Zitat :
    Das mit den Kernen ist weiterhin klar (ziemlich jedenfalls, HT zB kann durchaus was bringen, wenn auch noch selten), aber dem Taktargumernt möchte ich widersprechen, tobinho: der 4790K mit 4 GHz Werkstakt müßte demnach ja in allen Spielebenches vorne sein, recht weit sogar, aber dem ist bei weitem nicht so.


    Das stimmt! Also möchte ich hiermit offiziell den ganzen Test in Frage stellen! Aber: Derfnam ist Schuld! ;) 
  • Derfnam , 31. August 2014 17:51
    Maximal Schuldner^^. Bei CB sieht das übrigens ähnlich aus:
    http://www.computerbase.de/2014-08/intel-core-i7-5820k-5960x-haswell-e-test/5/
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