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Intel Core i9-11900K im Test: Der Letzte seiner Art

Das Achtkern-Flaggschiff von Rocket Lake-S
Mit Rocket Lake-S bringt Intel ein letztes Mal Prozessoren mit 14-Nanometer-Fertigung auf den Markt. Einige Neuerungen gibt es, aber lohnt sich das neue Flaggschiff im Vergleich zum Vorgänger und der AMD-Konkurrenz? Wir haben den Core i9-11900K getestet.

Einleitung

Intels elfte Prozessorgeneration für Desktop-Computer hört auf den Codenamen Rocket Lake-S und wurde am 16. März 2020 vorgestellt. Ein letztes Mal hält der Hersteller an der 14-Nanometer-Fertigung fest. Seit Broadwell (fünfte Gen.) aus 2014 weisen die Desktop-Prozessoren Intels diese Strukturgröße auf. Der Broadwell-Nachfolger Skylake (sechste Gen.) führte zudem eine CPU-Architektur ein, die Intel seitdem mitsamt des Fertigungsverfahrens stets optimierte, aber nie ablöste. Jetzt ist Rocket Lake da – was hat sich geändert? Der Hersteller steht mittlerweile stark unter Zugzwang, denn die Marktanteile schwinden spürbar seit AMDs Ryzen-Serie, die dank effizienterer Fertigung mit jeder Generation deutliche Verbesserungen verbuchen konnte.

Gleichzeitig verzögerte sich bei Intels Fabriken der Wechsel zur Zehn-Nanometer-Produktion. Im Notebook-Segment ist diese seit Ende 2019 angelaufen und in der zweiten Jahreshälfte 2020 soll mit Alder Lake auch die erste Desktop-Serie von Intel mit zehn Nanometern vom Band laufen. Die elfte und zwölfte Desktop-Generation trennen also nicht wie gewohnt rund ein Jahr, sondern voraussichtlich nur circa sechs Monate.

Böse Zungen würden behaupten, dass Rocket Lake von vornherein ein wenig verheißungsvoller Lückenfüller war, allerdings spielt die globale Chipknappheit Intel in die Karten, da der Hersteller in seinen Fabriken weiterhin problemlos mit dem 14-Nanometer-Verfahren produzieren kann. Zudem verabschiedet man sich von der Skylake-Architektur und ersetzt sie durch eine 10-Nanometer-Rückportierung aus dem Notebook-Bereich. Steckt also mehr hinter neuen Prozessorserie, als gedacht? Dies ergründen wir im folgenden Testbericht.

Neuerungen: Prozessor und Chipsätze

Rocket Lake-S umfasst 19 Prozessormodelle, setzt wie Comet Lake-S auf den Sockel LGA 1200. An der Spitze der neuen Serie steht der Core i9-11900K. Die Boost-Taktraten des neuen Topmodells haben sich im Vergleich zum Core i9-10900K nicht verändert, aber der Basistakt fällt um 200 Megahertz niedriger aus. Zudem bietet die CPU nicht mehr zehn, sondern acht Rechenkerne und dementsprechend 16 anstatt 20 Threads. Schuld an der verringerten Kernanzahl ist Intel zufolge Platzmangel auf dem Die wegen der neuen Architektur. Sowohl die CPU-Architektur Cypress Cove als auch die Grafikarchtektur Xe-LP sind nämlich Rückportierungen von Zehn-Nanometer-Technik auf 14 Nanometer.

Der Basistakt des Core i9-11900K beträgt 3,5 Gigahertz und mittels Thermal Velocity Boost (TVB) steigt der Takt bei einer Temperatur von 70 Grad oder niedriger auf bis zu 5,3 Gigahertz. Ansonsten sind es maximal 5,2 Gigahertz auf zwei Kernen mit Turbo Boost Max 3.0. Der All-Core-Turbo beträgt bis zu 4,7 Gigahertz, beziehungsweise 4,8 Gigahertz mit TVB. Neu hinzugekommen ist der sogenannte Adaptive Boost, den es nur beim neuen Core i9-11900K(F) gibt. Dadurch steigt “opportunistisch” neben dem Turbo-Boost der zwei favorisierten Kerne der Takt der restlichen Kerne auf höchstens 5,1 Gigahertz.

Dies erfolgt innerhalb des regulären Temperaturlimits, also bis zu einer CPU-Temperatur von 100 Grad. Wie schon bei Turbo-Boost Max 3.0 und TVB ist dies ein automatischer Prozess, der neben der Kernauslastung auch von dem Spielraum der Stromversorgung und Kühlung abhängig ist. Intel betrachtet die Nutzung von Adaptive Boost als “innerhalb der Spezifikation” und somit nicht als Overclocking, was außerhalb der Garantie wäre. Adaptive Boost lässt sich im BIOS aktivieren. Der Hersteller dürfte dies ermöglicht haben, um einen Mehrwert zum Core i9-10900K (Test) zu schaffen und gleichzeitig das neue Flaggschiff mehr vom sehr ähnlichen Core i7-11700K abzugrenzen. Abseits geringfügiger Taktunterschiede und einer kaum bemerkenswerten Speichercontroller-Einschränkung trennt die zwei Prozessoren nämlich sonst nur die Preisdifferenz von 130 Euro.

Die neue CPU-Architektur namens Cypress Cove ist grundlegend Sunny Cove. Letzteres kam Ende 2019 in Intels Ice-Lake-Serie der zehnten Notebook-Prozessorgeneration zum Einsatz, welche mit zehn Nanometern gefertigt wurde. Zu diesem Zeitpunkt hatte der geplante Umstieg der Desktop-Prozessoren auf zehn Nanometer bereits Verzug und die Entwickler bei Intel mussten für die unsichere Zukunft vorausplanen. Aufgrund der bis heute andauernden Verzögerung entstand mit Cypress Cove eine Rückportierung von Sunny Cove auf eine 14-Nanometer-Strukturgröße. Da die Architektur nicht für 14 Nanometer entworfen wurde, fällt alles größer und energiehungriger aus als gedacht. Für zehn Kerne gab es deshalb schlichtweg keinen Platz mehr und wenn doch, hätte dies die anvisierten Power- sowie Temperaturlimits vermutlich gesprengt. Trotz dieser 20-prozentigen Reduktion von potenzieller Rechenleistung zeigt sich Intel optimistisch und spricht von einer durchschnittlich 19-prozentigen Leistungssteigerung gegenüber der Vorgängergeneration.

Des Weiteren soll die neue Grafiktechnologie Intel Xe, in Rocket Lake bekannt als Intel UHD Grafik 750 (32 EUs), bis zu 50 Prozent mehr Grafikleistung als zuvor bieten. Neben HDMI 2.0 bietet die iGPU auch verbessertes Media-Decoding für AV1 mit zehn Bit und HEVC mit zwölf Bit in bis zu 4K/60. Die CPU weist nun 20 PCIe-4.0-Lanes auf, 16 Stück für Grafikkarten und vier für neue SSDs. AVX-512 und Intel Deep Learning Boost (VNNI) sind ebenfalls bei Rocket Lake enthalten.

Die Prozessormodelle der elften Generation funktionieren neben den 500er-Chipsätzen auch mit den letztjährigen Chipsätzen Z490 und H470, nicht aber mit B460 und H410. Die neuen Chipsätze weisen erneut nur PCIe 3.0 auf, aber Z590 und H570 sind nun per DMI-x8-Link angebunden. Einige Z490-Mainboards sind allerdings schon für PCIe 4.0 ausgelegt, weshalb nach einem BIOS-Update eine Rocket-Lake-CPU auch hier die neuere Schnittstelle nutzen kann. Hinsichtlich der Arbeitsspeichergeschwindigkeit wird nativ DDR4-3.200 geboten, der Speichercontroller läuft dann aber nur beim Core i9-11900K(F) mit vollem Takt. Bei den anderen Rocket-Lake-Modellen geht DDR4-3.200 mit halbem Speichercontrollertakt einher (Gear 2). Den vollen Controllertakt (Gear 1) gibt es sonst nur mit DDR4-2.933. Arbeitsspeicher-Overclocking ist nicht nur mit Z590 (und Z490) möglich, sondern zudem mit H570 und B560. Weiterhin lässt sich der CPU-Multiplikator aber nur auf Mainboards mit Z-Chipsatz anpassen. Übertakter erhalten obendrein mehr Möglichkeiten und eine neue Intel-XTU-Oberfläche. Der Arbeitsspeichertakt lässt sich neuerdings sogar in Echtzeit, also in Windows, auf Wunsch verändern.

Zu den Neuerungen von Z590 zählen übrigens noch USB 3.2 Gen 2×2 (früher: USB 3.2, bis zu 20 Gigabit pro Sekunde) und Thunderbolt 4. Wi-Fi 6E ist dank Zusatz-Controller nun ebenfalls häufiger in Mainboards vorhanden. Der Chipsatz supportet 24 PCIe-3.0-Lanes, also bietet die Plattform insgesamt bis zu 44 PCIe-Lanes. Da sich die Mainboards aus 2020 und 2021 den gleichen Sockel teilen, funktionieren Prozessoren der zehnten Generation auch auf neuen Z590-Platinen, können aber nicht PCIe 4.0 nutzen.

Details zum Asus ROG Maximus XIII Hero

Das Asus ROG Maximus XIII Hero zählt zu den neuen Z590-Mainboards und kostet offiziell 505 Euro. Zum Testzeitpunkt ist es bereits für 470 Euro erhältlich. Im Z590-Portfolio von Asus unterliegt es lediglich dem weitaus teureren Extreme und Extreme Glacial.

Die Platine ist überwiegend schwarz gehalten und mit dunkelgrauen Akzenten versehen. Auf der I/O-Abdeckung und der Chipsatz-Abdeckung befindet sich eine steuerbare RGB-Beleuchtung. Das Design ähnelt insgesamt dem Vorgängermodell Maximus XII Hero. Asus verbaut zahlreiche Kühlkörper auf dem ATX-Mainboard, etwa oberhalb sowie links neben dem Sockel und bei allen M.2-Steckplätzen. Hinsichtlich der Stromversorgung bietet das Maximus XIII Hero 14 + 2 Leistungsstufen und zwei Acht-Pin-Stecker für den Prozessor. Die wichtigsten Eigenschaften listen wir nachfolgend auf:

 

Die oberen beiden PCIe-x16-Slots sind durch Metall verstärkt und wie die zwei obersten M.2-Slots per PCIe 4.0 angebunden. Die vier Arbeitsspeicher-Steckplätze sind für DDR4-Module ausgelegt, die Asus zufolge per XMP bis zu 5.333 Megahertz erreichen können. Unsere vier Testmodule mit 4.133 Megahertz liefen mit dem Core i9-10900K einwandfrei, mit der Nachfolger-CPU allerdings nur mit 4.000 Megahertz stabil. Wir vermuten diesbezüglich allerdings ein Firmware-Problem, das in Kürze behoben sein dürfte.

Bei den hinteren Anschlüssen ist hervorzuheben, dass der Hersteller hier zweimal Thunderbolt 4 sowie zweimal 2,5-Gigabit-Ethernet integriert und das Mainboard sogar Wi-Fi 6E beherrscht. Die sechs schnellen USB-3.1-Anschlüsse (max. zehn Gbit/s) und der USB-C-Frontheader sind ebenfalls lobenswert. In unserem Hands-On-Video zeigt Marcel die einzelnen Anschlüsse und Eigenschaften genau auf.


Außerdem sei erwähnt, dass die drei Gehäuselüfteranschlüsse HydraNode unterstützen. Damit könnt ihr pro Header bis zu drei kompatible Lüfter “verketten” und sie dennoch einzeln per PWM ansteuern. Entsprechende Lüftermodelle von etwa Bitfenix und Silverstone sind bereits auf dem Markt.

Mainboards
Allround-PC.com Award
03/2021
Asus ROG Maximus XIII Hero
Empfehlung

Pro

  • viele Anschlussmöglichkeiten, vor allem hinten
  • zweimal 2,5G-Ethernet, Wi-Fi 6E und zweimal Thunderbolt 4
  • zwei der vier M.2-Slots mit PCIe 4.0
  • hochwertiges Design mit guter Kühlung

Contra

  • sehr teuer
  • kein 5G-Ethernet
  • „nur“ Detailverbesserungen im Vergleich zum Z490-Modell

Details zum MSI MEG Z590 ACE

Das MSI MEG Z590 ACE ist die Nummer Zwei im neuen Intel-Lineup des taiwanischen Mainboard-Herstellers. Über dem 479 Euro teuren ACE-Modell befindet sich noch das MEG Z590 Godlike für 999 Euro. Zum Testzeitpunkt kostet das MEG Z590 ACE online rund 455 Euro.

Die Platine ist schwarz und hat einige goldfarbene Akzente. Auch bei diesem Modell gibt es auf der I/O- und Chipsatz-Abdeckung eine RGB-Beleuchtung. Das Design wurde im Vergleich zum MEG Z490 ACE deutlich verändert. Alle großen PCIe-Slots sind verstärkt und abseits der VRM-Kühler befinden sich noch Kühlkörper auf den M.2-Plätzen und dem Chipsatz.

Ein 16+2+1-Phasendesign und zwei Acht-Pin-Anschlüsse für die CPU gibt es ebenfalls. Für CPU-Modelle ohne freigeschalteten Multiplikator genügt es, einen Acht-Pin-Anschluss zu nutzen. Ab einer Basis-TDP von 125 Watt empfehlen wir jedoch die Verwendung des zweiten Anschlusses, da der entsprechende Prozessor kurzzeitig die Leistungsaufnahme verdoppeln kann. Auch hinsichtlich Overclocking oder milder Leistungssteigerung in Form von Mainboard-Optimierungen ist letztere Option sinnvoll.

 

Die drei PCIe-x16-Slots sind durch Metall verstärkt und die zwei oberen davon via PCIe 4.0 angebunden. Von den vier M.2-Steckplätzen bietet nur der erste PCIe 4.0 anstatt PCIe 3.0. Vier DDR4-Module mit maximal 5.600 Megahertz (einzelnes Modul) lassen sich verwenden. Bei gleichzeitiger Nutzung von vier Modulen gibt MSI “bis zu 4.000+ Megahertz” an. Mit unseren Testmodulen hatten wir diesbezüglich keine Schwierigkeiten. Positiv sind hier vor allem die Thunderbolt-4-Anschlüsse und die vier M.2-Steckplätze hervorzuheben. Auf Dual-Ethernet wurde verzichtet, doch stattdessen sind Wi-Fi 6E und ein 2,5-Gigabit-Ethernet-Port mit an Bord.


Mainboards
Allround-PC.com Award
03/2021
MSI MEG Z590 ACE
Empfehlung

Pro

  • vier M.2-Slots für NVMe-SSDs
  • zweimal Thunderbolt 4
  • 2,5G-Ethernet und Wi-Fi 6E
  • verstärkte PCIe-Anschlüsse und viele Kühlkörper
  • gutes Oberklasse-Gesamtpaket

Contra

  • kein Dual-Ethernet oder 5G-Ethernet
  • nur zwei Anschlüsse mit USB 3.2 Gen 2 (zehn Gbit/s)
  • stolzer Preis, Topmodell aber doppelt so teuer

Infos zum Testsystem, den Benchmarks und Spielen

Testsystem-Spezifikationen

Verwendete Benchmarks und Einstellungen

Verwendete Spiele und Einstellungen

Leistungs-Auswertung

Der Multi-Core-Test von Cinebench R23 und Time Spy Extreme verdeutlichen, dass dem neueren Core i9 zwei Kerne fehlen. Dafür schneidet das Rocket-Lake-Flaggschiff im Single-Core-Test und bei PCMark besser ab. In letzterem Benchmark liegt der Core i9-11900K ungefähr mit dem Ryzen 7 5800X gleichauf.

In Tomb Raider ist die neue Generation Comet Lake und dem AMD-Konkurrenten leicht unterlegen, in Assassin’s Creed wird aber immerhin die Ryzen-CPU überboten. Auch bei Metro Exodus liegen die Intel-Prozessoren über AMD, untereinander sind sie allerdings gleichauf oder Rocket Lake hat leicht die Nase vorn. Ebenfalls in Total War holt sich der Core i9-11900K die Krone. Control reizt stark die Grafikkarte aus, daher nehmen sich die CPU-Ergebnisse hier im Vergleich nicht viel.

Summiert ist der Core i9-11900K rund zwei bis vier Prozent langsamer als Core i9-10900K, da die Kernzahl verringert wurde und sich ansonsten bei den Eckdaten nicht viel verändert hat. In Benchmarks ist das Topmodell von Rocket Lake seinem Vorgänger von Comet Lake um zwei bis vier Prozent unterlegen, aber dafür schneidet das neue CPU-Flaggschiff in Spielen besser ab.

Auf dem MSI-Mainboard haben wir in Spielen insgesamt ein Leistungsplus von 6,7 Prozent gemessen, während es 3,8 Prozent bei Asus waren. Die Differenz zwischen den beiden Mainboard-Ergebnissen dürfte durch wechselnde Boost-Taktraten gemäß der Power-Limits und CPU-Auslastung zustande gekommen sein. Obendrein arbeitete der Arbeitsspeicher bei Rocket Lake auf dem Asus-Mainboard nur mit 4.000 anstatt 4.133 Megahertz stabil. Die Unterschiede liegen aber im Toleranzbereich, da im summierten FPS-Wert lediglich zwei Bilder pro Sekunde die Mainboards trennen.

Der Core i9-11900K übertraf den AMD-Konkurrenten in Spielen insgesamt um rund vier Prozent auf dem MSI-Board und um rund zwei Prozent auf der Asus-Platine. Zählen wir noch die Benchmark-Werte dazu, schneidet der Intel-Prozessor aber minimal schlechter ab.

Auswertung der Temperaturen und des Stromverbrauchs

Die Wärmeentwicklung ist mit Intels TDP-Limits durchschnittlich weder besser noch schlechter als beim Core i9-10900K. Ebenfalls besteht kein großer Unterschied zum Ryzen 7 5800X hinsichtlich der Peak-Temperaturen, aber die durchschnittlichen Last-Temperaturen sind bei Intel niedriger aufgrund des Power-Limits 1 und der damit einhergehenden Leistungssenkung. Da das Power-Limit 2 von maximal 250 Watt nur für 56 Sekunden aktiv ist, heizen sich die Intel-Prozessoren nicht stark auf. Bei deaktivierten “Intel-Limits” und automatischer Regelung über das Mainboard kann das Power-Limit 2 aber weitaus länger gehalten werden. Dann verwandeln sich die Peak-Temperaturen in Durchschnittstemperaturen.

Um die 80 Grad unter anhaltender Volllast und bei erhöhter Leistungsaufnahme sind für die Prozessoren normal, viel Spielraum für Overclocking mit herkömmlichen Kühlern lässt dies allerdings nicht. Bei Probe-Durchläufen mit Asus AI-Overclocking stiegen die Taktraten um circa 200 Megahertz und der Core i9-11900K erreichte kurzzeitig das Temperatur-Limit von 100 Grad bei einer Peak-Leistungsaufnahme von knapp 300 Watt. Selbst ein 650-Watt-Netzteil ist demnach knapp kalkuliert, wenn die Rocket-Lake-CPU mit einer starken Grafikkarte gepaart werden sollte.

Der AMD-Prozessor reizt unter Last sein Power-Limit von rund 140 Watt anhaltend aus, während die Intel-Konkurrenten kurzzeitig deutlich mehr verbrauchen und dann auf 125 Watt zurückfallen. Bei einem Single-Core-Stresstest genehmigte sich der Core i9-11900K circa 40 Watt – Power-Limits greifen dabei nicht. Sonderliche Veränderungen bei der Wärmeentwicklung und Leistungsaufnahme im Vergleich zur letzten Intel-Generation fallen nicht auf, waren wegen der gleich gebliebenen Power-Limits und ähnlichen Eckdaten allerdings auch nicht zu erwarten.

Allround-PC Preisvergleich

Fazit zum Core i9-11900K

Fassen wir die Vor- und Nachteile zusammen. Das Flaggschiff von Rocket Lake bietet eine bessere Grafikeinheit, PCIe-4.0-Unterstützung und etwas mehr Leistung in Spielen. Zudem gibt es nun den Adaptive Boost und aufgrund des gleich gebliebenen Sockels ist ein brandneues Mainboard nicht zwingend vonnöten. PCIe 4.0, Thunderbolt 4 und Co. gibt es aber nur im Zusammenspiel mit Z590. Nicht nur die neuen Mainboards kosten mehr, sondern auch die Prozessoren sind kostspieliger. Dafür weist das Flaggschiff in Benchmarks eine geringere Leistung als zuvor auf. Abseits von PCIe 4.0 bietet Rocket Lake keine massiven Neuerungen.

Der entscheidende Punkt ist die kurze Lebenszeit der elften Generation, denn in circa einem halben Jahr erscheint voraussichtlich die vielversprechende Nachfolgerserie. Dort erwarten wir einen spürbaren Leistungszuwachs, zusammen mit einer besseren Effizienz. Alder Lake CPUs werden jedoch auf einen neuen Sockel setzen, also sind aktuelle Mainboards damit nicht kompatibel und umgekehrt. Nur waschechte Intel-Fans dürften noch einen Hauch an Mehrwert in Rocket Lake gegenüber Comet Lake sehen. Preislich ist die neue Generation aber sowohl im Vorgängervergleich als auch im Vergleich zu AMD die schlechtere Wahl. Rocket Lake ist keineswegs ein Fehlschlag, aber die Nachteile überwiegen die Vorteile und die kurze Lebenszeit kommt noch hinzu. Ihr braucht trotzdem gerade jetzt einen neuen Oberklasse-Prozessor? Vergleichen wir die Preise:

Der Core i9-11900K startet für 550 Euro, der Vorgänger ist derzeit für 460 Euro erhältlich. Die ungefähr gleich schnelle AMD-Alternative Ryzen 7 5800X liegt aktuell bei 430 Euro und die höheren Ryzen-9-Modelle sind kaum oder nur zu extrem hohen Preisen verfügbar. Im AMD-Lager wäre momentan noch der Zwölfkerner Ryzen 9 3900XT für circa 520 Euro eine Option. Schon vor dem offiziellen Marktstart von Rocket Lake verkaufte ein Händler den Core i7-11700K – deshalb gibt es dazu schon ausführliche Testberichte. Er ist nah am Core i9 dran, mit 420 Euro aber günstiger. Der ähnliche Vorgänger Core i7-10700K kostet Ende März 2021 knapp 310 Euro. AMD liegt also unbestreitbar mit einem besseren Performance-pro-Watt und Preis-Leistungs-Verhältnis vorne und die Leistungsunterschiede zwischen Comet Lake und Rocket Lake sind geringfügig. Vom Kauf eines Core i9-11900K raten wir zum aktuellen Preis demnach ab.

Pro

  • PCIe 4.0 und mehr CPU-Lanes
  • verbesserte Grafikeinheit
  • Unterstützung für schnelleren Arbeitsspeicher
  • Adaptive Boost und mehr Overclocking-Funktionen
  • etwas mehr Leistung in Spielen als zuvor
  • weiterhin mit Sockel 1200

Contra

  • höherer CPU-Preis und höhere Mainboard-Kosten
  • neue Mainboards für alle Neuerungen vonnöten
  • Leistung in Benchmarks geringer
  • zwei Kerne weniger als zuvor
  • kurze Lebenszeit bis zur nächsten Generation
  • Performance pro Watt und Preis-Leistungs-Verhältnis schlechter als bei AMD

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Foto von Tim Metzger Tim Metzger Redakteur

Schreibt seit 2020 für Allround-PC zu Technik aller Art und hat schon in jedem Ressort Artikel verfasst. Abseits des Redakteur-Jobs studiert Tim Technikjournalismus an der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg.

Aus Gründen der besseren Lesbarkeit wird auf die gleichzeitige Verwendung männlicher, weiblicher und diverser Sprachformen (m/w/d) verzichtet. Alle Personenbezeichnungen gelten gleichermaßen für alle Geschlechter.

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