Intel Core i9-12900K im Test: Mit Hybrid-Architektur zurück an die Spitze?

Erstmals seit Broadwell, der 5. Generation der Core-Prozessoren aus dem Jahre 2014, wechselt Intel mit Alder Lake auf eine „feinere“ Fertigung mit 10 Nanometern. Zudem wird neuerdings auf eine hybride Kernarchitektur gesetzt, nachdem Intel jahrelang an der „klassischen“ Skylake-Architektur festgehalten und zuletzt auf eine Rückportierung von Ice Lake gesetzt hatte. Die zu Beginn dieses Jahres vorgestellten Rocket Lake-S Prozessoren waren somit die letzten ihrer Art – so auch der Core i9-11900K (hier im Test). Für unseren Test haben wir den Intel Core i9-12900K zum Preis von aktuell 679 Euro erhalten. Darunter ordnen sich der Core i7-12700K ab 439 Euro sowie der Core i5-12600K ab 299 Euro ein.

Neuerungen: Prozessoren, Sockel und Chipsatz

Die nun 12. Generation will besonders mit ihrer Hybrid-Architektur – bestehend aus Performance-Kernen und Effizienz-Kernen – nach vorne preschen. Während das „big.LITTLE“-Format bei ARM-Prozessoren primär auf eine längere Akkulaufzeit aus ist, so will Intel mit den unterschiedlichen Kerntypen für eine bessere und vor allem effizientere Thread- und Leistungsverteilung sorgen. Den Kleinserientest im Notebookbereich hat Intel bereits mit Lakefield durchgeführt, nun wandern die Hybrid-Prozessoren auch in euren heimischen Desktop-Rechner bzw. Gaming-PC.

Bild: Intel

So erhält der Intel Core i9-12900K insgesamt 16 Kerne, darunter 8 Performance- und 8 Effizienz-Kerne, mitsamt 24 Threads. Alles platziert auf einem Die mit einer Größe von knapp 209 mm² – also etwas größer als Comet Lake (~206 mm² mit max. 10 Kernen / 20 Threads) und ein gutes Stück kleiner als Rocket Lake (~276 mm² mit max. 8 Kernen / 16 Threads). Im Turbo soll der Prozessor bis zu 5,2 GHz auf den P-Kernen erreichen, die E-Kerne sollen mit bis zu 3,9 GHz takten. Doch wozu diese Hybrid-Strategie?

Ein Hybrid: Unterschiedliche Kerne für unterschiedliche Anforderungen

Die P-Kerne sind vor allem für die „Handhabung von Single- und Light-Thread-Leistung“ sowie die „Verbesserung von Spiel- und Produktivitätsworkloads“ gedacht, so Intel. Die E-Kernen sind hingegen für die „Skalierung von High-Thread-Leistung“ zur „Minimierung von Unterbrechungen durch die Verwaltung von Hintergrundaufgaben“ verantwortlich. In der Praxis könnte das zum Beispiel bedeuten: Im Vordergrund läuft ein Spiel (auf den P-Kernen), während im Hintergrund eine Streaming-Software (auf den E-Kernen) aufnimmt und streamt.

Bilder: Intel

Damit die nun auf den Prozessor treffenden Threads auch sinnvoll auf die P- und E-Kerne verteilt werden, hat Intel den Thread Director in Windows 11 integrieren lassen. Dieser überwacht – ganz automatisch – den Befehlsmix jedes Threads zur Laufzeit, liefert dementsprechend ein Laufzeit-Feedback an das Betriebssystem und soll laut Intel so die optimale Planungsentscheidung für jede Arbeitslast oder jeden Arbeitsablauf treffen. Windows 10 wird dieses Feature allerdings nicht erhalten. Hier bleibt zunächst die Frage offen, wie stark die Performance in gewissen Szenarien abdriftet. Sollen wir das für euch testen? Dann hinterlasst eure Meinung doch mal in einem Kommentar ganz unten! ?

Die Kontakte auf der CPU-Unterseite – aufgenommen mit der Mikroskopkamera des Oppo Find X3 Pro (Test)

Platz nehmen darf der Alder-Lake-Prozessor auf dem neuen LGA1700-Sockel, der zwar nicht breiter geworden, aber dafür in der Höhe um 7,5 mm angewachsen ist.  Gegenüber dem LGA1200 für Rocket Lake-S bietet der neue Sockel allerdings 500 Pins mehr, was einer Steigerung von etwa 41,6 Prozent entspricht. Da die CPU jedoch nur um 20 % größer geworden ist, mussten die goldenen Kontakte auf der CPU-Unterseite jedoch kleiner werden und etwas enger zusammenrücken.

LGA1700: Größerer Sockel mit angepassten Montagelöchern

Den LGA1700 dürfte eine deutlich längere Lebensdauer erwarten, als es beispielsweise beim LGA1200 der Fall war. Dieser wird nun nach gerade einmal 7 Monaten abgelöst. Zwar hat ein CPU-Kühler mit der etwas länglicheren Form an sich kein Problem, das flachere Profil der Alder Lake Prozessoren – jetzt sind es nur noch 7,03 mm statt 7,78 mm – ist dagegen schon problematisch. Je nach Modell kann es sein, dass nicht genug Federweg vorhanden ist und daher zu wenig Anpressdruck ausgeübt wird.

Um dies zu umgehen, und auch damit der Kühler nicht über der CPU schwebt, hat Intel die Montagelöcher jeweils um 3 mm weiter in die Ecken verlegt. Somit braucht ihr entweder einen frischen, direkt LGA1700-fähigen Kühler oder ein Montage-Kit für den neuen Sockel. ASUS hat sich tatsächlich für eine Doppellösung entschieden (siehe Foto oben) und gleich doppelte Montagelöcher integriert – also nach „alten“ und neuen Maßen. Ihr könnt daher auch einfach das bisherige Montage-Kit nutzen, solltet jedoch vorher den Kühlerhersteller fragen, ob das in Verbindung mit einem Alder Lake Prozessor möglich ist. Besonders im Fokus steht dann der Anpressdruck. Bastler dürfte diese Lösung jedoch freuen.

PCIe 4.0 kam spät bei Intel, doch jetzt folgt direkt PCI-Express 5.0!

Doch neben dem neuen Sockel bringt Intel Alder Lake auch zwei weitere, wichtige Neuerungen auf die Mainboards: PCI-Express 5.0 und DDR5-Arbeitsspeicher. Beide Standards sind nun erstmals für PC-Systeme verfügbar. Während PCIe Gen4 bei Intel erst mit Rocket Lake vor knapp sieben Monaten Einzug erhielt, so überholt man nun direkt einfach mal die AMD-Konkurrenz – hier wird es das „5er“-Duo wohl erst nächstes Jahr in Verbindung mit dem neuen AM5-Sockel geben.

PCI-Express 5.0 bietet in erster Hinsicht vor allem einen Leistungssprung und daher eine verdoppelte Bandbreite mit bis zu 64 GT/s. Das bedeutet: 8 Gigabyte pro Sekunde je Lane und Richtung. Bei Intel Alder Lake kommen rund 16x Lanes von der CPU, die primär an den obersten x16-Steckplatz angebunden sind. Bisher gibt es jedoch weder GPUs noch SSDs mit PCI-Express 5.0 – die Einsatzzwecke halten sich aktuell also eher in Grenzen. Beim ASUS ROG Maximus Z690 Hero, welches wir separat noch für euch testen werden, ist allerdings eine „Hyper M.2“-PCIe-Erweiterungskarte mit im Paket, auf dem neben einer PCIe Gen4 SSD auch eine PCIe Gen5 SSD Platz nehmen darf.

Vom neuen Z690-Chipsatz kommen dann nochmal 12x weitere PCIe-4.0-Lanes sowie 16x PCIe-3.0-Lanes dazu, sodass Boards teilweise mit bis zu 5x M.2-Slots ausgestattet sind. Die Kommunikation zwischen Chipsatz und Prozessor wird nun über DMI 4.0 mit 8x Lanes und bis zu 16 GB/s realisiert. Weitere Neuheiten sind auch der Thunderbolt 4-Support mit bis zu 40 Gbit/s direkt von der CPU sowie bis zu 4x USB 3.2 Gen2x2 Ports mit bis zu 20 Gbit/s über den Chipsatz.

Ihr habt die Wahl: DDR5- oder DDR4-Arbeitsspeicher

Mit DDR5 sieht das wieder etwas anders aus. Der Standard steht noch recht am Anfang und wird sich über die Jahre erst so richtig in Hinsicht auf Geschwindigkeit, Timings und auch Preisen entwickeln. Erste Kits mit ordentlich Geschwindigkeit sind aber bereits in Planung, so beispielsweise von GeiL mit bis zu 7.200 MHz. Vom CPU-Speichercontroller aus werden sowohl DDR5-4800 Module sowie DDR4-3200 Speicherkits unterstützt, ihr könnt also auch weiterhin auf den alten Standard zurückgreifen, sofern ihr euch für eine Z690-Platine mit DDR4-Rambänken entscheidet. Unseren Test führen wir mit DDR5-5200 Speicher aus dem Hause Kingston Fury durch.

Beides zusammen auf einem Mainboard geht allerdings nicht, da bei DDR5 die Kerbe in der Mitte der goldenen Anschlusskontakte etwas zur Seite gerutscht ist. Die Slots sind nun zudem per SMD-Bauweise (Surface Mounted Device) auf den Platinen angebracht. Dadurch verschwinden die spitzen Lötkontakte auf der Unterseite (bisherige THT-Bauweise) und es führt nur noch eine Leitung in den RAM-Riegel, was für eine deutlich bessere Signalqualität sorgen soll.

DDR5 wird zunächst die Premiumlösung sein, bringt aber ein paar spannende Neuerungen. So wird die Spannungsversorgung nun direkt auf dem RAM-Riegel über das PMIC (Power-Management-IC) realisiert. Die Speicherspannung sinkt zudem von 1,2 Volt auf 1,1 Volt. Darüber hinaus verdoppeln sich die essentiellen Eigenschaften: doppelte Banks, Bank-Groups, Burst Length sowie Prefetch. Für ein schnelles Übertakten bringt Intel zudem XMP 3.0 an den Start, welches nun insgesamt fünf Profile beinhaltet, davon drei vom Hersteller sowie zwei persönliche.

Bild: Intel

Für unseren Test werden wir den Intel Core i9-12900K zunächst mit DDR5 testen, ein Vergleichstest mit DDR4 ist jedoch schon in Planung und wird euch die kommenden Wochen erwarten. Hier wird dann spannend zu sehen sein, ob sich DDR5 jetzt schon lohnt und ob sich der Unterschied zwischen den Standards im Alltag wirklich bemerkbar macht.

Testsysteme, Benchmarks und Spiele

Um nun die Leistung des Intel Core i9-12900K zu ermitteln, haben wir den Prozessor durch mehrere Szenarien geführt und hinsichtlich Gaming, Produktivität aber auch Content Creation auf die Probe gestellt. Das neue Alder Lake Flaggschiff wurde dabei auf dem MSI MEG Z690 Unify sowie ASUS ROG Maximus Z690 Hero getestet, zu beiden folgt die Tage noch ein separater Testbericht. Zum Vergleich haben wir den Test-Parcours auch mit einem Intel Core i9-11900K (auf einem ASUS ROG Maximus XIII Hero) und einem AMD Ryzen 7 5800X (auf einem MSI MEG X570 Unify) durchgeführt.

• Leistungsaufnahme des Systems gemessen mit Voltcraft Energy Monitor 3000
• Leistungsaufnahme der CPU (Core Package Power) und Temperaturen gemessen mit HWiNFO
• Overclocking-Funktionen bei Mainboards deaktiviert, Intel-CPUs mit Standard-Limits

Damit die Leistung von möglichst wenig Variablen beeinflusst wird, haben wir uns für ein Test-Grundgerüst entschieden. Zunächst einmal werden die Prozessoren von einer AiO-Wasserkühlung mit 360 mm Radiator gekühlt (ASUS ROG Ryujin II 360 – hier im Test). Über die Armoury Crate Software haben wir uns ein eigenes Testprofil erstellt:

• Idle: ca. 30% (ca. 700 rpm) bei 30 °C
• Mittlere Last: ca. 70 % (ca. 1.400 rpm) bei 60 °C
• Hohe Last: 100 % (2.000 rpm) ab 70°C

Die Platinen mitsamt Prozessor wurden auf einem Cooler Master Masterframe 700 im Bench-Modus in einem separaten Raum bei uns in der Redaktion installiert. Als Grafikkarte kam dabei stets die KFA GeForce RTX 3070 Ti (Test) mit Treiber-Version 496.49 zum Einsatz. Die Stromversorgung wurde über ein be quiet Dark Power Pro 12 mit 1.200 Watt (Test) realisiert. Als Betriebssystem wurde Windows 11 (Version 21H2 Build 22000.282) installiert.

Die Testsysteme im Überblick:

Verwendete Benchmarks und Einstellungen

• Cinebench 23 (Advanced-Test)
• 3DMark Time Spy Extreme
• UL Procyon – Office (MS Word, Excel, Powerpoint, Outlook), Photo (Adobe Photoshop, Lightroom), Video (Adobe Premiere Pro)
• Prime95 und Furmark für Stresstests

Verwendete Spiele und Einstellungen

• Shadow of the Tomb Raider (DX12-Benchmark @1.080p/720p, Hoch, TAA)
• ANNO 1800 (DX12-Benchmark @1.080p/720p, Hoch)
• Total War: Three Kingdoms (Battle-Benchmark @1.080p/720p, Hoch)
• F1 2021 (DX12-Benchmark @1.080p/720p, Monaco, nasse Bedingungen, Verfolgung weit, 1x Runde, TAA, max. Details + max. Raytracing, hohe Audio-Qualität)

Praxis-Check: Leistung

Bereits im Cinebench R23 Benchmark zeigt sich sehr gut, dass der Core i9-12900K von der erhöhten Kernanzahl als auch der verbesserten Architektur profitieren kann. Gegenüber dem Core i9-11900K kann sich das neue Alder-Lake-Flaggschiff um rund 21% im Single-Core-Benchmark und satte 92-96 % im Multi-Core-Benchmark steigern. Damit erreicht der Prozessor, zumindest in diesem Benchmark, eine nahezu verdoppelte Leistung – nicht schlecht für den Anfang!

Im 3D Mark Time Spy Extreme zeigt sich der Leistungsunterschied eher im Detail. Im Vergleich zum Core i9-11900K erreicht der 12900K ca. 6,5 % mehr Punkte, gegenüber dem Ryzen 7 5800X ist das Ergebnis etwa 7,5 % höher. Wenn wir jedoch das CPU-Einzelergebnis des Benchmarks betrachten, dann kann sich auch hier der Core i9-12900K um rund 50 % gegenüber dem Vorgänger und knapp 61 % gegenüber dem Ryzen 5800X steigern.

Der Procyon betrachtet etwas realistischere Szenarien und führt die Prozessoren durch einen Office-, Photo- und Video-Benchmark. In allen drei Kategorien kann sich der Core i9-12900K gegenüber den Kontrahenten behaupten – mal sehr deutlich und mal etwas weniger. Besonders im Procyon Video Test scheint der neue Intel-Prozessor jedoch den größten Leistungssprung in dieser Hinsicht machen zu können.

Bei Spielen, und da möchte sich Intel nun mal wieder die Krone aufsetzen, hat der Core i9-12900K gegenüber den anderen Prozessoren ebenfalls die Oberhand – bis auf eine kleine Ausnahme. Sowohl in Shadow of the Tomb Raider als auch Total War: Three Kingdoms setzt sich das Alder-Lake-Flaggschiff an die Spitze. Da F1 2021 jedoch vor allem die Grafikkarte ausreizt, sind hier kaum Leistungssprünge gegenüber Core i9-11900K und Ryzen 7 5800X zu vernehmen.

Insgesamt konnten wir beim Intel Core i9-12900K einen Leistungssprung, von 11. zu 12. Generation der Core-Prozessoren, von etwa 39 – 41 % in Benchmarks und etwa 13,5 – 17 % bei Spielen feststellen. Gegenüber dem AMD Ryzen 7 5800X bietet der i9-12900K etwa 34 % mehr Leistung in Benchmarks und zwischen 4 – 7 % mehr Performance in Spielen.

Praxis-Check: Temperaturen und Stromverbrauch

Beim Core i9-12900K mit der Taktik „PL1 = PL2 = 241 Watt“ könnte man nun denken: alles klar, Feuer frei! – dem ist allerdings nicht immer so. Natürlich erreicht auch das neue Alder-Lake-Flaggschiff, je nach Szenario, kurzzeitig mal Core-Temperaturen von über 90 °C, im Durchschnitt halten sich die Temperaturen sowohl in Benchmarks als auch Spielen aber in Grenzen. Der AMD Ryzen 7 5800X ist im Leerlauf als auch unter Last durchschnittlich wärmer unterwegs. Gegenüber dem i9-11900K ist die Alder-Lake-CPU vor allem in Benchmarks etwas wärmer, beim Spielen dann jedoch wieder kühler.

Auf dem ASUS ROG Maximus Z690 erreichte der i9-12900K maximal 84 °C im UL Procyon Office Productivity Benchmark. In Kombination mit dem MSI MEG Z690 Unify kam die CPU maximal auf 87 °C, ebenfalls im Procyon Office Benchmark. Doch wie sieht es hinsichtlich Stromverbrauch aus, ist der i9-12900K wirklich effizienter?

Tatsächlich zeigt sich hier besonders gut, dass Intel dem Prozessor in Sachen Leistungsaufnahme nur die Grenze von maximal 241 Watt verpasst – und zwar solange die Kühlung die Wärme entsprechend abführen kann. Im Durchschnitt verbraucht die CPU zwar in etwa gleich viel wie der Core i9-11900K und der Ryzen 7 5800X, doch maximal sind gerne mal 232 Watt (MSI Z690 Unify) oder sogar 238 Watt (ASUS Z690 Hero) drin. Das zeigt sich auch beim Stromverbrauch des gesamten Systems, bei dem bis zu 680 Watt aus der Leitung gezogen werden. Zum Vergleich: Das Core i9-11900K System verbrauchte knapp 75 Watt weniger.

Zwar kommt das Leistungsplus auch durch die neue Hybrid-Architektur, die effizientere 10nm-Fertigung und mehr Kerne (sowie mehr Threads), doch Intel erkauft sich die höhere Performance auch durch einen höheren Stromverbrauch. Der Unterschied ist zwar nicht sehr gravierend, das große Effizienzwunder ist der Core i9-12900K jedoch auch nicht.

Overclocking

Je nach Board stehen euch entweder BIOS-seitige Overclocking-Features zur Verfügung, oder ihr nutzt einfach das neue Intel XTU (Extreme Tuning Utility) ab Version 7.5. Dort gibt es neben diversen Schiebereglern und Feintuning-Einstellungsmöglichkeiten nun auch den „One-Click Speed Optimizer“. Dieser kann, wie die Bezeichnung vermuten lässt, die Leistung des Prozessors mit einem Klick erhöhen. Von 5,1 GHz geht es dann beispielsweise, auch je nach Kühlung und Stromversorgung, auf 5,2 GHz hoch.

Beim ASUS ROG Maximus Z690 Hero haben wir das automatische und Board-eigene „ASUS Multicore Enhancement“-Feature genutzt. Hier steigerten sich die Performance-Kerne auf bis zu 5,4 GHz und die Effizienz-Kerne auf bis zu 4,1 GHz. Auf dem MSI MEG Z690 Unify haben wir uns an das neue XTU-Tool gewagt und den Prozessor manuell auf 5,3 GHz für die P-Kerne und 4,0 GHz für die E-Kerne angehoben.

Dadurch ließ sich die Leistung – wohlgemerkt mit wenigen Klicks – nochmal um weitere 3,8 – 7,5 % aus dem ASUS-Board und 2,6 – 5,7 % auf dem MSI-Board steigern. Allerdings steigt mit dem Overclocking natürlich auch der Stromverbrauch, in der Spitze genehmigte sich der Core i9-12900K rund 284 Watt (ASUS) bzw. 277 Watt (MSI). Im Durchschnitt erhöhte sich der Stromverbrauch um knapp 27-30 % (OC nur in Cinebench Single, Cinebench Multi und 3D Mark Time Spy Extreme gemessen).

Intel Core i9-12900K – Fazit

Während Intel mit dem Core i9-11900K alias Rocket Lake eher enttäuschte, kann der Hersteller mit Alder Lake bzw. dem Core i9-12900K durchaus überzeugen. Der Prozessor setzt sich nahezu durchgehend an die Spitze und bietet vor allem im Vergleich zum Vorgänger einen Leistungssprung von durchschnittlich 40 % in Benchmarks und 15 % in Spielen. Durch die zusätzlichen Effizienz-Kerne kann der i9-12900K nun zudem wieder im Multi-Thread-Bereich auftrumpfen und mit AMD mithalten. Das erwartete Effizienzwunder ist der i9-12900K allerdings nicht. Besonders die primär von Benchmarks und Spielen genutzten Performance-Kerne verbrauchen vergleichsweise viel Strom. Der AMD Ryzen 7 5800X ist außerdem nicht allzu weit entfernt und kommt vor allem bei Spielen nah an das neue Intel-Flaggschiff heran.

Zwar benötigt ihr für eine Alder-Lake-CPU auch ein neues Mainboard mit LGA1700-Sockel und Z690-Chipsatz, doch hier hat sich Intel immerhin zukunftsweisend für PCI-Express 5.0 und DDR5-Arbeitsspeicher-Support entschieden. Klar, es gibt aktuell weder Grafikkarten noch M.2-SSDs mit PCIe Gen5-Anbindung, für ein zukünftiges Upgrade wäre euer System dann aber bereits ausgelegt. Doch sollte vorerst der Einsatz von schnellen PCIe Gen4 SSDs mit 7.000 MB/s und mehr für den Großteil der Nutzer*innen wohl mehr als ausreichend sein.

DDR5 bringt darüber hinaus ein paar spannende Verbesserungen mit sich, ihr könnt euch jedoch auch für eine Platine mit DDR4-Bänken entscheiden und euren bisherigen Speicher weiter nutzen. Auf lange Sicht wird aber eh kein Weg an DDR5 vorbeiführen und mit noch höheren Frequenzen und besseren Timings ein Upgrade wert sein. Auch die Preise für DDR5-Kits dürften innerhalb der nächsten Jahre deutlich purzeln. Ansonsten bringt die neue Z690-Plattform auch mehr und schnellere Anschlüsse auf die Platinen, darunter beispielsweise USB 3.2 Gen2x2 oder Thunderbolt 4.

Das Ringen um die Performance-Krone scheint wohl aktuell wieder Intel für sich entscheiden zu können, doch bereits Anfang nächsten Jahres könnte es mit den Ryzen-Prozessoren inklusive 3D V-Cache wieder spannend werden. Der Intel Core i9-12900K liegt preislich bei aktuell 680 Euro und positioniert sich ganz klar als Konkurrent zum AMD Ryzen 9 5950X für aktuell 720 Euro. Der Vorgänger startete für 550 Euro, den AMD Ryzen 7 5800X bekommt ihr für derzeit 375 Euro.

Prozessoren

11/2021

Intel Core i9-12900K

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Leonardo Ziaja

... ist vor allem für die Bereiche Smartphones und Mobile zuständig, testet aber auch andere Hardware-Highlights wie Gehäuse, Prozessoren und Mainboards. Darüber hinaus sorgt er für hochwertige Bilder in unseren Testberichten.

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