Intel Core i9-10900K im Test: Die schnellste Gaming-CPU der Welt – und ein Stromfresser

Intel wirft mit dem Core i9-10900K – dem Flagschiff von 32 Comet Lake-S CPUs – seinen neuen Gaming-King in den Ring. Auf Grund der bereits in die Jahre gekommenen Architektur leidet jedoch die Stromaufnahme stark unter den hohen Taktraten von bis zu 5,3 GHz. Der 10-Kerner liefert in unserem Test nur eine minimal höhere Spieleleistung als sein Vorgänger in Form des Core i9-9900K und gerade im Anwendungsbereich sieht das neue Top-Modell von Intel nur die Rücklichter des AMD Ryzen 9 3900X . Der Core i5-10600K als Erbfolger des Core i5-9600K liefert das deutlich bessere Gesamtbild ab – vor allem durch den hinzugefügten Support von Hyper-Threading. Allerdings kann auch der Hexa-Core nicht verbergen, dass die ursprüngliche Skylake-S Architektur aus dem Jahr 2015 mittlerweile einfach an ihre Grenzen stößt. Selbiges gilt für Intels Preispolitik: Denn auch wenn der Chip-Hersteller die Preise im Vergleich zur neunten Generation nicht erhöht hat, bietet die Konkurrenz das deutlich bessere Preis-Leistungs-Verhältnis. 

Keine wirklichen Veränderungen unter der Haube im Vergleich zum Vorgänger

Bei den “Comet Lake-S”-Prozessoren kommt bei der Architektur ein sehr alter Bekannter zum Einsatz, welcher den mittlerweile vierten Refresh erfährt. So setzt der Intel Core i9-10900K auf einen nahezu identischen Aufbau wie der fünf Jahre alte Core i7-6700K (Skylake-S). Aus den Quad-Cores der sechsten Core-i-Generation aus dem Jahr 2015 hat sich die zehnte Generation mit bis zu zehn Kernen und 20 Threads entwickelt. Die Größe des L3-Cache ist beim Top-Modell von ursprünglich 8 MB auf 20 MB angestiegen.

Für die Verwendung der Comet Lake-S CPUs ist zwingend ein Mainboard mit dem Sockel 1200 nötig. Ein Abwärtskompatibilität zu älteren Mainboards ist nicht gegeben, ebensowenig können Sie eine CPU der achten oder neunten Generation auf einem Z490-Mainboard betreiben. Warum Intel diesen Schritt gegangen ist, bleibt fraglich, da der neue Chipsatz im Vergleich zum Vorgänger nahezu keine Vorteile zu bieten hat. Wenn Sie sich näher für die Unterschiede und Gemeinsamkeiten der Chipsätze interessieren, können wir Ihnen folgenden Artikel ans Herz legen:

Alle Informationen zu den Chipsätzen Z490, H470, B460 und H410 für den Sockel 1200

Auch an den Taktraten hat Intel ordentlich geschraubt, so stehen im Single-Core bis zu 5,3 GHz und im Multi-Core bis zu 4,9 GHz zu Buche. Der zweite Prozessor im Test, der Core i5-10600K, kann auf sechs Kerne, zwölf Threads und 12 MB L3-Cache zurückgreifen. Die Boost-Taktraten liegen bei bis zu 4,8 GHz (Single-Core) respektive bei bis zu 4,5 GHz (Multi-Core). Die folgende Bildergalerie liefert Ihnen alle technischen Daten zu den 32 neuen Comet Lake-S Prozessoren.

10te Generation Intel Core i9 & i7 Desktop Prozessoren

©Intel

10te Generation Intel Core i5 & i3 Desktop Prozessoren

©Intel

10te Generation Intel Pentium Gold & Celeron Desktop Prozessoren

©Intel

10te Generation Intel Core i-T Desktop Prozessoren

©Intel

Um die hohen Taktraten überhaupt erreichen zu können, musste Intel jedoch ordentlich an der Leistungsaufnahme (Thermal Design Power, kurz TDP) schrauben. Die liegt jetzt nämlich bei 125 Watt, die Vorgänger begnügten sich noch mit 95 Watt. Außerdem kommen zwei neue Techniken zum Einsatz: Intel Turbo Boost Max 3.0 Technology und Intel Thermal Velocity Boost. Erstere kann automatisch die beiden leistungsfähigsten Kerne der CPU erkennen und auf diesen beiden Cores die Taktrate auf bis zu 5,2 GHz anheben. Allerdings kommt die Technik nur in den neuen Core-i9- und Core-i7-Modellen zum Einsatz. Der Thermal Velocity Boost kann auf diesen Boost-Takt auf allen Kernen noch einmal 100 MHz drauflegen. Die einzige Voraussetzung hiefür ist, dass die Temperatur der CPU nicht über 70 Grad Celsius steigt. Außerdem ist dieser zusätzliche Boost den Core-i9-Prozessoren vorbehalten. Das bedeutet, der Core i5-10600K kann in unserem Test von keinem der beiden neuen Funktionen profitieren.

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Um auf allen zehn Kernen des Core i9-10900K die 4,9 GHz erreichen zu können, setzt Intel auf einen Trick. Und zwar gibt es noch einen zweiten TDP-Wert, das sogenannte Power-Limit-2 (PL2). Dieses liegt beim 10900K bei 250 Watt und beim 10600K bei 182 Watt. Eine so hohe Leistungsaufnahme dürfen bei den Prozessoren über einen vordefinierten Zeitraum “Tau” von 56 Sekunden anliegen. In der Praxis führt das dazu, dass die Taktrate der Prozessoren unter Vollauslastung nach einem Zeitraum von 56 Sekunden stark abfällt und sich damit einhergehend die Leistung deutlich verringert. Ein zweites Problem ist, dass sich nicht alle Mainboard-Hersteller an die Spezifikationen von Intel halten, weshalb Sie bei unterschiedlichen Hauptplatinen ab Werk eine abweichende Leistung erhalten können. Das führt nicht nur zu einer schweren Vergleichbarkeit der Prozessoren, auf Grund der Frage, welcher ermittelte Leistungswert der “Richtige” ist, sondern ist obendrein extrem kundenunfreundlich.

Fünf Test-Szenarien zur Ermittlung der “wahren” Leistung

Um also die Leistungsfähigkeit der beiden Comet Lake-S Prozessoren so umfangreich wie möglich beurteilen zu können, waren eine Menge Zusatztests nötig. Wenn Sie sich dafür interessieren, nach welchen Parametern wir CPUs normalerweise testen, dann können Sie alle Informationen hierzu in diesem Artikel finden. Für Test-Szenario 1 haben wir uns exakt an die Spezifikationen von Intel gehalten, kurz gesagt haben wir im BIOS des Mainboards die Werte für PL1 auf 125 Watt, für PL2 auf 250 Watt und für Tau auf 56 Sekunden gesetzt. Um herauszufinden, ob sich die Hauptplatinen-Hersteller an die Spezifikationen von Intel halten, kamen in den Test-Szenarien 2 und 3 die Mainboards ASUS ROG Maximus XII Extreme und Gigabyte Z490 Aorus Pro AX mit den Default-BIOS-Einstellungen zum Einsatz. Für die weiteren Tests haben wir einmal die Leistungsaufnahme der CPU dauerhaft auf 125 Watt beschränkt beziehungsweise dauerhaft auf 250 Watt angehoben, um herauszufinden, welche Auswirkungen dies auf die Anwendungs- und Spieleleistung hat.

Schwankende Leistungswerte im Anwendungsbereich

Auf Grund der Tatsache, dass sich der Intel Core i9-10900K laut den Spezifikationen von Intel nach 56 Sekunden lang anliegender Volllast nur noch 125 Watt genehmigen darf, verringert sich auch die Taktrate von 4900 MHz auf 4200 bis 4300 MHz. Wenn Sie also Cinebench R20 aus dem Ruhezustand des PCs heraus ausführen, taktet der 10-Kerner über nahezu den gesamten Testzeitraum mit 4,9 GHz und erreicht dadurch einen Wert von 6000 bis 6100 Punkten. Führen Sie den Test direkt im Anschluss noch einmal aus, erkennt die CPU, dass der Boost-Zeitraum auf bis zu 250 Watt Leistungsaufnahme bereits anlag und beschränkt die TDP deshalb auf 125 Watt. Das hat zur Folge, dass die CPU nur noch einen deutlich geringeren Takt von im Schnitt 4250 MHz auf allen Kernen erreicht. Der Score in Cinebench sinkt dabei auf etwa 5300 Punkte. Diese Werte lassen sich in der folgenden Tabelle in den Spalten “Intel Spezifikation” und “TDP: 125W limitiert” wiederfinden:

Aus diesen Messwerten lässt sich außerdem herauslesen, dass ASUS sich beim ROG Maximus XII Extreme an die Spezifikation von Intel hält, da die Werte in Spalte zwei und drei – von Messtoleranzen abgesehen – gleich sind. Beim Gigabyte Z490 Aorus Pro AX hat der Hersteller dagegen die TDP dagegen dauerhaft auf bis zu 250 Watt angehoben, wodurch die CPU sich nach 56 Sekunden nicht heruntertakten muss. In den Multi-Core-Tests von Cinebench R15 und R20 lässt sich das noch nicht erkennen, da die Tests nur etwa 1 Minute benötigen. Beim Blender-Benchmark und dem Videoenkodierungsprogramm Handbrake zeigt sich dagegen der Vorteil eines dauerhaft anliegenden Boost-Takts von 4,9 GHz deutlich. Vergleichbare Werte konnten wir im Test erzielen, indem wir beim Mainboard von ASUS die TDP dauerhaft auf 250 Watt angehoben haben (Spalte 5).

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Beim Intel Core i5-10600K treten diese Schwankungen nicht auf, da die Leistungsaufnahme selbst bei einer Vollauslastung der sechs Kerne die 125 Watt Grenze nicht überschreitet. Für den direkten Vergleich mit den Vorgängern in Form des Core i9-9900K beziehungsweise des Core i5-9600K und den Konkurrenzmodellen Ryzen 9 3900X und Ryzen 5 3600(X) haben wir uns an die, nach den Intel Spezifikationen ermittelten Werte, gehalten.

Der Intel Core i9-10900K ist in allen Anwendungstests schneller als der Core i9-9900K, im Schnitt kann er sich um 12,5 Prozent von seinem Vorgänger absetzen. Dieser Vorsprung ist in erster Linie auf die zwei zusätzlichen Kerne des 10-Kerners zurückzuführen. Noch einmal zwei weitere Kerne hat der AMD Ryzen 9 3900X zur Verfügung, bei allerdings deutlich niedrigerem Takt. Konkret stehen sich hier 10 x 4900 MHz und 12 x 4000 MHz gegenüber. Da ist es schon etwas verwunderlich, dass der Intel Core i9-10900K nur in den Single-Core-Tests den Sieg davon tragen kann, im Schnitt liegt der 12-Kerner von AMD in den sieben Anwendungen um 12,1 Prozent vorne. Einsam an der Spitze thront der AMD Ryzen 9 3950X mit 16-Cores. Die detaillierten Messwerte zu den einzelnen Anwendungen können Sie am Ende des Artikels finden.

Der neue Gaming-King – aber nur um Haaresbreite

Intel vermarktet den Intel Core i9-10900K als die “schnellste Gaming-CPU der Welt”. Um eines vorneweg zu nehmen, wir konnten diese Aussage in unserem Test belegen, auch wenn der Vorsprung nur hauchdünn ist. Wie auch bei den Anwendungstests gilt es auch bei Spielen zunächst einmal herauszufinden, welche Auswirkungen die Einschränkung der TDP auf 125 Watt nach 56 Sekunden auf die Gaming-Leistung hat. Unsere Messergebnisse in den fünf oben geschilderten Szenarien können Sie der folgenden Tabelle entnehmen:

Wie unsere Tabelle zeigt, erreichen wir in allen Test-Durchläufen vergleichbare FPS-Zahlen. Das liegt in erster Linie daran, dass die getesteten Spiele den Core i9-10900K nicht vollkommen auslasten können. Im Schnitt liegt die Auslastung nur bei 20-30 Prozent, maximal bei 40-50 Prozent. Das führt dazu, dass die Leistungsaufnahme die 125 Watt Grenze nur selten überschreitet und die CPU deshalb die 4,9 GHz auf allen Kernen über den gesamten Spielzeitraum aufrecht halten kann. Bei der Verwendung des Gigabyte Z490 Aorus Pro AX fallen die Messwerte in Assassin’s Creed Odyssey und Red Dead Redemption 2 im direkten Vergleich zu niedrig aus. Trotz mehrerer Nachtests konnten wir keine höheren FPS-Zahlen erzielen und bisher leider auch keine logische Erklärung für diese Werte finden.

Im direkten Vergleich mit den Vorgängermodellen können sich sowohl der Intel Core i9-10900K als auch der Core i5-10600K leicht absetzen. Der Vorsprung fällt allerdings ziemlich überschaubar aus und ist auf den 200 MHz höheren All-Core-Takt beider CPUs zurückzuführen. Im Vergleich zur Konkurrenz hat Intel nach wie vor die Nase vorne und kann die Führung leicht ausbauen. AMDs schnellsten Spiele-Prozessor, den Ryzen 9 3950X, lässt Intels 10-Kerner im Schnitt um 9,9 Prozent hinter sich. Einen ähnlichen Vorsprung erzielt auch der Core i5-10600K gegenüber dem Ryzen 5 3600X im Hexa-Core-Duell.

Bei zunehmender Auflösung schrumpft der Vorsprung der Intel Prozessoren jedoch immer weiter. Das liegt daran, dass die Grafikkarte der limitierende Faktor ist und die CPU-Rechenleistung nur noch eine untergeordnete Roll spielt. So liegt der Intel Core i9-10900K nur noch um 6 Prozent vor dem Ryzen 9 3950X, wohingegen sich der Core i5-10600K immerhin noch mit 9 Prozent vom Ryzen 5 3600X absetzen kann. Bei einer Auflösung von 3840 x 2160 Bildpunkten liegt der Vorsprung im Schnitt dann allerdings nur noch bei drei bis vier Prozent. Die detaillierten FPS-Werte können Sie am Ende des Artikels finden.

Die Mehrleistung ist teuer erkauft

Auch die Leistungsaufnahme und die daraus resultierende Wärmeentwicklung hängt vom Mainboard sowie den vorgenommenen BIOS-Einstellungen ab. Deshalb betrachten wir zunächst wieder die Messwerte in den oben vorgestellten Test-Szenarien:

Was direkt ins Auge fällt, ist, dass das ASUS ROG Maximus XII Extreme mit dem Default-BIOS nicht besonders effizient arbeitet. Gerade im Spiel Shadow of the Tomb Raider nimmt die CPU mit dem gleichen Mainboard bei manuell eingestellten Intel-Spezifikationen etwas weniger Leistung auf. Noch einmal effizienter arbeitet der Prozessor auf dem Gigabyte Z490 Aorus Pro AX. Sowohl im Spiel Shadow of the Tomb Raider als auch unter Maximallast liegt die Leistungsaufnahme um zehn Watt niedriger. Im Idle halbiert sich der Stromverbrauch sogar von acht auf vier Watt. Deutlich höher liegt dann jedoch die durchschnittliche Watt-Zahl beim 30-minütigen Stresstest. Hierfür ist das “Unlocked-BIOS” des Gigabyte-Mainboards verantwortlich, welches die Leistungsaufnahme der CPU nach einer 56-sekündigen Vollauslastung nicht auf 125 Watt beschränkt, so wie es die Intel Spezifikation vorgibt.

Um das Ganze in Zahlen zu veranschaulichen: Die Leistungsaufnahme liegt bei einem durchgehend anliegenden Takt von 4,9 GHz bei 167,1 Watt. Das sind 40 Watt mehr als bei den Intel Spezifikationen, bei denen der Core i9-10900K dann allerdings nach 56 Sekunden nur noch mit 4,25 GHz taktet. Wenn wir einen Blick zurück auf die Leistungsdaten werfen, dann verbraucht die Intel-CPU für 9 bis 15 Prozent Mehrleistung fast 33 Prozent mehr Strom. Ob Gigabyte also mit der Aufhebung der PL1-Grenze den richtigen Weg geht, bleibt fraglich.

Wie hoch die Leistungsaufnahme des Intel Core i9-10900K wirklich ist, zeigt sich dann erst im direkten Vergleich mit der neunten Generation von Intel sowie den Zen-2-Prozessoren von AMD. So genehmigt sich der 10-Kerner in Shadow of the Tomb Raider satte 40 Watt mehr als der Core i9-9900K für gerade einmal 2 Prozent mehr Leistung. Wir gehen zwar davon aus, dass wir bei der Silicon Lottery mit unserem Test-Sample ziemlich Pech hatten, da die anliegende Kernspannung bei 4,9 GHz auf allen Kernen bereits bei äußerst hohen 1,27 Volt lag – eine Entschuldigung ist das allerdings nicht. Beim Intel Core i9-9900K beträgt sie im Vergleich dazu 1,20 Volt. Auch beim Core i5-10600K liegt die Leistungsaufnahme in Shadow of the Tomb Raider um 12 bis 13 Watt höher als beim i5-9600K oder dem Ryzen 5 3600X. Das ist im Verhältnis zur erbrachten Mehrleistung deutlich zu viel.

Das Power-Limit-2 des Core i9-10900K gibt Intel mit stolzen 250 Watt an. Diesen Wert erreicht die CPU in unserem Test zum Glück nicht, dennoch ist ein Peak-Wert von 217 Watt heftig hoch. In Prime95 mit aktiviertem AVX steigt dieser Wert sogar auf 244 Watt an. Da ist es wenig verwunderlich, dass Intel die Leistungsaufnahme nach 56 Sekunden auf 125 Watt beschränkt. Was passiert, wenn man diese Limitierung aufhebt, zeigt der Test mit dem Gigabyte Z490 Aorus Pro AX. Hier liegt die durchschnittliche Leistungsaufnahme bei enormen 167 Watt. Zum Vergleich: Ein AMD Ryzen 9 3900X erreicht einen Maximalwert von 145 Watt, der Durchschnitt liegt bei Volllast sogar nur bei 135 Watt. Die AMD-CPU arbeitet also nicht nur energieeffizienter, sondern ist obendrein in den Anwendungen auch noch gut zwölf Prozent schneller.

Da ist es wenig verwunderlich, dass selbst ein High-End-Luftkühler wie der be quiet! Dark Rock Pro 4, der für 250 Watt spezifiziert ist, schnell an seine Grenzen stößt. Unter Maximallast steigt die Temperatur auf 83 Grad Celsius an, bei Anwendungen mit AVX sind es sogar 87 Grad. Auch wenn das Messgerät in Spielen maximal 65 Grad Celsius anzeigt, verdeutlicht das sehr gut, dass für den Core i9-10900K ein sehr potenter Kühler notwendig ist – vor allem dann wenn Sie die CPU auch noch übertakten wollen.

Sehr maues Übertaktungspotential

Intel hat angekündigt, dass sich die Comet Lake-S Prozessoren sehr gut übertakten lassen sollen. Ein Twitter-Nutzer will mit seinem Engineering-Sample relativ problemlos 5,4 GHz auf allen Kernen erreicht haben, wie wir in diesem Artikel berichten. Bei unseren eigenen Übertaktungsversuchen stellte sich dann jedoch schnell Ernüchterung ein. Trotz der Verwendung der NZXT Kraken X62, einer 280 Millimeter großen All-in-One-Wasserkühlung, konnten wir den Takt auf allen Kernen auf gerade einmal 5,1 GHz anheben. Die anliegende Kernspannung während dem Stresstest lag bei 1,31 Volt. Das resultierte in der enormen Leistungsaufnahme von im Schnitt 250 Watt bei Vollauslastung, in den Spitzen erreichte der übertaktete Core i9-10900K sogar 277 Watt.

Die Temperatur stieg dadurch trotz der Wasserkühlung auf hohe 93 Grad Celsius an. Die erzielte Mehrleistung hielt sich dagegen ziemlich in Grenzen und lag bei nur sieben bis neun Prozent. In Spielen waren es sogar nur 1 Prozent Mehrleistung. In Anbetracht der deutlich höheren Leistungsaufnahme ist dieses Ergebnis äußerst schlecht. Es mag daran liegen, dass wir bei unserem Test-Sample einfach Pech hatten und einen schlechten Chip erwischt haben, aber ein gutes Übertaktungspotential können wir dem 10900K nicht bescheinigen.

Preise und Verfügbarkeit

Bereits Anfang März hatten wir berichtet, dass die “Comet Lake-S”-CPUs ein teurer Spaß werden. Wie die Straßenpreise zeigen, ist es jetzt genau so gekommen: Für den 10-Kerner veranschlagt Intel eine UVP von 499 US-Dollar, das entspricht in etwa 529 Euro inklusive Steuern. Bei den ersten Händlern ist die CPU bereits gelistet allerdings bekommen Sie den Intel Core i9-10900K im Real Life erst ab 589 Euro! Der Sechskerner soll ab 262 US-Dollar erhältlich sein, das dürfte hierzulande auf 279 Euro hinauslaufen. Der von den Händlern veranschlagte Preis von 309 Euro für den Intel Core i5-10600K liegt auch hier zu hoch.

Auch die Preise für Z490-Mainboard haben es in sich und sind im Vergleich zum Sockel 1151 v2 im Schnitt um zehn Prozent gestiegen. Die günstigste Sockel 1200 Platine ist mit der Gigabyte Z490M ab 140 Euro erhältlich, Sie können aber auch die wahnwitzige Summe von 1349 Euro ausgeben, etwa für die Gigabyte Z490 Aorus Xtreme Waterforce .

Sowohl der Intel Core i9-10900K, der Core i5-10600K als auch die dazugehörigen Z490-Mainboards sind ab sofort gelistet und bestellbar. Bei vielen Angeboten geben die Händler aber noch keinen Liefertermin an. 

Schlusswort

Der jahrelange Vorsprung von Intel beim Fertigungsverfahren ist dahin. Während der Chip-Riese nach wie vor im 14nm-Verfahren festhängt, fertigt AMD bereits in 7nm. Und das spiegelt sich auch ganz deutlich in den Produkten wieder. Intel kann nur noch die Taktschraube feinjustieren, um ein paar Prozente Mehrleistung herauszukitzeln. Das geht zu Kosten einer deutlich erhöhten Leistungsaufnahme und hohen Temperaturen. Im Vergleich zur neunten Generation bringen die Comet Lake-S Modelle keine wirklichen Neuerungen mit sich. Der Support von Hyper-Threading bei allen Core-i-Prozessoren war ein zwingend notwendiger Schritt, um ein bisschen Boden auf AMD gut zu machen. In der Anwendungsleistung hat der rote Konkurrent mit den Zen-2-CPUs trotz niedriger Taktraten aber dank höherem IPC nach wie vor die Nase vorne. 

Dass Intel die Problematik erkannt hat, zeigt die Bewerbung der neuen Produkte. Man preist den Core i9-10900K als die “weltschnellste Gaming-CPU” an und stellt die hohen Taktraten von bis zu 5,3 GHz in den Vordergrund. Wie gering der Vorsprung in der Spieleleistung im Vergleich zum Core i9-9900K in Wirklichkeit aber ausfällt, zeigt unser Test. Und die angegebenen hohen Taktraten dienen deutlich mehr dem Marketing als einen echten Mehrwert zu liefern – von den negativen Folgen, wie dem gestiegenen Stromverbrauch ganz zu schweigen.

Wenn die Gerüchte zu den AMDs Zen-3-CPUs stimmen, die von einer 20 Prozent höheren IPC und 200 bis 300 mehr Takt prognostizieren, dann dürfte auch der Vorsprung in den Spielen bald dahin sein. Intel sollte also alles daran setzen, den 10nm-Fertigungsprozess oder noch besser das 7nm-Verfahren sobald wie möglich in den Griff zu bekommen, die 14nm-Prozessoren entsprechen einfach nicht mehr dem aktuellen Stand der Technik.

Unsere Messwerte im Detail

Im folgenden finden Sie alle Messwerte des Intel Core i9-10900K und des Core i5-10600K im Vergleich mit den Vorgängern und den direkten Konkurrenten von AMD: