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Neue Test-Plattform - so prüft PC-WELT Prozessoren auf Herz und Nieren

10.11.2021 | 13:20 Uhr | Sebastian Schenzinger

Um dem stetigen Wandel auf dem Hardware- und Software-Markt nachzukommen, hat PC-WELT die Art und Weise, wie wir Prozessoren testen, von Grund auf überarbeitet. In diesem Artikel legen wir Ihnen offen, wie unsere Testresultate zu Stande kommen.

Die grundlegende Voraussetzung für aussagekräftige Benchmark-Ergebnisse ist ein einheitliches Test-Setup und Testverfahren. Dabei darf unser Benchmark-System die zu testende Hardware zu möglichst keinem Zeitpunkt ausbremsen. Im gleichen Zuge muss die ausgeführte Software eine maximal anliegende Auslastung erzeugen. Dementsprechend kommen nur die leistungsstärkste Hardware und die anspruchsvollsten Anwendungen in Frage. Gemäß diesen Anforderungen haben wir einen neuen Test-Bench und ein umfangreiches Testverfahren ausgearbeitet.

An dieser Stelle möchten wir uns herzlich bei den jeweiligen Herstellern für die Bereitstellung der Test-Hardware bedanken.


Es gibt immer einen limitierenden Faktor

Beim Benchmarken gilt es eine wichtige Tatsache nie zu vergessen: Es gibt immer einen limitierenden Faktor. Sei es jetzt der Prozessor, die Grafikkarte, der Arbeitsspeicher, die Kühlung, gesetzte Power-Targets, die Spiel-Engine oder ein FPS-Limit. Wenn das nicht so wäre, würden wir bei unseren Messungen unendlich Bilder pro Sekunde erhalten bei einer unendlich hohen Leistungsaufnahme. Um dementsprechend die reine Prozessorleistung testen zu können, müssen wir es schaffen, soweit möglich im CPU-Limit zu bleiben. 

Grafikkarten-Vergleich 2021: GeForce RTX und Radeon RX GPUs im Test - mit Rangliste

Sobald zum Beispiel die Grafikkarte limitiert, testen wir nicht mehr die maximal mögliche Leistung des Prozessors, sondern die Performance der CPU im GPU-Limit. Beispiel: Prozessor A ist in der Lage, genug Daten für 150 Bilder pro Sekunde an die GPU zu liefern. Prozessor B schafft maximal 125 FPS und Prozessor C 100 FPS. Wenn die Grafikkarte bei 100 Bildern pro Sekunde limitiert, hätte das beim Benchmarken zur Folge, dass wir mit allen drei CPUs rund 100 FPS messen und diese gemäß den Messwerten gleich schnell wären, was jedoch nicht der Realität entspricht. 


CPU-Last unabhängig von der Auflösung

Ein weiterer wichtiger Punkt ist, dass die CPU-Leistung nicht von der Auflösung abhängt. Einfach gesagt weiß der Prozessor nicht einmal, welcher Monitor am PC angeschlossen ist und in welcher Auflösung dieser arbeitet. Die CPU liefert nur Datenpakete an die Grafikkarte, welche unabhängig von der Auflösung sind. Für die Bilddarstellung ist nur die GPU zuständig, auf welche dementsprechend eine höhere Last abfällt, wenn die Auflösung erhöht wird. 

Test: Die besten Full-HD-Gaming-Monitore (1080p) für PC-Spieler im Vergleich

Oder anders gesagt: Wenn wir uns im CPU-Limit befinden und der PC bei einer HD-Auflösung (1280 x 720) in einem beliebigen Spiel 100 FPS erreicht, dann ist derselbe PC in der Lage, auch in UHD (3840 x 2160) noch 100 Bilder zu erreichen, unter der Voraussetzung, dass wir uns nach wie vor zu 100 Prozent im CPU-Limit befinden und keine andere Komponente limitiert. Daher ist es auch ein Irrglaube, zu denken, dass bei einer höheren Bildschirmauflösung kein CPU-Limit auftreten könne. Bei einer höheren Auflösung erhöht sich nur die Wahrscheinlichkeit, dass die Grafikkarte zum limitierenden Faktor wird.


Gradwanderung mit dem Praxisbezug

Aufgrund der oben aufgeführten Punkte, ist es notwendig, dass wir für unser Test-Setup auf die schnellste Hardware setzen und Spieletests in HD durchführen, um eben das GPU-Limit - soweit möglich - zu umgehen. Im krassen Widerspruch hierzu steht natürlich der Realitätsbezug: Wer spielt heutzutage noch in HD-Auflösung, von manchen E-Sportlern mal abgesehen? Oder wer paart einen Quad-Core für 80 Euro mit einer High-End-GPU für über 1000 Euro? Diese Fragen lassen aber interessante Folgerungen zu. 

Windows 11 vs. 10: Die beste Wahl für optimale CPU-Leistung

Cyberpunk 2077 ist ein perfektes Beispiel für ein Spiel, das in niedrigen Auflösungen CPU-limitiert und in hohen Auflösungen GPU-limitiert ist. So messen wir sowohl in HD als auch in Full-HD mit den aktuellen Topmodellen von AMD wie dem Ryzen 9 5900X oder dem Core i9-11900K von Intel 120 FPS, wir befinden uns dementsprechend im CPU-Limit. In UHD schafft dann selbst eine RTX 3090 nur noch 45 FPS, mit aktiviertem Raytracing sogar nur 20 FPS. Wie wir oben gelernt haben, wäre die CPU in der Lage, in Kombination mit einer schnelleren GPU auch in UHD 120 FPS zu erreichen. Wenn wir davon ausgehen, dass sich die GPU-Leistung pro Generation um 50 Prozent erhöht, dann würde eine CPU des Kalibers Ryzen 9 5900X drei Grafikkartengenerationen überleben, bis das GPU-Topmodell wie eine mögliche RTX 6090 oder eine RX 9900 XT von der CPU in Cyberpunk 2077 mit 4K-Auflösung limitiert werden würde. Das sind durchaus interessante und wertvolle Informationen, weil sie Rückschlüsse auf die "Lebensdauer" eines Prozessors zulassen.

Auf der anderen Seite lässt sich damit testen, ob eine teure GPU zwingend eine teure CPU voraussetzt, um die volle Leistung entfalten zu können. Dieser Frage gehen wir im Zuge des Tests des Core i3-10105F (zum Artikel)  nach. Genauso spannend ist die Frage, ob ein  Quad-Core im Jahr 2021 noch ausreichend ist (zum Artikel)  oder ob zwingend eine CPU mit mehr Cores von Nöten ist. 


Hardware des Benchmark-Setups im Detail

AMD Testsystem

Intel Testsystem (1)

Intel Testsystem (2)

Intel Testsystem (3)

CPUs

Ryzen 3000(XT) & Ryzen 5000

Core i 10th Gen

Core i 11th Gen

Core i 12th Gen

Mainboard

MSI MEG X570 Godlike

ASUS ROG Maximus XII Extreme

ASUS ROG Maximus XIII Hero

ASUS ROG Maximus Z690 Hero

BIOS

E7C34AMS.1C6

2004

610

0702  

BIOS-Settings

RAM 3200 MHz CL14-14-14-34 @ 1,35V, PBO disabled, Global C-States enabled, BAR-Support, Fans PWM (manual fan curve)

RAM 3200 MHz CL14-14-14-34 @ 1,35V , PL1, PL2 & Tau, Global C-States enabled, BAR-Support, Fans PWM (manual fan curve), ASUS MultiCore Enhancement off

RAM 3200 MHz CL14-14-14-34 @ 1,35V , PL1, PL2 & Tau, Global C-States enabled, BAR-Support, Fans PWM (manual fan curve), ASUS MultiCore Enhancement off

RAM 4800 MHz CL36-36-36-76 @ 1,1V , PL1, PL2 & Tau, Global C-States enabled, BAR-Support, Fans PWM (manual fan curve), ASUS MultiCore Enhancement off

CPU-Kühler

G.Skill ENKI 360 (manual fan curve)

ASUS ROG Ryujin II 360

Wärmeleitpaste

Thermal Grizzly Kryonaut

Grafikkarte

AMD Radeon RX 6900 XT (2700 MHz Chip, 1,08V, Fast Timings, 2150 MHz VRAM, 115% TDP)

RAM

4x 8 GB G.Skill Trident Z Royal @ 3200 MHz CL14-14-14-34

2x 16 GB G.Skill Tridenz Z5 @ 4800 MHz CL36-36-36-76

System-SSD

Western Digital WD_Black SN750 1 TB

Western Digital WD_Black SN850 2 TB

Spiele-SSD

SanDisk SSD Plus 1 TB

Netzteil

be quiet! Straight Power 11 Platinum 1000W

Benchtable

Lian Li PC-T70X

Monitor

ASUS ROG Swift PG259QNR


Die Schaltzentrale: unsere Test-Mainboards

Unsere Testmainboard: MSI MEG X570 Godlike für AM4, ASUS ROG Maximus XII Extreme und ASUS ROG Maxmius XIII Hero für 1200, ASUS ROG Maximus Z690 Hero für 1700
Vergrößern Unsere Testmainboard: MSI MEG X570 Godlike für AM4, ASUS ROG Maximus XII Extreme und ASUS ROG Maxmius XIII Hero für 1200, ASUS ROG Maximus Z690 Hero für 1700
© ASUS; MSI

Den größten Unterschied bei den Test-Setups gibt es beim Mainboard, da je nach CPU unterschiedliche Sockel oder Chipsätze zum Einsatz kommen, um den vollen Funktionsumfang zu gewährleisten. Der Test der aktuellen AMD Ryzen 3000 und Ryzen 5000 Prozessoren gestaltet sich als recht einfach, da wir für alle CPUs auf ein MSI MEG X570 Godlike (zum Preisvergleich)  setzen können. Bei den Intel Prozessoren sind deutlich mehr Mainboards notwendig. So kommt für die Tests der 10. Generation ein ASUS ROG Maximus XII Extreme (zum Preisvergleich) zum Einsatz, für die CPUs der 11. Generation wiederum ein ASUS ROG Maximus XIII Hero (zum Preisvergleich) . Bei den neuen Alder Lake CPUs ist das ganze noch einmal schwieriger. Hier gibt es nämlich sowohl Mainboards mit DDR4-Arbeitsspeicher, als auch welche, die DDR5-RAM unterstützen. Dementsprechend gibt es mit dem ASUS ROG Strix Z690-A Gaming WIFI D4 (zum Preisvergleich) und dem ASUS ROG Maximus Z690 Hero (zum Preisvergleich) gleich zwei Test-Mainboards.

DDR4 vs DDR5 RAM im Test mit Intel Core i9-12900K

Wichtig für unsere Tests ist eine stabile Spannungsversorgung und eine gute Kühlung der Mosfets. Auf den ersten drei genannten Mainboard sitzt jeweils ein Controller mit acht realen Phasen, welche sich auf jeweils 14 Powerstages für den Prozessor und weitere für das SoC aufteilen. Für die Stromzufuhr sind auf allen Mainboards zwei 8-Pin-Anschlüsse verbaut. Dem maximalen Overclocking der Test-Samples steht dementsprechend nichts im Wege. Ebenso unterstützen alle Mainboards sehr hohe Arbeitsspeichertaktraten von mindestens 4800 MHz, was uns bei Arbeitsspeichertests (zum Artikel) entgegenkommt. Da wir unsere Tests auf einem offenen Benchtable durchführen, kommen uns die Power und Reset-Buttons auf den Mainboards zu Gute, da wir so kein I/O-Frontpanel anschließen müssen. Mindestens genauso nützlich ist die Möglichkeit, einen CMOS-Reset via Schalter oder einen BIOS-Flashback über einen USB-Steckplatz durchführen zu können, da wir während den Tests oftmals mehrere Vorab-BIOS-Versionen zur Verfügung gestellt bekommen.


360 Millimeter All-in-One-Wasserkühlung für die CPU-Tests

360-mm-AiO zur CPU-Kühlung: G.Skill ENKI 360 und ASUS ROG Ryujin II
Vergrößern 360-mm-AiO zur CPU-Kühlung: G.Skill ENKI 360 und ASUS ROG Ryujin II
© G.Skill, ASUS

Die Temperatur ist einer der Faktoren, welcher die Leistung der CPU maßgeblich beeinflusst. Wenn die Temperatur einen kritischen Bereich erreicht, der vom Hersteller vordefiniert ist, dann taktet sich der Prozessor zum Selbstschutz herunter. Dementsprechend setzen wir auf eine potente 360 Millimeter große All-in-One-Wasserkühlung vom Typ G.Skill ENKI 360 (zum Preisvergleich) . Eine Custom-Wasserkühlung würde zwar noch etwas bessere Temperaturen erzielen, allerdings geht hier der Umbau nicht ganz so leicht von der Hand und der prozentuale Anteil von Custom-Wasserkühlungen auf dem PC-Markt ist äußerst gering. AiO-Wasserkühlungen erfreuen sich dagegen einer immer größeren Beliebtheit. 

Um allen CPUs die gleiche Kühlleistung zukommen zu lassen, haben wir im BIOS eine manuelle Lüfterkurven mit vier Temperaturpunkten hinterlegt. Startpunkt der Lüfterkurve sind 30 Prozent Drehzahl - 630 rpm - bei 30 Grad Celsius. Bei einer Lüfterdrehzahl von 1050 rpm - 50 Prozent Auslastung - sind die Lüfter aus unserer Sicht nahezu unhörbar, als Temperatur legen wir 60 Grad Celsius fest. Bis etwa 1250 rpm haben die Lüfter noch eine angenehme Lautstärke, was 60 Prozent der maximalen Drehzahl entspricht. Diesen Wert setzen wir für eine Temperatur von maximal 75 Grad Celsius fest. Als Maximaltemperatur peilen wir 85 Grad Celsius an, wofür 85 Prozent der maximalen Lüfterdrehzahl ausreichend sind. Da G.Skill leider kein Bracket für den Sockel 1700 zur Verfügung stellt, wechseln wir für die Alder Lake Tests zu einer ASUS ROG Ryujin II 360 (zum Preisvergleich)


Arbeitsspeicher nach den offiziellen Spezifikationen

DDR4 und DDR5 Arbeitsspeicher von G.Skill: Trident Z Royal und Trident Z5
Vergrößern DDR4 und DDR5 Arbeitsspeicher von G.Skill: Trident Z Royal und Trident Z5
© G.Skill

Beim Arbeitsspeicher haben wir im Vergleich zum letzten Test-Setup aufgerüstet. So setzen wir auf vier Speicherriegel mit jeweils 8 GB vom Typ G.Skill Trident Z Royal (zum Preisvergleich) , also insgesamt 32 GB. Diese takten offiziell mit einer Frequenz von 3600 MHz bei einer Latenz von 16-16-16-36. Wir betreiben den RAM jedoch nur mit 3200 MHz gemäß den offiziellen Herstellerangaben von AMD und Intel. Dafür haben wir die Latenz auf 14-14-14-34 verringert. Für den Test der Alder Lake CPUs haben wir von G.Skill brandneuen DDR5-RAM mit zwei mal 16 GB zur Verfügung gestellt bekommen. Die offizielle Spezifikation von DDR5 sieht eine Taktrate von 4800 MHz vor. G.Skill hat das RAM-Kit Trident Z5 RGB (zum Preisvergleich) jedoch bereits übertaktet und liefert es via XMP-Profil mit 6000 MHz bei CL36-36-36-76 aus. 


Das Grafikmonster: AMD Radeon RX 6900 XT

Maximale Grafikpower: Übertaktete AMD Radeon RX 6900 XT
Vergrößern Maximale Grafikpower: Übertaktete AMD Radeon RX 6900 XT
© AMD

Als Grafikkarte für unsere CPU-Tests kommt nur die derzeit schnellste Gaming-GPU in Frage. An dieser Stelle ist es allerdings wichtig zu berücksichtigen, in welcher Auflösung wir testen, nämlich HD und Full-HD. Wie unser  Grafikkartenvergleich (zum Artikel) zeigt, hat Nvidia in UHD und auch noch knapp in QHD die Nase vorne, aber 1080p hat dann jedoch AMD mit der  Radeon RX 6900 XT (zum Preisvergleich)  das Szepter in der Hand. Die Tatsache, dass dieser 8 GB weniger Videospeicher zur Verfügung stehen als der RTX 3090 und die Raytracing-Performance deutlich schlechter ausfällt, spielt keine Rolle. Raytracing beeinflusst die CPU-Leistung nicht, da die Berechnungen nur auf den speziellen Recheneinheiten der GPU ausgeführt werden und 16 GB VRAM sind für 1080p und 720p vollkommen ausreichend. Die Funktion Resizable Bar ist - soweit möglich - im BIOS aktiviert.

Um die Grenze für das GPU-Limit noch weiter anzuheben, haben wir uns allerdings mit der Performance der RX 6900 XT ab Werk noch nicht zufriedengegeben und diese bis ans Limit übertaktet. Konkret haben wir den maximalen Takt auf 2700 MHz angehoben und gleichzeitig die Spannung auf 1,08 Volt reduziert, damit der Takt stabiler anliegt. Zudem betreiben wir den Videospeicher mit 2150 MHz und Fast Timings. Zu guter letzte heben wir die TGP der Grafikkarte um 15 Prozent auf 345 Watt an. Durch die Übertaktung hat sich die Leistung im GPU-Limit im Schnitt um 13 Prozent erhöht und damit auch die Grenze, ehe wir das Grafikartenlimit erreichen, um 13 Prozent nach oben verschoben.


Viel und schneller Speicher: 2 TB PCIe 4.0 NVMe SSD

Viele Spiele benötigen viel Speicher: WD_Black SN850, WD_Black SN 750 und SanDisk Ultra 3D
Vergrößern Viele Spiele benötigen viel Speicher: WD_Black SN850, WD_Black SN 750 und SanDisk Ultra 3D
© Western Digital, SanDisk

Im Zuge des Updates unseres Test-Setups auf Windows 11 für den Alder Lake Review haben wir auch den Systemspeicher aktualisiert. Konkret setzen wir auf eine Western Digital WD_Black SN850 (zum Preisvergleich) mit 2 TB Speicher und vormontiertem Kühlkörper inklusive RGB-Beleuchtung. Diese ist mit PCIe 4.0 x4 angebunden und zählt dank Leseraten von bis zu 7000 MB/s und Schreibraten von bis zu 5300 MB/s zu den derzeit schnellsten Modellen auf dem Markt. WD verbaut auf der SN850 3D-NAND TLC Speichermodule von Toshiba und einen 2 GB großen SLC-Cache. Die Lebensdauer gibt der Hersteller mit enormen 1,2 Petabyte an und gewährt zudem eine Garantie von 5 Jahren.

Eine schnelle und vor allem zuverlässige SSD ist für unsere Benchmarks unerlässlich, da wir oftmals das Betriebssystem, Spiele oder Anwendungen neu installieren müssen und wir uns hierbei viel Zeit sparen können und die Messergebnisse sicher sein müssen. Zudem wollen wir in Zukunft das neue Windows 11 Feature DirectStorage (zum Artikel) austesten, welches eine schnelle SSD voraussetzt. Für unsere bisherigen Tests mit Windows 10 kam eine Kombination aus einer Western Digital WD_Black SN750 (zum Preisvergleich) mit 1 TB und einer SanDisk Ultra 3D (zum Preisvergleich) mit 1 TB zum Einsatz. Alle Messergebnisse sichern wir zudem auf einem SanDisk Extreme PRO (zum Preisvergleich) USB-Stick mit 128 GB. 


Platinum-Netzteil mit 1000 Watt

1000 Watt mit Platinum Zertifizierung und modular: be quiet! Straight Power 11 Platinum
Vergrößern 1000 Watt mit Platinum Zertifizierung und modular: be quiet! Straight Power 11 Platinum
© be quiet!

Aufgrund des enormen Anstiegs der Leistungsaufnahme - Peaks von 500 Watt sind hier keine Seltenheit - bei den aktuellen Grafikkartengenerationen, haben wir das Netzteil auf ein 1000 Watt Modell aufgerüstet, konkret das be quiet! Straight Power 11 Platinum (zum Preisvergleich) . Wie der Name schon sagt verfügt das PSU über die Zertifizierung 80-Plus-Platinum, arbeitet also ab 20 Prozent Auslastung mit einer Effizienz von mindestens 92 Prozent. Bei einer Auslastung zu 50 Prozent liegt der Wirkungsgrad sogar bei über 94 Prozent. Der Semi-passiv-Lüftermodus erlaubt einen lautlosen Betrieb bei niedriger bis mittlere Auslastung. Zudem ist das Netzteil vollmodular und der Hersteller gewährt eine Garantie von fünf Jahren. 


Benchtable zum schnellen Wechsel der Hardware

Dank dem Test-Bench Lian Li PC-T70X sind die Hardwarekomponenten einfach zugänglich.
Vergrößern Dank dem Test-Bench Lian Li PC-T70X sind die Hardwarekomponenten einfach zugänglich.
© Lian Li

Die gesamte Hardware findet Platz auf dem Test-Bench Lian Li PC-T70X (zum Preisvergleich) , das komplett aus Aluminium besteht und einen einfachen Zugang zu allen Komponenten erlaubt. Die AiO-Wasserkühlung des CPU-Test-Setups findet dabei seitlich am Gehäuse seinen Platz mit den Schläuchen nach oben gerichtet, sodass die Pumpe stets im Wasser bleibt. 


Full-HD-Monitor mit 360 Hz

Mit dem Nvidia LDAT, dem ASUS ROG Swift PG259QNR und der ASUS ROG Chakram Core gehen wir auf Jagd nach der Systemlatenz.
Vergrößern Mit dem Nvidia LDAT, dem ASUS ROG Swift PG259QNR und der ASUS ROG Chakram Core gehen wir auf Jagd nach der Systemlatenz.

Da wir alle Tests nur in HD und Full-HD ausführen, ist ein Monitor mit 1080p Auflösung vollkommen ausreichend. Unsere Wahl fiel auf den ASUS ROG Swift PG259QNR (zum Preisvergleich) mit einer Bildwiederholrate von 360 Hz. Das Display beherrscht HDR10 und Nvidia G-Sync. Deutlich interessanter ist für uns jedoch der Nvidia Reflex Latency Analyzer (zum Artikel) , der es uns ermöglicht die Systemlatenz zu messen. 


BIOS-Einstellungen und Treiberversion

Für die Prozessortests deaktivieren wir alle BIOS-Einstellungen, welche die CPU automatisch übertakten, Stichwort Precision Boost Overdrive oder ASUS Multicore Enhancement. Die automatische Übertaktung hängt nämlich von der Spannungsversorgung des Mainboards und der Kühlung der CPU ab und spiegelt somit nicht die vom Prozessorhersteller angegebene Leistung wider. Zudem takten wir unseren DDR4-Arbeitsspeicher mit 3200 MHz bei einer Latenz von 14-14-14-34. Für den DDR5-RAM wählten wir 4800 MHz bei CL36-36-36-76. Damit die CPUs bei geringer Auslastung heruntertakten und dadurch weniger Strom benötigen, aktivieren wir die Global-C-States. Die AiO-Wasserkühlungen regeln wir mittels des PWM-Signals nach oben beschriebener Lüfterkurve. Das MSI MEG X570 Godlike lief mit der BIOS-Version 1C6, das ROG Maximus XII Extreme mit der Version 2004, das ASUS ROG Maximus XIII Hero mit der Version 0610 und das ASUS ROG Maximus Z690 Hero mit der Version 0702.


Wertungskategorien und Testverfahren

Genauso wie bei den Grafikkarten legen wir auch bei den Prozessoren viel Wert auf Spieletests. Hier testen wir zwölf unterschiedliche Titel in HD- und Full-HD-Auflösung. Hinzu kommen drei Single-Core und zehn Multithreading-Tests,g um die Geschwindigkeit der CPUs in aufwendigen Anwendungsszenarien auszuloten. Das schnellste Modell in jedem einzelnen Tests definieren wir als 100 Prozent und berechnen davon ausgehend die prozentuale Leistung der restlichen Prozessoren. Bei der Gesamtbewertung spielen außerdem die Temperaturentwicklung und die Leistungsaufnahme eine Rolle. Zudem geben wir die anliegenden Taktraten mit an.


Welche Spiele testest PC-WELT und was gilt es dabei zu beachten?

Als Spiele haben wir uns folgende Titel herausgesucht: Assassin's Creed Valhalla, A Total War Saga TROY, Battlefield V, Borderlands 3, Cyberpunk 2077, Doom Eternal, F1 2020, Hitman 3, Red Dead Redemption 2, Shadow of the Tomb Raider, Tom Clancys The Division 2 und Watch Dogs Legion. Auch wenn sich manche der genannten Spiele im Multiplayer zocken lassen, haben wir alle Tests im Singleplayer durchgeführt oder auf den integrierten Benchmark zurückgegriffen. Das liegt daran, dass in Multiplayer-Spielen die Szenen nicht reproduzierbar sind. 

CPU-Benchmark 2021: AMD Ryzen oder Intel Core i Prozessor? Der Ranglisten-Vergleich

Ein Beispiel: wir spielen eine Runde Battlefield und lassen ein Skript die Spielfigur steuern, um eine vergleichbare Szene zu erhalten. Beim zweiten Testdurchlauf sterben wir jedoch bereits nach 20 Sekunden, wodurch wir respawnen und unser Benchmark-Ergebnis sich verfälscht. Selbst bei den Single-Player-Titeln haben wir einen nicht direkt reproduzierbaren Einfluss und zwar die KI. Wenn wir einen Kampf starten und immer genau gleich agieren, zeigt die KI dennoch unterschiedliche Reaktionen. Deshalb wählen wir nur Szenen aus, bei welchen wir durch die Spielwelt laufen und nicht mit ihr interagieren müssen.

Die Spielwelt in GTA V erschiein vor allem durch die KI und den Tag-Nacht-Rythmus so richtig lebendig.
Vergrößern Die Spielwelt in GTA V erschiein vor allem durch die KI und den Tag-Nacht-Rythmus so richtig lebendig.
© Rockstar Games

Genauso bewegen sich Menschen oder Autos in dicht besiedelten Städten nicht immer auf die gleiche Art und Weise. Und bei Spielen mit einem dynamischen Tag-Nacht-Rhythmus kann es sein, dass, wenn wir denselben Spielstand mehrmals hintereinander laden, es unterschiedlich lange dauert, bis sich die Tageszeit im Spiel verändert. All das hat Auswirkungen auf unsere Messergebnisse, weshalb wir in vielen Fällen auf die integrierten Benchmarks der Spiele setzen. In den anderen Titeln haben wir Szenen ausgewählt, bei welchen die Verfälschungen in zehn Testdurchläufen während der Validierung möglichst gering ausfallen. Für die finalen Tests, benchmarken wir jede CPU in jedem Spiel und jeder Auflösung zweifach und bilden daraus einen Mittelwert. Widersprüchliche Ergebnisse sortieren wir aus und führen Nachtests durch.


So führt PC-WELT die Messungen durch

Die Messung und Auswertung der gemessenen Bilder pro Sekunde erfolgt mit dem kostenlosen Tool FrameView. Dieses zeichnet nicht nur den exakten FPS-Verlauf, sondern auch die Frametimes auf und gibt die jeweiligen Perzentile aus. Eine wichtige Angabe bei der Spieleleistung sind nämlich nicht nur die durchschnittliche FPS, sondern auch die Framedrops, die bei besonders rechenintensiven Spielszenen wie zum Beispiel einer Explosion auftreten. Da es jedoch immer Messtoleranzen gibt, nehmen wir nicht direkt die Minimal-FPS, sondern das „99th percentile“. Diese Zahl besagt, dass 99 Prozent der gemessenen Frames oberhalb von diesem Wert liegen. In anderen Worten, wenn unsere Messung 1000 Frames umfasst und wir diese der Größe nach ordnen, dann liegt das 99th percentile auf Platz 990. Dementsprechend fallen zehn Messergebnisse schlechter aus, die wir aufgrund der Messtoleranzen aussortieren.

FrameView Overlay in Red Dead Redemption 2
Vergrößern FrameView Overlay in Red Dead Redemption 2

Frameview misst aber noch deutlich mehr wie zum Beispiel die durchschnittliche Taktrate, die maximale Temperatur oder die durchschnittliche Leistungsaufnahme über den Testzeitraum von CPU und GPU. Dadurch sind wir in der Lage anzugeben, wie viel Leistung ein Prozessor im Schnitt beim Gaming aus der Steckdose zieht oder wie hoch jede CPU dabei taktet. 


Anwendungsbenchmarks zur Bestimmung der Leistung im Alltag

Mit einem PC lässt sich nicht nur Zocken sondern auch produktiv arbeiten. Deshalb stellen wir die Anwendungsleistung der Prozessoren in zehn unterschiedlichen Programmen auf den Prüfstand. In allen zehn Tests messen wir die Multithreading-Performance, in drei der Tests zusätzlich noch die Single-Core-Leistung. Hierbei führen wir Benchmarks aus den unterschiedlichsten Anwendungsbereichen durch:

1. De-/Endkomprimierung und Encodierung: 7-Zip und HandBrake
2. Rendering: Blender, Cinebench R23 und V-Ray
3. Mathematische Berechnungen: DigiCortex und POV-Ray
4. Bild-/Videobearbeitung: Adobe Photoshop, Adobe Premiere Pro und DaVinci Resolve


Temperaturentwicklung, Leistungsaufnahme und anliegende Taktraten

Neben der reinen Rechenleistung ist es interessant zu wissen, welche Taktraten die Prozessoren beim Gaming erreichen, wie hoch die Leistungsaufnahme ausfällt und wie warm die CPUs werden. Wie oben bereits erwähnt, können wir all diese Werte mittels Frameview auslesen. Aus den zwölf getesteten Spielen bilden wir für die Taktrate und die Leistungsaufnahme für jede Auflösung jeweils den Durchschnitt, um ein typisches Gaming-Szenario abzubilden. Vor den Spiele-Benchmarks heizen wir die CPU zunächst mit Prime95 vor, um eine längere Spielesession zu simulieren. 

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Da Computerspiele die CPU im Regelfall nicht voll auslasten, führen wir zudem mit Prime95 einen Stresstest ohne AVX über eine halbe Stunde durch. Hierbei wird der Prozessor stärker belastet als es im Alltag normalerweise der Fall ist und damit die Grenze der Samples ausgelotet. Zur Ermittlung der Temperaturen kommt das kostenlose Tool HWiNFO zum Einsatz. Dabei geben wir nur die Package-Temperatur und nicht die Gradzahl der einzelnen Prozessorkerne an. 

Lastet die CPU auf der gewählten Core-Anzahl zu 100 Prozent aus: Prime95
Vergrößern Lastet die CPU auf der gewählten Core-Anzahl zu 100 Prozent aus: Prime95

Durch das Boost-Desaster von AMDs Ryzen 3000 Prozessoren ist das Überwachen der anliegenden Taktraten interessant geworden. Um zu überprüfen, ob die vom Hersteller versprochenen Taktraten auch wirklich stimmen, führen wir extra Tests mit Prime95 (Voreinstellung 1344K ohne AVX) durch. Mittels HWiNFO ermitteln wir dabei den maximal erreichten Takt auf einem Kern, den Takt auf einem Kern über einen Testzeitraum von 30 Minuten und den durchschnittlichen Takt auf allen Kernen über einen Testzeitraum von 30 Minuten. 

HWiNFO liefert sämtliche Systeminformationen und Sensordaten aus.
Vergrößern HWiNFO liefert sämtliche Systeminformationen und Sensordaten aus.

Spieleeinstellungen

Spieltests

Auflösung

Einstellungen

Assassin's Creed Valhalla

720p & 1080p

Extrem Hoch (Vollbild, V-Sync aus, Anti-Alias Hoch, FPS-Limit aus, FOV 100%, Adaptive Qualität aus)

A Total War Saga TROY (battle benchmark)

720p & 1080p

Ultra (siehe Screenshot)

Battlefield V

720p & 1080p

Ultra (Vollbild, DX12, DXR aus, HDR aus, Scale 100%, Future Frame aus, V-Sync aus, Upscaling Auto, VRAM-Limit aus)

Borderlands 3

720p & 1080p

Badass (Vollbild, DX12, Scale 100%, V-Sync aus, FPS-Limit aus, HUD 1)

Cyberpunk 2077

720p & 1080p

Ultra & Hoch (Vollbild, V-Sync aus, Raytracing aus, Scale 100%)

Doom Eternal

720p & 1080p

Ultra-Abtraum (Vollbild, V-Sync aus, Sichtfeld 90, Unschärfe Hoch, Scale 100%)

F1 2020

720p & 1080p

Ultrahoch (V-Sync aus, FPS-Limit aus, TAA, Dynamische Aulösung aus, 16x)

Hitman 3 (Dartmoor)

720p & 1080p

Ultra (Exklusives Vollbild, V-Sync aus, 16x, VRS aus)

Red Dead Redemption 2

720p & 1080p

Bildqualität bevorzugen ganz rechts (Vollbild, V-Sync aus, Puffer aus, DX12)

Shadow of the Tomb Raider

720p & 1080p

Ultrahoch (Raytracing aus, Vollbild, V-Sync aus, TAA, 8x)

Tom Clancy's The Division 2

720p & 1080p

Ultra (Vollbild, Latenzreduktion, DX12, V-Sync aus, FPS-Limit aus)

Watch Dogs Legion

720p & 1080p

Ultra (DX12, Raytracing aus, Scale 100%, Vollbild, V-Sync aus, FPS-Limit aus, Sichtfeld 70)

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