In reactie op de aanhoudende klachten over de stabiliteit van zijn 13th- en 14th Gen Core-cpu's gaf Intel enige tijd geleden nieuwe officiële aanbevelingen voor de biosinstellingen vrij. Deze 'Intel Default Settings' zijn inmiddels de standaardinstelling op vrijwel alle moederborden, mits je het nieuwste bios draait. In dit artikel bekijken we wat de Intel Default Settings doen met de prestaties van zes processors uit de laatste twee generaties: de i5 13600K, i7 13700K, i9 13900K, i5 14600K, i7 14700K en i9 14900K.
Een stukje geschiedenis
Om te beginnen: hoe heeft het zover kunnen komen dat Intel moest ingrijpen? Daaraan gingen jaren vooraf van een snel stijgend energiegebruik van Intels mainstreamprocessors, waar de makers van moederborden en toch primair de cpu-fabrikant zelf onvoldoende naar hebben gehandeld.
De 'Default Settings' waar Intel nu mee is gekomen, zijn in feite voornamelijk powerlimits oftewel maximumwaardes voor het vermogen dat de processor mag vragen. Pak 'm beet tien jaar geleden speelden powerlimits in de wereld van zelfbouwhardware eigenlijk geen rol. Het waren instellingen die grote pc-fabrikanten konden gebruiken om het cpu-verbruik te beperken, zodat de processor in hun ondermaatse behuizing of koeloplossing niet zou oververhitten. Zolang je als zelfbouwer voor voldoende koeling zorgde, kon je de processor gewoon zoveel stroom laten verbruiken als hij nodig had. Dat was dan ook de standaardinstelling op ieder moederbord dat een enigszins potente vrm had.
Laten we eens kijken naar een processor uit die tijd: de Core i7 6700K, die op 27 september 2015 op de markt werd gebracht. Dit was een quadcore met een singlecoreturbo van 4,2GHz en een allcoreturbo van 4,0GHz. Die laatste snelheid communiceerde Intel voor het gemak ook als baseclock. De officiële tdp bedroeg 91W en onze stroommeter sloeg tijdens maximale belasting uit tot 99W, amper hoger dus.
De daaropvolgende processorgeneraties werden sterk beïnvloed door twee ontwikkelingen.
- De i7 6700K was een processor uit een tijd dat Intel de facto vrij spel had in de pc-markt. AMD betrad de desktopmarkt in 2017 opnieuw met zijn competitieve Ryzen-processors, waarmee het in één klap dubbel zoveel cores bood als Intel, dat wel moest reageren door meer cores toe te voegen. De 8700K kreeg zes cores, de 9900K acht cores en de 10900K zelfs tien cores.
- De tweede ontwikkeling die in het nadeel van Intel werkte, was dat het al die tijd vastzat op zijn 14nm-proces. Het 10nm-procedé zou oorspronkelijk al in 2016 gereed moeten zijn. Pas de Core i9 12900K uit 2021, zes jaar na de i7 6700K op 14nm, was uiteindelijk de eerste desktop-cpu die gebruikmaakte van 10nm. Tot overmaat van ramp waren Intels plannen voor nieuwe architecturen, de andere traditionele poot op basis waarvan cpu's sneller worden, sterk verweven met het nieuwe productieproces. Kortom, zes jaar lang moest Intel alle prestatiewinst halen uit meer cores en hogere kloks.
Zo steeg het energiegebruik van het topmodel van nog geen honderd watt in 2015 naar het drievoudige in 2021, toen de Core i9 11900K uitkwam. De tdp van die processor was echter maar 125W, maar iets meer dan een derde hoger. Intel had de baseclock namelijk stilletjes losgekoppeld van de allcoreturbo, die bij de i7 6700K nog gelijk was, terwijl de fabrikant de tdp nog altijd berekende aan de hand van de baseclock. Intel probeerde het hogere stroomgebruik van zijn cpu's daarmee te verdoezelen - op de officiële specificatiepagina van de 11900K wordt geen hoger vermogen dan die tdp van 125W genoemd, terwijl hij in de praktijk dus bijna 300W verbruikte. Dergelijke vermogens verstoken op de beperkte oppervlakte van een mainstreamsocket is vragen om problemen; zelfs voor high-end waterkoelers is dat amper te koelen.
Toen er voor de Core i9 12900K eindelijk weer een nieuw productieproces in gebruik kon worden genomen, daalde het gevraagde vermogen weer even. De nieuw geïntroduceerde specificatie 'maximum turbo power' was bovendien een eerlijke indicatie van het stroomgebruik van de processor. Dat bleek echter van korte duur. De primaire 'innovaties' van de 13900K en 14900K bleken andermaal meer (E-)cores en meer gigahertzen, resulterend in nieuwe vermogensrecords. Dat de 14900K in deze grafiek iets minder verbruikt dan zijn voorganger, ligt er primair aan dat zelfs onze high-end 360mm-waterkoeler enige throttling niet wist te voorkomen.
Nieuwe Default Settings als reactie op meldingen van instabiele cpu's
In de voorbije maanden staken opvallend veel meldingen van instabiele cpu's uit de dertiende en veertiende generaties de kop op, waarin de high-end Core i7- en i9-cpu's sterk oververtegenwoordigd waren. In eerste instantie wees Intel naar moederbordfabrikanten die 'werkomstandigheden die buiten de specificaties vallen' mogelijk zouden maken, waarbij het expliciet verhoogde (of onbeperkte) powerlimits noemde. Een maand later, in mei, publiceerde Intel uitgebreide aanbevolen instellingen onder de noemer 'Intel Default Settings'. Op dringend advies van Intel hebben moederbordfabrikanten die inmiddels allemaal overgenomen in hun nieuwste biosupdates, en als je nu een recent geproduceerd moederbord koopt, dus in de ervaring die je 'out of the box' krijgt als gebruikers.
De 'Intel Default Settings' bestaan uit enkele instellingen die op ieder systeem ingesteld moeten worden, en een 'Power Delivery Profile' dat per processor anders is. Van die eerste set instellingen spreken veel zaken voor zich, zoals het inschakelen van C-states, wat betekent dat de processor zichzelf deels mag uitschakelen als hij niet of weinig wordt belast. Dat is in feite weinig anders dan wat tot nu toe doorgaans standaard was ingesteld.
Intel hanteert vervolgens vier klassen van processors uit de laatste twee generaties. De Core i9's moeten worden ingesteld op het Extreme-profiel, met een IccMax (maximale stroomsterkte) van 400A. De K-modellen mogen continu 253W verbruiken, bij de KS-modellen is dat 320W. In de tabellen staat ook een waarde voor 'IccMax_App' genoemd, maar dat is niet iets wat je als eindgebruiker zelf kunt instellen.
Voor de Core i7's definieert Intel geen Extreme-profiel en beveelt het in plaats daarvan het zogenaamde Performance-profiel aan. Daarbij is het verbruik nog altijd 253W, maar dan met een lagere IccMax-waarde. De Core i5's mogen minder verbruiken: continu 181W met een IccMax van 200A.
Het linker 'Baseline'-profiel, dat sommige moederbordfabrikanten als een snelle reactie op de stabiliteitsproblemen introduceerden, wordt in geen enkel geval door Intel aangeraden, behalve als dat vereist wordt voor compatibiliteit. Je kunt dan bijvoorbeeld denken aan een moederbord met een zeer beperkte vrm, of een behuizing zonder goede airflow.
Intels nieuwe aanbevelingen gelden alleen voor de overklokbare K-processors. Voor de niet-overklokbare modellen geldt dat de PL1, ook wel processor base power (bpb) of tdp genoemd, niet gelijk is aan de PL2 (maximum turbo power). Het energiegebruik en daarmee de kloksnelheid wordt dus na afloop van een gezette boostperiode verlaagd. De exacte IccMax-waardes en boostperiodes (Tau) zijn alleen te vinden in deze 219 pagina's tellende pdf, die voor iedere normale gebruiker compleet onnavolgbaar is. Wil je bijvoorbeeld weten wat de juiste settings voor een Intel Core i5 14500 zijn, dan moet je maar net weten dat Intel die aanduidt als 'S Refresh Processor Line (65W) 6P+8E Core'. Als eindgebruiker moet je dus vooral hopen dat de moederbordfabrikant het standaard al juist voor je instelt.
Intel probeerde zich er wel erg makkelijk vanaf te maken
Dit paniekvoetbal was rijkelijk laat; tal van gebruikers moesten er een kapotte of 'gedegradeerde' processor voor krijgen, waarbij dat laatste betekent dat de benodigde spanning voor een bepaalde kloksnelheid nu hoger is dan na aanschaf. Bovendien zijn moederbordfabrikanten weliswaar deel van het probleem, maar zeker niet als enige.
De blaam treft wat mij betreft primair Intel zelf. Al generaties lang verkoopt het processors die onverantwoorde hoeveelheden energie gebruiken op een kleine oppervlakte, en waarvan de kloksnelheden sterk noordoostelijk op de voltage-/frequentiecurve liggen. Voor een relatief kleine prestatiewinst worden de kloksnelheden opgestuwd en daarmee de benodigde spanningen verhoogd. In feite verkoopt Intel nu topmodellen die tot het randje van stabiliteit zijn overgeklokt en ge-overvolt.
Volg je de letter van de wet, dan zou je kunnen stellen dat ook moederbordfabrikanten, reviewers en zelfs eindgebruikers schuldig zijn.
Volg je de letter van de wet, dan zou je kunnen stellen dat ook moederbordfabrikanten, reviewers en zelfs eindgebruikers schuldig zijn. Processors hadden immers een bepaald vastgesteld energiegebruik en dat werd overschreden. Er was echter niemand die ervoor zorgde dat die limieten werden nageleefd. Kon je van een moederbordfabrikant verwachten dat die als eerste lagere powerlimits ging instellen, hoewel dat ervoor zou zorgen dat de borden van die fabrikant dan onderaan benchmarklijstjes terecht zouden komen? Kon je van een reviewer verwachten dat hij powerlimits zou activeren, hoewel dat niet overeen zou komen met de gebruikservaring die zijn lezers of kijkers out-of-the-box zouden krijgen? Kon je van een eindgebruiker verwachten dat hij zelf het bios indook om vermogenslimieten in te kloppen?
Eigenlijk zegt het genoeg dat Intel zijn 'Default Settings' een paar maanden geleden moest publiceren. Als die daarvoor al strak gedefinieerd en eenvoudig vindbaar zouden zijn geweest, had dat niet gehoeven.
Inmiddels is duidelijk dat deze 'Default Settings' niet de volledige oplossing zijn. Er zijn ook fouten gevonden in een spanningsalgoritme in de microcode, zeg maar de firmware van de processor, die Intel halverwege augustus wil gaan patchen. Dat lijkt volgens Intel de 'root cause' van de stabiliteitsproblemen te zijn, al houdt de fabrikant een slag om de arm en blijft het geretourneerde, defecte cpu's onderzoeken om dat te verifiëren.
Benchmarks
Voor een aankomende cpu-release hebben we in de afgelopen weken tientallen processors opnieuw getest, gebruikmakend van het nieuwste bios, de nieuwste microcode en de nieuwste versies van alle gebruikte software. Hieronder leggen we de nieuwe scores van de overklokbare Core i5-, i7- en i9-processors uit de twee recentste generaties naast de resultaten die we vorig jaar hebben gedraaid met dezelfde cpu's. Dat doen we alleen in benchmarks die niet zijn aangepast en zodoende nog goed vergelijkbaar moeten zijn. Prestaties in games zouden door de veel nieuwere driverversie (en soms ook gameversie) niet eerlijk te vergelijken zijn, net als sommige andere programma's die in de tussentijd fors zijn geüpdatet.
De nieuwe benchmarks zijn uitgevoerd op een Gigabyte Z790 Aorus Master X-moederbord met biosversie F7d en 32GB G.Skill Trident Z5-geheugen op DDR5-5600 CL36. Verder hebben we, ongewijzigd ten opzichte van de voorgaande test, gebruikgemaakt van een Alphacool Ocean T38 360mm-waterkoeler, een Transcend 250H 2TB-ssd, een Corsair RM850-voeding en Windows 11 Pro als OS.
Als powerlimits gebruikten we voor de 2023-test de standaardinstellingen van het moederbord. Voor de 2024-test doen we dat in feite weer, maar die zijn met de nieuwste biosupdate gewijzigd naar Intels officiële 'Default Settings'. In die zin is het een appels-met-appelsvergelijking: wat kreeg je toen out-of-the-box versus wat krijg je nu out-of-the-box als eindgebruiker.
De multithreaded test van Cinebench is bij uitstek een scenario waarin de processors worden beperkt door de nieuwe powerlimits. De Core i9's hebben daar de meeste last van. De i9 14900K verliest 8 procent aan prestaties, zijn voorloper met 7,6 procent bijna net zoveel. Bij de i7 14700K slinkt dat naar een min van 6,5 procent, bij de i7 13700K meten we zelfs maar 1,4 procent lagere prestaties in de nieuwe test. Bij beide i5's is het verschil net geen 3 procent.
In de singlethreaded test wordt maar één core belast, die veel te weinig verbruikt om in de buurt van de powerlimit van de totale processor te komen. In deze test zien we dus geen significante verschillen.
Keyshot Viewer | |
---|---|
Processor | Gemiddelde score in punten (hoger is beter) |
Intel Core i9-14900K (2023) | 5,68 |
Intel Core i9-14900K (2024) | 5,33 |
Intel Core i7-14700K (2023) | 5,04 |
Intel Core i7-14700K (2024) | 4,70 |
Intel Core i5-14600K (2023) | 3,20 |
Intel Core i5-14600K (2024) | 3,25 |
Intel Core i9-13900K (2023) | 5,49 |
Intel Core i9-13900K (2024) | 5,14 |
Intel Core i7-13700K (2023) | 4,05 |
Intel Core i7-13700K (2024) | 4,09 |
Intel Core i5-13600K (2023) | 3,06 |
Intel Core i5-13600K (2024) | 3,11 |
Ook in Keyshot Viewer worden met name de i9 14900K, i7 14700K en i9 13900K getroffen door de lagere powerlimits. Je verliest tussen de 6,7 en 6,2 procent aan prestaties. Bij de i5's en de i7 13700K zien we juist kleine plusjes: te klein om echt significant te zijn, maar deze cpu's hebben in elk geval geen meetbare teruggang in prestaties.
In de singlethreaded Geekbench-test zien we kleine verschillen, doorgaans eerder lichte verbeteringen dan verslechteringen. De enige uitzondering is de i9 13900K, die in de oude test ook wel opvallend goed scoorde. Multithreaded zijn de verschillen veel groter. Met een Core i9 14900K verlies je 5,4 procent prestaties, met de i9 13900K zelfs 11,1 procent. Bij de i7 14700K zien we nog een meetbaar verschil van 2,2 procent, bij de i5's en de i7 13700K is dat er niet.
De meeste videocodecs weten gretig gebruik te maken van veel cores, waardoor de lagere powerlimits van Intels Default Settings impact hebben. De Core i9 14900K wordt 5,6 procent langzamer in de x264-test, terwijl de i9 13900K en i7 14700K een prestatieverlies van rond de 4 procent laten zien. In deze test zien we, anders dan in de grafieken hierboven, ook een kleine teruggang bij de i5's. Met de x265-codec zijn de verschillen vergelijkbaar, maar doorgaans net wat kleiner.
Enkele van de AIDA64-tests zijn sinds onze test in 2023 aangepast, maar de hier afgebeelde tests zijn wel nog goed vergelijkbaar. De verschillende algoritmes laten een teruggang in prestaties van 8 à 9 procent zien voor de Core i9 14900K. Bij de i9 13900K is het verschil met tussen de 6 en 8 procent wat kleiner. Afhankelijk van de test zien we soms ook nog een significante achteruitgang bij de i7 14700K, en ook de i5's verliezen nog enkele procenten aan prestaties in deze tests.
Alphacool Ocean T38 - Max. package power (AIDA64) | |
---|---|
Processor | Gemiddelde vermogen in watt (lager is beter) |
Intel Core i9-14900K (2023) | 352 |
Intel Core i9-14900K (2024) | 255 |
Intel Core i7-14700K (2023) | 283 |
Intel Core i7-14700K (2024) | 253 |
Intel Core i5-14600K (2023) | 204 |
Intel Core i5-14600K (2024) | 179 |
Intel Core i9-13900K (2023) | 321 |
Intel Core i9-13900K (2024) | 254 |
Intel Core i7-13700K (2023) | 232 |
Intel Core i7-13700K (2024) | 249 |
Intel Core i5-13600K (2023) | 161 |
Intel Core i5-13600K (2024) | 165 |
Uiteraard ligt het stroomgebruik van de processors, en dan met name de veel verbruikende topmodellen, een stuk lager met de nieuwe powerlimits. De i7's en i9's lopen in beide generaties tegen het nieuwe maximum van 253W aan. Afhankelijk van het model varieert hoe groot de impact daarvan is. Bij de i9 14900K is die het grootst; de afname van 352W naar 255W scheelt maar liefst 28 procent. Ook de i9 13900K (21 procent) verbruikt fors minder. Bij de i7 14700K en i5 14600K meten we nog een min van 10 tot 12 procent. De i7 13700K en i5 13600K verbruikten oorspronkelijk al niet genoeg om tegen de nieuwe powerlimits aan te lopen, en verbruiken ongeveer hetzelfde of zelfs iets meer in de nieuwe test.
Alphacool Ocean T38 - Gem. kloksnelheid | |
---|---|
Processor | Gemiddelde frequentie in MHz (hoger is beter) |
Intel Core i9-14900K (2023) | 5.563 |
Intel Core i9-14900K (2024) | 5.104 |
Intel Core i7-14700K (2023) | 5.493 |
Intel Core i7-14700K (2024) | 5.071 |
Intel Core i5-14600K (2023) | 5.289 |
Intel Core i5-14600K (2024) | 5.146 |
Intel Core i9-13900K (2023) | 5.491 |
Intel Core i9-13900K (2024) | 5.100 |
Intel Core i7-13700K (2023) | 5.298 |
Intel Core i7-13700K (2024) | 5.202 |
Intel Core i5-13600K (2023) | 5.100 |
Intel Core i5-13600K (2024) | 4.959 |
Dat lagere stroomgebruik moet natuurlijk ergens vandaan komen, en dus klokken de processors duidelijk lager. In de grafiek is steeds de gemiddelde kloksnelheid van de P-cores afgebeeld. Bij de Core i9 14900K gaat er ruim 450MHz (-8,3 procent) van de klokfrequentie af, en bij de i7 14700K (-7,7 procent) en i9 13900K (-7,1 procent) is dat nog altijd rond de 400MHz. Het verschil tussen de i9's uit beide generaties bedraagt nu nog maar 4MHz. Bij de i7 13700K en i5 13600K is het verschil kleiner, met 96 tot 141MHz. Dat is slechts 2 procent van de kloksnelheid en vaak te weinig om een duidelijk meetbaar verschil te veroorzaken in de benchmarks, zoals we hierboven al zagen.
Alphacool Ocean T38 - Max. temperatuur | |
---|---|
Processor | Gemiddelde graden in °C (lager is beter) |
Intel Core i9-14900K (2023) | 99 |
Intel Core i9-14900K (2024) | 87 |
Intel Core i7-14700K (2023) | 89 |
Intel Core i7-14700K (2024) | 93 |
Intel Core i5-14600K (2023) | 99 |
Intel Core i5-14600K (2024) | 78 |
Intel Core i9-13900K (2023) | 101 |
Intel Core i9-13900K (2024) | 92 |
Intel Core i7-13700K (2023) | 87 |
Intel Core i7-13700K (2024) | 94 |
Intel Core i5-13600K (2023) | 75 |
Intel Core i5-13600K (2024) | 79 |
Hoewel de temperaturen nog altijd hoog kunnen oplopen, met name bij de Core i9's, zijn de gemeten cpu-temperaturen minder extreem dan voorheen. De i9 14900K blijft 12 graden koeler met onze 360mm-waterkoeler. Over het algemeen worden de i5's nu tegen de 80 graden, en de i7's en i9's rond de 90 graden. Dat kan natuurlijk variëren door de gebruikte koeling.
Systeemverbruik Cinebench 24 | |
---|---|
Processor | Gemiddelde vermogen in watt (lager is beter) |
Intel Core i9-14900K (2023) | 523 |
Intel Core i9-14900K (2024) | 360 |
Intel Core i7-14700K (2023) | 385 |
Intel Core i7-14700K (2024) | 351 |
Intel Core i5-14600K (2023) | 269 |
Intel Core i5-14600K (2024) | 248 |
Intel Core i9-13900K (2023) | 406 |
Intel Core i9-13900K (2024) | 352 |
Intel Core i7-13700K (2023) | 327 |
Intel Core i7-13700K (2024) | 330 |
Intel Core i5-13600K (2023) | 245 |
Intel Core i5-13600K (2024) | 235 |
Tot slot bekijken we nog de meting van het systeemverbruik tijdens maximale belasting, gemeten aan het stopcontact. Dat ligt met name bij de i9's drastisch lager dan voorheen.
Voorlopige conclusie
Intels nieuwe 'Default Settings' voor de processors uit de dertiende en veertiende Core-generaties raken je vooral als je een van de topmodellen hebt. De Core i9 14900K laat in onze tests de grootste prestatieverliezen zien, van in het slechtste geval 8 à 9 procent. De Core i9 13900K en i7 14700K worden iets minder, maar nog altijd meetbaar getroffen. Bij de i7 13700K en de Core i5's van beide generaties is de impact nihil, vooral omdat ze vorig jaar al niet meer verbruikten dan Intels nieuwe limieten.
Laten we wel zo eerlijk zijn om daar de nuance bij te plaatsen dat verschillen onder de tien procent zelden een merkbaar verschil in de gebruikservaring opleveren. Bovendien hebben de powerlimits alleen effect als een programma alle cores voldoende weet te belasten om zoveel te verbruiken. Programma's die minder makkelijk naar veel cores schalen, waaronder games, zullen er minder of geen last van hebben.
Maar naast een blik op de impact van de 'Default Settings' op de prestaties, was dit ook een klein verhaal over hoe het zover is gekomen. Over dat het van oudsher normaal was om een cpu zoveel te laten verbruiken als hij nodig had, omdat dat toch maar marginaal afweek van de tdp. Over hoe het stroomgebruik van Intels topmodellen in het laatste decennium steeds verder uit de hand liep, terwijl de officiële tdp amper werd aangepast. Over hoe geen moederbordfabrikant het aandurfde om als eerste paal en perk te stellen aan het steeds extremere verbruik van Intels Core i9-cpu's, omdat niemand bekend wilde komen te staan als 'het trage merk'. En uiteindelijk ook over hoe Intel het blijkbaar een prima keuze vond om 9 procent betere prestaties te bewerkstelligen door 38 procent meer energie te gebruiken, wat ook valt te betwisten zonder de kennis van achteraf over stabiliteitsproblemen.
Wie die laatste paar procent prestaties per se wil, overklokt zijn processor zelf wel naar het randje van de stabiliteit.
En hoewel de 'Default Settings' inmiddels niet de volledige oplossing voor de stabiliteitsproblemen blijken te zijn, hoop ik dat cpu-fabrikanten van dit alles leren. Even leek het de foute kant op te gaan, toen ook AMD bij de Ryzen 7000-serie de vermogens omhoog schroefde, maar nu kiest het bij de meeste Ryzen 9000-modellen juist voor lagere tdp's, zelfs al kost dat een paar procent prestaties. Wie die per se wel wil, en bereid is om daarvoor een onevenredig veel hoger energiegebruik op de koop toe te nemen, overklokt zijn processor zelf wel naar het randje van de stabiliteit. Ik hoop dat Intel voor zijn aankomende Arrow Lake-cpu's, die dit najaar op de markt zullen komen, op zoek gaat naar een gezondere balans.