Inleiding: grote stap
De eerste Extreme Edition-processors werden alweer elf jaar geleden geïntroduceerd, samen met de Gallatin-Pentium 4-processors. Toen nog op socket 478 en 775, en met 2MB L3-cache kreeg het topmodel een kloksnelheid van 3,46GHz en een prijs van 999 dollar. De laatste update verscheen in 2013, toen Intel de Core i7-4960X uitbracht, op basis van de Ivy Bridge-architectuur.
Inmiddels is het tijd voor de nieuwste generatie. Met het X99-platform brengt Intel processors uit op basis van de Haswell-architectuur, maar met een aantal aanpassingen ten opzichte van de reguliere desktopprocessors. De bijbehorende moederbordchipset is de X99-chipset en het topmodel van de processors, de Core i7-5960X, kost traditiegetrouw nog steeds 999 dollar.
De architectuur van de Extreme Edition-processors is weliswaar de bekende Haswell-architectuur, maar met de nieuwste verschijningsvorm van het in 2003 geïntroduceerde Extreme Edition-platform heeft Intel een aantal ingrijpende veranderingen doorgevoerd. De belangrijkste: het X99-platform vergt een nieuwe socket. Die lijkt sterk op de Ivy Bridge E-socket van X79-borden, maar is niet compatibel. Reden is de nieuwe geheugencontroller van de processors; die ondersteunt voortaan ddr4-geheugen. Hoe dat in elkaar zit en wat de verschillen van de i7-5960X ten opzichte van de vorige generatie zijn, doen we in deze review uit de doeken.
De architectuur: Haswell
Zoals bekend maakte Intel met de introductie van de Haswell-generatie een overstap naar een nieuwe architectuur, een zogeheten tock. Het consumentenplatform, met eerst de Series 8- en toen de Series 9-chipsets, kreeg de nieuwe Haswell-architectuur al medio 2013. Het high-end desktopplatform moest het toen nog met Ivy Bridge E-processors doen. Nu maakt Intel ook voor dat segment de overstap naar Haswell, maar doet dat met een paar extraatjes ten opzichte van het reguliere consumentenplatform.
Ten eerste krijgen we de eerste octocores voor consumenten. Het topmodel van de Haswell E-lijn, de Core i7-5960X, heeft acht fysieke cores aan boord. Voorheen was het maximumaantal cores zes stuks in de 4960X. De gewone mainstream-Haswells hebben maximaal vier cores aan boord. Interessant, want voor de prijs van een 4790K kun je nu een 5820K kopen met twee extra cores en extra pcie-lanes. De twee andere modellen houden wel zes cores, maar zijn dan ook lager geprijsd. In alle versies ontbreekt, uiteraard, een gpu. Intel gaat ervanuit dat in high-end desktops losse videokaarten gebruikt worden.
Processor | Core i7-5960X | Core i7-5930K | Core i7-5820K |
Cores/threads |
8/16 |
6/12 |
6/12 |
Kloksnelheid/turbo |
3GHz / 3,5GHz |
3,5GHz / 3,7GHz |
3,3GHz / 3,6GHz |
L3-cache |
20MB |
15MB |
15MB |
Pcie 3.0-lanes |
40x |
40x |
28x |
Tdp |
140W |
140W |
140W |
Prijs |
999 usd |
583 usd |
389 usd |
Dat is een tweede verschil met het mainstream-platform, maar een overeenkomst met het huidige Ivy Bridge E-platform: de zogeheten pci-express root complexes. De lga1150-processors hebben slechts 16 lanes beschikbaar, terwijl dat bij de lga2011-processors 28 of 40 lanes zijn. Die 40 lanes zijn in de twee duurdere modellen beschikbaar, maar ook met 28 lanes kun je twee videokaarten op volle snelheid laten draaien. Wie twee, drie of vier videokaarten wil aansturen, is dus bij Haswell E aan het juiste adres.
Op het gebied van i/o is er ook een aantal veranderingen. De X99-chipset heeft het aantal sata600-poorten uitgebreid van zes naar tien stuks. Er is ondersteuning gekomen voor Thunderbolt 2.0, door middel van uitbreidingskaarten, en de nieuwere drive-interfaces zijn als sata-express en M.2 beschikbaar. Bovendien is usb 3.0 nu in de chipset geïntegreerd; van de veertien usb-poorten zijn er zes usb 3.0-poorten.
De overstap naar ddr4
De grootste upgrade van de Haswell E-serie betreft de geheugencontroller. Waar Haswell en Ivy Bridge E nog ddr3-geheugen gebruikten, heeft Haswell E ondersteuning voor ddr4-geheugen gekregen. Dat moet meer geheugenbandbreedte opleveren dankzij sneller geheugen. Bovendien kan de capaciteit vergroot worden dankzij ondersteuning voor grotere modules. Een niet onbelangrijke eigenschap van ddr4 is bovendien het verminderde energiegebruik. De modules hebben een werkspanning van slechts 1,2V, waar ddr3-geheugen 1,35V of 1,5V nodig heeft./i/2000540685.jpeg?f=imagenormal)
De snelheid van de ddr4-modules bedraagt bij introductie van het X99-platform 2133MHz (eigenlijk 1066MHz). Daar zit uiteraard nog rek in; er zijn al ddr4-modules overgeklokt, maar de snelheid zal gestaag stijgen. Kijk maar terug naar de introductie van ddr3-geheugen; dat begon op 400MHz en inmiddels worden 1066MHz-modules als 2133MHz-kitjes verkocht.
Keerzijde van deze upgrade is het verlies aan backward compatibility. De oude X79-processors zijn niet geschikt voor de nieuwe X99-borden. Hoewel in beide gevallen een socket met 2011 pinnen gebruikt wordt, zijn die niet uitwisselbaar. Ter onderscheid wordt voor het X99-platform de socket-aanduiding lga2011-v3 gehanteerd; de oude socket is gewoon lga2011. Uiteraard is de ddr4-geheugencontroller net als de controller van Ivy Bridge E-processors in staat vier kanalen aan te sturen. Op moederborden is dan ook weer plaats voor acht modules, die standaard op 2133MHz geklokt worden.
Voor overklokkers is er ook goed nieuws. Uiteraard zijn de Haswell E-processors goed overklokbaar; de multiplier kan net als bij de vorige generatie vrij ingesteld worden, maar anders dan bij de Ivy Bridge E-serie kan nu ook de baseclock vrij ingesteld worden, wat meer mogelijkheden voor overklokkers biedt. De ingebouwde spanningsregelaar of vrm van de processor geeft iets minder vrijheid met de spanningen. Asus heeft daar een oplossing voor door extra pinnen in de socket te bouwen. Die sturen onder meer de vrm van de processor aan door middel van ongebruikte contactpads.
We zetten de belangrijkste verschillen tussen Haswell E, Ivy Bridge E en Haswell even op een rijtje:
Platform | Haswell E (X99) | Ivy Bridge E (X79) | Haswell (Series 8/9) |
Max cores |
8 (16 threads) |
6 (12 threads) |
4 (8 threads) |
Max L3-cache |
20MB |
15MB |
8MB |
Kloksnelheid |
3,5GHz (3,7GHz turbo) |
3,7GHz (4GHz turbo) |
4GHz (4,4GHz turbo) |
Procedé cpu |
22nm |
22nm |
22nm |
Max tdp |
140W |
130W |
88W |
Geheugencontroller |
2x 4 ddr4 (2133) |
2x 4 ddr3 (1866) |
2x 2 ddr3 (1600) |
Max geheugen |
64GB |
64GB |
32GB |
Pcie-lanes |
40x pcie 3.0 |
40x pcie 3.0 |
16x pcie 3.0 |
Chipset usb-config |
6x usb 3.0, 8x usb 2.0 |
14x usb 2.0 |
6x usb 3.0, 8x usb 2.0 |
Chipset sata-config |
10x sata600 |
6x sata600 |
6x sata600 |
Testsystemen
Nu we weten wat er onder de motorkap van het X99-platform te vinden is, wordt het tijd om te zien welke prestatieverschillen dat oplevert. Daartoe hebben we het oude X79-platform getest en vergeleken met de nieuwe topprocessor in het X99-platform. Voor de volledigheid hebben we ook een Haswell Refresh-processor meegenomen in de vorm van de Core i7-4790K. AMD's FX-serie werd door de FX 9590 vertegenwoordigd: die is wat goedkoper dan de overige processors, maar is AMD's snelste processor van dit moment.
Platform | X99 | X79 | Z97 | 990FX |
Processor |
Core i7-5960X |
Core i7-4960X |
Core i7-4790K |
FX 9590 |
Moederbord |
Asus X99 Deluxe |
Asus Rampage IV Extreme |
Asrock Z97 Extreme6 |
Asrock 990FX Killer |
Geheugen |
4x 4GB Corsair Vengeance LPX @2133MHz |
4x 4GB Radeon @1866MHz |
4x 4GB Radeon ddr3 @ 1600MHz |
4x 4GB Radeon ddr3 @ 1600MHz |
Videokaart |
AMD Radeon HD 7970 (1x en 4x) |
AMD Radeon HD 7970 (1x en 4x) |
AMD Radeon HD 7970 |
AMD Radeon HD 7970 |
Systeemschijf |
Samsung 830 128GB |
Samsung 830 128GB |
Samsung 830 128GB |
Samsung 830 128GB |
Besturingssysteem |
Windows 8.1 |
Windows 8.1 |
Windows 8.1 |
Windows 8.1 |
Voeding |
Cooler Master UCP 1100W |
Cooler Master UCP 1100W |
Cooler Master UCP 1100W |
Cooler Master UCP 1100W |
We hebben de twee Extreme-processors zowel op hun stock-instellingen getest, dus de 5960X met acht cores op 3GHz en de 4960X met zes cores op 3,6GHz, als op gelijkgetrokken specificaties. Dat betekent dat we twee cores van de 5960X hebben uitgeschakeld, de 4960X hebben teruggeklokt naar 3GHz en de turbo hebben uitgezet. Zo vergeleken we de twee processors ieder met zes cores op 3GHz en konden we de invloed van de Haswell-architectuur en het ddr4-geheugen beter zien.
De processorbenchmarks hebben we met slechts één videokaart gedraaid, maar de games hebben we in crossfireX gedraaid. Dat betekent dat we drie kaarten aan het werk hebben gezet.
/i/2000541101.jpeg?f=imagenormal)
Testresultaten: stock-processors
We beginnen de vergelijking met alle processors op standaardinstellingen. Daarin nemen we uiteraard de 5960X en de 4960X mee, beide op hun standaardinstellingen geconfigureerd. Ook de snelste Haswell-processor, de op 4GHz geklokte 4790K en AMD's snelste processor, de FX 9590 met een kloksnelheid van 4,7GHz, nemen we in de vergelijking mee.
De traditionele synthetische benchmark Cinebench rendert met één core en met alle beschikbare cores een 3d-scène, waarbij onder meer reflecties, licht en schaduw berekend moeten worden. De scores zijn in punten, waarbij een hogere score betere prestaties betekent.
De hoge kloksnelheid van de 4790K, gecombineerd met Intels hoge ipc, levert de beste score op voor de singlethreaded test. De enkele core van de 4960X scoort, ondanks de flink hogere snelheid, maar net iets hoger dan de 5960X. Met alle cores actief zijn de acht cores van de 5960X veruit het snelst. De Haswell E-processor is dan ruim dertig procent sneller dan zijn naaste concurrent.
De volgende test is Handbrake en Multipar. Met Handbrake converteren we een videobestand van full-hd-resolutie naar een kleiner formaat met behulp van de h264-codec. Multipar repareert een beschadigd rar-archief met behulp van par2-bestanden.
De conversie van het videobestand met Handbrake is ongeveer twintig procent sneller klaar met de Haswell E-processor in het X99-systeem. In Multipar is het X99-systeem net zo snel als de quadcore-Haswell en is de iets hoger geklokte 4960X het snelst klaar, al is het verschil zeer gering.
Futuremark maakt al jaren 3DMark en PCMark, en we gebruiken de nieuwste versies van beide. PCMark test de algehele prestaties van het systeem, terwijl 3DMark de grafische prestaties test.
De Haswell-processor in het Z97-moederbord is net iets sneller dan de nieuwe 5960X in het X99-moederbord volgens PCMark. Dat impliceert vooral singlethreaded benchmarks, waarin de 4790K met zijn 4GHz kloksnelheid moet uitblinken. In de 3DMark-test Cloudgate is de 5960X ruimschoots het snelst, terwijl Fire Strike Extreme door de 7970-videokaart gelimiteerd wordt; de 5960X en 4960X presteren vrijwel even snel.
Met onze Adobe-benchmarks reproduceren we een werklast voor 'content creation'. Met Photoshop voeren we een aantal bewerkingen uit op een foto, zoals een blur en resize van de afbeelding. Lightroom wordt gebruikt om twintig raw-foto's te resizen en te exporteren als jpg. Premiere ten slotte rendert een videobestand waarop een groot aantal bewerkingen wordt uitgevoerd.
De hoge kloksnelheid van de 4790K is opnieuw iets sneller, al is het verschil met de 5960X vrijwel verwaarloosbaar in Photoshop. In de meer multithreaded Lightroom-exports zijn de high-end desktopsystemen ruimschoots sneller dan de rest en ook in de Premiere-test zijn de X79- en X99-systemen flink rapper, met in beide gevallen de 5960X als snelste processor.
Testresultaten: zes cores op 3GHz
Voor een directe vergelijking tussen het X79-systeem met de 4960X en het nieuwe X99-platform met de 5960X hebben we twee cores van de octocore 5960X uitgeschakeld. Vervolgens zorgden we voor een gelijke kloksnelheid van de twee processors, door de 4960X terug te klokken naar 3GHz, de kloksnelheid van de 5960X. De turbo's waren uitgeschakeld om de vergelijking eerlijker te maken. We hebben opnieuw de 4790K en FX 9590 meegenomen als vergelijkingsmateriaal en draaiden dezelfde benchmarks als voorheen.
We zijn opnieuw begonnen met Cinebench, de single- en multithreaded processorbenchmark. De meer op de gpu gerichte OpenGL-test hebben we achterwege gelaten.
De 4790K met zijn 4GHz-kloksnelheid en singlethreaded een turbo naar 4,4GHz is een stuk rapper dan de 5960X. Die draait ook singlethreaded, omdat we de turbo uitgeschakeld hebben, op 3GHz, net als de 4960X. Die presteert het minst; de met turbo tot 5GHz draaiende FX 9590 streeft hem net voorbij.
De volgende slachtoffers waren opnieuw Handbrake en Multipar, voor de conversie van video en het uitpakken van een archief.
Ook op 3GHz is de 5960X nog steeds het snelst in Handbrake; de acht fysieke cores winnen het net van de snellere vier cores van de 4790K. In Multipar is de 4790K wel wat sneller dan de twee hexacores, die vrijwel evengoed presteren in deze benchmark.
De twee Futuremark-tests zijn de volgende twee benchmarks. Van 3DMark draaiden we weer de zware Fire Strike Extreme en de lichtere Cloud Gate. Van PCMark draaiden we de Home-test.
De 479K is net als bij de vorige reeks benchmarks met de processors op volle snelheid de snelste in PCMark. De 5960X is een flink stuk sneller dan de vorige generatie Extreme-processors. Het belangrijkste verschil in deze configuratie wordt gevormd door de nieuwe Haswell-architectuur en het ddr4-geheugen. Fire Strike Extreme is nog steeds voornamelijk door de gpu gelimiteerd, terwijl Cloud Gate weer door de hoger geklokte 4790K het snelst doorlopen wordt. De verschillen tussen de 5960X en 4960X zijn verwaarloosbaar.
De laatste set benchmarks is het trio Adobe-tests, met achtereenvolgens een fotobewerking, export van raw-afbeeldingen en het renderen van een videobestand.
De hoge kloksnelheid van de 4790K geeft de Haswell-processor de winst in Photoshop, maar in het meer multithreaded Lightroom en Premiere komen de zes actieve cores van de X79- en X99-platforms beter tot hun recht. In alle gevallen presteert de 5960X ongeveer tien procent beter dan de 4960X, terwijl ze gelijkgeklokt zijn. Alweer moeten we de oorzaak bij een combinatie van verbeterde architectuur en het gebruik van ddr4-geheugen zoeken.
Grafische prestaties: games
We hebben Battlefield 4 op de Ultra-preset met de 7970-videokaart in twee resoluties getest, maar daarnaast hebben we de veertig pcie-lanes 4960X en 5960X aan het werk gezet met drie van dergelijke kaarten.
We beginnen met de resultaten met slechts één 7970-videokaart, met de resultaten van de standaardgeklokte en aangepaste X79- en X99-processors in dezelfde grafieken.
We zien eigenlijk geen verschil tussen de verschillende Intel-systemen, niet op 1080p-resolutie en evenmin op de 1440p-resolutie. Wel is het AMD-systeem in beide gevallen net wat zwakker. Een reden daarvoor kan zijn dat BF4 toch niet bijzonder geoptimaliseerd is voor acht cores, hoewel het vooral gpu-gelimiteerd is.
We gingen verder met drie videokaarten in crossfirex. In het 990FX-, X79- en X99-systeem werden die als x8/x8/x8 aangestuurd. In het Z97-bord is dat uiteraard niet mogelijk, aangezien er slechts zestien lanes beschikbaar zijn. Daarin werden de kaarten als x4/x4/x4 aangestuurd.
De drie kaarten in het X79- en X99-systeem schalen uitstekend en leveren bijna drie keer hogere framerates in BF4. Daarbij is de 5960X marginaal sneller, maar een verschil van 1fps is niet direct significant te noemen. De AMD-processor presteert, ondanks zijn 32 beschikbare pcie-lanes, niet best. Die lanes zijn pcie 2.0, terwijl de rest pcie 3.0-lanes heeft. Ook de 4790K presteert aanzienlijk minder met zijn beperkte aantal pcie-lanes.
/i/2000541106.jpeg?f=imagenormal)
Geheugenbandbreedte en opgenomen vermogen
Het was al even te zien bij de directe vergelijking tussen X79 en X99 met beide processors geconfigureerd als hexacore op 3GHz, maar we hebben ook de geheugenbandbreedte in een aparte benchmark gemeten. Daartoe hebben we Sisoft Sandra van stal gehaald, dat bandbreedtes van geheugen kan benchmarken.
We splitsen de gezamenlijke gemeten bandbreedtes van het werkgeheugen op in de integer- en floating-point-bandbreedtes.
De vierkanaalsgeheugencontrollers, die in zowel de 4960X als de 5960X zijn ingebouwd, laten de tweekanaalscontrollers van de 4790K en FX 9590 ver achter zich. Het verschil in bandbreedte tussen ddr4- en ddr3-werkgeheugen is goed zichtbaar; we noteren een snelheidswinst van ongeveer vijftien procent.
Opgenomen vermogen
Uiteraard hebben we ook het opgenomen vermogen van de systemen getest, zowel idle als onder volle belasting van de processor, met de blendtest van Prime95. De metingen van de Voltcraft Energylogger 3000 hebben we daarbij over een periode van vijftien minuten gemiddeld.
De acht cores van de 5960X zijn idle iets minder zuinig dan de overige processors, maar met twee cores uitgeschakeld is het X99-platform net iets zuiniger dan het X79-platform. Onder belasting is de 5960X flink zuiniger dan de 4960X, zowel op stockconfiguratie als in de gelijkgetrokken configuratie met zes cores op 3GHz. Dan is de 5960X zelfs een stuk zuiniger dan de 4790K, die twee cores minder heeft.
We moeten opmerken dat het opgenomen vermogen idle flink daalde tijdens het spelen met de 5960X in het bios en vooral na het handmatig instellen van de multipliers. Zelfs met een multiplier van 39, voor een kloksnelheid van 3,9GHz, bedroeg het opgenomen vermogen slechts 70W.
Overklokken en een budgetvariant
We hebben het X99-systeem op luchtkoeling enigszins overgeklokt. Door simpelweg met de multipliers te spelen en de spanning op de Vcore te verhogen, kwamen we tot een stabiele overklok op alle cores van 4,3GHz.
Daarnaast hebben we opnieuw twee cores van de 5960X uitgeschakeld en de resterende zes cores tot 3,6GHz overgeklokt. Daarmee lijkt de 5960X op twee details na op de veel goedkopere Core i7-5820K, het instapmodel van het Haswell E-platform. Onze processor heeft echter nog 20MB L3-cache en 40 pcie-lanes, terwijl de 5820K 15MB L3-cache en 28 pcie-lanes heeft.
Toch geven we de resultaten van zowel de overgeklokte als de naar de 5820K-gemodificeerde 5960X in onderstaande grafieken weer.
De overgeklokte 5960X scoort, zoals te verwachten is, aanzienlijk beter in alle benchmarks: het verschil loopt op tot ongeveer twintig procent in sommige gevallen. Alleen in de puur singlethreaded Cinebench-test scoort de iets hoger turbo'ende 4790K iets beter. Idle valt het extra opgenomen vermogen van de overgeklokte 5960X nog mee, maar onder belasting is de processor flink minder zuinig.
De gesimuleerde 5820K is met zijn zes cores in alle zwaar multithreaded benchmarks duidelijk sneller dan de quadcore 4790K. Die laatste is dankzij de hogere kloksnelheid in minder multithreaded tests iets sneller, maar het X99-platform is onder belasting precies even zuinig als het Z97-platform, hoewel er twee extra cores gevoed moeten worden.
Conclusie: de snelste
Met de Haswell E-generatie en de bijbehorende X99-chipset heeft Intel de volgende stap gezet in het high-end desktopplatform. Daarmee zijn de verbeterde prestaties van de Haswell-architectuur ook voor Intels krachtigste consumentenplatform beschikbaar. Dat levert enkele procenten prestatieverbetering ten opzichte van de Ivy Bridge E-generatie op, maar dat is niet het belangrijkste.
De overgang naar ddr4-geheugen is een veel grotere stap. Dat geheugen heeft meer potentie dan ddr3; de huidige kloksnelheden liggen net boven die van ddr3, maar kunnen nog een stuk omhoog in toekomstige geheugencontrollers. Daarmee hebben de steeds snellere processors meer geheugenbandbreedte om tegemoet te komen aan de honger naar data voor de cores. Daarnaast heeft het ddr4-geheugen een lagere werkspanning, zodat systemen zuiniger kunnen worden. Voor de X99-platforms is dat van minder groot belang, maar als toekomstige consumentenplatforms als Skylake, de opvolger van Broadwell, overstappen op ddr4-geheugen, speelt dat een veel grotere rol.
Een tweede punt zijn de acht cores waarover het topmodel van de Haswell E-serie, de Core i7-5960X, beschikt. Daarmee is het Intels eerste consumentenprocessor die over acht cores beschikt. Dat was tot dusver voorbehouden aan Xeons voor de zakelijke markt. Overigens heeft AMD in de FX-serie al geruime tijd processors met acht cores.
Dan rest de vraag: is de nieuwste processor een aanrader? Als je simpelweg de snelst mogelijke consumentenprocessor in je systeem wil hebben, luidt het antwoord ja. Sneller dan de 5960X wordt het voorlopig niet, maar een goede prijs-kwaliteitverhouding is het natuurlijk niet, met een duizend euro kostende processor, investeren in een nieuw platform met nu nog duur ddr4-geheugen en pittig geprijsde moederborden.
Wil je de overstap naar ddr4-geheugen alvast maken, dan is een van de goedkopere Haswell E-processors misschien een beter idee. Voor net iets meer geld dan de snelste 4790K-Haswell kun je de Core i7-5820K kopen, met zes in plaats van de vier cores van de 4790K. De extra investering in geheugen en moederbord blijft dan wel onverminderd hoog. Je koopt met het X99-platform echter niet alleen extra cores, maar ook extra pcie-lanes. Wie meer videokaarten in zijn systeem wil bouwen kan dus moeilijk om het X99-platform heen.
Kortom: het X99-platform is uitstekend voor early adopters die met ddr4-geheugen aan de slag willen en hetzij zware multithreaded applicaties draaien, hetzij twee of meer videokaarten vol willen laten draaien. De 5930K is dan de meest kosteneffectieve keus. Wie meer singlethreaded toepassingen draait, is wellicht beter af met een rappe Haswell-processor als de 4790K. De 5820K biedt daarentegen twee extra cores en twaalf extra pcie-lanes voor een kleine meerprijs, maar vergt wel een flinke investering in de rest van het platform.