Heel lang geleden, pakweg een jaar of vijf, wist je als je een laptop met een bepaalde processor kocht, van tevoren hoe de prestaties zouden uitpakken. Als de koeling maar netjes de ontwikkelde warmte afvoerde, zouden de prestaties gelijk zijn aan die van een andere laptop met dezelfde processor. Als wij Cinebench draaiden op een laptop met een Core i5-4200U-processor, dan moest er een score van ongeveer 2,5 uit de Multi-test komen. Was dat niet het geval, dan was er iets mis met de laptop - waarschijnlijk iets met de koeling of de stekker zat er niet in - waardoor de laptop in een energiebesparende modus draaide.
- Cinebench (2013)
- Cinebench (2018)
Sinds Haswell zijn we, afhankelijk van de vraag of je Kaby Lake Refresh als losse generatie ziet, drie of vier processorgeneraties verder en in die tijd is er een hoop veranderd. Niet alleen zijn we een nieuwere versie van Cinebench gaan gebruiken, maar ook zien we een veel grotere variatie in de benchmarkresultaten van verschillende laptops met dezelfde processor. Sterker nog: een i5-processor in de ene laptop kan ruimschoots een i7 in de andere verslaan. Hoe zit dat? Zijn de benchmarks niet meer betrouwbaar? Of worden er tegenwoordig geen laptops met fatsoenlijke koeling meer afgeleverd? We pakten er een stapeltje laptops met Kaby Lake-quadcore bij, keken aan de hand van drie benchmarks waar die verschillen vandaan komen en bedachten een benchmark die in een oogopslag laat zien welke laptop je het best kunt kopen als het je puur om de snelheid gaat.
Afgaande op de resultaten van Cinebench lijken de nieuwe Kaby Lake Refresh-processors zich anders te gedragen dan de processors van pakweg vijf jaar geleden. Waar onze Haswell-i5-processors bij acht verschillende laptops een variatie van slechts twee procent in de scores hebben, zien we bij acht laptops met een Core i5-8250U-processor dat de hoogst scorende meer dan dertig procent sneller is dan de langzaamste, en dan rekenen we de Yoga 520, die duidelijk een probleem heeft, nog niet eens mee.
De oorzaak van 'onderpresterende' laptops wordt vaak gezocht in 'throttling' en hoewel dat vaak het geval is, is het gebruik van de algemene term 'throttling' wat kort door de bocht. Er zijn namelijk verschillende manieren waarop een processor beperkt of 'gethrottled' kan worden.
De bekendste is thermal throttling, waarbij een processor zichzelf kan terugklokken als de temperatuur te hoog wordt. Intel geeft voor de Core i5-8250U een maximale temperatuur (tjmax) van 100°C voor de processordie op. Komt de processor op die temperatuur, dan zal de cpu zichzelf gaan terugklokken, maar het is aan de fabrikant van de laptop om zijn eigen koeling te ontwerpen en bij de meeste laptops zal die ingericht zijn om de temperatuur een stuk onder de tjmax te houden. Thermal throttling is dan ook een noodgreep vanuit de processor om zichzelf te beschermen. Tot aan de Pentium 4-processors met Prescott-core deed Intel dat door een processor die te heet werd, idle klokcycli te geven, waardoor de processor niks te doen had tot de temperatuur ver genoeg gezakt was. Tegenwoordig wordt de warmte in de gaten gehouden door iets wat Intel de Adaptive Thermal Monitor noemt, die vervolgens weer het Thermal Control Circuit aanstuurt. Het tcc kan de kloksnelheid verlagen, waardoor de spanning omlaag kan, wat het verbruik en dus de warmteproductie terugdringt.
/i/2001861307.jpeg?f=imagenormal)
Hedendaagse Intel-processors kunnen echter ook op opgenomen vermogen throttlen. Een fabrikant kan verschillende powerlimits instellen, door Intel PL1 tot en met 4 genoemd, waarbij PL3 en 4 meestal niet worden gebruikt. PL1 is de limiet waarop de processor altijd moet kunnen draaien. De koeling moet het bijbehorende verbruik dus aankunnen en in de meeste gevallen zal een ultrabookprocessor met een tdp van 15 watt ook een PL1 van 15 watt hebben. De PL2-limiet ligt hoger en kan voor een bepaalde tijd aangehouden worden, mits de processor niet te warm wordt.
De kloksnelheid van een Kaby Lake Refresh-processor wordt dus door een aantal factoren beïnvloed: de koeling, het opgenomen vermogen en de duur van de belasting. De maximale turbosnelheid van een Core i5-8250U-processor is 3,4GHz, maar de 'basis'-kloksnelheid is slechts 1,6GHz. Hoe ver je boven die 1,6GHz uitkomt, hangt af van de door de laptopfabrikant ingestelde limieten en koeling. Waarom zien we dan de grote verschillen in Cinebenchscores bij laptops met een Core i5-8250U-processor, terwijl de laptops met een Core i5-4200U-processor in Cinebench allemaal vrijwel gelijk presteren? Beide cpu's zijn voorzien van Intels Turbo Boost 2.0-techniek, die de cpu op dezelfde manier overklokt. Om dat uit te zoeken hebben we Cinebench 15 Multi gedraaid op vier laptops met een Kaby Lake Refresh-processor en hebben we nog een laptop met zo'n Haswell-processor weten op te duiken. Gedurende de test hebben we het opgenomen vermogen, de klokfrequentie en de temperaturen gelogd.
Cinebench 15 Multi
De laptops die we hebben gebruikt, zijn van verschillend kaliber. De eerste is de VivoBook S15 van Asus, een 15"-laptop met Core i5-8250U-processor, die bijzonder hoog scoort in Cinebench en sneller is dan verschillende laptops met i7-8550U-processor die we hebben getest. Daarnaast hebben we een laptop met dezelfde processor uit onze recente convertibleround-up gepakt: de HP Pavilion 14 x360. We hebben ook twee 13,3"-ultrabooks uitgekozen; de Acer Swift 5 met i5-8250U en de Dell Inspiron 13 met i7-8550U-processor. Ter vergelijking keken we naar een laptop met Haswell-processor: de HP Pavilion 15-ac133nd.
Als we Cinebench 15 Multi draaien, zien we meteen opvallende resultaten. De Swift en Pavilion scoren binnen vijf procent van elkaar, terwijl de Inspiron met i7-processor daarboven zit. Tot zover is het nog logisch, maar dan blijkt de Asus Vivobook met dezelfde processor als de HP en Acer significant beter te presteren dan de Dell. De gelogde klokfrequentie, het opgenomen vermogen en de temperatuur leveren vervolgens de onderstaande drie grafieken op.
De grafieken verklaren een aantal dingen. Om te beginnen is het duidelijk waarom de acht Haswell-laptops op de vorige pagina tot op een paar procent na dezelfde score hadden; de klokfrequentie is gedurende de hele benchmark hetzelfde. Op twee cores mag een i5-4210U zichzelf naar maximaal 2,4GHz klokken, waarvoor geen overbemeten koeling vereist is. Dat is 300MHz onder de maximale singlecoreturbo en daarvoor heeft de cpu-package iets meer dan 16 watt nodig. We hebben de grafieken na negentig seconden afgekapt, maar tot aan het einde van de benchmark verlopen de lijnen van frequentie en opgenomen vermogen van de Haswell-laptop kaarsrecht. De temperatuur komt uiteindelijk net boven de 70°C uit, wat laag genoeg is om geen invloed te hebben op de resultaten.
In vergelijking met de laptops met Kaby Lake Refresh-processor is dat wel een groot verschil. Om te beginnen tikken alle vier de laptops de maximale turbofrequentie op alle cores aan. De Dell haalt de 4GHz bij zijn maximale PL2-verbruik van 44 watt en houdt dat bijna twee seconden vol, terwijl de temperatuur omhoogschiet, richting tjmax. Het opgenomen vermogen van de Asus schiet bij aanvang van de benchmark in de richting van de 37 watt, genoeg om alle cores op de maximale 3,4GHz te laten tikken, en vervolgens daalt het in de richting van de 25 watt. Gemiddeld gezien geeft de Asus-laptop de processor de meeste ruimte, wat leidt tot een kloksnelheid die gemiddeld op bijna 3GHz uitkomt. Omdat de i5- en i7-processor op dezelfde Kaby Lake-architectuur zijn gebouwd, maakt de kloksnelheid het verschil en die ligt bij de Asus gemiddeld hoger, waardoor de i5 in dit geval sneller is dan de i7.
Bij alle vier de laptops vindt dus een vorm van throttling plaats. Bij de Dell is dat in eerste instantie op temperatuur en later op verbruik. Laat je de vier laptops lang genoeg draaien, dan komt het opgenomen vermogen van de cpu-package bij allemaal op een gegeven moment op 15 watt uit. Het verschil is dat dit bij de Asus en Dell langer duurt dan bij de Acer en HP.
|
Asus S15 Core i5-8250U |
Dell Inspiron 13 Core i7-8550U |
Acer Swift 5 Core i5-8250U |
HP 14 x360 Core i5-8250U |
Gemiddelde klokfrequentie |
2982MHz |
2619MHz |
2537MHz |
2455MHz |
Gemiddeld opgenomen vermogen |
28,2W |
20,7W |
16,6W |
16,4W |
Gemiddelde temperatuur cpu-package |
92,2°C |
85,5°C |
82°C |
60,4°C |
Het boventaande testje heeft dus aangetoond dat een i5-processor sneller dan een i7 kan zijn, wat de vraag opwerpt waarom je nog een duurdere laptop met i7-processor zou kopen in plaats van een snelle i5. Is het dus een kwestie van Cinebench-scores naast elkaar leggen om te zien welke laptop de snelste is? Ja en nee, de score laat zien welke laptop de snelste is in Cinema4D, maar dat zegt niet veel over de snelheid die je in de praktijk, bij het draaien van andere software, uit de laptop haalt. Cinebench is namelijk een behoorlijk artificiële benchmark, ontworpen om alle cores van een processor te belasten, maar in de praktijk zullen de meeste mensen niet vaak 3d-objecten renderen en bovendien is niet alle software zo goed geoptimaliseerd als Cinebench. Daarom doen we hetzelfde testje ook met Photoshop en Lightroom.
Uit de test met Cinebench is gebleken dat de beperkende factor voor de snelheid van de processor de configuratie van de powerlimit is. De Dell en Asus worden behoorlijk warm, en worden daar weliswaar iets door beperkt, maar ze zijn dan ook bijzonder snel. Cinebench simuleert echter, zoals gezegd, geen doorsneetaken, tenzij je 3d-ontwerper bent. Een relevanter programma is wat ons betreft Photoshop, dat we ook al lange tijd als benchmark gebruiken. In de Photoshop-test hebben we zoveel mogelijk verschillende bewerkingen gestopt, waaronder vergroten, verkleinen, het gebruik van verschillende layers, blurs, wijzigen van contrast, helderheid en de extrudefunctie. Sommige van die bewerkingen gebruiken meer dan één core, sommige één core en andere worden weer een handje geholpen door de gpu. Het is, kortom, een meer gemengde test dan Cinebench.
Wat opvalt aan de benchmarkresultaten van Photoshop, is dat de laptops met i5-8250U-processor nu wel dicht bij elkaar staan en, zoals je zou verwachten, langzamer zijn dan de Dell met i7-processor.
|
Asus S15 Core i5-8250U |
Dell Inspiron 13 Core i7-8550U |
Acer Swift 5 Core i5-8250U |
HP 14 x360 Core i5-8250U |
Gemiddelde processorbelasting |
44,6% |
38,5% |
37,4% |
34,4% |
Gemiddeld opgenomen vermogen |
17,6W |
19,1W |
16,6W |
14,7W |
Gemiddelde temperatuur |
79,6°C |
87,3°C |
81,9°C |
63,6°C |
In deze benchmark werken de processors in alle laptops op hun maximale turbosnelheid, maar toch wordt er niet gethrottled. De cores worden gemiddeld gezien namelijk niet honderd procent belast, maar rond de veertig procent. Gemiddeld gezien verbruikt de Dell het meest, wat logisch is gezien de maximale kloksnelheid van 4GHz, terwijl de i5-processors op maximaal 3,4GHz blijven steken.
Lightroom
Tot slot kijken we naar Adobe Lightroom, waarin we een verzameling van 24 bewerkte foto's hebben geëxporteerd. We hebben weer gemeten hoe lang het duurde om de taak te voltooien en kwamen uit op weer een andere onderverdeling van de scores dan bij Cinebench en Lightroom.
- Lightroom
- Geekbench memory
De HP en Asus scoren ongeveer even hoog, terwijl de Acer wat sneller blijkt te zijn. De Dell is met zijn i7-processor het snelst, maar als we vervolgens naar de logs kijken, blijkt de laptop met het hoogste verbruik en de hoogste processorbelasting de Asus te zijn. In Cinebench leverde dat een significant hogere score op, maar in Lightroom staat de Vivobook samen met de HP onderaan.
|
Asus S15 Core i5-8250U |
Dell Inspiron 13 Core i7-8550U |
Acer Swift 5 Core i5-8250U |
HP 14 x360 Core i5-8250U |
Gemiddelde processorbelasting |
78,4% |
72,3% |
68,3% |
75,7% |
Gemiddeld opgenomen vermogen |
25,0W |
18,4W |
17,6W |
17,1W |
Gemiddelde temperatuur |
86,1°C |
86,0°C |
82,2°C |
66,4°C |
Gemiddeld opgenomen vermogen ram Cinebench |
0,65W |
0,67W |
0,92W |
0,67W |
Gemiddeld opgenomen vermogen ram Lightroom |
1,60W |
1,93W |
2,77W |
1,51W |
Dat komt doordat Lightroom in tegenstelling tot Cinebench afhankelijk is van geheugenbandbreedte. Dat zagen we al eens toen we werkgeheugen op verschillende snelheden testten en het blijkt ook als we naar de logs kijken. Er gaat ruim twee keer zoveel stroom naar het werkgeheugen tijdens het draaien van Lightroom als tijdens Cinebench. Voor laptops als de HP en Asus is dat slecht nieuws, want die maken gebruik van geheugen in singlechannelopstelling, terwijl de Acer en Dell dualchannelgeheugen hebben.
Het benchmarken van laptops en vervolgens iets over de prestaties zeggen is lastiger dan het op het eerste gezicht lijkt. Laptops met dezelfde processor kunnen powerlimits hebben die door de fabrikanten verschillend zijn geconfigureerd, en kunnen van verschillende koelingen en uiteenlopende geheugenconfiguraties zijn voorzien. Een lage score in de ene benchmark wil niet direct zeggen dat een laptop in het dagelijks gebruik ook langzaam is. Bovendien kan geen enkele laptopprocessor zich onbeperkt maximaal overklokken zonder na verloop van tijd tegen een limiet aan te lopen. Dat kan bijvoorbeeld het maximale verbruik, de duur van de turbosnelheid of de temperatuur zijn.
In de reacties onder laptopreviews komt regelmatig de vraag naar voren of we iets kunnen zeggen over de prestaties van een laptop tijdens langere belasting. Dat de snelheid in een lange benchmark uiteindelijk afneemt, zien we al in een run van Cinebench. Bij langdurige belasting zal de mate waarin de snelheid afneemt, afhankelijk van de laptop, te maken hebben met de koeling, al kunnen er ook andere vormen van throttling optreden. Om dat inzichtelijk te maken, hebben we ervoor gekozen om laptops te testen met Blender, dat vergelijkbaar is met Cinebench.
We hebben dezelfde afbeelding gedurende een half uur gerenderd, waarbij alle cpu-cores volledig werden belast. Vervolgens noteren we de kortste rendertijd, wat normaal gesproken het eerste resultaat is, en de langste, die ergens aan het eind van het halve uur gehaald wordt. De grafiek laat daarmee twee dingen zien. Om te beginnen wordt de snelheid van de laptop in deze bepaalde taak weergegeven. De Asus VivoBook S15 staat, net als bij Cinebench, ergens bovenaan. De lengte van het tweede deel van de staaf in de grafiek laat zien hoeveel 'verlies' je hebt als gevolg van throttling. Dat verlies is aardig groot bij de Spectre-laptops van HP en de Acer Swift 5, wat niet toevallig alle drie erg dunne laptops zijn, die hun warmte minder makkelijk kwijt kunnen dan dikkere laptops, zoals de Thinkpad T460 of Pavilion 14 met i3-processor.
Op die manier laat de grafiek je in een oogopslag zien hoe het met snelheid en throttling is gesteld bij langdurige belasting van alle cores. Het is niet the one benchmark to rule them all, want zoals is gebleken uit de benchmarks op de vorige pagina, is een goed gekoelde processor maar een deel van de ingrediënten voor een snelle laptop.
- Blendertest
- Procentueel verschil min/max.