Intel Core i9-9900K, i7-9700K och i5-9600K – "Coffee Lake Refresh"

Intel äntrar testlabbet med nionde generationens Core-processorer, denna gång med åtta kärnor under huven och ruskigt höga klockfrekvenser direkt ur kartong.

22. Test: Klockfrekvens över tid

Merparten av dagens processorer och systemkretsar använder sig av dynamiska klockfrekvenser, där dessa har en basfrekvens och sedan ett antal olika turbolägen som dikteras av både strömbudget samt temperaturer.

För både Intel och AMD:s processorer handlar det oftast om en förhållandevis hög turbofrekvens när endast en eller två kärnor används medan denna minskar successivt vid flertrådad belastning.

I Intels fall har företaget slutat presentera specifika siffror för turbonivåer vid specifika belastningsscenarion, och skriver nu endast ut ett spann mellan basfrekvensen och den maximala turbofrekvensen. Detta innebär dock inte att dessa specifikationer inte existerar, utan bara att de inte är offentliga.

För de åttakärniga modellerna Core i9-9900K och Core i7-9700K ligger den maximala klockfrekvensen med alla kärnor arbetandes på 4,7 respektive 4,6 GHz, vilket är en minst sagt rekordhög nivå. Båda modellerna är dock fortfarande specificerade för 95 W TDP (samma nivå som sexkärniga Core i7-8700K), vilket även är den strömbudget de kommer sträva efter att hålla under belastning.

Som många förstår är det i princip en omöjlighet för dessa modeller att hålla sig inom en strömbudget på 95 W med både högre klockfrekvens och två ytterligare kärnor, och därför kommer det någonstans att behöva tummas på klockfrekvenserna när tung flertrådad last appliceras.

Ovan syns klockfrekvensen för Core i9-9900K under hård flertrådad belastning vid videorendering med x264. Som synes börjar sekvensen med att processorn ligger på sin maximala turbofrekvens vid 4,7 GHz men efter ett tag trillar frekvensen ner till lägre nivåer och studsar mellan 4,3 och 4,5 GHz.

Det som sker är ett resultat av processorns strömbudget. Denna dikterar att modellen kan överskrida sina nivåer under en viss tidsperiod men forceras sedan att trycka ner frekvenserna för att hålla sin specifikation.

Nämnvärt är att Intels strömbudget kan stängas av på merparten av dagens moderkort (något som alltid görs vid överklockning) och istället låta det sistnämnda diktera nivåerna för hur mycket processorn får dra. En närmare titt på grafen ovan visar vad som händer om vi låser upp strömbudgeten och låter processorn köra fritt.

Resultatet är en spikrak turbofrekvens med alla kärnor arbetandes på 4,7 GHz, utan några som helst svackor under belastningssekvensen.

Vi stötte även på samma fenomen med lillebror Core i7-9700K, dock inte riktigt i samma utsträckning till följd av lägre klockfrekvenser ur kartong samt avsaknaden av Hyperthreading. Klockfrekvensen börjar här på 4,6 GHz och sjunker sedan ner för att studsa mellan 4,3 och 4,6 GHz under den resterande delen av renderingen.

Återigen låser vi upp strömbudgeten och överger Intels specifikation, vilket resulterar i en rak och fin frekvenskurva. Här ligger samtliga kärnor spikade på 4,6 GHz under tung flertrådad belastning.

Av förståeliga skäl gör även denna typ av klockfrekvenssvackor avtryck i faktiskt prestanda. Mest syns det i x264 Benchmark, där det andra passet bombarderar med riktigt tung flertrådad belastning.

Då Core i7-9700K inte påverkas lika mycket av klockfrekvenstappet syns endast en liten ökning i prestanda när vi låser upp strömbudgeten. För Core i9-9900K är det dock större marginaler som gäller, där modellen med upplåst strömbudget vinner ungefär 7 procent högre prestanda.

Även i Blender, återigen en applikation som applicerar riktigt hård flertrådad belastning, syns vissa skillnader i prestanda, om än något mindre. Både Core i9-9900K och Core i7-9700K kan med sin strömbudget upplåst hålla högre frekvenser och därmed rendera scenen något snabbare.

Det var just vid effektmätningarna som vi märkte av fenomenet först och det blir rätt tydligt att båda modellerna slår i sin strömbudget vid sin grundnivå, då de ligger klistrade på 150 W under flertrådad belastning. Med strömbudgeten upplåst blir det andra bullar, där exempelvis Core i9-9900K kliver upp med 40 W under belastning till 190 W.

Detta är faktiskt första gången vi stöter på fenomenet hos Intels sedvanliga konsumentplattform. Alla tidigare modeller inom segmentet har lyckats hålla sig inom sin strömbudget med bibehållen maximal turbofrekvens med alla kärnor arbetandes.

Det är dock ingen överraskning att det är just dessa två modeller som drabbas dock, då båda tar ett rejält kliv upp i klockfrekvens och därtill smäller på två kärnor. Utan en processkrympning samt med samma arkitektur i grunden som föregående Coffee Lake blir det därför väldigt svårt att hålla sig inom strömbudget för modellerna utan att tumma på klockfrekvenserna under hård flertrådad belastning.

Nämnvärt är att vi inte stötte på detta fenomen under spel, utan där låg klockfrekvenserna precis där de skulle under belastning. Det är istället exempelvis video- och bildrendering som kommer att göra mest avtryck på klockfrekvenserna.

Beroende på moderkort kommer detta dock aldrig att vara ett faktiskt problem. Många av modellerna i handeln sätter nämligen Intels strömbudget ur spel direkt ur kartong och låter processorerna spinna fritt. Detta kommer dock att medföra högre värmeutveckling och strömförbrukning, vilket kan vara värt att tänka på om de faktorerna känns viktiga.