CPU-Skalierung in Spielen im Test: 6, 8 oder 10 CPU-Kerne schlagen 4 schnelle

Jan-Frederik Timm et al. 1.116 Kommentare
CPU-Skalierung in Spielen im Test: 6, 8 oder 10 CPU-Kerne schlagen 4 schnelle

Wie viele CPU-Kerne sind in aktuellen Spielen Anfang 2017 trotz in der Regel geringerem Takt von Vorteil? Wenige Tage vor AMD Ryzen mit bis zu 8 Kernen und 16 Threads liefert der Test eine Antwort auf diese Frage: Sechs, acht oder zehn Kerne bieten im Durchschnitt mittlerweile mehr Leistung als vier.

Vier schnelle CPU-Kerne sind besser! Oder?

Von wie vielen CPU-Kernen profitieren Spiele? Die Titel im aktuell genutzten Prozessor-Testparcours sind sich im Durchschnitt einig: Im Test des Core i7-7700K sind vier hoch taktende Kerne mit Hyper-Threading zusammen mit einer GeForce GTX 980 Ti schneller als sechs (Core i7-6800K) oder gar zehn (Core i7-6950X) langsamere. Aber die Spiele und Treiber im Parcours sind zwei Jahre alt. Die Grafikkarte ist nicht mehr die schnellste. Der Parcours gehört zum Start von Ryzen überholt.

Ein neuer Parcours und Nvidia Titan X für Ryzen

In Vorbereitung auf AMD Ryzen hat ComputerBase genau das getan und zur Beurteilung der Spiele-Leistung eines Prozessors zahlreiche neue Spiele, aktuelle Treiber und eine neue Grafikkarte herangezogen: Die Nvidia Titan X. Das GPU-Limit wird damit so weit es geht hinausgezögert. Gleichzeitig wurde das Testfeld um die für Ryzen 7 relevante Konkurrenz erweitert. Die bisher nicht in der Prozessor-Rangliste vertretenen CPUs Core i7-6900K (8 Kerne + Hyper-Threading) sowie Core i7-6850K (6 Kerne + Hyper-Threading) und AMDs bisher schnellste CPU, der FX-9590 mit 220 Watt TDP, wurden erstmals getestet.

Derselbe Parcours im Test von Ryzen 7

Mittlerweile ist der Test von AMD Ryzen 7 1800X, 1700X und 1700 erschienen. Er enthält den hier präsentierten Testparcours und weitere Benchmarks, die die Leistungsfähigkeit von AMD neuem High-End-Prozessor in Spielen beleuchten.

Update 27.02.2017 12:01 Uhr

Der Artikel wurde auf vielfachen Wunsch um Benchmarks zum Intel Core i5-7600K, dem aktuell schnellsten Core i5 mit vier Kernen ohne Hyper-Threading, ergänzt. Das eröffnet auch eine weitere Perspektive für den für Donnerstag angesetzten Test von Ryzen.

Die Prozessor-Konkurrenten für AMD Ryzen

Bei den AMD-CPUs ist der FX-8370 vertreten, der bis jetzt schnellste, mit normaler Luftkühlung einsetzbare Prozessor von AMD. Darüber hinaus nimmt der FX-9590 teil, der deutlich höher taktet, aber aufgrund der TDP von 220 statt 125 Watt auch entweder einen sehr guten Luft- oder gar einen Wasserkühler voraussetzt. Beide bieten vier Module und kein Simultaneous Multithreading (SMT).

Intel Sandy Bridge, Kaby Lake und Broadwell-E

Bei den Intel-CPUs nehmen zwei Kandidaten der alten, aber immer noch beliebten und oft eingesetzten Sandy-Bridge-Generation am Vergleich teil. Der Core i5-2500K verfügt über vier CPU-Kerne, während der Core i7-2600K zusätzlich auf Hyper-Threading (HTT) setzt. Als Zwischenmodell zur aktuellen Generation findet sich der Core i7-4770K mit Haswell-Architektur im Test wieder.

Von wie vielen CPU-Kernen profitieren aktuelle Spiele?
Von wie vielen CPU-Kernen profitieren aktuelle Spiele?

Aus der aktuellen Generation sind gleich fünf CPUs vertreten: Den Anfang macht der brandneue Core i7-7700K der Kaby-Lake-Generation mit vier Kernen, Hyper-Threading und einem sehr hohen Takt. Aber auch der Core i5-7600K ohne Hyper-Threading ist vertreten. Technisch zwar älter, aber um zwei Kerne reicher ist der Broadwell-E-Prozessor Core i7-6850K mit sechs CPU-Kernen und HTT. Der von AMD öffentlich zum Konkurrenzmodell für AMD Ryzen auserkorene Core i7-6900K mit gleich acht Kernen ist ebenso vertreten wie der Core i7-6950X und damit Intels Flaggschiff-CPU mit gleich zehn Kernen.

Genauere Details zu den Prozessoren sind in den Tabellen zusammengefasst und finden sich auch in den jeweiligen Tests zu den Produkten wieder.

Die teilnehmenden Prozessoren
Generation Kerne/Threads Basis/maximaler Turbo Speicherbandbreite
AMD
FX-8370 Vishera / Piledriver 4/8 4,0 GHz / 4,3 GHz 30 GB/s
FX-9590 Vishera / Piledriver 4/8 4,7 GHz / 5,0 GHz 30 GB/s
Intel
Core i5-2500K Sandy Bridge 4/4 3,3 GHz / 3,7 GHz 21 GB/s
Core i7-2600K Sandy Bridge 4/8 3,4 GHz / 3,8 GHz 21 GB/s
Core i7-4770K Haswell 4/8 3,5 GHz / 3,9 GHz 26 GB/s
Core i5-7600K Kaby Lake 4/4 3,8 GHz / 4,2 GHz 38 GB/s
Core i7-7700K Kaby Lake 4/8 4,2 GHz / 4,5 GHz 38 GB/s
Core i7-6850K Broadwell-E 6/12 3,6 GHz / 4,0 GHz 77 GB/s
Core i7-6900K Broadwell-E 8/16 3,2 GHz / 4,0 GHz 77 GB/s
Core i7-6950X Broadwell-E 10/20 3,0 GHz / 4,0 GHz 77 GB/s

ComputerBase dankt den Online-Händlern Caseking und MIFCOM für die leihweise Bereitstellung von Core i7-6900K und Core i7-6850K respektive FX-5950.

Benchmarks mit den offiziellen Taktraten

Sämtliche im Test verwendeten Prozessoren, Mainboards und Speicher wurden mit den vom Hersteller vorgegebenen Frequenzen getestet. Das gilt sowohl für den Basis- und den Turbo-Takt der CPUs als auch für die Speichergeschwindigkeiten. So unterstützt Sandy Bridge zum Beispiel maximal DDR3-1.333 und nur diese Geschwindigkeit wurde auch genutzt.

Als Grafikkarte kommt eine Nvidia Titan X und damit zur Zeit der schnellste 3D-Beschleuniger zum Einsatz. Um Messschwankungen zu verhindern, wurde sowohl das Power- als auch das Temperature-Target manuell maximiert. Die Taktraten blieben dagegen unangetastet. Als Treiber war der GeForce 378.49 installiert, als Betriebssystem wurde Windows 10 mit sämtlichen Updates genutzt. Auch alle Spiele liefen mit den letzten Updates.

Vierzehn Spiele in zwei Auflösungen

Alle vierzehn Spiele wurden in den Auflösungen 1.280 × 720 sowie 1.920 × 1.080 getestet. Die Grafikdetails waren mit zwei Ausnahmen auf das Maximum eingestellt: Bei Anno 2205 wurden die Shaderdetails auf die Stufe „sehr hoch“ reduziert und in Watch Dogs 2 nur das Ultra-Preset genutzt. MSAA ist in allen Spielen deaktiviert.

Spiele-Benchmarks mit DX11 und DX12

Welches Spiel mit welcher API getestet wurde, ist den Einzelergebnissen im Anschluss an die beiden Performanceratings zu entnehmen. Die Spiele, die mit verschiedenen APIs getestet wurden, fließen mit dem besseren Ergebnis in das Rating ein. Gibt es dabei keine klare Linie, fließen beide ein.

Messungen werden per FCAT oder PresentMon durchgeführt

Die meisten Spielen werden mit dem aufwendigen, aber auch sehr genauem FCAT-Verfahren gemessen. Aus Gründen der Kompatibilität wird in Doom, Gears of War 4 sowie Total War: Warhammer das Tool PresentMon in der Version 1.06 genutzt.

Performancerating in Full HD

Acht Kerne vor zehn Kernen vor sechs Kernen vor vier Kernen: Das Performance-Rating in Full HD auf Basis der vierzehn aktuellen Spielen fällt eindeutig und vor allem anders aus als im alten Parcours, auf dessen Basis der Intel Core i7-7700K im Test noch die Führung innehat. Trotz höherem Takt kann sich der Core i7-7700K im aktuellen Parcours im Durchschnitt aber nicht mehr gegenüber den Broadwell-E-Prozessoren mit mehr Kernen durchsetzen. Neben neuen Spielen und neuen Treibern hat darauf im Zweifel auch der verwendete Arbeitsspeicher und dessen Bandbreite einen Einfluss, wie groß er ist, wurde allerdings nicht separat ermittelt.

Viele Kerne sind gut, aber viel Takt hilft auch: Der durchschnittliche Leistungsunterschied zwischen Core i7-4770K und Core i7-7700K von 22 Prozent korrespondiert sehr gut mit den 20 Prozent Taktunterschied; ohne zu verschweigen, dass auch Architektur und Speicher bei Kaby Lake leistungsstärker sind.

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Performancerating (FPS) – 1.920 × 1.080
Angaben in Prozent
    • Intel Core i7-6900K (8/16)
      98,5
    • Intel Core i7-6950X (10/20)
      97,2
    • Intel Core i7-6850K (6/12)
      96,9
    • Intel Core i7-7700K (4/8)
      92,1
    • Intel Core i5-7600K (4/4)
      79,7
    • Intel Core i7-4770K (4/8)
      75,4
    • AMD FX-9590 (4/8)
      63,5
    • Intel Core i7-2600K (4/8)
      63,4
    • AMD FX-8370 (4/8)
      59,6
    • Intel Core i5-2500K (4/4)
      53,5

Module und Hyper-Threading werden besser genutzt

Im direkten Vergleich mit dem bisher genutzten Parcours zeigt sich darüber hinaus, dass AMDs Modulbauweise in neueren Spielen mit neueren Treibern besser zur Geltung kommt. Im bekannten Parcours mit alten Treibern liegt der AMD FX-8370 im Schnitt acht Prozent hinter dem Core i5-2500K, im Parcours für Ryzen führt der Prozessor mit acht Modulen mit elf Prozent Vorsprung. Hyper-Threading bringt allerdings noch mehr Vorteile: Der Intel Core i7-7700K führt nicht mehr mit 27 Prozent sondern mit 35 Prozent.

Bisheriger Parcours Parcours für Ryzen
Abstand FX-8370 zu i5-2500K -8 Prozent +11 Prozent
Abstand FX-8370 zu i7-7700K –27 Prozent –35 Prozent

Performancerating in HD

Der Wechsel auf die Auflösung HD (720p) mit nochmals reduzierter Last auf der GPU belässt die Reihenfolge bei, die Abstände werden aber größer: Zwischen dem Core i5-2500K und dem Core i7-6900K liegen jetzt 101 statt 84 Prozent Unterschied. Auch der Abstand zwischen den CPUs dazwischen wächst.

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Performancerating (FPS) – 1.280 × 720
Angaben in Prozent
    • Intel Core i7-6900K (8/16)
      98,3
    • Intel Core i7-6950X (10/20)
      97,8
    • Intel Core i7-6850K (6/12)
      93,8
    • Intel Core i7-7700K (4/8)
      87,7
    • Intel Core i5-7600K (4/4)
      74,1
    • Intel Core i7-4770K (4/8)
      70,0
    • AMD FX-9590 (4/8)
      57,5
    • Intel Core i7-2600K (4/8)
      57,5
    • AMD FX-8370 (4/8)
      54,2
    • Intel Core i5-2500K (4/4)
      48,9

Benchmarks der Spiele im Detail

Die meisten Spiele zeigen das auch im Durchschnitt präsentierte Bild, nur hin und wieder gibt es Abweichungen. F1 2016 beispielsweise sieht den Core i7-6850K mit sechs relativ hoch taktenden Kernen vorne, während The Witcher 3 als einziges Spiel mit dem Core i7-7700K am schnellsten läuft. In den anderen Titeln liegen hingegen die 10- oder die 8-Kern-CPU von Intel auf den Plätzen Eins und Zwei.

Fazit

Mit Ryzen setzt AMD abermals auf viele Kerne, die Taktraten von Ryzen fallen mit maximal 4,0 GHz ohne (automatische) Übertaktung (XFR) im Vergleich zu Intels aktuellen Vier-Kern-CPUs aber niedrig aus. Ist das ein Problem?

Aktuelle Spiele, Treiber und APIs profitieren von mehr Kernen

Der Spiele-Testparcours für Ryzen mit vierzehn aktuellen oder immer noch sehr beliebten Titeln unter Verwendung aktueller Treiber und einer sehr schnellen Grafikkarte zeigt: Spiele und Treiber profitieren Anfang 2017 deutlich von mehr Kernen. Im Ergebnis kann Broadwell-E mit sechs, acht oder zehn Kernen selbst mehrere Hundert Megahertz Defizit beim Takt gegenüber dem Core i7-7700K mit Kaby Lake wettmachen. Im Schnitt ist die 8-Kern-CPU die schnellste im Test, dahinter folgt der 10-Kern-Prozessor. Mit sieben Prozent Rückstand liegt Kaby Lake allerdings nur geringfügig zurück.

Ein klarer Trend ohne Anspruch auf Allgemeingültigkeit

Natürlich gibt es Ausnahmen von dieser Regel. Natürlich kam in diesem Artikel die aktuell schnellste Grafikkarte für Spieler, die GeForce GTX Titan X, zum Einsatz. Und natürlich ist damit nicht bewiesen, dass es sich mit Treibern von AMD exakt genau so verhält. Die Unterschiede zum bisher genutzten Parcours mit der damals schnellsten Grafikkarte von Nvidia bleiben für sich betrachtet aber eindeutig und eine wesentliche Erkenntnis für den Test von Ryzen in Spielen ist gelegt: Viele Kerne, bei weniger Takt, könnten Anfang 2017 in Spielen von Vorteil sein.

Mehr Details mit dem Test von Ryzen

ComputerBase wird Ryzen auf seine Spieletauglichkeit über die nächsten Tage in demselben Parcours wie dem heute präsentierten testen. Die heute veröffentlichten Diagramme werden dann allerdings noch um weitere Perspektiven wie Frametimes erweitert. Bis dahin finden sich weitere Informationen im Artikel zu offiziellen Ankündigung von Ryzen 7: AMD Ryzen 7: 1800X, 1700X & 1700 ab 359 Euro ab 2. März mit 52 % ΔIPC. Die Informationen werden ebenfalls in den ausführlichen CPU-Benchmark mit Vergleich und Rangliste auf Computerbase nachgetragen.

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