RAM-OC mit Intel-CPUs im Test: Testergebnisse und Fazit

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Friedrich Günther
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Testsysteme und Testmethodik

Die Auswirkungen der höheren Speicher-Taktraten und Latenzanpassungen wurden auf zwei verschiedenen Systemen getestet. Das Skylake-X-Testsystem (Core X) nutzt ein Quad-Channel-Interface, das Coffee-Lake-S-System (Core) das klassische Dual-Channel-Interface. Der Unterschied könnte auch einen Einfluss darauf haben, wie sich Anpassungen an RAM-Takt und Latenzen in den Ergebnissen niederschlagen.

Testsystem Core X Testsystem Core
CPU Intel Core i7 7820X
(geköpft)
Intel Core i9 9900K
(geköpft, Direct-Die-Kühlung)
Kühler Noctua NH-C14S Open loop Wasserkühlung
RAM 4×8 GB G.Skill Trident Z RGB 4×8 GB G.Skill Trident Z RGB
Mainboard Asus Prime X299-Deluxe Asus ROG Maximus XI Hero
Grafikkarte Sapphire RX 5700XT Nitro+ Nvidia RTX 2080 Ti FE (wassergekühlt)
SSD Samsung SSD 960 Pro 500GB (System),
Intel P600 1TB (Spiele)
Samsung SSD 960 Evo 512GB (System),
Samsung SSD 970 Evo 1TB (Spiele),
Samsung SSD 860 Evo 1TB (Spiele),
Samsung SSD 850 Evo 250GB (Spiele),
Samsung SSD 850 Evo 500GB (Spiele),
Netzteil Corsair RMi 750 Seasonic Prime Platinum 1000W

Im Testzeitraum vom 16. bis 20. April wurde die am 16. April eingefrorene, zu diesem Zeitpunkt aktuellste Windows-10-Version 1909 (Build 18363.778) verwendet. Als Grafikkartentreiber kamen der AMD Adrenalin 2020 20.4.1 und der Nvidia GeForce 445.75 zum Einsatz.

Getestete Software und Spiele

Der Fokus des Tests liegt auf dem Einfluss von schnellerem Arbeitsspeicher auf die Spieleleistung des Systems. Zusätzlich wurden repräsentativ 7-Zip für Archivierungsprogramme und der Cinebench R20 für Renderprogramme getestet.

  • Cinebench R20 (Build RBBenchmark271170)
  • 7-Zip 1900 x64
  • Anno 1800
  • Assassin's Creed Origins
  • Counter-Strike: Global Offensive
  • Tom Clancy's The Division 2
  • Shadow of the Tomb Raider

Die Spiele wurden in den aktuellsten Versionen während des Testzeitraums getestet. Währenddessen gab es keine Updates für die Titel. Die Spiele wurden in 720p und 1080p auf dem Skylake-X-Testsystem und in 720p und 1440p auf dem Coffee-Lake-S-Testsystem getestet. Die Daten wurden mit CapFrameX 1.5.0 Beta erhoben. Die Grafikeinstellungen und Testszenen waren:

Spiel Grafikeinstellungen Testszene
Anno 1800 DX12
alle Einstellungen maximiert
Community-Benchmark-Savegame (25 s)
Assassin's Creed Origins Ultra-High-Preset Ingame-Benchmark (118 s)
Counter-Strike: Global Offensive Alle Einstellungen maximiert außer
Multisampling-Antialiasing (aus)
Vsync (aus)
Bewegungsunschärfe (aus)
3-Monitor-Modus (aus)
Workshop-Map „fps Benchmark“ (100 s)
Tom Clancy's The Division 2 DX12
Ultra-Preset
„Enable Reduced Latency“ (an)
Vsync (aus)
Ingame Benchmark (90 s)
Shadow of the Tomb Raider DX12
Highest-Preset
PCGH-Testszene (25 s)

So wurde getestet

Um die Auswirkungen von schnellerem Arbeitsspeicher auf die Spieleleistung der Systeme zu zeigen, wurden beide Prozessoren im Betrieb nach Intel-Spezifikation und übertaktet mit unterschiedlich schnellem Arbeitsspeicher gepaart. Die zugehörigen Taktraten sind folgenden:

Getestete Prozessorkonfigurationen
Core i7-7820X (8K/16T) Core i9-9900K (8K/16T)
All-Core-Turbo (ohne AVX) 4,0 GHz 4,7 GHz
Stock Cache-Takt 2,4 GHz 4,3 GHz
Power (kurzfristig/langfristig) 165 W/140 W 118 W/95 W
All-Core-Turbo (ohne AVX) 4,5 GHz 5,2 GHz
OC Cache-Takt 3,2 GHz 4,8 GHz
Power (kurzfristig/langfristig) unlimitiert unlimitiert

Die getesteten Arbeitsspeicherkonfigurationen sind:

  1. 2.666 MHz, 15-15-15-35-1T, 1.2V
  2. 3.200 MHz, 16-18-18-38-1T, 1.35V (i7 7820X)
    3.200 MHz, 16-18-18-32-1T, 1.35V (i9-9900K)
  3. 3.733 MHz, 16-18-18-38-1T, 1.425V (i7 7820X)
    4.133 MHz, 17-17-17-37-2T, 1.40V (i9-9900K)

Dabei entspricht die erste getestete Speicherkonfiguration der Intel-Spezifikation und die zweite getestete Speicherkonfiguration ist eine sehr populäre Speichergeschwindigkeit. Bei den ersten beiden Konfigurationen wurden die nicht angegebenen Timings von den jeweiligen Mainboards trainiert, die dritte Konfiguration entspricht dem Maximum, das das jeweilige Testsystem stabil hergegeben hat. Hier wurden die meisten Speicher-Timings von Hand vorgegeben.

Alle angegebenen Ergebnisse sind Mittelwerte aus drei Durchläufen des jeweiligen Tests. Die originalen Messwerte werden Interessierten zum Download angeboten.

Testergebnisse des Skylake-X-Testsystems

Anwendungen

In 7-Zip lassen sich beim Vergleich der Konfigurationen mit der gleichen Speichergeschwindigkeit etwa 12 Prozent Leistungszuwachs beim Packen ablesen, schnellerer Speicher allein macht dagegen einen viel kleineren Unterschied aus. Die 12 Prozent entsprechen dem Zuwachs beim Kerntakt. Beim Entpacken liegen jeweils die Ergebnisse mit gleichem CPU-Takt innerhalb der Messtoleranz voneinander entfernt, der Leistungszuwachs durch Prozessor-Übertakung entspricht etwa dem Kerntakt-Plus. Das legt nahe, dass weder Speicherlatenz noch Speicherbandbreite die Leistungsfähigkeit des Prozessors beeinträchtigen, sondern rein der Kerntakt.

Auch in Cinebench lassen sich keine Unterschiede zwischen den Speichergeschwindigkeiten feststellen, wohl aber zwischen den Prozessorgeschwindigkeiten. Der Leistungszuwachs entspricht wieder dem Kerntakt-Plus. In beiden Anwendungen lässt sich kein Vorteil durch RAM-OC festhalten.

Spiele in 720p

Die Leistung in Anno 1800, Assassin's Creed Origins, Counter-Strike: Global Offensive und Shadow of the Tomb Raider ist in 720p vollständig durch den i7-7820X limitiert. Tom Clancy's The Division 2 fällt durch die geringsten Leistungszuwächse bei Prozessorübertaktung oder schnellerem Speicher auf – die Performance ist bereits in 720p meistens durch die Grafikkarte limitiert.

Auffällig ist auch, dass das Leistungsplus beim Übertakten der CPU durchweg höher ausfällt als das Plus an Kerntakt – das Mesh getaktet mit Standardtakt stellt also eine Limitierung für die Leistung des Prozessors dar. Der Vergleich der Konfigurationen mit gleicher Speichergeschwindigkeit zeigt fast immer das gleiche Leistungsplus.

Spiele in 1080p

In 1080p ist die Leistung in Anno 1800 und Assassin's Creed Origins weiterhin vollständig durch den Prozessor limitiert. Es werden fast exakt dieselben Ergebnisse wie in 720p reproduziert. In Assassin's Creed Origins profitieren die Frametime-Ergebnisse von der besseren Grafikkarten-Auslastung: es gibt weniger Mikroruckler.

Auch die Leistung in Counter-Strike: Global Offensive ist in 1080p weitestgehend durch den i7-7820X limitiert, es werden fast dieselben Werte erreicht. Nur die Frametime-Ergebnisse leiden wegen der sehr hohen Grafikkarten-Auslastung in den Benchmark-Szenen, die Rauchgranaten enthalten.

Shadow of the Tomb Raider ist weitestgehend Grafikkarten-limitiert, die Frametime-Ergebnisse profitieren jedoch sehr deutlich von Prozessorübertaktung und schnellerem Speicher.

Die Leistung in Tom Clancy's The Division 2 ist in 1080p bereits vollständig durch die Grafikkarte limitiert.

Testergebnisse des Coffee-Lake-S-Testsystems

Anwendungen

Anders als der i7-7820X profitiert der i9-9900K beim Packen deutlich von schnellerem Speicher. Sogar merklich mehr als von Prozessorübertaktung.

Beim Entpacken und im Cinebench R20 ist wieder keine Skalierung mit schnellerem RAM feststellbar.

Spiele in 720p

Die Leistung in sämtlichen Spielen wird durch den i9-9900K begrenzt. In allen Titeln lassen sich vergleichbare Zuwächse durch Prozessorübertaktung wie schnelleren Arbeitsspeicher beobachten.

Spiele in 1440p

Genau wie in 720p sind vergleichbare Zuwächse durch schnelleren Speicher wie Prozessorübertaktung beobachtbar.

Die Leistung in Anno 1800 ist in 1440p weiterhin fast durchgehend durch den i9-9900K limitiert, die einzige Ausnahme ist die Konfiguration mit übertaktetem Prozessor und einem auf 4.133 MHz übertakteten Speicher; hier bremst die RTX 2080 Ti leicht. In allen anderen Konfigurationen werden nahezu exakt dieselben Ergebnisse wie in 720p erreicht.

In Assassin's Creed Origins limitiert weitestgehend die Grafikkarte die Spieleleistung, die Frametime-Ergebnisse werden durch Prozessorübertaktung und schnelleren RAM jedoch deutlich verbessert. In Counter-Strike: Global Offensive leiden wie auf dem Skylake-X-Testsystem die Frametime-Werte unter der hohen Grafikkartenauslastung in den Benchmark-Szenen mit Rauchgranaten.

Ähnlich wie in Assassin's Creed Origins profitieren die Frametimes in Shadow of the Tomb Raider spürbar von Prozessorübertaktung sowie schnellerem Arbeitsspeicher. Die Leistung in Tom Clancy's The Division 2 ist in 1440p auf diesem System vollständig durch die Grafikkarte limitiert.

Fazit

Wenig überraschend haben beide Plattformen im Test durchaus unterschiedliche Ergebnisse in den Benchmarks geliefert, das Fazit zum Thema RAM-OC auf Intel-Plattformen ist deshalb auch differenziert zu ziehen

Skylake-X-Testsystem (Core X)

Der i7-7820X profitiert im CPU-Limit in den getesteten Spielen bei den durchschnittlichen Bildern pro Sekunde weniger von schnellerem Speicher als von einer Übertaktung des Prozessors, bei dem Frametimes bringt der schnellere Speicher die größeren Zugewinne. Mit Ausnahme von Tom Clancy's The Division 2 in 1080p, das dann vollständig GPU-limitiert ist, entstehen jedoch durch schnelleren Speicher immer Leistungszuwächse in allen Metriken. Solange die Leistung nicht vollständig durch die Grafikkarte limitiert ist, lassen sich vor allem teils gut spürbare Verbesserungen bei den Frametimes feststellen.

Als Randnotiz fallen die besonders schwachen Ergebnisse auf dem Skylake-X-System in Assassin's Creed: Origins auf. Hier ist die Schuld vermutlich beim AMD-Treiber zu suchen – ein Grund, warum CPU-Tests mit je einer AMD- und einer Nvidia-Grafikkarte wünschenswert sind.

Coffee-Lake-S-Testsystem (Core)

Der i9-9900K profitiert in den getesteten Spielen im CPU-Limit vergleichbar von schnellerem RAM wie von Prozessorübertaktung. Das ist sehr vorteilhaft, denn übertakteter Speicher ist sehr viel leichter zu bändigen als ein bis ans Limit übertakteter i9-9900K, der so auch nur betrieben werden konnte, weil der Chip mit Direct-Die-Frame direkten Kontakt zur Bodenplatte des CPU-Kühlblocks der verwendeten Open-loop-Wasserkühlung hatte. Genau wie beim i7-7820X lassen sich, solange die Spieleleistung nicht vollständig von der Grafikkarte beschränkt ist, merkliche Verbesserungen bei den Frametime-Ergebnissen durch einen schnelleren Hauptspeicher feststellen. Und das bis hinauf zu 1440p.

Vergleich zu AMD Ryzen und Einordnung der Resultate

Sehr ähnlich wie bei aktuellen AMD Ryzen-Prozessoren, wo Kernübertaktung durch den ausgefeilten Precision Boost fast keinen Sinn mehr ergibt, sind die einfacheren Stellschrauben bei aktuellen Intel-Prozessoren der Cache- beziehungsweise Mesh-Takt und die Geschwindigkeit des Arbeitsspeichers. Übertaktung der Kerne geht bei Intel-Prozessoren aktuell mit erheblichen thermischen Herausforderungen einher, sodass hier ohnehin meist enge Grenzen gesteckt sind.

Genau wie bei Ryzen-Prozessoren lässt sich durch schnelleren Cache und Speicher die Leistung in prozessorlimitierten Szenarien in Spielen weiter steigern. Und wie im Test beispielsweise bei Anno 1800 gesehen, kann sogar ein i9-9900K schon bei unter 60 Bildern pro Sekunde limitieren, das heißt auch bei Intel-Prozessoren ist ein CPU-Limit keine unrealistische Situation. Außerdem bringt schnellerer Arbeitsspeicher oft deutlichere Verbesserungen bei den Frametime-Metriken mit sich als reine Kernübertaktung, was sich in einer gleichmäßigeren Bildabfolge ausdrückt.

Beim Neukauf lohnt es sich damit auch bei Intel-Systemen, nicht den günstigsten Speicher zu kaufen. Eine regelmäßig gepflegte Kaufberatung zu Speicherkits unterschiedlicher Größe als Hilfestellung zur Entscheidungsfindung gibt es auf ComputerBase – gepflegt wird sie von der Community.

Danksagung

Zum Abschluss gilt es noch einen Dank an die Community-Mitglieder Esenel und ZeroStrat zu richten. Esenel verdient ein Lob für die beigesteuerten Tests auf dem Coffee-Lake-S-Testsystem, ZeroStrat als Entwickler der Aufzeichnungssoftware CapFrameX.

Der Autor dieses Artikels ist kein Redaktionsmitglied, sondern aktives Mitglied der RAM-OC-Community im Forum von ComputerBase. Nachdem die Community-Expertise zum Thema RAM-OC auf AMD Ryzen 3000 bereits ihren Auftritt auf ComputerBase hatte, hat sich Friedrich Günther jetzt der Intel-Perspektive angenommen.

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