Core i5-11400F im Test: Intels beste Rakete hat zwei Gesichter

Volker Rißka
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Core i5-11400F im Test: Intels beste Rakete hat zwei Gesichter

Auf die erfolgreichen Modelle Intel Core i5-9400F und 10400F folgt der 11400F mit neuer CPU-Architektur. In Mainboards ohne feste Powerlimits ist der Leistungssprung groß und mit Speicher-OC auf B560 kann er in Spielen noch weiter zulegen. In Summe ist der kleine Core i5 für 160 Euro schlussendlich Intels beste Rakete.

Oben bestimmt AMD, unten Intel

Während Intel in der Oberklasse im Mainstream-CPU-Geschäft die Krone mehr und mehr an AMD abgeben muss, vernachlässigte der aufstrebende Mitbewerber den günstigeren Markt zuletzt fast vollständig. Dort hat am unteren Ende nicht nur der Core i3-10100F das Zepter übernommen, auch in der Core-i5-Liga gibt es spätestens seit dem Intel Core i5-10400F (Test) keine Konkurrenz mehr, während der Intel Core i5-9400F (Test) zumindest noch etwas Gegenwehr durch AMD Ryzen verspürte. Aber ohne günstige Zen-3-CPUs wie den Athlon oder die APUs der G-Serie, die es nur noch für OEMs gibt, bietet AMD mittlerweile keine konkurrenzfähigen CPUs für unter 200 Euro mehr an.

Core i5-11400F: 20 Prozent mehr Leistung möglich

Der Intel Core i5-11400F kann bei 160 Euro mit der neuen Rocket-Lake-Architektur hingegen aus dem Vollen schöpfen. Anders als beispielsweise das Flaggschiff Intel Core i9-11900K (Test) muss er gegenüber dem Vorgänger auch keine Kerne abgeben oder einen Stillstand beim Takt verbuchen. Er bietet wie sein Vorgänger sechs Kerne und zwölf Threads und darf dazu bis zu 200 MHz höher takten als der Core i5-10400F. Obendrauf kommt die IPC-Steigerung von rund 17 Prozent, die die Redaktion im Test der ersten beiden Modelle ermittelt hatte. Unterm Strich dürfte der Neuling also je nach Anwendung für bis zu 20 Prozent mehr Leistung gut sein.

Direktvergleich des Core i5-11400F zu 10400F und -9400F
Modell Kerne/Threads Basistakt Max. 1-Core-Turbo All-Core-Turbo TDP Speicher Grafik Preis
Core i5-11400F 6/12 2,6 GHz 4,4 GHz 4,2 GHz 65 W DDR4-3200 G2
DDR4-2933 G1
$ 155
Core i5-10400F 6/12 2,9 GHz 4,3 GHz 4,0 GHz 65 W DDR4-2666 $ 155
Core i5-9400F 6/6 2,9 GHz 4,1 GHz 3,9 GHz 65 W DDR4-2666 $ 144

Es gibt allerdings schon auf dem Datenblatt einen Hinweis darauf, dass das nicht immer zutreffen wird: Der Basistakt fällt bei gleicher TDP gegenüber den Vorgängern. Dass das nicht nur AVX512 geschuldet ist, wird der Test zeigen. Am harten Powerlimit von dauerhaft 65 Watt schafft es die CPU auch in anderen Multi-Core-Volllast-Szenarien nicht, die 2,9 GHz der Vorgänger zu bieten.

Auch kleine Rocket Lake sind immer verlötet

Entgegen dem Vorgänger hat der Neuling noch einen Vorteil: Da Rocket Lake immer auf dem gleichen 8-Kern-Die basiert, ist die CPU stets mit dem Heatspreader verlötet. Der Vorgänger hingegen konnte wahlweise ein verlöteter 10-Kerner aber auch ein nativer 6-Kerner sein, der aus Kostengründen nur mit Wärmeleitpaste versehen war.

Schnellerer Speicher mit Hürden

Auch beim Speichertakt darf der neue Prozessor zulegen und erstmals DDR4-3200 nutzen. Wie bei allen Intel-CPUs dieser Generation ist der Gear-1-Modus, bei dem der Speichercontroller mit dem gleichen Takt wie der Arbeitsspeicher arbeitet (bis dato Standard bei Intel), nur für die Core i9 gedacht. Alle anderen bieten Gear 1 offiziell nur bis DDR4-2933, darüber muss es Gear 2 sein. Dabei wird der Takt des Speichercontrollers halbiert, was deutliche Auswirkungen auf die Leistung hat, weshalb DDR4-2933 Gear 1 letztlich schneller arbeitet. Weil Gear 1 auch beim Core i5-11400F in der Regel bis DDR4-3733 funktioniert, bleibt der Modus die Empfehlung und sollte, falls nötig, über das BIOS erzwungen werden.

DDR4-3733 Gear 1 auf B560 im Test

Für den Test des neuen Prozessors hat die Redaktion das kleinste Modell der Rocket-Lake-Serie auch auf einem günstigen Board der B560-Klasse mit schnellem Speicher betrieben. Die Wahl fiel dabei immer auf den Gear-1-Modus, der den Betrieb bei DDR4-3733 stabil gewährleisten konnte. Laut Mainboard-Hersteller braucht es für den Gear-2-Modus als Gegenstück mindestens DDR4-4500 um einen Vorteil erzielen zu können. Gear 1 bei DDR4-3600 und mit etwas händischer Optimierung sogar DDR4-3733 ist deshalb viel einfacher und günstiger zu erreichen und sollte nach den letzten BIOS-Updates auf nahezu jedem Mainboard funktionieren.

In regulären CPU-Anwendungen spielt der Speichertakt keine Rolle, wohl aber in Spielen. Deshalb wird sich die Redaktion auf Spiele konzentrieren – AIDA64- und 7-Zip-Werte gibt es aber auch mit schnellem Speicher. Die Ergebnisse gibt es auf der Folgeseite.

154 Watt für 28 Sekunden unter Idealbedingungen

Ebenfalls nicht unbeachtet bleibt im Test erneut die Frage nach der dauerhaften Leistungsaufnahme. Mainboards für Bastler lassen Intels CPUs gern freien Lauf und legen nur Fesseln an, wenn das explizit gewünscht ist. Im OEM-Umfeld kann das aber ganz schnell andersherum ausfallen und die von Intel vorgegebenen Grenzwerte an PL1, PL2 und Tau liegen unausweichlich an. Da der kleinste Core i5 ein heißer Kandidat für beide Märkte ist, blickt die Redaktion im Test auch auf den Betrieb mit offiziellen Limits.

Gegenüber dem Intel Core i5-10400F gibt der Hersteller dem Core i5-11400F einen kleinen zusätzlichen Spielraum. Statt 134 Watt PL2 für 28 Sekunden sind es nun 154 Watt für immer noch 28 Sekunden. Danach greift nach Spezifikationen spätestens die Bremse, was heißt, dass die TDP respektive PL1 von 65 Watt anliegen muss und das auch tut.

Mit AVX-512 sinkt der Takt auf bis zu 2,8 GHz ab

Das Brutale ist dann der Taktverlust: Mittels Log-Datei im Dauerbetrieb ausgelesen, liegt der Takt bei dauerhaft 65 Watt schnell nur noch bei 3,3 GHz, mit voller AVX-Last nur noch bei 2,8 bis 2,9 GHz. Das ist leicht über dem Niveau, das Intel als Basistakt spezifiziert, der beim Core i5-11400F 2,6 GHz beträgt. Ohne die bereitgestellten Spitzenlasten und den Turbo-Modus wäre die CPU heute also eine völlig andere.

EWMA kann zum Spielverderber werden

Wie schnell ein nach Spezifikationen betriebener Core i5-11400F auf 65 Watt gedrosselt wird, entscheidet auch in diesem Fall der EWMA – der gewichtete gleitende Mittelwert der Leistungsaufnahme. 28 Sekunden sind eher ein theoretischer maximaler Wert, denn unter Spitzenlast erreicht die durchschnittliche Leistungsaufnahme deutlich schneller PL1, weshalb die CPU – nach offiziellen Specs betrieben – noch früher als nach 28 Sekunden von PL2 auf PL1 zurückfallen kann.

Zu sehen ist das sehr anschaulich bei Cinebench und POV-ray: Nach rund 15 Sekunden ist das EWMA-Budget beim 11400F, der davor mit stets 120 Watt Leistungsaufnahme arbeitet, bereits erschöpft und die CPU muss auf 65 Watt herunterfahren. Heraus kommt am Ende ein Ergebnis, das die CPU sogar hinter den 10400F zurückfallen lässt. Ein Umstand, der in der Redaktion doch überraschend aufgenommen wurde.

3 x CB R20 mit Limits, 2 Sek. Pause
3 x CB R20 mit Limits, 2 Sek. Pause (Package Power)
04080120160200 150100150200250280

Der Grund: PL1 darf bis hinauf zu PL2 nur so lange überschritten werden, wie der gleitende Mittelwert (EWMA, Exponentially Weighted Moving Average) der CPU-Leistungsaufnahme nicht schon das Niveau PL1 erreicht hat, oder alternativ 28 Sekunden um sind. Sprich: Im zeitlich gewichteten Mittel verbraucht eine CPU von Intel gemäß den Spezifikationen nie mehr als die TDP.

Intel EWMA im Detail
Intel EWMA im Detail (Bild: Intel)

Der 11400F kann langsamer sein als der 10400F

Auf dem Papier hat der Vorgänger Core i5-10400F mit gleicher PL1 von 65 Watt und gleichem Tau von 28 Sekunden, aber PL2 bei 134 statt 154 Watt wie beim 11400F, die schlechteren Karten. Ob sie zum Tragen kommen, kommt auf die Anwendung an: In POV-ray nutzt der 11400F bis zu 120 Watt und schon nach rund 15 Sekunden ist das Powerbudget (weil der EWMA bei 65 Watt liegt) erschöpft, er muss auf 65 Watt zurück. Der 10400F nutzt hingegen nur 88 Watt, darf volle 28 Sekunden Vollgas geben und holt in dieser Zeit so viel Vorsprung heraus, dass es am Ende für einen Sieg gegenüber dem Nachfolger reicht. Denn die Parameter werden alle in der entsprechenden Gleichung berücksichtigt.

EWMA liegt eine komplizierte Formel zugrunde
EWMA liegt eine komplizierte Formel zugrunde

Dass es am Ende für den neuen Intel Core i5-11400F in längeren Multi-Core-Volllast-Szenarien nicht für wirklich viel mehr Leistung als beim Core i5-10400F reicht, liegt am Durchschnittstakt, der am Ende anliegt: Der 11400F fällt im Blender-Benchmark nach wenigen Sekunden von 4,2 auf 3,3 oder später auch 3,2 GHz ab und hält diesen Takt dann den kompletten Durchlauf von 25 Minuten. Der 10400F fällt nur auf 3,7 und mitunter 3,6 GHz ab – das bedeutet ein Taktvorsprung von im Schnitt mindestens 400 MHz, dem die schlechtere IPC gegenübersteht.

10400F vs. 11400F in POV-ray Multi
CPU Basistakt Realer Takt und Verbrauch (PL2) Tau (gemessen) Realer Takt und Verbrauch (PL1) Endergebnis
Intel Core i5-10400F 2,9 GHz 4,0 GHz bei 86 Watt 28 Sekunden 3,6 bis 3,7 GHz bei 65 Watt 2687 PPS
Intel Core i5-11400F 2,6 GHz 4,2 GHz bei 121 Watt 15 Sekunden 3,2 bis 3,3 GHz bei 65 Watt 2647 PPS
POV-Ray, Multi-Core
CPU-Takt (POV-Ray, Multi-Core)
01.0002.0003.0004.0005.000MHz 15101520253035404550556065707580Sekunden

Am Ende wird vor allem durch das kleine Modell letztlich bestätigt, was ComputerBase bereits zum ersten Artikel vermeldet hat: Rocket Lake erkauft sich mehr Leistung nicht nur durch IPC, sondern vor allem auch eine gesteigerte Leistungsaufnahme. Wird dieser hart die Fesseln angelegt, kann es in einigen Szenarien extrem eng werden für die neue Architektur – nicht nur am oberen, sondern gerade auch am unteren Leistungsende.

Das macht einmal mehr deutlich, warum Intel keinen 10-Kerner bringen konnte. 10 Kerne Rocket Lake wären niemals in der gleichen Taktliga bei gleicher Leistungsaufnahme unterwegs gewesen, vermutlich hätten sie eher 500 MHz oder mehr herunter getaktet sein müssen als das Flaggschiff Core i9-11900K mit 5,3 GHz. Am Ende wären 10 Kerne Rocket Lake dann definitiv langsamer gewesen als 10 Kerne Comet Lake in zwangsläufig limitierten Multi-Core-Szenarien.

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