Intel Alder-Lake-K-Prozessoren Mit Hybrid-Architektur zur Gaming-Krone

Autor Klaus Länger

Am 4. November 2021 kommen die übertaktbaren Desktop-Modelle der 12. Core-Generation von Intel auf den Markt. Mit hybrider Architektur aus P- und E-Cores, mehr als 5 GHz Turbo-Takt, DDR5 und PCI-Express 5.0 sollen sie die schnellsten Gaming-CPUs auf dem Markt sein.

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Als erste Alder-Lake-Modelle bringt Intel die übertaktbaren K-Varianten der Desktop-CPUs auf den Markt. Sie verfügen über bis zu acht schnelle P-Cores mit Hyperthreading und bis zu acht sparsame E-Cores.
Als erste Alder-Lake-Modelle bringt Intel die übertaktbaren K-Varianten der Desktop-CPUs auf den Markt. Sie verfügen über bis zu acht schnelle P-Cores mit Hyperthreading und bis zu acht sparsame E-Cores.
(Bild: Intel)

Intel beschreitet mit Alder Lake einen neuen Weg, jedenfalls bei x86-Prozessoren. Ähnlich wie bei den meisten ARM-Prozessoren enthalten die Core-Prozessoren der 12. Generation besonders schnelle Kerne mit besonders sparsamen Cores. Bei Alder Lake sind das die P-Cores mit Golden-Cove-Architektur, eine Weiterentwicklung der bisherigen Kerne der Core-Prozessoren der 11. Generation, und E-Cores mit Gracemont-Architektur als letzte Evolutionsstufe der Atom-Cores.

Der Intel Thread Director soll dabei bei der Ausführung von Programmen erkennen, welche Threads eine hohe Leistung benötigen und weist diese den schnellen P-Cores zu, die zudem Hyperthreading beherrschen. Hintergrundthreads ohne hohe Anforderungen an die CPU-Leistung werden auf die sparsamen E-Cores verteilt. Der Thread Director arbeitet hier eng mit dem dafür optimierten Scheduler von Windows 11 zusammen. Unter Windows 10 können Alder-Lake-Prozessoren dagegen nicht ihre maximale Leistung erreichen.

Die Alder-Lake-Prozessoren werden in verschiedenen Varianten auf den Markt kommen, die von Hochleistungsprozessoren für Desktop-PCs mit 125 Watt Base-Power bis hin zu besonders sparsamen Modellen für ultradünne Notebooks und Tablets mit 9 Watt Leistungsaufnahme reichen. Produziert werden die CPUs im neuen Intel-7-Verfahren, hinter dem sich ein weiterentwickelter 10-nm-Prozess verbirgt, den Intel auch als Enhanced SuperFin bezeichnet.

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Den Anfang machen sechs übertaktbare Alder-Lake-S-Prozessoren, die für Desktop-PCs bestimmt sind und vor allem Gamer ansprechen sollen: Die K-Modelle Core i9-12900K, Core i7-12700K und Core i5-12600K sowie deren günstigeren KF-Schwestermodelle mit deaktivierter Grafikeinheit. Diese gehört bei den Desktop-CPUs mit zur Xe-Familie, ist aber auf 32 Ausführungseinheiten limitiert und nennt sich daher UHD Graphics 770.

Während bei Rocket Lake der Unterschied zwischen den Core-i9- und i7-Modellen nur in der maximalen Taktrate bestand, unterscheiden sie sich bei Alder Lake S durch die Zahl der Prozessorkerne. Core i9-12900K und KF verfügen über acht P- und acht E-Cores, i7-12700K und KF über acht P- und vier E-Cores. Die Core-15-Prozessoren müssen mit sechs P- und vier E-Cores auskommen. Die weiteren Unterschiede haben wir in der folgenden Tabelle zusammengefasst.

Prozessortyp Cores (P+E) Threads Smart Cache (L3) L2 CacheTurbo Boost Max Technology 3,0 (GHz)  P-Core Max Turbo (GHz)E-Core Max Turbo Frequency (GHz)P-Core Base Frequency (GHz)E-Core Base Frequency (GHz)Processor Base Power (W)Maximum Turbo Power (W)
i9-12900K162430 MB14 MBbis zu 5,2bis zu 5,1bis zu3,22,4125241
 (8P + 8E)     3,9    
i9-12900KF162430 MB14 MBbis zu 5,2bis zu 5,1bis zu3,22,4125241
 (8P + 8E)     3,9    
i7-12700K122025 MB12 MBbis zu 5,0bis zu 4,9bis zu 3,83,62,7125190
 (8P + 4E)          
i7-12700KF122025 MB12 MBbis zu 5,0bis zu 4,9bis zu 3,83,62,7125190
 (8P + 4E)          
i5-12600K101620 MB9,5 MBn/abis zu 4,9bis zu 3,63,72,8125150
 (6P + 4E)          
i5-12600KF101620 MB9,5 MBn/abis zu 4,9bis zu 3,63,72,8125150
 (6P + 4E)         

Schnellere Cores, DDR5 und PCI-Express 5.0

Die Performance-Cores der Golden-Cove-Generation sollen gegenüber dem direkten Vorgänger Willow Cove in Tiger Lake eine bis zu 19 Prozent höhere Leistung pro Takt liefern. Intel hat den neuen Cores zwei zusätzliche Ausführungseinheiten und Decoder spendiert, größere Puffer für das Umsortieren von Instruktionen und ein verbessertes Frontend mit genauerer Sprungvorhersage. Aber auch die E-Cores haben mit den lahmen Atom-Prozessoren früherer Zeit nichts mehr gemein. Laut Intel soll ihre Leistung trotz minimalem Stromverbrauch auf dem Niveau älterer Core-Prozessoren liegen.

Zusätzliche Leistung bringen der auf bis zu 30 MB vergrößerte L3-Cache sowie die Unterstützung von DDR5-Speicher mit bis zu 4800MT/s. Allerdings kommt die CPU auch mit langsameren und günstigerem DDR4-Speicher zurecht. Die CPU bietet zwei Speicherkanäle und unterstützt bis zu 128 GB RAM. Die 16 PCI-Express-5.0-Lanes des in der CPU integrierten PCIe-Controllers sind derzeit noch eine Investition in die Zukunft, da es noch keine passenden Grafikkarten gibt. Alder Lake ist aber abwärtskompatibel zu den aktuellen Karten mit PCIe-Gen4-Interface. Vier zusätzliche PCIe-4.0-Lanes dienen für die Anbindung schneller SSDs.

Bei der Spiele-Performance verspricht Intel, dass ein Core i9-12900K gegenüber dem Rocket-Lake-Vorgänger Core i9-11900K bei einigen Spielen um bis zu 28 Prozent höhere Frame-Raten ermöglicht. Damit soll er der weltweit schnellste Gaming-Prozessor sein und würde damit auch die bislang führenden AMD-Modelle Ryzen 9 5950X und Ryzen 9 5900X mit 16 und 12 Cores überflügeln.

Einen TDP-Wert für die Leistungsaufnahme gibt Intel nicht mehr an, sondern spricht nur noch von einer Base-Power, die bei 125 Watt für alle K-Modelle liegt. Bei voller Leistung liegt die Leistungsaufnahme allerdings deutlich höher und kann etwa beim Core i9-12900K und KF satte 241 Watt erreichen. Noch mehr Performance ist möglich, allerdings bei noch höherer Leistungsaufnahme, wenn die Übertaktungsmöglichkeiten genutzt werden, die bei den K-Modellen auch „offene” Multiplikatoren umfassen. Sie sollen mit dem neuen Intel Extreme Tuning Utility (XTU) 7.5 leichter zugänglich sein. Zudem bietet das Intel Extreme Memory Profile (XMP) 3.0 weitere Optionen für die Speicherübertaktung.

Deutsche Preise für die neuen Prozessoren nennt Intel nicht. In den USA sollen sie zwischen 264 bis 589 US-Dollar liegen. Als Termin für den Verkauf an Endkunden mit flächendeckender Verfügbarkeit gibt der Hersteller den 4. November 2021 an.

Neue Chipsätze mit schnellerem Interface

Die neuen Desktop-Prozessoren erfordern neue Intel-Chipsätze der 600er-Serie. Für die Gaming-CPUs hat Intel zunächst den Z690-Chipsatz an die Mainboard-Hersteller geliefert. Er wird über ein schnelleres DMI 4.0 an die CPU angebunden und bietet nun insgesamt 12 PCIe-4.0- und 16 PCIe-3.0-Lanes. Zudem unterstützt er USB 3.2 Gen 2×2 mit doppelter Bandbreite und WiFi 6E. Mit dem Intel Volume Management Device ist ein direktes Management von NVMe-SSDs möglich, optional werden Optane-H20-Module mit M.2-Interface unterstützt. Passende Mainboards sollen zum Start der Prozessoren zur Verfügung stehen.

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