Vorbemerkung

Von der 11. bis zur 13. Generation der Core-i-CPUs hat sich eine Menge getan. Hier soll ein kleiner Überblick über die verschiedenen Desktop-Versionen gegeben werden.

Ab etwa der 4. Generation dieser CPUs (man erkennt die Generation ganz einfach an den ersten Stellen der Bezeichnung: i5-4200 gehört zum Beispiel zur 4. Generation, i7-13200 zur 13.) waren die Spezifikationen in großen Teilen eine Weile stabil. i3-CPUs hatten 2 Kerne mit Hyperthreading (also zwei echte und zwei virtuelle Kerne); die der i5er-Serie hatten 4 echte Kerne, die i7er 4 echte mit Hyperthreading, also 4 echte und 4 virtuelle Kerne.

Nach einer Weile hatte sich hier etwas geändert: Die Anzahl der Kerne stieg und es gab eine neue Serie: die i9-CPUs. Außerdem wurden neue Technologien eingeführt. Schauen wir uns das mal schrittweise an.

Generation 11

Diese Serie heißt bei Intel Rocket-Lake, sie wird im 14nm-Verfahren gefertigt und läuft in Sockel-1200-Mainboards. Die ersten CPUs aus dieser Serie wurden Ende 2020 ausgeliefert. Bei dieser 11. Generation sieht es so aus: Die i3-CPUs haben 4 Kerne mit Hyperthreading (wie die früheren i7er), die i5-CPUs sind mit 6 Kernen und Hyperthreading ausgestattet - also mit mehr als die frühere i7er-Reihe(!), die neue i7er-Reihe hat 8 Kerne mit Hyperthreading und die neue i9er-Reihe ebenso viele (nachdem es in der 10. Generation 10 Kerne + Hyperthreading waren). Hier sind also insgesamt drastische Leistungszuwächse zu vermerken gewesen.

Generation 12

Die Serie heißt Alder-Lake und wurde 2021 gestartet. Die CPUs werden in einem 10nm-Verfahren gefertigt, das nun "Intel-7" heißt, und benötigen einen neuen Sockel: 1700. Hier wurde nun einiges grundsätzlich anders - dies passierte übrigens etwa parallel zur Einführung von Windows 11. Ein neues Technologie-Prinzip hielt Einzug: Nun wurden zwei verschiedene Kern-Typen benutzt: sogenannte P(=Performance)- und sogenannte E(=Efficiency)-Kerne werden jetzt eingesetzt. Bei Smartphones wurde so etwas ähnliches schon länger verbaut: Viele Smartphones haben zum Beispiel Octocore-CPUs, also solche mit 8 Kernen, von denen dann 2 mit einer sehr hohen Frequenz und die anderen mit einer geringeren laufen. So ist das bei den Intel-CPUs der 12. Generation aber nicht: Die P-Kerne entsprechen etwa den "alten" Kernen, sie bieten auch Hyperthreading. Die neuen E-Kerne bieten dieses Feature dann nicht.

Wie funktioniert das Ganze: Nun, grob gesagt, werden die P-Kerne genutzt, wenn "leistungshungrige" Anwendungen gestartet sind - zum Beispiel Spiele oder weitergehende Bild- bzw. Videobearbeitungen. Die E-Kerne können sich dann in der Zwischenzeit zum Beispiel um Downloads oder E-Mail kümmern. Die P-Kerne kommen auch im Single-Task-Betrieb (ja, das gibt es auch noch!) zum Einsatz, da sie so mit sehr hohen Taktraten betrieben werden können - "Turbo-Boost" nennt sich das dann zum Beispiel.

Eigentlich kommt dieses Prinzip eher aus der Notebook-Technologie. Natürlich verbrauchen die E-Kerne deutlich weniger Strom als die P-Kerne. In einem Desktop-PC scheint dies erstmal "eigentlich" keine große Rolle zu spielen - aber unterdessen verbrauchen Desktop-CPUs teilweise extrem viel Strom! Dies geht nur eine bestimmte (meist kurze) Zeit gut, und hier muss auch besonders gut gekühlt werden. So fand diese Technik dann also auch im Desktop-Bereich Einzug.

In der 12. Generation hat eine i3-CPU üblicherweise 4 Kerne mit Hyperthreading (HT), kann also 8 Tasks bearbeiten.
Die i5er-CPUs haben 12 Kerne: 4x Typ P und 8x Typ E - macht insgesamt 16 Tasks, die abgearbeitet werden können. Hier wird das P-/E-Konzept das erste Mal eingesetzt.
Die i7-Reihe arbeitet mit bis zu 14 Kernen: 6 davon sind vom Typ P und 8 vom Typ E. Macht als bis zu  20 Tasks.
Eine Core-i9-CPU hat in der 12. Generation 16 Kerne: je 8x P und E. Da die P-Kerne HT beherrschen, ergeben sich also bis zu 24 parallele Tasks, die bearbeitet werden können. Die P-Kerne können bis über 5 GHz im Single-Task-Betrieb hochtakten, die E-Kerne bis etwa 3,8 GHz.

Generation 13

Diese heißt bei Intel Raptor-Lake und wird ebenfalls zurzeit in einem 10-nm-Verfahren gefertigt. Heraus kamen diese CPUs im Oktober '22. Genutzt wird ebenfalls - wie in der 12. Generation - der Sockel 1700.

Bisher (Ende Oktober '22) gibt es im Desktop-Bereich nur je 2 CPUs pro "Sorte", und zwar die "Flaggschiffe": Vom i9 den 13900K sowie KF, jeweils mit 8 P- und 16 E-Kernen - insgesamt also 32 Threads. Vom i7 die 13700K sowie die KF-Version mit je 8 P- und E-Kernen - insgesamt also 24 Threads. Vom i5 die Versionen 13600 K und KF mit 6 P- und 8 E-Kernen, also 20 Threads. Von Intel wird der Abgabepreis dieser i5-CPUs um die 300,- $ angegeben - das werden also wohl diejenigen mit dem besten Preis-/ Leistungsverhältnis werden. i3-CPUs der 13. Generation gibt es bisher nicht.

Aus einem Intel-Presse-Video hier ein Bild des "Dies", also des Silizium-Kerns der CPU.

Allgemeine Änderungen

Dass sich der Sockel-Typ im Laufe dieser Generationen geändert hat, habe ich ja schon geschrieben. Wichtige weitere Änderungen liegen unter anderem im Bereich der Leistungsaufnahme. Im Turbo-Betrieb dürfen die neueren CPUs "kurzfristig" deutlich mehr Strom ziehen als im Normalbetrieb. Für die i9-13xxx-CPUs bedeutet das, dass statt der üblichen 125 W dann bis zu 253 W aufgenommen werden können. Bei der 12. Generation waren es 241 W im Turbobetrieb (bei auch normalen 125 W), bei der 11. Generation ist noch keine Rede von einer potentiell erhöhten Leistungsaufnahme (Quelle: ark.intel.com). Laut anderen Quellen können auch diese Prozessoren eine erhöhte Leistungsaufnahme aufweisen: Je nach CPU (i5, 7 oder 9) können es bis zu 250 W sein. Bisher gilt für alle CPUs und alle Generationen, dass diese erhöhte Leistung maximal für 56 Sekunden abgerufen werden darf. Durch entsprechende Einstellungen im BIOS lassen sich diese Grenzen übrigens noch verändern! Macht man so etwas, ist eine extrem gute Prozessorkühlung erforderlich - meistens wird man dann auf eine Wasserkühlung setzen. Intel liefert deswegen oft keinen klassischen Lüfter mehr mit.

Der "Smart-Cache", aus dem sich alle Kerne bedienen können, betrug in der 11. Generation 16 MB, in der 12. 30 MB und in der 13. 36 MB. Unter dem Smart-Cache versteht Intel den Cache im höchsten Level, den sich die Kerne teilen (eigentlich könnte man wohl auch Level-3-Cache sagen) - unter Umständen kann sogar ein einziger Kern im Single-Task-Betrieb den ganzen Smart-Cache beanspruchen.

Die 11. Generation der Prozessoren konnte nur mit DDR4-RAM zusammenarbeiten, die 12. und 13. können auch DDR5 benutzen, das ja unterdessen nicht mehr SOO teuer ist. Hier hängt es vom Chip des Motherboards ab, was eingesetzt werden kann.

Mit der 11. Generation hat Intel die Unterstützung von PCI-Express 4.0 eingeführt - besonders wichtig ist dies für die Grafikkarten und die SSDs, die heutzutage dann aber in der Bauform M.2 sein müssen (siehe auch diesen UM-Artikel). Ab der 12. Generation kann auch - bei vollständiger Abwärtskompatibilität zu 3.0 und 4.0 - PCI-Express 5.0 unterstützt werden - dies bietet nochmals eine Verdoppelung der Zugriffsgeschwindigkeit. PCI-Express 5 bietet theoretisch eine Geschwindigkeit von 32 GT/s (GT/s sind Gigatransfers/Sekunde - hier ist die Anzahl der Bits gemeint, die übertragen werden). Dies bezieht sich auf eine "Lane" (=Pfad) - Grafikkarten werden mit bis zu 16 parallelen Lanes angesprochen. Im Endeffekt wären PCI-Express-5.0-SSDs bei einer verwendeten Lane wohl ca. 20 mal so schnell wie eine SATA-III-SSD.

Prozessorgrafik

Nicht mehr alle CPUs haben eine eingebaute Grafik - die Versionen mit einem "F" am Ende der Bezeichnung werden ohne ausgeliefert. Die eingebauten Grafiken nutzen unterdessen die sogenannte Iris-Grafik-Engine in verschiedenen Versionen - bei den CPUs der 11. Generation heißt das Grafikmodul UHD 750, bei den anderen beiden UHD 770. Beide kommen ohne eigenen (dedizierten) Grafikspeicher aus. Wie immer bieten die neuere Versionen eine etwas höhere Leistungen als die vorherigen. Auf Näheres möchte ich hier aber nicht eingehen.

Windows 10 und 11 mit diesen CPUs

Die "hybriden" CPUs der 12. und 13. Generation (sie heißen so, weil sie eben P- und E-Kerne haben) verursachten in Windows 10 eventuell Probleme (zum Beispiel mit diversen Kopierschutzmechanismen). Bei Multitasking-Anwendungen verwendet das Betriebssystem einen sogenannten "Scheduler", um die Tasks auf die verschiedenen Kerne zu verteilen. Windows 10 weiß nichts von hybriden CPUs, behandelt sie also wie die "alten" Prozessoren. Erst der Scheduler von Windows 11, unterstützt von einem in Hardware implementierten Thread-Director in den entsprechenden CPUs, kennt die Unterschiede in den Kernen und kann die Tasks absolut sinnvoll verteilen. Dies führt zu einer zumindest messbaren Leistungssteigerung beim Einsatz dieser CPUs unter Windows 11.

Da die 12. und die 13. CPU-Generation den gleichen Sockel benutzen, können bestimmte Mainboards - meist nach einem BIOS-Update - für beide CPU-Arten benutzt werden.

Fazit

Intel befindet sich momentan in einem permanenten Wettstreit mit den Ryzen-CPUs von AMD. Wer hat mehr Kerne, mehr Takt, im Prinzip also mehr Leistung? Mit der 13. Generation der Intel-CPUs hat Intel momentan im obersten Bereich die Spitze inne. Mit der neuen i5-Generation wird eine hervorragende Leistung zu einem gerade noch akzeptablen Preis angeboten - wenn man das denn möchte.