Launch-Analyse Intel Arrow Lake

Dienstag, 29. Oktober 2024
 / von Leonidas
 

Mittels "Arrow Lake" bringt Intel nach immerhin drei Jahre Wartezeit mal wieder eine richtige neue CPU-Architektur für Desktop-Bedürfnisse heraus – nachdem "Raptor Lake" wie bekannt eigentlich nur einen Refresh von "Alder Lake" darstellt. Der Zeitpunkt könnte für Intel nicht passender sein, um zum einen die Raptor-Lake-Generation mit ihrer nominell zwar gelösten, aber dennoch unglückseligen Stabilitäts-Problematik aus dem Markt zu nehmen, zugleich könnte Intel natürlich auch angesichts der aktuellen geschäftlichen Schieflage mal wieder einen Treffer gebrauchen. Wie anhand der Launch-Reviews natürlich schon bekannt, hat dies nicht wirklich geklappt, in Teilen ist Arrow Lake sogar langsamer als die vorherigen Intel-Prozessoren ausgefallen. Mittels dieser Launch-Analyse sollen wie üblich die aufgelaufenen Performance- und Stromverbrauchs-Werte zusammengefasst und ausgewertet werden, verbunden mit der Hoffnung, dass sich irgendwo doch noch Ansatzpunkte pro Arrow Lake finden lassen.

Gegenüber den vorherigen Alder Lake & Raptor Lake Generationen stellt Arrow Lake in gleich dreifacher Weise eine Neuerung dar: Erstens gab es intern neue Architekturen sowohl bei P- als auch E-Kernen, zweitens setzte Intel zum ersten Mal bei einem Main-Produkt breitflächig TSMC zur Prozessoren-Fertigung ein und drittens gibt es nun auch bei Intel keine monolithischen Desktop-Prozessoren mehr, sondern der Prozessor besteht aus einzelnen Chiplets, von Intel "Tiles" genannt. Das aktuelle 8P+16E-Die von Arrow Lake (kleinere Arrow-Lake-Dies sind für die kleineren Desktop-Modelle sowie das Mobile-Segment zu erwarten) besteht damit aus vier aktiven Tiles, zwei Füller-Tiles und einem Base-Tile. Von Intel kommt dabei nur jenes Base-Tile sowie das Packaging, die vier aktiven Tiles kommen hingegen ausnahmslos von TSMC, allerdings jeweils aus unterschiedliche Fertigungsverfahren. Für die Chipfläche hat dies am Ende keinen großen Unterschied gemacht, jene ist bei Arrow Lake mit 251mm² (aktive Tiles) nur marginal kleiner als bei Raptor Lake (257mm²).

Intel "Arrow Lake" 8P+16E Tiles & Die-Shot
Intel "Arrow Lake" 8P+16E Tiles & Die-Shot
(basierend auf den Ausarbeitungen von High Yield @ X und Nemez @ X, Die-Shot von Bilibili)

In jene Chipfläche bringt Intel dieselbe Anzahl an CPU-Kernen wie bei Raptor Lake unter, mit allerdings deutlich veränderten CPU-Kernen mit generell mehr IPC. Die von Intel zuerst angegebenen IPC-Werte zu den neuen CPU-Architekturen "Lion Cove" (P-Kerne) und "Skymont" (E-Kerne) waren großartig und haben sicherlich die Fantasie der Enthusiasten angeregt, waren allerdings auch gegenüber "Meteor Lake" und eben nicht gegenüber Raptor Lake verglichen. Mit den Vorstellungs-Folien zu Arrow Lake war Intel da genauer wie realistischer, hier wurden dann +9% IPC-Gewinn bei den P-Kernen sowie +32% IPC-Gewinn bei den E-Kernen zwischen Raptor Lake und Arrow Lake notiert. Dies konnte durch Messungen der ComputerBase mit real +7% bzw. +31% dann auch im groben bestätigt werden. Natürlich wird der IPC-Gewinn gerade bei den P-Kernen in der Praxis durch etwas niedrigere maximale Boost-Taktraten wieder etwas geschmälert, besonders viel davon dürfte nach dem Effekt des Takt-Malus nicht übrig bleiben.

Eine andere wichtige Änderung in Form des Verzichts auf HyperThreading bei den P-Kernen hat wohl am Ende den geringsten Einfluß. Die Kern-Architektur von "Lion Cove" unterstützt zwar HyperThreading, dies wird bei Intels Consumer-Prozessoren jedoch nicht mehr ausgeführt, sondern wohl nur noch im Server-Segment eingesetzt. Im Endeffekt war dies für Intel nur eine Umschichtung des Power-Budgets: Mit aktivem HyperThreading für die P-Kerne hätte man die eigentlich energieeffizienteren E-Kerne nicht ausfahren können, was gerade angesichts von deren herzhaftem IPC-Gewinn schade wäre. Ohne HyperThreading können nun gerade unter Multithread-lastigen Benchmarks die stark verbesserten E-Kerne mehr Last übernehmen, was sich im Endeffekt als vergleichsweise problemloser Tausch erwiesen hat. In der Praxis zeigt Arrow Lake unter vielen Anwendungs-Benchmarks zwar ein deutlich anderes Performance-Profil als die vorherigen Intel-Prozessoren (mit HyperThreading), im Durchschnitt der Messungen gleicht sich dies jedoch gut wieder aus.

    Intel "Arrow Lake"

  • Chip-Verbund aus vier Tiles (Compute, SoC, GPU, I/O) samt zwei Filler-Tiles, liegend auf einem Base-Tile
  • 117,1mm² Compute-Tile @ TSMC N3B, 86,5mm² SoC-Tile @ TSMC N6, 23,0mm² GPU-Tile @ TSMC N6 & 24,4mm² I/O-Teil @ TSMC N5
  • gesamte (aktive) Chipfläche 251,0mm², zuzüglich zwei Filler-Tiles (19,9mm²), auf einem Base-Tile (302,9mm²) unter Intel 22FFL
  • gefertigt somit weitgehend von TSMC, von Intel kommen allein das Base-Tile sowie das Packaging
  • weitere kleinere Dies sind für die kleineren Desktop-Modelle sowie das Mobile-Segment zu erwarten
  • 8 Performance-Kerne gemäß der "Lion Cove" Architektur mit lt. Intel +9% IPC-Gewinn gegenüber "Raptor Cove" (Raptor Lake)
  • kompletter Verzicht auf HyperThreading schon auf Silizium-Ebene (obwohl die Lion-Cove-Architektur durchaus HyperThreading bieten könnte)
  • 16 Effizienz-Kerne gemäß der "Skymont" Architektur mit lt. Intel +32% IPC-Gewinn gegenüber "Gracemont" (Raptor Lake)
  • reale IPC-Gewinne lt. ComputerBase: +7% bei den P-Kernen sowie +31% bei den E-Kernen gegenüber dem Raptor Lake Refresh
  • 3 MB Level2-Cache pro P-Kern (+33% gegenüber Raptor Lake) sowie 1 MB Level2-Cache pro E-Kern (unverändert gegenüber Raptor Lake)
  • max. 36 MB Level3-Cache (unverändert gegenüber Raptor Lake)
  • 4 Xe-Kerne (512 FP32) der Alchemist-Architektur
  • NPU mit 13 TOPs
  • 128 Bit Speicherinterface für DDR5-Speicher, offiziell bis DDR5/5600 (UDIMM) bzw. DDR5/6400 (CUDIMM)
  • PCI Express 5.0 mit 20 Lanes (kein Lane-Sharing bei 1x Grafikkarte + 1x NVMe-SSD mehr notwendig)
  • Sockel LGA1851, benutzbar somit nur auf Mainboards von Intels neuer 800er Chipsatz-Serie
  • Verkaufsname: Core Ultra 200 (selbiger Verkaufsname wird auch von "Lunar Lake" benutzt)
  • Marktstart: K/KF-Modelle am 25. Oktober 2024, restliches Portfolio & Mobile-Modelle zur CES 2025

Beim Speichersupport bietet Intel nunmehr erstmal DDR5/6400 auf, dies allerdings (offiziell) nur mittels den neuen CUDIMMs – sprich jener neuen Speichersorte mit eigenem Taktgeber auf der Speicherplatine. Bei den gewöhnlichen UDIMMs endet der offizielle Speichersupport wie gewohnt bei DDR5/5600. CUDIMMs sind zudem keine Spezialität von Arrow Lake, sondern sollten genauso auch auf anderen DDR5-Plattformen eingesetzt werden können. Zu Raptor Lake mit CUDIMM gibt es bereits entsprechende Erfolgsmeldungen, zu Zen 5 mit CUDIMM dagegen nur Mißerfolgsmeldungen – hier muß wohl noch am Mainboard-BIOS gefeilt werden. Mit der Zeit dürften sich die CUDIMMs zumindest im DIY-Segment wohl durchsetzen, da jetzt schon sichtbar ist, dass hiermit klar höhere Speichertaktungen erreichbar sind. Bei Arrow Lake sind derzeit mit CUDIMMs recht problemlos DDR5/8000 möglich, während die besten Übertaktungsversuche bereits über DDR5/12000 hinausgehen.

Als beachtbarer Nachteil auf Speicher-Seite darf allerdings gelten, dass das Speicherinterface von Arrow Lake nunmehr nicht auf demselben Tile wie die CPU-Kerne sitzt, sondern in das SoC-Tile ausgelagert wurde. Zwar verfolgt AMD bei seinen aktuellen Ryzen-Prozessoren ein ähnliches Prinzip, hat allerdings inzwischen die (für die Spiele-Performance wichtigen) Speichelatenzen gut im Griff, während Arrow Lake gegenüber dem eigenen Vorgänger die klar höheren Speicherlatenzen aufweist. Logischerweise wird sich dies negativ auf die Spiele-Performance von Arrow Lake auswirken. Positiv zu erwähnen ist hingegen das verbesserte PCI-Express-Interface, welches nun über 20 eigenen Lanes von PCI Express 5.0 verfügt. Damit kann man eine Grafikkarte sowie eine NVMe-SSD direkt an die CPU ankoppelt, ohne – wie bisher bei Intels Prozessoren – dies mittels Lane-Sharing oder weniger Lanes für die Grafikkarte lösen zu müssen.

Arrow Lake kommt nach den drei Prozessoren-Generationen von "LGA1700" wiederum mit einem neuen Sockel und damit neuer Plattform daher. Der Sockel "LGA1851" ist logischerweise elektrisch wie mechanisch inkompatibel zu allem vorherigen, womit für Arrow-Lake-Prozessoren neue Mainboards mit diesem Sockel auf Basis von Intels 800er Chipsatz-Serie benötigt werden. Jene Chipsatz-Serie besteht vorerst nur aus dem Z890-Chipsatz, womit (bis zum Jahresanfang 2025) günstige Alternativen fehlen. Zudem starten die ersten Z890-Mainboards derzeit auch vergleichsweise teuer bei ab 200 Euro, während es die vorherigen Z890-Platinen ab 145 Euro gibt und vernünftige Midrange-Platinen für LGA1700 weitaus günstiger kommen. An dieser Stelle hat Arrow Lake derzeit noch einen klaren preislichen Malus bei den Plattform-Kosten, welcher je nach Anspruch mit 50-100 Euro Mehrkosten zu beziffern ist. Wie lange Intel die LGA1851-Plattform unterstützen wird, ist zudem derzeit komplett ungewiß.

Derzeit bringt Intel (wie gehabt) erst einmal nur die K/KF-Modelle der 2. Core-Ultra-Generation in den Markt, der Rest des Portfolios folgt dann zum Jahresanfang 2025. Bei den aktuellen Arrow-Lake-Modellen fehlt im Gegensatz zu den bisherigen Intel-Portfolios eine KF-Ausführung für das Spitzen-Modell "Core Ultra 9 285K", jenes will Intel wohl auch nicht mehr nachreichen. Dafür hat Intel die Preisdifferenz zwischen K- und KF-Modellen von bisher 25 Dollar auf nunmehr 15 Dollar gekürzt. Preislich bewegt sich Arrow Lake bezüglich der Listenpreise auf dem Niveau von Raptor Lake, die eigentlich bei einer neuen Prozessoren-Generation übliche Preiserhöhung hat Intel ausfallen lassen. Bezüglich der formellen technischen Daten ergeben sich nicht viele Unterschiede zwischen der 14. Core-Generation und der 2. Core-Ultra-Generation: Arrow Lake hat etwas weniger Spitzentakt, dafür mehr Level2-Cache und die klar bessere integrierte Grafiklösung.

RPL-R → ARL 14600K → 245K 14700K → 265K 14900K → 285K
Kern-Anzahl gleich (6P+8E) gleich (8P+12E) gleich (8P+16E)
HyperThreading HyperThreading durchgehend gestrichen bei Arrow Lake
max. P-Takt 5300 → 5200 MHz 5600 → 5500 MHz 6000 → 5700 MHz
max. E-Takt 4000 → 4600 MHz 4300 → 4600 MHz 4400 → 4600 MHz
L2+L3-Cache 20+24 → 26+24 MB 28+33 → 36+30 MB 32+36 → 40+36 MB
iGPU iGPU durchgehend 32 EU (256 FP32) → 4 Xe (512 FP32)
PBP/MTP 125/181W → 125/159W 125/253W → 125/250W 125/253W → 125/250W
Liste K-Modelle $319 → $309 $409 → $394 gleich ($589)
Liste KF-Modelle gleich ($294) $384 → $379 KF-Modell bei ARL nicht mehr vorhanden

Die Powerlimits sind hingegen bei den beiden Spitzen-Modellen nahezu gleich, beim dritten im Bunde dann wenigstens klar abgesenkt: Wo der Core i5-14900K noch bis zu 181 Watt ziehen durfte, geht es beim Core Ultra 5 245K dann nur noch bis zu 159 Watt. Wie bei den vorherigen Intel-Prozessoren gilt dabei, dass real das PL1 (PBP) dem PL2 (MTP) entspricht, diese K/KF-Modelle also dauerhaft das PL2 benutzen dürfen. Bei den non-K-Modellen wird hingegen wiederum PL1 das eigentliche Powerlimit darstellen, PL2 darf nur kurzfristig anliegen und muß langfristig wieder ausgeglichen werden, so dass im Durchschnitt nicht mehr als PL1 verbraucht wird. Der eigentliche Unterschied gegenüber früheren Intel-Generationen liegt eher darin, dass Intel den Mainboard-Herstellern nunmehr deren Wildwuchs mit automatisch übertaktenden BIOS-Settings einen Riegl vorgeschoben hat und die Benutzung der Intel default-Settings als Boot-Einstellung bei jeder Platinen verlangt. Dies gilt natürlich inzwischen auch für alle Raptor-Lake-Platinen.

Kerne P-Takt E-Takt L2+L3 iGPU PBP/MTP Liste Release
Core Ultra 9 285K 8P+16E/24T 3.7/5.7 GHz 3.2/4.6 GHz 40+36 MB 4 Xe @ ≤2.0 GHz 125/250W $589 25. Okt. 2024
Core Ultra 9 285 8P+16E/24T 2.5/5.6 GHz 1.9/4.6 GHz 40+36 MB 4 Xe @ ≤2.0 GHz 65/182W ? CES 2025
Core Ultra 7 265K 8P+12E/20T 3.9/5.5 GHz 3.3/4.6 GHz 36+30 MB 4 Xe @ ≤2.0 GHz 125/250W $394 25. Okt. 2024
Core Ultra 7 265KF 8P+12E/20T 3.9/5.5 GHz 3.3/4.6 GHz 36+30 MB deaktiviert 125/250W $379 25. Okt. 2024
Core Ultra 7 265 8P+12E/20T 2.4/5.3 GHz 1.8/4.6 GHz 36+30 MB 4 Xe @ ≤2.0 GHz 65/182W ? CES 2025
Core Ultra 7 265F 8P+12E/20T 2.4/5.3 GHz 1.8/4.6 GHz 36+30 MB deaktiviert 65/182W ? CES 2025
Core Ultra 5 245K 6P+8E/14T 4.2/5.2 GHz 3.6/4.6 GHz 26+24 MB 4 Xe @ ≤1.9 GHz 125/159W $309 25. Okt. 2024
Core Ultra 5 245KF 6P+8E/14T 4.2/5.2 GHz 3.6/4.6 GHz 26+24 MB deaktiviert 125/159W $294 25. Okt. 2024
Core Ultra 5 245 6P+8E/14T 3.4/5.1 GHz 2.9/4.5 GHz 26+24 MB ? Xe @ ≤? GHz 65/121W ? CES 2025
Core Ultra 5 235 6P+8E/14T 3.4/5.0 GHz 2.9/4.4 GHz 26+24 MB ? Xe @ ≤? GHz 65/121W ? CES 2025
Core Ultra 5 225 6P+4E/10T 3.3/4.9 GHz 2.7/4.4 GHz 22+? MB 2 Xe @ ≤1.8 GHz 65/121W ? CES 2025
Core Ultra 5 225F 6P+4E/10T 3.3/4.9 GHz 2.7/4.4 GHz 22+? MB deaktiviert 65/121W ? CES 2025
Core Ultra 3 205 4P+4E/8T 3.9/4.8 GHz 3.3/4.2 GHz 16+? MB ? Xe @ ≤? GHz 65/76W ? CES 2025
Hinweis: offizielle Angaben zu allen K/KF-Modellen, unbestätigte Angaben zu allen anderen Modellen

Die non-K-Modell sowie weiteren Mainboard-Chipsätze sind dann wie gesagt zum Jahresstart 2025 im Rahmen der CES zu erwarten. Auch erst dann sind wirklich günstige Arrow-Lake-Mainboards zu erwarten, bislang hat die LGA1851-Plattform an dieser Stelle noch einen nicht unerheblichen Nachteil. Ein anderer besteht indirekt über den (für Intel) seltenen Umstand, dass Arrow Lake im Einzelhandel aktuell auf satt abgesenkte Straßenpreise zum Raptor Lake Refresh trifft. Bei AMD ist so etwas vergleichsweise normal, aber bei Intel wäre eher Preisstabilität selbst für die alte CPU-Generation normal – und nicht gerade im Schnitt gleich um –17% niedrigere Preise gegenüber dem Stand von vor zwei Monaten zum Ryzen-9000-Launch. Dabei wird Arrow Lake mitnichten überteuert angeboten, vielmehr haben die Preise der Raptor Lake Prozessoren direkt Abverkaufsniveau erreicht, was für Intel wie gesagt sehr unüblich ist. Für Arrow Lake wird die Aufgabe somit um so schwieriger, denn in der Praxis der Straßenpreise ergibt sich somit ein rein CPU-seitiger Mehrpreis von gemittelt +32%.

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