CPU-Verbrauch: Der Effizienz-Index für Prozessoren

PCGH und Effizienzmessungen, das ist immer ein brisantes Thema.


Ne @PCGH_Dave , du sagst es ja im ersten Satz, der Wärmeverlust an den VRMs hängt auch von der Effzienz der VRMs ab. EPS 12V spiegelt also nicht nur den Verbrauch der CPU wider. Je schlechter die Effizienz der VRMs, desto höher der Verbrauch. Nimmt man ein anderes Board, kann was anderes rauskommen.
Und wie viel Watt Unterschied soll es am Ende machen? Es wird einen marginalen Fehler geben. Aber extern kannst du es anders nicht sinnvoll messen. Man kann zwar dann noch mit Annahmen Versuchen die internen Sensor-Werte zu plausibilisieren aber wirklich sicher ist das auch nicht.
Wenn ich mir die Werte des i9-11900K anschaue, dann lässt sich der hohe Verbrauch nur dadurch erklären, dass ihr beim Messen genau die Tau-Phase mitnehmt. Aber warum? Sind die 56 Sekunden Tau wirklich repräsentativ für den Verbrauch in Spielen? 56 Sekunden gegenüber Stunden, die ein Spiel auf dem System laufen kann?

Sorry, aber für mich ist das methodisch sehr schwach, was hier geboten wird.
Kann man so und so sehen. In fast jedem Thread wo es um das Tau geht wird von Intelfans gerne argumentiert, dass das Tau keine relevanz habe da sich eh keine Board dran halte. Einige äußern Kritik dass es im Leistungsindex berücksichtigt wird.
Fände es persönlich zwar auch schöner wenn man außerhalb des Taus misst, sofern aber die Leistungswerte innerhalb dieses Taus gemessen wurden ist das nur Konsistent.

Und wenn es dir wirklich darum geht den Test besser zu machen könnte man ja konstruktive Kritik äußern...

@PCGH_Dave danke für die Überarbeitung. Das ganze ist meiner Meinung nach ein guter Schritt in die richtige Richtung.
Mich überrascht jedoch das Alder Lake so schlecht weg gekommen ist. Gerade beim Gaming war ja stetig die Aussage, dass Alder Lake deutlich effizienter wie Ryzen arbeiten kann.
 
Auf Seite 2 gibt es die Rangliste "FPS pro Watt" und auf Seite 3 "Effizienz, Spiele"

Was ist denn Unterschied zwischen beiden Listen bzw. wodurch die teilweise unterschiedliche Rangfolge?
Weil klingt ja erstmal nach dem gleichen.
 
Fps pro Watt errechnet einfach "nur" nur die durchschnittlichen Fps/Watt als Zahl. Der Effizienz-Index (Spiele) bildet einen normierten prozentualen Index ab, der sich an der CPU mit dem höchsten Wert orientiert.
 
Nein, denn die Reihenfolge orientiert sich im Index an der 100-Prozent-CPU, zudem fällt die Gewichtung auf Spiele im Index anders aus. Es ist aber vor allem die Normierung, welche die Werte verändert.

Hier die CPU, welche die höchsten Fps/Watt im Durchschnitt liefert:

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Auf Platz 2 steht ein Ryzen 5600X. Da der aber durchschnittlich beim Spielen mehr verbraucht, als ein 10400F, mit den vorhandenen Watt aber insgesamt mehr als ein 10400F leistet, steht der entsprechend höher im Effizienz-Index:

1647432581570.png


Wir geben daher beide Werte an. =)
 
Ich glaub ich bin zu dumm dafür.

Nein, denn die Reihenfolge orientiert sich im Index an der 100-Prozent-CPU
Die 100%-CPU ist also die, welche im Effizienz-Index (Gesamt) auf Platz 1 steht?

Auf Platz 2 steht ein Ryzen 5600X. Da der aber durchschnittlich beim Spielen mehr verbraucht, als ein 10400F, mit den vorhandenen Watt aber insgesamt mehr als ein 10400F leistet, steht der entsprechend höher im Effizienz-Index:
Das der 5600X im Effizienz-Index (Gesamt) vor dem 10400F liegt, verstehe ich. Weil sein Vorsprung in Anwendungen relativ größer ist als sein Rückstand bei Spielen.
Warum der 5600X aber in dem Effizienz-Index (Spiele) auch vorne ist, checke ich nicht. Wahrscheinlich weil ich das Thema Normierung nicht ganz verstehe.

Und in deinen Screenshots der Tabellen, müsste da nicht einer der beiden CPUs bei "Prozent-Durchschnitt (Spiele)" auf 100% stehen. Oder ist das ein Performance-Wert? Oder Verbrauchs-Wert?
Wär für mich wahrscheinlich einfacher, würde ich Formeln sehen.

Auf der anderen Seite ist Effizienz nicht grad ein wichtiger Parameter bei meiner Komponentenauswahl. :D
Ist also auch nicht so wichtig. Ich vertraue euch einfach mal.

Sorry für das dumme nachfragen.
Ach ja, mir ist es auch egal, welcher Verein da jetzt oben und unten steht :)
 
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Moin,

@PCGH_Dave
Wie handhabst du denn den Tau Wert bei den Verbrauchsmessungen von Alder Lake?
Bei den Benchmarks wird ja immer betont dass die CPUs aufgeheizt werden, da sollte ja gerade bei den CPUs mit einem sehr engen PL Korsett, also z.B. dem Core i7 12700, das Tau lange bevor der Benchmark überhaupt startet aufgebraucht sein. Wenn ich mir jetzt aber die Verbrauchswerte vom 12700 anschaue sieht das für mich mit den 94W ganz anders aus. Klar kommt da noch eine gewisse Toleranz dazu, aber weit über 65W sollte der trotzdem nicht rauskommen, oder täusche ich mich in der Annahme das beim 12700 folgendes gilt:
PL1=65W
PL2=180W
Tau=28s
Wenn ich nach der Performance in CB23 gehe sieht das für mich auch so aus als ob der sich recht brav an das Power Limit hält.
 
Das liegt daran, weil unser Messgerät auch die (In-)Effizienz der Spannungswandler mit in den Verbrauch nimmt. Werte, die laut Torsten nicht ungewöhnlich sind. Und richtig, die CPUs werden bei Spielen "aufgeheizt", ich muss meistens ohnehin ein bis zwei Trockenläufe vor den Benchmarks machen, da erledigt sich das von allein. Es gibt dann auch CPUs, die in unseren Szenen gerade am Sweetspot laufen, also zwischendurch mehrere Sekunden Tau "gut machen" und in den Sekunden darauf etwas höher boosten = mehr verbrauchen – ganz so, wie sich die CPU bei euch daheim auch verhalten würde (sofern im CPU-Limit).

Bei Anwendungen wird dagegen nicht vorgeheizt, sondern das ganze Pulver verschossen. Wenn ein Test aber mehrere Minuten dauert, fallen die 28 bis 56 Sekunden Tau in der Durchschnittsangabe kaum noch ins Gewicht. Bei Cinebench hängt es dann ganz davon ab, wie schnell die CPU mit der Berechnung durch ist ^^
 
Das liegt daran, weil unser Messgerät auch die (In-)Effizienz der Spannungswandler mit in den Verbrauch nimmt. Werte, die laut Torsten nicht ungewöhnlich sind. Und richtig, die CPUs werden bei Spielen "aufgeheizt", ich muss meistens ohnehin ein bis zwei Trockenläufe vor den Benchmarks machen, da erledigt sich das von allein.
Das ist nicht möglich. Ein i9-11900K erreicht auf diese Weise keine 174W Average EPS 12V. Da ich die Hardware hier habe, habe ich das selbst mal gemessen gestern. Ich habe Cyberpunk 2077 als Worst-Case für den CPU-Verbrauch genommen, da kommt im Grunde nur noch SotTR knapp ran.

Was soll denn laut Torsten nicht ungewöhnlich sein? Die VRM-Effizienz liegt bei mind. 85%, eher sogar drüber bei modernen, guten Boards.

1647462714914.png


Nach der Tau-Phase "klebt" die CPU quasi bei ca. 130W EPS 12V. Bereiche von 174W erreicht man nur innerhalb der Tau-Phase.

Hier noch ein Video des Gameplays mit Package Power auf dem Overlay. Habe sogar unterscheidliche Spielstände geladen, um Tau erneut zu aktivieren, was nicht "geglückt" ist.

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Laut Torsten sind +5% die Untergrenze des technisch Denkbaren, +10% des Erwartbaren, +15% bis +20% realistisch und +25% nicht auszuschließen, bezogen auf die Package Power. Interessanterweise sind die Werte bei Intel-Prozessoren ungleichmäßiger als bei AMD-CPUs, was aber auch daran liegt, dass ich für Intel sieben verschiedene Boards und für AMD nur eines benötige. Das Testboard für Sockel 1700 ist ein MSI Z690 Unify, das sollte recht gut ausgestattet sein, das Z590 Unify ebenfalls.

@Zer0Strat
Ich sehe da einen Test von über fünf Minuten, mit unterschiedlichen Einstellungen, die nicht zu unseren CPU-Benchmarks passen. Wenn du die Werte mit unseren vergleichen willst, dann musst du auch exakt das Gleiche tun wie wir. Für den Benchmark kam übrigens CP 2077 in V1.31 zum Einsatz, die neue Version 1.51(?) erzeugt womöglich mehr Last. Die Werte im CPU-Index sind darauf noch nicht umgestellt. Worst Case für CPU-Benchmarks ist übrigens Total War Troy mit Ultra-Gräsern, da zeigt jede CPU im Test den höchsten Verbrauch.
 
Laut Torsten sind +5% die Untergrenze des technisch Denkbaren, +10% des Erwartbaren, +15% bis +20% realistisch und +25% nicht auszuschließen, bezogen auf die Package Power
Ich bleibe dabei, irgendwer in der Kette ist massiv am Schummeln. Wir sprechen hier von 50% mehr Leistungsaufnahme als eigentlich anliegen sollte. Sehr strange.

Edit: Um das noch mal klarzustellen, ich spreche natürlich von den Komponenten und nicht von dir.
 
Im Fall des 11900K ist es "dank" Adaptive Boost und der Annahme von Intel, "TDP-Grenze? Kann man das essen?" nicht wirklich einfach, die korrekte Einstellung für einen sinnvollen Vergleich zu finden. Im Nachhinein und mit neueren BIOS-Versionen wurde PL2 einfach zu PL1 gemacht, beobachtet ab Z590 und Comet Lake (10900K), im Zusammenspiel mit Alder Lake, Windows 11 und "TDP wird jetzt zu PBP, doch MTP ist eigentlich PBP, wir sagen intern aber weiterhin PL1 und PL2, muhahaha" – Intel trollt uns gewaltig und das macht denen auch noch Spaß, guck:
1647471187461.png

Wir sollten hier übrigens nicht über die ineffizienteste CPU jemals streiten, beim 11900K ist es praktisch egal, was ich da einstelle, diese CPU wird zu keiner Zeit mit besonders herausragender Leistung oder Effizienz überzeugen können :ka:

Torsten trifft beim Test der Intel-Platinen auch auf so manche Kuriosität, da sind manche Boards (bzw. dann die CPU) einfach viel schneller als mit einem anderen, weil der Sensor (mit Absicht?) weniger Ampere meldet und die CPU dann höher boostet. Obwohl dann beim PP-Sensor der "richtige" Wert steht, saugt das System mehr aus der Leitung und ist auch schneller im Vergleich zu anderen.

Dazu mal ein Wort an AMD: Die Ryzen-CPUs zeigen einen sauberen Verbrauch auf, wenn da eine PPT von 142 Watt angesagt ist, zieht nicht einmal ein Ryzen 9 5950X mehr als 142 Watt aus der Dose, laut PMD. Im Fall des 16-Kerner hat sogar vorher brav TDC/EDC limitiert, sodass ein 5900X in manchen Spielen und Anwendungen sogar mehr als ein 5950X saugt (taktet dann auch höher). Und bei Tests mit Ryzen habe ich anfänglich auch auf verschiedene Boards gesetzt, egal ob das von Asus oder MSI kam, die Werte waren sauber. Ich mag Intel damit natürlich keinen Cheat unterstellen, aber ich kann auch nur die Zahlen bewerten, die ich beim Testen festhalte :ka:
 
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Ich sehe da einen Test von über fünf Minuten, mit unterschiedlichen Einstellungen, die nicht zu unseren CPU-Benchmarks passen. Wenn du die Werte mit unseren vergleichen willst, dann musst du auch exakt das Gleiche tun wie wir. Für den Benchmark kam übrigens CP 2077 in V1.31 zum Einsatz, die neue Version 1.51(?) erzeugt womöglich mehr Last. Die Werte im CPU-Index sind darauf noch nicht umgestellt.
Ich habe befürchtet, dass du so argumentierst. Settings und so... Dabei geht es schlicht darum, dass der 11900K bei PL1 klebt, wenn Tau einmal ausgereizt wurde. Deine 174W können so nicht rauskommen, wenn du Tau abwartest beim Messen, es ist nicht möglich.

Oder glaubst du wirklich, dass wenn ich exakt deine Settings nehme, dass dann die CPU komplett anderes boostet?

Laut Torsten sind +5% die Untergrenze des technisch Denkbaren, +10% des Erwartbaren, +15% bis +20% realistisch und +25% nicht auszuschließen, bezogen auf die Package Power.
20% realistisch? Bei "100 Jahre alten Käseboards" vielleicht...
 
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Im Fall des 11900K ist es "dank" Adaptive Boost und der Annahme von Intel,
Der 11900K ist mir im Grunde völlig egal, "wichtiger" sind mir andere Werte, wie eben z.B. der 12700. Da steht nun mal mit den 94W eine Zahl die ich mir schwer vorstellen kann wenn du so getestet hast wie du angibst. Das bedeutet:
PL1=65W
PL2=180W
Tau=28s
Da du die CPU vorher aufwärmst wäre das Tau vor dem Start quasi aufgebraucht und die CPU sollte an den 65W kleben was dann, im schlimmste Fall, ungefähr 75W realer Leistungsaufnahme bedeuten sollte. Deine 94W kommen da höchstens bei rum wenn die CPU noch innerhalb des Tau wäre, was dank Aufwärmen unmöglich ist, oder wenn der Tau Wert vom Brett einfach komplett ignoriert wird, was dann wiederum eurer Testmethodik widerspricht.
 
Ich kenne die Power-Verläufe von Daves Benchmarks nicht, aber in vielen Spielen gibt es auch Stellen mit reduzierter Leistungsaufnahme und während Ladephasen bricht sie in der Regel komplett ein. Man heizt zwar die Kühllösung vor, aber die CPU selbst kühlt sich binnen Sekunden wieder auf deren Niveau ab, wenn sie nichts zu tun hat. Genau das ist ja der Ursprungsgedanke hinter Turbo-Modi: Puffer nutzen, die in der Praxis ohnehin vorhanden sind. Nicht die mit den Sockeln AM4 und 1700 eingeführte Unsitte des Auto-OC bis ans Temperaturlimit.


...
Torsten trifft beim Test der Intel-Platinen auch auf so manche Kuriosität, da sind manche Boards (bzw. dann die CPU) einfach viel schneller als mit einem anderen, weil der Sensor (mit Absicht?) weniger Ampere meldet und die CPU dann höher boostet. Obwohl dann beim PP-Sensor der "richtige" Wert steht, saugt das System mehr aus der Leitung und ist auch schneller im Vergleich zu anderen.
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Mooooment:
"Schneller" hatte ich bei Intel noch gar nicht, weswegen ich auch nicht an Absicht glaube, und überhaupt erinnere ich mich nur an einen derart verschobenen Wert – ausgerechnet bei einer Marke, die zumindest vortäuscht sich um Package-Power-Specs zu bemühen. Normalerweise geben die Hersteller bei Mainboards für Intel-CPUs einfach nur wechselnd hohe Package Powers frei und reimen sich ihre eigene Vcore-Interpretation zusammen. Aber die angezeigten Werte erscheinen in der Regel relativ plausibel und Auffälligkeiten bei Gegentests gab es praktisch gar nicht. Wenn ich mich wundere, dann meist eher im Gegenteil: "Wie kann man mit so wenig Takt und so wenig Spannung eine so hohe Package Power erreichen?"

Erhöhte Boost-Taktraten durch manipuliertes Power-Underreporting findet man wenn dann im Sockel AM4 (iirc dreimal in meinen Test, müsste aber erstmal die letzten Jahre durchforsten). Da ist das halt die einzige Möglichkeit, mehr Leistung respektive OC-Potenzial zu suggerieren. Blöd nur, wenn der Mainboard-Fachredakteur seine Benchmarks nach Möglichkeit so ausbalanciert, dass die CPU und damit deren Power-Settings nicht limitiert, er aber zur Beurteilung der Werkssettings sowie für Verbrauchs- und Temperaturtest Prime95 anschmeißt. :-P
 
Obwohl ich dafür eigentlich keine Zeit habe, habe ich kurzerhand den 12700 noch einmal eingebaut und in CP 2077 getestet, klassische CPU-Szene. Die CPU wird ab Werk betrieben, also PL1 65, PL2 180, Tau 28, DDR5-4400 usw., BIOS ist aktuell. Windows 10 mit allen Updates, Energieprofil ausbalanciert.

Der Graph stellt das dar, was das PMD gemessen hat. Die rote Linie ist PL1 und das, was CX mir als maximale PP meldet. Die grüne Linie das, was Hwinfo mir als maximale PP meldet. Es gab einen einzelnen Ausreißer von 0,6 Watt, den ich entfernt habe.

Hier die Messung:

Man sieht ganz gut, wo die Messungen laufen und wann die CPU von PL2 auf PL1 wechselt. Nicht selten liegt der Wert bei über 100 Watt.

12700 Test.png
 
Der Graph stellt das dar, was das PMD gemessen hat. Die rote Linie ist PL1 und das, was CX mir als maximale PP meldet. Die grüne Linie das, was Hwinfo mir als maximale PP meldet. Es gab einen einzelnen Ausreißer von 0,6 Watt, den ich entfernt habe.
Aber jetzt mal Hand aufs Herz Dave, das ist auch eine Sache der Plausibilisierung. Ich weiß, dass ihr wenig Zeit habt usw., aber die Daten sagen dir doch ganz klar, dass das Mainboard kompletten Murks meldet. Der Sensor ist mal komplett broken. Es ist zwar schön, dass das Board sich an die (pseudo) 65W PL1 hält, aber der Wert selbst ist komplett fehlerhaft.

Wenn EPS 12V und Package Power um mehr als 12% voneinander abweichen bei einem guten Board, dann meldet der Sensor des Boards idR Murks.

Ich erwarte eher so um die 10%. Bei 15% wäre ich schon extrem misstrauisch.

Man sieht ganz gut, wo die Messungen laufen und wann die CPU von PL2 auf PL1 wechselt. Nicht selten liegt der Wert bei über 100 Watt.
Eigentlich sieht man das überhaupt nicht. Tau-Phasen bilden ein sehr gut erkennbares Plateau in den Daten. Was man in dem Graphen sieht, ist eine normale Streuung um PL1.

Ich mache das übrigens so mit meiner Hardware und Effizienzmessungen. Wenn ein Board Abweichungen von mehr als 10% zeigt (was bei dem Gigabyte Z690 Unify-X z.B. der Fall ist) bezgogen auf EPS 12V und PP, dann fliegt der Shit (für Messungen der Leistungsaufnahme) aus dem Fenster. Punkt.

Man kann das Problem auch damit lösen, dass man alle Limits einfach entfernt. Für ne CPU wie den i9-11900K ist das tödlich, aber dann ist man nicht von den lumpigen Boardsensoren abhängig.
 
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