Intel Core Ultra 200S alias Arrow Lake im Test

Der Pfeil findet sein Ziel nicht immer

Heute ist es so weit und Intels Core-Ultra-200S-Serie alias Arrow Lake muss zeigen, wie gut man gegen AMDs Ryzen-9000-Serie aufgestellt ist und ob Intels neuer Fokus auf die Effizienz sinnvoll umgesetzt werden konnte. Bereits mit der Vorstellung vor genau zwei Wochen und Intels eigenen Benchmarks wurde offenbart, dass Intel den Anspruch der Spitzenposition weitestgehend aufgegeben hat. Wo die Stärken und Schwächen der neuen Auslegung und von Arrow Lake als Design liegen, schauen wir uns auf den kommenden Seiten an.

Viele Details zur Core-Ultra-200S-Serie haben wir bereits im Rahmen der offiziellen Vorstellung behandelt. Die neue Kern-Architekturen für die P- und E-Kerne und vor allem den Chiplet-Aufbau, der nun erstmals im Desktop zur Anwendung kommt, waren dabei natürlich im Fokus. Zusammen mit Arrow Lake-S gab Intel auch bereits einen Ausblick auf Arrow Lake-HX als kommende Notebook-Lösung, die über der Core-Ultra-200V-Serie alias Lunar Lake angesiedelt ist.

Arrow Lake ist aber nicht nur das erste Chiplet-Design für den Desktop, sondern auch bei den Chiplets selbst und deren Fertigung gibt es einige neue Ansätze. Vor einigen Wochen musste Intel verkünden: Arrow Lake wird nicht in Intel 20A gefertigt und damit wurde die gesamte Foundry-Strategie auf Intel 18A umgestellt, da Arrow Lake das einzige Produkt gewesen wäre, welches Intel 20A nutzt. Intel will mit diesem Schritt die Kosten reduzieren, was in Anbetracht des ausgerufenen Sparkurses sicherlich richtig sein dürfte. Am Stolz der vergangenen Jahre dürfte die Entscheidung, die Core-Ultra-200S-Serie nicht weitestgehend selbst fertigen zu können, aber gerüttelt haben.

Gleich vorweg: Für den Test der Arrow-Lake-Prozessoren haben wir alle Benchmarks, die wir erst im Juli und August neu durchgeführt haben, wieder erneuert. Einmal decken wir damit die Änderungen in Windows 11 24H2 ab, von denen bisher vor allem die Ryzen-Prozessoren profitiert haben und zum anderen fließen mit der aktuellen AEGSA 1.2.0.2 und dem Microcode 0x12B auch alle Verbesserungen und Mitigationen mit ein.

Zusammen mit den Prozessoren der Core-Ultra-200S-Serie führt Intel auch einen neuen Sockel LGA1851 ein, der dem LGA1700 grundsätzlich sehr ähnlich ist, der aber über 151 zusätzliche Kontakte verfügt. Zu den entsprechenden Mainboards wird es in nächster Zeit bei uns wieder zahlreiche Tests verschiedener Modelle und Hersteller geben. Wir konzentrieren uns in diesem Test auf die Prozessoren und gehen und nebenbei auf die Plattform ein. Einen ausführlichen Test des MSI MEG Z890 ACE bieten zum Start der neuen Plattform aber ebenfalls an. 

Wir schauen uns heute die drei K-Modelle an. Bis auf den Core Ultra 9 285K gibt es auch immer ein KF-Modell ohne integrierte Grafikeinheit.

Der Core Ultra 9 285K ist das Flaggschiff-Modell mit 8 P- und 16 E-Kernen. Der Maximale Takt wird hier mit 5,7 GHz im Thermal Velocity Boost angegeben. Von den 6 GHz der vorherigen Generation verabschiedet sich Intel mit der Core-Ultra-200S-Serie also. Den fehlenden Takt wird man mit höherer IPC-Leistung kompensieren müssen. Wieder einmal gibt es aber auch einen Turbo Boost 3.0 sowie den Standard-Boost und Basis-Taktraten für die P- und E-Kerne. Allesamt sind diese in der untenstehenden Tabelle zu finden.

De Core Ultra 7 265K und 265KF setzen diese ebenfalls auf acht P-Kerne, verzichten aber auf ein E-Kern-Cluster und bieten daher nur zwölf E-Kerne. Der maximale Takt dieses Modells liegt bei 5,5 GHz und entsprechenden Abstufungen bei den weiteren Boost-Taktraten – allerdings einem Plus beim Basis-Takt.

Abgerundet wird das Angebot vorerst vom Core Ultra 5 245K und 245KF. Bei diesen Modellen reduziert sich die Anzahl der P-Kerne auf nur noch sechs und die der E-Kerne auf acht. Auch bei diesen Modellen gehen die Boost-Taktraten noch weiter zurück – mit einem Plus für die Basis-Taktraten.

Preislich bewegt sich der Core Ultra 9 285K bei 620 Euro, während ein Core i9 14900K aktuell 480 Euro kostet. Ein Core Ultra 7 265K kostet etwa 435 Euro, während ein Core i7-14700K aktuell bei 370 Euro liegt. Das Einstiegsmodell Core Ultra 5 245K startet bei 335 Euro, während der Core i5 14600K ab 240 Euro zu haben ist. Wie sich die Straßenpreise der neuen Prozessoren einpendeln werden, bleibt abzuwarten. Interessanterweise ist das Spitzenmodell ebenso teuer wie der Ryzen 9 9950X. Ein Ryzen 7 9700X mit acht schnellen Zen-5-Kernen liegt aktuell bei 345 Euro.

In den vergangenen Monaten sorgten zu hohe Spannungen, Power-Limits, Instabilität und letztendlich eine Degradierung für viele Negativschlagzeilen rund um die Desktop-Prozessoren von Intel. Mit Arrow Lake möchte man gegensteuern und endlich auch wieder ohne die vielbeschworene Brechstange auskommen. Dabei spielen die von Intel angesetzten Power-Limits eine wichtige Rolle. Allesamt haben die Prozessoren der Core-Ultra-200S-Serie eine Base-Power von 125 W. Für den Core Ultra 9 285K sowie den Core Ultra 7 265K und 265KF weist Intel ein PL1=PL2 von 250 W aus. Die beiden vorerst kleinsten Modelle Core Ultra 5 245K und 245KF sollen mit einem PL1=PL2 von 159 W auskommen. Die Tjmax, also maximale Temperatur, ab der eine Drosselung vorgenommen wird, wird von 100 auf 105 °C erhöht.

Fast alle Modelle haben die integrierte Grafikeinheit mit vier Xe-Kernen gemein, was natürlich nicht für die KF-Modelle gilt. Ein paar Unterschiede gibt es hier im Takt. 100 MHz mehr oder weniger dürften in der Praxis aber keine Rolle spielen. Auch die NPU ist für alle Modelle in Ausbau und Rechenleistung identisch schnell.

Änderungen am IHS

Die Prozessoren für den Sockel LGA1700 und LGA1851 sind sich rein äußerlich sehr ähnlich und nur in den Details sind Unterschiede zu erkennen. Der Heatspreader ist bei der Core-Ultra-200S-Serie etwas länger geworden, dafür aber auch etwas schmaler – 39,2 x 25,4 mm für Arrow Lake gegenüber 38,4 x 28,4 mm bei Raptor Lake. Laut der8auer (Link zum Video) ist die Platine, auf der das Package sitzt, von 1,15 auf 1,19 mm etwas dicker geworden.

Dies betrifft zum Beispiel eine neue Anordnung bei den SMD-Widerständen auf der Vorderseite neben dem Heatspreader. Auch fehlen einige Kontaktpads, die sich bei Raptor Lake oben links, in der Mitte und unten befinden, die aber für den Kunden nicht interessant und nutzbar sind. Interessant ist aber, dass diese nun auf die Rückseite gewandert sind. Auf dem rechten Bild findet ihr Links den Arrow-Lake-Prozessor und dieser weist rechts und links eine Reihe runder Kontakt auf, die nicht zum LGA1851 gehören. Auch auf der Rückseite ist eine neue Anordnung der SMD-Widerstände zu erkennen.

Für den LGA1851 führt Intel einen neuen "Reduced Load ILM" ein, der eine verbesserte Variante des LGA1700 sein soll. Einziger Unterschied ist aber, dass auf den beiden Seiten der Befestigung mit Hebel und Klappe eine dünnes Plastikteil untergelegt wird. Damit soll der Druck des ILM auf den Heatspreader reduziert werden. Ob die Maßnahme beim ILM dafür sorgt, dass sich der Heatspreader nicht mehr so sehr durchbiegt, bleibt abzuwarten.

Aber auch wenn der ILM nur geringfügig modifiziert wurde, gibt es noch eine leichte Änderung in der Positionierung. Der Sockel ist im Verhältnis zu den Löchern für die Kühler um 1 mm nach oben hin verschoben worden. Dies bezieht sich auf den mit dem Dreieck markierten Pin 1 von Prozessor und Sockel. Damit möchte Intel offenbar den leicht verschobenen Hotspot adressieren, der sich auf dem CPU-Tile und im oberen Bereich des Package befindet. Die meisten Kühler für den LGA1700 sind auch mit LGA1851 kompatibel. Im Zweifel halten die Kühlerhersteller entsprechende Informationen bereit oder bieten neue Montage-Kits an. So mancher Kühler wird mit Offset-Kit noch weiter nach Norden verschoben und soll den Hotspot damit noch besser abdecken.

Neuer Package- und Tile-Aufbau

Arrow Lake gehört auf Seiten der Endkundenprodukte aber dennoch - oder vielleicht gerade wegen der Nutzung der Fertigung von TSMC - zu den technologisch interessantesten Produkten der letzten Zeit. Die Performance- und Efficiency-Kerne befinden sich im Compute-Tile, der bei TSMC in N3B gefertigt wird. Der GPU-Tile für rudimentäre Bildausgabe, aber auch Encoding- und KI-Funktionen wird in N5P gefertigt. Hinzu gesellen sich ein SoC- und ein I/O-Tile, die ebenfalls beide von TSMC gefertigt werden, allerdings in N6. Nur der Base-Tile kommt von Intel selbst und wird in 22FFL (P1227.1B) gefertigt. Ein Filler-Tile füllt die Lücke und sorgt für die notwendige mechanische Stabilität.

• Base-Tile: Intel 22FFL (P1227.1B)
• Compute-Tile: TSMC N3B
• SoC-Tile: TSMC N6
• GPU-Tile: TSMC N5P
• I/O-Tile: TSMC N6
• Filler-Tile

Für das Packaging kommt Intels Foveros Direct 3D zum Einsatz. Die erste Generation von Foveros Direct 3D wird Bump-Abstände von 9 µm ermöglichen und darüber stellt Intel die Verbindung der einzelnen Tiles her.

Obige Bilder zeigen einmal das Package mit den vier aktiven Tiles sowie zwei Filler-Tiles (links oben und rechts unten), wenngleich Intel bisher nur von einem Filler gesprochen hat.

Ein weiteres Detail betrifft den Aufbau des CPU-Tiles. Waren die P-Kerne bisher immer zusammengefasst und über einen Ring angebunden und kamen hier die E-Kern-Cluster noch in einem gesonderten Bereich hinzu, ist der Floorplan bei Arrow Lake bzw. im Compute-Tile etwas anders aufgebaut.

Die E-Kern-Cluster sitzen nun zwischen den P-Kernen. Wie immer sieht Intel vier E-Kerne je E-Kern-Cluster vor, die sich dann jeweils auch die 4 MB an L2-Cache teilen. Die E- und P-Kerne teilen sich den gemeinsamen LLC mit bis zu 36 MB. Die Anbindung der einzelnen P-Kerne und E-Kern-Cluster erfolgt über einen Ring-Bus.

Ein Grund für die neue Anordnung der P- und E-Kerne soll die bessere Verteilung der Abwärme unter Last sein. Anstatt konzentriert in einem Bereich für die P-Kerne, die üblicherweise etwas wärmer werden als die E-Kerne, verteilt sich die Wärmeentwicklung über den gesamten Compute-Tile. Wir erwarten aber auch Verbesserungen in den Latenzen. Dies werden wir im Rahmen der Sondertests prüfen.