Nieuwe testmethode voor stroomverbruik processors: 29 CPU's getest

48 reacties
Inhoudsopgave
  1. 1. Inleiding
  2. 2. Individuele stroommeting
  3. 3. Testprocedure
  4. 4. Resultaten: Cinebench 15
  5. 5. Resultaten: Adobe Premiere Pro CC 2017
  6. 6. Resultaten: idle
  7. 7. Resultaten: performance per watt
  8. 8. Conclusie
  9. 9. Reacties

Inleiding

In het testlab van Hardware.Info is de afgelopen tijd hard gewerkt aan een nieuwe testmethode om het stroomverbruik van processors te meten. Vandaag presenteren we daarvan de eerste resultaten en in de toekomst zul je deze nieuwe manier van meten ook in onze CPU reviews tegenkomen.

Sinds Hardware.Info processors op energieverbruik test - dat doen we al sinds 2006 - gebruiken we daarvoor stroommeters die het totaalverbruik van het systeem aan het stopcontact meten. Deze professionele EMU 1.X4-meters hebben de mogelijkheid om het stroomverbruik over tijd te meten, waardoor we in tegenstelling tot veel andere reviewsites een gemiddeld verbruik kunnen rapporteren. Zeker voor stroommetingen in idle biedt dat een beter en genuanceerder beeld dan een meting op één bepaald moment.


Tot nu toe maten we het stroomverbruik van het gehele systeem voor processortests.

Het meten van het totale stroomverbruik kent echter ook een aantal nadelen. Uiteraard zal de gemeten waarde hoger zijn doordat ook andere componenten en de (in)efficiëntie van de voeding op deze manier worden meegenomen. Het voedingprobleem vingen we al deels op door een zeer efficiëntie voeding te gebruiken, maar niet elk type moederbord is even zuinig en ook platforms die bijvoorbeeld meer geheugen vereisen zijn op deze manier in het nadeel, ook al verbruikt de processor zelf niet meer.

Al met al proberen we met deze nieuwe testmethode zo veel mogelijk invloeden van andere componenten buiten te sluiten en alleen het verbruik van de processor zelf te meten - dat willen we tenslotte ook beoordelen. Eerder introduceerden we een soortgelijke testmethode voor het stroomverbruik van videokaarten. Tegelijkertijd zullen we de invloed van bijvoorbeeld het moederbord nooit helemaal kunnen uitsluiten; het powermanagement en de aansturing van de vrm's kan altijd net iets anders zijn dan bij een ander moederbord.

Individuele stroommeting

Een veelgebruikte methode om het stroomverbruik van enkel de processor te meten, is het plaatsen van een zogenaamde ampèretang of stroomtang op de EPS-kabel (de 4- of 8-pins kabel die je bovenin het moederbord steekt). Diverse moederbordfabrikanten hebben aan ons bevestigd dat het meten van de stroom die door deze connector gaat, een goede indicatie is van het verbruik van de processor. Hiermee hebben we geëxperimenteerd, maar het resultaat van de meting bleek behoorlijk te fluctueren afhankelijk van de plek waar je de tang precies plaatst. Bovendien is het erg lastig om op deze manier een langer durende meting te doen.

We gingen dus op zoek naar een betere methode. De stroommeter moest voldoen aan een aantal eisen: 1) de meter moet het stroomverbruik gedurende een tijdsperiode kunnen loggen, 2) de meter moet daarbij ook de spanning bijhouden en 3) de meter moet voldoende capaciteit hebben om de meest high-end cpu's te kunnen meten. Uiteindelijk hebben we zelf de benodigde onderdelen besteld en zijn we aan het solderen geslagen om het geheel werkend te krijgen. We hebben een oude voeding van Enermax hergebruikt als behuizing, zodat de stroomdraden niet los liggen en we bovendien reeds over de benodigde connectors beschikten.

De werking van onze cpu-stroommeter is redelijk simpel. We leiden de stroomstekkers vanuit de voeding via onze meter naar het moederbord, waarbij we de stroomsterkte richting de processor meten. De meter logt zowel het stroomverbruik in ampère-uur als de spanning gedurende die periode. Via de datalogger-stick die aan de bovenzijde in het apparaat kan worden geplugd, kunnen we de opgenomen spanning achteraf terugkijken. Dit is vooral van belang voor de berekening die we uiteindelijk maken; het uiteindelijke gemiddelde vermogen in watt is namelijk een vermenigvuldiging van de stroomsterkte en de spanning.

Onze nieuwe meter kan maximaal 30 ampère aan stroom meten. Bij 12 volt komt dat neer op 360 watt vermogen, ruim voldoende voor zelfs de minst zuinige processors van dit moment.

Testprocedure

Behalve dat we de stroommeting nu dus enkel op de cpu-stekkers en niet langer van het volledige systeem doen, hebben we weinig veranderd aan onze manier van testen. We doen nog altijd drie tests, waarvan één idle en twee onder belasting. Hieronder vind je de precieze definitie van die tests.

  • Idle
    We laten het systeem vijf minuten lang de Windows-desktop weergeven, waarbij we af en toe met de muiscursor bewegen om te voorkomen dat er achtergrondprocessen (bijvoorbeeld indexering of telemetrie) worden gestart.

  • Adobe Premiere Pro CC 2017
    Voor deze test meten we hoeveel stroom het kost om onze renderbenchmark in Adobe Premiere Pro CC 2017 te voltooien. Nu duurt deze test natuurlijk niet op elke processor even lang, dus daarnaast presenteren we ook het gemiddelde verbruik in watt tijdens deze benchmark.

  • Cinebench 15
    De uitstekend multi-threaded Cinebench 15-test is het zwaarste loadscenario dat we testen. Ook hier meten we het verbruik gedurende de totale benchmark, om daar later een gemiddeld verbruik over te berekenen.

Voor deze initiële test hebben we processors uit de AMD Ryzen en Ryzen Threadripper series en de Intel Coffee Lake, Skylake-X, Kaby Lake, Broadwell-E en Haswell-E reeksen op de nieuwe manier getest. Daarvoor gebruiken we de onderstaande platforms. Alle resultaten vind je op de volgende pagina's.

Platform LGA1151-v2 LGA1151 LGA2066 Socket AM4
Moederbord Gigabyte Z370 Aorus Gaming K3 ASUS Maximus VIII Ranger ASUS Prime X299-A ASUS Crosshair VI Hero
Chipset Intel Z370 Intel Z170 Intel X299 AMD X370
Geheugen G.Skill
16GB
DDR4-2666
G.Skill
16GB
DDR4-2400
G.Skill
32GB
DDR4-2666
G.Skill
16GB
DDR4-2666
SSD Samsung 850 Evo 500GB Samsung 850 Evo 500GB Samsung 850 Evo 500GB Samsung 850 Evo 500GB
Voeding Seasonic Prime Titanium 650W Seasonic Prime Titanium 650W Seasonic Prime
Titanium 650W
Seasonic Prime
Titanium 650W
Videokaart - - Nvidia GeForce GTX 1050 Ti Nvidia GeForce GTX 1050 Ti
OS Windows 10 x64 Creators Update Windows 10 x64 Creators Update Windows 10 x64 Creators Update Windows 10 x64 Creators Update

 

Platform LGA2011-3 Socket TR4
Moederbord MSI X99A SLI Plus ASUS RoG X399 Zenith Extreme
Chipset Intel X99 AMD X399
Geheugen G.Skill
32GB DDR4-2400
G.Skill
32GB DDR4-2666
SSD Samsung 850 Evo 500GB Samsung 850 Evo 500GB
Voeding Seasonic Prime Titanium 650W Seasonic Prime Titanium 650W
Videokaart Nvidia GeForce GTX 1050 Ti Nvidia GeForce GTX 1050 Ti
OS Windows 10 x64 Creators Update Windows 10 x64 Creators Update

Resultaten: Cinebench 15

In de grafieken zijn alle AMD-processors groen, terwijl de Intels te herkennen zijn aan de blauwe balkjes. Een van de eerste noemenswaardige zaken die we tegenkomen is het fors toegenomen verbruik van de Coffee Lake-processors ten opzichte van hun voorgangers. Zo zien we dat de Core i3 8350K bijna net zo veel verbruikt als de Core i5 7600K; beide beschikken namelijk over vier cores zonder HyperThreading. De hexa-core Core i7 8700K verbruikt maar liefst 46% meer dan de i7 7700K, maar is nog altijd zuiniger dan de Ryzen 7 1700X en 1800X met acht cores.

Bij de processors met extreem veel cores verbruikt de 16-core Core i9 7960X het meest. De 7980XE met achttien cores is aanmerkelijk zuiniger door de minder hoge kloksnelheden en de lagere standaard spanning waarmee deze cpu wordt uitgeleverd. De Ryzen Threadrippers zijn met 154 watt voor de 1920X en 194 watt voor de 1950X eveneens allesbehalve zuinig. In dit segment is het stroomverbruik duidelijk flink gestegen ten opzichte van de voorgaande generatie: het topmodel uit de Broadwell-E reeks, de Core i7 6950X, verbruikte nog 'maar' 117 watt.

Resultaten: Adobe Premiere Pro CC 2017

In een praktijkworkload zoals videobewerking ligt het stroomverbruik in absolute zin wat lager, zo laten de cijfers in de Adobe Premiere Pro CC 2017 test zien. De Threadrippers verbruiken in relatieve zin wat minder dan in Cinebench, ten opzichte van Intels high-end serie.

Resultaten: idle

In idle zijn de Intel Kaby Lake en Coffee Lake processors veruit het zuinigst, met een idle stroomverbruik tussen de 1 en 2 watt. De AMD Ryzens verbruiken gemiddeld 7 à 8 watt en verbruiken dus aanmerkelijk meer dan Intels mid-range processors, maar nog altijd duidelijk minder dan Intel Skylake-X. De Threadrippers blijken in idle nauwelijks meer te verbruiken dan de gewone Ryzens, terwijl Intels high-end cpu's hier 14 tot wel 20 watt verstoken.

Resultaten: performance per watt

Voor een indicatie van de efficiëntie van een processor pakken we nogmaals de Premiere Pro CC 2017 resultaten erbij, maar dit keer kijken we in plaats van het gemiddelde verbruik naar de totale verbruikte stroom gedurende de test. Een snelle cpu verbruikt vaak meer, maar is ook sneller klaar met de test.

Er zijn twee wegen die naar Rome leiden in deze grafiek. Een aantal low-end cpu's scoren hier goed doordat het voltooien van de taak weliswaar lang duurt, maar ze wel ontzettend zuinig zijn. Verder zien we dat de Ryzen 7 1700 het erg goed doet, die veel cores combineert met een relatief lage kloksnelheid en zijn werk zodoende erg efficiënt doet.

Hoewel de AMD Threadrippers en de Intel Core i9-processors stukken sneller klaar zijn met renderen, gebruiken ze ook fors meer energie en winnen ze het daarom niet qua efficiëntie.

Conclusie

Aan de ene kant is de conclusie die we kunnen trekken aan het einde van dit artikel vrij saai, want de resultaten zijn doorgaans open deuren en veranderen onze inzichten over het stroomverbruik van processors nauwelijks. Aan de andere kant is dat alleen maar goed, want met deze geavanceerde manier van testen verzekeren we ons ervan dat we ook in de toekomst nauwkeurige resultaten kunnen rapporteren. Nu we enkel het verbruik van de cpu zelf meten, weten we zeker dat verschillen tussen processors niet worden veroorzaakt door eventuele verschillen in hoe zuinig moederborden of geheugenmodules zijn.

In absolute zin is het verbruik het hoogst in de Cinebench 15-test. Die benchmark heeft dan ook absoluut geen moeite om alle cores van de topmodellen van Intel en AMD volledig te belasten. De 16-core Intel Core i9 7960X blijkt door zijn hoge kloksnelheden de meest verbruikende cpu te zijn, al zijn de andere Skylake-X-processors en de AMD Threadrippers ook allesbehalve zuinig.

Adobe Premiere Pro CC 2017 is wat minder zwaar dan Cinebench en schaalt ook minder goed door naar héél veel cores, waardoor bijvoorbeeld de Core i9 7980XE daar relatief gezien wat beter uit de bus komt. In idle valt vooral het enorm lage verbruik van de Intel Kaby Lake- en Coffee Lake-generaties op. AMD Ryzen verbruikt in rust duidelijk meer, maar lang niet zoveel als Intels Skylake-X. Bovendien blijkt Threadripper in verhouding niet bijzonder onzuinig te zijn.

0
*