Moederbord voor Intel Core i: test luxe LGA1151v2-moederborden

Luxe moederborden voor Intel Core i-cpu’s van de achtste en negende generatie hebben een 2,5-, 5- of zelfs een 10 Gbit/s-netwerkpoort, plus veel usb-poorten en voldoende slots voor M.2-ssd’s. We testen drie moederborden met alles erop en eraan.

De uitgebreide Z390-chipset is vooral gericht op fanatieke gamers en overklokkers. Maar de chipset trekt ook contentmakers die veel cpu-power willen en vaak een krachtige grafische kaart gebruiken. Om zo veel mogelijk gebruikers te trekken voegen de moederbordbouwers daar nog een zwik extra functies aan toe.

De luxe moederborden bieden plek voor drie of meer grafische kaarten, minimaal twee NVMe-­ssd’s in M.2-formaat en vier DDR4-geheugenslots voor maximaal 64 GB werkgeheugen. En om het af te maken heb je nog 6 keer SATA 6G, 802.11ac-wifi, meerdere netwerkpoorten en veel usb-poorten, waaronder eentje van het handige type C. De spanningsomvormers zijn flink bemeten en hebben koellichamen waardoor er voldoende speelruimte is om over te klokken. Deze overdaad aan functies komt wel met een keerzijde: het prijskaartje. De Asrock Phantom Gaming 9 is het goedkoopst met 260 euro, daarna volgt de Supero C9Z390-PGW voor 370 euro en bij de Asus ROG Maximus XI Formula mag er 475 euro worden neergeteld.

Alle moederborden zijn voorzien van de Z390-chipset. Deze bevat vrijwel alle functies die het huidige mainstreamplatform LGA1151v2 van Intel onder­steunt. Zo biedt de chipset onder andere tot zes USB-3.1-­poorten (Gen 2, 10 Gbit/s) voor bijzonder snelle externe opslag en zijn zowel wifi en bluetooth ingebouwd. De Intel Z390-chipset biedt net als de voorganger (Z370) en in tegenstelling tot andere 300-serie chipsets de optie om K-cpu’s te overklokken met een vrij in te stellen core-multiplier. De Z390 is een goede match voor bijvoorbeeld de Core i9-9900K met acht kernen.

We hebben voor deze test heel bewust moederborden gekozen die naast een standaard netwerkaansluiting (Gigabit) ook een tweede, nog snellere poort hebben. 10Gbit/s via koper is al in 2006 gespecificeerd als 10GBase-T (IEEE802.3an), maar je ziet de poorten vooral bij servers terug en slechts mondjesmaat op high-end desktopmoederborden.
10Gbit/s-ethernet werkt bij gangbare Cat 5e-kabels tot 22 meter, bij Cat 6a mag dit 100 meter zijn. De rappe adapterchips en switches zijn echter nog flink duurder dan de Gigabit-tegenhangers. Een PCIe-uitbreidingskaart met 10Gbit/s-snelheid kost al snel 100 euro, terwijl je voor 1 Gbit/s met vijftien euro al klaar bent. Bij switches is het prijsverschil nog een slag groter.

Deze hogere doorvoersnelheid is nodig voor bijvoorbeeld moderne wifirouters die Wi-Fi 6 (IEEE802.ax) hebben waarmee netto meer dan 1 Gbit/s gehaald kan worden. Of denk aan glasvezel-internet dat 1 Gbit/s volledig kan dichttrekken. De chips van Aquantia, Realtek en Rivet Networks met snelheden tussen de 2,5 en 5 Gbit/s zijn een betaalbaarder alternatief. Met Cat 5e en Cat 6 tot 100 meter haal je de maximumsnelheid.

In de test haalden alle drie de moederborden met een even snelle tegenhanger hun maximale doorvoersnelheid. Om in de praktijk via 10Gbit/s de 1,2 GB/s te halen, moet zowel de bron als het doel de snelheid niet afremmen. Dit soort snelheden haal je alleen met (professionele) RAID-arrays opgebouwd uit meerdere harde schijven of met snelle NVMe-ssd’s.

Een ander knelpunt is de interne verbinding op het moederbord. Bij het LGA1151v2-platform zijn NVMe-­ssd’s en de netwerkchip meestal via PCI Express verbonden met de chipset. Deze is via slechts vier PCIe-3.0-lanes met de cpu verbonden. Dit beperkt de maximale doorvoer richting de cpu tot zo’n 3,6 GB/s. In onze test zakte de transfersnelheid van een Samsung 960 Pro ssd van 3,3 GB/s naar 2,3 GB/s zodra we op het Supero-moederbord de 10Gbit/s-verbinding volledig opslurpten.

Om de vier PEG-slots elk minimaal acht PCIe-3.0-lanes te kunnen bieden, soldeert Supero een PCIe-switch op het moederbord. Deze neemt de communicatie met de cpu voor zijn rekening.

De kwestie van power- en kloksnelheid-aansturing van de cpu en hoe losjes moederbordfabrikanten daarmee omgaan kwam ook tijdens deze test naar boven. De Supero stelde vers uit de doos in elk geval de Power Limit 1 netjes in op 95 watt, wat overeenkomt met de Thermal Design Power (TDP) van de gebruikte Core i9-9900K. De duur van de korte turbo boost (PLTau) was met 28 in plaats van 8 seconden echter veel te lang. En er was geen waarde ingesteld voor de Power Limit 2 tijdens deze termijn. Deze had op 118 watt moeten zijn ingesteld. Bij belasting versnelde de kloksnelheid daardoor kort naar 4,7 GHz en het totale verbruik kwam uit op 280 watt, voordat er na 28 seconden werd teruggeklokt naar 3,5 GHz met 155 watt verbruik.

De moederborden van Asrock en Asus hadden compleet lak aan de specificaties van Intel. Onder belasting draaide de Core i9-9900K continu op de maximale turbo van 4,7 GHz, zodat de testsystemen 304 en 312 watt aan het slurpen waren. De Asus liet zelfs de watergekoelde cpu het te warm krijgen, zodat deze bij de Linpack-benchmark meer dan 100 graden bereikte en de snelheid moest worden teruggeschroefd.

Met de juiste instellingen (PL1 = 95 W, PL2 = 118 W, PLTau = 8 s) kalmeerden deze heethoofden. Na een korte maximale belasting met 180 en 190 watt verbruik schommelde het totaal rond 155 watt. Door de lagere kloksnelheden doen ze dan trager hun werk dan wanneer ze ongeremd los gaan. In de Linpack-­benchmark haalden de Asrock Z390 Phantom en de Asus ROG Maximus XI Formula nog maar 370 in plaats van 425 GFLOPS (13 procent minder). In Cinebench R20 (rendering) haalde de Core i9-9900K tegen de 5000 punten op deze moederborden zonder de juiste Power Limits. Bij het netjes aan de specificaties houden was dit 4300.

Bij de Supero C9Z390-PGW viel het verschil wel mee omdat die al de Power Limit 1 op de juiste waarde had staan. Bij de langdurige Linpack was er maar een verschil van 1,6 procent (358 resp. 365 punten). Bij Cine­bench R20 met de specificaties van Intel haalde het Supero-bord 4132 in plaats van 4290 punten. De reden waarom hij een tikje trager werkt dan de rest kregen we niet boven water.

Een overzicht van specificaties en testresultaten vind je in onderstaande tabel. Klik op de tabel voor een grotere versie (in pdf-formaat).

Naast het testen met Windows 10 1809 hebben we ook Ubuntu 18.10 geïnstalleerd. Afgezien van de 2,5Gbit/s-netwerkchip van Realtek bij de Asrock Z390 Phantom werden alle hardwarecomponenten herkend en werkten direct onder Linux, zelfs wifi. Om de Realtek-­adapter aan de praat te krijgen moet je de broncode van de kernelmodule van de fabrikant downloaden en toevoegen.

Aangezien dat alleen geldt voor de huidige kernelversie, moet je de driver bij elke update van de kernel weer opnieuw toevoegen. De snelheden van USB 3.1 Gen 2 en de netwerkpoorten gingen gelijk op met de scores onder Windows 10.

De twee M.2-slots van de Asus ROG Maximus XI Formula zitten tussen de onderste PEG-slots. Je kunt er twee kaartjes van 8 cm lang tegelijk in kwijt. Als een van de M.2-ssd’s het 22110-formaat heeft, mag de tweede maar 4,2 cm lang zijn.

Als je een krachtige pc met Core i8000/9000 in elkaar wilt zetten en veel toeters en bellen wilt, is elk van de drie geteste Z390-moederborden een prima keuze. De snelle netwerkpoorten seinen data over met SATA-­ssd-snelheid. De verschillen zitten hem vooral in de boottijd: die is iets langer door de extra chips en de fancy BIOS-interfaces met honderden opties.

De fabrikanten negeren standaard Intels specificaties en pushen de cpu om flink aan de bak te gaan. Dat is een behoorlijke aanslag op je voeding en je koeling. Ook als de pc’s staan te niksen, slurpen de Phantom Gaming 9, Asus ROG Maximus XI Formula en Supero C9Z390 meer dan 30 watt, en dat is aan de forse kant vergeleken met andere moederborden.

(Christian Hirsch en Alieke van Sommeren, c’t magazine)