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英特尔酷睿i9-11900K首测:全核5.1GHz 游戏性能再升一级

 爱极物 2022-03-02

几乎每年这个时候,我们就会迎来英特尔桌面处理器的更新换代,以最强桌面游戏处理器为名的酷睿i9依然是电竞主机、旗舰游戏PC的首选。今年同样也不例外,在历经预热之后11代酷睿桌面处理器Rocket Lake-S正式浮出水面,酷睿i9-11900K正是其中的佼佼者。

关于酷睿i9-11900K的声音兴许我们已经听了很多,14nm工艺制程,8C16T核心,最高频率5.3GHz似乎不如以往的旗舰产品升级来得那么让人兴奋。更何况关于12代酷睿蓄势待发的消息同步放出,这使得酷睿i9-11900K的吸引力大打折扣。

但事实并非如此,在全球元器件紧缺,技术交替之下,英特尔酷睿i9-11900K可能是当下最合理的选择。如何脱离货源不足的尴尬,完成旗舰产品的升级,如何提升PC的性能和玩家的体验,才是酷睿i9-11900K应该着重关心的问题。

那么酷睿i9-11900K究竟能做到什么程度?现在就让我们奉上首发评测。

Cypress Cove的抉择

我们曾经在架构解析中提到过,Rocket Lake-S坚持使用14nm自信之一便是来自10nm新架构下的产物Cypress Cove。英特尔出于结合10nm产能和产品布局的考虑,再次将14nm工艺延长到了Rocket Lake-S。

这样的决定并不容易,从10nm Ice Lake中的Sunny Cove反向移植到14nm成为Cypress Cove,意味着需要作出设计上的微调。特别是晶体管体积增大的同时,逻辑模块也会同步增大,工程师必须冲更新考虑信令和数据路径。就算完全照搬,英特尔也需要重新验证信号的完整性、延迟与缓冲。

无论如何调整,在事实上都无法避免14nm工艺比10nm大得多的现实,与此同时带来的问题,还有更多的功耗、速率降低。这也是为什么在酷睿i9-11900K上,我们只能看到8核16线程。但这已经是14nm下功耗、性能之间取舍的最优解,如果执意增加核心数量,那么实际功耗势必成倍增加,不仅降低超频的可能性,也对PC环境提出更为严苛的要求。

从目前来看,酷睿i9-11900K的TDP虽然标为125W,但支持获得更高频率的PL2值高达250W,与10900K相同,也意味着主板供电必须超过300W。也因为如此,我们看到新上市的Z590主板包含了更为夸张的供电模组和散热装甲。例如本篇参与测试的ROG Strix Z590-E Gaming外观看起来已经与MAXIMUS Extreme系列的全副武装有一拼了。

从实际的压力测试来看,如果开启AVX-512,酷睿i9-11900K最高功耗大约在293W,最高工作温度最高可接近90℃,相比10900K的235W高出不少。值得注意,酷睿i9-11900K的Tau值也为56,这意味着PL2默认状态可以维持56秒,接下来转向PL1的125W,CPU会根据实际温度进一步控制发热和功耗。

我们知道,Cypress Cove架构真正强势的地方在于全新的架构设计,这使得11代酷睿IPC(Instruction Per Clock,每时钟运行指令)相对10代酷睿提升了19%。而IPC实际由架构设计决定,这意味着一旦定稿,IPC不再改变。

即使温度和功耗升高,也难以掩盖架构优势带来下的超频性能提升,接下来就让我们奔向主题,看看酷睿i9-11900K提升性能的新技术。

在反向移植的带动下,Rocket Lake-S还首次获得了来自英特尔Xe架构的核显Iris UHD 750,拥有32个EU图形处理单元,提供更为强悍的4K视频处理、编码、解码,并且也将DL Boost和VNNI加速指令集引入桌面PC,这意味着英特尔笔记本到台式机全面支持人工智能加速。

从左到右依次是:Core i9-9900K、Core i9-10900K、Core i9-11900K

全核5.1GHz,ABT上线

在酷睿i9-11900K发布的几天后,英特尔紧接着放出了Adaptive Boost Technolgoy(以下简称ABT)功能的消息。这是针对酷睿i9-11900K和酷睿i9-11900KF的一项新功能。引用英特尔的官方描述,ABT虽然能提升频率和增强游戏性能,但不算在超频的范围内,理由是ABT功能仍然在电源功率、温度未触顶的前提下运行。

象征着消费旗舰的酷睿i9-11900K获得了其他型号酷睿所无法达到的丰富超频选项。为了便于记忆,让我们在此这些提升性能的技术罗列一下:

基础频率(Base Frequency):CPU正常运行时的下限频率;

睿频(Turbo):低于功率限制和睿频功率时间的超频;

全核睿频(All-Core Turbo):在指定的睿频时间、功耗内的圈核心超频;

睿频加速技术2.0(Turbo Boost 2.0 , TB2):在满负荷运行以及睿频时间内,让每个内核达到更高频率。

睿频加速MAX技术3.0(Turbo Boost Max 3.0 , TBM3):在满负荷运行以及睿频时间内,选择出表现最好的单独核心,给予更高的频率。

热速度睿频(Thermal Velocity Boost , TVB):在满负荷运行,核心达到设定最高频率之后,如果温度适宜,再给予更进一步的频率提升,默认最高温度70℃。

全核TVB:顾名思义,相当于TVB的全核心版本技术,默认最高温度70℃。

自适应加速技术(Adaptive Boost Technology, ABT):在超频模式下,如果3个以上核心处于活动状态,那么无论TB2表现如何,处理器都将在功率范围内将其提升最佳的超频频率。同时该频率由TB2产生的最高频率决定。一旦ABT启动,将停止全核TVB。

另外对于追求性能定位的主板厂商而言,通常可以无视Tau限制,在许多游戏主板上可以看到几乎无限制的加速模式,70℃的TVB最高限制要求也经常被无视。

为了让大伙对其有更好的理解,我们绘制了酷睿i9-11900K,酷睿i9-11900,酷睿i7-11700K三款处理器的超频技术涵盖范围,方便大家理解。

其中,酷睿i7-11700K由于没有TVB和ABT,因此只能依靠TBM3将两个核心性能提升。

酷睿i9-11900不支持ABT,通过TBM3和TVB将最高的两个核心提升到5.2GHz,可以看出依靠TVB将全核频率提升100MHz,前提是在CPU温度70℃以下,高性能游戏主板会无视这一规则。

酷睿i9-11900K则非常有意思了,除了最高两个核心会通过TVB、TBM3、TB2提升到5.3GHz,其余核心则会通过ABT全核提升频率,最高能增加300MHz。默认上限温度为100℃,主要仍然需要主板判断机箱内的实际环境。

唯独可惜的是,从目前来看,英特尔的所有超频技术提升步进均为100MHz,如果需要针对不同体质的CPU,仍然需要依靠强大主板调节和手动控制。从实际表现来看,酷睿i9-11900K能实现全核5.1GHz没有问题,这也给后面的游戏、创作性能提升奠定了基础。

虽然Z590主板抢先发布,但如果想获得ABT功能,必须后期更新支持该功能的主板。例如ROG MAXIMUS XIII APEX和ROG STRIX Z590-I GAMING需要更新至0611版本BIOS,TUF GAMING Z590 PLUS需要更新至0802版本。本篇文章使用的ROG STRIX Z590-E GAMING以及ROG MAXIMUS XIII HERO则需要更新至0610。

ROG STRIX Z590-E GAMING WIFI参上

可以看到,随着酷睿i9提供的性能提升技术越来越多,主板的功能和供电保障变得相当重要。特别是酷睿i9-11900K功耗涨幅颇高,就连ROG MAXIMUS XIII HERO也迫不得已全副武装,价格达到4399元,颇有EXTREME的风采。想要获得相似的性能支持并且省点钱,3199元的ROG STRIX Z590-E GAMING WIFI可能就是最理想的选择了。

ROG STRIX Z590-E GAMING WIFI定义为ROG STRIX Z590系列中的旗舰款,同样提供了一整套黑色散热装甲,并且为了彰显个性,主板多个细节进行了赛博朋克和电竞图腾的修饰,这使得主板在细看之下潮味十足。

重点在于,ROG STRIX Z590-E GAMING WIFI给予了ROG旗舰待遇。供电部分提供了14+2供电模组设计,电源接口为8pin+4pin ProCool加强供电接口,提供足够强劲的电力支持。

为了获得更好的散热,ROG STRIX Z590-E GAMING WIFI提供了厚重的散热装甲,I/O与VRM都包裹在厚重的装甲之下。更难能可贵的是,供电部分还提供了额外的风扇散热支架,允许玩家额外安装风扇实现主动散热。

扩展则是ROG STRIX Z590-E GAMING WIFI的强项了,11代酷睿首次提供了对PCIe 4.0的支持,因此主板搭配了2条PCIe 4.0 x16插槽,并通过SafeSlots技术加强插槽坚固性。另外1条PCIe 3.0插槽则可以用于AIC SSD扩展。

同时ROG STRIX Z590-E GAMING WIFI还支持4个NVMe M.2插槽,其中2个支持PCIe 4.0,尺寸支持到22110,散热装甲加持,足够应付不同型号的PCIe 4.0 SSD,主要插槽还追加了散热背板。

在接口和扩展性能上,ROG STRIX Z590-E GAMING WIFI还配备了最新的Wi-Fi 6E标准支持,提供2个2.5Gbps RJ45网口。同时还提供板载雷电针脚,2个USB 3.2 Gen 2x2。这些都是在11代酷睿原生支持下引入的扩展新接口。

按照ROG的优良传统,主板还配备了Supreme FX ALC4080音频芯片,光纤输出和5个3.5mm输出接口。我们将两代ROG STIX GAMING主板变化罗列如下,可以看出此次更新有着明显的变化。

除了主板,其他配置还包括:

GPU:NVIDIA GeForce RTX 3080

内存:Thermaltake ToughRam RGB DDR4-4600 8GBx2

硬盘:Plextor PCIe 4.0 SSD 2TB x 2

电源:Thermaltake TPI RGB PLUS 1250W

散热:Thermaltake Floe Riing RGB 360

至此,让我们着重从性能和体验上看看酷睿i9-11900K到底有什么样的变化。

性能再进一步

如前面所说,IPC决定了单核性能效率,酷睿i9-11900K实际上着重的是单核性能的提升能力,再加上诸多超频技术加持,确保官方超频性能最高达到5.3GHz。最终表现将直接体现在专业软件性能上。

在注重CPU单核性能表现的Excel、Word中,酷睿i9-11900K相对10900K提升在5%到9%之间。同样,依赖于CPU频率的3DMark Fire Strike物理测试,提升也为9%。

而在日常办公微软Office 365综合性测试中,酷睿i9-11900K整体提升大约在8%。

得益于Xe架构加持,酷睿i9-11900K在Adobe Photoshop和Adobe Premiere Pro中相对多出2个核心4个线程的10900K略占优势,提升可以达到13%。需要注意的是,如果想激活AVX-512指令集加速视频渲染,还需要为Adobe Premiere Pro购买额外的输出插件。

在硬件编码能力上,我们将一段4K分辨率AVC视频通过Xe核显硬件编码转换为4K HEVC和1080p HEVC视频,可以看到酷睿i9-11900K的提升相当明显。

单核心提升最大受益者其实是游戏。我们在多篇文章都强调过,绝大部分游戏调用核心不会超过6至8个,更多的核心数量不能提升实际游戏体验。单核性能提升则在大多数游戏中有明显表现。具备更高IPC和5.3GHz的酷睿i9-11900K亦是如此。

这里我们可以将游戏分辨率设置在1080p,只有在较高帧率下,CPU的性能发挥得更为明显。这也是为什么电竞主机一定要选用主频更高的旗舰处理器。

从整体的表现来看,酷睿i9-11900K处理器性能相对10900K提升大约8%到14%左右。

写在最后:向大众化进发

即便工艺上没有展开跨时代的突破,英特尔酷睿i9-11900K依然给人留下足够深刻的印象。Cypress Cove的反向移植见证了英特尔工程师有足够跨越制程的能力,也见证了在技术交替和产能交替之下,英特尔保证货源充足的决心。毕竟,停留在PPT上的CPU,和停留在传说中的空气显卡,都不能让玩家们的PC变得更快。

事实上英特尔酷睿i9-11900K的表现已经做得足够好。在同样的节点下,仍然让游戏性能提升接近10%,更高的IPC,更好的单核性能表现,更丰富的超频技术,乃至DL Boost、VNNI加速指令集,AVX-512指令集的加入,丰富的Uncore配置都足以给14nm划下一个圆满的句号。

这是一场货源与技术之间的碰撞,而酷睿i9-11900K也并非11代酷睿的唯一选择。如果你觉得4699元的酷睿i9-11900K售价高于预期,完全可以考虑定价2949元的酷睿i7-11700K和定价1699元的酷睿i5-11600KF。参考如下:

酷睿i7-11700K:8C16T,TDP 125W,最高频率5GHz,售价2949元

酷睿i5-11600KF:6C12T,TDP 125W,最高频率4.9GHz,售价1699元

无论如何,如果你着急在近期配置一款高性能游戏主机,具备优秀兼容性的11代酷睿依然是理想的选择。

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