一、前言:6年磨一剑 “10nm”桌面处理器终于到来
不知道期盼了多少年!如果从2017年的第5代酷睿Broadwell处理器算起,14nm工艺Intel整整坚持使用了6年。
6年的时间,处理器领域早已是沧海桑田。
痴迷于频率提升是Intel坚持14nm制程工艺的原因之一!今年3月份才发布的i9-11900K更是达到了5．1GHz的恐怖全核频率,虽然如愿从锐龙9 5900X手中夺回了最强游戏处理器的称号,但超高功耗也再一次刷新了消费者的认知。当然,散热器厂商是很开心的!
其实谁都知道,想要降低处理器功耗,抛弃14nm制程工艺、采用更先进的10nm才是最根本的解决办法。
虽然晚了很多年,但是桌面端的10nm制程工艺终于还是来了!
10月28日,Intel第12代酷睿Alder Lake处理器正式发布。这是第一款采用Intel 7制程工艺的桌面处理器,第11代i9-11900K处理器也就此终结了其短暂的一生。
P．s． Intel 7制程工艺也就是Intel 10nm Enhanced SuperFin,Intel将10nm制程工艺换了一种说法。
Alder Lake处理器首次在主流领域采用了混合架构设计,比如i9-12900K拥有8个性能核(P核) + 8个能效核(E核)。
不过Intel特意强调,即便是E核,其IPC性能也不会弱于第十代酷睿处理器。
需要注意的是,P核支持超线程,E核则不支持,比如说i9-12900K 8个P核、8个E核,线程总数是24个。
Intel 7制程工艺最直接的好处就是可以塞入更多的晶体管,这也让Alder Lake处理器拥有了更多的缓存。
Alder Lake处理器的P核每个核心拥有独立的1．5MB二级缓存,相比之下10代酷睿每核只有0．25MB、11代酷睿每核也就0．5MB。
E核每四个核心一组,共享2MB二级缓存,合计最多4MB。
所有P核、E核共享三级缓存,最多容量30MB,对比11代的16MB几乎翻了一番。
二级缓存和三级缓存容量的大幅度提升,奠定了Alder Lake处理器IPC飞跃提升的基础。
此外,第12代Alder Lake酷睿处理器同时整合了DDR4与DDR5内存控制器,可以支持DDR5-4800、DDR4-3200内存。
CPU 的 PCIe 通道也升级至 PCIe 5．0,带宽相比 PCIe 4．0 再次翻倍。除了显卡的 PCIe 5．0 x16,同时也提供了4条PCIe通道给 M．2 接口,共计 20 条 PCIe。
具体型号方面,目前首发上市的是6款解锁版处理器,i9、i7、i5各2款。
其中,旗舰型号是i9-12900K、12900KF,8P + 8E共16个核心、24线程、14MB二级缓存和30MB三级缓存。
频率方面,虽然没有达到i9-11900K的高度,但也不差多少。i9-12900K的P和最高加速频率可以达到5．2GHz、全核频率4．9GHz、基础频率3．6GHz。E核最高加速频率3．9GHz、全核频率3．7GHz、基础频率5．4GHz。
i7-12700K、i7-12700KF砍掉了4个E核, 8P+4E 设计共计12核心20线程,集成12MB二级缓存、25MB三级缓存。
i5-12600K、i5-12600KF面向主流用户,6P+4E 10核心16线程,集成9．5MB二级缓存、20MB三级缓存。
在频率方面,P核基础频率3．7GHz,加速频率4．9GHz,全核频率4．5GHz。E核的基础频率2．8GHz、加速频率3．7GHz,全核频率3．6GHz。
Alder Lake处理器的核显也做了一些提升,3款K型号集成了UHD 770 GPU,内置32组EU单元。
二、i9-12900K/i5-12600K处理器图赏
我们收到的是这样一个盒子。
打开之后,有2块处理器,左边是i9-12900K,右边是i5-12600K。
这是i9-12900K处理器。由于塞入了更多的核心晶体管,12代Alder Lake处理器的核心比前代要大很多,处理器也从之前的正方形变成了长方形。
LGA 1700接口,也就是1700个触点,比11代酷睿LGA 1200多了500个。
另外此前的LGA 115X/1200散热器都能支持LGA 1700平台。
i5-12600K,当前最香处理器。
合照。
三、测试平台介绍
测试平台如下:
华硕ROG MAXIMUS Z690 HERO主板,采用20+1相供电电路设计,每相包含一个90A的DrMOS,一个ROG超合金电感和一个10K黑金电容。
华硕对处理器电压的控制已经到了出神入化的地步, ROG MAXIMUS Z690 HERO主板可以在非常低的电压下让i9-12900K和i5-12600K处理器稳定运行。至于具体是多低,后面我们会讲到。
芝奇Ripjaws S5 焰刃DDR5 5200MHz 16GBx2套条,频率5200MHz,时序40-40-40-76,电压1．1V,测试时使用Gear 2模式。
芝奇皇家戟F4-4000C15D 8GBx4套装,不仅拥有4000MHz的频率,15-16-16-36的时序也是低的吓人,比绝大部分3000MHz频率的内存都要低,不过默认电压1．5V也算是比较高的了。
测试的时候会将频率降到3600MHz。AMD平台是3600MHz FCLK同频,Intel第十一代酷睿平台则采用3600MHz Gear1模式。
希捷酷玩2TB SSD,目前最强的PCIe 4．0 SSD之一,顺序读写速度都能达到7000MB/s,AS SSD跑分轻松过12000。
鑫谷昆仑KL-360 ARGB水冷散热器采用了独家的分离式水泵,并且在冷头部分嵌入了一个70mm PWM风扇,可以直接吹到主板的供电电路,相比传统水冷散热器能将VRM温度降低12度。
华硕玩家国度PG27UQ ROG 27英寸IPS电竞显示器。
4K UHD(3840*2160)分辨率、4ms响应时间、144Hz刷新率、G-Sync 技术、IPS+量子点面板、10bit色彩、Display HDR1000认证。依旧是目前市面上顶级的电竞显示器。
四、华硕ROG MAXIMUS Z690 HERO主板赏析
底部有1个12V 4Pin和2个5V 3Pin ARGB插针。
2个USB 3．0接口、6个SATA 3．0接口。
背部I/O接口:6xUSB 3．2 Gen 2、2xType-C(雷电4)、1xType-C型USB 3．2 Gen 2、1xHDMI、2xUSB 2．0 1x2．5Gbps网口、1x万兆网口、1x清除 CMOS按钮、1xBIOS Flashback、2xWiFi无线接口,5x3．5mm音频、1x光纤SPDIF接口。
五、理论性能测试:单核性能超越11代酷睿17%
1、CPU-Z
2、CineBench R15
2、CineBench R20
2、CineBench R23
5、POV-Ray
6、X264 FHD Benchmark
7、X265 FHD Benchmark
8、3DMark
i9-12900K是第一款3DMark Fire Strike物理分数破4万的处理器,而且是远远高于现有的对手。
综合来看,i9-12900K的单核性能要比i9-11900K强17%,多核性能则提升了71%之多。
和AMD 16核的锐龙9 5950X相比,单核性能同样也是高出17%,多核性能则相差11%。
i5-12600K的表现非常抢眼,单核仅次于i9-12900K,比i9-11900K强11%,比锐龙7 5800X强了15%。
多核性能方面,虽然只有6个P核,但是4个E核同样也不容小觑,同样也比上面2款处理器要强一些。
六、游戏性能测试:i5终于又能战锐龙9
1、CS:GO
2、GTA V
3、刺客信条:奥德赛
4、刺客信条:英灵殿
5、德军总部:新血脉
6、地平线:零之曙光
7、孤岛惊魂5
8、孤岛惊魂6
9、古墓丽影:暗影
10、绝地求生
11、奇点灰烬
从上图可以看出,CPU的帧率可以达到200FPS,但是更多的时候显卡成为了瓶颈,最终的帧率是172FPS。
这是我们第一次在1080P分辨下看到有CPU的渲染帧率超过了RTX 3080 Ti的帧率,而且是大幅度超越。
12、全面战争:三国
13、赛博朋克2077
14、坦克世界
15、无主之地
游戏测试结果汇总如下:
i9-12900K是无可争议的最强游戏处理器,虽然看数据只比i9-11900K快了7%,比锐龙9 5900X快了8%,但其实它的真正实力远不止如此,主要是受限于RTX 3080 Ti的性能瓶颈。这一点从《奇点灰烬》的测试中可见一斑。
当然,最大的惊喜还是i5-12600K,没想到它的游戏性能竟然与AMD最强的游戏处理器如龙9 5900X持平,与i9-11900K也仅有1%的差距。要知道这它的售价还不及这2款旗舰处理器的一半。
七、DDR4/DDR5整机性能对比:理论性能无差别 游戏性能相差1．5%
虽然DDR5是大势所趋,但就目前来说,其价格几乎是DDR4的2倍,而且不少玩家升级电脑时如果能保留原来的DDR4内存,也能节省一笔不菲的预算。
因此我们拿到了华硕ROG STRIX Z690-A GAMING WIFI D4吹雪主板,来看看DDR4内存和DDR5之间会有存在多少性能差距。
内存使用的是芝奇皇家戟F4-4000C15D 8GBx4套条,设置为3600MHz Gear1模式,时序是14-14-14-30 CR2。
1、内存带宽与延迟
这是芝奇焰刃DDR5内存的测试数据, 5200MHz Gear 2模式,时序40-40-40-76,实测内存读取76728MB/s、写入73639MB/s、复制71953MB/s,内存延迟79．7ns。
这是芝奇皇家戟DDR4内存的测试数据,3600MHz Gear 1模式,时序14-14-14-30,实测内存读取52404MB/s、写入52538MB/s、复制54988MB/s,内存延迟45．7ns。
从数据上来看,DDR5 5200MHz内存的读写带宽比DDR4 3600MHz要高了45%。
不过在内存延迟方面,但是由于时序太高,DDR5 5200MHz的延迟表现非常一般,比DDR4 3600MHz要高了74%。
2、CPU-Z
搭载DDR4 3600MHz内存时,i9-12900K的CPU-Z单核分数是830,多核分数是11495。这个成绩与DDR5 5200MHz几乎一致。
3、CineBench R15
DDR4内存下,i9-12900K的单核分数是292cb,比DDR5高了2cb;多线程分数是4136cb,比DDR5高了20cb,由于差距都在1%以内,可以看做是测试误差。
4、CineBench R20
在CineBench R20测试中,搭载DDR4的i9-12900K单线程分数是775cb,多线程分数是10600cb,这个成绩与DDR5内存基本一致。
5、CineBench R23
DDR4内存下,CineBench R23的单核分数是2032cb,多线程分数是27689。
单核分数与DDR5内存完全相同,多核分数比DDR5的25955高了1700分,有点不可思议。
6、CS:GO
DDR4内存的成绩是754FPS,比DDR5的770FPS少了16帧。
7、孤岛惊魂5
DDR4内存的成绩是194FPS,比DDR5的194FPS少了2帧。
8、孤岛惊魂6
《孤岛惊魂6》应该是对内存延迟的需求更多一些,DDR4下的帧率比DDR5还高2帧。
9、古墓丽影:暗影
搭载DDR4 3600MHz内存是,《古墓丽影:暗影》的帧率为208FPS,比DDR5低了3帧。
10、奇点灰烬
使用DDR4内存时,《奇点灰烬》的帧率是164FPS,比DDR5内存低了5帧。
11、坦克世界
搭载DDR4内存时,i9-12900K在《坦克世界》中跑出了63961分,比DDR5内存低了300分右。
以下是测试成绩汇总:
综合所有游戏测试成绩,i9-12900K在搭配DDR4 3600MHz内存时,相比搭载DDR5 5200MHz内存,游戏性能要弱了1．5%左右。
其实很多大部分游戏都对内存延迟非常敏感,DDR4内存虽然频率低很多,但是由于延迟也很低,其实表现不比DDR5弱多少也是能够理解的事情。
至于CPU理论性能,就我们所测试的项目来看,DDR5与DDR4之间几乎不存在差异。
八、功耗与温度测试:降压后效果明显
我们知道处理器的默认频率越高,主板给的自动电压也会越高,但大多数时候,主板给的自动电压是远远超过了处理器的最佳电压值。
此次我们会先测试默认电压下的温度与功耗,然后在BIOS中降低电压看看。
1、默认电压烤机测试
默认电压下,即便是采用鑫谷昆仑360水冷散热器,烤机温度也轻松达到了100度温度墙。烤机5分钟后,CPU电压1．252V、功耗246W。
i5-12600K的情况好很多,默认状态下,主板给的自动电压只有1．11V,烤机功耗117W,P核温度62度,E核49度。烤机频率也是标准的4．5GHz。
2、降压测试
降压测试不建议手动设置电压,比较合理的方式就是通过设置防掉压 + Offset来降低处理器运行电压。
ROG MAXIMUS Z690 HERO主板防掉压从Level 1到Level 8一共有8级,数字越大,处理器的满载电压越高。
经常尝试,i9-12900K在Level 1级别的防掉压下能非常稳定的运行。
即便是Level 1模式的防掉压,其降压幅度也相对有限,因此需要设置offset让处理器运行在更低电压上。
结果反复测试,在Offset -0．6V时,我们手上这颗i9-12900K处理器可以通过AIDA64 FPU烤机测试。
在Level 1防掉压 + Offset -0．6V状态下,i9-12900K的烤机电压从默认的1．272V降到了惊人的1．06V,足足降低了0．21V之多,相当之恐怖。
此时i9-12900K的烤机烤机频率为4．9GHz,功耗193W,大核温度只有70度,小核60度。
下面再看看i5-12600K的表现。
i5-12600K处理器的默认电压只有1．11V,这个电压已经足够低了。不过我们还是尝试了一下,发现它在1．01V的电压下也能更稳定运行。
此时处理器的烤机功耗仅有100W,烤机温度55度。这应该是Intel多年来功耗最低的带K i5处理器。
九、总结:i5-12600K当代最香 不挤牙膏的感觉真好
先将测试结果以及一些注意事项列出来:
1、i9-12900K--当前最强游戏处理器
虽然i9-12900K 4．9GHz的全核频率比i9-11900K的5．1GHz要低了些,但是游戏性能提升了7%,也完全超越锐龙9 5950X,是当前无可争议的最强游戏处理器。
当然如果更换更强的显卡,优势会远不止7%。
2、关于DDR4与DDR5内存的选择
DDR5内存带来了巨大的带宽提升,但是出于控制功耗的原因,其标准电压只有1．1V,导致了时序非常之高。
高时序带来的后果就内存延迟,我们使用的DDR5 5200MHz内存,默认40-40-40-76时序,在Gear 2模式下,内存延迟高达79．7ns。如果是4800MHz,应该能轻松超过80ns。
相比之下,DDR4内存在3600MHz Gear 1模式下,内存延迟可以轻松控制在50ns以内,甚至是40ns。
根据我们的测试结果, DDR5 5200MHz在 Gear 2模式下的理论性能与3600MHz Gear 1的DDR4内存几乎没有变化,游戏性能也就有1．5%的提升。
也就是说,当前如果要升级或者购买12代酷睿平台,完全可以保留DDR4内存。
不过随着今后DDR5内存的大量上市,更高的频率以及更低的时序都能有效的降低内存延迟,届时DDR5内存的性能将会得到更好的释放。
3、如何降低Alder Lake处理器的功耗和温度
通常情况下,处理器的频率越高,主板给的自动电压也就越高,很多时候这个电压其实是超过了正常电压。
在默认条件下,主板给i9-12900K处理器的电压高达1．25V,烤机功耗高达250W。在进行了防掉压 + Offset设置之后,i9-12900K可以在1．06V的电压下稳定运行,烤机功耗也降低到了190W,烤机温度也只有70度。
4、为什么要设置防掉压
如果只设置Offset电压偏移,可能会导致低负载下电压过低导致系统运行异常(通常是蓝屏)。开启最低等级的防掉压,只是会在高负载时降低运行电压,低负载时处理器的运行电压并不会有影响。
5、主板的选择
对于i5-12600K处理器而言,不需要超频就能获得媲美前代顶级处理器的性能,加上极低的默认电压和功耗,因此一款700元的B660主板足以满足其需求。
对于i9-12900K处理器而言,情况会有所不同。这款处理器由于频率和核心数更多,在低端主板上会出现一个极高的默认电压,导致功耗和温度失控。
我们相继在数块Z690主板上进行了测试,目前表现较好的就是ROG MAXIMUS Z690 HERO主板。这块主板给的自动电压只有1．22V,而大部分Z690主板给的自动电压高达1．26V～1．30V。
另外在20+1相供电电路外加强悍的BIOS,在ROG MAXIMUS Z690 HERO主板上,i9-12900K处理器甚至将电压降到1．06V并稳定运行,此时的温度和功耗都得到了很好的控制。
这也是我们的测试平台选择ROG MAXIMUS Z690 HERO主板的原因。
6、i5-12600K--当代最香处理器
在14nm年代,Intel处理器最为人所诟病的就是恐怖的功耗和发热,随着10nm制程工艺的到来,这一切都成为了过去。
谁能想到不久前发布的i5-11600K的烤机功耗高达200W,而仅仅7个月之后,i5-12600K的烤机功耗竟然降到了117W。
虽然功耗几乎降低了一半,但是i5-12600K的单核性能以及多核性能都超越了i9-11900K处理器,当然也远超AMD的锐龙7 5800X。
至于游戏性能,i5-12600K基本上等同于i9-11900K和AMD最强的锐龙9 5900X,强于锐龙7 5800X。
至于锐龙5 5600X和i5-11600K,他们不再是i5-12600K的对手。
还有一点,i5-12600K处理器是以单DIE的形式存在,不会出现7nm锐龙处理器积热的问题,因此其烤机温度极低,使用水冷散热器可以压到60度左右,4热管的风冷散热器也能控制在70度以下。
Intel 7制程工艺恐怖如斯,可见一斑!
出处:快科技 作者:流云
