10nm制程+混合架构重回巅峰 英特尔酷睿i9

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10nm制程+混合架构重回巅峰 英特尔酷睿i9

2024-04-10 13:01| 来源: 网络整理| 查看: 265

10nm制程与混合架构首秀 Intel第十二代桌面酷睿来了

在英特尔酷睿的历史上,如果说哪一代制程最令人印象深刻,毫无疑问的是:14nm。如果从2015年的Broadwell算起,14nm应该是Intel历史上生命周期最长的一代制程了,时至今日已经走过7年时间。今年初,英特尔表示第十一代酷睿将是最后一代14nm产品,第十二代酷睿(Alder Lake-S)将采用10nm制程,现在,它来了。

其实,代号为Rocket Lake-S的第十一代桌面酷睿的Cypress Cove架构,已经在14nm制程工艺下实现了10nm制程的CPU架构和图形架构的导入,现在英特尔第十二代酷睿则带来了更强的完整版。Alder Lake-S基于Intel 7制程(10nm Enhanced SuperFin)工艺打造,并首次将性能混合架构(Intel Hybrid Technology)引入x86桌面平台,首次集成了两种内核类型:性能核(Performance Core)和能效核(Efficiency Core),以带来跨越所有工作负载类型的性能提升。

这里我们先来简单介绍一下性能混合架构。这样的架构与手机SoC中的“大小核”概念十分相像,但英特尔表示,“第十二代酷睿的混合架构是以性能为优先的,P Core的性能与英特尔第10代Comet Lake-S相比,提升了28%。即使是E Core,其单核性能也超过了第10代酷睿的同频性能。所以英特尔的混合架构并不是简单的“大小核”,与ARM移动平台功耗优先的设计理念截然不同。”

特别的是,为了使性能核和能效核与操作系统无缝协作,英特尔开发了一种改进的调度技术,称之为硬件线程调度器(Intel Thread Director)。这个内嵌在CPU架构中的硬件级调度器,专门为合理地分配P Core和E Core的负载而设计。它和操作系统紧密配合,以Windows 11为例,硬件线程调度器以纳秒级精度监视每个线程的运行时指令,实时反馈给操作系统,并创建一个由英特尔硬件线程调度器来动态更新和管理的数据列表。这样Windows 11就可以在合适的时间,将恰当的线程放置于相应的内核上,以确保两种全新内核微架构无缝衔接,高效协同。

作为英特尔第十二代桌面酷睿的当家旗舰,酷睿i9-12900K采用16核心设计,包括8颗性能核心(P Core)和8颗能效核心(E Core),由于E Core不支持超线程,因此总计为24个线程。缓存方面拥有30MB L3智能缓存,相比上代酷睿i9-11900K几乎翻倍。P Core的基准频率3.2GHz,最高睿频频率5.2GHZ,相比i9-11900K略低了一点。E Core的基准频率为2.4GHz,最高睿频频率3.9GHz。

全新英特尔600系芯片组 率先支持DDR5内存

伴随着第十二代英特尔酷睿桌面处理器的发布,英特尔同步推出了全新的英特尔600系列芯片组,带来可靠性和先进功能等改进。全新的PCIe Gen 4.0通道让芯片组的总通道数达到28个,集成的USB 3.2 Gen 2x2可将带宽扩展多达一倍,DMI Gen 4.0可增加芯片组到CPU的吞吐量,帮助快速访问外设和网络。

本次测试平台使用了来自华硕的ROG MAXIMUS Z690 HERO主板,CPU散热器为ROG 龙神II 360一体式水冷;显卡为七彩虹iGame GeForce RTX 3080 Ti Vulcan OC;存储配置为金士顿FURY野兽(Beast)DDR5内存、WD_BLCK SN850 PCIe 4.0固态硬盘;供电使用的是鑫谷GM1250W金牌电源。操作系统采用Windows 11 Pro X64(版本21H2),所有硬件驱动均使用厂商官方公版驱动程序。

定位旗舰级的ROG MAXIMUS Z690 HERO主板延续了上代的优秀品质与豪华用料,采用标准ATX版型,搭载20+1供电模组,可承载90A电流,搭配超合金电感和优质电容,可以更好地满足第十二代酷睿处理器的供电要求。供电接口采用8PIN+8PIN,VRM供电区覆盖铝制散热装甲,能够充分保证处理器的稳定运行。

需要注意的是,英特尔第十二代酷睿采用LGA1700插槽,与上代并不兼容,因此组建新平台的用户也就必须更换主板了。ROG MAXIMUS Z690 HERO拥有4条DDR5 DIMM插槽,同时具备ROG OPTIMEM III第三代内存优化,可以更好地支持高频DDR5内存。此外ROG MAXIMUS Z690 HERO主板还支持AI智能超频、AI智能散热等智能技术。

处理器散热器,我们使用了来自ROG的龙神II 360一体式水冷。ROG龙神系列散热器主要面向高端发烧级玩家推出,龙神II散热器进一步增强了散热效能,冷排水管采用防蒸发设计,外部由三层加固的网状塑料制成,可以有效降低水冷液的蒸发。

ROG龙神II配备了3.5英寸的液晶显示屏,一眼就能吸引住广大玩家,可以显示处理器的电压、温度、频率等特性,还支持自定义图片以满足个性化需求。特别的是,由于龙神II是在Intel第十二代酷睿发布前上市的产品,因此如果你之前购买了华硕水冷,现在可以去微信ROG会员小程序申请LGA1700扣具,以便更好地适配新主板和处理器。

为了更好地测试出英特尔第十二代酷睿处理器的性能,不至于让测试平台产生瓶颈,我们使用了七彩虹的火神iGame GeForce RTX 3080 Ti Vulcan OC显卡。GeForce RTX30系列显卡基于8nm安培架构打造,RTX 3080Ti配备10240个CUDA单元,384bit 12GB GDDR6X显存,加上第三代Tensor Cores和第二代RT Cores,可以带来强大的图形性能表现。

如果说这块七彩虹iGame GeForce RTX 3080 Ti Vulcan OC显卡与公版RTX 3080Ti最大的区别,莫过于这块LCD显示屏。这块显示屏分辨率为480*128像素,支持翻转,除了可以显示显卡的各种运行信息之外,还可以使用iGame软件进行定制显示,充分彰显个性。

iGame GeForce RTX 3080 Ti Vulcan OC搭载3个大尺寸散热风扇,自研的13翼扇叶提高了风压和风量,进一步增强散热效果。另外还特别设计了一键超频按钮,按下之后可以从默认的1710MHz频率,加速到1800MHz,释放更极致的性能。

(左:DDR4 右:DDR5)

Intel第十二代桌面酷睿与Z690芯片组率先提供了对DDR5内存的支持,默认即支持4800MHz的超高频率。不过需要注意的是,由于DDR5内存和DDR4内存的卡口位置尺寸不同,因此不能混用。我们使用的这块Z690主板仅提供对DDR5的支持,并不支持DDR4内存和混插。

我们使用的内存是金士顿Kingston FURY野兽(Beast)DDR5,Fury是金士顿推出的代表高性能和高品质的存储品牌。其中FURY Beast野兽系列内存是极具性价比的高性能内存代表产品,可以为游戏、视频编辑和渲染提供强大的性能支持。此外,野兽DDR5系列内存还通过了英特尔XMP 3.0认证,除了默认的4800MHz之外,还可以加载XMP配置文件达到5200MHz的频率,实现强大的超频性能。全新设计的半高式散热器也可以提供更好的可靠性保证。

由于第十二代酷睿i9-12900K的满载功耗已经达到241W,加上功耗巨大的RTX 3080Ti显卡,对于供电的要求较高。因此我们使用了自鑫谷的GM1250W全模组电源,额定功率1250W,提供2*CPU供电接头,8*GPU显卡供电接头,采用LLC Pro白金架构设计,半载效率高达93.13%,通过80 PLUS金牌认证。

此外,GM1250W还采用了2两颗105°C高规格电容,耐高温寿命长,同时拥有独龙冰酷散热片、14cm滚珠风扇,在AI智能温控的加持下,拥有更强的散热能力与噪音控制水平。

酷睿i9-12900K基准运算测试 性能暴涨

基准性能方面,我们将使用多款测试软件来进行衡量。首先我们通过CPU-Z(版本V1.98)自带的性能测试进行简单的评估。(以下测试均在BIOS默认设定、未开启XMP与AI超频的情况下测得,由于部分测试软件尚未更新,对于第十二代酷睿的混合架构可能存在识别与优化不足的情况,因此以下理论测试仅代表当前配置与软件版本下的成绩)

在CPU-Z的测试中,i9-12900K的单核心性能高达816.7,多核心性能达到11401,与16核心32线程的Ryzen 9 5950X相比,单核性能高出26%,因此在24线程的规格下,多核心性能已经与锐龙9 5950X十分接近。第十二代酷睿在制程和架构方面的改进带来的性能提升已经初现威力。

WinRAR是一款常用的文件压缩、解压工具,其内置的基准性能测试可以直观的显示出处理器的效率。在WinRAR 5.90 x64版本的基准性能(开启多线程)测试中,i9-12900K的处理速度为45783 KB/s。作为参考,i9-11900K的成绩仅为29927 KB/s,Ryzen 9 5950X的成绩为57183 KB/s。

Super PI是一款平台计算性能测试工具,通过测量计算圆周率后一定位数需要的时间来评价平台的计算性能。在该项测试中,我们选择1M,也就是计算圆周率小数点后面100万位数字来进行测试,i9-12900K的完成时间为7.098s(以数据输出完成时间为准)。作为对比,i9-11900K的成绩为6.249s,Ryzen 9 5950X的成绩为7.306s。

wPrime Benchmark是一款通过算质数来测试计算机运算能力等的软件,与Super Pi只能支持单线程不同的是,wPrime可以完美支持64及以上线程,测试多核心处理器更加合适。在wPrime 32M单线程性能测试中,i9-12900K用时25.36秒,与i9-11900K的25.18秒持平,但多线程计算1024M用时201.82秒,这是一个比较异常的结果,可能是软件的版本和24线程设定有关,因此这项数据我们将会继续做验证,此处仅作参考。

Fritz Chess Benchmark是大家熟悉的国际象棋测试软件,软件的基准参数是:在P3 1.0G的处理器下,可以每秒运算480千步。由于国际象棋最多支持16线程,因此并不能完全发挥出16线程以上数量的处理器能力。i9-12900K的实际测试结果为每秒37983千步,与i9-11900K属于同一水平。但与16核心32线程的Ryzen 9 5950X相比有着小幅差距,约为4%。

CineBench是业界公认的处理器基准测试软件,首先我们使用CINEBENCH R15版本来测试。该项测试中,i9-12900K的单核心分数高达286,相比上代i9-11900K的261cb,提升了9%,多核心性能方面,在24线程的加持下成绩高达4096cb,相比16线程的i9-11900K几乎是翻倍的提升了。

在CINEBENCH R20版本的测试中也是同样的结果。i9-12900K的单核心分数高达759pts,相比i9-11900K的645pts大幅提升17.6%,多核心性能达到10458 pts,提高了75%。并且这个成绩超过了Ryzen 9 5950X,虽然仅高出了8%,但在24线程下能达到这样的成绩还是非常值得肯定的。

综合来看,英特尔第十二代酷睿i9-12900K的性能提升还是非常明显,在各类基准测试中的表现都令人印象深刻。如果以英特尔第十一代酷睿i9-11900K为基准的话,i9-12900K的单核心性能有着明显提升,多核心的性能随着核心数量与线程数量的猛增,更是随之暴涨,获得了令人赞叹的提升。与7nm制程、16核心32线程的AMD Ryzen 9 5950X相比,i9-12900K的10nm制程、16核心24线程的规格似乎处于下风,但是从测试成绩来看,二者是互有胜负,英特尔第十二代酷睿的性能混合架构表现出了极强的侵略性。

酷睿i9-12900K综合测试 DDR5表现惊艳

整机的综合性能方面,我们在系统默认配置下也进行了一些测试。首先采用广大人民群众喜闻乐见的Lu大师(版本V6.1)来进行,实测总体性能评分233万+,i9-12900K处理器的单项得分高达92.4万,作为参考,i9-11900K的成绩为83.9万,i9-12900K的成绩与其相比提高了10%。

接下来我们测试一下平台的图形性能,使用最新的3DMark来进行。新版的3DMark Time Spy基准测试专门针对DX12环境设计,核心引擎基于DX12设计,可彻底释放新API的各种潜力,包括降低处理器负载、高效利用GPU硬件、异步计算、混合多显卡、多线程等等。

我们分别进行了TimeSpy、TimeSpy Extreme测试,在默认设置下,Time Spy场景的得分为19340,Time Spy Extreme的得分为9824,表现惊艳。

在针对普通游戏电脑的Fire Strike、针对高性能游戏电脑的Fire Strike Extreme测试、以及针对4K游戏的Fire Strike Ultra三个典型场景下,系统的得分分别为39599、23680、12731,这已经是十分出色的成绩。

内存性能方面,首先在默认的4800MHz频率下(时序为CL40-39-39-76)进行测试。在AIDA64 Cache&Memory Benchmark的测试中,内存读取、写入、复制速度分别高达75208 MB/s、69292 MB/s、68730MB/s,延迟81.4ns,这样的性能表现与DDR4内存相比有着大幅度的提升。

然后我们开启XMP 3.0,将其运行在5200MHz的频率下(时序为CL40-40-40-80),此时内存读取、写入、复制速度也再创新高,读取速度超过80GB/s,高达80230 MB/s,写入73673 MB/s,复制73163 MB/s,已经达到了我们测试数据库的最高值,表现十分惊人。

综合来看,DDR5内存带来的性能提升是非常显著的,但缺憾也很明显,那就是时序与延迟太高。我们知道,高频率和低时序是一对矛盾,对于追求极致的发烧友们来说,太高的时序带来的延迟增加可能令他们难以接受,如果与某些体质出色的4000MHz以上DDR4超频内存相比,这些用户在两者之间可能会犹豫不决。

酷睿i9-12900K游戏性能测试 又快又稳

在以上的一系列性能测试中,英特尔第十二代酷睿i9-12900K已经展现出了强悍的实力,接下来我们通过几款热门的游戏,来看看这款处理器的具体表现。我们选用的四款游戏分别为《战地5》、《永劫无间》、《绝地求生》、《CS GO》。

首先是《战地5》,这是一款由EA制作并发行的第一人称射击游戏,场景宏大,画质震撼。我们将游戏设置为最高画质,打开DX12,并开启DXR光线追踪支持,帧率上限设置为200。在FHD分辨率下,实测游戏平均帧率为165FPS。

《永劫无间》可以说是今年爆火的实力新游,作为一款“古风吃鸡”游戏,其游戏画面也是美轮美奂。我们将系统画质设定为最高,开启NVIDIA DLSS与Reflex,在FHD分辨率下实测的平均帧率为186FPS,整个游戏体验丝滑流畅。

《绝地求生》游戏大家都比较熟悉了,这是由蓝洞开发的一款战术竞技型射击类沙盒游戏,游戏对于整机的优化要求较高。游戏中我们同样设定为最高画质,实测在FHD分辨率下平均帧率为275FPS。

《CS:GO》是备受全球玩家喜爱的第一人称射击游戏,在该游戏的测试中,我们将其设定为最高画质,同时解除默认的400FPS帧率限制,实测最高帧率可以超过600帧,平均游戏帧率可达387FPS。

可以肯定的是,英特尔酷睿i9-12900K处理器与GeForce RTX 3080Ti显卡的组合,绝对是目前性能最出色的游戏平台之一,面对市面上几乎所有的游戏大作都没有性能瓶颈,可以放心畅玩。在这种级别的配置下,其实更考验的是处理器的单核性能以及对于游戏的优化,而这恰恰是英特尔的优势。得益于第十二代酷睿更强劲的P核性能和先进的调度机制,这套平台在游戏过程中表现十分稳定,体验出色。

超频与功耗表现 最高5.3GHz满载266W

接下来,我们来看看超频与功耗部分。由于i9-12900K采用了性能核心和能效核心的组合,最高5.2GHz的睿频频率只能出现在性能核心上,因此在超频部分与以往还是不太一样的。

ROG MAXIMUS Z690 HERO主板特别针对第十二代酷睿的混合架构,开发了AI超频功能,在系统BIOS打开AI超频设置即可自动进行超频。此外英特尔还为全新处理器设计了卓越的超频工具Intel Extreme Tuning Utility(XTU)工具,支持对性能核心和能效核心,甚至是内存进行超频。可以通过Speed Optimizer对未锁频版第十二代酷睿处理器进行一键超频,也可以使用Advanced Tuning来进行手动调整。

我们使用手动操作,将i9-12900K的8颗性能核心和8颗能效核心分别进行设置,P核中有两颗设置为5.3GHz,其余6颗设置为5.1GHz,8颗能效核心全部设定为3.9GHz,具体如上图所示。

超频之后,在CPU-Z的测试中,单核成绩来到了834,相比超频前的816提高了18分,多核性能来到了11912,相比超频前提高了4.5%,堪堪超过了Ryzen 9 5950X的11906!

关于功耗与温度,我们也进行了简单的测试。酷睿i9-12900K的默认TDP依然为125W,但官方公布的最高满载功耗达到了241W,特别的是,此次i9-12900K的功耗设定中,PL1=PL2=241W,这还是比较少见的,这也意味着最高功耗不单单是超频或者追求极限的短时功耗,而是可以长时间稳定运行的功耗,这与更先进的10nm制程关系密切。

首先,我们在默认设置下,使用AIDA 64(Stress FPU)来进行15分钟的满载测试,此时CPU平均温度为86°C,单颗核心最高温度91°C,此时CPU功耗最高可达238W左右,8颗性能核心全部运行在4.9GHz的频率上,8颗能效核心全部运行在3.7GHz的频率上。

在超频之后,我们再次使用AIDA 64的稳定性测试(Stress FPU)来进行测试,5分钟后CPU平均温度达到了88°C,单颗核心最高温度达到98°C,CPU最高功耗超过266W,8颗性能核心中有1颗运行在5.0GHz,1颗运行在4.8GHz,其余6颗运行在4.9GHz,8颗能效核心全部运行在3.7GHz的频率下。

综合来看,酷睿i9-12900K在16核心24线程的设计下,相比上代8核心16线程的i9-11900K,功耗明显上升,尤其是超频之后的满载功耗比i9-11900K提高了30多W。但CPU的高频运行更稳,并且更加激进的功耗设定,可以让用户放心地让处理器发挥出更极致的性能,超频潜力也更大。

厚积薄发 14nm后英特尔重回巅峰

近几年以来,英特尔深陷14nm制程的泥潭,眼看对手弯道超车,一路发力,英特尔却依然不紧不慢,生生的将10nm制程的桌面级产品推迟到了2021年。

但俗话说“好饭不怕晚”,通过以上测试,我们不难发现,英特尔在半导体领域的深厚技术积累,与AMD的7nm制程相比,英特尔在看起来并不占优的10nm制程下,拿出了革命性的性能混合架构,进一步提高了处理器的性能上限,而新加入的硬件资源调度器,在和Windows 11的配合下,也带来了良好的稳定性表现。

面对友商7nm产品的步步紧逼,Intel的10nm桌面平台终于与我们见面,Intel酷睿i9-12900K就是英特尔的宣言:“我回来了!”。创新的混合架构,显著的IPC性能提升,恐怖的多核性能提升,更强的超频性能,让这颗16核心的处理器重回巅峰。可以预见的是,这款处理器将会成为未来一年市场上最具竞争力的游戏处理器。

最后是价格方面,英特尔酷睿i9-12900K国内市场官方售价4999元,与上代i9-11900K的4699元上涨了300元,如果按照核心数量来算,还是十分超值的。至于会不会缺货,据英特尔透露,目前的备货数量在数十万片,心水的小伙伴们就赶快冲吧!



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