14nm的究极 Intel第十一代桌面酷睿i9-11900K评测

PChome | 编辑: 单亚凯 2021-03-30 21:00:00原创 返回原文

代号为Rocket Lake-S的英特尔第十一代桌面酷睿采用了全新的Cypress Cove架构,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,带来IPC性能的显著提升。作为当家旗舰,酷睿i9-11900K拥有更强的单核性能、更强的超频性能,在八颗核心的设计下近乎实现了前代十核心的多核性能,担得起“最强14nm旗舰桌面处理器”的称号。

14nm绝唱 Intel第十一代桌面酷睿

开始今天的内容之前,首先告诉大家一个确定的好消息:这次真是的最后一代采用14nm制程的Intel桌面处理器了,Intel已经明确表示采用10nm制程的第十二代酷睿(Alder Lake)将于今年底正式亮相。如果从2015年的Broadwell 算起来,14nm应该是Intel历史上生命周期最长的一代制程了,时至今日已经走过了7年的时间。

虽然代号为Rocket Lake-S的第十一代桌面酷睿采用了新的Cypress Cove架构,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,因此也实现了明显的IPC性能提升。

作为第十一代酷睿的当家旗舰,酷睿i9-11900K采用8核心16线程(你没看错,确实比上代的i9-10900K少了两颗核心),16MB三级缓存,基准频率3.5GHz,全核加速频率4.7GHz、睿频 2.0单核最高5.1GHz,睿频Max 3.0最高5.2GHz,TVB加速全核最高4.8GHz、单核最高5.3GHz,主频与i9-10900K相比基本持平。

第十一代酷睿沿用LGA1200接口,也就是说与400系芯片组兼容。当然全新的Z590芯片组具有更多先进特性,包括原生的X8 DMI总线、PCIe 4.0通道、USB 3.2 Gen 2x2接口以及网络支持等方面。

本次测试平台基本配置一览  

测试平台的搭建方面,我们使用了来自华硕ROG的M13H(MAXIMUS XIII HERO)Z590 主板,辅以ROG STRIX GAMING RTX 3070显卡,使用了NZXT KRAKEN X73 360mm一体式水冷散热器,金士顿PREDATOR DDR4 RGB 16GB*2 3200MHz内存,WD_BLCK SN850 PCIe 4.0 M.2固态硬盘,电源则是艾湃电竞AG750M金牌750W。操作系统方面采用Windows 10 Pro X64(版本20H2),所有硬件驱动均使用厂商官方公版驱动程序。

华硕ROG M13H Z590主板采用标准ATX板型,采用Intel Z590芯片组,支持LGA1200插槽,使用了14+2相的怪兽级供电设计,单相供电可达90A。通过集成的铝制I/O金属装甲、扩大的VRM供电区域散热片和带有嵌入式背板的四组M.2散热片加强了主板的整体散热。此外,M13H主板还提供了一系列先进连接,包括原生的PCIe 4.0通道,WiFi 6E无线网卡以及雷电4接口等。

显卡方面,我们使用了ROG的STRIX GAMING RTX 3070显卡,GeForce RTX30系列显卡基于8nm安培架构搭载,RTX 3070配备5888个CUDA单元,256bit 8GB GDDR6显存,显卡功耗220W,性能直逼NVIDIA上代旗舰GeForce RTX 2080Ti。配备3个大尺寸散热风扇,视频接口部分则为3个DP、1个HDMI以及1个Type-C。

Intel第十一代桌面酷睿首次完整原生支持PCIe 4.0,因此我们也使用了支持PCIe 4.0规范的固态硬盘,来自西部数据的WD_BLACK SN850 M.2 SSD(1TB),支持PCIe 4.0x4通道,看看正在Intel平台下究竟能发挥出多少实力。下面我们就来详细看看酷睿i9-11900K的具体性能表现。

酷睿i9-11900K基准运算能力测试

基准性能方面,我们将使用多款软件来进行衡量。首先我们通过CPU-Z(版本V1.95)自带的性能测试进行简单的横向评估。

Intel i9-11900K与i9-10850K性能对比

如果以i9-10850K为基准的话,i9-11900K在少了两颗核心的情况下,由于单核心性能高达28%的提升,多核心性能与十核的i9-10850K基本相当。第十一代酷睿在架构方面的改进带来的IPC性能提升已经初现端倪。

WinRaR基准性能测试

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与平台的CPU、内存和硬盘都有关系,处理器是影响压缩文件速率的直接因素。因此我们也可以用这一软件来表现处理器的性能。在WinRAR 5.80 X64版本的基准性能(开启多线程)测试中,i9-11900K的处理速度为29927KB/s。作为参考,i9-10900K的成绩为38791KB/s,Ryzen 9 5900X的成绩为58623 KB/s,Ryzen 5 5600X的成绩为35316 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,也非常适合用来测试CPU的稳定性。


Super PI测试

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,实际完成时间为6.249s(以数据输出完成时间为准)。作为对比,i9-10900K的成绩为7.307s,Ryzen 9 5900X的成绩为7.258s,Ryzen 5 5600X的成绩为7.659s,十一代酷睿的强劲单核心性能有所体现。

wPrime Benchmark测试

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,i9-11900K用时25.18秒,相比i9-10900K的27.3秒明显加快,但多线程计算1024M用时76.31秒,相比i9-10900K的65.495秒慢了不少,少了两颗核心的劣势体现的也很明显。与Ryzen 9 5900X的对比结果也类似,单核性能明显更强,多线程测试由于核心数量少处于下风。

Fritz Chess Benchmark

Fritz Chess Benchmark是一款国际象棋测试软件,软件的基准参数是:在P3 1.0G的处理器下,其可以每秒运算480千步。目前国际象棋最多支持16线程,因此刚好可以完全以发挥出i9-11900K的实力,实际测试结果为每秒37395千步。作为对比,i9-10900K(也仅能使用16线程测试)的成绩为每秒35842千步,非常直观的体现出了单核性能的提升。作为对比,Ryzen 9 5900X的成绩为每秒36766千步,Ryzen 5 5600X的成绩为每秒30494千步。

Cinebench R15测试

CineBench是业界公认的基准测试软件,首先我们使用CINEBENCH R15版本来测试处理器性能。该项测试中,i9-11900K的单核心分数高达261,相比上代i9-10900K的219cb,提升高达19%,多核心性能为2434cb,相比十核心的i9-10900K稍逊一筹,八颗核心已经发挥出了上代十核94%的性能水平。

Cinebench R20测试

在CINEBENCH R20版本的测试中,i9-11900K的单核心分数高达645pts,相比上代i9-10900K的516pts大幅提升,多核心性能达到了5974pts。作为对比,Ryzen 9 5900X的多核心成绩为8512pts,Ryzen 5 5600X的多核心成绩为4465pts。 

酷睿i9-11900K综合性能测试

整机的综合性能方面,我们首先在系统默认配置下,进行了一些类测试。首先采用鲁大师(版本V6.1021)来进行,实测总体性能评分为190万+,i9-11900K处理器的单项得分高达839219,在处理器排行榜里位列第36位,与Xeon W-3235性能基本相当。作为参考,i9-10900K的此项成绩为63万分,排名第54,i9-11900K的成绩约为其1.3倍。

鲁大师综合性能测试

接下来我们测试一下整套平台的图形性能,首先我们使用3DMark 11来进行测试,这款软件基于Futuremark自行设计的原生DX11引擎,可综合考察DX11 PC游戏平台的整体图形性能。

在3DMARK 11 HD分辨率下的Performance(P)模式与FHD分辨率下的Extreme(X)模式下,得分分别为36691和17365分。已经比i9-10900K+RTX 2080Ti组合的分数还要高了。

新版的3DMark Time Spy基准测试专门针对DX12环境设计,核心引擎完全基于DX12,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、TimeSpye Extreme测试,在默认设置下,Time Spy的得分为13773,Time Spy Extreme的得分为6817。


在普通游戏电脑的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三个场景下,得分分别为28264、16321、8925。

NVIDIA在发布基于图灵架构的RTX20系显卡的时候,引入了一项全新的深度学习超采样抗锯齿技术DLSS ,简单来说,DLSS技术可以通过深度学习,让显卡以更低的负载和渲染分辨率输出4K分辨率抗锯齿的画面,从而大幅度提升显卡在运行4K游戏时的效能。新版3DMark中也针对这一功能推出了专门的测试,在NVIDIA DLSS feature test中,DLSS关闭的情况下,帧率为38.58FPS,DLSS开启之后可以达到92.00FPS,大幅提高了画面的流畅度。RTX 30系列显卡在该项测试中的性能表现比RTX 20系列更加的强势。

RTX30系列显卡的光线追踪性能有着明显提升,在3DMrk中专门更新的Port Royal测试中,这套平台取得了8356分的好成绩,充分证明了安培架构带来的超强性能表现。

在内存与存储方面,整机使用了32GB内存,在XMP配置下,稳定运行在3200MHz的频率下,在AIDA64 Cache&Memory Benchmark的测试中,内存读取、写入、复制速度分别为48964 MB/s、49129 MB/s、50400MB/s,延迟50.6ns,表现也相当出色。

硬盘方面,这块来自西部数据的WD_BLACK SN850采用了PCIe 4.0 x4通道,在CrystalDiskMark的测试中,顺序读写速度高达6901 MB/s,读取速度为5209 MB/s,4K随机读写性能也非常出色,单线程下读取速度为87.77 MB/s,4K随机写入速度为307.83MB/s。相比目前主流的PCIe 3.0x4固态硬盘,磁盘读写性能几乎是翻倍的表现,大大加快了系统的响应速度。

PCMARK 10整机性能测试

最后,PCMARK作为整机性能的测评软件,十分考验整机软硬件之间的配合、兼容与优化,新版的PCMark 10 针对 Windows 10 操作系统也改善了工作负载,在全面衡量整机性能的标准PCMark 10测试中,整机得分高达8258。 

酷睿i9-11900K游戏性能测试

在以上的基准性能测试中,i9-11900K全面展示了自己的实力,整套平台的性能极为强悍。那么在实际的游戏性能测试中,表现如何呢?接下来我们将通过四款主流游戏来进行试玩,分别为《战地5》、《巫师3:狂猎》、《绝地求生》、《彩虹6号》,并分别测试了FHD\QHD\4K分辨率下的帧率表现。主机使用DP显示输出,外接一台来自ROG玩家国度的XG27UQ显示器。这台显示器采用27英寸FAST IPS面板,4K UHD分辨率,具备1ms响应时间,刷新率高达144Hz,还支持NVIDIA G-SYNC显示同步技术,在FPS等快速运动画面较多的游戏中可以获得无比丝滑的游戏体验,可以说是广大玩家们的梦想装备之一。

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,剧情丰富,画质震撼。我们将游戏内的设置为最高画质,打开DX12,并开启DXR光线追踪支持,帧率上限设置为200。

《巫师3:狂猎》是由CD Projekt RED制作的《巫师》系列游戏作品的第三部,也是杰洛特冒险的终曲。在测试中,我们将游戏设定为最高特效,FPS限制为无。 

《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,这款游戏对于整机的优化要求较高,游戏中我们同样设定为超高画质。

《彩虹六号:围攻》是一款竞技类FPS游戏,画面中的场景设计并不算太复杂,但部分画面里的爆炸效果非常考验处理器与显卡的运算协同能力。我们将游戏画面设置为超高品质,分别测试了三种不同分辨率下的性能表现。

最后,这四款游戏的具体性能表现如上图所示。首先可以肯定的是,酷睿i9-11900K+GeForce RTX 3070的组合,绝对是一套性能出色的游戏平台。得益于十一代酷睿先进的核心架构和高主频带来的优势,以及RTX 30系列显卡强劲的运算能力与光线追踪性能,这套配置下这几款游戏的体验都是非常出色的。在FHD分辨率与2K分辨率下是轻松加愉快,可以获得超流畅的游戏体验,即使是在4K分辨率下,这四款游戏也都能在最高画质下实现60FPS以上的丝滑体验。

新增ABT技术 超频能力依然强悍

接下来,我们说一说超频。对于Intel的“K字号”桌面处理器来说,超频是保留项目,也是发烧友们的乐趣所在。虽然依旧是14nm的底子,但i9-11900K的超频能力依然强悍,在TVB(Thermal Velocity Boost)技术的加持下,官方称全核心睿频频率可达4.8GHz,单核心最高5.3GHz。

并且,在十一代桌面酷睿中,Intel又引入了一项全新的技术:ABT,也就是英特尔Adaptive Boost Technology技术,这个特性可以适时提高多核睿频频率,进而提升第十一代智能英特尔酷睿i9K和KF台式机处理器的性能。简单来说,在配有增强型电源输出和散热解决方案的系统中,英特尔ABT技术能够进一步提升多核睿频频率,同时仍保持在规范的电流和温度限值内。与过去的英特尔睿频技术一样,英特尔ABT在规范内运行,且不算是超频。如果简要理解的话,可以认为是TVB之上的又一项原生睿频技术,活跃内核数增多时的最大频率也会随之变化,至于能发挥出多少实力,与系统供电、散热能力关系密切。

主板BIOS内调节倍频 

具体到超频环节,我们直接在ROG M13H主板的图形化BIOS内开启ABT功能(不同厂商主板需BIOS更新以支持此功能),然后手动调节CPU倍频与电压等参数,经过尝试,最终成功将酷睿i9-11900K的全部核心超频到了5.3GHz,并顺利通过了大部分基准测试软件的跑分测试。相比默认的频率设置下,手动超频之后,i9-11900K的性能有着一定程度的提升,具体数据如下:

在CPU-Z的基准测试中,如果以i9 10850K为基准,超频后i9-11900K的多核心性能约相当于前者的97%,也就是说8核心基本打平了i9-10850K的十核心。其它基准测试中,WinRAR和国际象棋的测试部分,性能基本没有提升,而在Super PI和wPrime的测试中,超频之后的性能提升相对明显。在Cinebench R15测试部分,i9-11900K超频之后单核心性能基本没有变化,多核心成绩提高了67cb,提升幅度约为2.7%。不过在Cinebench R20的测试部分,超频之后未能通过完整测试,反复尝试均出现了测试中途系统自动重启的情况。

整机综合性能方面,在处理器超频之后,也带来了一定的提升。在鲁大师的综合测评中,整机评分提高了4万多分,处理器性能部分提升了近一万分。

功耗与温度 超频满载功耗降低

关于功耗与温度,我们也进行了简单的测试。酷睿i9-11900K的默认TDP依然为125W,首先,我们在默认设置下,室温为15℃的环境下,使用AIDA 64的稳定性测试(Stress FPU)来进行,经过15分钟后的满载运行,此时CPU平均温度76°C,单颗核心最高92°C,此时CPU功耗维持在200W左右,达到了205瓦,此时8颗核心全部运行在了4.3GHz的频率上。

默认频率下 AIDA64 稳定性测试

在超频至5.3GHz之后,我们再次使用AIDA 64的稳定性测试(Stress FPU)来进行测试,15分钟后CPU平均温度达到了96°C,单颗核心的最高温度达到了100°C,此时CPU功耗最高达到了233瓦,但8颗核心依然可以维持在4.5GHz的频率下运行。

5.3GHz频率下 AIDA64 稳定性测试

综合来看,酷睿i9-11900K在八核心的设计下,相比上代十核心的i9-10900K,功耗明显降低,尤其是超频下的功耗比i9-10900K低了不少。但令人欣喜的是,CPU的降频情况反而得到了改善,依然可以维持在较高的频率下运行,可以说充分发挥了单核心的性能优势,默认频率设置下已经可以获得十分出色的综合性能表现,对于追求更高性能的用户来说,开启ABT自动超频功能,即可以享受到稳定的性能增幅,而不必再进行繁琐的手动超频操作。

14nm的究极 期待10nm制程带来惊喜

综上测试,我们可以发现,Intel酷睿i9-11900K的确担得起“最强14nm旗舰”的称号,更强的单核性能、更强的超频性能,均带来了明显的性能增益,更重要的是在8颗核心的情况下实现的。14nm的工艺制程在Intel手中真的是被打磨到了极致,可以说是又一款全能的消费级旗舰处理器。

价格方面,英特尔酷睿i9-11900K与上代的i9-10900K相比有所上涨,官方售价538美元,国内零售价格4699元,相比i9-10900K的488美元,4299元人民币大概是贵了10%左右,少了两颗核心,还贵了一点,算起来用户的每核心拥有成本有所增加。

去年,我们在测试i9-10900K的时候,曾经向Intel提出过一个问题:14nm的究极在哪里?现在,i9-11900K就是最终的答案,现如今大多数游戏和应用程序仍依赖于高频率的核心以实现高帧率和低延迟,而Intel在第十一代桌面酷睿上所做的改进,仍然可以对用户,尤其是游戏玩家们产生巨大吸引力。

面对友商7nm产品的步步紧逼,Intel的10nm桌面平台迟迟未能与我们见面,但好在英特尔已经明确表示,全新的第十二代酷睿,代号为Alder Lake、采用SuperFin工艺的10nm产品已经箭在弦上,预计今年底就会与我们见面,大家拭目以待吧!

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