序言
對於用了整整五年「14nm + Skylake架構「Intel的桌面用戶而言,想必都想對Intel大聲喊出「五年,你知道我這五年是怎麼過得嗎」這句名臺詞.而在對手的步步緊逼下, 儘管新的10nm工藝依舊難以扛起桌面端重任, Intel還是依靠老而彌堅的14nm+++,在第11代Core桌面處理器上換用了全新架構,並如期趕在2021年1季度結束前發售.
本次評測的主角則是Intel第11代Core桌面處理器中的Core i9-11900K與i5-11600K,分別對應8核16線程+頂配睿頻機制的旗艦級與6核12線程的主流級定位.均為125W TDP,解鎖超頻且內置核顯的型號.
產品特點
本次新發布的產品為第11代Core桌面處理器, 代號為Rocket Lake-S,對應Cypress Cove架構.這也是Intel自2015年Skylake架構以來再度在自家桌面處理器上更新架構,大致可視作Sunny Cove(第10代移動Core移動處理器對應架構)的14nm工藝高頻版.而內置的核顯則採用了最新的Xe架構,即與目前第11代移動Core移動處理器相同,只是規模減少.
官方宣稱新架構相比前代擁有最多19%的IPC提升,核顯則比前代有最多50%的性能提升.此外也引入了深度學習相關的指令集以及特性(DL Boost/AVX-512/VNNI),以及更為靈活多變的超頻特性.
在擴展性方面, CPU自身直出的PCIe通道數增加到了20條並支持PCIe 4.0, 足夠滿足一塊PCIe 4.0 x16的獨立顯卡 + 一塊PCIe 4.0 x4的M.2 NVMe SSD獨佔. 標稱的內存支持提高到了DDR4-3200級別. 全新的核顯也帶來了對最新的10bit AV1, 12bit HEVC等視頻編碼格式, 以及HDMI 2.0, HBR 3等顯示輸出的支持. 前代核顯以HDMI只夠輸出4K 30p的痛點得以解決.
配套的Intel 500系列晶片組也已經在1月上市. 提升同樣不少. 首先與CPU間連接的總線提升為DMI 3.0 x8,不會輕易就被一塊PCIe 3.0 x4的SSD就擠爆帶寬. 同時也可原生支持USB 3.2 Gen2 x2(20Gbps). 還新增可擴展板載最新的Wi-Fi 6E無線模塊與Thunderbolt 4的支持.
超頻支持上也獲得了更多的調節項. 最重要的是B與H系列的晶片組也獲得了史詩級加強, B560和H570都解鎖了內存超頻, 不再受限於CPU的標稱規格. 再是全新的內存控制器設計, 與玩家此前在AMD Zen2/Zen3系列上接觸的特性極為類似, 這次第11代Core桌面處理器的IMC也分為與內存時鐘1:1同步的Gear 1模式和1:2異步的Gear 2模式. Gear 2模式下可以擁有更高的頻率和寬泛的時序調整範圍, 而代價則是延遲增加. Gear 1和Gear 2的分界點也與競品一樣同樣落在了DDR4-3733至DDR4-3866附近. 另外由於AVX-512指令集的引入, 針對AVX2和AVX-512環境也分別有更多的Offset與電壓控制選項供調節. 內存頻率和時序設定也可以支持實時調節. 可玩性不小.
最後則是型號表一覽
後綴K:解鎖超頻,125W TDP
後綴F:不帶核顯
後綴T:節能款,35W TDP
Core i9:
本代i9核心數量相比前代倒吸為8核16線程, 對應搭配16MB三級緩存.
睿頻機制仍然是Turbo Boost 2.0 + Turbo Boost Max 3.0 + Thermal Velocity Boost組合.
Turbo Boost Max 3.0曾經是Intel HEDT系列獨佔特性, 體質最好的兩個核心可以獲得更多的加速頻率,從第10代MSDT系列起下放到i9/i7上.
Thermal Velocity Boost(簡稱TVB)則是第10代MSDT系列i9起新增的機制, 在CPU溫度70℃以下時, 所有其他睿頻機制可以獲得比各自標稱再多0.1GHz的加速頻率.
而在臨發布時,Intel又為Core i9-11900K/KF多增加了一種名為Adaptive Boost Technology(簡稱ABT)的睿頻機制. 會在後文詳述.
此外i9-11900K/i9-11900KF獨佔了DDR4-3200以Gear 1模式運行的標定,可認為是官方
欽點了這兩款型號的內存控制器體質與其他型號拉開.
所有非後綴F的型號都搭配了UHD 750核顯.
Core i7:
本代i7的核心數量和緩存容量與i9完全一致, 僅在只能在頻率上做文章. 除了標稱的頻率範圍普遍低於對應TDP檔位的i9外,也去除了Thermal Velocity Boost睿頻機制.
Core i5:
本代i5仍然保持6核/12線程的配置, 對應搭配12MB三級緩存. 標稱的內存支持也不再刻意與i7和i9區別,全面提升到了DDR4-3200級別,不過在B560/H570已經全面放開內存超頻的背景下這一參數標稱的改變對實際使用並沒有實質影響. 其中i5-11400系列的核顯減配為UHD 730型號, EU單元數從UHD 750的32組減少為24組.
Core i3及以下:
i3及以下則毫無Rocket Lake-S的痕跡, 僅僅對現有第10代型號全面提頻100MHz並將型號名的尾數改為5而已.
產品規格
有關整個第11代Core桌面處理器的型號布局和特性已在上一節有所詳述,不再重複.
兩款測試型號規格對照第10代對應型號規格:
大致變化包括i9系列核心數量倒吸, 緩存增大, 基礎頻率降低, 睿頻頻率增加, 內存頻率支持提高, CPU PCIe通道數增加並換代. 核顯換代.
睿頻機制與預設頻率:
前面提到Intel又臨時為Core i9-11900K/KF增加了Adaptive Boost Technology的機制.
事實上就是讓全核睿頻都能夠有機會保持在Turbo Boost 2.0單核睿頻頻率的機制. 因此開啟後i9-11900K/KF有機會在大量的工況下都保持全核5.1GHz的狀態運作.Intel官方也給了一張圖表展示了各類睿頻機制對於各核心實際可加速的頻率範圍的效果:
目前BIOS中對該選項默認為關閉狀態, 但Intel也表示ABT與其他睿頻機制一樣, 仍屬於規範範圍而不屬於超頻. 有趣的是類似的特性曾經一度被誤以為在i9-9900KS上實裝.
此外或許由於時間緊迫, 在使用Core i5-11600K時, 配套測試主板的BIOS中仍存在ABT選項. 但無論開啟還是關閉都沒有明顯區別, 只是會出現三核長期保持4.9GHz, 另三核長期保持4.6GHz的現象.
CPU-Z讀取的信息(i9-11900K):
CPU-Z讀取的信息(i5-11600K):
完整官網規格表:
外觀解析
本次測試樣品仍然是搭配Intel提供的限定款包裝.
全新版本的Intel Logo搭配多種藍色基本幾何圖形組成的圖案上蓋.
掀開後則是帶立牌式的展示型底座.
深藍的i9與淺藍的i5直立與展示架上, 左下方還配有一枚水晶立方擺件.
獨立包裝的CPU和立方體擺件都可取出.
兩款CPU合照. 樣品均為正式版.
兩款CPU在外觀上僅正面鐵蓋文字不同. 但鐵蓋的造型和10代比有所調整,外框改為三層式.
仍然採用Socket LGA 1200接口,但上一代的400系晶片組主板中只有部分Z490才可支持.
Core i9-11900K.
Core i5-11600K.
上機實拍(配套主板:ASUS ROG Maximus XIII Hero)
測試平臺
CPU: Intel Core i9-11900K (Base: 3.50GHz / Turbo: 5.30GHz)
Intel Core i5-11600K (Base: 3.90GHz / Turbo: 4.90GHz)
Intel Core i9-10900K (Base: 3.70GHz / Turbo: 5.30GHz)
Intel Core i5-10600K (Base: 4.10GHz / Turbo: 4.80GHz)
AMD Ryzen 9 5950X (Base: 3.40GHz / Turbo: 4.70GHz)
AMD Ryzen 9 5900X (Base: 3.80GHz / Turbo: 4.65GHz)
AMD Ryzen 9 3950X (Base: 3.50GHz / Turbo: 4.70GHz)
AMD Ryzen 9 3900X (Base: 3.80GHz / Turbo: 4.65GHz)
主板:
ASUS ROG Maximus XIII Hero (Intel Z590) (for 11th Gen Core i9 & i5)
ASUS ROG Maximus XII Apex (Intel Z490) (for Core i9-10900K)
MSI MEG Z490I Unify (Intel Z490) (for Core i5-10600K)
ASUS ROG Crosshair VIII Hero (AMD X570) (for Ryzen 9 series)
ASUS ROG Crosshair VIII Dark Hero (AMD X570) (for Ryzen 5 5600X)
內存:
Kingston HyperX Predator DDR4 (2 x 8 GB / DDR4-3600 / 17-18-18-39)
顯卡
ASUS TUF RTX 3080 Gaming OC 10G (NVIDIA GeForce GTX 3080)
系統盤:
WD Black SN750 500 GB (500 GB / PCIe Gen3 x4 / NVMe)
CPU散熱器:
Noctua NH-U14S
電源:
Seasonic Prime 1300 Platinium (1300W)
機箱:
無
作業系統:
Windows 10 Version 2004
測試軟體:
SiSoftware Sandra 20/20 R11
SPECworkstation 3.0.4
PCMark 10
AIDA64 6.32
CPU-Z 1.94.0
wPrime 2.10
y-cruncher 0.7.8.9507
SuperPI Mod 1.9 WP
Cinebench R23
Cinebench R20.060
Cinebench R15
Blender Benchmark 1.0 Beta 2
Corona 1.3 Benchmark
V-Ray Next Benchmark 4.10
WinRAR 6.00
7-Zip 19.00
x265 HD Benchmark 0.1.4
x264 FHD Benchmark 1.0.1
3DMark(Fire Strike 1.1/Time Spy 1.2)
Forza Horizon 4
Shadow of the Tomb Raider
Assassin's Creed Odyssey
Far Cry 5
FINAL FANTASY XIV Online Shadowbringers Benchmark
Sid Meier's Civilization VI
Grand Theft Auto V
Red Dead Redemption 2
Prime95 30.2
環境溫溼度與測試平臺照:
性能測試
本次評測的對照組加入了解鎖了PL的Core i5-10600K和全默認的Ryzen 5 5600X,其餘參照組沿用過往評測數據.
對於對照組的第10代Core, 本次測試選擇在完全解鎖PL(PL1,PL2,IccMax=Unlimited)的模式下進行. 這是因為在過去的測試中已經驗證這一模式足夠在常規配置(供電到位的中端主板 + 高性能風冷)下長時間維持應有的頻率和溫度工作. 不選擇默認模式(PL1 = 125W, PL2 = 250W), 則是由於Intel的睿頻機制會在很多測試項中CPU以PL2模式以高頻維持不超過Tau(最大56s)設定的時間,之後則斷崖式邁入PL1的低功耗對應的低頻模式. 因此對於一些在實際工程中往往需要消耗大量時間完成的工況(長時間以PL1限制運行), 其對應的短時間基準測試項由於因PL2狀態運行時間佔比過高而無法有效反映實際性能.
對於對照組的Ryzen 5000系列, 本次測試選擇了默認模式,即不開啟PBO,維持Ryzen 9 5950X與5900X的105W TDP(對應限制: PPT 142W/TDC 95A/EDC 140A)和Ryzen 5 5600X的65W TDP設置(對應限制:PPT 88W/TDC 60A/EDC 90A). 這是因為Ryzen系列的Precision Boost機制並不會像前者存在一個Tau時間設定, 在加速時間達到後斷崖式限制功耗與頻率, 整體性能釋放較為平均穩定且高效. 若簡單打開PBO而不平衡參數, 性能表現也存在一定程度的「蹺蹺板」現象,即部分工況性能提升,而另一部分下降, 且亦可能瞬間過載而無法穩定.
對於本篇評測的主角Core i9-11900K和Core i5-11600K, 起初打算採用和第10代相同的策略, 即在全面解鎖PL設置進行全面測試, 但在實際使用中發現如果單純完全解鎖, 兩款CPU在不少測試項中都會瞬間過載而觸發強制保護導致不穩定或結果失準.因此最終平衡為將PL1解鎖至同默認PL2相同的水準, 並保持IccMax等設置項為標準設置.
功耗測試
在列出綜合性能測試前, 首先來看一下兩款新品在Prime 95 Small FFTs和AIDA64 FPU Stress壓力下的溫度和功耗表現特性(運行約5分鐘取典型值).
由於第11代Core,新加入了AVX-512指令集支持, 因此增加了對應模式的測試結果.
Core i9-11900K可以正常運行全部測試項, 並且在測試所處的環境和設置下, CPU Package溫度也能夠始終控制在90℃以內. Package Power也因PL限制被卡在250W內, 而AVX-512項目會降頻為大約全核4.0GHz, AVX2項目會降頻為全核4.6GHz ~ 4.7GHz.
Core i5-11600K的情況則比較詭異, 有別於上一代i5-10600K從10核降為6核後功耗與溫度大降,在AVX-512相關的測試中, 全6核頻率可以始終維持在4.4GHz的水平, 而儘管Package Power有所下降, CPU Package溫度卻也像頻率一樣, 始終遠高於i9-11900K. 而在AVX2相關測試項中, Prime95的測試則」一秒破功」——只要開始運行就會出現」掉線程」錯誤, 即使恢復為默認PL設置亦是如此. 因此結果標記為「失敗」. 這很可能是目前的BIOS為了針對i9-11900K新機制的調優而無法兼顧i5這樣的六核心型號所致.
顯然, 無論八核的Core i9-11900K還是i5-11600K, 相比自家上代對位型號都有面臨溫度和功耗失控的傾向. 而隔壁的Ryzen 5000系列在更低的Package Power保護牆下則仍遊刃有餘.
綜合性能測試結果總覽(請點擊放大觀看)
Core i9-11900K vs. Core i9-10900K vs. Ryzen 9 59*0X:(請點擊放大觀看)
依靠「Up to 19%」的IPC提升,以及更為激進的睿頻保持機制獲得的高頻, Core i9-11900K在多核類應用場景中的性能表現才勉強沒有被比它多兩個核心的前代Core i9-10900K拋離. 雖然也有在新指令集的幫助下能夠一騎絕塵的應用場景(如y-cruncher與AIDA64 AES測試項), 有ABT機制下長時間全核5.1GHz級別的頻率保持帶來的它擁有出色的遊戲性能和日常響應等高光表現. 但面對Ryzen 9 59*0X雙雄, 即使是偏單核的應用項目仍然無法拋離太多. 至於多核……在連自家前代10核都無法完勝的情況下, 更無力與對手更強大的12與16核抗衡了.
Core i5-11600K vs. Core i5-10600K vs. Ryzen 5600X:(請點擊放大觀看)
同為6核12線程的三款型號, 彼此間性能差異特徵也就更明顯. 沒有了多兩個核心的幫助, i5-11600K在性能上幾乎毫無懸念地取得了對i5-10600K的完勝, 僅僅在部分緩存和內存延遲特性的測試項中有所倒退. 而對比Ryzen 5 5600X, 除了在新指令集的幫助下部分運算類項目如y-cruncher與AIDA64 AES測試項可以佔據絕對的優勢外, 若撇開緩存和內存延遲特性的測試項, 絕大部分的項目無論偏單核還是多核的應用場景,兩者的性能表顯都在伯仲之間. 但考慮到Ryzen 5 5600X還僅僅是在65W TDP模式的限制下就已經取得如此結果, 解鎖PL1為251W的i5-11600K的表現顯然談不上喜人.
內存Gear 1與Gear 2模式簡測
Gear 1與Gear 2模式分別對應於內存控制器頻率是否與內存時鐘同步. 異步的Gear 2模式會增加延遲, 同時內存頻率也只能選擇266MHz整數倍的分頻(如……,3200MHz, 3466MHz,3733MHz, 4000MHz,4266MHz,……)
根據前文AIDA64與Sandra的內存測試結果項, 即使在1:1同步的Gear 1模式下, 第11代Core桌面處理器的內存延遲表現相比前代有所倒退, 而在帶寬表現上有所提升.
在Intel官方提供的規格中, i9-11900K/KF被標記為支持DDR4-3200 Gear1,其餘全部型號則是DDR4-2933 Gear1. 但從實測來看, 無論i9-11900K還是i5-11600K都可以穩定跑到DDR4-3733 Gear1. 因此規格表上的標註並非類似此前數代桌面處理器在B/H系列晶片組上的硬性限制.
不過, 以手頭的樣品和當前的測試平臺, 這顆i9-11900K確實可以輕鬆開啟DDR4-3866 Gear1, 而i5-11600K則無論如何都無法跨過DDR4-3733 Gear1這道坎.
由於樣本有限, 目前無法實錘這樣的差異是普遍存在於i9-11900K/KF與其他型號的差距,還僅僅是個體體質差異,又或者是BIOS尚未完善所致,甚至以上皆有……
以當前測試平臺為例, 搭配i9-11900K時設定如下的DDR4-3733 C17, Gear1和Gear2模式下AIDA64內存讀寫複製成績相當, 而內存潛伏成績分別為49ns和57ns.
Core i9-11900K樣品最高可啟用DDR4-3866 Gear 1.
Gear 2模式下提高到DDR4-4266 C19,內存讀寫複製成績相應提高, 但內存潛伏成績仍處於57ns水平, 想要追上Gear 1級別的範圍仍是難事
核顯性能簡測
核顯的3D遊戲性能, 在當前這個既不能滿足單機大作的畫質/流暢需求,也不能滿足聯機網遊電競的超高響應需求的時代下完全就是圖一樂的存在.即使UHD 750號稱比自家上代UHD 630最多增強50%,仍然遠遜於AMD Ryzen 7 PRO 4750G上的Vega 8,別忘了後者的遊戲性能也才剛剛超過了GT 1030而已.
相比遊戲性能, 本代UHD 750核顯遠超對手和自家上代UHD 630核顯的視頻編解碼格式兼容性, 以及解決前代自家核顯僅HDMI 1.4輸出的痛點才更具實用價值.
總結
評測最後先回顧下本次第11代Core桌面處理器升級所帶來的提升:全新架構帶來的IPC大提升, 全新指令集對特定應用場景的飛躍式提升, 全新睿頻機制引入全核高頻對遊戲與日常響應體驗的提升,全新核顯帶來最新編碼格式和主流輸出接口支持,進一步豐富的超頻選項帶來的可玩性提升,還有誠意滿滿的PCIe擴展能力提升與換代以及主流級主板對內存超頻解禁設計,甚至還有與才不到一年前發布的前代產品持平的首發售價……
是不是很棒？如果一切順利, 這一代升級一口氣帶來的這麼多提升項應該足夠讓PC DIYer們感到驚喜,何況這還是Intel五年來再次更新了桌面處理器架構, 性能增幅肉眼可見. 仿佛停止的時間再次流動了起來.
可如今桌面處理器上並不是Intel一家獨大的局面. 受限於工藝和架構, 第11代Core桌面處理器只能夠在主流用戶群重點關注的6核與8核產品上發力. 而如此多的提升最終所呈現的性能,其實也並沒有完全壓制住對手早在半年前就已發布, 且同為6核與8核的競品. 就連幾近平手的結果甚至還是用近乎失控的發熱和功耗硬生生懟出來的. 而對手早就依靠架構的靈活擴展性將同等效能擴充到12核與16核規模上的出色表現, 更是凸顯了Intel目前在桌面處理器上的窘境.
當然, 從純性能表現來說, Core i9-11900K和Core i5-11600K在目前桌面級8核與6核級產品中仍能處於第一梯隊, 只要能夠接受且有力駕馭它的功耗與發熱, 在目前的市場環境下也不失為一個好選擇. 改良的核顯儘管無力應對3D遊戲, 但作為辦公亮機或影音體驗用卻是極品,也可幫忙渡過目前獨立顯卡市場上一卡難求的難關.
Core i9-11900K 官網連結:
https://www.intel.cn/content/www/cn/zh/products/sku/212325/intel-core-i911900k-processor-16m-cache-up-to-5-30-ghz/specifications.html
Core i5-10600K 官網連結:
https://www.intel.cn/content/www/cn/zh/products/sku/212275/intel-core-i511600k-processor-12m-cache-up-to-4-90-ghz/specifications.html