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Intel Core i9-12900K 评测

2023-02-19 12:17:48 时间
序言
        尽管Intel在上半年发布的第11代酷睿是*六年来首次在桌面*台拥有架构变动的一次换代. 但再迎来一轮包含了架构巨变的换代只需等上半年. 在这次推出的第12代酷睿的换代中, 我们终于等到了在桌面*台上”鸽”了很多年的10nm制程工艺(如今已更名为Intel 7), 与此同时还有在桌面*台上首次被运用的混合架构, 新一代的DDR5内存, 以及PCIe 5.0的首秀, 如此巨变也使这一代升级成为桌面*台PC用户和DIY玩家关注的焦点.而本次首发的型号只有解锁了超频功能的K系列Core i5, i7和i9. 本篇评测的主角则是其中的旗舰款: Core i9-12900K. 其搭载了8个性能核和8个能效核, 同时最大加速频率也达到5.20GHz, 在核心数量规模与主频两端都做到了系列中的极致.

 
产品特点
本次发售的为第12代桌面版酷睿处理器. 代号Alder Lake. 其最大特色无疑是采用了混合架构. 当然这一混合架构也会同时扩展运用到到其他*台上的第12代酷睿产品中.

 
其中桌面版采用全新的LGA 1700接口.

 
混合架构使第12代酷睿的核心分为性能核(P-core, Performance Core)与能效核(E-core, Efficient Core). 前者基于Golden Cove架构, 强化对单线程应用场景的能力; 后者基于Gracemont架构, 以作为多线程场景的补强. 而按照Intel的预期设想理念, 性能核用于承载前台游戏和大型生产力等场景中出力的主力, 而能效核也用以分担后台应用,减少其对前台应用的中断影响.

 
缓存设计也针对性地增强. 二级和三级缓存相比上代均大幅扩容.

 
为了让应用的实际调度能够如以上的设想所实现, Intel也提供了硬件线程调度器, 并这一硬件调度器已能够被Windows 11所沟通适配. 而由于营销方面的考量, Windows 10就没那么好命去获得对这一全新的硬件调度器的支持了.

 
为了增强竞争力, 配套内存和扩展也喜迎换代. DDR5和PCIe 5.0均在这一代*台上迎来首秀.

 
配套的Z690芯片组也迎来扩展力大升级, DMI总线升级到了Gen 4 x8, 也使芯片组能够提供PCIe 4.0的通道支持.

 
而为了拥有更好的频率表现和超频潜力, 这一代的封装也有所优化, Die(核心晶片)和STIM(焊料层)厚度都进一步被减薄.

 
超频方面的调节方向和原本差别不大, 仍然是核心,缓存,核显,内存和BCLK几个角度. 

 
超频功能的变化都是由配置特性带来的改变. 因为有了能效核, 所以支持了能效核超频, 因为有了DDR5, 所以支持了DDR5超频, 并顺势推出了XMP 3.0和内存动态频率的支持等等.

 
而随DDR5的推出, Intel也顺势将XMP升级到3.0版本. 相比现有的XMP 2.0, 内存厂现在可以对出厂的内存提供最多三档不同的XMP设定档, 并提供两个可由用户自定义的可重写设定档栏位.

 
总体而言, 第12代桌面*台酷睿一口气引入了新工艺, 新架构, 新机制和新的扩展能力. 

 
首发阵容仅提供了解锁超频的K系列的6款型号. 其余主流级款式和配套的B660芯片组等则要等到明年.

 
产品规格
Core i9-12900K作为第12代桌面*台酷睿旗舰, 拥有完整的8个性能核与8个效能核, 性能核最大睿频达到5.20GHz, 可支持超频, 搭配了30MB的L3缓存. Xe架构的UHD 770核显. 采用Intel 7(10nm)制程, LGA1700接口插座, 可支持DDR5-4800与DDR4-3200两代内存, 内置16条PCIe 5.0通道和4条PCIe 4.0通道.

 
CPU-Z信息图:

 
第11代Core i9-11900K/KF临发布时, Intel最后选择加入Adaptive Boost Technology机制. 将原厂默认的全核频率提高到了5.1GHz的水准.
 
而这次第12代的K系列的原厂指定优化手段则是官方提出一档名为Maximum Turbo Power的模式并作为默认设定, 即设定PL1=PL2. 对应于i9-12900K, 这一限制为241W. 这就表示即使严格按照官方设定使用, i9-12900K都被允许长时间在241W的高额限制内维持睿频频率. 当然这一参数标定的变化也对用户搭配散热器提出了更高的要求.

 
通过Intel XTU查看到原厂设置下的各项功耗限制参数与每组核心以及缓存的频率设定:
性能核: 单核 52x, 双核51x, 四核50x, 八核49x
能效核: 四核39x, 八核37x
缓存(Ringbus总线): 47x

 
官网规格表:

 
产品图赏
本次测试的样品来自于Intel的评测套包. 内含正式版的样品. 但包装与零售版不同.

 

 

 
包装内附Die shot照.

 
甚至还真的配上了一张“Alder Lake”的风景照.

 

 
样品处理器仍然是置于独立的小盒内.

 
处理器真身. 本代换用全新的LGA1700接口, 外形也调整为长方形.

 
Core i9-12900K.

 

 
背面触点. 

 
主板上机实装图.

 
一同到了的Core i5-12600K也顺带展示一下.

 

 

 
两者在外观上仅有顶盖印字的区别.

 
配套组件: 
Core i9-12900K + ASUS ROG Maximus Z690 Hero + G.SKILL Trident Z5 RGB

 

 
Core i5-12600K + MSI MEG Z690 Unify + Kingston Fury Beast DDR5

 

 
测试*台
CPU: Intel Core i9-12900K (Base: P-3.20 GHz/E-2.40 GHz, Max Boost: P-5.20 GHz/E-2.40 GHz, PL1=PL2=241W)  
        Intel Core i9-11900K (Base: 3.50GHz, Max Boost: 5.30GHz, PL1: 125W, PL2: 250W, Tau: 28s)
        AMD Ryzen 9 5950X (Base: 3.40GHz, Max Boost: 5.05GHz, Limits: PPT 142W, TDC 90A, EDC 140A)
主板:
        ASUS ROG Maximus Z690 Hero (Intel Z690) (for Core i9-12900K)
        ASUS ROG Maximus XIII Apex (Intel Z590) (for Core i9-11900K)
        ASUS ROG Crosshair VIII Dark Hero (AMD X570) (for Ryzen 9 5950X)
内存:
        Crucial Ballistix DDR4 (2 x 16 GB / DDR4-3600 / 16-18-18-38)(for DDR4 platform)
        G.SKILL Trident Z5 RGB DDR5 (2 x 16 GB / DDR4-4800 / 40-40-40-72)(for DDR5 platform)
显卡
        GALAX RTX 3080 Ti 星瞳 OC (NVIDIA GeForce GTX 3080 Ti)
系统盘:
        WD Black SN750 500 GB (500 GB / PCIe Gen3 x4 / NVMe)
CPU散热器:
        ASUS ROG Ryujin II 360
电源:
        Seasonic Prime 1300 Platinium (1300W)
机箱:
        无
操作系统:
        Windows 11 Enterprise 22000.282
测试软件:
        SiSoftware Sandra 21
        PCMark 10
        AIDA64 6.50
        CPU-Z 1.98.0
        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 5.0
        WinRAR 6.00
        7-Zip 19.00
        x265 HD Benchmark 0.1.4
        x264 FHD Benchmark 1.0.1
        3DMark
        Shadow of the Tomb Raider
        Counter-Strike: Global Offensive
        FINAL FANTASY XIV: Endwalker Benchmark
        Sid Meier's Civilization VI
        HWiNFO64 7.14
 
室温环境:

 
 
性能测试
本次测试均在Windows 11下进行.已安装了修复AMD性能问题的KB5006746更新包以升级到了22000.282版本, 并配合了3.10.08.506版AMD芯片组驱动.
系统电源计划方案选择”卓越性能”, 其余设置项保持默认.
由于时间所限, 本次测试与竞品对比时所用功耗与频率设定均采用原厂标准设置,即:
  • Core i9-12900K: Maximum Turbo Power模式, 对应PL1=PL2=241W
  • Core i9-11900K: Base Power模式, 对应PL1=125W, PL2=250W, Tau=28s, 启用了ABT.
  • Ryzen 9 5950X: 默认模式. 对应PPT/TDC/EDC限制为142W/95A/140A
尽管从数值上来说似乎并非对等, 但出于官方原厂默认的设定档的性能释放具备参考意义的考虑, 因此本伦测试以此作为基准.
搭配内存方面均为2 x 16GB双通道组合. 其中Core i9-12900K采用 DDR5-4800 CL40的标准设置. 由于初期DDR5价格昂贵且超频困难, 因此本轮测试仅使用该基础的设定档作为基准进行测试. 
而对照组的两款搭配的是DDR4-3600 CL16. 这一频率在接*两款*台的IMC最佳效率区间的同时, 相比DDR4-3200也并无太多溢价, 且几乎不挑主板兼容性. 因此DDR4*台选择这一设定作为基准进行测试.

 
第一组: 综合基准测试1
 
测试项简介: 本组测试包括SiSoftware Sandra的”处理器总得分(多线程模式)”和AIDA64内置的基准测试项. 其提供了对多组特定场景的算力检测的功能.可作为评估CPU性能和特性的参考.
结果简析: 目前最新版本的AIDA64测试对于Core i9-12900K的混合架构显然很不对付, 运行时也会弹窗兼容性提示. 在多项考察浮点数运算的测试项中甚至都跑不过第11代的i9-11900K. 参考性可能并不强, 倒是充分展现了混合架构确实特别吃软件适配的特点, 尤其是这类纯跑分型的场景. 
而Sandra的测试项中i9-12900K相比R9-5950X则各有千秋, 从细分成绩来看R9-5950X胜在多核间效率与多媒体类运算能力, 而i9-12900K胜在加密类与科学计算类的能力. 但论总分仍是i9-12900K更占优的一边.

 
第二组: 综合基准测试2
测试项简介: 这一组测试项包含了几款常用且经典的专项测试, 也是玩家常用于评估CPU性能的标准. 且均可指定单线程与多线程模式. 包括CPU-Z内置的Benchmark,3DMark的CPU Profile专项测试, 用于计算质数的wPrime, 用于计算圆周率的SuperPI(单线程限定)和y-cruncher.
结果简析: 由于同样是纯跑分型的场景, 这一组中的项目也出现了对12代混合架构不对付的场面. i9-12900K在wPrime和Super PI这两项传统测试均几乎全方位地跑不过i9-11900K.而拥有较新设计的y-cruncher, 也出现了多线程模式强势而单线程模式孱弱的有趣现象. 相比之下, CPU-Z和3DMark CPU Profile的表现就比较符合预期. 单线程模式下显然i9-12900K的性能核发挥应有威力, 相比i9-11900K与R9-5950X的单线程得分均有显著提高, 多线程模式下, 相比只有8核的i9-11900K的差距进一步加大, 但被R9-5950X追赶甚至被反超.

 
第三组: 综合实景基准测试
测试项简介: 本次测试中该组别仅选用PCMark 10. 通过回放真实的日常与办公类应用的操作, 根据对应的操作与响应时间打分. 子项分数包含必要类应用(包括App启动,视频通话和上网浏览),Office类应用和简单的数码创作(简易的图片, 视频编辑和渲染工作). 结果成绩较能代表日常使用的体感流畅度.
结果简析: 此项目历来是Intel家的强项. Core i9系列在Windows的高性能电源模式下又拥有较高的主频, 策略上就是更占优的一方. 在这基础上新架构性能核Core i9-12900K也发挥其应有威力, 在几乎全项目中都能以较明显的幅度领先上一代的i9-11900K与竞品R9-5950X.

 
第四组: 渲染类基准测试
测试项简介: 本组包含几款官方自带独立Benchmark的渲染类应用的测试项. 包括玩家最爱对比的*三代的的Cinebench(对应Cinema 4D), 以及Blender, Corona与V-Ray. 测试项均拥有实际工作场景的背景, 且能充分发挥处理器的多线程性能.
结果简析: 由于测试项均为多线程敏感, 只有8核的i9-11900K只能沦为气氛组. 
在可以指定单线程的Cinebench的测试项中,负载已经识时务地落在i9-12900K的性能核上,因此在单核分数上可以明显看到其相比R9-5950X的优势
但在多核全开的项目与模式中, i9-12900K就没法像单核模式下这般勇猛了, 在这些项目中与R9-5950X互有胜负, 但差距基本不会超过10%. 不过, 考虑到i9-12900K的被设置功耗上限更高, 在这类应用的能效比上R9-5950X仍然是更占优的一方, 且R9-5950X还拥有更多的解锁空间可以利用.

 
第五组: 编码类基准测试
测试项简介: 本组包含自带两款常用压缩软件(WinRAR与7-zip)自带Benchmark项目与两款现成的基于主流视频编码转码的独立版Benchmark项目(对应x265与x264). 
结果简析: 若不计单线程形式的测试项, i9-12900K在两款压缩软件中的表现均稍弱于R9-5950X, 但在两款视频转码类测试项中则是占优的一方. 但两类场景的差距都并不大, 综合表现势均力敌
比较有趣的是7-zip的单线程模式测试, 有别于其他组别中大多数单线程测试项中i9-12900K的强势, 在这一场景中出力的更像是i9-12900K的能效核. 因此表现不如对照组.

 
第六组: 游戏测试
测试项简介: 游戏测试选用了3DMark的三项针对高性能PC设计的项目, 数款自带Benchmark的游戏, 和数款游戏自家独立的Benchmark版本. 真实游戏类的Benchmark均以1920 x 1080分辨率和内置的”超高”级画面预设进行. 表末整体总评分为*均3DMark总评分和各项游戏Benchmark的成绩.
本轮评测的真实游戏类的Benchmark:
  • Shadow of the Tomb Raider(古墓丽影暗影): 2018年推出的动作冒险类大作.
  • CS:GO(反恐精英全球攻势): 经久不衰的FPS电竞. 
  • FFXIV Endwalker Benchmark(最终幻想14晓月之终焉):较热门的MMORPG的最新资料片,官方推出独立的Benchmark版本.
  • World of Tanks enCore RT(坦克世界 enCore RT版):较热门的多人竞技网游, 官方推出的采用新版图形引擎的独立的Benchmark专用版本.
  • Sid Meier's Civilization VI(文明6): 广受欢迎的策略游戏, 自带原版与资料片对于AI回合运算的Benchmark
结果简析: 无论是几组3DMark场景的CPU分数子项, 还是真实游戏类的Benchmark, i9-12900K的表现几乎清一色地显著好于对照的两组竞品. 最佳游戏CPU的头衔也该重回蓝厂一侧了.

 
附加组: 内存与缓存基准测试
测试项简介: 本组包括AIDA64与Sandra的内存与缓存测试项. 可展现不同*台下内存子系统的各项性能特征. 
结果简析: 作为特性测试项十分依赖于软件的优化与适配才能拥有准确性. 不过目前版本的AIDA64对于第12代酷睿的混合架构的支持并不到位, 因此目前i9-12900K的成绩未必准确.
Sandra 21的内存测试项更是会直接因兼容问题触发蓝屏错误(尽管目前Windows 11下错误信息底色已更改为黑色,但出于习惯和对症状的理解仍称之为蓝屏), 因此不列入下表中.

 
温度与功耗测试
本阶段测试中CPU散热器风扇转速(ROG Ryujin II 360上的NF-F12 industrialPPC-2000)固定为最大的2000RPM. 测试项为桌面静置待机与AIDA64 FPU压力测试. 对照Core i9-12900K与Ryzen 9 5950X的表现.
 
待机
桌面待机下静置两分钟的CPU温度, CPU Package Power和对应时间段内CPU核心*均主频变化曲线对比图:

 

 

 
统计上述条件下*均的CPU核心频率, 温度和Package Power, 以及此测试阶段典型的整机功耗如下:

 
满载压力
AIDA64 FPU Stress压力五分钟下的CPU温度, CPU Package Power和对应时间段内CPU核心*均主频变化曲线对比图(含压力开始前10s状态):

 

 

 
统计上述测试中后三分钟内*均的CPU核心频率, 温度和Package Power, 以及此测试阶段典型的整机功耗如下:

 
总结
        从这次评测涉及到的测试项的性能表现上来看, 若是混合架构被合理调度使用的情况下, Core i9-12900K由于其性能核拥有架构与频率双重优势, 在偏单线程和响应的应用核游戏场景中对前代的i9-11900K和竞品Ryzen 9 5950X均能普遍取得显著的领先优势. 而在多数偏多线程的应用场景中, i9-12900K亦通过更高的功耗范围, 结合能效核与更大带宽的DDR5内存的补强, 同样能够力压拥有更多线程数的Ryzen 9 5950X. 说得再精简一些则是: “单核大胜, 多核靠更多代价换来小胜”.
        这样的结果并不算太意外, 第12代酷睿相比Zen 3架构的Ryzen 5000系列整整晚了一年,且一口气引入了新工艺, 新架构, 新机制和新扩展等多方面的大改动, 若在绝对的性能上仍无法占据上风反而难以令人信服与接受. 如今Intel在主流级桌面*台上重夺单核性能宝座的同时也通过混合式架构和更高的功耗在多核性能上有着不惧竞品的出色表现. 但混合架构仍然存在着较多偏隐性的兼容问题, 这在本次的测试中的不少专项测试项的成绩和运行状态上也有所体现, 即使搭配了已经能够适配其硬件级调度器的Windows 11亦是如此. 而昂贵的配套主板和DDR5内存, Windows 11尚未成熟的界面与操作设计, 还有因功耗与安装位双重因素使散热需求的门槛提升等一系列配套问题, 都削弱了现阶段第12代酷睿在性能上给人带来的吸引力.