一、前言:远超出你想象的第11代酷睿处理器
其实我们很早就拿到了这颗处理器,并在第一时间进行了相关测试,只是成绩有点惨不忍睹,也有不少外媒私下放出了评测数据,得到的结论是“Waste of Sand”(Games Nexus原话“浪费沙子)”。
相信很多玩家和笔者一样,看到这些数据会觉得无比失望,再加上Intel对于评测数据的泄露似乎并没有太在意,给人一种破罐破摔的感觉。难道,就这?
姜还是老的辣,在3月中旬,Intel相继释放了几个新BIOS,最大的变化就是让Z590主板支持Adaptive Boost Technology自适应超频技术和Gear 1内存模式,而它们正好是提升11代酷睿处理器使用体验的核心技术。
Adaptive Boost Technology自适应超频技术(简称ABT),这是为Intel为新手玩家准备的超频功能,当处理器的温度与功耗在可控范围之内的时候,ABT技术会尽可能的提升处理器的运行频率。
听起来是不是很像AMD的PBO技术?学习、接受并采用对手的优秀技术需要勇气,这一点Intel值得表扬和鼓励。
第11代Rocket Lake酷睿i9-11900K处理器支持4种睿频加速技术,它们的作用如下:
1、Turbo Boost2.0:它能让处理器以超越TDP的功耗运行一段时间,i9-11900K默认的4.7GHz全核频率和5.1GHz的加速频率就是由它来实现的。
2、Turbo Boost Max Technology 3.0:它的作用是挑选出2个体质最好的核心加速到5.2GHz,配合TVB技术可将这2个核心加速到5.3GHz。
3、Thermal Velocity Boost:TVB技术能根据处理器在最高极限温度之下运行时间的长短、睿频加速功耗限制是否还有剩余,在单核心、多核心睿频加速的基础之上,适时、自动地继续提升单个核心的频率。它可以将i9-11900K的2个核心加速到5.3GHz。
4、Adaptive Boost Technology:当有3~8个核心被负载的时候,ABT技术就会被触发,此时只要温度运行(以上所有的这些加速技术都不算超频,就如同AMD的PBO技术不算超频一样。
第11代Rocket Lake酷睿处理器集成了全新的内存控制器,可以设置Gear 1与Gear 2模式来对内存进行超频。
Gear 1指内存控制器与内存频率1:1同频,在Gear 1模式下,3600MHz内存频率的延迟可以媲美前代4500MHz。目前第11代i9处理器可以支持Gear 1 3200MHz,11代i7/i5/i3处理器能支持Gear 1 2933MHz。
不过实际上根据大部分只要设置得当,Gear 1频率可以比Intel的官方数字高很多。
Gear 2模式是将内存控制器频率降低一半,以获取更高的内存频率。
关于Gear 1与 Gear 2的性能差异我们后面会做详细测试,测试的结果会让你感到不可思议!
现在再来说说第11代酷睿Rocket Lake处理器!
第11代Rocket Lake酷睿处理器采用了全新的Cypress CPU架构,IPC(每时钟周期指令数)提升最多19%,在单核性能上,Intel终于可以直面Zen3处理器了。
同时还有全新的Xe LP GPU核显架构,这也是Xe架构第一次登陆桌面领域,最多32个执行单元,对比上代性能提升最多达50%,不过和Tiger Lake的96组规模相比还是有很大差异。
另外,Intel一直非常看重的AI性能也在这一代大大加强,支持深度学习加速、AVX-512 VNNI扩展指令集,可以大大加速AI应用的性能,这一点和移动端的Tiger Lake十分相似。
万众期待的PCIe 4.0终于出现在11代酷睿支持列表中了,Rocket Lake内置20条PCIe 4.0通道,由主板厂商自行分别,比如可以选择8条直连独显、12条给SSD,这样就可以支持多达3个PCIe 4.0 SSD了。当然也可以按照传统的思路16条给独显、4条给SSD。
另外11代酷睿处理器还原生支持Resizable BAR,搭配AMD RX 6000系列、NVIDIA RTX 30系列显卡可以访问全部显存容量,实现最多超过10%的游戏性能提升。
具体型号方面,11代酷睿包括5款i9、5款i7、9款i5,而再往下的6款i3、5款奔腾都是10代酷睿的升级版,
其中,旗舰型号是i9-11900K,8核心16线程,三级缓存16MB,频率基准3.5GHz、全核加速4.7GHz、TVB全核加速4.8GHz、睿频2.0加速5.1GHz、睿频MAX 3.0加速5.2GHz、TVB单核加速5.3GHz,集成核显UHD 750,热设计功耗125W。
i7-11700K同样也是8核心16线程,频率基准3.6GHz、全核睿频4.6GHz、睿频2.0 4.9GHz、睿频MAX 3.0 5.0GHz,不支持TVB加速。对比上代i7-10700K,它的基准频率降低了200MHz,三个加速状态则分别降低了100MHz。
至于i9-11900KF、i9-11900、i9-11900F、i9-11900T、i7-11700KF、i7-11700、i7-11700F、i7-11700T,就是以上两款频率、核显、热设计功耗不同调整后的产物。
i5-11600K/KF来到6核心12线程,基准频率3.9GHz,全核加速4.6GHz,睿频2.0 4.9GHz,对比i5-10600K/KF分别降低了200MHz、提高100MHz、提高100MHz。
i5-11400/F也是6核心12线程,基准频率2.6GHz,全核睿频4.2GHz,睿频2.0 4.4GHz,对比i5-10400/F分别降低300MHz、提高200MHz、提高100MHz。
二、i9-11900K与i5-11600K图赏
我们收到的处理器盒子,与市售版并不一样。
盒子里面有2个处理器,左边是i5-11600K,右边是i9-11900K。
此前媒体都是收到的QS版,现在送测的都是正式版。
这是i9-11900K,第11代酷睿处理器的顶级型号,8核心16线程,16MB三级缓存,最大单核睿频5.3GHz,在ABT技术的协助下,全核频率可以到5.1GHz。
I9-11900K处理器的背面,依旧是LGA1200接口,兼容Intel 400/500系主板。
这是i5-11600K处理器,详细评测晚些时候会奉上。
这是i5-11600K的背面,与i9-11900K基本上一样。
三、测试平台:M13H主板配TUF RTX 3090 OC显卡
测试平台如下:
本来想用ROG MAXIMUS XII EXTREME(Z490),无奈目前的BIOS还没有支持ABT与Gear 1,于是选择了这块ROG MAXIMUS XIII HERO(Z590)主板。
ROG MAXIMUS XIII HERO主板采用14+2相供电设计,内置90A的DrMOS,输出可以超过千瓦。
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。
不过我们在测试的时候会将频率降到3600MHz。
长江存储致钛PC005 Active 512GB SSD,顺序读写速度分别为3500MB/s,2900MB/s。不依赖模拟SLC缓存也能保持550MB/s的稳定写入速度,同时寿命远远高于市面上绝大多数TLC SSD。
三星980PRO 1TB SSD,这是三星首款消费级PCIe 4.0硬盘,采用了新一代Elpis主控,读取速度可达7000MB/s,写入速度5000MB/s。
酷冷至尊P360 ARGB水冷散热器,应该是市面上颜值最高也最易安装的水冷散热器,可以很轻松的压制5.2GHz的i9-10900K处理器。
XPG CORE REACTOR 850 GOLD电源,全模块化设计,单路12V输出电流70.8A,12V输出功率达到了850W。
120mm FDB液体动态轴承风扇。
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、理论性能测试:最强单核性能 多核性能媲美十核i9-10900K
1、CPU-Z
i9-11900K单核分数达到了708分,是目前为止最高的成绩;多核分数也有6862,比锐龙7 5800X略高3%。
2、CineBench R20
i9-11900K在CineBench R20中也跑出了非常逆天的分数,651cb比起i9-10900K高了20%,同时也强于所有的Zen3处理器。
3、CineBench R15
i9-11900K在CineBench R15中,单核成绩相比i9-10900K提升了18%,不逊于顶级Zen3处理器。
4、wPrime
在wPrime 32M单线程测试中,i9-11900K仅用了24.9秒就跑完了测试,相比市面上其他处理器的优势都在10%以上。
5、POV-Ray
在POV-Ray中,i9-11900K的630PPS的单核成绩同样也是最强。
6、7-zip
在7-zip的测试中,i9-11900K的单核性能也是最强,比i9-10900K提升了6%,多核心反而领先5%。
7、X264 FHD Benchmark
8、X265 FHD Benchmark
9、3DMark
10、FritzChess Benchmark
将测试结果汇总如下:
在单核性能方面,i9-11900K相比i9-10900K提升了14.5%,和Intel的19%官方数据有一些差距,不过i9-10900K的单核性能已经十分强了,14.5%的提升足以让i9-11900K问鼎最强单核性能处理器的宝座。
就算是锐龙9 5900X,在同频的状态下,单核性能也只比锐龙9 3900X强了9%。
至于多核性能,i9-11900K勉强可以战胜锐龙7 5800X,领先优势为2.3%。和10核的i9-10900K相比,多核性能刚好也是弱了2.3%。
五、网络游戏性能测试:可与Zen3一战
Zen3构架的出现不仅抢走了最强游戏处理器的头衔,更关键的就是在网络游戏中对Intel的产品形成了 碾压性能优势。
下面我们来看看在诸多新技术的加持下,i9-11900K能否为Intel挽回一些颜面。
1、剑灵
要测试剑灵的帧率并不容易,我们将测试场景选在风月馆仓库管理员处,这里玩家数量较多。测试时选择“战斗优化”画质选项。
i9-11900K获得的平均帧率是93FPS。
锐龙9 5900X的平均帧率是91FPS。
在《剑灵》中,i9-11900K比i9-10900K提升了 12%的帧率,比锐龙9 5900X快了2%,比锐龙7 5800X快了8%。
2、LOL
《英雄联盟》同样也是没有测试程序,比较公平的测试方法就是对比开局后在出生地的帧率。我们选择的是“召唤师峡谷”地图,5V5人机对战模式,开非常高画质,分辨率为1920*1080。
在《LOL》中,i9-11900K的进步也非常明显,比i9-10900K快了9%。
和对手相比,i9-11900K的帧率与锐龙7 5800X是在伯仲之间,比锐龙9 5900X弱了2%左右。
3、坦克世界
《坦克世界》是一款经典的战争网游,最新的版本对多核处理器也有着较好的优化。
i9-11900K分数是56434,换算成帧率则是340FPS。
在《坦克世界》中,i9-11900K比前代快了5%,与Zen3处理器相比还有2%的差距。
4、CS:GO
我们直接用的“创意者工坊”中的FPS BENCHMARK地图进行测试,选择最高画质。
i9-11900K的帧率是648FPS。
i9-11900K在《CS:GO》中的提升相对较小,比i9-10900K仅快了2%,和锐龙9 5900X还有6%的差距。
六、单机游戏性能测试:最强游戏处理器
1、APEX英雄
2、COD16:战区
3、GTAV
4、刺客信条:奥德赛
5、德军总部:新血脉
6、地平线:零之曙光
7、孤岛惊魂5
8、古墓丽影:暗影
9、绝地求生
10、微软模拟飞行2020
11、奇点灰烬
12、全面战争:三国
13、死亡搁浅
14、巫师3
15、战地5
16、战争机器5
测试结果汇总如下:
i9-11900K重新为Intel夺回了最强游戏处理器的宝座。常见的3A单机游戏,除了《古墓丽影:暗影》之外的其他游戏中,i9-11900K都或多或少比锐龙7 5800X强一些。
我们测试了4个网络游戏,i9-11900K在《剑灵》这样的大型MMORPG游戏中要稍强于锐龙7 5800X,在《坦克世界》和《CS:GO》中又略处于弱势。网络游戏已经不是i9-11900K的弱项。
七、Gear 1/2内存性能对比测试:最佳内存频率是3600MHz
根据Intel的官方资料,第11代酷睿i9处理器可以支持Gear 1模式下的XMP 3200MHz,11代酷睿其他型号则能支持Gear 1模式下的2933MHz,更高的内存频率会切换到Gear2模式。
所谓Gear 1指的是内存控制器频率与内存频率1:1同步,Gear 2则是内存控制器频率降到内存频率的一半。
下面我们看看从Gear 2到Gear 1的性能差异。
在3466MHz频率下,内存控制器运行在Gear 2即半速模式下,此时读取、写入以及复制速度分别为50GB/s、52GB/s、52GB/s,内存延迟为58.2ns。
同样是3466MHz频率,在BIOS设定Gear 1模式,内存控制器以1:1全速运行。测得的读取、写入、复制带宽分别是51.5GB/s、53GB/s、53GB/s,内存延迟为49.4ns。
内存的读写带宽有一定的改善,但是提升最大的是内存延迟直接从58.2ns变成了49.4ns。
就目前的M13H主板BIOS而言,Gear 1最高只能支持到3600MHz,再往上的频率如果强行设定Gear1模式会导致无法开机,必须切换到Gear 2才行。
在3600MHz Gear 1模式下,内存的读取、写入与复制速度分别为53.6GB/s、53.7GB/s、55.9GB/s,延迟仅有44.7ns。
44.7ns意味着什么呢?在10代酷睿平台上,4600MHz C18频率的内存才能勉强达到44ns延迟。
当芝奇皇家戟DDR4 4000C15内存运行在4000MHz 15-16-16-36的XMP频率参数下时,只能使用Gear2模式。
内存的读取、写入与复制速度分别为57.6GB/s、57.8GB/s、60.1GB/s,延迟为52.4ns。
我们将测试结果汇总如下,并对比了10900K与锐龙9 5900X平台的相关数据,详见下图。
从上表得到的结论:
1、从Gear 2到Gear 1,内存的读写带宽一些提升,但不是很大。
2、从Gear 2到Gear 1,内存延迟改善很多,相同内存频率下下降了将近10ns,同时3466MHz Gear 1模式下的延迟远低于4000MHz Gear 2的延迟。
3、从Gear 2到Gear 1,一些吃CPU和内存的游戏帧率有很大提升,3466MHz Gear 1模式下的游戏帧率要高于4000MHz Gear 2。
4、前代酷睿平台内存性能与11代酷睿的Gear 2模式非常接近。
八、Adaptive Boost Technology:Intel的PBO
下面我们来看看Adaptive Boost Technology技术能带来怎样的提升!
这是未开启ABT时运行R15的状态,全核频率4.8GHz,电压1.17V,功耗180W,单核成绩265cb,多核分数2417cb。
开启ABT之后,全核频率到了5.0GHz,但是主板给的自动电压无法接受,1.35V实在是太高了,导致跑R15时处理器的功耗达到了260W。
我们将防掉压等级开到最高,同时设置-0.04V的Offset电压。
设置完成之后运行R15时电压从原来的1.35V大幅度降到了1.22V,功耗也从260W降到了217W。
R15的单核分数没有太大变化,不过多核分数从2417cb提升到了2540cb,提升幅度超过了5%,
其实1.22V电压远不是极限,有兴趣的同学可以根据手上处理器的体质自行设置合适的Offset电压。
九、总结:DIY领域的竞争与精彩还将继续
多少年了,这一代酷睿处理器终于带来了19%的IPC性能提升!第二代Sandy Bridge酷睿处理器之后,Intel每一代酷睿处理器只能带来5%左右的性能提升,因此也赢得了“挤牙膏”的美名。
半年前Zen3处理器的发布给我们带来了极大的震撼,此次Rocket Lake处理器的表现更甚于Zen3!
要知道锐龙9 5900X是在实际运行频率提升了将近500MHz之后才换来了对锐龙9 3900X 19%的单核性能提升。如果二者同频的话,锐龙9 5900X实际上的性能提升在10%左右。
而i9-11900K处理器与i9-10900K处理器的加速频率同为5.3GHz,实测单核性能提升幅度高达15%,超越了Zen3相对Zen2的性能提升幅度。
下面将测试结果以及一些注意事项列出来:
1、重夺最强游戏处理器的宝座
I9-11900K是目前最强的游戏处理器,所有的游戏测试几乎全部都强于i9-10900K。和对手相比,它能比锐龙7 5800X强3%,比锐龙9 5900X强2%。即便是Zen3引以为傲的网游体验,i9-11900K处理器的表现也在伯仲之间。
2020年11月,Zen3处理器的发布让Intel保持了15年之久的最强游戏处理器宝座拱手让人。不到半年的时间,Intel通过i9-11900K重新拿回了这个荣耀。
2、最强单核性能
实测i9-11900K的单核心性能比i9-10900K快了14%,比锐龙7 5800X快了8%,比锐龙9 5900X也要快了4%。最强单核性能同样也是当之无愧。
终于多核性能,虽然相比i9-10900K要少了2个核心,不过在ABT与Gear 1技术的加持下,i9-11900K的多核性能并不比前辈差多少(实测差2%)。
3、Adaptive Boost Technology
它就是Intel的PBO,它能让i9-11900K的全核运行频率达到恐怖的5.1GHz,比默认的4.8GHz全核频率高了300MHz之多。
Intel说ABT不是超频也是合理的,毕竟AMD也没说PBO是超频。
4、Gear 1与 Gear 2
根据我们的测试结果推断,以往的酷睿处理器都是运行在Gear2 模式或者说11代酷睿在Gear 2模式下就能达到前代酷睿处理器的内存性能。
当开启Gear 1之后,内存的延迟会得到极大的改善,Gear 1模式下DDR4 3600MHz内存的延迟只有44ns,与以往DDR4 4500MHz的内存延迟差不多。
在Gear 1模式下,游戏帧率会有相当幅度的提升,Gera 1 模式下3466MHz频率的游戏性能比Gear 2 4000MHz更强。
5、高频内存何去何从!
目前i9-11900K最高只能在3600MHz内存频率下开启Gear 1,更高的内存只有在Gear 2模式下才能开机。
然而Gear 1 3600MHz的游戏性能要远强于Gear 2 4000MHz,甚至可以媲美Gear 2 4400MHz。
AMD这边目前年最佳内存频率同样也是3600/3800MHz。更高的内存频率会导致MC.FCLK频率无法1:1同步,导致游戏性能不升反降。
现在看来高频内存的最佳去处就是搭配10代9代酷睿处理器!
6、如何降低i9-11900K的温度
默认模式下的i9-11900K的温度与功耗并不是太高,运行R15时电压只有1.17V,功率180W。一旦开启ABT技术,主板会给有个非常高的自动电压,这个电压远超运行频率所需求的电压数值。
因此有必要降低处理器运行电压。比较好的方法是开启最低级别的防掉压等级同时再设置电压偏移。我们通过简单的设置可以将ABT电压从1.35V降到1.22V,处理器的运行功耗和温度都有了比较大的改善。
7、AVX 512
AVX512是提升IPC性能最为便捷的技术之一,在应用程序提供支持的情况下,AVX512指令集可以将浮点性能提升1倍。
此前由于只在服务器级别的产品中才提供AVX 512指令集,95%的桌面平台最多也只支持到AVX 256。这也导致了市面上普通用户能够接触到的应用很少会去支持AVX512指令集。
不过从第十一代酷睿处理器开始,Intel将会全面引入AVX 512指令集,并专门给开发人员提供了附加库、编译器和其他一些工具。而AMD下一代的Zen4构架处理器不出意外也将会加入AVX 512指令集。
AVX 512指令集的前途很光明,就像NVIDIA的实时光线追踪。能以最小代价带来最大IPC性能提升的开放性技术注定不会被埋没,即便是在初期不被大部分人看好的情况下。
没人会想到14nm的寿命会如此之长!被Intel打磨多年之后已经炉火纯青,14nm工艺在频率上达到了无法企及的高度,就连自己的10nm与台积电的7nm也无法望其项背。
第11代Rocket Lake酷睿处理器其实是基于10nm的Ice Lake处理器构架再采用14nm工艺重新设计的产品,Intel的目标就是将它打造成最强的游戏处理器。就结果而言,Intel达到了自己的目标。
毕竟8核16线程可以满足目前所有游戏的需求,再加上超强的单核性能,在下一代处理器出来之前,应该没有哪款处理器能够动摇i9-11900K的地位。
由于AVX 512指令集会额外占用20%的晶体管,UHD750核显同样也会消耗数量不菲的晶体管。使用14nm制程工艺的i9-11900K已经没有太多的空间容纳更多的三级缓存以进一步提升IPC性能。
代号为Alder Lake的第12代酷睿处理器已经确定将会采用10nm制程工艺,在10nm工艺加持下,更多的晶体管将会带来更多的核心数、更多的三级缓存以及更强的IPC性能。
Alder Lake与Zen4孰强孰弱还未可知,感谢Intel与AMD给我们带来如此精彩纷呈的对决与竞争!
i9-11900K如愿成为最强单核性能处理器。更多的i9-11900K处理器性能对比信息,请参考我们快科技处理器天梯榜:http://rank.kkj.cn/dcpu.shtml
(王治强 HF013)