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11代酷睿桌面處理器體驗:打造一臺平價PC,,需要注意些什么,?

2021-04-01
來源: 電子工程專輯
關(guān)鍵詞: 11代酷睿 平價PC 桌面處理器

  這兩天關(guān)注PC處理器的同學(xué),,藉由各種評測資料,,應(yīng)當(dāng)都大致了解了十一代Intel酷睿桌面處理器產(chǎn)品——代號為Rocket Lake-S的處理器性能,。前不久這個系列產(chǎn)品發(fā)布之時,,我們也特別刊文介紹了這代Cypress Cove CPU架構(gòu),,以及Xe核顯GPU的概況。

  我們拿到了最新的Intel酷睿i9-11900K(8核16線程,,睿頻5.3GHz,,125W TDP)和酷睿i5-11600K(6核12線程,睿頻4.9GHz,,125W TDP),。其中i5-11600K目前在京東的報價是2349元人民幣,,不帶Xe核顯版的11600KF則為1699元人民幣——算是近代酷睿中端定位產(chǎn)品中相當(dāng)有性價比的一款了,雖然也和AMD太過強勢有關(guān),。

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  借此機會,,我們組裝了一臺基于酷睿i5-11600K的平價PC,也正好聊聊現(xiàn)如今的平價PC在性能上可發(fā)揮到什么程度——比如能玩哪些游戲,;并且也順帶談一談酷睿i9-11900K這款年度旗艦PC處理器的表現(xiàn)怎么樣,。

  搭建“平價”平臺

  有關(guān)這兩款處理器的具體配置就不贅述了,可參見此前發(fā)布之時的介紹文章,。我搭建的這款“平價PC”整體配置如下:

  處理器:Intel酷睿i5-11600K(Rocket Lake-S),;

  主板:ROG MAXIMUS XIII HERO;(BIOS固件更新日期2021年3月15日,ME固件版本15.0.20.1466)

  內(nèi)存:金士頓8GB x2 DDR4 3200;(以下體驗全部基于XMP II, DDR4-3200, 16-18-18-36-1.35V這個配置)

  硬盤:三星980 PRO 500GB SSD;

  顯卡:Nvidia Geforce GTX1060 6G;

  這里面可能主板不夠平價——選擇這個主板純粹是因為手頭有現(xiàn)成資源,。選擇其他500系列芯片組平臺,,就“平價PC”的目標(biāo)用戶群——包括平常會玩游戲,且用PC辦公,、中輕度多媒體創(chuàng)作,、編程等比較普適的人群——也是完全沒問題的。

  這里DDR4 3200內(nèi)存和PCIe 4.0 SSD也都是為了搭上十一代桌面酷睿新技術(shù)的班車——而這兩款產(chǎn)品又不會顯得那么超前和昂貴,。

  另外,,顯卡選擇Geforce GTX 1060,一方面這半年因為全球缺芯的關(guān)系,,顯卡價格都翻番了——即便是GTX 1060 6G,,如今的價格都高達2800元,比4年前發(fā)布時的價格都還要高,;另一方面,,這款Pascal架構(gòu)的GPU如今在Steam平臺,依然是市場保有量份額最高的顯卡產(chǎn)品,,實在是平民化產(chǎn)品中最有說服力的一款了,。

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  與此同時,在散熱方案上我選擇的是風(fēng)冷:Cooler Master暴雪T400V2,,外加ARCTIC MX-4導(dǎo)熱硅脂,。這個方案要壓住酷睿i5-11600K應(yīng)該不成問題,應(yīng)對極限狀態(tài)的酷睿i9-11900K可能會比較勉強,。

  作為對比,,酷睿i9-11900K也會加入到這個平臺中來做體驗測試。這套方案中,,顯卡以及散熱系統(tǒng)可能會成為性能發(fā)揮比較大的瓶頸,。

  兩個關(guān)注點:ABT與Gear 2分頻

  在組建這臺PC的過程中,有兩點比較令人在意,,也是愛好者們組建自己的PC時在設(shè)定上需要在意的問題,。其一是在我們拿到兩款處理器后的不久,,Intel就宣布推一個叫Adaptive Boost Technology的技術(shù)(以下簡稱ABT)。從Intel的官方描述來看,,這又是個多核睿頻方案,,可以在某些情況下推升更高的全核心頻率,不過只面向酷睿i9,。ABT需要在BIOS中啟用,,默認(rèn)是關(guān)閉的。

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  ABT主要是在供電和散熱方案有富余的情況下,,實現(xiàn)8個核心同時達到5.1GHz的頻率,。如此一來,Intel現(xiàn)有的睿頻方案(也就是市場營銷詞匯)就有些復(fù)雜了,。早前Intel有個Turbo Boost 2.0;后來出現(xiàn)了Turbo Boost Max 3.0(針對體質(zhì)比較好的核心,,獲得額外的睿頻);再后來有了Thermal Velocity Boost(在沒有撞到溫度墻的情況下,,頻率可再得到100MHz的推升),。

  這次的ABT從名字來看,,是個“自適應(yīng)”的浮動睿頻方案,。Intel規(guī)范下的這些睿頻技術(shù),仍然受到PL2和Tau值,,以及溫度墻(TVB的溫度墻為70℃)的限制,。ABT這類技術(shù)的存在,大致上表明了Intel對其14nm工藝也算是徹底挖掘干凈了,。

  不過主板廠商可以一定程度無視Intel睿頻的規(guī)范值,。比如我們手頭這款ROG MAXIMUS XIII HERO主板的BIOS選項中就有個Multi-Core Enhancement(多核增強,以下簡稱MCE),,是ROG主板的常規(guī)選項——許多板卡廠商面向用戶也都有此類設(shè)置項,。它與Intel的ABT會是什么關(guān)系,將是本文會探討的一個話題,,雖然ABT和酷睿i5沒什么關(guān)系,。

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  另一個關(guān)注點則在于,對于內(nèi)存DDR4-3200而言,,僅有酷睿i9-11900K/11900KF才支持Gear 1模式——也就是內(nèi)存控制器與內(nèi)存頻率之比為1:1;其余包括酷睿i7,、i5在內(nèi)的型號,在內(nèi)存達到該頻率時均需分頻,,也就是Gear 2模式,,內(nèi)存控制器與內(nèi)存頻率的比值會切分為1:2。

  在DDR4-2933規(guī)格下,,所有型號才可支持Gear 1模式,。也就是說,,這臺“平價PC”選配的DDR4-3200內(nèi)存在給酷睿i5-11600K做配時,默認(rèn)內(nèi)存控制器的頻率會降到800MHz(即雙工1600 MT/s),。在BIOS中,,手動設(shè)置內(nèi)存頻率為DDR4-2933,并將內(nèi)存控制器與內(nèi)存頻率比值設(shè)為1:1,,理論上會獲得更高的內(nèi)存使用效率,。

  那么Gear 1和Gear 2在我們這套平臺上,會造成多大的性能差別,?這也是測試中嘗試探討的話題,。

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  最后,因為手頭沒有競品和Intel前代產(chǎn)品做測試對比,,孤立地羅列測試數(shù)據(jù)可能會比較沒有參考價值,。不過若今后還有機會做此類體驗,這些數(shù)據(jù)將作為后續(xù)其他同類產(chǎn)品對比的依據(jù),。而且下面的測試項都很常見,,要作為橫向?qū)Ρ鹊臄?shù)據(jù),依然是有意義的,。而且測試多以高層級的系統(tǒng)及真實環(huán)境體驗為主,,因為時間也比較有限,并未做更細(xì)致的底層剖析和探討,。

  游戲體驗:Gear 1/Gear 2在平價PC上的性能差別

  國外有平臺已經(jīng)對比過Gear 1和Gear 2模式下,,游戲性能的差別(因為游戲?qū)儆诒容^典型的內(nèi)存時延敏感型應(yīng)用)。就體驗角度來看,,兩者在大部分游戲下的體驗差距并不大,。《GTA 5》《全面戰(zhàn)爭:三國》《F1 2020》等游戲在這兩種模式下,,能夠表現(xiàn)出1%-4%的性能差距,,《賽博朋克2077》這樣的游戲則幾乎沒有區(qū)別。

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  酷睿i5-11600K在Gear 2分頻模式下的cache與內(nèi)存測試數(shù)據(jù),,內(nèi)存延遲還是相對比較大的,。

  但就愛好者的角度,在游戲中1%-4%的幀率數(shù)值差距,,也足夠令人急眼了(也是與上一代酷睿做性能比較的依據(jù)),。事實上從體驗角度,即便是生產(chǎn)力應(yīng)用,,如Chromium編譯,、Blender渲染,Gear 1,、Gear 2也不易造成實質(zhì)上的影響,。

  不過網(wǎng)上那些對比,,大多是全豪華平臺,包括選配的RTX 3080,,64GB RAM等,;和我們這些普通用戶關(guān)系好像并不大。所以在我們搭建的這個平價PC上,,Gear 1和Gear 2是否有差別,?

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  這里選擇了5款游戲來作比較,分別是《古墓麗影:暗影》《CS:GO》《全面戰(zhàn)爭:三國》《刺客信條:英靈殿》《彩虹六號:圍攻》,。除了《彩虹六號》(Ultra超高畫質(zhì))外,,其他游戲均選擇高畫質(zhì)、1080p分辨率(畢竟上2K是有些為難GTX 1060了),,都關(guān)閉垂直同步,。

  除了酷睿i5-11600K的Gear 1(內(nèi)存控制器頻率1466MHz,內(nèi)存頻率1466MHz)和Gear 2(內(nèi)存控制器頻率800MHz,,內(nèi)存頻率1600MHz),,這張表也加入了酷睿i9-11900K的數(shù)據(jù)。值得一提的是,,這里的對比均開啟了MCE,。從這張表至少可得出以下結(jié)論:

  1.雖然Geforce GTX 1060已年代久遠,但普通用戶若非太過注重畫質(zhì)或者要玩賽博朋克一類的當(dāng)代3A大作,,拿這款顯卡玩一般游戲也還是夠用的,。怪不得Steam上的GTX 1060釘子戶還是那么多(人手2080/3080那是假象),。

  2.酷睿i5-11600K在Gear 1和Gear 2兩種模式下,,游戲體驗差距幾乎可以忽略不計。這也可能與Geforce GTX 1060作為系統(tǒng)瓶頸有關(guān),。

  3.由于Geforce GTX 1060系統(tǒng)瓶頸的存在,,酷睿i9與酷睿i5在該PC平臺上沒有表現(xiàn)出游戲體驗的差距(即便酷睿i9開啟ABT睿頻)。所以對于平價PC的目標(biāo)用戶,,如若考慮配頂級CPU,,也需要以同檔GPU、RAM等做配,;或者說根據(jù)整個系統(tǒng)來選擇合適的硬件,,才能發(fā)揮系統(tǒng)最高的效率。

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  主板出廠時,,針對十一代酷睿i5/i7默認(rèn)即為Gear 2分頻模式,。這將浪費部分內(nèi)存效率。所以就需要愛好者們手動修改內(nèi)存頻率,,挖掘更多的性能潛力——即便在平價PC上其提升十分有限,。

  這種Gear 2分頻,,與此前AMD處理器的FCLK分頻應(yīng)當(dāng)是類似的。AMD在近代銳龍?zhí)幚砥魃弦肓艘环N名為Infinity Fabric的互聯(lián)方案,,Infinity Fabric將CPU核心與系統(tǒng)內(nèi)存,、其他系統(tǒng)組件(PCIe、南橋等)做了連接,。

  Infinity Fabric有個時鐘叫FCLK,。FCLK頻率越高,理論上CPU核心與系統(tǒng)其他部分連接的帶寬就越高,。理想情況下,,F(xiàn)CLK與內(nèi)存頻率一致時(1:1)效率最高。兩者出現(xiàn)不同步時,,就會存在時延,。Infinity Fabric也確實存在頻率上限(準(zhǔn)確地說是Data Fabric的GMI2模塊存在頻率上限),大約在1900MHz附近,。

  AMD Zen 2架構(gòu)下,,內(nèi)存頻率與FCLK頻率解綁——這一點我們此前的文章也提到過。1:1的這種關(guān)系就被打破了,,分頻這個概念因此出現(xiàn),,內(nèi)存延遲增加(且CPU核心與內(nèi)存通訊還需要經(jīng)過I/O die)。AMD此前將Infinity Fabric位寬翻倍,,以及增大處理器的L3 cache來緩解帶寬和延遲問題,。

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  酷睿i9-11900K的cache與內(nèi)存測試

  Intel的情況可能與此相似,當(dāng)然內(nèi)存超頻在此仍是個選擇,。不過今年十一代桌面酷睿CPU的L3 cache并沒有提升(i5-11600K相比i5-10600K,,兩者L3 cache都是12MB)。從這個角度來說,,獨占DDR4-3200 Gear 1的酷睿i9-11900K/11900KF,,還是有存儲系統(tǒng)方面的優(yōu)勢。

  ABT與MCE都開嗎,?

  要理解ABT(Adaptive Boost Technology)這種技術(shù)的效果,,還是得借助于Cinebench這類基準(zhǔn)跑分。下面這張圖給出了酷睿i9在ABT與MCE(Multi-core Enhancement)不同開關(guān)組合下,,Cinebench R23與Geekbench 5的跑分(其中Cinebench R23連續(xù)跑10分鐘),;另外也附上了酷睿i5的跑分,同樣開啟MCE,。

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  這個分?jǐn)?shù)僅在此處做比有價值,,因為整個平臺的配置并不高(且很大程度受到風(fēng)冷散熱方案的限制),酷睿i9搭配更高配的方案還能獲得更好的成績;但在此做對比依然是有參考價值的,。

  這張表可得出的結(jié)論是,,同時開啟ABT與MCE能夠獲得最出色的性能——也就是同時開啟Intel的睿頻方案,與板卡廠商更激進的溫控與功耗策略,,可獲得最佳性能,。另外,ROG這張主板提供了AI超頻方案,,在BIOS中一鍵選擇就給出了電壓,、頻率方面的自動搭配——這也算是一種官超,其設(shè)定本質(zhì)上還是偏保守的,。

  所以就酷睿i9-11900K而言,,BIOS中的簡單設(shè)置,Cinebench R23多核性能測試就能獲得大約10%的性能提升,。

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  酷睿i9-10900K,,MCE/ABT都關(guān)閉時,Cinebench R23前5分鐘跑分的CPU核心頻率與Package TDP功耗曲線(左側(cè)的數(shù)據(jù)為截圖當(dāng)下的值,,可忽略)

  觀察酷睿i9-11900K的MCE/ABT都關(guān)閉,,以及都開啟,兩種狀態(tài)下進行CineBench R23跑分時,,CPU核心頻率,、Package功耗參數(shù)變化。在MCE/ABT全關(guān)的情況下,,Package功耗沖高到199W即回落,;起初最高核心頻率曾達到5.2GHz,并快速回落到4.7GHz左右,,在1分多鐘后降到4.2GHz附近,,Package功耗穩(wěn)定在125W,Package整體溫度(70℃附近)也比較保守,。

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  酷睿i9-10900K,,MCE/ABT都開啟時,,Cinebench R23 10分鐘跑分的CPU核心頻率與Package TDP功耗曲線(左側(cè)的數(shù)據(jù)為截圖當(dāng)下的值,,可忽略)

  而在MCE/ABT都開啟的情況下,Package溫度在很短時間內(nèi)就達到了100℃,,后續(xù)穩(wěn)定在90℃,,Package功耗曾一度達到290W——這個數(shù)字還是頗為驚人的;并且功耗在200W以上還維持了一小會兒(約15秒),;后續(xù)也一直穩(wěn)定在172W附近,;全核心頻率穩(wěn)定在4.55GHz。這種模式下,散熱系統(tǒng)已經(jīng)成為酷睿i9-11900K性能發(fā)揮的瓶頸,,所以我們搭建的這套系統(tǒng)的確無法真正發(fā)揮i9-11900K的性能,。

  值得一提的是,若只討論ABT特性,,則在開啟ABT以后(無論MCE是否開啟),,系統(tǒng)有著明顯更為激進的功耗策略。比如在開啟MCE但未開啟ABT的情況下,,Package功耗不曾突破過200W,,雖然測試后續(xù)的5-8分鐘也基本維持在170W上下。

  而主板廠商的MCE特性(有些可能叫Multi-Core Turbo),,則有著更堅挺的持續(xù)性能策略,。在未開啟MCE、而開啟ABT的情況下,,Package峰值功耗雖然也能達到244W,,Package溫度一度升至90℃,但很快核心頻率掉落到4.2GHz,,功耗也穩(wěn)定在125W,。

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  酷睿i5-11600K開啟MCE,Cinebench R23前5分鐘跑分的CPU核心頻率與Package TDP功耗曲線:Package功耗基本穩(wěn)定在142W附近,,全核頻率全程4.6GHz左右,。

  所以說,就我們的測試來看,,ABT與MCE雙開時,,系統(tǒng)有著最為激進與持久的溫控和功耗策略。追求極致性能的愛好者應(yīng)當(dāng)將這兩者都置于開啟狀態(tài)(對酷睿i5/i7而言,,也只有MCE能開)——雖然后面會提到,,就高度抽象的系統(tǒng)層面,由于我們搭建的這套平臺各種瓶頸的存在,,這么做就體驗而言也無法表現(xiàn)出太大的優(yōu)勢(前文的游戲測試就已經(jīng)佐證了這一點),。

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  事實上,這些也能反映Rocket Lake-S的高性能需以較高的功耗和溫度為代價,。上面這張圖是在同時開啟MCE與ABT時,,對酷睿i9-11900K進行10分鐘的AIDA64壓力測試時的溫度、功耗,、頻率,、電壓大致情況。

  生產(chǎn)力,、多媒體與娛樂性能

  這兩年因為競爭對手各方面的壓力,,Intel在處理器宣傳中愈發(fā)喜歡談“使用體驗”。這個方向?qū)τ脩舳砸欢ㄊ菦]錯的,畢竟性能數(shù)字是需要落實到具體的應(yīng)用中的,。

  針對實際性能體驗,,我們跑了PCMark 10(Office辦公套件),以此作為生產(chǎn)力性能代表,;針對多媒體應(yīng)用,,測試的是Adobe Lightroom Classic、Premiere Pro,、AE(After Effect),;日常網(wǎng)頁瀏覽的測試對象WebXPRT 3。這些都是生活,、工作中比較具有代表性的測試項,。

  需要指出的是,這些測試更偏向整體系統(tǒng)性能,,存儲,、RAM、圖形計算甚至軟件也都有著顯著更高的參與度,。如此一來,,這些CPU自身對于這類系統(tǒng)性能測試的影響就變得比較低了;尤其當(dāng)我們搭建的整個系統(tǒng)存在性能瓶頸時,。

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  注:英偉達的Geforce GTX 1060最新驅(qū)動似乎有些問題致PCMark 10無法跑完測試,,所以PCMark 10的測試全部基于Intel核顯(UHD 750,即32EU的Xe)

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  所以從這些跑分來看,,酷睿i9-11900K的ABT開啟與否實則都并未對這類系統(tǒng)測試產(chǎn)生太大的影響,,畢竟這次體驗的主角仍然是酷睿i5-11600K——也更適配我們搭建的平價桌面PC。

  最后值得一體的是,,Rocket Lake處理器的部分SKU集成了Xe GPU,。不過我們測試的這兩款處理器內(nèi)置的Xe GPU僅有32EU,并不是十一代酷睿筆記本平臺(Tiger Lake)那樣的96EU,,其圖形計算性能因此并不像筆記本平臺那么彪悍,。

  不過這代Xe核顯的用處大了很多,我嘗試用核顯來跑《原神》,,720p極低畫質(zhì)下還是具備了可玩性的——核顯性能感覺與Ice Lake-U(十代酷睿移動平臺)頗為相似,;與此同時跑刀塔這類游戲是不在話下的;另外一點比較重要的是QSV引擎增強,,尤其HEVC支持和流行CODEC的帶寬翻倍,,對于視頻剪輯這些工作會很有幫助。

 

  整體看來,,酷睿i5-11600K(以及i5-11600KF)是Rocket Lake-S這代過渡產(chǎn)品中相當(dāng)有性價比的選擇;也是選配平價PC值得考慮的對象。不過這里的GPU要重新考慮一下,,比如在未來幾個月GPU價格穩(wěn)定后,,考慮30系的甜品級顯卡——畢竟還有Resizable BAR這種相當(dāng)令人期待的特性加持。

  至于酷睿i9-11900K,,其實這次搭的平臺并不能發(fā)揮其實力,。事實上,Cypress Cove(即Rocket Lake-S的CPU)將10nm的Sunny Cove微架構(gòu)(Ice Lake-U的CPU)回遷到14nm制造工藝,,這個過程對Intel的工程師而言也并不容易,。尤其要在晶體管尺寸或間距更大的情況下做設(shè)計,信號傳輸,、數(shù)據(jù)路徑都要重做,。比如信號完整性針對更長的路徑或者延遲,都還需要做各種考量和升級,;另外14nm工藝應(yīng)用更需要考慮到功耗,、尺寸之類,相較原10nm的權(quán)衡,。

  所以我們會看到酷睿i9-11900K并沒有選擇堆更多的核心,,核顯EU數(shù)也并不算多,皆與其間權(quán)衡相關(guān),。不過延續(xù)了五代的架構(gòu)首次換新,,Rocket Lake-S的實際表現(xiàn)除了基本符合Intel發(fā)布會上的預(yù)期,也是在為Alder Lake這樣的產(chǎn)品做更充分的準(zhǔn)備了,。

 

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