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2021
11-09

锐龙终结者!Intel i9-12900K深度测试报告:小核真彪

对于Intel来说,2021年的经历十分有意思,基本是一个触底反弹的走势。

在年初的时候还是与AMD差距颇大的第10代酷睿,3月底发布的第11代酷睿已经在IPC性能上大体追平,形成了单核能打、多核还不行的格局。

到了10月底,Intel又正式发布了第12代酷睿CPU,那么作为我们从没有玩过的船新版本,Intel就这么回来了?

今天就带来Intel i9-12900K测试报告。

CPU规格介绍:

简单来说一下i9-12900K的规格。

- i9-12900K的核心数为16个核心,分别为8P+8E(性能核+能效核)。

- L2缓存大幅增加到14MB,L3缓存也大幅增加到30MB。

- CPU的频率为基准频率3.2G\2.4G,单核睿频频率5.2G\3.9G,全核睿频频率4.9G\3.7G。

- 核芯显卡型号为UHD 770。

- CPU PCIe通道数为20条,PCIe 5.0 X16+PCIe X4。

- 可支持DDR4 3200或DDR5 4800。

- CPU最大功耗为241W。

首先需要注意的是,Intel第12代酷睿CPU必须搭配新一代的600系列主板,之前的主板均不能兼容。

目前Intel只发布了Z690主板,性价比更高的B660主板预计要等明年第一季度。

从前文中可以看到,Intel第12代酷睿最大的变化就是引入了大小核设计。i9-12900K会存在8个大核和8个小核。

在引入大小核之前,Intel CPU的运行逻辑是物理核心→超线程逻辑核心(如有)。那么在这一代就会变成物理性能大核心→物理能效小核心→超线程逻辑核心。

所以,小核存在的主要作用是在CPU多核满载的场景下提供更高的全核性能。

另外需要说明的是,如果想要得到比较完善的CPU调度,Intel官方给出的说法是必须搭配Win11使用,Win10只是能保持兼容。

另一个需要注意的地方是,Intel第12代酷睿的功耗策略发生了很大的变化,以PL1为基准底线,然后根据CPU温度向上浮动,I9\I7\I5 K系列的PL2分别为241W、190W、150W。

这点与AMD锐龙颇为相似,不过目前Intel规范的温度墙高达100度,也就导致如果CPU散热不佳,CPU满载时必定会运行在100度左右。

这就要求我们必须为第12代酷睿CPU提供足够充足的散热,避免长期高温运行。

另一个比较重要的地方是,搭配第12代酷睿的600系列主板对CPU散热器扣具做了比较大幅的修改,需要使用与之前CPU扣具都不兼容的新版孔距扣具。

华硕目前额外提供了兼容LGA 115X扣具的安装孔位,但是建议仅用于应急使用。

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CPU外观介绍:

接下来让我们来看一下CPU的整体外观,i9-12900K的整体介于i9-11900K与AMD锐龙9 5950X之间,外形上比较明显的差异是从正方形变成了长方形。

CPU背面来看i9-12900K也是采用LGA封装,CPU上只有触点与AMD有较大不同。

对比Intel自家的2代产品,从背面的电容上也能看出明显的架构差异。i9-11900K是类似环形的架构,i9-12900K则采用了L3在中间作为骨架连通的“丰”字型架构。

对比CPU背面触点可以看到,i9-12900K的背面触点明显更密集,触点上也有大小之分,不过具体用意暂时不明。

令人比较头大的是i9-12900K的PCB是比i9-11900K更薄的,这影响到了LGA 1700压力克数的数值。

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测试平台介绍:

- 测试中Win11系统的VBS是关闭状态。

- Win11测试的显卡驱动是适配Win11的21.10.2,Win10使用的测试驱动是原来的21.2.3。

DDR5内存的测试平台为ROG的MAXIMUS Z690 HERO。

DDR4内存的测试平台为ROG STRIX Z690-A GAMING WIFI吹雪。

DDR4内存是金士顿的DDR4 8G*4。实际运行频率是3200C14。

这次散热器是原生附带LGA 1700扣具的ROG 龙神II 360。

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性能测试项目介绍:

本次测试起很多项目有了大幅调整,这边大致来说一下。测试大致会分为以下一些部分:

- CPU性能测试:包含系统带宽、CPU理论性能、CPU基准测试软件、CPU渲染测试软件、3DMARK物理得分。

- 搭配独显测试:包含独显基准测试软件、独显游戏测试、独显OpenGL基准- 磁盘性能测试:会分别测试 SATA SSD 与 NVMe SSD。

- 功耗测试:在独显平台下进行功耗测量。

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简单评测结论:

- 这次的测试对比组是R7 5800X、i9-11900K、R9 5900X、R9 5950X,100%标杆为I5 10400F。

- 测试中会包含i9-12900K DDR4与DDR5两种内存测试结果,与对比组对比时默认使用DDR5的性能。

- DDR4测试频率为3200,刚好踩在第12代酷睿GEAR1的切换点上,实际运行还是GEAR1,应该是目前DDR4性价比最高的使用方式。

- 操作系统的选择上,i9-12900K为Win11系统,其他均为Win10系统。

- CPU的综合性能,i9-12900K终于是重新拿下杆位,相比之前的老大哥R9 5950X颗领先约5%。对比上一代i9-11900K,领先幅度达到了34.5%,可以说是相当夸张的数字了。对比不同内存搭配的情况下,使用DDR4会比使用DDR5弱1.5%。

- 搭配独显3D性能,i9-12900K的性能会优于目前所有的CPU,Intel重夺游戏性能最好的CPU宝座。对比不同内存搭配的情况下,使用DDR4会比使用DDR5略好一点。

- 综合功耗(整机),i9-12900K的综合功耗还是相当大的,会高于R9 5950X,但是整体控制的比i9-11900K更好一些。

Intel CPU隔代性能对比:

这是一张比较有意思的图,图中记录了从I7 6700K开始整个Intel DDR4世代(i9-12900K用的是DDR4的成绩)的性能比对。

可以看到提升幅度最大的就是i9-11900K升级i9-12900K提升幅度为32.5%,这主要是吃到了CPU架构升级+新增效能核心这2个福利。

提升第二高的是I7 8700K升级i9-9900K,那一次主要是吃频率大幅提升和增加2个核心。

性能提升最小的是i9-10900K升级i9-11900K,提升幅度仅为4.3%。

单线程与多线程:

单线程:单线程上i9-12900K再一次刷新的单线程的记录,相比采用经典酷睿架构的I5 10400F提升了近60%。对比AMD的R9 5950X,领先幅度为13%。对比上一代i9-11900K领先幅度为6%。

多线程:多线程上i9-12900K的提升幅度也十分巨大,不过依然不敌AMD,介于R9 5900X与R9 5950X之间。对比AMD的R9 5950X,落后6%,对比上一代i9-11900K领先幅度为55%。

不同搭配模式下对比,这是一张很重要的测试图表具体内容如下:

- 表格中将DDR4\DDR5、Win10\Win11、核心8+8\核心8+0做了枚举式的测试,尽量厘清三大纠结的点。

- wPrime在Win11 8+8模式下跑分会飘,CINEBENCH在Win10 8+8模式下会飘,所以图表中第一项是剔除2个干扰项之后的结果。

- 测试中包含单线程性能和部分多线程性能的对比,所以属于CPU综合性能的对比,开关大小核对i9-12900K的综合性能影响在13%左右。

- 在剔除干扰项后,Win10会略好于Win11,DDR5会略好于DDR4。但差距几乎可以忽略不计。

- 游戏性能的对比,Win10会略好于Win11,DDR4会略好于DDR5,8+0会略好于8+8。但差距几乎可以忽略不计。

- 虽然跑分的绝对性能差距很小,但是当CPU设置为8+0时可以解决大部分BUG,此时如果系统也选择Win10 BUG会更少。所以单纯从稳定使用的角度,最优解为Win 10与8+0。

- DDR4与DDR5内存性能差距极小,所以从性价比的角度,DDR4秒杀DDR5。- 根据测试结果现阶段最好的组合方案是Win 10 DDR4 8+0。

在Win 10 8+8的组合下有很大概率CINEBENCH R20只会调用小核,不过这也给了一次直接测试小核性能的机会。

从测试结果来看i9-12900K纯小核R20测试结果为2967,我之前测试过i7-9700K R20多核结果为3687。又已知i7-9700K的全核频率为4.6G,i9-12900K小核的全核频率为3.7G。

可以得出,i7-9700K如果全核3.7G时跑分约为2966。两者是非常接近,所以Intel官方所说的小核性能相当于SKL大核的说法是可信的。

这是我用I5 12600K的一张测试图,简单对比一下Win10与Win11的调度问题。这里用BESIEGE这款游戏制作一个让代码接近崩溃的大存档。

- Win10会在所谓的“最佳核心”中固定挂上单核负载。Win11则会在不同的核心中不断传递负载。

- Win10的好处是可以让CPU单核睿频保持更高,同时尽量利用体质较好的核心。Win11的好处降低单个核心的压力,让单核应用某种程度上变成伪多核,多核优化差的程序性能上会略有改善。所以会看到部分DX11和DX9游戏在1080P下帧数暴增。

- Win10的机制存在概率出现后台其他程序驻留在“最佳单核”线程中,导致前台的主程序性能受到严重影响,需要关闭相关进程重新刷一下分配才能解决。

- Win10解决大小核调度的方式是会在小核中存在一个很小的负载,应该是起到标记的作用。

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CPU性能测试与分析:

系统带宽测试,内存带宽上DDR5带来的提升还是相当大的,DDR5-4800的带宽比DDR4-3200高出50%。不过在延迟上DDR5-4800因为高达CL设置高达40,所以延迟达到了80ms,相比DDR4 3200 C14的59高了约35%。

CPU理论性能测试,是用AIDA64的内置工具进行的。似乎AIDA 64的CPU理论性能测试并不能有效识别i9-12900K,i9-12900K的测试结果甚至弱于i9-11900K。

CPU性能测试,主要测试一些常用的CPU基准测试软件,还会包括一些应用软件和游戏中的CPU测试项目。这个环节会牵涉到不同负载环境的测试,也是最接近日常使用环境的测试。i9-12900K在这个环节总体表现不错,但是wPrime的多核测试和winRAR的单核测试结果都飘了,倒是i9-12900K反而略微落后R9 5950X一些。

CPU渲染测试,测试的是 CPU 的渲染能力。测试会统计单线程和多线程的测试结果,所以这个环节一般会最接近 CPU 理论性能的综合性能对比(单核全核接近各一半)。可以看到i9-12900K在这个环节总体的表现是比较好的,可以领先R9 5950X 5%,领先i9-11900K 48%。

3D物理性能测试,测试的是3DMARK测试中的物理得分,这些主要与CPU有关,对游戏性能也会有少量的影响。由于3D MARK测试是一种对核心数量有一定限制的多核测试(类似国际象棋)。这个部分i9-12900K同样也是表现最强的。不过在3DMARK FIRE的测试中,会有一定概率(我目前统计概率为15%)遇到CPU跑分从39XXX提升到42XXX。由于时间关系我还没有系统的测试,不过很明显可以看出i9-12900K也有点飘。

CPU性能测试部分对比小节:

CPU综合统计这次比较好玩,所以在前面分单位都做了比较仔细的分析。

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搭配独显测试:

3D基准测试,i9-12900K的跑分相当犀利,是所有CPU中最好的。

独显3D游戏测试,下文中会详细分析。

分解到各个世代来看,i9-12900K在DX11下的优势最大,特别是部分游戏1080P下的跑分有非常大的提升,架构红利很明显。DX12的提升是最小的,看起来DX12这个API是最为众生平等。

针对不同分辨率的测试,可以看到无论是1080P还是4K,i9-12900K都是目前游戏性能最强的。

让我们更细致的分项目来看,i9-12900K几乎赢下了所有的游戏,最大提升幅度是F1 2018的24%(DDR4)。明显输掉游戏是僵尸世界大战。全境封锁比较特殊,他是在1080P下跑分极低导致的,目前还没具体分析原因。

独显OpenGL基准测试,OpenGL部分以SPEC viewperf 2020、LuxMark和V-Ray为基准测试,这个测试是针对显卡的专业运算测试,差距与CPU的延迟和单线程性能关联度更高一些。所以i9-12900K会优于其他CPU产品。

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搭配独显测试小节:

从测试结果来看,Intel又重新夺回游戏性能的最强宝座。

磁盘性能测试:

磁盘测试部分用的是CrystalDiskMark6,1G的数据文件跑9次,这样基本可以排除测试误差。测试的SSD分别是 535 480G 和AORUS Gen4 7000s SSD 1TB,都是挂从盘。PCIe 5.0暂时没有合适的SSD可供测试所以磁盘测试也会扩展为SATA(芯片组引出)、MVNe 4.0(芯片组引出)、MVNe 3.0(芯片组引出)、MVNe(CPU引出)这4种状态。

在磁盘性能上,Intel同样是有明显进步。综合判定是目前磁盘性能最好的CPU。

- 在CPU直联的PCIe 4.0上,i9-12900K DDR4下的成绩明显优于AMD和i9-11900K,DDR5略弱于AMD。

- 在芯片组引出的PCIe 4.0上,i9-12900K DDR5下的成绩明显优于AMD,DDR4略弱于AMD。

- 在芯片组引出的PCIe 3.0上,i9-12900K也优于i9-11900K。

平台功耗测试:

功耗测试i9-12900K大致与i9-11900K在同一水平,所以能耗比上Intel的进步相当巨大。

详细的统计数据:

简单测一下CPU的烤机,烤机测试分别用AIDA64单烤CPU和单烤FPU各测试15分钟。单烤CPU的功耗很低,只有131W,单烤FPU会吃满241W。其中比较有意思的地方是CPU不同的位置温度区别其实很大,也说明现在CPU的导热效率依然是瓶颈。

最后上一张CPU天梯图供大家参考。性能部分仅对比与CPU有关的测试项目,并不包含游戏性能测试的结果。由于2017年开始,系统、驱动、BIOS对CPU性能的影响非常巨大,所以这张表仅供指向性的参考。天梯图中由于显卡变更,所以功耗部分会出现暂缺的情况。

由于我的测试方式主要针对日常使用环境,单线程权重比较高对HEDT CPU并不友好。所以可以看到如过针对日常应用,i9-12900K甚至优于AMD的TR3 3990X。

简单总结:

关于CPU性能:

i9-12900K的性能无疑是相当强劲的,在制程架构双料升级的帮助下,成功重夺了CPU的性能宝座。

关于搭配独显:

i9-12900K无论是使用DDR4还是DDR5均有不错的游戏性能表现,比较稳健的打赢了AMD,也重新夺回了游戏性能宝座。特别是第12代酷睿对之前帧数存在明显瓶颈的一众DX11游戏有了很大改善,这对网游性能的帮助也会很大。

关于磁盘性能:

i9-12900K的磁盘性能总算是回归到过去Intel应该有的状态,虽然极限情况下可以提供的PCIe 4.0 M.2插槽会更少,但是主板上4条PCIe 4.0 M.2插槽已经可以满足99%人的需求。可以认为AMD磁盘性能上的优势也被抹除。

关于功耗:

i9-12900K的功耗与i9-11900K相当,在Intel自己这边能耗比的改善进步是非常巨大的。虽然对比AMD还是有所不及,但是差距已经明显缩小。

关于第12代的三大纠结:

第12代酷睿CPU显然有三大纠结,DDR4\DDR5、Win10\Win11、开\关小核。目前这个时间点来看,还是Win10 DDR4 8+0可以达到性能、兼容性和性价比的平衡点。

总体来看,i9-12900K的发布对于CPU市场来说还是一件值得兴奋的事情。Intel在AMD最经典的AM4时代的最后时刻打出了一次非常漂亮的反击,让压力重新回到了AMD这边。

当然,Intel也为第12代酷睿可以压过AMD也付出了设计过于激进的代价,兼容性上虽然大致没有问题,但是还是有较多需要改善的地方。

不过瑕不掩瑜,对现在需要升级CPU的人来说,第12代酷睿是需要认真考察的对象。




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