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Intel i9-9900K完全评测:功耗大暴走

2018-10-29 14:47:28 | 来源:快科技 | 作者:
i9-9900K作为产品来说,与上一代产品和竞品拉开很明显的差距,同时又使高一级的平台全面更新产品(X299 8核以下产品全部砍掉),说明i9-9900K并非是什么鱼腩之辈。

 来源:快科技

在2006年,Intel正式发布了酷睿架构,吹响了全面压制AMD号角,而后多年一直将AMD牢牢压制,尤其是2011~2017这六年,在确立i7/i5/i3的铁三角之后,祖传四核成为主流级平台的主旋律。

不过在2017年AMD发布Ryzen CPU之后,情况发生了明显的反转,Intel为自己的怠惰付出了相当大的代价,经历了7代酷睿的漫不经心和8代酷睿并不完全的反击。

Intel终于决定将已到暮年的酷睿架构发挥到极致,推出了第九代产品,也是第一次115X主流级平台用上了i9的名字。

那延续了12年的酷睿架构这次是否焕然一新?今天就带来i9-9900K的详细测试报告。

郑重声明,为了保证测试的公平性,测试中以AI双方驱动安装后的默认状态为准,全程不会开启任何AMD对CPU的特殊优化,包括且不局限于AMD Gaming Mode。由于AMD芯片组默认内存参数高于Intel,故迁就于Intel平台统一设置为2666C15。

为了避免因AMD原装散热器性能过强而影响测试,AMD与Intel平台将采用相同的散热器。请各位INTER放心食用。

为了尽量保持CPU测试之间相对的可比性(现在CPU性能的变量太多了“BIOS、系统(功能更新)、补丁(质量更新)、驱动”)并避免未知BUG(1803和1809问题非常多),系统依然会维持使用1709。

但是因为已经安装了最新的月度累积补丁,所以系统会正常抵御MELTDOWN(熔断)、SPECTRE(幽灵)及新发现的FORESHADOW(预兆)漏洞。 i9-9900K介绍图赏: i9-9900K依然采用1151针脚,也就是第四代的1151CPU产品。

由于CPU底座完全通用,所以相比i7-8700K外观上并没有任何变化。背面的电容布局依然不变,说明封装的LAYOUT没有什么改动。

从1151第一代的i7-6700K开始,Intel大幅削减了PCB的厚度,不过后续逐步又改回来一些,i9-9900K的PCB可以看到还是略有加强。

相较于之前的产品,i9-9900K最大的变化有两点,第一是将核心数增加到了8T16C,第二是将频率进一步提升,全核睿频从上一代的4.3G提升到了4.7G。

Z390主板平台介绍:

虽然i9-9900K可以向下兼容现有的300系列主板(Z370/B360/H310,理论上也可以破解在100和200系列上),但是Intel还是提供了Z390芯片组作为标配平台。

按照惯例,这次还是找一个规格相对完整的高端主板来介绍,这次用到的主板是Z390 AORUS MASTER。

非常熟悉的1151底座,连用了四代还是不改,非常没有Intel的风格。

主板的CPU供电相数为12+2相,对高端主板来说还是有必要的。

CPU的辅助供电很少见的用到了8+8PIN,这里很负泽的告诉大家,这次的供电接口不是装饰,从各品牌的统计来说Z390用上8+4已经是非常普遍的。旁边还留有一个SYS FAN。

主板上为四根DDR4内存插槽,算是115X的标配,可以组双通道。

主板的PCI-E插槽是常规配置,分别为X1/X16/X1/NA/X8/X1/X4,可支持双卡SLI和CF。三号位置的X1放的有些没必要,因为这样的主板几乎100%要上显卡,槽就是废的。

主板的芯片组外观上与其他300系列没有区别,依然是没有丝印的。

主板下沿的板边有一排机箱内接插座,先看靠近芯片组的一半。从右起分别是机箱控制面板插座、SYS FAN*3、重启按键、DEBUG指示灯、USB 2.0*2。

靠近音频区块这一边,从右起分别为TPM、RGB 4PIN灯带插座、VDG数字灯带插座、BIOS切换开关、灯光展示供电插座、前置音频插座。

主板板载三个M.2 SSD插座,上面均覆盖有散热片,PCI_6位置上的是2280长度,其他两个是22110。

主板依然是只有6个SATA接口,祖传规格了。

主板后窗接口相对是比较丰富的,从左起来看分别是超频按键、WIFI天线插座、USB 2.0*4、USB 3.0*2+HDMI、USB 3.1 A+C、USB 3.1*2+LAN、3.5 音频*5+光纤音频。后窗接口也没有什么太大的创新,最大的变化是技嘉终于开始剔除PS\2接口。

主板的音频部分采用了ALC1220+ESS DAC 9118的组合,算是目前旗舰级的标配方案。

网卡为Intel的I219,似乎杀手网卡热闹了几年,现在已经被人遗忘了。

在USB 3.1背后可以看到大量的REDRIVER芯片(P13EQX),这是因为USB 3.1的规范制定有很大的缺陷,线材的信号只能维持一米,所以主板厂商才必须要额外增加芯片来增益USB 3.1数据信号。HDMI接口后面可以看到一颗ASM1442,这是HDMI的电平转芯片。

USB 2.0背后的电路是为USB DAC接口准备的,有独立供电的USB接口相对电流会更稳定一些。

主板自带Wi-Fi模块,型号为Intel 9560。这是一颗CNVI的Wi-Fi模块,替换的话也需要选择CNVI的型号。

靠近内存插槽的角落可以看到一排电压检测点,图中右边是CPU FAN和SYS FAN,左边是RGB 4PIN灯带插座、VDG数字灯带插座。

主板24PIN与芯片组之间,有一些前置插座,图中左起分别是左上角的USB 3.1 TYPE-C插座,USB 3.0插座,SYS FAN。其中可以看到前置USB 3.0的电路设计相当复杂,主要是为了满足PD快充的需要,这张主板的前置USB 3.0是支持快充的。

USB 3.1 TYPE-C插座的设计还是不够合理,与内存卡扣容易发生冲突。

主板背面带有整张的背板,除了加固主板之外,还配有导热垫用来辅助降低供电温度。

整张主板的配件还是比较多的,现在各种装甲是主板区隔最重要的部件了。

CPU供电实际为12+2相。

CPU核心部分为12相;PWM控制芯片为IR 35201,这是一颗8相的芯片,可以拆分成6+2;主板上通过6颗IR 3599的DRIVER芯片对CPU供电进行倍相处理,所以不是简单的倍相而是真实的12相阵列;输入电容为3颗尼吉康固态电容,容值270微法、电压16V;MOS为每相一颗IR 3558 DrMOS,额定电流45A;电感为每相一颗感值R30的铁素体电感;输出电容为10颗尼吉康固态电容,容值560微法、电压6.3V。

CPU的集显部分为2相;PWM控制芯片共用IR 35201;输入电容共用3颗尼吉康固态电容;MOS为每相一上一下,上桥为安森美的4C10N,下桥为安森美的4C06N;电感为每相一颗感值R30的铁素体电感;输出电容为3颗尼吉康固态电容,容值560微法、电压6.3V。整个CPU供电部分除了输入电容显得较少,其他部分还是比较工整的,方案上也足以应付9900K的功耗需求。

CPU的VCC供电算是加强的相当多,分开做了两相完整的供电。主要是为了提高CPU总线和内存控制的超频能力。

主板CPU供电的散热设计的相当复杂,技嘉在传统的挤铝散热片上额外焊接了铝制鳍片。底座则采用了热管+热管直触的设计。

主板上有一颗IDT 6V41630芯片,主要用于改善CPU外频的超频范围和步进,加强CPU的超频能力。

内存供电为一相,MOS为一上两下,上下桥均为安森美的4C06N,输入输出电容各为两颗尼吉康固态电容,560微法/6.3V。

芯片组也是采用独立供电设计。

主板的主监控芯片为ITE的8688E。

在PCI_6的位置有一颗ITE8795E,是主板的RGB的控制芯片。

在PCI-E X16和X18之间可以看到6颗PCI-E的切换芯片,四个在一起的是针对显卡插槽的切换,将一根X16拆分成X8+X8。另外两颗是针对M.2 SSD插槽的切换。需要注意的是,虽然Intel一直在吹9900K有40根PCI-E通道。其中直联CPU的仅有16根,其他的是Z390芯片组提供的。

不过Z390中所谓的24根其实是通用IO通道,USB 3.1、USB 3.0、SATA 3.0、千兆网卡均会占用其中的IO,对于一张Z390来说,实际可以调用的PCI-E通道13~19根(SATA*4~6,USB 3.0/3.1*0~4,LAN*1),所以还是蛮紧张的,需要互相拆借。

测试平台介绍:

首先来介绍测试平台。

内存是海盗船的DDR4 8G*4。实际运行频率是2666C15。

中间会有搭配独显的测试,显卡采用的是迪兰恒进的VEGA 64水冷版。

SSD是三块Intel,系统盘用的是比较主流的535,以保证测试更接近一般用户。240G用作系统盘,480G*2主要是拿来放测试游戏。

NVMe SSD测试用到的是Intel 750 400G。

散热器是酷冷的冰神G360RGB。

电源是安钛克的HCG-X1000。

测试平台是Streacom的BC1。

性能测试项目介绍:

  对于有兴趣进一步了解对比性能的童鞋,这边会提供详细的测试数据。如果不想看的话可以直接跳到最后的总结部分。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。

  - 集成显卡测试:包含集显理论性能测试、集显基准测试软件、集显专业软件基准。

  - 搭配独显测试:包含独显基准测试软件、独显游戏测试、独显专业软件基准。

  - 功耗测试:在集显、独显平台下进行功耗测量。

  - 这次的测试起加入了WBE3.0和安卓游戏模拟器的测试,测试项目会越来越丰富。

CPU性能测试与分析:

系统带宽测试,系统带宽上i9-9900K有了进一步的提升。对比i7-8700K,提升主要集中在L1和L2上,尤其是L1的带宽提升了45%之多。L1\L2的延迟上也有10%的提升。

CPU理论性能测试,是用AIDA64的内置工具进行的,刨开内存带宽,其他各项计算能力相比i7-8700K大致都提升45%左右。折算频率后,i7-8700K与i9-9900K的单核IPC性能基本一致。

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。按照表格中的排序性能合计对比分别为85.8%、100%、99.6%、114.43%、119.73%。i9-9900K可以比i7-8700K和R7 2700X提升20%之多。

CPU渲染测试,测试的是CPU的渲染能力。

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。

CPU性能测试部分对比小节:

CPU综合统计来说i9-9900K由于八核的规格和超高的频率,确实成为现在主流级平台碾压性的新王者。

其实还有一个比较纠结的问题就是单线程和多线程,这边也做了一下分解。

单线程:单线程是i9-9900K最强大的部分,会比i7-8700K额外提升10%,比R7 2700X提升了30%。

多线程:多线程上i9-9900K显得相当疯狂,已经略高于十核的i9 7900X,比i7-8700K提升了近40%,比R7 2700X提升了22%。

集显性能测试:

集显理论性能测试,是用AIDA64的内置工具进行的。由于Intel的集显驱动与1709的WIN10有兼容性问题,所以i9-9900K没有搜集到数据 集显3D基准测试,主要是跑一些基准测试软件

集显OpenGL基准测试,专业软件部分以SPEC viewperf 12为基准测试。

集显性能测试小节:

由于i9-9900K的集显与i7-8700K的相同,所以没有实质的区别。

搭配独显测试:

显卡为VEGA 64,单纯的跑分基本一致。

独显3D游戏测试,游戏测试中i9-9900K会是最强的,与R7 2700X的差距在3%左右。

分解到各个世代来看,Intel内部互相的差距基本恒定。对比AMD的话,DX9 & DX10差距最大,R7 2700X相比i9-9900K的差距为7.7%;DX11下差距会拉近,为4.2%;DX12下,R7 2700X则会对i9-9900K反超2%

游戏测试中历来有个很大的争议就是关于分辨率,所以这里就直接拆开统计,主要是观茶1080P下的性能差距。在1080P下i9-9900K相比i7-8700K会领先3%,相比R7 2700X会领先6.1%。

独显OpenGL基准测试,OpenGL部分以SPEC viewperf 12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单线程关联度更高一些。

搭配独显测试小节:

从测试结果来看,i9-9900K确实会比其他CPU略强一点,但是远不如CPU性能测试时候的差距来的大。

磁盘性能测试:

磁盘测试部分用的是CrystalDiskMark 5,1G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750 400G,都是挂从盘。简单科普一下这个测试里的概念,SATA接口和PCI-E通道都是可以从CPU或芯片组引出的(看CPU厂商怎么设计)。这边为了统一,测试的都是芯片组引出的SATA和CPU引出的PCI-E。

从测试结果上来看,i7-8086K在SATA SSD的测试中会略好于i7-8700K。

NVME的测试由于漏洞门补丁原因,i7-8086K会大幅落后于i7-8700K,这是正常现象,不必纠结。

平台功耗测试:

功耗上来看在待机、游戏等场景下i9-9900K的功耗控制做的不错,甚至会略低于i7-8700K。

在CPU满载测试中,非AVX2模式下,i9-9900K的功耗提升很明显,但是尚可接受,而ADIA 64 FPU测试下,i9-9900K的功耗出现了近乎暴走的状态,集显平台整机接近300W,也就是说单颗CPU功耗已经达到了250W左右,CPU很快会因为过热进入降频状态。

究其原因,i9-9900K没有做AVX OFFSET(AVX偏移),在调用AVX指令集满载时依然保持4.7G的高频率,而AVX2指令集的一大特性就是高频下功耗会呈指数暴涨,导致CPU功耗近乎失控。

还是建议主板厂商应对i9-9900K设置较为合理的AVX OFFSET避免CPU过热。在这里也要提醒大家,如果使用i9-9900K经常满载,或会长时间满载的需求,一定要选择有两根CPU供电线的电源,避免单8PIN线材过热烧毁。

搭配独显的话功耗差异就不会那么明显,在大部分场景下i9-9900K功耗会低于R7 2700X,但是FPU测试的绿条真心显眼,甚至超过了十核的i9 7900X。

性能测试总结:

这次的测试对比组是i9 7900X、R7 2700X、i7-8700K、R5 2600X,都是与i7-8086K目前定位或价位较为接近的产品。

由于现在CPU的性能测试环境一直在动态变化(系统、bios、驱动),所以最为关联的i7-8700K和R7 2700X进行了全新的测试。R5 2600X的测试时间在2018年4月,i9 7900X的测试时间在2017年8月。

需要注意的是由于i9 7900X测试的比较早,当时没有受到Intel漏洞门的影响,所以在游戏、磁盘等测试项目中i9 7900X的表现会偏高,按照其他产品的情况来看,游戏测试预计会偏高1%,NVME磁盘测试则会有20%左右的差异。

AMD Ryzen在更新过BIOS和驱动之后发生了一些变化,之前B450首发测试中发现内存复制性能下降的问题已经修复,但是代价是CPU功耗上升和NVME磁盘性能下降,所以可以确认AMD最近1.0.0.4的微码修正了一些Spectre漏洞。总体上,CPU性能基本不变(提升0.5%),NVMe性能下降5%。发布测试中R7 2700X烤机限流的问题也解决了,所以R7 2700X的功耗会修正,增加约15%。

就CPU的性能而言,综合各类测试场景,i9-9900K的优势相当明显,相比上一代i7-8700K领先24%,相比AMD的八核R7 2700X领先17.2%,相比越级的i9 7900X领先6.8%。

就集显的性能来说,i9-9900K与i7-8700K的差别不大,略好一些。

而搭配独显的部分,i9-9900K相对也会更强,相比i7-8700K领先1.5%,相比R7 2700X领先2.2%,相比i9 7900X领先3.6%。

功耗上来看,i9-9900K在日常使用中的功耗控制较好,但是FPU烤机测试呈现失控的状态,总体上与R5 2600X的水平相当。

这里放一下烤机时候的截图,可以看到Intel应该是为ZEN 2留足余地,将8核全核满载频率放在了破天荒的4.7G。

详细的统计数据:

最后上一张横向对比的表格供大家参考。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。由于中间换过显卡,且内存频率上也做了一定改变,所以这张表暂时只能供大致参考。表格中不含功耗测试的都是之前测试的结果(显卡不同),仅提取出不受显卡影响的测试结果。

简单总结:

关于CPU性能:

就CPU性能来说,i9-9900K的提升还是全方位的,无论是对比上一代产品还是AMD的竞品都有很大的提升,甚至越级打赢了i9 7900X,所以也很好理解为什么Intel会把X299 CPU的产品线做了全面的翻新。

关于集显性能:

i9-9900K的集显没有更新,所以也没什么变化。

关于搭配独显:

搭配独显的情况下,i9-9900K确实会有一定的提升,不过提升并不明显,与i7-8700K没有实质性的提升。

关于功耗:

由于CPU整体的功耗有所提升,如果是i9-9900K需要进行AVX满载的应用,这颗CPU的功耗甚至会超过i9 7900X,建议使用前应对CPU进行AVX OFFSET设置。

关于超频:

就目前搜集的状况来看,i9-9900K 5G开机的可能性还是比较大的,不过介于FPU烤机的失控问题,要完全意义上的5G日常,至少需要对AVX OFFSET做比较精细的设置。

总体来说,从i9-9900K自身来说,巨大的功耗(CPU改回钎焊/主板CPU供电8+4起)和极小的超频潜力(全核5G过所有测试很困难),说明了虽然Intel一直在尽力改进,但是酷睿这个架构,已经逐步走到了头。

如果Intel不尽快发布新架构的话,在新制程的适配、架构的改进潜力和频率的提升空间上都会非常有限,那在与AMD的竞争中就难免会陷入面多加水水多加面的循环,如果可以把i9-9900K作为酷睿的收关产品倒也算是不错的收尾(目前看来可能性不大)。

i9-9900K作为产品来说,与上一代产品和竞品拉开很明显的差距,同时又使高一级的平台全面更新产品(X299 8核以下产品全部砍掉),说明i9-9900K并非是什么鱼腩之辈。这主要也是针对明年预定上市的AMD ZEN2备足提前量。只是这次Intel相当没有自信的采用假摔方式发布了官方测试(尽一切可能劣化R7 2700X),实在是令人费解。 

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