【IT之家评测室】12 代酷睿 i9-12900K 首发评测:绝地复仇的异构利刃

2021/11/4 21:00:16 来源:IT之家 作者:如舟、阿迷 责编:如舟、阿迷

终于,万众期待的英特尔 12 代酷睿桌面端处理器来了。相比于在 14nm++ 中徘徊的前几代酷睿,此次的 12 代酷睿从工艺到架构再到主板接口全部发生了翻天覆地的进化,堪称英特尔的绝地反击。

那么 12 代酷睿到底有哪些提升,能否帮助英特尔力挽狂澜呢?在本篇文章里,IT之家就以 12 代酷睿家族中的王者 —— 酷睿 i9-12900K 为例,帮助大家由内而外地读懂它。

一、架构介绍

此次 12 代酷睿基于 Intel 7 工艺打造,采用性能核(P 核)与能效核(E 核)的混合架构设计,这是 X86 桌面平台首次采用混合架构设计,性能核专注高性能计算处理前台任务,能效核则能效比更高,但其性能实力并不输于一般的处理器产品,在英特尔的阐述中,能效核的表现可以逼近传统的 Sky Lake 处理器。因此混合架构仅仅是一种异构设计,明显不同于 ARM 平台大小核的概念。

得益于 12 代酷睿整体架构的变革,整体的性能也带来了巨量的提升,在常见的几款评测工具上,12 代酷睿相比于上一代酷睿处理器平均性能提升达到 19%。

单线程频率表现上,12 代酷睿性能核相比于 10 代酷睿提升 28%,相比于 11 代酷睿性能换算下来也有 14% 的提升。即便是主要用于后台任务的能效核,在单线程性能表现上也是与 10 代酷睿不相上下的。性能核与能效核的全面提升,既可以满足单线程的性能需求,也可以满足在多线程场景下不同任务的性能需求。

那么有了新架构,如何合理的调配让 P 核 E 核发挥最大的效果呢?为了解决线程分配问题,英特尔推出了全新的硬件线程调度器 Intel Thread Director,这一调度器有着纳秒级的调度速度,并为操作系统带来更高效的线程调度建议,以此带来更好的线程分配表现。

值得一提的是,这个分配是硬件和 BIOS 层面的,和系统无关,也不需要用户主动干预,哪怕你用的是 Linux 也能正常调配。针对浮点计算、AI 计算等高优先级、需要更高性能执行的任务会优先分配到性能核中,其他低优先级的任务、背景任务将会直接被调度到能效核上。

我们举个例子,我们在 Pr 中前台渲染视频时,默认会采用高性能的 P 核进行渲染,以提供更快的速度,但如果我们在渲染时打开 PS 制作图片,此时系统对多线程要求明显提高,因此 Intel Thread Director 便会自动将 Pr 移动到高效能的 E 核进行渲染,将 P 核让给前台的 PS,保证前台工作的稳定流畅。

前面我们提到,Intel Thread Director 这项技术对于用户来讲完全是透明的,同样英特尔也建议软件开发者,无需针对 12 代酷睿混合架构更改任何代码,目前 Windows 11 操作系统已经很好的支持 Intel Thread Director,可以更好的对 Intel Thread Director 所提供的决策信息进行运用。

二、功能亮点

在巨大的架构改动下,12 代酷睿也带来了不少全新的功能。在过去,英特尔针对自家处理器产品推出过 Intel Extreme Turing Utility 软件(以下简称 XTU),而全新版本的 XTU 针对 12 代酷睿有了更多、更简易的超频的选项,有 K 的酷睿处理器,目前均支持性能核、能效核以及内存超频。

针对性能核的超频选项,12 代酷睿依旧支持每个核心单独的参数调整,同时 12 代酷睿 i9 和 i7 的可超频版本都支持睿频加速 Max 3.0 技术,这项技术可以将处理器中两颗体质最好的核心运行在更高的频率上,在 XTU 中也有标注出这两颗体质最好的核心。除了性能核可以超频,能效核这次在 12 代酷睿中也支持超频。

针对小白超频用户,英特尔更是提供了一键超频的选项,这一功能通过对硬件预设以及散热能力的智能分析,可以实现一键快速超频,无需复杂的参数调整。

12 代酷睿产品也带来了对 DDR5 内存的支持,目前诸多内存厂商已经正式推出了自家的 DDR5 产品,全新一代 DDR5 内存产品提供至高 4800MT/s 的传输速率,同时拥有更高频率表现。

XMP 技术也迎来了升级,全新的 XMP 3.0 技术允许默认 5 个配置文件提供给厂商和用户,其中 2 个可由用户自主调试改变,另外 3 个则由厂商出厂测试最佳频率写入。

在英特尔最新的 XTU 工具中,内存超频如今不需要关机重启就可以实现一键超频,这项技术被称之为 Intel Dynamic Memory Boost 技术,它可以在 XTU 中不关机条件下动态调整内存的频率和电压,不仅对于小白用户来讲非常友好,而且对于未来的笔记本产品来说也可以实现省电和性能之间的热切换。

面对更加复杂的处理器架构和内存技术,英特尔的 XTU 在超频的路上给了小白用户一个大礼包,无需复杂的参数配置,小白用户也可以快速实现处理器和内存性能的进一步超越。当然,针对专业的玩家来讲,性能核与能效核的参数调整也多了更多精细的参数,内存同样也是如此。

三 、600 系列芯片组

12 代酷睿的提升可谓相当之大,因此这一代搭载 600 系列芯片组的主板也是发生了翻天覆地的改变。

首先是 CPU 针脚改为 LGA1700,整体面积更大,因此以往的 CPU 不再通用。相应的,由于 CPU 面积变大,散热器也不再通用,需要使用专用的新扣具。酷冷至尊已经宣布发布新款 LGA1700 扣具,供老款散热器升级。

12 代酷睿 i7 以上的处理器都拥有 190-250W 左右的高功耗,因此对主板供电稳定性也有了新的要求。这里我们使用的技嘉小雕 PRO 主板高达 16+1+2 相供电,很好的保障了 12 代酷睿处理器基础电力需求。

虽然这一代新增了 DDR5 内存的支持,但依旧没有放弃 DDR4 内存,我们仍然可以采用更便宜的 DDR4 内存正常使用,不过需要注意的是不同代的内存不能通用。这是因为 DDR5 采用了 1.1V 电压,而 DDR4 内存则是 1.2V 电压。

令人振奋的是,全新的 600 系列芯片在 PCI-E 通道上有了长足的进步。首先是显卡插槽新增了 PCI-E 5.0 的支持,最高速度 ×16 直接翻倍,可以达到 126.03 GB/s,为下一代显卡提供了坚实的基础。

此外,PCI-E 4.0 通道也增加到了 4 条,我们可以同时使用 PCI-E 4.0 SSD 了,也让更多的 PCI-E 拓展硬件成了可能。

最后,所有的 600 系列芯片组主板都提供了 USB 3.2 Gen2*2 20Gbps、2.5G 有线网络和 Wi-Fi 6E 的外围接口支持,为硬件玩家提供更快的数据传输体验。

四、测试平台

为了更好地展现 12 代酷睿的性能,我们这次的测试平台会尽量将能拉满的配置都拉满,具体的配置如下:

由于 12 代酷睿支持 DDR5 内存,并可以通过更高频率以实现更好的性能表现,这里IT之家采用了英睿达 DDR5 内存条,单根默认频率为 4800MHz,单根内存条大小 32GB,2 根内存条共 64GB。系统盘和数据盘大小分别为 500GB 和 2000GB。操作系统采用 Windows 11,版本是 10 月 29 日最新的 22000.282。

技嘉小雕 PRO 主板 BIOS 采用默认设置,开启 XMP 3.0,默认内存频率为 4800MHz,设置如下:

为了保证测试温度的稳定性,我们技嘉小雕 PRO 主板默认风扇设定为自动模式。针对于新的系统,技嘉小雕 PRO 对部分功能进行了调整,由于 12 代酷睿 E 核也支持超频,在 BIOS 中,针对 E 核的超频选项同时也有新增。

由于 12 代酷睿处理器采用了全新的针脚设计,因此散热器也需要进行升级,这里酷冷至尊也在 12 代酷睿发售之际推出了全新酷冷至尊炎神 P360 水冷,支持全塔机箱。

作为针对全新 600 系列主板推出的散热器产品,酷冷至尊炎神 P360 后续会正式面向消费级市场发售。

五、 性能测试

我们测试的 i9-12900K 配备了 16 个核心和 24 个线程,其中 8 个高性能 P 核支持多线程,8 个高效能 E 核不支持多线程,因此在任务管理器中显示为 24 个线程框框。

在 CPU-Z 中,我们可以看到更详细的参数,i9-12900K 拥有 30MB 的超大三缓,和 14MB 的 L2 缓存,P 核频率范围为 3.2-5.1GHz,通过睿频加速 Max3.0 技术可以达到 5.2GHz 的最大频率;而高效能 E 核则是拥有 2.4-3.9GHz 的频率,两个核心均支持超频。

我们接下来进行 CPU 理论跑分测试,首先是 CPU-Z 自带的跑分,单核 777.8 分,多核 11206 分,可以看出与 R9-5950X 相比,单核有近 20% 的提升,多核则有约 5% 的落后。考虑到 i9 这边用 24 线程打 R9 的 32 线程,这个表现堪称惊喜。

在 Cinebench R15 中,i9-12900K 获得了单核 281 分,多核 4188 分,作为对比,R9-5950X 的单核为 259 分,多核为 4625 分。

i9-12900K:

R9-5950X:

在 Cinebench R20 中,i9-12900K 获得了单核 751 分,多核 10469 分,作为对比,R9-5950X 的单核为 582 分,多核为 10703 分。

i9-12900K:

R9-5950X:

在 Cinebench R23 中,i9-12900K 获得了单核 1958 分,多核 27695 分,作为对比,R9-5950X 的单核为 1531 分,多核为 27618 分。

i9-12900K:

R9-5950X:

我们也为大家制作了 CPU 跑分表和柱状图,可以看出除了 R15 的多核成绩有一定差距外,其它的多核成绩 i9-12900K 和 R9-5950X 都非常相近,而单核成绩则是有着 20% 左右的巨大优势。

POV-Ray 跑分成绩单线程得分 477.14PPS,多线程得分 8911.61PPS。

SPECviewperf 13 工业软件跑分成绩如下:

3DMark CPU PROFILE 跑分成绩如下,全核心分数达到了 11905 分,相当出色。

接下来我们测试一下生产力及创意工具,首先是代表综合性能的 PCMark10,它的成绩高达 8634 分,打破了IT之家评测室有史以来所有电脑的记录,比之前 R9-5950X+RTX 3090 的电脑还高 15% 左右,表现极其出色。

基于真实场景的 UL Procyon 测试相比于 PCMark 10 更加接近真实的使用场景,这里 UL Procyon 提供基于微软 Office 办公软件的生产力测试以及基于 Adobe Premiere Pro 的视频编辑测试。这里 12 代酷睿 i9-12900K 办公生产力得分 7161 分,其中 Word 得分 8543 分、Excel 得分 7532 分、PowerPoint 得分 7039 分,Outlook 得分 4648 分。视频编辑得分 9965 分。

在视频剪辑测试插件 PugetBenchMark 中,i9-12900K 的表现同样爆表了:在 Pr 中得分为 1311 分,Ae 为 1547 分,这个分数同样领先之前 R9-5950X+RTX 3090 的电脑 10% 左右,这个生产力表现在消费级处理器中堪称无敌了。

最后我们来进行一下内存测试,12 代酷睿对 DDR5 内存的支持无疑大大提升了使用体验,我们这里英睿达普条采用默认的 JEDEC 频率 4800MHz,除此之外还有三个 XMP 档位,其中 XMP2 频率降低为 4400MHz 并优化了时序,XMP3 进一步降频到 4000MHz 并进一步降低了时序。

最终的成绩如下,可以说标准频率下 DDR5 延迟和 DDR4 是相似的,但读写有了接近翻倍的提高,这里读取性能达到 70GB/s,写入性能达到 66GB/s,拷贝性能达到 71GB/s,时序放宽点的话相信超频潜力也不会差。

六、游戏测试

英特尔表示,i9-12900K 是有史以来最好的游戏处理器,那么它的游戏体验究竟如何呢?我们接下来选择几款自带 BenchMark 的游戏,来看看它的帧数表现。由于过高的分辨率对显卡性能要求更高,所以为了降低显卡的影响,以下游戏测试均在 1080P 高画质情况下进行。

《孤岛惊魂:新曙光》平均 149 帧

《古墓丽影:暗影》平均 201 帧

《彩虹六号:围攻》平均 503 帧

《CS:GO》平均 573 帧

《全面战争:三国》平均 196 帧

《刺客信条:奥德赛》平均 138 帧

《荒野大镖客 2: 救赎》平均 166 帧

《看门狗:军团》平均 146 帧

《地铁:逃离》平均 128 帧

以上是一些自带 BenchMark 的游戏,据说 12 代酷睿超频对游戏帧数的影响很大,稍后我们将为大家测试超频后上述游戏帧率的提升。

七、温度及功耗测试

从上述的理论性能测试和游戏跑分可以看出,12 代酷睿在性能上有了明显的提升,那么它的功耗表现怎么样呢?值得一提的是,以往英特尔都会用 TDP(热设计功耗)来衡量发热量,但这个参数其实参考价值不大;因此 12 代酷睿将功耗参数升级为了 PBP 基准功耗和 MTP 最大功耗,首批所有的 12 代酷睿处理器的基准功耗均为 125W,MTP 则为 150W-241W 不等,如果激活睿频加速 Max 3.0 的话速度更是会达到 250W 以上,这无疑会对散热器提出新的考验。

因此,此次测试我们选择了酷冷至尊炎神 P360 高端水冷散热器,这款一体式水冷散热器采用 360 冷排设计,全新第三代双腔水头设计将重要精密组件置于冷水层空间, 实现单向流通, 有效防止热水回流。专业设计过的铜底冷头采用微通道技术增加了表面积,再搭配带有二代灯效的高性能风扇, 有效减少扰流, 降低噪音, 增加散热效率。

此外炎神 P360 还采用了全新 ARGB 二代光效, 可与支持此功能的核心主板制造商同步灯效.同时可以使用随附的二代 ARGB 控制器和 MasterPlus + 软件自定义每个 LED 灯珠。

为了模拟最大压力,我们直接采用 Aida 64 的单烤 FPU 15 分钟,在刚刚开始跑分时,CPU 短时功耗可以达到 280W 左右,15 分钟后可以看到 CPU 功耗全程稳定在 247W 左右,P 核温度稳定在 94℃,E 核温度则在 89℃左右徘徊,可以说炎神 P360 完全压住了 i9-12900K,因此如果想要选购 12 代 i7 和 i9 的话,强烈建议上高端 240/360 水冷,不然真有可能压不住。

八、超频体验

前面我们有提到,12 代酷睿超频对游戏帧数的影响很大,接下来我们为为大家测试超频后上述游戏帧率的提升。12 代酷睿不仅 P 核可以超频,专注多线程的 E 核同样可以超频,另外 P 核同时支持睿频加速 Max 3.0 技术,也就是说,处理器会在出厂时标定两个体质最好的核心供系统将重负载任务优先安排,另外,11 代酷睿支持的 TVB 技术在 P 核上同样支持,只不过 12 代酷睿并没有默认开启。由于 P 核和 E 核都可以超频,所以对于小白玩家来讲超频变得更加复杂,而极限玩家也有了压榨处理器能力的更多选项。考虑到超频的复杂性,这次IT之家只对处理器核心倍频进行调整,并没有考虑电压等因素。

我们使用 XTU 工具,将各个核心频率设定为:

P 核 x5.4 x5.3 x5.2 x5.2 x5.2 x5.2 x5.2 x5.2

E 核 x4.1 x4.1 x4.1 x4.1 x4.0 x4.0 x4.0 x4.0

这个超频并不激进,哪怕是体质比较差的也能做到。最近不少新闻报道都说 12 代酷睿配合液氮超频已经到了 8.0GHz,80% 的人类都要感谢英特尔了,这方面英特尔多年的技术积累还是很靠谱的。

超频后 R23 单核分数达到了 2052,多核分数达到了 27720,相比于超频前的单核 1958 分,多核 27695 分,略有提升。

CPU-Z 跑分单核 868,多核 11900,单核提升 11%,多核提升 6%。

对比表格如下图:

虽然跑分软件的提升并不明显,但在游戏中测出来的帧率发生了巨大的提升。在《彩虹六号:围攻》中,帧数从原来的 503 帧暴涨到了 541 帧。

《孤岛惊魂:新曙光》的帧率也从 149 帧来到了 163 帧,提升明显。

可以看出超频对游戏的提升是非常明显的,那么超频会不会导致处理器温度暴涨呢?实测烤机结果如下图,P 核上涨了 2℃左右,E 核上涨了 3℃左右。这个功耗提升不太明显,看来 12 代酷睿并非出厂即灰烬,还是有一定超频潜力的。

接下来我们还尝试了一下简单的内存超频,在保持时序不变的情况下,直接拉高频率到 5200MHz,Gear 模式为自动,看看它的性能表现。

在 AIDA64 内存测试中,延迟没有变化,而读写有了不小的提升,从读取 70000MB/s、写入 67000MB/s 来到了读取 75000MB/s、写入 72000MB/s。

内存超频后,在《彩虹六号:救赎》里又有了 10 帧左右的提升。

《孤岛惊魂:新曙光》这里也提升了 8 帧左右。

以下为 CPU、内存超频后的游戏帧数表格,我们只是简单拉了一点频率就有如此多的帧率提升,看来 12 代酷睿不论是核心还是内存的超频都对使用体验有巨大的改善。

总结

不论是消费者还是英特尔,都被 14nm 工艺困扰了太久了,而如今基于 intel 7 工艺打造的 12 代桌面级酷睿无疑代表着一个新时代的来临。事实证明,基于高性能 + 高效能核心混合架构的模式在桌面端能通过 Intel Thread Director 实现多核心智能分配,带来更好的前台应用体验。

在高性能 + 高效能核心混合架构的加持下,i9-12900K 不仅单核频率有明显优势,多核方面也用 24 线程就达成了与 32 线程的 R9-5950X 类似的多核性能,这使得 i9-12900K 不仅是最强游戏处理器,也是出色的生产力处理器。如果你正准备升级你的电脑的话,不妨考虑一下全新的 12 代酷睿 + 600 系芯片组主板 + DDR5 内存套装,配合 Windows11 的软件优化,提前享受下一个时代的 PC 体验。

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