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将9代酷睿远远甩在身后!英特尔第十代酷睿桌面级处理器首发测试 [复制链接]

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      在竞争对手的锐龙处理器自2017年问世后,英特尔桌面级产品这几年承受了很大的压力。从其产品发展趋势就可以看出来——在8代酷睿上,第一次我们看到了拥有6核心配置的酷睿i5,内置4颗核心的酷睿i3处理器;在9代酷睿上,第一次我们看到了终于没有内置核芯显卡,价格得到进一步降低的KF/F系列处理器,以及首款全核心频率提升到5.0GHz的酷睿i9-9900KS。但面对对手咄咄逼人的攻势,各款Zen 2架构处理器的发布,以上的努力显然还不够。因此在今天,英特尔第十代酷睿桌面级处理器,即在业界盛传已久ET LAKE-S终于正式上市,那么它是否能给消费者带来令人满意的性能?
      
      改善物理结构,提升散热性能
      

      
      从核心上来看ET LAKE-S与第九代酷睿处理器Coffee Lake-S Refresh在处理器微架构、生产工艺上没有明显改变,仍然采用14nm++生产工艺,其主要改进之处在于进一步提升了处理器规格,并小幅改进了处理器内部的物理结构。首先让我们看看处理器内部在物理结构上的改变,对比9代焊钳封装方式,第10代酷睿做了进一步的改良,加大了整个IHS集成散热器(也就是我们常说的CPU顶盖)的厚度,但处理器整体厚度不变。其实现的方法是将处理器内部的Die核心芯片变得更薄,然后换取了一个更厚的集成散热器的厚度。根据导热公式来看,在导体相同的情况下,导体横截面积越大,传导的热量就越多,因此这样的设计能为处理器提供更好的散热效果。
      
      频率大幅提升至最高5.3GHz
      
      正因为是散热性能的提升,英特尔就为第十代酷睿桌面级处理器带来了另一大升级——最高可达5.3GHz的睿频频率,而第九代酷睿处理器的最高睿频频率只有5.0GHz。英特尔认为频率对于应用是非常重要的,特别是游戏。目前大部分游戏是非常依赖处理器单核性能的,高频处理器会帮助游戏帧速获得提高,并降低游戏运行时的延迟,给游戏玩家带来更真实的体验。
      

      
      同时与高频率相搭配的就是英特尔的睿频MAX 3.0技术,该技术根据当前工作负载、功耗温度等环境因素,可以自动发现两个性能最佳的核心,并在不增加电压的情况下,提升它们的频率,以充分利用功耗和发热的剩余空间,带来最大化频率和性能。英特尔Turbo Boost睿频技术先后衍生了1.0、2.0、MAX 3.0等不同版本,加速效果越来越显著,利用率也越来越高。除了Turbo Boost睿频技术,英特尔近年来还发展了另一项加速技术—Thermal Velocity Boost,简称TVB加速技术。
      
      简单来说,英特尔TVB加速技术会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,具体提频幅度、时间取决于工作负载、处理器规格以及散热条件。一般来说,温度会密切影响TVB的加速情况,如果核心温度低于或等于警戒温度,且存在睿频功率空间时,那么TVB加速会在Turbo Boost睿频加速的基础上进一步提升频率上限,比如提升200MHz~300MHz的额外频率。
      

      
      正是在睿频3.0与TVB加速技术的加持下,第十代酷睿i9-10900K/KF两款处理器的最高睿频频率都可以达到5.3GHz。英特尔也将它称作现在性能最佳的游戏处理器。而定位稍低一级的酷睿i9-10900/F两款处理器则也可以通过睿频+TVB技术,将频率提升到最高5.2GHz。需要提及的是,只有这四款处理器支持TVB技术,其他第十代产品要么只支持睿频MAX 3.0技术,要么两个技术都不支持。
      

      
      同时英特尔还增强了第十代酷睿处理器的超频能力:
      
      1.首先在超频的时候,增加了每颗核心的超线程开关功能,用户可以选择对每一颗核心的多线程功能进行开或关,以方便进一步提升频率。
      
      2.用户可以对PCIe graphics(PEG)即PCIe总线,以及CPU和芯片组连接的DMI总线进行超频。
      
      3.英特尔进一步提升了处理器电压和频率的可控范围。其展示的图表中蓝色的曲线表示采用常规超频的曲线,黄色是新的超频曲线,可以看到黄色曲线在每一个点位都会比蓝色要有一定幅度的增加。这就表面英特尔提升了第十代酷睿不锁频处理器的超频能力。同时英特尔也对超频工具Extreme Tuning进行了更新,增加了对图形显卡以及对上述新功能的支持。
      
      最高核心数提升至10核,全面开放超线程技术
      

      
      第十代酷睿处理器的另一大升级则是提高核心数量,并全面普及HT超线程技术。在第十代酷睿i9处理器上,处理器的核心数量提升到10颗,计算线程数量高达20条。而酷睿i7系列在继续维持8核心数量的配置下,重新开启了对超线程技术的支持。在酷睿i5、酷睿i3处理器上也出现了类似的升级,它们虽然仍分别保持6核心、4核心的配置,但都对超线程技术提供了支持。事实上,从现在英特尔公布的第十代酷睿处理器产品规格来看,基本上只有三款最低端的赛扬处理器不支持超线程技术,就算是奔腾金牌级别的处理器,也具有2核心、4线程的配置。
      
      这样的配置能让英特尔更好地应对当前锐龙处理器的挑战,比如凭借高频率,10核心的第十代酷睿i9系列将可以对抗像锐龙9 3900X这样的12核心处理器,而在面对锐龙7、锐龙5、锐龙3这些支持SMT(同步多线程技术)的8核心、6核心、4核心产品时,凭借对超线程技术的全面支持,英特尔第十代同级处理器也在核心、线程数量等关键规格上也与它们站在了同一起跑线上。而在TDP(热设计功耗)上,可能得益于散热性能的改进,K/KF系列处理器的TDP热设计功耗全部增加到125W,意味着它们可能有更大的超频空间,其他普通处理器则依然保持着低功耗特性,TDP只有58~65W。
      
      酷睿i9-10900K、酷睿i5-10600K实物赏析
      

      

      
      本次我们将对定位最高的酷睿i9-10900K,以及定位中间的酷睿i5-10600K进行测试,从外观上可以看到,采用LGA 1200接口的第十代酷睿处理器在正面外观上没有太大不同,唯一一个显著的变化是防呆口从第9代处理器的上部移到了下方。这也是区分第十代、第九代酷睿处理器一个非常简单的方法。同时,在处理器背面,第九代、第十代两代产品也有很大的区别,除了CPU触点更多外,第十代酷睿处理器的电容排布方式也与第九代产品有很大区别。第九代产品的所有电容排布在一起,形成一个面积很大的矩形,而第十代处理器的电容则分割、排布为上下两个较为对称,面积小一些的矩形。
      
      第十代酷睿处理器性能保证
      
      Z490芯片组与主板
      
      由于第十代酷睿处理器增加了核心数量、开放了超线程技术,并支持Wi-Fi 6、雷电3等技术,处理器有更高的供电需求,因此第十代酷睿处理器必须搭配针脚数量增加49根的LGA 1200插槽使用。这也就意味着要使用第十代酷睿处理器,用户必须更换主板。而搭载LGA 1200插槽的,正是采用Z490、H470的400系新主板。除了处理器插槽不同外,相对Z390,Z490主板的主要新特性有以下几点:
      
      1.内置了新的英特Vi无线交流解决方案,只要主板厂商搭配AX201 (Gig+) 模块伴射频 (CRF) 模块就可以让主板支持Wi-Fi 6无线网络,在5GHz@160MHz频段下的理论传输带宽可提升到2.4Gbps,相对带宽1.73Gbps的Wi-Fi 5有明显提升。
      
      2.Z490芯片组在主板上提供了雷电3的接口,主板厂商可以通过这个接口扩展出更多的雷电3接口。
      
      3.Z490主板的标称内存支持频率提升到了DDR4 2933,当然,其实经过主板厂商自己的“升级、改良”,不少Z390主板都可以轻松支持频率超过DDR4 3600的内存。
      
      4.Z490主板还增加了对英特尔2.5G有线网卡I225-V的支持,当然这个特性也不是太惊人,毕竟很多厂商早已在高端Z390主板上自行集成了10G网卡。
      

      
      其他方面,Z490主板与Z390主板就没有太大不同了。芯片组提供的PCIe 3.0通道数仍然是24条,加上处理器提供的16条,总共有40条。同时,主板也提供6个SATA 6Gb/s接口,6个USB 3.2 GEN 2x1接口(10Gbps带宽),10个USB 3.2 GEN1x1接口(5Gbps带宽),支持使用傲腾内存技术。其扩展能力可以说与Z390主板几乎完全相同。接下来就让我们看看Z490主板中的旗舰产品ROG MAXIMUS Ⅻ EXTREME能给我们带来哪些惊喜?
      
      供电、散热非常优秀的Z490主板
      
      ROG MAXIMUS Ⅻ EXTREME
      

      

      

      

      
      同时为降低供电部分的发热量,满足长时间超频的需求,ROG还升级了主板供电部分的散热设计。主板不仅在供电部分配备了覆盖MOSFET、电感,以及Z490芯片组的一体式热管散热模块,还在主板I/O接口位置顶部配备了一块大型铝制盖板与供电散热模块紧密接触,从而可以主板高发热区域的散热面积,提高散热效率。同时主板还在扩展插槽附近配备了大面积铝制散热模块,可以与用户安装的M.S SSD紧密接触,降低M.2 SSD的发热量。
      

      
      在内存供电部分该主板不仅采用了独立的两相供电设计,还搭配了多颗松下SP-Cap聚合物铝电容。SP-Cap聚合物铝电容是采用高导电率的聚合物材料作为阴极的片式叠层铝电解电容器。此类电容具有等效串联电阻(ESR)低,降低纹波电压能力强的特性。在高频工作环境下,其阻抗曲线呈现近似理想电容器的特性,电容量非常稳定,更适合在高负载环境下工作,一般仅在高端板卡产品上能看到此类SP-Cap聚合物铝电容的采用。
      
      此外在内存部分,MAXIMUS Ⅻ EXTREME主板也加入了Optimem Ⅲ内存优化设计,工程师重新设计了主板与内存间的布线,采用Daisy Chain菊花链拓扑结构连接处理器与内存,并在顶层PCB加入了接地屏蔽、接地环以减少外部信号干扰与横向干扰,使得这款主板在插入四根高频内存时,它的内存频率最高可以达到DDR4 4800以上(注:需内存颗粒体质同样达到高水准);在插入4根32GB内存即总容量为128GB内存时,可支持最高DDR4 3600的内存频率。
      

      
      在功能部分,MAXIMUS Ⅻ EXTREME主板也同步获得了大幅升级,它不仅配备了Aquantia AQC107 10G万兆网卡,还搭配了英特尔的WiFi 6 AX201网卡,理论传输带宽可达2.4Gbps。值得一提的是,借助Z490芯片组,EXTREME系列主板的基础网卡也由英特尔I219-V千兆网卡升级为I225-V 2.5G网卡。
      

      
      同时MAXIMUS Ⅻ EXTREME主板借助Z490芯片组提供的雷电3接头,还提供了一张THUNDERBOLTEX 3-TR扩展卡。这款扩展卡提供了一个具有100W功率的Type-C接口,以及一个27W的Type-C接口,并提供了两个Mini DP IN接口。该卡可通过Daisy Chain菊花链拓扑结构连接最多6台雷电设备,并同时连接一台显示器进行显示输出,显示分辨率可达7680×4320@60Hz。
      

      
      音频方面,这款主板也配备了SUPREMEFX电竞信仰音效系统。其核心是一颗由瑞昱特供、输出信噪比为120dB的S1220 7.1 声道Codec,并搭配谐波失真仅-94dB的ESS ES9023P DAC芯片、尼吉康音频电容、专为防爆音与侦测播放设备阻抗的Switching MOSFET,以及LED发光音频插孔等多种高品质元件。
      

      
      总体来说,MAXIMUS Ⅻ EXTREME的问世标志着MAXIMUS系列主板的设计水准、做工、用料又上了一个很大的台阶,接下来,就让我们通过对酷睿i9-10900K、酷睿i5-10600K,以及MAXIMUS Ⅻ EXTREME主板的实测来看看它们究竟有怎样的表现。
      
      ROG MAXIMUS Ⅻ EXTREME主板规格
      
      板型:E-ATX
      
      处理器接口:LGA1200
      
      芯片组:Intel Z490
      
      内存插槽:DIMM×4(最高支持DDR4 4800 128GB)
      
      扩展插槽:PCIe 3.0 x16×1、PCIe 3.0 x8×1、PCIe 3.0 x4×1、M.2×4、SATA 6Gb/s×8
      
      网络芯片:Intel I225-V 2.5G有线网卡+AQC-107万兆网卡+英特尔 Wi-Fi 6+蓝牙5.1 AX201无线模块
      
      音频芯片:ROG SupremeFX 8 声道 音频系统
      
      背板接口:USB 2.0+USB 3.2 Gen2+USB 3.2 Gen1+USB 3.2 Gen 2x2(20Gbps)+10G网络接口+2.5G网络接口+S/PDIF光纤+模拟7.1声道音频接口+ASUS Wi-Fi模
      
      我们如何测试
      
      测试平台一览
      
      主板:ROG MAXIMUS Ⅻ EXTREME主板
      
      处理器:酷睿i9-10900K、酷睿i5-10600K、酷睿i9-9900KS、酷睿i5-9600K
      
      内存:芝奇Trident Z RGB DDR4 3600 8GB×2
      
      硬盘:英特尔Optane 900P
      
      显卡:ROG Strix RTX 2080 Ti O11G Gaming
      
      电源:ROG THOR 1200W
      

      
      测试中,我们不仅会进行CPU-Z、SiSoftware Sandra、鲁大师等处理器性能理论测试,更会通过V-RAY渲染、HandBrake、Foobar2000音视频转码、7-Zip压缩与解压缩等实际应用探究处理器的实际性能。同时我们还会使用无主之地3僵尸世界大战:部落模式全面战争:三国战争机器:战略版等多款游戏测试第十代酷睿桌面处理器的游戏性能,看看它们相对第九代产品是否真的有优势。此外考虑到两款处理器都属于K系可超频产品,我们还会在水冷散热的环境下测试两款处理器的超频能力。
      
      主板BIOS还需完善,测试注意
      
      需要说明的是,在对第十代酷睿处理器的测试中,我们发现Z490主板的BIOS还有一定的完善空间,在前几版BIOS中,不少主板都难以在默认设置下实现睿频最高加速频率,特别是进一步提升的TVB加速频率。直到处理器发布前夕,我们才拿到了ROG MAXIMUS Ⅻ EXTREME主板的最新0509版BIOS,并成功让酷睿i9-10900K实现了5.3GHz的最高加速频率。而酷睿i5-10600K则由于时间关系,仍采用0508版的BIOS进行测试,该BIOS无法实现最高4.8GHz的睿频加速,处理器单核、全核心最高工作频率都保持在4.5GHz下。因此总体来看,Z490主板的BIOS可能还需要进一步完善,才能充分发挥出第十代酷睿处理器的最高性能。
      
      处理器性能测试
      

      
      再来看看酷睿i5-10600K与酷睿i5-9600K的测试,尽管由于0508版BIOS的限制,酷睿i5-10600K的单线程性能略弱于酷睿i5-9600K,但在多线程性能中,凭借对超线程技术的支持,酷睿i5-10600K还是完胜对手。在wPrime 1024M运算测试中,酷睿i5-10600K的运算时间比酷睿i5-9600K少了33%,SiSoftware Sandra处理器算术性能领先酷睿i5-9600K达32.7%。在处理器整体性能测试中,酷睿i5-10600K的优势也非常明显,其PerformanceTest 10.0 CPU MARK领先酷睿i5-9600K达22.3%。
      
      处理器应用性能测试
      

      
      处理器游戏性能测试
      

      
      而在酷睿i5-10600K与酷睿i5-9600K的游戏性能对比就有所不同了,毕竟酷睿i5-9600K不支持超线程技术,其计算线程数只有6条,仅酷睿i5-10600K的一半,同时现在不少游戏大多会支持至少8条计算线程,因此在那些对多线程运算支持较好的游戏中,酷睿i5-10600K就拥有较大的优势。如在古墓丽影:暗影中,酷睿i5-10600K的平均运行帧速领先酷睿i5-9600K 7fps,在最新推出的战争机器:战略版中,它的平均帧速领先酷睿i5-9600K多达20.3fps,在全面战争:三国中,它也有9fps的优势。总体来说,在那些AI较多的战略模拟类游戏中,像酷睿i5-10600K这种支持超线程技术的处理器更有用武之地。而在刺客信条:奥德赛无主之地3中,受限于0508版BIOS,酷睿i5-10600K的游戏表现则要稍逊于酷睿i5-9600K。
      
      处理器功耗与温度测试
      

      
      酷睿i5-10600K的功耗则要低一些,满载状态下为181W,考虑到使用这款处理器的用户一般不会搭配非常昂贵的旗舰级显卡,因此我们认为至少应为酷睿i5-10600K搭配一台额定功率500W的电源,发热量方面,酷睿i5-10600K的满载工作温度比酷睿i9-10900K低了不少,仅62℃,因此一款高性能风冷或一体式水冷散热器就能满足它的需求。
      
      最高5.3GHz全核心
      
      第十代酷睿处理器超频测试
      

      

      
      从测试成绩可以看到,超频后两款处理器的测试成绩都有了明显提升,酷睿i5-10600K的CPU-Z 1.92处理器单线程性能从默认设置下的514.7猛增到574.8,提升幅度达11.6%,其CINEBENCH R20处理器多核心渲染性能也从3444pts增加到3774pts,增长幅度在9.5%左右。而酷睿i9-10900K在5.2GHz下的CINEBENCH R20处理器多核心渲染性能则达到6560pts,已经非常接近AMD 16核心处理器锐龙Threadripper 1950X的6670pts,可以说酷睿i9-10900K通过超频有效缩短了与多核心处理器的差距。
      

      
      值得一提的是,如果你只是追求部分成绩,也可以将酷睿i9-10900K超频到5.3GHz体验它的威力,在CPU-Z与鲁大师测试中,它均可以稳定在5.3GHz完成测试,不会出现明显掉频。而在这个频率下,它的CPU-Z处理器多线程性能已逼近7800分,非常惊人。
      
      最高DDR4 4700
      
      内存超频性能测试
      

      
      测试点评:最后我们还对酷睿i9-10900K、ROG MAXIMUS Ⅻ EXTREME主板的内存超频能力进行了测试。结果也非常令人欣喜,ROG MAXIMUS Ⅻ EXTREME主板在1.4V内存电压、20-20-20-47延迟设置下,可以轻松将芝奇Trident Z RGB DDR4 3600 16GB套装超频到最高DDR4 4700,其内存读写带宽从DDR4 3600下的51509MB/s、51390MB/s分别提升到59639MB/s、66304MB/s,超频后的增长幅度非常显著,显示出第十代酷睿处理器、ROG MAXIMUS Ⅻ EXTREME主板拥有优秀的高频内存支持能力。
      
      可能是近年来增长幅度最大的英特尔处理器
      
      综合以上测试来看,我们认为虽然第十代酷睿处理器还是使用14nm++生产工艺,处理器内部架构也没有大幅升级,但凭借频率的进一步提升,核心数的增加,以及超线程技术的全面开放,它的确是近年来在性能上较前代产品增长幅度很大的一代新产品,如在在CINEBENCH R20处理器多核心渲染性能测试中,酷睿i9-10900K领先酷睿i9-9900KS达22.8%;在战争机器:战略版中,酷睿i5-10600K的平均帧速领先酷睿i5-9600K多达20.3fps,同时在V-RAY渲染性能测试中,酷睿i5-10600K相对酷睿i5-9600K也有多达33%的提升。
      
      当然最关键的是,第十代酷睿处理器的价预期并不会明显增加,4299元的酷睿i9-10900K与8核心的酷睿i9-9900KS的发布价相同,性价比显然更高。我们推测,在第十代酷睿处理器大量上市后,也会给竞争对手AMD带来一定压力,双方的价格、促销战将随着6.18、暑期销旺季的到来打响,对消费者来说这当然是件好事,毕竟第十代酷睿处理器就是双方在市场上激烈竞争后带来的“成果”。
      
      唯一让人有所不满的就是新处理器采用了新的接口,用户必须更换主板。我们认为,如果你已经很久没更新英特尔处理器了,还在用第八代或更早的产品,那么第十代产品将非常值得购买、升级。而如果你本来采用的就是酷睿i9-9900K、酷睿i9-9900KS这样的产品,除非你很在意多核心性能,否则如果你的电脑只是用来游戏、娱乐的话,那么暂时没有太大必要将处理器升级为酷睿i9-10900K,毕竟在游戏性能上它们的差距不大。
      
      而如果你是第九代酷睿i5处理器的用户,那么在资金充足的情况下,也可以考虑将它升级为第十代酷睿i5或酷睿i7,毕竟超线程技术的开放,频率的提升给处理器在部分应用、游戏中带来了很大的提升,有给人焕然一新的感觉。只是需要提醒用户的是,购买第十代酷睿处理器时,也一定要选择一款像ROG MAXIMUS Ⅻ EXTREME这样,不仅拥有优秀的做工,其BIOS还能得到不断更新、确认能实现最高TVB或睿频频率的Z490主板,相信你可不想让自己的第十代酷睿处理器在性能上大打折扣吧。
      
      
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