以消費者角度而言,市場充滿競爭者是件好事情,無論是擁有更多的選擇權,亦或是以更少的價格購買所需商品。AMD 利用 Zen 微架構推出 Ryzen 系列處理器以降,稱霸 x86 處理器許久的 Intel 開始感到壓力,特別是 Ryzen 甫推出就將實體核心數量拉至八核心,讓僅有實體四核心的 Core i7-7700K 備感壓力。
經過一段時日,Intel 以第八代 Core 系列處理器應戰,由於 Intel 處理器微架構 IPC 效能相對 AMD 快上些許,因此最高階 Core i7-8700K 僅將實體核心數量推升至六核心即可應對。同時為了防堵中低階市場被對手趁虛而入,Core i5-8600K 以及 Core i3-8350K 核心數量也提升至六核心與四核心,可謂正式加入核心數量戰爭。
AMD 接下來也利用 GLOBALFOUNDRIES 的 14nm 最佳化版 12nm 製程,推出第二代 Ryzen 系列處理器,再次向對手發出戰帖。Intel 的反應就是今天所要測試的處理器—Core i9-9900K,不僅在主流市場加入 i9 等級品牌,處理器的核心數量再次提升,來到實體八核心十六執行緒,Core i7-9700K 則是八核心八執行緒。
Coffee Lake Refresh 微改
Core i9-9900K 為 Intel 主流平台首款達實體八核心十六執行緒的處理器,基礎頻率為 3.6GHz,依據掛 Turbo 核心數量不同,Turbo Boost Technology 2.0 自動超頻頻率分別為 4.7GHz~5GHz,5GHz 頻率狀態最多可供 2 個實體核心超頻。第九代 Core 處理器依舊維持 14nm 製程,預計下一世代才會轉入 10nm。(喔!別忘了採用 Cannon Lake 微架構的 i3-8121U,這可是 Intel 第一款 10nm 製程市售處理器產品)
▲先行發售的 3 款第九代 Core 系列處理器規格比較。
Core i9-9900K 繼續採用 Coffee Lake 微架構,代號為 Coffee Lake Refresh,處理器內部結構沒有什麼變化,L1 指令和 L1 資料快取依舊為 32KB 和 32KB,L2 快取則為 256KB。單核心 L3 快取滿血版為 2MB,並根據產品定位劃分縮減,譬如 Core i9-9900K L3 快取總容量為 16MB,Core i7-9700K、Core i5-9600K 每實體核心 L3 快取降至 1.5MB,總容量分別為 12MB 和 9MB。
▲3 款第九代 Core 系列處理器 Turbo Boost Technology 2.0 與核心數量對照表。(不含 AVX)
這次 Coffee Lake Refresh,比前次 Haswell Refresh 還要再更清新一些,先行推出 3 款第九代 Core 系列處理器已知針對 Meltdown Variant 3、Meltdown Variant 5 等漏洞修改光罩設計,加入硬體等級的修復,相對採用韌體方式修復的效能衝擊更少。題外話,近日加入第八代 Core 系列處理器行列的 Whiskey Lake,也具備上述硬體漏洞修復。
金屬焊錫回歸
Intel 主流市場桌上型處理器從 Ivy Bridge 世代開始,FC-LGA(Flip Chip Land Grid Array)封裝內部晶粒與金屬 IHS(Integrated Heat Spreader)的 TIM(Thermal Interface Material)熱介面材料全線變更為散熱膏,不再使用低溫金屬焊錫。散熱膏導熱能力自然不比金屬材質,這也讓液態金屬散熱膏在玩家之間蔚為流行,開蓋成為風潮,甚至催生開蓋器、開蓋服務等新興產業。
或許是順應民意,也或許是再次榨乾 14nm 製程效能的手段,Core i9-9900K、Core i7-9700K、Core i5-9600K 再次使用金屬材質焊錫作為 TIM,Intel 並稱之為 STIM(Solder Thermal Interface Material),玩家們不用再自己破壞保固開蓋上液金,即可擁有較好的導熱性能,降低平時運作溫度或增加超頻空間,避免頂到耐受溫度上限。
新世代 Z390 晶片組
受到 AMD Ryzen 系列處理器的壓力,第八代 Core 系列處理器相較原定上市時程提早約半年,處理器發售當下相對應 Cannon Lake PCH 晶片組尚未準備完成,先行以 Z270 晶片組搭配新的 ME(Management Engine)匆忙提槍上場,等到其餘非 K 系列處理器開始發售,才推出真正的新一代 300系列晶片組。
▲300 系列桌上型電腦晶片組(Z370 除外)Flex I/O 通道對比圖。(點圖放大)
由於半年前才推出 Z370 晶片組主機板,若在相近的時間推出 Z390 晶片組,相信主機板合作廠商一定會急跳腳,於是乎將 Z390 晶片組延後至與第九代 Core 系列處理器一同發售。與此同時,第八代和第九代 Core 系列桌上型處理器,均可交叉安裝至 300 系列主機板,包含率先推出的 Z370 晶片組。
真.300 系列晶片組改採與處理器相同的 14nm 製程,因此耗電量與廢熱雙雙下降,並加入原生 USB 3.1 Gen2 10Gbps 支援能力。該系列晶片組同時整合 Wi-Fi 無線網路的媒體層,利用 CNVio 介面額外連結無線網路 RF 模組,能夠減少電路板使用面積與降低成本。此外也支援更深層的 C9、C10 電源狀態,但這項功能在桌上型電腦應用環境的關注度不大,反而對行動裝置電池續航力有所幫助。
媒體版 Core i9-9900K
Intel 已有相當多年的歷史,未曾派送完整市售包裝給予技術媒體測試,雖然這次依舊不是市售版產品,但多少也受到 AMD 用心加華麗的包裝影響,不再是氣泡袋或是泡棉包一包,而是有個精美紙盒包裝。彩色印刷紙盒外面還加上 1 層親膚材質,摸起來確實有受到重視的感覺;對於技術編輯而言,方正紙盒也比球體容易收納(笑)。
▲Core i9-9900K 市售版採用相當特殊的壓克力塑膠包裝,頗有紀念意義與特殊性,K 版處理器依舊不會隨附散熱器。
▲媒體評測版 Core i9-9900K 採用方正紙盒包裝,親膚材質塗料容易使人一摸再摸(?)。
▲打開後內部還有使用與市售版相同意象設計的紙片固定 Core i9-9900K 處理器。
▲媒體評測版 Core i9-9900K 依舊為工程樣品,代號 QQPP。
▲Core i9-9900K 真身。
▲Core i9-9900K 與前一世代 Core i7-8700K 相比,IHS 形狀有所變化,原先被認為可以幫助使用者握持安裝處理器的上、下突出部分被取消。
▲腳位依舊採用 LGA1151,封裝底部電容數量因應核心數量增多而有所調整。
(下一頁:溫度、耗電量、效能)
燒機有感降溫
Core i9-9900K 與 Core i7-9700K 核心數量上升至實體八核心,沿用 14nm 製程想必晶粒面積對比 Core i7-8700K 更為增大,Intel 卻依舊將 TDP 定為 95W 等級,意即散熱器設計不需要什麼改變,使用者也不必另行購買升級解熱能力更高的新款產品。
為了測試方便性,筆者已經將 Core i7-8700K 開蓋塗抹 Coollaboratory Liquid Ultra 液態金屬散熱膏,剛好可藉此比較自行 DIY 與廠商出場預設值的對比關係。這次對比依舊採用 Cooler Master X6 散熱器,主機板為 Asus ROG Maximus XI Extreme,記憶體為 G.SKILL Flare X F4-3200C14D-16GFX,手動選擇 DDR4-2666,室溫 25℃。耗電量使用變電家量測電源供應器市電輸入端,因此為整體平台的耗電量。
▲Core i9-9900K 與開蓋塗上液態金屬散熱膏的 Core i7-8700K 溫度與耗電量比較測試。
由測試結果判斷,Intel 維持 Core i9-9900K TDP 95W 所言不假,雖然剛開始利用 AIDA64 FPU 燒機時,受到短時間自動超頻機制的影響,溫度有機會衝上 92℃~93℃,10 分鐘完整測試則最終落在 82℃,表示使用者無需再替該處理器換裝更為強力的散熱器,沿用過往 K 版處理器的散熱配置即可。
技壓 Ryzen 7 2700X
以 AMD Zen+ 微架構和 Intel Coffee Lake 微架構 IPC 性能研判,Coffee Lake 在同樣運作時脈的效能較高,如今更將實體核心數量提升至與 AMD 主流平台相同的實體八核心十六執行緒,想當然耳整體運算效能必定不輸,但實際相差多少,是否值得消費者溢價購買,為接下來的觀察重點。
▲SiSoftware Sandra Core i9-9900K、Core i7-8700K、Ryzen 7 2700X 各項處理器效能成績對照。(點圖放大)
不出所料,Core i9-9900K 對比自家上代產品,效能成長幅度為 35%~45% 左右,相對 Ryzen 7 2700X 則是領先程度不一;受到 Zen/Zen+ 微架構內部浮點運算單元設計的影響,通常是運用 AVX2 指令的測試項目領先幅度較大。Ryzen 7 2700X 也並非全面潰敗,堅守加解密性能這個項目,令人想到 AMD 不斷強打的安全加密特色。
▲AIDA64 Cache & Memory Benchmark 測試表現,依舊呈現雙方記憶體架構的不同設計特色。(點圖放大)
快取與記憶體頻寬測試部分,AIDA64 Cache & Memory Benchmark 依舊提醒著我們雙方記憶體架構的差異性,Intel 微架構特色為越靠近處理器,讀寫速度相較 AMD 快上許多,而 AMD 則是越接近 L3 越快。當然,雙方最高支援 JEDEC DDR4 時脈不同,支援較快 DDR4-2933 的 Ryzen 7 2700X 占據上風,但是存取延遲部分依舊是 Intel 記憶體控制器強項。
CPU-Z 和 7zip 運算部分,Core i7-8700K 與 Ryzen 7 2700X 效能在伯仲之間,前者 IPC 性能較高,後者則可以依靠核心數量優勢取勝。Core i9-9900K 加入戰局則同時擁有雙方的優勢,在此取得全面勝利為意料中事。
▲x264 FHD Benchmark 和 HWBOT x265 Benchmark 影片壓縮測試結果。(點圖放大)
影片壓縮部分,同樣是 AVX 指令集能夠發揮所長之處,Ryzen 7 2700X 於 x264 FHD Benchmark 還可以依靠核心數量吃 Core i7-8700K 豆腐,但面對具有 IPC 與核心數量雙重優勢的 Core i9-9900K,顯然討不到什麼便宜。值得一提的是,Core i9-9900K 壓縮能力突破每秒 60 張畫面關卡。
3D 建模最終的運算繪圖部分,測試結果同樣往 Core i9-9900K 一面倒,領先幅度大約是對手效能的 20%。只是該效能尚未滿足業餘或是半專業玩家,最高高達實體 32 核心與支援 ECC 記憶體的 Ryzen Threaripper 才是值得考慮的對象。
遊戲效能再突破
長期支持電腦王的讀者,應該都了解我們的寫作風格,處理器評測文章並不一定納入遊戲效能項目,由於此部分與顯示卡的關聯較大,又與遊戲廠商最佳化程度相關聯,不太適合擺入處理器評測文章,作為標準測試的一環。
此次 Intel 推出 Core i9-9900K 處理器,以最適合遊玩遊戲的處理器作為宣傳口號,但提出的相對數據並無法讓人信服,競爭對手 AMD 測試平台軟硬體配置相當「特殊」,並非一般玩家採用的配置,也不是基於合理理由的選擇。筆者秉持揭露實際情況的精神,特地加入 Core i9-9900K、Core i7-8700K、Ryzen 7 2700X 與 NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti 顯示卡的遊戲效能比較。
Core i9-9900K、Core i7-8700K 採用相同的軟硬體配置,均採用 ROG Maximus XI Extreme 主機板、Cooler Master X6 散熱器和 Plextor M9Pe(G) 512GB SSD。對手 Ryzen 7 2700X 則選用 ROG Crosshair VII Hero (Wi-Fi) 主機板,搭配 MSI CORE FROZR L 散熱器與 Plextor M9PeGN 512GB SSD。雙方均採用 G.SKILL Flare X F4-3200C14D-16GFX 8GB x 2 雙通道套裝記憶體,Intel 平台為 DDR4-2666 15-17-17-36、AMD 平台為 DDR4-2933 16-20-20-47,以雙方最高支援 JEDEC 的 DDR4 等效時脈為標準,時序交由主機板自行抓取,其餘設定採用預設值。
▲Core i9-9900K、Core i7-8700K、Ryzen 7 2700X 搭配 GeForce RTX 2080 Ti 的 3DMark 各種子項目測試成績比較。
首先進行標準 3DMark 測試,觀察以上效能圖表可得知,Core i9-9900K 確實能夠獲得較高的分數,將 GeForce RTX 2080 Ti 效能表現再往上推升。其中表現差異較大為簡單場景 Cloud Gate Graphics 子項目,Core i9-9900K 對比 Ryzen 7 2700X 提升將近 30%。
▲Core i9-9900K、Core i7-8700K、Ryzen 7 2700X 搭配 GeForce RTX 2080 Ti 的遊戲畫面張數表現。
實際遊戲表現也呈現同樣的趨勢,當解析度較低,顯示卡運算效能足以應付時,限制畫面張數表現的瓶頸為處理器,因此 Core i9-9900K 可以提供更高的效能表現。隨著畫面解析度提升至 4K,此時瓶頸落在顯示卡身上,Core i9-9900K 依舊可以提供更高的效能表現,但提升幅度就並非相當明顯,若將差異製成百分比長條圖比較,則更容易看出箇中差異。
▲Core i9-9900K、Core i7-8700K、Ryzen 7 2700X 搭配 GeForce RTX 2080 Ti 的遊戲畫面張數表現,將其差異繪製成百分比比較。
根據以上測試結果,Core i9-9900K 在主流市場又再次創下效能新標竿,唯獨這次導入 i9 等級品牌,不若前一世代 Core i7-8700K 加量不加價策略,每千顆單顆建議售價上漲美金 488 元,折合新台幣大約突破 15,000 元。幸好這次不強制要求搭配 Z390 晶片組,若是使用者擁有 Z370 晶片組主機板,更新 UEFI BIOS 之後便可無痛升級。
另一方面維持新台幣萬元價格帶的 Core i7-9700K,或許有機會成為新一代性價比黑馬,若非 2 者 L3 快取容量不同,筆者原先考慮以 Core i9-9900K 關閉 Hyper-Threading 和限制各核自動超頻時脈模擬測試。競爭對手部分,已傳出降低主流市場高階處理器售價的風聲,可惜台灣地區特有的「漲價走蟲洞、降價海運漂」現象,短期內無法即時反應。回應本文開頭主題,市場存在競爭者是件好事,接下來就看 AMD 如何以 7nm 製程回擊(或是推出 Ryzen 7 2800X?)。
產品資訊
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測試平台
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- Intel
- 主機板:Asus ROG Maximus XI Extreme
- 記憶體:G.SKILL Flare X F4-3200C14D-16GFX 8GB x 2 @DDR4-2666
- 顯示卡:NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti Founders Edition
- 系統碟:Plextor M9Pe(G) 512GB
- 電源供應器:Seasonic Platinum SS-1000XP
- 作業系統:Microsoft Windows 10 Pro 64bit 1809
- AMD
- 處理器:AMD Ryzen 7 2700X
- 主機板:Asus ROG Crosshair VII Hero (Wi-Fi)
- 記憶體:G.SKILL Flare X F4-3200C14D-16GFX 8GB x 2 @DDR4-2933
- 顯示卡:NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti Founders Edition
- 系統碟:Plextor M9PeGN 512GB
- 電源供應器:Seasonic Platinum SS-1000XP
- 作業系統:Microsoft Windows 10 Pro 64bit 1809