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Intel第13代Core i處理器效能實測:Raptor Lake重回遊戲、多工效能王座

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Intel推出代號為Raptor Lake的第13代Core i處理器,不但改善效能表現與電力效率,並在同等級產品中加入更多E-Core,強化整體多工效能。02255e598afcc5459a78a78695ee7b73

Intel推出代號為Raptor Lake的第13代Core i處理器,不但改善效能表現與電力效率,並在同等級產品中加入更多E-Core,強化整體多工效能。

小改款塞入更多小核

回顧Intel於2021年推出代號為Alder Lake的第12代Core i處理器,它採用LGA 1700腳位,並導入嶄新的P-Core效能大核、E-Core效率小核的混合式異質核心架構,透過2種不同設計概念的處理器核心,發揮提升單執行緒的極限效能,以及兼顧多工效能與電力消耗的電力效率考量,達到魚與熊掌兼得的優勢。更多關於Alder Lake Core i處理器的介紹與測試,請參考《Alder Lake回顧:Intel第12代Core處理器擠爆牙膏》以及文末的延伸閱讀。

Intel在2022年9月28日的Innovation 2022活動上,正式發表了代號為Raptor Lake的第13代Core i處理器,它以前代處理器為基礎,延用LGA 1700腳位,且同樣採用Intel 7節點製程,但在設計架構與電晶體製程上都多有改善,並改善負責調度2種不同核心的ThreadDirector排程器,能夠帶來更強悍的效能表現與電力效率。

此外Raptor Lake處理器中,每個P-core的L2快取記憶體容量也由先前1.5MB提升至2MB,每4個E-core怎組成的叢集則由2MB提升至4MB,2種核心共用的L3快取記憶體容量則提升至最高36MB,並可根據AI預測自動切換為Inclusive/non-Inclusive的運作架構,以提升快取命中率並強化快取記憶體使用效率。

這次首波發售的處理器包含Core i5-13600K、Core i7-13700K、Core i9-13900K等不鎖倍頻的K版,以及規格相同但不具有內建顯示功能、價格便宜美金25元的KF版,共計6顆處理器。與前代產品之對比請參考下方表格。

(若下方表格無法完整顯示,請點選我看圖片版

12、13代Core i系列處理器規格簡表(部分)
處理器型號核心配置執行緒數量L2快取記憶體L3快取記憶體基礎時脈最大Boost時脈基礎TDP最大TDP定價(美金)
Core i9-13900K8P+16E16+1616+16MB36MB3.0/2.2GHz5.8/4.3GHz125W253W$589
Core i9-12900KS8P+8E16+810+4MB30MB3.4/2.5GH5.5/4.0GHz150W241W$739
Core i9-12900K8P+8E16+810+4MB30MB3.2/2.4GHz5.2/3.9GHz125W241W$589
Core i7-13700K8P+8E16+816+8MB30MB3.4/2.5GHz5.4/4.2GHz125W253W$409
Core i7-12700K8P+4E16+410+2MB25MB3.6/2.7GHz5.0/3.8GHz125W190W$409
Core i5-13600K6P+8E12+812+8MB24MB3.5/2.6GHz5.1/3.9GH125W181W$319+
Core i5-12600K6P+4E12+47.5+2MB20MB3.7/2.8GHz4.9/3.6GH125W150W$289

Core i5-13600K、Core i7-13700K、Core i9-13900K分別比上代產品多了4、4、8組E-Core,Core i5-13600K價格調漲美金30元,後2者則維持原價。

Core i9-13900K的最大Boost時脈高達5.8GHz,輕鬆超越前代旗艦Core i9-12900KS的5.5GHz,同時多出8組E-Core,在單核心與多核心效能的表現都更高一籌。

根據Intel官方提供的數據,Raptor Lake比前代產品的單執行緒效能提高15%,多執行緒則高達41%。效能增益分別源自快取記憶體、系統主記憶體、時脈、E-Core成長的貢獻。

測試環境與條件

這次筆者收到的測試樣品為Core i5-13600K、Core i9-13900K等2顆處理器,搭配Asus ROG Maximus Z790 Hero主機板,並使用與先前AMD Ryzen 7000系列處理器測試專題相同的G.Skill Trident Z5 Neo記憶體,更能看出新世代處理器在同樣記憶體速度下的效能對比。

在測試過程中開啟顯示卡的Resizable BAR功能,各成績都是進行2輪測試,在確定沒有極端值後取平均,遊戲效能使用遊戲內建的測試模式,而《要塞英雄》與《絕對武力:全球攻勢》分別使用Titled Tower Benchmark、FPS Benchmark地圖搭配NVIDIA FrameView進行測試,並在1080p、2K、4K解析度搭配最高畫質設定,若有設定範本則套用最高範本,若無則將所有畫質相關項目調至最高,關閉VRS或動態解析度等設定,並僅進行開、關光線追蹤功能的調整。至於對照組成績則取自先前筆者撰寫的各專題文章。

測試平台:
處理器:Intel Core i5-13600K、Core i9-13900K
散熱器:MSI MEG Coreliquid S360
主機板:Asus ROG Maximus Z790 Hero(UEFI版號0520)
記憶體:G.Skill Trident Z5 Neo 16GBx2(@DDR5-6000)
顯示卡:NVIDIA GeForce RTX 3080 Founder Edition
儲存裝置:Seagate FireCuda 520 SSD 1TB
電源供應器:MSI MPG A1000G PCIE5
軟體環境:Windows 11專業版21H2(Build 22621.674),GeForce Game Ready 521.90

Raptor Lake處理器上蓋左上角的標誌圖案換成新版本,更多照片可以看我們先前的開箱報導。前代Alder Lake處理器的照片請參考《Intel Alder Lake處理器搶先開箱》一文。

這篇專題測試使用的主機板為Asus ROG Maximus Z790 Hero。

ROG Maximus Z790 Hero採用20+1向供電設計,VRM區域的MOSFET與電感也都以散熱片覆蓋。

主機板內建3條M.2插槽,皆支援PCIe Gen 4x4傳輸模式。

如果想要連接PCIe Gen 5x4介面的固態硬碟,則需搭配附屬的ROG Hyper M.2轉接卡。這時候顯示卡使用的PCIe插槽會被切換為Gen 5x8傳輸模式。

ROG Hyper M.2轉接卡具有2條M.2插槽,分別支援PCIe Gen 5x4、PCIe Gen 4x4傳輸模式。

I/O背板提供2組相容於USB4的Thunderbolt 4端子,以及1組頻寬高達10Gbps的USB 3.2 Gen 2 Type-C,此外還有多達9組USB Type-A端子。

雖然G.Skill Trident Z5 Neo記憶體內建的自動超頻功能為AMD新提出的EXPO規範而非Intel提出的X.M.P,但還是可以在BIOS/UEFI選單中直接開啟自動超頻功能。

這次測試的處理器為Core i5-13600K、Core i9-13900K。

雖然這次使用的記憶體僅支援AMD提出的EXPO自動超頻,而不支援Intel的X.M.P,但在BIOS/UEFI選單中開啟D.O.C.P功能仍可自動為記憶體超頻,達到DDR-6000的速度。

Intel第13代Core i處理器效能實測:Raptor Lake重回遊戲、多工效能王座

▲測試使用的顯示卡為NVIDIA GeForce RTX 3080 Founder Edition,並開啟Resizable BAR功能。

(下頁還有效能測試分析)

處理器與綜合效能測試

我們在測試的前半段一樣先分析與處理器效能關係較緊密的測試,看看打磨之王Intel能在小改款的情況下,將Raptor Lake處理器的效能提升到什麼境界。

數據圖表中的測試平台標記如下:
12600K:Core i5-12600K、Z690晶片組、DDR5-4800
13600K:Core i5-13600K、Z790晶片組、DDR5-6000
7700X:Ryzen 7 7700X、X670E晶片組、DDR5-6000
7950X:Ryzen 9 7900X、X670E晶片組、DDR5-6000
12900KS:Core i9-12900KS、Z690晶片組、DDR5-4800
13900K:Core i9-13900K、Z790晶片組、DDR5-6000

在綜合效能測試項目PCMark10 Extendend中,總分由Ryzen 9 7950X獲得冠軍,但Core i9-13900K緊追在後,落差僅有3.2%。

同為綜合效能測試的CrossMark中,Core i9-13900K則有著最佳表現,反超Ryzen 9 7950X幅度達10.84%。

在Cinebench R20處理器渲染測試中,Core i9-13900K有著最佳單核心效能,Core i5-13600K則與Ryzen 7000系列差不多。多核心效能部分Core i9-13900K險勝Ryzen 9 7950X。

在工作負載更重的Cinebench R23處理器渲染測試中,Core i9-13900K、Core i9-12900KS分別取得單核心效能冠亞軍,Core i5-13600K則拿下第3名,多核心效能部分Core i9-13900K領先Ryzen 9 7950X的差距拉開至4.6%。

POV-Ray光線追蹤渲染測試也是由,Core i9-13900K奪下冠軍寶座,多核心效能領先Ryzen 9 7950X達1.52%,並與前代旗艦Core i9-12900KS拉開的28.16%差距。另一方面,Core i5-13600K也因為多出4組E-Core,在多核心效能部分領先前代Core i5-12600K達41.3%。

在筆者新納入的V-Ray光線追蹤渲染測試中,可以看到Core i5-13600K、Core i9-13900K分別以11.91%、11.58%的幅度領先Ryzen 7 7700X、Ryzen 9 7950X。

在x264 Benchmark、x265 Benchmark進行軟體編碼影片轉檔測試中,Core i9-13900K與Ryzen 9 7950X互有輸贏,而Core i5-13600K在2個項目階領先Ryzen 7 7700X。

用Handbreak轉檔軟體進行4K影片純軟體轉檔測試(無使用硬體加速),Core i9-13900K的H.264編碼成績洽好與Ryzen 9 7950X相同,H.265編碼則落後9.44%。

3DMark CPU Profile處理器多工測試能夠看出同處理器在不同負載的效能表現。有趣的是核心配置為8P+16E的Core i9-13900K,在8執行緒項目因為調用8組P-Core,所以領先Ryzen 9 7950X,到了16執行緒項目則為8P+8E組合所以落後16核心的Ryzen 9 7950X。在Max執行緒則因為可以使用8P+16E組合而再次超前。

在記憶體頻寬部分,Raptor Lake與Ryzen 7000系列處理器都使用相同的DDR5-6000記憶體,可以看到Core i9-13900K的表現相對突出。

在L1快取記憶體的頻寬部分一樣由Core i9-13900K一路領先。

L2快取記憶體部分則具有2組完整CCD單元的Ryzen 9 7950X大幅領先。

L3快取記憶體的表現則互有輸贏。

在記憶體延遲部分,看到系統主記憶體部分由Ryzen 7000系列處理器表現較好。也可看出DDR5-6000的延遲相較於DDR5-4800(如Core i9-12900KS的成績)改善許多。

使用AIDA64進行燒機測試,最高溫度部分可以看到的Core i9-13900KFPU燒機溫度低於Core i9-12900KS,但閒置時溫度較高。

對應到功耗表現,Core i9-13900K的FPU燒機功耗僅有215.7W(可能是BIOS/UEFI無解鎖功耗牆限制),但閒置功耗卻提高不少。

遊戲效能表現

接下來我們看看這次新世代遊戲效能最強的處理器寶座是由Intel的Core i9-13900K奪下,還是AMD的Ryzen 9 7950X能夠取得獎盃。

效能測試軟體3DMark的Time Spy項目使用Direct X 12繪圖搭配2K(2560 x 1440)解析度,Core i9-13900K在處理器分數大幅領先Ryzen 9 7950X達26%。

Time Spy Extreme將解析度提升至4K(3840 x 2160)並增加運算負擔,這時Ryzen 9 7950X反而取得1.47%的優勢。

在《古墓奇兵:暗影》關閉光線追蹤的狀況下,Core i9-13900K在所有解析度都取得領先,1080p解析度時領先Ryzen 9 7950X達5.05%。2K與4K解析度則因為顯示卡效能瓶頸(GPU Bone)拖累,各處理器表現都差不多。

《古墓奇兵:暗影》開啟光線追蹤後,Core i9-13900K在1080p解析度下依然以的幅度4.27%領先Ryzen 9 7950X。

《看門狗:自由軍團》關閉光線追蹤的狀況下,Core i9-13900K在1080p解析度的表現一枝獨秀,領先Ryzen 9 7950X達7.86%。

《看門狗:自由軍團》開啟光線追蹤後,在1080p解析度下仍由Core i9-13900K領先Ryzen 9 7950X達6.85%。

《戰慄深隧:流亡》中各處理器的FPS效能差距並不大,由Core i9-13900K、Core i5-13600K取得冠亞軍。

《戰慄深隧:流亡》開啟光線追蹤後各處理的效能表現差不多,應該是被顯示卡效能瓶頸(GPU Bond)限制。

《極地戰嚎6》由於繪圖負擔較低,所以1080p解析度的效能瓶頸主要發生在處理器,可以看到Core i9-13900K、Core i5-13600K表現出色,分別取得冠亞軍。

《極地戰嚎6》開啟光線追蹤後,原本與Core i5-13600K並列的Ryzen 7 7700X取得第2名,而Core i9-13900K依然是冠軍。

《刺客任務III》Dubai(杜拜)測試項目包含多種場景與NPC角色,整體負擔較低,但仍可看出效能瓶頸主要落在處理器。Core i9-13900K在1080p解析度以1.49%領先Ryzen 7 7700X的成績取得冠軍,考慮測試誤差的情況所以判定Core i5-13600K與Ryzen 7 7700X並列亞軍。

《刺客任務III》Dartmoor(達特穆爾)測試項目則包含許多槍枝射擊與爆炸效果,充滿物理與粒子模擬,對處理器與顯示卡的考驗更加嚴苛。Core i9-13900K在1080p解析度也以2.99%領先第2名的Ryzen 7 7700X。

在新加入的競技型遊戲測試中,由於來不及借測其他處理器,因此成績樣本較少。在《要塞英雄》部分Core i5-13600K與Core i9-13900K的表現差不多,在1080p解析度可以領先Ryzen 7 7700X約10.42%。

在同為競技型的《絕對武力:全球攻勢》,Core i5-13600K與Core i9-13900K都可領先Ryzen 7 7700X。其中Core i5-13600K的領先幅度為3.67%。

小改款奪回效能王座

從我們測試這2款Raptor Lake處理器的結果可以看出,Core i5-13600K具有理想的遊戲效能表現,多工效能也因為多出4組E-Core而比起前代Core i5-12600K有著明顯的提升,比較可惜的部分就是定價有所調漲,對於主流等級的消費者來說造成的採購阻力較大。

而Core i9-13900K卻在沒有調整美金定價的情況下,將最大Boost時脈提高600MHz,並增加8組E-Core,不但規格超越前代旗艦Core i9-13900KS,定價也低了美金150元。

更重要的是,Core i9-13900K能在幾乎所有的處理器測試項目中力壓競爭對手的Ryzen 9 7950X,遊戲效能更是全面領先,讓後者遊戲、多工效能王座的位子還沒坐熱就被趕下來,也讓Intel再次取得榜首位置。

不過可惜的是,Raptor Lake處理器的台灣價格相當「不友善」,因此另一個值得關注的重點,就是Raptor Lake處理器除了支援DDR5記憶體,也能支援價格更具競爭力DDR4記憶體,有助於壓低建置成本。接下來筆者也將會準備Core i5-13600K搭配2種不同記憶體的測試專題,敬請期待。

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