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我们又搭了一台平价PC:体验12代酷睿CPU

时间:2021-11-17 作者:黄烨锋 阅读:
此前对于12代酷睿两种不同核心微架构,处理器理论性能,以及配套12代酷睿出现的核心调度技术(Intel Thread Director),我们都已经做过比较完整的解读。这篇文章就从三方的角度,来简单谈谈12代酷睿处理器的使用体验,算是提供选购和理解当代PC处理器的参考。
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市场变化之快,让Intel这两年大肆加快了PC处理器产品更新节奏,毕竟这时候已经火烧眉毛了。我们今年4月份才体验过Intel的11代酷睿桌面处理器(代号Rocket Lake-S),转眼12代酷睿(代号Alder Lake-S)也来了。

12代酷睿是x86平台上,首个采用混合架构的处理器产品:即CPU同时有性能核(P-core)与能效核(E-core)两种不同的核心;也是Intel旗下首款采用Intel 7制造工艺(原10nm SuperFin Enhanced)的处理器产品。

此前对于12代酷睿两种不同核心微架构,处理器理论性能,以及配套12代酷睿出现的核心调度技术(Intel Thread Director),我们都已经做过比较完整的解读。这篇文章就从三方的角度,来简单谈谈12代酷睿处理器的使用体验,算是提供选购和理解当代PC处理器的参考。

延续此前11代酷睿处理器体验的思路(因为穷),我们再尝试用比较合理的价格搭个平价PC,也能玩转Intel的最新科技。所以本文只谈Alder Lake-S中的酷睿i5处理器(酷睿 i5-12600K),这是一款2299元的处理器,相比这波顶配的酷睿i9,不到后者价格的一半。

至于酷睿i9-12900K,要发挥其全部实力的配套平台恐造价不菲,我们将在后续的文章中单独做体验和探讨。

有关酷睿i5和平台搭建

首先简单过一下这次体验主角的酷睿i5-12600K处理器。这款处理器由6个P-core+4个E-core组成,一共也就是10个核心。其中P-core支持超线程,E-core不支持,所以其总共为16线程。

i5-12600K的P-core基频3.7GHz,可睿频至4.9GHz;E-core基频2.8GHz,可睿频至3.6GHz。CPU部分的LLC为20MB,L2 cache一共9.5MB。核显叫“UHD Graphics 770”——这一点将在后文简单提到。另外,处理器基础功耗125W(PL1),最大睿频功耗150W(PL2)。

本次体验,将酷睿i5-12600K与前代产品i5-11600K和i9-11900K做比较。三者的规格如上图。虽说没有拉来隔壁AMD的竞品(因为穷),不过若各位有兴趣,以下所有测试的得分均可直接与竞品在网上已公开的得分做比较。

相关平台搭建,12代酷睿桌面处理器开始采用LGA1700封装,所以以前的主板就不能再用了;而且这次新版本的处理器,就连散热器的扣具规格都不一样——现在要在京东之类的平台买新规格的扣具还得等上两三天——可见这次新品上市的配套周边还是有些仓促的。

12代酷睿(右)与11代酷睿(左)处理器个头比较

我们这次搭建的平台,主要规格如下:

处理器:酷睿i5-12600K;

主板:七彩虹CVN Z690 Gaming Frozen V20;

内存:金士顿8GB x2 DDR4 3200;(以下所有测试均设定为XMP1)

硬盘:三星980 PRO 500GB SSD(PCIe Gen 4);

显卡:Nvidia Geforce RTX 3060(技嘉Gaming OC 12GB);

操作系统:Windows 11(11月更新)。

虽然12代酷睿处理器已经支持DDR5和PCIe Gen 5,但既然搭的是平价平台,现在DDR5内存的售价还是虚高的(我们手上其实已经拿到了64GB DDR5内存)。

而且我们拿到的这块来自七彩虹的Z690主板也就支持到DDR4和PCIe Gen 4,这才保持了其1699元的售价。(至于显卡,就暂且认为RTX3060是按照英伟达的市场指导价出售的吧…)

另外在散热器方面,我们选择了九州风神大霜塔Pro。这是个双风扇组合,要压制i5-12600K应该是绰绰有余的。

值得一提的是,这套方案用于测试CPU,其瓶颈可能在两个方面。第一是存储:因为我们要测试游戏、Adobe全家桶之类的项目,测试数据占到几个TB。所以测试数据是外接在移动SSD上的——这可能会影响到测试成绩。其二是显卡,测试CPU还是应该排除GPU作为瓶颈的可能性,所以很多测试一般会配最高端的GTX3090。但看着上万的售价…还是算了。

(另外,作为对比的11代酷睿测试平台参见此前11代酷睿体验文章——该平台的一个性能瓶颈在散热器(Cooler Master暴雪T400V2)上,以下测得的i9-11900K成绩可能因此受到影响…)

谈谈七彩虹的这块主板

12代酷睿处理器要换主板这件事,对很多11代用户而言算是个噩耗。因为此前很多Z590芯片组主板是真的一点也不便宜。这次换新Z690芯片组主板,前期发售的很多型号价格也相当高。

而且如前文所述,Intel这次的新品发售,在周边搭配上似乎是颇为匆忙的。12代酷睿处理器宣布发售当天,一般消费用户要买到主板、散热器扣具都有难度。我们拿到的这块七彩虹CVN Z690 Gaming Frozen V20主板,也是现在市面上为数不多2000元以下的Z690主板。

▲这块主板的主要配置包括LGA1700处理器支持;DDR4双通道(XMP/OC 4800)支持;3个M.2 SSD插槽,其中两个是PCIe Gen 4 x4支持;针对显卡有PCIe Gen 4 x16支持。

I/O方面,WiFi 6、蓝牙无线连接这些是常规;2个USB 3.2 Gen 2接口(一个USB-C,一个USB-A),2个USB 3.2 Gen1接口;显示输出包括1个HDMI 2.0接口,1个DP接口;还有Intel 2.5Gbit LAN网口。这个配置,对一般个人用户而言是完全够用的,尤其在于预算并不算充裕的游戏玩家中。

▲散热装甲作为系统稳定运转的标配,包括对于SSD、芯片组、供电MOS等的覆盖都很全面。散热装甲之下亦配有硅胶片,导热系数不详。从我们几天的使用体验来看,大功率烤机、数据频繁来回读写的稳定性都相当不错。

▲除了内存、PCIe插槽、供电插口之类的常规构成,板子上的某些元器件也有相对熟悉的身影,比如Realtek的音频芯片、尼吉康的电解电容(上图中的4颗金色电容应该是针对音频模块的)……板子上的其他能看得见的电容基本来自CapXon。

▲因为时间限制,我们并未拆开散热装甲。不过在CPU供电方面,围绕CPU周围的就是F.C.C铁素体电感、L.R.T 8脚MOS管,以及图片上能看得到的所谓的“10K黑金电容”(Capxon)。

▲这块散热装甲下面的,应该就是Intel Z690芯片组了。

▲另外这块板子既然定位于游戏板,也提供了ARGB灯光控制功能。板载的2组5V 3pin ARGB插针是2组12V 4pin RGB插针,通过软件控制主板灯效以及连接至板载5V ARGB插针的灯带。

七彩虹在这款主板的宣传上,重在谈其稳定和耐久性,包括过载保护电路、双重防雷电路设计、静电保护电路设计,以及镀金接口(宣传中提到主要接口增加6倍镀金使用量)和不锈钢防潮 I/O接口等。大概都是期望传达,即便是在这个价格下,也可确保稳定和持久的体验吧。

▲接上散热器以后,画风就会突变…

CPU性能测试:i5现在能干翻i9

前不久的媒体分享会上,Intel院士Guy Therien告诉我们,Alder Lake的E-core能效核对性能提升价值是很大的——远比超线程技术带来的收益要高。Intel也不止一次在公开场合提到过,E-core并不是很多人认为的“小核心”——它对多线程吞吐非常有帮助。

酷睿i5-12600K的10个核心中,有6个是P-core,另外4个是E-core,合起来总共是16线程。单纯就并行线程数的角度来看,倒是和11代酷睿的i9-11900K一样了。在同样是16个逻辑线程并行支持的情况下,这两者会呈现出怎样的差别?

在此值得一提的是,七彩虹主板BIOS设定中支持完全关闭E-core(仅保留P-core)。BIOS选项中写着“Atom Cores”,也表明了E-core的身份。

所以对于大部分项目,我们在关闭E-core后也做了一轮测试。这有利于观察E-core对于桌面平台而言能起到多大的帮助作用(虽然我们的测试样本量可能有些过小)。

针对CPU性能跑分,我们做了Cinebench R23和R20的单线程与多线程测试。Intel现在在第一方测试中,几乎已经不再给Cinebench测试成绩。这一点应该是有历史原因的,尤其在AMD Zen架构问世,且制造转投台积电门下,并全面采用chiplet方案之后,AMD处理器堆核比以往都更方便。

如此一来,在Cinebench、Geekbench这种多线程性能测试里,Intel在12代酷睿之前的成绩都远不及AMD好看。不过12代酷睿处理器中,Intel加入了E-core。说E-core是效率核心,一点也不假。我们倒认为不光体现在能耗比方面的效率,更大程度是体现在了“面积效益”上。

Die shot interpretation by Locuza

从Intel自己公布的die shot(以及国外网友的标注)来看,E-core(图中的Gracemont CPU Core)在尺寸上比P-core(图中的Golden Cove)小多了。四个E-core加上cache,才差不多相当于一个P-core。

在提升CPU核心数目的基础上,极大提升面积效益:就算不用chiplet制造方案,要堆核心现在Intel也没在怕的。而实际上Intel此前将E-core的性能和效率与Skylake比较,亦表明其对E-core的性能仍然很自信。

从Cinebench R23/R20的测试结果来看,酷睿i5-12600K的确非常彪悍。单线程性能就已经比上一代旗舰的i9-11900K更强了,而且是以更低的频率实现的。对比一下Cinebench R23测试中,频率差不多的i5-12600K和i5-11600K,会发现前者领先幅度刚好在19%左右。这说明Intel宣称P-core平均19%的IPC提升是基本靠谱的。

多线程性能更是碾压11代酷睿的节奏,i5-12600K的Cinebench R23多线程性能成绩相比i5-11600K大于领先52%;比i9-11900K也领先了约17%。

另外从这张图可获知的信息是,在没有E-core的情况下,i5-12600K的多线程性能的确受到了相当大的影响。关闭E-core和开启E-core的情况下,Cinebench R23多线程性能差距有23%。这表明4颗E-core至少是刷分神器,起码比隔壁同档位的Ryzen 5要领先一截。甚至已经可以越级干掉隔壁AMD的Ryzen 7 5800X。AMD想在明年升级的Zen 4处理器上抢回多线程性能优势已经有相当的难度。这对这两年背负了太多骂名的Intel而言真是十分不容易。

如前所述,i5-12600K和i9-11900K都是16线程。但前者基于P-core更高的IPC,以及E-core在性能提升上优于超线程,似乎i5-12600K总体性能强于i9-11900K也是在情理之中的。

没想到现在酷睿i5处理器,也能在系统资源窗口看到这么多的逻辑核心

不知几个月前花钱买了i9-11900K的同学会作何感想……要知道11代酷睿CPU部分的Cypress Cove相比10代其实已经有IPC上的巨大跃进了(似乎也是19%左右)。这都表明PC处理器市场的竞争这些年在加剧;Intel工程师的日子真是没有以前好过了。

如此一来,也可以想象8个E-core的酷睿i9-12900K会得到怎样的加持。虽说我们也不大赞同用Cinebench来表征处理器性能——因为现实世界应用的复杂程度,以及它们对于多核的利用率都存在着相当大的差异。更何况现在还出现了不同架构的核心,对调度更是考验。

但起码在这一代产品上,Intel在此是扳回了一成的——谁让Cinebench受到这么多人的信奉呢。

AIDA64三分钟烤机测试,i5-12600K的温度、频率与功耗曲线

Cinebench R23一轮测试,i5-12600K的温度、频率与功耗曲线

功耗方面,因为时间有限,我们没来得及用SPEC测绝对性能,并通过测量能耗来对比能效。我们在对i5-12600K进行AIDA64的3分钟CPU压力测试和Cinebench R23测试之时,同时用XTU拉了温度、功耗、频率曲线,如上图所示。

AIDA64压力测试期间,i5-12600K的CPU功耗在140W附近震荡,而且从头到尾保持平稳;温度在70℃附近徘徊。

Cinebench R23测试期间,最高瞬时功耗有蹿升到167W的记录——后续稳定在不到128W附近;温度则控制在60-70℃之间。

我们没有进行任何超频、修改默认参数之类的操作。这个结果应该说还是相当令人满意吧。

AIDA64三分钟烤机测试,i5-11600K的温度、频率与功耗曲线

Cinebench R23一轮测试,i5-11600K的温度、频率与功耗曲线

对比上一代的i5-11600K,似乎在策略上就有较大差异。AIDA64烤机测试中,i5-11600K在前半分钟会飙到192W、100℃附近。在短时高负载后,功耗与温度分别回落到125W与76℃,并在这两个数字附近震荡。

而Cinebench R23测试期间,i5-11600K的功耗全程稳定在143W附近,温度72℃左右。回顾一下前文,两者在Cinebench R23上的性能成绩,或可对功耗有个大概的认知。

但这些行为可能与主板厂商的调校策略有关;以及毕竟14nm在Intel 7面前还是老了。加上架构方面的改进,以更低的功耗,拿下更高的跑分也是理所应当的。这部分,我们或许会在后续i9-12900K的测试中做进一步的探究。

生产力与内容创作:意料中的提升

Cinebench实则很难反映真实场景的性能提升。Intel这两年把“真实场景”“真实负载”性能提升大致上分成三部分,分别是游戏、生产力和多媒体内容创作。这好像也的确是现在最具代表性的PC应用场景了。

不过当涉及高层级的真实场景应用时,考验的其实是整个系统的性能,而不光是CPU(所以我们才说本次i9-11900K的性能成绩大概率受限于整个系统)。首先来看看办公生产力方面,酷睿i5-12600K的实际表现如何。

WebXPRT 3测试所得成绩与Cinebench测试成绩基本相吻合。这是个基于浏览器的测试,在层级上很高——主要跑HTML5和JavaScript负载测试。WebXPRT 3测试分成几个子项,包括照片增强、使用人工智能整理相册、股票期权定价、加密笔记和OCR扫描、销售网表,以及网上作业。

i5-12600K相比前代12600K在WebXPRT 3总分上领先大约20%。看起来主要的功劳还是在P-core的微架构与IPC提升上。

UL Procyon其实是大名鼎鼎的PCMark后续更新的一个系统测试工具。我们选择的是其中的Office Productivity测试套装。跑测试流程似乎比之前的PCMark 10又长了很多。这套测试基本就是对微软Office套装的文档、表格、PPT、邮件和各类特效做操作,看起来是具备了办公生产力工作的代表性的。

似乎从UL Procyon测试来看,i5-12600K仍然提升非常大,尤其总分相比i5-11600K领先了18%左右。不过E-core在这项测试里似乎没有起到帮助作用。不知是UL Procyon测试待更新,还是微软Office并没有对E-core的调用做优化。

或者这项测试可能并不会调用所有核心,而只是调用了其中几个P-core。毕竟P-core核心数更多的i9-11900K在这项测试中其实也没有得到多高的分数。

PugetBench是现在测试Adobe全家桶真实负载相当流行的一个工具了(而且一个项目就得耗费半小时以上)。它会利用宏动作定义一系列的操作,对一些高质量的多媒体素材进行比较重度的编辑,最后评定一个分数。

Photoshop、Lightroom、Premiere、AE的得分也基本符合预期,i5-12600K的测试成绩比前代提升幅度在15%-25%之间。而且E-core在此似乎也是发挥了作用的,虽然整体起到的作用也相对有限。(AE似乎是个特殊情况,不知道是测试流程问题,还是软件本身的问题)

游戏表现:待进一步测试

最后是图形相关与游戏性能提升。似乎在苹果M1大放异彩之后,Intel更喜欢提自家在游戏生态方面的优势了。我们认为这一点也无可厚非,毕竟很多人谈生态时喜欢夸苹果,谈性能时又不忘踩x86一脚。游戏也是生态重要的组成部分,这是x86阵营本身的优势项,自然应该多谈谈。

在3Dmark测试中,我们做了Time Spy和Fire Strike两项测试。这里给出的是总分,事实上如果单纯看子项的CPU得分,i5-12600K仍然有着比较大的领先优势。

不过GPU在这两项测试中的占比可能非常大,RTX3060显卡在此大概会成为测试中的主要瓶颈。比较有趣的是,就Fire Strike测试,满血版i5-12600K相比关闭了E-core的i5-12600K,在CPU方面的得分,有11%的领先优势(Time Spy测试上CPU得分的优势则达到了24%)。

但在总分上却完全看不出这样的差距,甚至Fire Strike测试总分,前者还比后者要低。这可能与更具体的调度策略有关。毕竟这种测试最后都是拿帧率来说话的。

这里比较值得一提的是,我们也简单测试了一下酷睿i5-12600K自带的核显(UHD Graphics 770)。从资料来看,这代核显仍是32EU的Xe架构GPU,只不过在UHD Graphics 770这个代号上,看起来比11代酷睿的UHD Graphics 750是增加了的。我们推测,770相比750应当只是在频率上有提升,其余基本无变化。

所以在上图中的跑分,我们也加入了80EU核显规模的酷睿i5-11300H,基本可确认不用对这代桌面处理器自带的核显抱什么期望,它与上一代基本一致。这个配置的核显,可以720p分辨率玩低画质的《原神》——60fps应该还跑不满;当然玩《英雄联盟》之类的游戏应当也是可以的。

几个主流游戏的测试结果如上图所示(所有游戏开高、较高或默认画质,1080p分辨率)。我们在游戏选择的样本量上可能还是太小。后续i9-12900K的测试,我们或许考虑加入更多的游戏。

此处主要能够体现12代酷睿性能提升的,在《彩虹六号:围攻》和《CS:GO》这两款游戏上。尤其《CS:GO》的帧率提升。这里仍需要考虑显卡成为测试瓶颈的问题。

这类测试可能还需要具体考量游戏代码对多核的利用效率,以及在12代酷睿加入E-core后,是否做到高效利用的问题。某些游戏甚至可能出现关闭E-core后,帧率反而小有提升的情况。这一点还是颇值得深究的。或许与Windows 11操作系统本身也相关。

不看数字单纯从体验的角度来说,如果没有缺芯大环境、3060也不是现在这样的价格,那么作为一款甜品级显卡,加上中端定位i5-12600K,玩转绝大部分3A大作的问题都不是很大。像《荒野大镖客2》这样的游戏,在Balanced游戏画质下,4K分辨率也能有47fps左右的帧率。

一个疑问:E-core的实际价值高吗?

基于前面的这些测试,12代酷睿的效率核E-core,在Cinebench这样的测试中的确能带来极为亮眼的跑分加成——但在实际应用中的体验加成可能就不会这么大,虽然在绝大部分场景下的确有一定的帮助作用。或许随着生态的逐步完善,这一点将得到改进。(也可能与我们的测试样本量太小有关)

Intel在面向媒体展示demo时,针对E-core对实际体验的加成提出过两个场景。其一是一边玩游戏,一边进行直播——则E-core将在其中起到很大的帮助作用;其二是一边用Premiere Pro做视频导出,一边用Lightroom对照片做调色。

后一个场景听起来还是比较牵强。前一个倒是很有参考价值:我们在日常工作中也经常一边参与视频会议,一边用OBS录制视频。

不过我们在自己尝试去做测试的时候发现,大部分此类要同时做两件事的工作,负载还是太轻了。比如说一边玩4K分辨率+高画质《原神》,一边用OBS录制原神游戏视频(1080p输出),同时还做着直播。这个场景对11代酷睿基本都不构成任何压力,《原神》妥妥地满帧跑,游戏视频录制和直播也顺畅无比。

同样的情况,我们也测试了直播和录制《荒野大镖客2》《全面战争:三国》在高画质、1080p分辨率下的游戏过程,发现对11代酷睿CPU和RTX3060 GPU而言也是没有任何压力的。游戏帧率也不降、直播也没有卡顿。其实想一想,面对多任务工作时,多核心是王道,根本不需要在意究竟是不是E-core。而且就CPU这一侧来看,大概和游戏本身的优化也有相当大的关联。

在测试的游戏中,我们发现以高画质+1080p分辨率来玩,外加OBS录制与直播,会对游戏帧率造成显著影响的是《彩虹六号:围攻》。所以我们对这款游戏作了游戏+直播的测试,以期看一看有E-core加成的情况下,是不是游戏帧率会更高。上图绿色柱状条表示单独进行《彩虹六号:围攻》游戏benchmark时,得到的跑分成绩;蓝色柱状条则表示一边进行这款游戏的benchmark,一边对游戏画面进行OBS录制和直播(OBS Studio是一款开源的录屏+直播软件)。

从测试结果来看,开启或关闭i5-12600K的E-core,对游戏帧率几乎不会有什么影响——令人沮丧的结果。但是! OBS录制与直播这边,观察录制过程中的丢帧情况会发现,关闭E-core的情况下,有时候录制与直播的丢帧率甚至可能达到20%以上。这一点有时也同样会出现在i5-11600K身上。

而在有E-core加持的情况下,游戏过程中,同时录制与直播的丢帧率大约为百分之零点几。可见E-core的确还是有价值的。

我们认为,E-core若要更好地发挥作用,与生态的持续完善仍将有很大的关系。Intel针对游戏+直播场景推荐的游戏其实是《骑马与砍杀2》。这款游戏应当是游戏厂商与Intel合作优化过的,所以我们相信大概的确能够产生积极的作用。亦可见,生态对提升硬件利用率的重要性。

起码在我们的测试里,办公生产力、游戏等场景下,有没有E-core对实际体验的影响还是比较小的(起码对我们这些只想用有限的预算搭台PC的用户而言是如此)。所以说光看Cinebench这样的跑分必然还是不行的。

所幸12代酷睿的P-core(Golden Cove)相比11代酷睿的Cypress Cove也有较大程度的提升。所以碾压前代产品,以及同代其他竞争对手还是不成问题。从这代i5在很多场景下能秒上代i9就看得出来。这一点也让今年的i5-12600K作为平价PC选配的最佳优选——当然如果你考虑购置独立显卡,则不带核显、价格更便宜的i5-12600KF自然是另一个优选。

可以说,12代酷睿领衔下,今年的平价PC(包括平价游戏PC)那的确是相当具有吸引力的。毕竟是Intel的翻身之作。

另一方面,预计13代酷睿(Raptor Lake)还会有一次大跨步,有机会成为自混合架构问世以来、真正步入成熟的产品。这两天Tom’s Hardware有传言说Raptor Lake会引入新的电压调整机制,在能效方面达到更高的水平。这几年的PC处理器市场的确是相当热闹了。待后续i9-12900K的更新…

责编:Luffy Liu

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黄烨锋
欧阳洋葱,编辑、上海记者,专注成像、移动与半导体,热爱理论技术研究。
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