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    游戏性能再进化 解析英特尔十一代桌面级酷睿

      [  中关村在线 原创  ]   作者:尹航   |  责编:尹航

    在半个月前,英特尔正式发布了第十一代桌面级酷睿处理器,核心代号为Rocket Lake-S。而今天,随着十一代桌面级酷睿处理器正式开售,我们也将为大家揭晓其实际性能表现。

    Rocket Lake-S处理器采用了近5年来英特尔所做的全新台式机架构,即Cypress Cove。它将10nm制程节点上的CPU架构以及图形架构放入到14nm制程工艺,在性能、功耗等方面获得了更好的平衡,也将处理器单核睿频做到最高5.3GHz。

    游戏性能再进化 解析英特尔十一代桌面级酷睿

    在官方测试数据样本中,相比Comet Lake-S,也就是第十代桌面级酷睿处理器,基于Spec CPU(2017)测试结果,其IPC性能提升达到19%。这使得Rocket Lake-S处理器在全新的CPU架构下,实现了软硬件执行效率方面的性能提升。

    英特尔十一代酷睿桌面级处理器目前包括19款产品,覆盖了酷睿i5、i7、i9三大产品线,具体型号如下:

    英特尔正式发布十一代酷睿桌面级处理器

    英特尔正式发布十一代酷睿桌面级处理器

    基本参数方面,十一代酷睿i7、i9家族全面采用8核16线程设计,三级缓存统一为16MB,其中酷睿i7-11700KF、酷睿i7-11700K、酷睿i9-11900F、酷睿i9-11900、酷睿i9-11900KF、酷睿i9-11900K六款处理器单核睿频最高均达到或突破5GHz。此外,十一代酷睿桌面级处理器首次支持PCIe 4.0通道,最多为20条,整个平台总体PCIe通道数量提升至44条。十一代酷睿平台最高支持DDR4-3200高频内存,并且使用了全新的Xe架构核芯显卡。

    英特尔正式发布十一代酷睿桌面级处理器

    总体来看,英特尔十一代酷睿桌面级处理器拥有三大特性:

    其一,全新架构带来高达19%的IPC性能提升;

    其二,Xe架构核显使其图形性能提升超过50%;

    其三,十一代酷睿桌面级处理器与移动级处理器一样,引入了全新的AI加速引擎,包括DL Boost以及VNNI。这意味着从笔记本到台式机,英特尔酷睿平台全面实现AI支持。

    以下是英特尔十一代酷睿桌面级处理器所有新特性:

    英特尔正式发布十一代酷睿桌面级处理器

    AI方面,CPU端的VNNI可以非常好的去做一些如图像分类、目标物体识别等任务,这意味着可以轻松实现诸如一键抠图、背景模糊化及去除等相应任务。此外,英特尔十一代酷睿也引入了GNA 2.0,它通过芯片组上配置的4核数字信号处理器,可以完成语音类人工智能相关应用,如背景噪音消除、语音唤醒等等。

    内存方面,英特尔十一代酷睿在新架构下采用了新的内存控制器,在Gear 1支持下最高可以装配DDR4-3200内存。十一代酷睿还提供了更多的PCIe通道,可以同时支持X16显卡、X2的SSD的PCIe 4.0连接。同时,十一代酷睿平台还支持Resizable BAR读取技术,可以更好的从独立显卡的VRAM获取大批量Gen缓存,这其实也是NVIDIA GeForce RTX 30系列显卡所强调的技术。Resizable BAR可以更好的实现VRAM到CPU之间的数据打包的传输。

    全新的十一代酷睿桌面级处理器对应500系列芯片组,并具备了一些全新功能,具体如下:

    英特尔正式发布十一代酷睿桌面级处理器

    首先,英特尔500系芯片组支持2×2 USB 3.2接口能力,对比USB 3.2 Gen1的水平,从10Gbps提升到20Gbps,USB接口速度更快。

    其次,英特尔将CPU和芯片组之间的DMI从X4提升到X8,使得CPU和芯片组之间的数据传输更加高效。

    其三,500系芯片组可以更好的兼容上一代Comet Lake处理器以及本次更新的Comet Lake-Refresh的酷睿i3、奔腾和赛扬的第十代处理器。而且Comet Lake-Refresh事实上也会向后兼容一部分400系芯片组,同时Rocket Lake-S也兼容部分400系芯片组。

    了解了英特尔十一代桌面级酷睿处理器基本特性之后,我们来看看其性能表现究竟如何?

    在放出测试结果之前,我们简单介绍一下本次测试时使用的硬件平台,具体如下:

    RKL测试数据

    本次测试平台我们选择了ROG MAXIMUS HIII HERO旗舰级主板,搭配32GB容量双通道芝奇皇家戟内存。同时考虑到英特尔十一代酷睿原生支持PCIe 4.0通道,因此固态硬盘选用了三星980 Pro,容量为500GB。显卡方面使用了NVIDIA GeForce RTX 3080,电源为振华LEADEX G 1000,额定功率1000W。散热器选用了ROG STRIX飞龙 360一体式水冷。

    ·CINEBENCH单核/多核性能测试

    首先来看看不同版本的CINEBENCH测试情况。

    在单核测试中,英特尔酷睿i9-11900K处理器在CINEBENCH R15、R20、R23标准中,单核评分分别为264cb,636pts以及1617pts,从单核性能来看,十一代酷睿i9-11900K相较上一代i9-10900K而言,有一定幅度的提升。

    RKL测试数据

    在多核心测试中,其在三个不同版本的CINEBENCH中多核性能评分分别为2361cb,5741pts以及15445pts。从评分来看,因为酷睿i9-11900K处理器相对上一代减少了两个核心,因此其多核性能略低于酷睿i9-10900K。不过得益于19%的IPC性能提升,酷睿i9-11900K处理器最大程度的缩减了“失去”两个核心的性能损失。

    RKL测试数据

    ·GeekBench 5单核/多核性能测试

    接下来再看看GeekBench 5单核和多核性能测试情况。

    RKL测试数据

    对比上一代酷睿i9-10900K来说,酷睿i9-11900K在单核性能方面已经实现超越,但多核性能受限于少两个核心,所以相比前者来说要略低一些。GeekBench 5测试单核评分1908,多核评分10249。

    ·V-Ray渲染性能测试

    V-Ray是非常好用的一款渲染器,而V-Ray Benchmark则可以对处理器的物理渲染能力给出评估。

    RKL测试数据

    通过测试可以看到,英特尔酷睿i9-11900K处理器渲染采样结果为15718 vsamples,相对于酷睿i9-10900K而言提升还是比较明显的。因此虽然i9-11900K核心数量有所减少,但得益于架构、指令集和AI优势,其在物理渲染性能方面还是有所提升的。

    ·3DMark物理渲染性能测试

    K系列处理器被英特尔明确定位于游戏,因此像酷睿i9-11900K处理器除了拥有高达5.3GHz的单核最高睿频之外,还可以通过进一步超频实现更强的性能释放。不过我们本次测试主要面向大众用户,所以并未对处理器进行超频。

    即便如此,凭借高主频/高睿频能力,酷睿i9-11900K在游戏中也能够带给用户更高的帧率体验。下面我们来看看3DMark Time Spy模式的测试结果,以了解这颗处理器在游戏物理渲染方面的表现。

    RKL测试数据

    从测试结果来说,酷睿i9-11900K相对于酷睿i9-10900K来说整体变化不大,不过考虑到这代产品减少了2个核心,所以在游戏物理渲染方面的表现还是值得肯定的,至少保持了与上一代产品相同的性能水准。

    ·H.264/H.265视频编码性能测试

    视频编码也是处理器常常要承担的应用任务,这里我们选用了X264/X265 Benchmark软件,对酷睿i9-11900K处理器的H.264和H.265视频编码性能分别进行了测试,结果如下:

    RKL测试数据

    由于视频编码过程中对多核心依赖度比较高,所以酷睿i9-11900K相对于上一代而言,在视频编码性能方面基本保持一致。

    根据各项基础性能测试结果来看,英特尔酷睿i9-11900K处理器在单核性能方面,较上一代酷睿i9-10900K处理器有着较为明显的提升。而在多核性能方面,酷睿i9-11900K处理器为8核16线程设计,而酷睿i9-10900K为10核20线程设计,但是得益于架构优化和IPC性能提升,酷睿i9-11900K处理器在多核性能方面还是与上一代基本保持在同一水准。

    ·游戏性能测试

    英特尔酷睿i9-11900K定位游戏处理器,因此其主频和睿频能力得到进一步加强,这有助于它在游戏中为玩家提供更高、更稳定的画面帧数表现。接下来我们看看酷睿i9-11900K处理器在实际游戏中的表现究竟如何?

    本次测试我们选择了《古墓丽影:暗影》、《刺客信条:英灵殿》、《赛博朋克2077》、《荒野大镖客2》以及《微软飞行模拟2》五款游戏。测试时均开启最高画质,测试分辨率分别选择了1080P、2K和4K,下面来看看最终的测试结果:

    RKL测试数据

    RKL测试数据

    RKL测试数据

    RKL测试数据

    RKL测试数据

    总体而言,酷睿i9-11900K在主频和睿频能力方面的提升,最终反映到游戏中的就是会带来相对更高的帧数表现。相比酷睿i9-10900K来说,帧数平均提升5-15fps左右,同时在测试过程中我们发现,新平台在帧数稳定性上的表现可圈可点。不过因为相对上一代平台少了2个核心,且Cypress Cove架构执行流水线变长,所以在遇到一些比较依赖处理器的网游时,如《英雄联盟》、《逆水寒》等,酷睿i9-11900K平台的运行帧数会低于同配置下的酷睿i9-10900K平台。

    ·结语

    Rocket Lake-S应该是英特尔14nm制程节点上的最后一款桌面级处理器,下一代产品就将进入10nm制程节点。从Broadwell至今,如果算上Rocket Lake-S的话,英特尔在14nm制程节点上一共推出了七代桌面级处理器,而在这七代产品演进过程中,英特尔逐渐明确了K系列的游戏定位,并从Kaby Lake开始,不断着重处理器主频和睿频能力的提升。而自i7-7700K稳超5GHz之后,源自于Sky Lake的架构革新不断取得突破,使得K系列桌面级处理器成为最适合游戏的硬件平台。

    而在Rocket Lake-S上,英特尔汲取过去数年的经验,将10nm制程节点上的CPU和GPU架构设计(Sunny Cove)引入到14nm制程节点之中,近5年来英特尔全新台式机处理器微架构Cypress Cove由此诞生。它可以看作是英特尔向14nm制程的告别,也可以看作是英特尔拥抱10nm制程的开始。

    Cypress Cove改进了预取器与分支预测器的性能,一级数据缓存增大50%,缓存存储带宽增大100%,二级缓存增大100%,微指令缓存增大50%,每周期能够加进乱序重排缓冲区的微指令数量提升25%,乱序重排缓冲区也增大57%,同时其后端执行端口多了25%,并支持AVX-512这样的新指令集。

    总体来说,Cypress Cove为Rocket Lake-S处理器带来了更高的IPC性能,这使其在对标上一代处理器时有着比较明显的性能提升。同时它还通过引入DL Boost/VNNI这样的AI加速引擎,支持PCIe 4.0通道等升级,使得英特尔十一代酷睿平台整体性能体验获得提升,这对于用户而言,无疑能够拥有更好的综合性体验。

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