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端點與起始——Core™ i9-11900/i7-11700K 性能初探

隨著基於 Cypress Cove 新架構的第十一代 Core™ 處理器的問世,Skylake 微架構也將隨之謝幕。開發代號為 Tiger Lake 之第十一代 Core™ 處理器除了新的核心架構外,其內顯也首次整合了 Xe Graphics,並支援 PCIe 4.0 之新方案。在此茲將 intel 原廠已公布之第十一代桌上型 Core™ 處理器 i9/i7/i5 加以歸納後,表列如下:

型號F-series
(no iGPU)
核心數(執行緒)工作時脈快取(L3)TDP記憶體基頻
基礎單核 max全核 max
Core™ i9-11900KF8(16)3.5GHz5.3GHz **4.7GHz16MB125W3200MHz
Core™ i9-11900F2.5GHz5.2GHz **4.6GHz65W
Core™ i7-11700KF8(16)3.6GHz5.0GHz *4.6GHz16MB125W3200MHz
Core™ i7-11700F2.5GHz4.9GHz *4.4GHz65W
Core™ i5-11600KF6(12)2.8GHz4.8GHz4.3GHz12MB125W3200MHz
Core™ i5-116002.8GHz4.8GHz4.3GHz65W
Core™ i5-115002.7GHz4.6GHz4.2GHz65W
Core™ i5-11400F2.6GHz4.4GHz4.2GHz65W

** Intel® Thermal Velocity Boost Technology

* Intel® Turbo Boost Max Technology 3.0

Intel 第十一代 Core™ 處理器之特性與歸納

由上文表可知,第十一代桌上型 Core™ 處理器之市場布局與上一世代幾無二致,我們可以說第十代桌上型 Core™ 處理器之所有型號,皆可對應至相關之後繼者。而其中,我們又可以歸納出幾個不同之處:

  1. 第十一代 Core™ i9 處理器不若前一世代有較多的核心數與 L3 快取。相反地,Core™ i9-11900 與同家族 i7 處理器擁有相同之核心數與 L3 快取大小。
  2. 第十一代 Core™ i9/i7/i5 處理器之記憶體基礎頻率皆提升至 3200 MHz(上一世代 Core™ i5 處理器之記憶體基礎頻率較 i7/i9 要低一個等級)。

Skylake 微架構之延續——第十代 Core™ i3 處理器之末裔

此外,此次新問世之 i3 系列並未承繼 Cypress Cove 新架構,而實為第十代 Core™ i3 處理器之增強版本:

型號F-series
(no iGPU)
核心數(執行緒)工作時脈快取(L3)TDP記憶體基頻
基礎單核 max全核 max
Core™ i3-103254(8)3.9GHz4.7GHz4.5GHz8MB65W2666MHz
Core™ i3-103053.8GHz4.5GHz4.3GHz65W
Core™ i3-101053.7GHz4.4GHz4.2GHz6MB65W

我們也可以由上表得知,第十代 Core™ i3 處理器皆有相對應之後繼型號問世。而由型號法則也可以窺知 i3-10325/10305/10105 並非 11 開頭,也闡釋了其身為 Skylake 微架構之最後之作。

Core™ i9-11900 與 Core™ i7-11700K 之實機測試

為了一窺 Intel 第十一代處理器 Cypress Cove 架構之底蘊,以及 Xe Graphics 與 PCIe 4.0 之性能表現,我們於第一時間取得了第十一代 Core™ i9-11900 與 Core™ i9-11700K 處理器,搭配最新款適用於第十一代 Core™ 處理器之 ASUS ROG MAXIMUS XIII HERO 主機板,來進行各項基本測試。藉以明瞭第十一代 Core™ 處理器,彼等所蘊涵之內力。

ASUS ROG MAXIMUS XIII HERO 主機板

ROG MAXIMUS XIII HERO 主機板所採用之晶片組為專屬搭配第十一代 Core™ 處理器之 Intel® Z590,其主要規格諸元列述如下:

ROG MAXIMUS XIII HERO 主機板為標準 ATX 尺寸。於主體視覺上,於其擴充背板、CPU 供電模組以及 Z590 晶片組/M.2插槽 上之散熱片皆應用了 ROG MAXIMUS 之概念設計。各式大面積之散熱片幾乎覆蓋了大部分電路板之表面。

主機板 CPU 供電部分採用 Vcore 核心 14相 + VccGT 內顯 2相,並以 Renesas(Intersil) ISL69269 控制晶片搭配 TI CSD95410 功率晶片來構成供電解決方案。

CPU 電源採用 8+8 pin 設計。

搭配四組 DDR4 DIMM 插槽,最高支援 5333 MHz,採用兩相 Extreme Engine Digi+ 數位供電。

設有一組 USB 3.1 擴充接頭,可連接機殼或前方面板之 USB 3.1 插座。

ROG 系列搭載 SupremeFX 7.1 聲道高傳真音效編碼器 (CODEC ALC4082),以及 Nichicon 音頻專用電容。

具備三組 PCIex16 及一組 PCIex1 擴充槽。

大量的 USB 連接埠:兩組 Thunderbolt™ 4(Type-C)、六組 USB3.1 及兩組 USB 2.0 連接埠。

六組 SATA 6Gb/s 連接埠,皆可透過 IRST 功能定義磁碟陣列。另設有兩組 19pin USB 3.0 擴充接頭,可連接機殼或前方面板之 USB 3.0 插座。

內建四組 M.2 M Key SSD 插槽。各組插槽皆可透過 IRST 功能定義磁碟陣列。鄰近 CPU 之 M.2 SSD 插槽僅在第十一代 Core™ 處理器安裝時方可啟用。其由 CPU 直連,最高可支援 22100 型式之 M.2 裝置,且其 PCIe 模式可支援至 PCIe 4.0 x4。

位於兩組 PCIex16 擴充槽之間之 M.2 SSD 插槽由 CPU 直連,最高可支援 2280 型式之 M.2 裝置,且其 PCIe 模式在第十一代 Core™ 處理器安裝時可支援至 PCIe 4.0 x4。若安裝之 Core™ 處理器為第十代時,此插槽之 PCIe 模式則可支援至 PCIe 3.0 x4。

位於主機板下方之兩組 M.2 SSD 插槽由晶片組拉出,其中一組支援 PCIe 與 SATA 協定,另一組僅支援 PCIe 協定,且其 PCIe 模式可支援至 PCIe 3.0 x4。

此外針對超頻取向之專屬設計尚有:主機板靠記憶體側內建 Q-Code 開機錯誤碼顯示器,以及開機、RESET按鈕。

主機板下方另設有 RETRY 按鈕,以利使用者進行快速除錯,並協助建立最佳之超頻參數。

測試環境

針對此一測試,特選用了兩組 ADATA XPG GAMING D10 DDR4-3600 16G 超頻記憶體來驗證平台之記憶體支援度。而針對綜合效能測試部分,另行安裝了 ASUS ROG-STRIX-GeForce-RTX-3080-GUNDAM-EDITION 顯示卡作為搭配測試。測試平台之作業系統皆更新至最新狀態。

測試平台之規格:

系統基本效能測試

先採用 CPU-Z 最新之 1.95.0 版進行偵測,其已可正確判讀 i9-11900 及 i7-11700K 處理器。由程式偵測可知 i9-11900 之睿頻時脈為 5.2GHz,而基礎頻率則為 2.5GHz。CPU 為八核心,16 執行緒。

此外,i7-11900 之 L3 快取為 16MB。

搭配 ADATA XPG GAMING D10 DDR4-3600 記憶體之運作頻率為 1800.0MHz,XMP 之 CL 設定值為 18-20-20-42,工作電壓為 1.35V。

CPU-Z 1.90 版之後對於測速項目有所新增。首先於進行傳統之 17.01.64 版測速項目,Core™ i9-11900 所得之單核效能為 677.5 分,多核分數為 6416.9 分。

將 Core™ i9-11900 與 i7-11700K 處理器於 CPU-Z 版本 17.01.64 效能測試之結果表列如下:

型號運作時脈核心數單核效能多核效能MP ratio
Core™ i9-119002.5/5.2GHz8C/16T677.56416.99.47x
Core™ i9-11700K3.6/5.0GHz8C/16T667.66262.99.38x

之後進行新增之 19.01.64 (beta) 版測速項目,Core™ i9-11900 所得之單核效能為 224 分,多核分數為 2044.6 分。

將 Core™ i9-11900 與 i7-11700K 處理器於 CPU-Z 版本 19.01.64 (beta) 效能測試之結果表列如下:

型號運作時脈核心數單核效能多核效能MP ratio
Core™ i9-119002.5/5.2GHz8C/16T2242044.69.13x
Core™ i7-11700K3.6/5.0GHz8C/16T215.62010.69.32x

CPU-Z 1.95 版亦提供了 AVX2 指令集之效能測試。於 19.01.64 AVX2 (beta) 版測速項目中,Core™ i9-11900 所得之單核效能為 988.7 分,多核分數為 9658.2 分。

將 Core™ i9-11900 與 i7-11700K 處理器於 CPU-Z 版本 19.01.64 AVX2 (beta) 效能測試之結果表列如下:

型號運作時脈核心數單核效能多核效能MP ratio
Core™ i9-119002.5/5.2GHz8C/16T988.79658.29.77x
Core™ i7-11700K3.6/5.0GHz8C/16T956.09440.19.87x

將上列數據製圖,得到單核效能比較如下:

將上列數據製圖,可得多核效能相較如下:

由 AIDA64 測試 Core™ i9-11900 記憶體之性能:讀取 52267MB/s、寫入 50942MB/s、複製 50549MB/s,延遲 54.2ns。CPU 之睿頻運作時脈為 5.0Hz,而基礎運作時脈則為 2.5GHz。

使用 Performance Test 9.0 測試 Core™ i9-11900 之處理器效能得分為 23319 分,PR值為 99%。

將各型號所測得之 CPU 效能表列如下:

型號CPU Mark整數運算力浮點數運算力
Core™ i9-11900233195620218925
Core™ i7-11700K228415498818512

將上列數據製圖比較如下:

此外使用最新版之 Performance Test 10.0 測試 Core™ i9-11900 之處理器效能得分為 26129 分,PR值為 93%。

將各型號所測得之 CPU 效能表列如下:

型號CPU Mark整數運算力浮點數運算力
Core™ i9-11900261299302653476
Core™ i7-11700K258459108552361

將上列數據製圖比較如下:

7-Zip 針對於 Core™ i9-11900 之整體評等 79597 MIPS。

將各型號所測得之 壓縮/解壓 效能表列如下:

型號壓縮評等解壓縮評等整體評等
Core™ i9-1190066865MIPS92329MIPS79597MIPS
Core™ i7-11700K65052MIPS89023MIPS77037MIPS

將上列數據製圖比較如下:

於最新版之 CINEBENCH R23 測試中,針對 Core™ i9-11900 所獲得效能評分為 14979 pts,單核心則為 1611 pts。

將相關 Core™ 處理器所得之數據表列如下:

型號CPUCPU(單核)
Core™ i9-1190014979pts1611pts
Core™ i7-11700K14883pts1575pts

於 CINEBENCH R20 測試中,針對 Core™ i9-11900 所獲得效能評分為 5767 pts,單核心則為 617 pts。

此外將相關 Core™ 處理器所得之數據表列如下:

型號CPUCPU(單核)
Core™ i9-119005767pts617pts
Core™ i7-11700K5697pts602pts

於 CINEBENCH R15 測試中,針對 Core™ i9-11900 所獲得效能評分為 2369 cb,單核心則為 255 cb。

而將相關 Core™ 處理器所得之數據表列如下:

型號CPUCPU(單核)
Core™ i9-119002369cb255cb
Core™ i7-11700K2299cb243cb

將上列數據製圖,得到 CINEBENCH 單核效能比較如下:

將上列數據製圖,可得 CINEBENCH 多核效能相較如下:

Core™ i9-11900 之 x264 FHD 轉檔效能測試結果為 66。

將各型號所測得之 x264 FHD 轉檔效能表列如下:

型號x264 FHD Benchmark
Core™ i9-1190066
Core™ i7-11700K63.8

Core™ i9-11900 之 x265 FHD 轉檔效能測試結果為 48.8。

將各型號所測得之 x265 FHD 轉檔效能表列如下:

型號x265 FHD Benchmark
Core™ i9-1190048.8
Core™ i7-11700K48.0

將上列數據製圖可得 x264/x265 轉檔比較如下:

PCIe 4.0x4——搭配 WD BLACK™ SN850 SSD 之簡測

為測試第十一代 Core™ 處理器及 Z590 晶片組支援 PCIe 4.0 之協同表現,於此特準備了 WD BLACK™ SN850 NVMe™ SSD 500GB,搭配 CrystalDiskInfo 與 CrystalDiskMark 進行測試。

首先在 CrystalDiskInfo 8.12.0 中可確認 WD BLACK™ SN850 SSD 確實運作於 PCIe 4.0x4 之模式下。

CrystalDiskMark 6.0.2 對於 BLACK™ SN850 NVMe™ SSD 500GB 測試結果多佇列(1GB/QD32)循序讀取為 6953.0 MB/s、寫入 4188.7 MB/s。4K 測試結果為讀取 87.91 MB/s、寫入 301.5 MB/s。此外,將測試資料設定為 zero fill 之結果,1GB/QD32 循序讀取 6948.8 MB/s、寫入 4191.9 MB/s。 4K 讀取 87.87 MB/s、寫入 302.1 MB/s。

由以上數據顯示,測試資料之可壓縮程度並不會影響其傳輸速度。此外,此一結果表現十分優異,所得之數據相較支援 PCIe 3.0x4 之 WD BLACK™ SN750 NVMe™,其效能可達兩倍之譜。

搭配 ADATA XPG LEVANTE 240 ARGB CPU 水冷散熱器之溫度表現

考量第十一代 Core™ 處理器之散熱需求,耑此選用 ADATA XPG LEVANTE 240 ARGB CPU 水冷散熱器作為測試平台之散熱解決方案。

XPG LEVANTE 240 ARGB CPU 水冷散熱器搭載 Asetek 一體式 CPU 散熱技術,水冷頭採用銅材質散熱鰭片,並支援各家主機板 ARGB 燈效同步。

採用低噪音 FDB 液態軸承之靜音風扇,兼具散熱效率與靜音考量。

XPG LEVANTE 240 ARGB CPU 水冷散熱器之溫度壓制能力極佳。當採用 AIDA64 系統穩定性測試項目進行 FPU 全負荷壓力測試時,於 Core™ i9-11900 所測得其最高核心溫度可壓抑於攝氏 80 度之譜,而於 K 版之 Core™ i7-11700K 之最高核心溫度亦可維持在攝氏 90 度之範圍內。

搭配 RTX 3080 之 3DMark 評測

為測試 Core™ i9-11900/11700K 處理器與 GPU 於 3D 遊戲運算時之協同表現,於此特準備了 ASUS ROG-STRIX-GeForce-RTX-3080-GUNDAM-EDITION 顯示卡,搭配 Futuremark 公司所推出之 3DMark 進行顯示性能之評測,於 1080P 之解析度下進行測試。

首先在 DirectX 12 部分,Core™ i9-11900 於 Time Spy 測試項目中獲得 12395 分,後於 Time Spy Exterme 項目中獲得 5836 分。

而後在 DirectX 11 部分,Core™ i9-11900 於 Fire Strike 項目中獲得 27298 分,於 Fire Strike Extreme 項目中獲得 28034 分,最後於 Fire Strike Ultra 項目中獲得 27058 分。

而將處理器所得之 CPU/Physics 分數整理,可得下表之結果:

型號Time SpyTime Spy ExtremeFire StrikeFire Strike ExtremeFire Strike Ultra
Core™ i9-11900123955836272982803427058
Core™ i7-11700K119895729274152727726089

將上列數據製圖可得 3DMark CPU/Physics 分數比較如下:

搭配 RTX 3080 之 VRMark 測試表現

鑒於虛擬實境崛起之趨勢,在此特別採用 Futuremark 公司所推出之 VRMark 進行虛擬實境效能之評測。針對 Core™ i9-11900 於 Orange Room 項目中所得結果為 14768 分、於 Cyan Room 項目獲得 6598 分,另外於 Blue Room 項目則獲得 5324 分。

而將處理器所得之 VRMark 分數整理,可得下表之結果:

型號Orange RoomCyan RoomBlue Room
Core™ i9-119001476865985324
Core™ i7-11700K1427465975338

將上列數據製圖可得 VRMark 分數比較如下:

由以上之數據可知,VRMark Orange Room 與中央處理器之效能有所關聯,以此於同款顯卡中會有相異之效能表現。相反地,於 Cyan Room/Blue Room 項目中,不同型號之 CPU 所測得之數據皆十分相近,以此可知 VRMark Cyan Room/Blue Room 僅與顯卡有所關聯,而與 CPU 幾無關聯性。

綜合性能評測

最終採用芬蘭 Futuremark 公司所推出最新版本之 PCMark10 進行綜合性能之評測。針對 Core™ i9-11900 所測得之結果為 8149 分,PR值為 99%。

Core™ i9-11900 於 PCMark10 Express 所測得之結果為 6448 分,PR值為 97%。

於 PCMark10 Extended 所測得之結果為 10895 分,PR值為 98%。

再將不同型號之處理器於 PCMark10 不同項目所得之結果表列如下:

型號PCMark10PCMark10 ExpressPCMark10 Extended
Core™ i9-119008149644810895
Core™ i7-11700K7679628810744

將上列數據製圖可得 PCMark10 各項目分數比較如下:

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