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5GHz時代來臨——締造極致遊戲體驗之Core™ i9-9900KS

時序進入 2019 年第三季,伴隨著競品之一一投入,個人電腦中央處理器市場之鏖戰亦進入白熱化之階段。而在此車馬喧囂之混戰中,Intel 元第九代 Core™ 處理器之旗艦 i9-9900K,仍然穩居效能之王位。時值賽事進入九局之關鍵時刻,Intel 推出了更為強大之新旗艦——Core™ i9-9900KS,藉由進一步提升效能優勢,來持續鞏固市場之王者地位。

Core™ i9-9900KS 基於提供消費者極致之遊戲體驗,採用了全核睿頻 5.0GHz 之技術。此舉亦揭開了個人電腦中央處理器進入 5GHz 時代之序曲。

Core™ i9-9900KS 處理器

Core™ i9-9900KS 與元旗艦 i9-9900K 皆為不鎖頻之 K 版本。其核心數、超執行緒 (HT, Hyper-Threading) 支援能力,以及各階快取之大小皆與 i9-9900K 相同。Core™ i9-9900KS 與 i9-9900K 於規格上最大的差異之處在於:基礎運作時脈、睿頻時脈以及功耗。i9-9900KS 將基礎運作時脈由原先之 3.6GHz 提升至 4.0GHz。於睿頻時脈部分,i9-9900KS 達到了全核睿頻 5.0GHz 之境界。而不可避免的,極致之性能必需在功耗上付出代價;i9-9900KS 之 TDP 來到了前所未見之 127W。

茲將第九代新旗艦 Core™ i9-9900KS 與元旗艦 i9-9900K 之特性整理如下表:

型號核心數(執行緒)基礎工作時脈Turbo運行時脈快取 (L3)TDP
單核雙核四核八核
Core™ i9-9900KS8(16)4.0GHz5.0GHz5.0GHz5.0GHz5.0GHz16MB127W
Core™ i9-9900K8(16)3.6GHz5.0GHz5.0GHz4.8GHz4.7GHz16MB95W

Core™ i9-9900KS 零售版之外包裝與 i9-9900K 系出同門,為正十二面體外盒,且隨附有原廠布套。外觀部分最明顯之差異在於其標註了 "special edition(特仕版)" 之字樣。在商品定位上,原廠將 i9-9900KS 與 i9-9900K 列為同位階,但前者可視為特選菁英,而擁有更高之性能表現。

我們於第一時間取得了第九代新旗艦 Core™ i9-9900KS,對其進行基本與進階之測試,並與元旗艦 i9-9900K 於相同環境下進行效能比對,來驗證 intel 新旗艦之底蘊與實力。

ASUS ROG MAXIMUS XI HERO (WI-FI) 主機板

考量到旗艦處理器之功耗需求,以及追求極致效能之前提。我們特此準備了 ASUS ROG MAXIMUS XI HERO (WI-FI) 主機板來建構測試平台。ROG MAXIMUS XI HERO 所採用之晶片組為專屬搭配第八/九代 Core™ 處理器之 Intel® Z390,其主要規格諸元列述如下:

ROG MAXIMUS XI HERO (WI-FI) 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 Z390 晶片組/M.2插槽 上之散熱片皆應用了 ROG MAXIMUS 之概念設計。

主機板 CPU 供電部分採用 Vcore 核心 4相*2 並聯 + VccGT 內顯 2相,並以 ASP1400CTB PWM 控制晶片搭配 SiC639 功率管理元件來構成供電解決方案。

CPU 電源採用 8+4 pin 設計。

搭配四組 DDR4 DIMM 插槽,最高支援 4400 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 S1220 八通道高傳真音效處理器,以及 Nichicon 音頻專用電容。

具備三組 PCIex16 及三組 PCIex1 擴充槽。

強化之 PCIex16 插槽提供更佳之強固性。

大量的 USB 連接埠:四組 USB3.1、兩組 USB 3.0 以及兩組 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。

內建兩組 M.2 M Key SSD 插槽。兩組插槽皆可透過 IRST 功能定義磁碟陣列,且其 PCIe 模式均可支援至 PCIe 3.0 x4。主機板下方之 M.2 SSD 插槽最高可支援 22100 型式之 M.2 裝置,要注意的是其僅支援 PCIe 協定。

位於 CPU 與 PCIe 擴充槽間之 M.2 SSD 插槽則可支援 2280 型式之 M.2 裝置,且支援 PCIe 與 SATA 協定。

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 MemOK! II 開關,可硬體重置記憶體參數。此外有 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。

ASUS ROG STRIX LC 360 RGB 水冷散熱模組

考量 Core™ i9-9900KS 高功耗之需求,耑此選用 ASUS ROG STRIX LC 360 RGB 水冷模組作為測試平台之散熱解決方案。

ROG STRIX LC 360 RGB 之冷排可安裝三組 12 公分 PWM 散熱風扇,並支援 addressable RGB 與 AURA Sync 燈光效果。

ROG STRIX LC 360 RGB 之水冷頭設有一 USB Type-C 插座可供連接至主機板。配合 AURA 專屬工具程式,可進行個性化之燈效控制。

ROG STRIX LC 360 RGB 總共有四組線需與主機板相連,分別是 AIO_PUMP 水冷頭幫浦驅動接線(下圖未列出)、冷排 PWM 風扇一分三接線、addressable RGB 一分四訊號線(其中三組各連接至各 PWM 風扇,另一組額外分接可供連接其他之 addressable RGB 裝置),以及水冷頭之 USB Type-C 連接線。

配合 ROG MAXIMUS XI HERO (WI-FI) 主機板進行安裝時須注意:AIO_PUMP 需要全時全速 (full-speed) 之 PWM 訊號;此外,考量一分三風扇接線必須承擔三倍之電流,選擇高瓦數輸出之 H_AMP 接座來進行連接較為佳。

若使用者之主機板沒有 AIO_PUMP 接座時,可接續至一般 PWM 接座,但需於 BIOS 中將此接座設置為全速。而若主機板未有高瓦數輸出之 H_AMP 接座時,建議三組風扇分別連接至主機板,或使用具外接電源之 PWM 風扇集線器,以避免主機板 PWM 電流過負荷。

透過專屬之 ASUS AURA 工具程式可以看到 WATERCOOLER 以及 ADD STRIP 被正確偵測到,且可以進行燈效設定。

水冷頭於運作時其 ROG LOGO 會隨著 RGB 特效進行連動發光。

測試平台之規格:

測試平台之作業系統皆更新至最新狀態。

系統基本效能測試

先採用 CPU-Z 最新之 1.90.1 版進行偵測,其已可正確判讀 i9-9900KS 處理器。由程式偵測可知 i9-9900KS 之睿頻時脈為 5.0GHz,而基礎頻率則為 4.0GHz。CPU 為八核心,16 執行緒。

此外,與 i9-9900K 相同,i9-9900KS 之 L3 快取為 16MB。

搭配 Micron Ballistix Tactical DDR4-3000 記憶體之運作頻率為 1500.0MHz,XMP 之 CL 設定值為 15-16-16-35,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™ i9-9900KS 所得之單核效能為 591.2 分,多核分數為 5923.3 分。無論單核與多核效能皆超越了同門之 i9-9900K。

將 Core™ i9-9900KS 與 i9-9900K 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™ i9-9900KS4.0/5.0GHz8C/16T591.25923.310.02x
Core™ i9-9900K3.6/5.0GHz8C/16T585.15546.79.48x

之後進行新增之 19.01.64 (beta) 版測速項目,Core™ i9-9900KS 所得之單核效能為 196.4 分,多核分數為 2021.7 分。而 i9-9900K 於相同環境下則得到單核 193.8、多核 1854.3 分。再一次地,i9-9900KS 於單核及多核項目皆較 i9-9900K 為優。

將 Core™ i9-9900KS 與 i9-9900K 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™ i9-9900KS4.0/5.0GHz8C/16T196.42021.710.30x
Core™ i9-9900K3.6/5.0GHz8C/16T193.81854.39.57x

CPU-Z 1.90 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™ i9-9900KS 所得之單核效能為 802.2 分,多核分數為 8393.0 分。而 i9-9900K 於同項目下則得到單核 796.1、多核 8066.5 分。由以上結果我們可以得知 i9-9900KS 其 AVX2 指令效能仍較 i9-9900K 為佳。

將 Core™ i9-9900KS 與 i9-9900K 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™ i9-9900KS4.0/5.0GHz8C/16T802.28393.010.46x
Core™ i9-9900K3.6/5.0GHz8C/16T796.18066.510.13x

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™ i9-9900K 記憶體之性能:讀取 45437MB/s、寫入 46208MB/s、複製 44029MB/s,延遲 46.8ns。CPU 之睿頻運作時脈為 5.0GHz,而基礎運作時脈則為 4.0GHz。

使用 Performance Test 9.0 測試 Core™ i9-9900K 之處理器效能得分為 22627 分,PR值為 99%。而同環境下之 i9-9900K 其得分則為 21944 分。

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™ i9-9900KS226274857020155
Core™ i9-9900K219444565418947

將上列數據製圖比較如下:

7-Zip 針對於 Core™ i9-9900KS 之整體評等 77682 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™ i9-9900KS65278MIPS90087MIPS77682MIPS
Core™ i9-9900K63348MIPS84029MIPS73688MIPS

將上列數據製圖比較如下:

Core™ i9-9900KS 之 x264 FHD 轉檔效能測試結果亦為再創紀錄之 64.5。

將各型號所測得之 x264 FHD 轉檔效能表列如下:

型號x264 FHD Benchmark
Core™ i9-9900KS64.5
Core™ i9-9900K61.3

Core™ i9-9900KS 之 x265 FHD 轉檔效能測試結果為 43.6。

將各型號所測得之 x265 FHD 轉檔效能表列如下:

型號x265 FHD Benchmark
Core™ i9-9900KS43.6
Core™ i9-9900K42.8

將上列數據製圖可得 x264/x265 轉檔比較如下:

搭配 RTX 2080 Ti 之 3DMark 評測

為測試 Core™ i9-9900KS 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-RTX2080TI-O11G-GAMING 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™ i9-9900K 於 Time Spy 測試項目中獲得 13440 分,後於最新之 Time Spy Exterme 項目中獲得 6412 分。而後在 DirectX 11 部分,Core™ i9-9900KS 於 Fire Strike Ultra 項目中獲得 8225 分,於 Fire Strike Extreme 項目中獲得 15729 分,最後於 Fire Strike 項目中獲得 27584 分。

而將各測試處理器所得之 CPU/Physics 分數整理,可得下表之結果:

型號Time SpyTime Spy ExtremeFire Strike UltraFire Strike ExtremeFire Strike
Core™ i9-9900KS121585273257262633626168
Core™ i9-9900K114645221238732389023589

將上列數據製圖可得 3DMark CPU/Physics 分數比較如下:

搭配 RTX 2080 Ti 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™ i9-9900KS 於 Orange Room 項目中所得結果為 14250 分,所有評測項目所得之 PR 分布皆超越該項目之頂標。

再將不同型號之處理器於 VRMark Orange Room 項目所得之結果表列如下:

型號VRMark Orange Room
Core™ i9-9900KS14250
Core™ i9-9900K11746

溫度壓制能力與功耗控制策略

ROG STRIX LC 360 RGB 之溫度壓制能力極佳。當採用 AIDA64 系統穩定性測試項目進行 CPU 全負荷壓力測試時,於 Core™ i9-9900KS 所測得其最高核心溫度僅攝氏 60 餘度,而 i9-9900K 之最高核心溫度亦維持在 攝氏 50 餘度之範圍內。

此外,偵測各核心工作頻率之結果可得知,當 i9-9900KS 處於 CPU 100% 全負荷之條件下,全核心仍能維持 5.0GHz 之工作時脈。

在功耗表現方面,可得知 i9-9900KS 處於 CPU 100% 全負荷之條件下其消耗功率約為 105W;而 i9-9900K 則為 95W。

之後進行 AIDA64 FPU 全負荷壓力測試。於此項目之下,測試程式將會呼叫 AVX 家族指令集進行全負荷操作,此舉將會將處理器之功耗推展到極限。而由結果可得知 Core™ i9-9900KS 於 FPU 100% 全負荷狀態之最高核心溫度僅達攝氏 70 餘度;此外當 i9-9900K 於相同操作條件下,其最高核心溫度亦未達攝氏 80 度。由此可再度驗證 ROG STRIX LC 360 RGB 之溫度壓制能力實不可小覷。

於工作時脈部分,則可發見 i9-9900KS 在 FPU 100% 之條件下產生了降頻運作之現象,而相對地,i9-9900K 則仍維持全頻運作。

究其原因,在於測試平台所使用之主機板採取了較為保守之功耗策略:其將 i9-9900KS 之長時最高功耗鎖定於 125W 之上限。以此,當 i9-9900KS 之功耗超越此上限一段時間之後,系統會自動降頻運作,而將最高功耗鎖定於 125W。對比 i9-9900K 於相同條件下,主機板並未對其進行限制,而使其功耗來到了 193W。而藉由 ROG STRIX LC 360 RGB 之優異散熱性能,此時處理器之溫度仍能壓制於攝氏 80 度以下之範圍。

縱使目前因主機板之功耗控制策略較為保守,而侷限了 Core™ i9-9900KS 之部分性能。但由各項測試結果可得知,i9-9900KS 在功耗受限之前提下,其全數表現仍明顯優於效能全開之 i9-9900K。

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™ i9-9900KS 所測得之結果為 7897 分,PR值為 99%。

Core™ i9-9900KS 於 PCMark10 Express 所測得之結果為 6351 分,PR值為 99%。

於 PCMark10 Extended 所測得之結果為 10689 分,PR值為 99%。

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™ i9-9900KS7897635110689
Core™ i9-9900K7680608210224

將上列數據製圖可得 PCMark10 各項目分數比較如下:

由以上之結果可知,Core™ i9-9900KS 處理器相較於同系元旗艦 i9-9900K,無論在各方面皆有明顯之性能優勢。而 intel 此次在銷售策略方面將亦將 i9-9900KS 之訂價十分貼近於 i9-9900K。亦即,玩家們無需付出鉅大之價差,即可獲得極致之效能。Core™ i9-9900KS 強化了第九代 Core™ 處理器之整體戰力,也延續了 i9-9900K 之王者風範。