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閃擊之先鋒——Intel 第九代 Core™ 處理器效能初探

時序已至 2018 年第四季,個人電腦中央處理器之市場爭奪戰仍舊方興未艾。一方面 AMD 於第二季順勢推出了第二代 Ryzen™ 系列,做為其 Zen 架構處理器之第二波增援部隊。而於 Intel 陣營方面,誠然其第八代 Core™ 仍舊以卓越之單一核心效能,而取得多數應用層面上之性能優勢;但高階之第八代 Core™ 因其高功耗之故,而衍生了使用者必須面對散熱上之額外需求。此外,AMD 又以其靈活之定價策略持續攻城掠地,以此市場挪移效應遂行驟起。因應此一態勢,半導體巨擘 Intel 忙不更迭地於第四季投入了其第九代 Core™ 處理器,做為市場突襲戰之先鋒。

第九代 Core™ 處理器一反往常,採用了釺焊技術做為其散熱解決方案。而於市場預期中,使用釺焊散熱之第九代 Core™ 處理器當可有效降低 CPU 之熱累積效應,進而能保有更低之一般運行溫度,以及更佳之超頻潛能。

率先投入市場之第九代 Core™ 家族首波共計三名先遣成員。依原廠所設定之市場定位,其涵蓋了 i5、i7、i9 等三大系列。而已發布之初始成員中,各系列皆以一不鎖頻之 K 版處理器代表之。茲將目前第九代 Core™ 處理器各成員之特性整理如下表:

型號核心數(執行緒)工作時脈
(base/max turbo)
快取(L3)TDP
Core™ i9-9900K8(16)3.6/5.0GHz16MB95W
Core™ i7-9700K8(8)3.6/4.9GHz12MB95W
Core™ i5-9600K6(6)3.7/4.6GHz9MB95W

此外我們將第八代 Core™ 處理器之相關成員其特性表列作為參照:

型號核心數(執行緒)工作時脈
(base/max turbo)
快取(L3)TDP
Core™ i7-8700K6(12)3.7/4.7GHz12MB95W
Core™ i5-8600K6(6)3.6/4.3GHz9MB95W

由上表可得知,i5-9600K 與 i5-8600K 可理解為直系品系。兩者除了基礎運行及超頻時脈有所不同外,其餘在 核心數/執行緒 以及快取等性能諸元皆完全一致,以此吾人可將 i5-9600K 視為 i5-8600K 之進階版本。另一方面,i7-9700K 相較於 i7-8700K 則為一完全不同之處理器。i7-9700K 之實體核心數提高至八核心,但並未承接超執行緒(HT, Hyper-Threading)之技術,以此其執行緒與核心數維持相同數量。此外,i7-9700K 於未超頻時之基礎運行時脈尚較 i7-8700K 略低 0.1GHz,這亦使我們可預期 Core™ i7-9700K 其單核與多核效能將與 i7-8700K 具有顯著不同之行為表徵。

為了瞭解 Intel 第九代處理器之效能所及,耑此於第一時間取得了 Core™ i5-9600K 及 Core™ i7-9700K 兩款第九代處理器,搭配最新適用於第九代 Core™ 處理器之 ASUS PRIME-Z390-A 主機板,來進行各項基本測試。藉以一窺第九代 Core™ 處理器在尚未超頻之前提下所內涵之底蘊實力。

ASUS PRIME-Z390-A 主機板

PRIME-Z390-A 主機板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:

PRIME-Z390-A 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造型工業設計。

主機板 CPU 部分採用八組 NCP302045 構成供電解決方案。

因應第八/九代 Core™ 處理器之高效需求,PRIME-Z390-A 主機板於 CPU 側設置一組 8pin EATX 12V 插座,以提供更穩定之電源供給。

搭配四組 DDR4 DIMM 插槽,最高支援 4366 MHz。

搭載 Realtek® ALC S1220A 八通道高傳真音效 CODEC,以及 Nichicon 音頻專用電容。

具備三組 PCIex16 及三組 PCIex1 擴充槽。

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。

著眼於高速 PCIe SSD 之散熱需求,PRIME-Z390-A 主機板針對其中一組 M.2 插槽提供了帶有導熱矽膠之 M.2 專屬散熱片,以期系統具備更高之存取效能與穩定性。

背板提供四組原生 USB3.1、兩組 USB 3.0 以及兩組 USB 2.0 連接埠。此外,視訊部分則包含了 DisplayPort 與 HDMI 輸出埠。

六組 SATA 6Gb/s 連接埠,皆可透過 IRST 功能定義磁碟陣列。

另設有一組 USB 3.0 Type-C 前面板擴充接頭,由晶片組所提供。

Intel® Z390 晶片組與 Z370 晶片組之差異

我們將 Z390 晶片組之特性與 Z370 晶片組相較,表列如下:

Z390 晶片組Z370 晶片組
原生 USB 3.1 Gen2 埠數60
整合式 Intel® Wireless-AC (CNVi)支援不支援

由上表可知,Z390 晶片組可視為 Z370 晶片組之完全版。Intel® Z390 晶片組承襲了同系列 H370 及 B360 晶片組所具備之原生 USB 3.1 Gen2 功能,以及將 Intel® Wireless-AC (CNVi) 整合進晶片組之中。

測試環境

針對此一測試,特選用了兩組 A-DATA XPG Z1 DDR4-3000 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 DUAL-RTX2080-O8G 顯示卡作為搭配測試。所有測試皆在 CPU 之未超頻狀態下進行。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 1.86.0 版進行偵測,其已可正確判讀第九代 Core™ 處理器。由程式偵測可知 i7-9700K 之最高運行時脈為 4.9GHz。CPU 為八核心,八執行緒。

此外,i7-9700K 之 L3 快取為 12MB。

搭配 A-DATA XPG Z1 DDR4-3000 記憶體之運作頻率為 1500.4MHz,XMP 之 CL 設定值為 16-18-18-36,工作電壓為 1.35V。

針對 Core™ i7-9700K 執行 CPU-Z 之處理器測速,可得單核效能 566.8 分,多核分數為 4230.6 分。無論單核與多核效能皆明顯超越 i7-8700K。

茲將此次測試各款處理器於 CPU-Z 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™ i7-9700K3.6/4.9GHz8C/8T566.84230.67.46x
Core™ i5-9600K3.7/4.6GHz6C/6T531.72936.25.52x

結合之前之數據,茲將業經測試之相關第八代 Core™ 處理器於 CPU-Z 效能測試之結果表列如下作為參照:

型號運作時脈核心數單核效能多核效能MP ratio
Core™ i7-8700K3.7/4.7GHz6C/12T558.34285.27.68x
Core™ i7-87003.2/4.6GHz6C/12T538.04010.77.45x
Core™ i5-84002.8/4.0GHz6C/6T478.42607.15.45x

將 Core™ i7-9700K 所得之效能數據,與 i7-8700K 進行比較,可得知 i7-9700K 之單核效能超越了 i7-8700K;而在多核效能部分,i7-9700K 以其 8C/8T 之態勢仍能十分貼近於 6C/12T 之 i7-8700K。足見第九代 Core™ 系列在效能部分仍舊有所精進,其能在較低之基礎運作時脈下展現更加之單核效能。此外,Core™ i7-9700K 以其八執行緒之底蘊,亦可緊貼前代 12 執行緒之效能。

由 AIDA64 測試 Core™ i7-9700K 記憶體之性能:讀取 43422MB/s、寫入 44510MB/s、複製 39212MB/s,延遲 49.5ns。而 CPU 之基礎運作時脈為 4.9GHz。

將各型號所測得之記憶體效能表列如下:

型號記憶體讀取速度記憶體寫入速度記憶體複製速度延遲
Core™ i7-9700K43422MB/s44510MB/s39212MB/s49.5ns
Core™ i5-9600K43166MB/s43358MB/s37584MB/s50.6ns

由以上結果可知,Core™ i7-9700K/i5-9600K 之記憶體效能皆十分貼近,不因測試型號而產生顯著差異。

而各款處理器所測得之快取效能則一一表列如下:

型號L1 快取讀取速度L1 快取寫入速度L1 快取複製速度延遲
Core™ i7-9700K2286.5GB/s1146.8GB/s2287.2GB/s0.8ns
Core™ i5-9600K1603.2GB/s804.28GB/s1604.7GB/s0.9ns
型號L2 快取讀取速度L2 快取寫入速度L2 快取複製速度延遲
Core™ i7-9700K731.81GB/s446.99GB/s642.90GB/s2.5ns
Core™ i5-9600K595.83GB/s336.79GB/s529.84GB/s2.6ns
型號L3 快取讀取速度L3 快取寫入速度L3 快取複製速度延遲
Core™ i7-9700K360.48GB/s230.95GB/s275.39GB/s11.1ns
Core™ i5-9600K290.80GB/s208.66GB/s245.10GB/s10.6ns

比對先前測試之相關第八代 Core™ 處理器於 AIDA64 記憶體效能測試之結果:

型號記憶體讀取速度記憶體寫入速度記憶體複製速度延遲
Core™ i7-8700K43741MB/s44772MB/s39419MB/s48.5ns
Core™ i7-870043171MB/s42778MB/s37993MB/s49.2ns
Core™ i5-840042880MB/s44423MB/s38835MB/s54.0ns
型號L1 快取讀取速度L1 快取寫入速度L1 快取複製速度延遲
Core™ i7-8700K1743.7GB/s878.32GB/s1751.1GB/s0.9ns
Core™ i7-87001631.6GB/s822.14GB/s1638.5GB/s0.9ns
Core™ i5-84001450.0GB/s727.10GB/s1450.6GB/s1.0ns

由以上測試結果可知,第九代 Core™ 處理器之 L1 快取效能較前一代有顯著之提升,這亦可令人理解第九代 Core™ 處理器擁有較佳性能其原因之一。

使用 Performance Test 9.0 測試 Core™ i7-9700K 之處理器效能得分為 18541 分,PR值為 99%。此數據已超越了以往 99% 受測項目之測試結果。

型號CPU Mark整數運算力浮點數運算力PR值
Core™ i7-9700K18541244002103999%
Core™ i5-9600K14483170731473797%

再將先前取得之相關第八代 Core™ 處理器所得之數據進行比對:

型號CPU Mark整數運算力浮點數運算力PR值
Core™ i7-8700K17502342891425799%
Core™ i7-870016779320941331599%
Core™ i5-840013184154511335297%

由以上不同型號處理器之測試結果相對照,可得知除了單元核心效能所造成本質上之影響外,整數運算力與執行緒數量有所關連。如 12 執行緒之 i7-8700/8700K 之整數運算力較八執行緒之 i7-9700K 要為佳。相對地,浮點數運算力則與執行緒之數量無顯著相關,而第九代 Core™ 之浮點效能較前代有所大幅提升。

7-Zip 針對於 Core™ i7-9700K 之整體評等 40080 MIPS。

型號壓縮評等解壓縮評等整體評等
Core™ i7-9700K45910MIPS62870MIPS54390MIPS
Core™ i5-9600K34602MIPS44518MIPS39560MIPS

由上表各項結果可知,7-Zip 效能除了與記憶體及儲存裝置之速度有整體關聯外,進一步地,CPU多核效能實為系統之壓縮/解壓縮表現其主要影響因素。

於 CINEBENCH R15 測試中,針對 Core™ i7-9700K 所獲得效能評分為 1539 cb,單核心則為 213 cb,表現十分出眾。

型號OpenGLCPUCPU(單核)
Core™ i7-9700K160.10fps1539cb213cb
Core™ i5-9600K144.08fps1078cb202cb

此外將相關第八代 Core™ 處理器所得之數據表列如下:

型號OpenGLCPUCPU(單核)
Core™ i7-8700K192.99fps1567cb208cb
Core™ i7-8700152.71fps1427cb204cb
Core™ i5-8400145.49fps999cb180cb

由上兩表之測試結果可知,Core™ i7-9700K 於 CINEBENCH R15 與 CPU-Z 之性能有一致之特徵性——i7-9700K 擁有卓越之單核效能,而在多核效能部分則十分貼近於更多執行緒之 i7-8700K。

Core™ i7-9700K 之 x264 FHD 轉檔效能測試結果亦為十分出眾之 53.2。

型號x264 FHD Benchmark
Core™ i7-9700K53.2
Core™ i5-9600K38.5
型號x264 FHD Benchmark
Core™ i7-8700K50.3
Core™ i7-870045.2
Core™ i5-840034.9

由以上之結果可知,Core™ i7-9700K 憑藉其效能優勢,而於 x264 FHD 轉檔項目中顯著超越了 i7-8700K。以此我們可以理解 Core™ i7-9700K 較 i7-8700K 擁有更佳之 H264 壓縮運算能力。

Core™ i7-9700K 之 x265 FHD 轉檔效能測試結果為 34.1。以其 8C/8T 之規格而十分貼近於 6C/12T 之 i7-8700K 之表現。

型號x265 FHD Benchmark
Core™ i7-9700K34.1
Core™ i5-9600K26.7
型號x265 FHD Benchmark
Core™ i7-8700K34.7
Core™ i7-870029.7
Core™ i5-840024.5

搭配 GTX 2080 之 3DMark 評測

為測試第九代 Core™ 處理器與 GPU 於 3D 遊戲運算時之協同表現,於此特準備了 ASUS DUAL-RTX2080-O8G 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™ i7-9700K 於 Time Spy 測試項目中獲得 10199 分,後於最新之 Time Spy Exterme 項目中獲得 4751 分。而後在 DirectX 11 部分,Core™ i7-9700K 於 Fire Strike Ultra 項目中獲得 6375 分,於 Fire Strike Extreme 項目中獲得 12207 分,最後於 Fire Strike 項目中獲得 22468 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™ i7-9700K82153975188711894918889
Core™ i5-9600K60982946139051389113873

再將原先於相關第八代 Core™ 處理器所得之數據表列如下:

型號Time SpyTime Spy ExtremeFire Strike UltraFire Strike ExtremeFire Strike
Core™ i7-8700K85173929211472114821076
Core™ i7-870077843469198871988719894
Core™ i5-840056262686126371262512652

由以上之結果可以理解,第九代 Core™ 處理器於 DirectX 12 環境下擁有較前代更佳之效能。然而在 DirectX 11 之部分有可能因驅動程式或其他環境因素(例如 Spectre 修補),性能反而有所退縮。

此外,我們將各款待測處理器於不同測試項目之整體評分列於下表:

型號Time SpyTime Spy ExtremeFire Strike UltraFire Strike ExtremeFire Strike
Core™ i7-9700K10199475163751220722468
Core™ i5-9600K9478443661701147220540

搭配 GTX2080 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™ i7-9700K 於 Orange Room 項目中所得結果為 13481 分、於 Cyan Room 項目獲得 10518 分,另外於 Blue Room 項目則獲得 3525 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不同項目所得之結果表列如下:

型號VRMark Orange RoomVRMark Cyan RoomVRMark Blue Room
Core™ i7-9700K13481105183525
Core™ i5-9600K12093109443487
型號VRMark Orange RoomVRMark Cyan RoomVRMark Blue Room
Core™ i7-8700K13206--3260
Core™ i7-870012300--3225
Core™ i5-840011257--3255

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 VRMark 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 Blue Room 與顯卡有所關聯,而與 CPU 幾無關聯性。此外,Core™ i7-9700K 於 VRMark Orange Room 項目中擁有超越前一世代之卓越效能。

綜合性能評測

最終採用芬蘭 Futuremark 公司所推出之 PCMark8 進行綜合性能之評測。針對 Core™ i7-9700K 於 Home 加速模式所測得之結果為 5900 分,PR值為 99%。另於 Creative 加速模式項目則為 9911 分,PR值為 99%。而於 Work 加速模式項目為 6175 分,PR值為 99%。

再將不同型號之處理器於各項綜合測試所得之分數表列如下:

型號Home Acc.Creative Acc.Work Acc.
Core™ i7-9700K5900(99%)9911(99%)6175(99%)
Core™ i5-9600K5758(99%)9565(99%)6001(99%)

由以上之測試結果可得知,第九代 Core™ 處理器面對於家用/設計/辦公室等面向之需求,皆具有領先目前已往機種之實力,且依舊游刃有餘。