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臻峰造極、再創極致——Core™ i9-9900K 性能初探

第九代 Core™ 處理器做為半導體巨擘 intel 對於桌上型 CPU 市場之閃擊先鋒,的確於 DIY 消費族群中激起了不可小覷之漣漪。而這其中,第九代 Core™ 之旗艦產品——i9-9900K,更是為消費級中央處理器市場拓展出了前所未及之疆域。

耑此,我們於第一時間取得了第九代旗艦 Core™ i9-9900K,對其進行基本與進階之測試,以利消費者一窺 i9-9900K 之堂奧。

Core™ i9-9900K 處理器

Core™ i9-9900K 與同家族另兩位先遣成員相同皆為不鎖頻之 K 版本。原廠針對 K 版處理器皆不隨附散熱風扇,而交由使用者依其超頻需求自行搭配最佳之散熱解決方案。此外,i9-9900K 仍擁有超執行緒(HT, Hyper-Threading)之技術,以此其執行緒仍為真實核心數之兩倍數。Core™ i9-9900K 擁有超越以往 intel 消費級 CPU 之核心數及執行緒,為八核心,16 執行緒。

茲將第九代旗艦 Core™ 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™ i9-9900K8(16)3.6GHz5.0GHz5.0GHz4.8GHz4.7GHz16MB95W

由以上表列數據可理解,Core™ i9-9900K 之單核最高運行時脈雖可達 5.0GHz,但在 TDW 95W 之前提下,八核全速運行之最高時脈則為略低之 4.7GHz。然而,因 i9-9900K 為不鎖倍頻之款式,以此以上之時脈限制並非無法跨越,而跨越的代價則為更高之功耗瓦數,更具挑戰性之主機板供電策略,以及更需多加考量之散熱解決方案。

此外,第九代 Core™ 處理器一改故轍,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。

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。

此外,考量 i9-9900K 採用之釺焊技術,我們選擇了 intel 原廠 Thermal Solution TS15A 做為此次測試之散熱解決方案。

TS15A 之原廠包裝內容物計有:散熱風扇本體、說明書、內裝紙盒各一。

散熱風扇為 4pin 接腳,支援 PWM 轉速控制。

Thermal Solution TS15A 其與 CPU 接觸面之底座為紅銅材質。

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 1.86.0 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 i9-9900K 之最高運行時脈為 5.0GHz。CPU 為八核心,16 執行緒。

此外,i9-9900K 之 L3 快取為 16MB。

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™ i9-9900K 執行 CPU-Z 之處理器測速,可得單核效能 570.3 分,多核分數為 5556.7 分。無論單核與多核效能皆超越了同為八核心、16 執行緒之 Ryzen 7 2700X。

將已測試第八/九代 Core™ 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™ i9-9900K3.6/5.0GHz8C/16T570.35556.79.74x
Core™ i7-9700K3.6/4.9GHz8C/8T566.84230.67.46x
Core™ i7-8700K3.7/4.7GHz6C/12T558.34285.27.68x
Core™ i5-9600K3.7/4.6GHz6C/6T531.72936.25.52x

將上列數據製圖比較如下:

由以上圖表可得知,Core™ i9-9900K 無論於單核性能或多核效能中,皆較同世代或前世代之桌上型處理器擁有更多之性能優勢。

由 AIDA64 測試 Core™ i9-9900K 記憶體之性能:讀取 44000MB/s、寫入 44667MB/s、複製 40498MB/s,延遲 46.7ns。而 CPU 之基礎運作時脈為 5.0GHz。

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™ i9-9900K44000MB/s44667MB/s40498MB/s46.7ns
Core™ i7-9700K43422MB/s44510MB/s39212MB/s49.5ns
Core™ i7-8700K43741MB/s44772MB/s39419MB/s48.5ns
Core™ i5-9600K43166MB/s43358MB/s37584MB/s50.6ns

由以上結果可知,各型號之記憶體效能皆十分貼近,但 Core™ i9-9900K 之延遲時間明顯較他者為短。

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™ i9-9900K2325.2GB/s1170.5GB/s2331.1B/s0.8ns
Core™ i7-9700K2286.5GB/s1146.8GB/s2287.2GB/s0.8ns
Core™ i7-8700K1743.7GB/s878.32GB/s1751.1GB/s0.9ns
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™ i9-9900K876.13GB/s460.55GB/s748.71GB/s2.4ns
Core™ i7-9700K731.81GB/s446.99GB/s642.90GB/s2.5ns
Core™ i7-8700K680.45GB/s371.31GB/s527.78GB/s3.0ns
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™ i9-9900K292.74GB/s219.43GB/s265.66GB/s11.1ns
Core™ i7-9700K360.48GB/s230.95GB/s275.39GB/s11.1ns
Core™ i7-8700K288.38GB/s234.58GB/s295.40GB/s10.5ns
Core™ i5-9600K290.80GB/s208.66GB/s245.10GB/s10.6ns

將上列 L1 快取數據製圖比較如下:

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™ i9-9900K 之處理器效能得分為 20645 分,PR值為 99%。此數據已超越了以往 99% 受測項目之測試結果。

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PR值
Core™ i9-9900K20645456621894299%
Core™ i7-9700K18541244002103999%
Core™ i7-8700K17502342891425799%
Core™ i5-9600K14483170731473797%

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,而 16 執行緒之 i9-9900K 又具備更強之整數效能。相對地,浮點數運算力則與執行緒之數量無顯著相關。

7-Zip 針對於 Core™ i9-9900K 之整體評等 70245 MIPS。

型號壓縮評等解壓縮評等整體評等
Core™ i9-9900K55949MIPS84540MIPS70245MIPS
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。而 i9-9900K 擁有最佳之 壓縮/解壓縮 效能。

於 CINEBENCH R15 測試中,針對 Core™ i9-9900K 所獲得效能評分為 2039 cb,單核心則為 219 cb,表現空前拔群。

此外將相關 Core™ 處理器所得之數據表列如下:

型號OpenGLCPUCPU(單核)
Core™ i9-9900K172.99fps2039cb219cb
Core™ i7-9700K160.10fps1539cb213cb
Core™ i7-8700K192.99fps1567cb208cb
Core™ i5-9600K144.08fps1078cb202cb

將上列數據製圖比較如下:

由上圖表之測試結果可知,Core™ i9-9900K 於 CINEBENCH R15 與 CPU-Z 之結果呈現一致性,其擁有傲視群雄之單/多核效能。

Core™ i9-9900K 之 x264 FHD 轉檔效能測試結果亦為前所未見之 60.2。

型號x264 FHD Benchmark
Core™ i9-9900K60.2
Core™ i7-9700K53.2
Core™ i7-8700K50.3
Core™ i5-9600K38.5

由以上之結果可知,Core™ i9-9900K 憑藉其效能優勢,而於 x264 FHD 轉檔項目中顯著超越了其他相關之處理器。

Core™ i9-9900K 之 x265 FHD 轉檔效能測試結果為 38.4。

型號x265 FHD Benchmark
Core™ i9-9900K38.4
Core™ i7-9700K34.1
Core™ i7-8700K34.7
Core™ i5-9600K26.7

由 x265 所取得之測試結果相較,可知 x265 十分倚重執行緒之數量,當執行緒愈多時,則擁有愈佳之 h265 壓縮性能。

搭配 GTX 2080 之 3DMark 評測

為測試 Core™ i9-9900K 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™ i9-9900K 於 Time Spy 測試項目中獲得 10778 分,後於最新之 Time Spy Exterme 項目中獲得 4940 分。而後在 DirectX 11 部分,Core™ i9-9900K 於 Fire Strike Ultra 項目中獲得 6473 分,於 Fire Strike Extreme 項目中獲得 12521 分,最後於 Fire Strike 項目中獲得 23649 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™ i9-9900K111854980249942499224896
Core™ i7-9700K82153975188711894918889
Core™ i7-8700K85173929211472114821076
Core™ i5-9600K60982946139051389113873

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。而 Core™ i9-9900K 無論於 DirectX 11 或 DirectX 12 之環境下皆擁有顯著之優勢。

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™ i9-9900K10778494064731252123649
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 12275 分、於 Cyan Room 項目獲得 10743 分,另外於 Blue Room 項目則獲得 3491 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™ i9-9900K12275107433491
Core™ i7-9700K13481105183525
Core™ i7-8700K13206--3260
Core™ i5-9600K12093109443487

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。

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™ i9-9900K 所測得之結果為 7035 分,PR值為 99%。

由以上之測試結果可得知,Core™ i9-9900K 處理器面對於4K/VR/辦公室等面向之需求,皆具有壓倒性之優勢,且領先一般測試結果有一段顯著之距離。