[评测]深度挖掘i9-13900K不同功耗墙下的性能表现

序言

就在前不久,评测室为大家带来了AMD Ryzen 9 7950X处理器在主板默认参数下对于不同散热器下性能以及温度表现的对比,其结果可以充分说明无论是其塔式风冷还是高端到分体水冷在日常使用时对于性能的损失都不会有明显的区别.

而这次Intel的第13代酷睿处理器紧挨着AMD发布,可以说是大有正面硬刚的趋势,那么在i9-13900K在不同散热的情况下的性能释放情况,以及在不同散热器的情况下相比7950X会有在性能差异上发生改变吗,即是本次索要围绕探索的.

测试平台

本次对比采用了13代Intel i9-13900K处理器进行测试,主板选用ASUS ROG Maximus Z790 Hero, BIOS采用除开启内存XMP模式外的主板出厂全默认设置,采用室温22度的开放环境进行测试.风扇转速设定均由主板进行默认自动控制.

其余配置如下

显卡: MSI GeForce RTX 3080 Suprim X 12G LHR (风冷/一体水冷平台)

        MSI GeForce RTX 3060 GAMING X 12G (DIY水冷平台)

CPU: Intel i9-13900K

主板: ASUS ROG Maximus Z790 Hero (BIOS 0502)

内存: Colorful CVN Guardian DDR5 6200Mhz C32 16Gx2, XMP I)

硬盘: MSI M450 1TB

电源: Seasonic Focus GX-1000

散热: DeepCool AK620 (塔式风冷)

        ASUS ROG Strix LC II 360 (360一体水冷)

        DIY Water Cooler (分体水冷)

塔式风冷CPU散热器选用了较为主流的12cm双塔规格,九州风神冰立方AK620.配备两枚12cm风扇最大转速1850rpm.

一体水冷选用了华硕ROG Strix LC II 360水冷进行测试,配备三枚12cm风扇最大转速2450rpm.一体水冷的测试成绩将作为性能100%的参考基准.

以及一个配备了4个360mm规格冷排的分体水冷,整套水冷只用来负责冷却CPU,以作为其散热天花板的参考,共配备十二枚12cm风扇最大转速2000rpm.但由于平台体积限制,因此无法容纳高等级GPU,因此请不要直接对比有GPU参与测试的成绩.

散热硅脂统一采用九州风神EX750.

实测结果

i9-13900K的功耗墙有别于12th,在ASUS Z790所有型号的主板中全默认下为PL1=253W/PL2=4095W,具体区别可翻阅13th的CPU详细评测这里不再赘述.

先来看i9-13900K的AIDA64 FPU Only(AXV2)的烤机结果.

使用风冷在烤机15分钟后CPU Package温度为98度,期间CPU电压最低为1.177v,最高1.350v,平均1.291v.功耗最高266.794w,平均254.101w.核心频率最低保持在3.400+4.300Ghz.

使用360一体水冷在烤机15分钟后CPU Package温度为80度,期间CPU电压最低为1.294v,最高1.352v,平均1.306v.功耗最高317.173w,平均258.119w.核心频率最低保持在4.000+4.300Ghz.

使用DIY分体水冷在烤机15分钟后CPU Package温度为78度,期间CPU电压最低为1.294v,最高1.346v,平均1.305v.功耗最高316.457w,平均257.612w.核心频率最低保持在4.200+4.300Ghz.

三组成绩对比之下可以发现风冷对于i9-13900K的发热有些招架不住,对于主板默认给到的PL2无墙功耗属于完全无还手之力一秒降频,即使是进入了PL1的253w功耗墙来说温度也是勉强保持在97-98的极限边缘,而360一体水冷相比之下就好了不说,虽然对于其PL2无限制功耗墙来说也并无招架之力,但在253w的PL1状态下还是可以保持相对凉爽的80度舒适圈.分体水冷则是更进一步,在PL2状态下以1度之差未触及100度大关,其后PL1状态保持在78度左右.

对比AMD 7950X的烤机成绩,不难发现两颗U之间的略有不同,Intel的Boost机制对温度更加敏感,对于散热器的要求也更加严格,只有在散热足够强大的情况下才会给予额外的Boost频率,而AMD这边对于频率的提升更为灵活,只要不触及95度墙的情况下,就会一直偏向给予更多的PBO频率.

表格阅读指南:

两组CPU的成绩均是以360一体水冷的成绩作为100%基准,每组散热器列表末端的成绩均是两列内同一颗CPU对比其他散热器的差值百分比.而最右侧列的CPU Overall百分比则是在同一个散热器情况下两颗U对于性能的差值百分比,以7950X作为100%基准.

渲染,编码类以及CPU综合基准测试方面,较重的负载下所出跑出的成绩也可以看得出,两颗U在风冷散热器下应用到实际程序场景内确实会存在一定的性能下降,但是相比360一体水冷的总体性能差距最大也仅在2%以内,两套水冷平台之间的性能差距更是微乎其微,基本可以算作测试误差.三种散热器下两颗CPU之间的差距也非常一致,不会因为散热环境的改变引起质的不同.

应用到结合显卡一起使用下的整机综合基准测试负载,3DMark的CPU物理运算项目中风冷的表现7950X会略弱一点点于水冷平台,i9-13900K则是基本完全没有区别,两颗U结合显卡的综合表现后,风冷与一体水冷之间基本说是没有区别.

而实际游戏体验这种中轻度的负载之下,也可以看到风冷和一体水冷之间的整体表现差距更加被缩小,在中这种负载条件下即使使用风冷也不会出现压不住而引发任何CPU性能的明显降低以及连带整机方面的性能降低.

两颗CPU之间的互相差距也是趋于一致,并没有因为散热环境的变化引起可观测的性能变化.但这里面唯一的例外是分体水冷平台下的i9-13900K的文明6项目,相比风冷和一体水冷散热环境下有着明显的小提升,推测是在这种强大散热以及低负载情况下的休闲游戏场景,TVB机制又给频率打了一剂强心针.

(由于分体水冷平台搭载的显卡并不一致,因此请不要直接对比有显卡参与部分的分体水冷平台分数)

为了详细探究i9-13900K在全功耗墙的状态下,即PL2=PL1=253W;以及无功耗墙的状态下,即PL2=PL1=4095W,这两种模式下对比主板默认Auto模式下PL2无墙,PL1有墙的性能区别,我们又分别尝试了这三组测试,散热环境采用分体水冷平台来尽量降低温度的影响.

BIOS项目仅对PL2以及PL1最大允许功耗做了修改.

PL2=PL1=253W状态下,烤机15分钟后CPU Package温度为78度,期间CPU电压功耗最高只可到达253.099w.由于墙的限制其P核心频率最高也只能睿频至5.300Ghz.其状态表现像极了在Auto模式下使用风冷散热器的表现.

Auto状态下(PL2=4095W,PL1=253W),烤机15分钟后CPU Package温度为79度,期间CPU电压功耗最高到达316.457W. P核心频率最高可睿频至5.500Ghz,在经过短时功耗限时后,频率回落至4.2Ghz,功耗也最终回落至253.004W.

而PL2=PL1=4095W的无墙状态下,可以说是温度与功耗都彻底放飞自我,烤机15分钟后CPU Package温度为97度,期间CPU电压功耗最高到达317.616w.且未触及100度温度墙,没有功耗墙的限制后P核心频率最高也始终坚挺在5.500Ghz. 

但从总时长的平均统计来看,其平均频率除了无墙模式放飞自我以外,Auto模式与PL1=PL2=253W的全墙模式差异并不大.

从基准测试几项上来看,确实也可以看出在限制了PL2的短时功耗墙后,其用满全核线程的个别重负载跑分项目例如R23以及3DMark的CPU全线程测试在性能上确实会收到一定的影响,但除此以外只要不超过其253w的限制,相比主板出厂默认的Auto模式还是放飞自我的无墙模式基本都没有性能上的差异.

结合显卡的3DMark测试以及负载更轻的实际游戏场景,其差距更是微乎其微.除开Time Spy的CPU测试项目对CPU的负载有着一定的要求,会损失那么一点点的性能以外,其余的项目皆可视为测试误差.

总结

这次AMD与Intel的新一代CPU接连发布,也代表着新一轮的核大战已经开始,两家在性能上正面硬刚的同时也带来了更高的功耗以及发热.Intel的i9-13900K对于功耗来说相比12代更进一步,哪怕是面对发烧友群体的顶级游戏主板,厂商们也不再敢在出厂时就预置就开启全无墙模式,毕竟其恐怖的310w+带来的发热量只有极其少数的玩家们可以做到压制.但是这并不代表着风冷已经完全不可用,我们可以看到风冷在撞功耗墙的情况下基本只存在于非常极限的烤机以及重负载渲染的基准测试软件中,至于游戏或是平时的日常使用,哪怕是中度的生产力场景,风冷对于频率的保障以及性能的发挥都是没有问题的.当然,如果有预算,水冷自然可以获得更好的性能发挥,在绝对好的情况下甚至可以经由TVB/ABT机制给到更多的额外Boost,但依然并不建议玩家们完全关闭功耗墙,而是在253w的基础上根据自己的散热能力提高到自己可以驾驭的PL1长时功耗,来提高CPU在长时间重度负载下(例如需要大量运行AVX指令集的程序)的频率.可能有人会担心温度对于CPU频率的影响,Intel的睿频机制相比AMD更加简易粗暴,只要在不触碰功耗墙以及100度的情况下,均可以基本一致的性能体验.因此不用太过纠结于温度的问题,70/80/90度都是一样的可玩度,在未来的趋势下如何更好的利用好各种墙来获取 静音,性能 两者之间的平衡点才是正确的关注点,而不是一味的在寻求无墙上进行无谓的突破,因为在这次的i9-13900K上什么散热器都众生皆平等.