[评测]Intel 台式机第13/14代酷睿新BIOS默认设置评测

序言

以同时拥有大量核心数量与高频率设定的Core i9-13900K在刚需360 AIO级别的水冷才能在重负载应用下的维持预设标称频率的表现来看,台式机第13代酷睿实际已经做到了“出厂即灰烬”的状态.然而为了应对一整个2023年台式机产品线无新工艺和新架构的窘境,Intel不得不选择将第13代酷睿的产品设计进行超频后包装为第14代酷睿所推出.这样强行超频的后果,则是原本在通过少数偏门且极端的测试跑分软件环境下才容易暴露的稳定性问题,也通过类似于次世代游戏着色器预编译环节等拥有相似负载特性的真实应用影响到更多普通用户,并最终随大量的售后反馈所实锤.只是如今的Intel已远不像十多年前那样财大气粗,现状使它不能像以前那样大手一挥开启召回之旅.而主板厂一直以来在默认设置上的一些优化小手段便成为了可回旋的突破口.于是,在台式机第13/14代酷睿的稳定性问题被媒体广泛报道且Intel官方承认后的数月间.Intel与各大主板厂之间也在不断尝试沟通与重新测试,调整新的BIOS默认设置来缓解这一问题.并承诺在2024年6月前会给一个相对合适的版本答案.而本篇测试的则是Core i9-14900K与i7-14700K在ASUS华硕的Z790主板上基于这一时间点所推出的最新BIOS的变动与性能表现.

BIOS更新内容概览

本次评测选用了Core i9-14900K与Core i7-14700K这两款核心数量与预设频率配置都较高的两款型号.也是相对更容易在旧版BIOS默认设置下稳定性穿帮的型号.

测试主板为陪套第14代酷睿发布所同步推出的ASUS ROG Strix Z790-A Gaming WiFi S吹雪.基于Intel Z790芯片组,BIOS版本为2024年5月末的1301版本.且其他ASUS Z790主板也在相近的时间更新了相似内容的新版BIOS.

根据更新说明,本批次ASUS Z790的新BIOS新增了名为Performance Preference(性能偏好)的选项.并在此选项下提供Intel Default Settings(Intel默认设置)和ASUS Advanced OC Profile(华硕高级超频配置)两种配置档.其中Intel Default Settings根据不同的CPU型号重新划分了不同的设置.此外还包括一些提示信息上的改进.

新增的Performance Preference被置于Ai Tweaker超频设置页的最上方.对于熟悉旧版本的设置选项的用户应该能很快发现这一区别.

经过比对,ASUS Advanced OC Profile相当于旧版BIOS的默认设置所对应的模式.如今则更改为可一键切换的备选项.此外如果尝试手动改动一些CPU超频选项后也会强制切换为这种模式.

切换到ASUS Advanced OC Profile模式时会弹出提示信息如下图所示,大意是这组配置档会放开很多功耗,电流和机制的限制,可能会影响寿命或者稳定性,详情可参考Intel官网有关超频说明的页面.

而另一组设置:Intel Default Settings则根据不同的CPU型号有不同的设置.并且会作为新版BIOS的默认设置生效.

切换后同样会弹出提示信息.大意是介绍了支持当前模式和配置下的各款CPU的型号,其各自对应的PL功耗墙,IccMAX电流墙等设置会被如何限制.并且同样提示,如果尝试手动解锁或者超频则可能会影响寿命或者稳定性,详情可参考Intel官网有关超频说明的页面.

不同的CPU型号会有不同的配置.例如第13/14代的K系列Core i9的Intel Default Settings还分为Performance与Extreme两种.而Core i5/i7则不再二度区分.

Core i9 K系列的Extreme配置档也有它对应的说明: IccMax电流墙为400A, KS系列的PL功耗墙为双320W,而普通的i9 K/KF仍只有253W等……

而是否有Extreme配置,以及对应的PL功耗墙与IccMax电流墙等设置分别对应多少,这些都不是ASUS自己乱编的,而是参考了按照Intel官方公开的规格书:(https://www.intel.cn/content/www/cn/zh/content-details/743844/13th-generation-intel-core-and-intel-core-14th-generation-processors-datasheet-volume-1-of-2.html).

下图是节选该文档中有关台式机相关产品线的各组相关配置型号对应的功耗限制设定表.我们可以通过产品代号,核心数量和TDP标定结合Intel ARK产品库的信息来确定真实产品在这个表格中所对应的部分.

回到最开始说的“性能偏好(Performance Perferences)”选项.无论是选择Intel Default还是ASUS Advanced其实仍然是通过设置不同对应的BIOS子选项来实现.在保存时我们可以看到哪些选项发生了变化.而如果用户自己手动对这些相关的子选项进行单独的重新设定,也一律以用户重新设置的效果为准.

BIOS选项变动解析

如上一章所言,由于不同的“性能偏好(Performance Perferences)”会把子选项的改动放在明面上.因此通过检查切换选项后保存时列出的选项差异,可以很快厘清代表新默认的Intel Default与代表旧默认的ASUS Advanced的区别.

下表则是i9-14900K和i7-14700K从Intel Default切换到ASUS Advanced时发生变动的选项(其中i9-14900K的Intel Default为Performance档)

变动的选项很多.在功耗/频率/电压/机制四个方面均有所调整,每部分对应下图各自颜色框内圈出的项目.下面一条条来说.

功耗:

这部分的改动包括很多玩家熟知的Intel睿频机制中的长时/短时功耗墙(即PL1/PL2)设置,以及往往被忽视的IccMAX和TDC电流限制.

ASUS MultiCore Enhancement

ASUS Advanced采用设置: Auto - Lets BIOS Optimize(自动-由BIOS优化)

Intel Default Settings采用设置: Disabled - Enforce All limits(禁用-打开所有限制)

在ASUS的主板上提供了一个名为ASUS MultiCore Enhancement的选项,可快速切换几套有关PL1/PL2,IccMAX,以及PL2可维持的时间(Tau)等选项.

切换ASUS MultiCore Enhancement后,PL1/PL2/Tau/IccMAX等选项在选择Auto时的设置都会发生变化.这些选项在Internal Power Management选单中可以找到.

在Intel官方的超频设置软件XTU中也可以找到对应的设置.

其中Auto - Let BIOS Optimize对应的设置为:

PL1 253W / PL2 4096W(解锁无限制) / IccMAX 512A(解锁无限制) / Tau 96秒

而Disabled-Enforce All Limits对应的设置,则根据不同的CPU型号有不同的变化.对于Core i9-14900K和Core i9-14700K,它们在这次2024年5月末的最新批次BIOS中的设置为:

PL1 253W / PL2 253W / IccMAX 307A / Tau 56秒

题外话:Disabled - Enforce All Limits所对应的IccMAX其实从2024年3月更新的那批BIOS中已经发生了改动,更早之前的版本设置为500A,从3月的版本开始调低到了400A,再到现在的版本进一步收紧到307A.

IA/GT TDC Current Limit:

ASUS Advanced采用设置: Auto(自动)

Intel Default Settings采用设置: Motherboard‘s Capability(主板能力)

TDC(Thermal Design Current,热设计电流),前缀的IA和GT分别对应CPU核心与核显.

这组选项从2024年4月的那批BIOS中才新增开放给用户设定,且在5月末最新批次BIOS中迎来了选项扩展.如今可手动指定“Intel默认标准”,“主板规格能力”或“无限制”三档.

通过HWiNFO等监控软件,也可以查看到是否触发了TDC限制的保护.不过这个选项实际设定值目前并没有一个明确可查询的途径.并且在实际测试和使用过程中始终都是其他限制首先被触发.因此实际影响较小,仅作为多一道保护所备用.

频率

Enhanced TVB & Overclocking TVB

ASUS Advanced采用设置: Auto(自动),实测对应为禁用状态. 

Intel Default Settings采用设置: Enabled(启用)

这两个选项我们合在一起来看.其中Overclocking TVB虽然名为“超频”,实质为强制打开对CPU的TVB规则重新设置的开关.而Enhanced TVB则是用于设置TVB具体规则的选项.其中“Enabled”选项预设了一套相对简单的规则.

TVB(Thermal Velocity Boost)是睿频中根据CPU温度状况再度下调各核心睿频幅度的机制.

(可参考Intel官网说明: https://www.intel.cn/content/www/cn/zh/support/articles/000097061/processors.html).

虽然参照Intel官网的型号规格表,TVB功能往往只提供在Core i9级别的型号上(如图,i7-14700K号称并不支持TVB),但实际上同一代相同架构的产品上都保留了该机制的设定.并且无论在Intel官网上标注支持与否,在旧BIOS默认设置下均以禁用作为原始状态.

由于TVB机制主要作用是在高温环境中向下调节睿频。因此新BIOS默认设置在设计上选择为大多数型号强行开启该功能,使CPU在高温环境下更容易降频而提高稳定性.

通过Intel XTU软件我们非常可以查看到TVB的具体设置. 以Core i9-14900K为例,下图是Enhanced TVB与Overclocking TVB保持Auto时的效果:

Overclocking TVB的开关被标记为Disable(禁用);各核最大睿频数保持原始状态,且TVB相关的温度与对应额外降低的频率参数不可修改.

而下图则是Enhanced TVB与Overclocking TVB均选择Enabled后的效果,也是新BIOS中选择Intel Default模式的设定:

Overclocking TVB的开关被标记为启用,而下方的TVB Temp和Offset的表格设置,翻译过来的效果代表各核最大睿频分别在超过70℃和100℃后相比原始状态额外多降低1x倍频和2x倍频.

电压

SVID Behavior

ASUS Advanced采用设置: Auto(自动)

Intel Default Settings采用设置: Auto(自动) / 部分其他主板型号与CPU组合下为“Intel’s Fail Safe”

虽然在这次测试使用的CPU与主板组合中,新老两组设置的SVID Behavior均保持Auto自动设置.但我们也了解到在一部分其他型号的ASUS Z790主板上,这个选项在代表新默认设置的Intel Default配置下会强制指定为Intel’s Fail Safe.

这组选项与ASUS MultiCore Enhancement类似,其实际意义对应了一些相关子选项在设置为Auto模式下给的数值.这里实际对应的选项则是后面AC DC Loadline相关的参数.只不过由于缺少具体参数的可查途径.我们无法得到这几组预设所对应的具体数值.

从效果上来说,Intel’s Fail Safe参考的是Intel提供的最差保底设置.最后生效的电压往往也是这几组预设里最高的.

而我们这次测试所用的这两颗Core i9-14900K / i7-14700K,在这块ASUS ROG Strix Z790-A Gaming WiFi S吹雪上,通过观察设置前后的监控得到的电压,并没有发现设置为Auto与设置为Intel’s Fail Safe有效果差异.可以认为这次的测试组合上,Auto实际生效的设定相当于Intel’s Fail Safe.

CPU Load-Line Calibration

ASUS Advanced采用设置: Auto(自动),实测为Level 3. 

Intel Default Settings采用设置: Level 4

玩家所熟知的“防掉压等级”.在ASUS主板的设定中,等级数字越高的效果则是补偿的升压越多.在这次所用的CPU和主板组合下,新的默认设置下被强制指定在了Level 4这一中间等级.

Synch ACDC Loadline with VRM Loadline

ASUS Advanced采用设置: Disabled(关闭).

Intel Default Settings采用设置: Enabled(启用)

同步ACDC和VRM Loadline的阻值参数的开关.

结合上面提到的这些电压Loadline相关的设置组合,起到的效果则是重新指定了一套更为保守的Loadline参数组合来更改默认电压机制.从效果来说,默认电压相比旧版设置会略微提高,但更为平稳.且避免被联动开启的CEP机制所误伤.

BCLK Aware Adaptive Voltage

ASUS Advanced采用设置: Auto(自动).

Intel Default Settings采用设置: Disabled(禁用)

这个选项其实也可以划分到机制类中.开启后主要是修改了判定机制,让自动模式下主板供电提供电压时会考虑对BCLK(外频)超频的影响.新版BIOS的默认设置将其始终限制成禁用状态则是为了保证即使在非超频状态下,这一机制始终以标准模式生效.

机制

IA/SA/GT CEP

ASUS Advanced采用设置: Auto(自动),实测为禁用.

Intel Default Settings采用设置: Enabled(启用)

CEP(Current Excursion Protection,电流偏差保护),前缀的IA/SA/GT分别对应CPU核心/System Agent(CPU内部北桥模块)/核显. 这个机制会将当前电压掉压表现和一组标准的电压设置作比较,在其认为电压偏低时会限制性能以避免电流过大.

上面电压相关的Loadline调整,一定程度也是为了配合在打开CEP机制以后,不会因为原有的Loadline设置带来的降压导致CEP机制介入而引起性能失常.从第12代以来玩降压Offset的用户应该不陌生.打开这个机制后,即使电压不足也是优先降性能以保持稳定.

Realtime Memory Timing

ASUS Advanced采用设置: Enabled(启用)

Intel Default Settings采用设置: Disabled(禁用)

实时内存时序修改的支持开关.开启后允许在启动后在操作系统中实时通过软件修改内存时序.在开启状态下,例如Intel XTU超频软件就多了可以实时设置生效的选项(如图).对于这种提高超频玩家易用性的设计,新的默认设置也将其改为关闭,这也可以防止一些主板厂自带的超频软件一键修改引起不必要的稳定性问题.

UnderVolt Protection

ASUS Advanced采用设置: Disabled(禁用)

Intel Default Settings采用设置: Enabled(启用)

欠压保护机制.开启后则允许在操作系统环境下实时将电压调低到比开机过检时设置更低的范围.和前面的Realtime Memory Timing开关类似,这个机制关闭后仅方便超频用户操作,因此新的默认设置将其改为了启用,以避免非超频玩家产生不必要的麻烦.在Intel XTU软件中,开启时所有电压选项旁都会增加一个⚡图标作为提示(如图).详细的介绍可以参考Intel官网说明:

https://www.intel.com/content/www/us/en/support/articles/000094219/processors.html

以上,则是参考了Core i7-14700K和Core i9-14900K这两款CPU在ASUS ROG Strix Z790-A Gaming WiFi S吹雪主板的1301版BIOS上以代表旧版默认设置的ASUS Advanced设置档和代表新版默认设置的Intel Default设置档所共有且相同选项变动的解析.

而前面也提到Core i9系列中,Intel Default模式还被细分为Extreme与Performance两组设置.其在BIOS设置界面下区别则在于,Extreme模式下,对应的PL1/PL2/IccMAX选项通过强制填写了对应的数值来取代Performance模式下的Auto.

此外.为了方便用户使用,改动内存XMP的开关设置并不会影响Performance Preferences的相关模式选择.这意味着我们可以方便的将这些新的默认设置叠加组合一个内存XMP启用的效果.而不影响两者间无冲突的选项.

测试平台

CPU:

Intel Core i9-14900K

Intel Core i7-14700K

主板:

ASUS ROG Strix Z790-A Gaming WiFi S(Intel Z790)

内存:

Team T-Create Expert DDR5 48GB(2x24GB) 7200MHz CL34 (2 x 24 GB / DDR4-7200 / 34-42-42-86)

显卡:

核显

系统盘:

WD_BLACK SN750 500GB (500 GB / PCIe Gen3 x4 / NVMe)

CPU散热器:

Phanteks Glacier One 360 M25

电源:

Seasonic Focus Gold GX-1000 1000W

机箱:

Cooler Master MasterFrame 700 (Test Bench Mode)

操作系统:

Windows 11 v23H2

测试软件:

CPU-Z 2.09

3DMark

y-cruncher 0.8.4.9538

SuperPI Mod 2.1 WP

Cinebench 2024

Cinebench R23

Blender Benchmark(new)(Launcher 3.1.0, Blender 4.1.0)

Corona 10 Benchmark

V-Ray Benchmark 6.01

WinRAR 7.01

7-Zip 24.06

Handbrake 1.8.0

HWiNFO64 8.02

AIDA64 7.30

测试环境:

Core i9-14900K性能测试

测试设置分为ASUS Advanced, Intel Default Extreme和Intel Default Performance三组.考虑到用户实际使用情况,搭配的内存依旧开启了XMP.

下表列出的三种模式的BIOS设置选项区别:

其中Intel Default Extreme为目前新版本BIOS的默认设置,ASUS Advanced对应的设置相当于旧版BIOS的默认设置,而Intel Default Performance则是另一组功耗和电流墙设置更为保守的设置.有关这三组预设配置更具体的详解请翻看前文的BIOS更新内容概览与选项解析部分.

测试平台与CPU规格一览:

性能测试结果一览:

        以代表原默认设置的ASUS Advanced配置档为基准.新的两组Intel Default设置在单核性能表现上几乎不受影响(甚至本次测试中反而有些许提高).而全核全开的多核性能,在除WinRAR的基准模式测试这一相对压力较低的环境之外,全都出现了非误差级别的显著性能下滑.其中Extreme模式平均下降了5.6%,Performance模式平均下降达到7.1%.而像广大玩家所熟知的Cinebench R23成绩更是下降了大约9.3%.

AIDA64 FPU Stress烤机表现一览:

功耗和温度测试则选择了经典的AIDA64 FPU单烤模式.在这组重压模式下,三种模式的频率,温度和功耗,以及各自所受限的理由区别都可以被很清晰地捕捉到.

在ASUS Advanced模式下,初始PL2无锁的阶段会轻易就顶到100℃的温度墙,随着发热持续.CPU受过热限制而持续降频,封装功耗和整机功耗在这一阶段也同步持续降低.直到PL2睿频达到时限后切换到253W限制的PL1睿频阶段.进入PL1阶段后封装功耗稳定在所限的253W上.而CPU封装温度也下降并维持在平均87℃的水平.平均频率则稳定在P核5.20GHz与E核4.20GHz的水平

Intel Default Extreme虽然同样设置了253W的PL限制,但默认电压的设置机制略有调整,且叠加了TVB频率机制和400A的IccMAX电流限制.虽然烤机过程中大部分时候仍是被PL所限制,但平均频率也下降到了P核5.00GHz与E核4.04GHz.同时平均CPU封装温度也比ASUS Advanced模式后半253W段更低.

Intel Default Performance则是在Extreme的基础上,进一步将IccMAX从400A限制在了307A.而这一变动也让这个烤机过程的后半程,CPU性能受限的主因从PL功耗限制变成了EDP(IccMAX)电流限制.CPU的封装功耗从烤机初段的顶满253W逐渐降低到240W附近. 平均CPU封装温度和平均频率也进一步降低.

Core i7-14700K性能测试

Core i7-14700K的Intel Default模式没有对应Extreme配置,因此只对照ASUS Advanced与Intel Default两组设置.其Intel Default设置模式下的PL1/PL2/IccMAX限制与i9-14900K的Intel Default Performance模式相同.

下表列出的三种模式的BIOS设置选项区别:

测试平台与CPU规格一览:

性能测试结果一览:

相较于代表旧版默认的ASUS Advanced模式的配置,Core i7-14700K在代表新版默认的Intel Default配置下.在所测项目的多核性能分数中平均下降大约4.5%,损耗最多的项目是Cinebench 2024的多核分数,达到大约8.5%.最少的仍然是WinRAR基准测试(几乎无区别).

尽管采用的是和i9-14900K的Performance模式相似的设定,但性能的损耗幅度更接近i9-14900K在Extreme模式下的表现.这也是因为i7-14700K在预设频率与核心数量上都低于i9-14900K一个档次,同为307A的IccMAX设定的瓶颈效应也更小.

AIDA64 FPU Stress烤机表现一览:

拥有8P+12E核心规模和全核5.5GHz设定的i7-14700K虽然在规模上相比i9-14900K有所减少,但依然能在旧版默认的解锁环境下将搭配360 AIO级别的散热环境拉爆.在烤机一开始的PL2阶段,温度持续顶在100℃的过热限制保护下,同时功耗和频率持续走低.直到PL2阶段时限结束进入PL1阶段后.此时受限的主因由温度变为功耗而锁定在253W.平均频率降低到P核心5.26GHz和E核心4.20GHz的水平.平均CPU封装温度也降低到了90℃.

而在新版默认的Intel Default模式下,主要生效的仍然是PL功耗墙.同样,虽然封装功耗仍然跑满253W,但由于还叠加不同的默认电压规则,TVB睿频机制和IccMAX限制.平均频率和温度相比ASUS Advanced模式后半253W段要显著更低.

总结

通过对照分析BIOS选项的改动和实际的性能测试,我们可以看到新版BIOS通过四个方面调整了设置,一是参考Intel的规格书,为各型号设置了对应且更保守的功耗与电流限制.二是强制打开了TVB睿频机制,使核心温度在达到70℃和100℃时,相比旧有的原始设置会额外进一步降低频率.三是调整了电压相关的Loadline,使默认电压更为保守和平稳并贴近Intel的基础规范.四是打开了包括CEP在内等更多保护机制,使性能限制更优先于崩溃报错触发,并限制用户或某些主板自动超频软件在操作系统下实时修改一部分部分超频选项的权限.

这一套组合拳下来,对Core i9-14900K与Core i7-14700K这样核心与频率规格双高款式的全核全开性能有着不可忽视的影响.在所选的测试项目中,采用新的Intel Default设置模式的i7-14700K和Intel Default Extreme模式下的i9-14900K的多核性能相比代表原来默认的ASUS Advanced模式平均都下降了大约5%.最差的情况甚至接近10%.单论这差距,说大不大,说小不小.但考虑到在过去的十多年里,Intel很多次CPU产品换代后的性能提升大致也只是这个幅度,因此我们也完全可以按相同的标准,说这次新BIOS改动带来了“换代级别”的性能损失.

而组合式的保护机制无疑能够覆盖更多种类的工况的稳定性.即使以负载重但波动不大的AIDA64 FPU单烤测试环境中,在同样因253W PL功耗墙跑满在253W封装功耗的情况下,新的默认设置通过叠加机制和设置,相比单纯的只对PL功耗墙设置的旧默认设置,其平均的频率和温度表现也更低.而这些变动的效果无疑都有助于稳定性的改良.

考虑到第13/14代台式机酷睿本质为同一代产品设计,距最初的发布也已接近两年.真正意义上的换代新品也有望在接下来的数月内就能见面.无论这次以牺牲性能和叠加组合式保护机制的处理方式是不是能根治的这一代产品的稳定性问题,这次的风波也都不可避免随着用户的关注度转向新品而离翻篇不远了.