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英特爾13代酷睿處理器天梯榜首發評測:架構小修改,性能大提升

去年的12代酷睿Alder Lake開創了x86高性能混合架構的先河,處理器的架構和以往的產品相比簡直是翻天覆地的變化, 性能也較11代酷睿有巨大提升,同時還把PCI-E 5.0與DDR5內存引入到消費級市場。現在一年過去了,英特爾推出了它的繼任者13代酷睿處理器Raptor Lake,它在Alder Lake的基礎上大幅提升了P-Core的響應速度,並且增加了E-Core數量讓處理器的多線程性能大幅提升 ,當然它所要面對的對手也是變得更為強大的Zen 4架構鋭龍7000系列。

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和去年11代酷睿升級12代時那種巨大變化不同,今年的13代酷睿其實可以説是在12代酷睿上進行改良,變化程度相對來説少得多,改良的地方包括更多的E-Core、工藝改良帶來更高的頻率、增大L2緩存、改良硬件線程調度器。

13代酷睿處理器的P-Core數量沒變,和上代一樣最多8個,但最高頻率提升到5.8GHz,比酷睿i9-12900K增加了600MHz,和酷睿i9-12900KS比的話也高300MHz,而E-Core數量從8個翻倍到16個,最高可擁有8P+16E共32線程,此外P-Core的L2緩存從1.25MB增加到了2MB,E-Core的L2緩存從2MB增加到4MB,眾多的改良下來13代酷睿處理器最多可帶來15%的單線程和41%的多線程性能提升。

Raptor Lake處理器採用改進版Intel 7製程工藝,通道遷移率有非常顯著的提升,相比Alder Lake採用的製造工藝,在經過優化過的全新制造工藝上還是有顯著的工藝提升的。

P-Core採用Raptor Cove架構,得益於改良的工藝它可以在更低的電壓中獲得和Golden Cove相同的頻率,同樣在5.2GHz時核心電壓低50mV,同電壓的情況下頻率可以增加200MHz,同時最高的頻率進一步提升了500MHz,最高可以到5.8GHz。這種優化過的電壓和頻率曲線,會讓Raptor Lake在低電壓的筆記本處理器上也會有更好的性能表現。

Raptor Cove的L2緩存容量從1.25MB增加到了2MB,而且採用了新的動態預讀取方法,利用機器學習進行實時數據遙測,實現更精準的預抓取。

E-Core依然保持Grace Mont架構沒變,但核心數量翻了一倍,最多能到16核,每組共享的L2緩存容量也翻倍到了4MB,頻率也提升到最高4.3GHz,現在E-Core無論從IPC和頻率上都已經超過了初代Skylake處理器,可以更好的性能並且還具備更低的功耗,具備非常好的能耗比。而且E-Core也改善了預讀取算法,實現了7%的性能提升。

L3緩存容量增大到了36MB,新的智能緩存具有動態包容和非包容兩個模式。包容模式是把所有的MOC數據放在智能緩存中,所以它對單線程的性能提升是比較有優化性的;而非包容模式是有選擇性的把MOC數據放入緩存,對多線程性能有優化的效果。Raptor Lake可以通過動態策略設定智能緩存模式,按照各種應用場景設定適用的包容或非包容模式。

環形總線的頻率也進一步提升,和上代相比最大增幅有900MHz,現在環形總線頻率最高可達5GHz,這有助於進一步提升這些提升都降低了整個數據讀取的延時,對遊戲這樣的應用場景受益極大。

Raptor Lake的15%單線程性能提升大部分由頻率提升帶來的,緩存和內存的改進有少量影響,而41%的多線程性能提升是分別由核心數量增加、頻率提升以及緩存容量增加三個因素起主要作用,以及內存改進也有少量影響。

如果把酷睿i9-13900K的功耗調到和酷睿i9-12900K一樣的241W的話,性能依然領先37%,調到115W的話性能依然比後者高21%,甚至酷睿i9-13900K只需要65W的功耗就能發揮出酷睿i9-12900K同樣的多線程性能,Raptor Lake的每瓦性能提升相比上一代是非常顯著的。

新處理器在英特爾硬件線程調度器也做了進一步優化,更新了線程類別邊界,從原來的兩個等級增加到四個等級,可以更好理解前端應用使用情況以及後端程序運行情況,Windows 11 22H2系統也對線程分類進行了優化。

這次13代酷睿的首發陣容,包括酷睿i9-13900K/KF、i7-13700K/KF和i5-13600K/KF:

型號核心/線程數P-Core頻率
基礎/最大
E-Core頻率
基礎/最大
L2/L3緩存功耗
最大/基礎
內存速度核顯
Core i9-13900K
Core i9-13900KF
8P+16E/323.0/5.8 GHz2.2/4.3 GHz32MB/36MB253/125WDDR5-5600
DDR4-3200
UHD 770
N/A
Core i7-13700K
Core i7-13700KF
8P+8E/243.4/5.4 GHz2.5/4.2 GHz24MB/30MB253/125WDDR5-5600
DDR4-3200
UHD 770
N/A
Core i5-13600K
Core i5-13600KF
6P+8E/203.5/5.1 GHz2.6/3.9 GHz20MB/24MB181/125WDDR5-5600
DDR4-3200
UHD 770
N/A
Core i9-12900KS8P+8E/243.4/5.5 GHz2.5/4.0 GHz14MB/30MB241/150WDDR5-4800
DDR4-3200
UHD 770
Core i9-12900K
Core i9-12900KF
8P+8E/243.2/5.2 GHz2.4/3.9 GHz14MB/30MB241/125WDDR5-4800
DDR4-3200
UHD 770
N/A
Core i7-12700K
Core i7-12700KF
8P+4E/203.6/5.0 GHz2.7/3.8 GHz12MB/25MB190/125WDDR5-4800
DDR4-3200
UHD 770
N/A
Core i5-12600K
Core i5-12600KF
6P+4E/163.7/4.9 GHz2.8/3.6 GHz9.5MB/20MB150/125WDDR5-4800
DDR4-3200
UHD 770
N/A

酷睿i9-13900K/KF和酷睿i9-12900K/KF相比增加了8個E-Core,現在是8P+16E共32線程,L3緩存36MB,P-Core最高睿頻5.8GHz,E-Core最高睿頻4.3GHz,最大睿頻功耗從241W增加到253W。

酷睿i7-13700K/KF和酷睿i7-12700K/KF相比增加了4個E-Core,現在是8P+8E共24線程,L3緩存30MB,P-Core最高睿頻5.4GHz,E-Core最高睿頻4.2GHz,最大睿頻功耗從190W增加到253W。

酷睿i5-13600K/KF和酷睿i5-12600K/KF相比增加了4個E-Core,現在是6P+8E共20線程,L3緩存24MB,P-Core最高睿頻5.1GHz,E-Core最高睿頻3.9GHz,最大睿頻功耗從150W增加到181W。

13和12代酷睿K系列處理器的具體睿頻設置如下表所示:

13代酷睿處理器對DDR5內存有更好的支持,現在增加了對DDR5-5600內存的支持,搭配的700系主板支持更多PCI-E 4.0通道,現在Z790 PCH最多可提供20條PCI-E 4.0,比上一代增加了8條,可提供的USB 3.2 Gen 2*2接口數量也從4個增加到5個,用户也可以在直接在現有的600系主板上直接使用13代酷睿處理器。

我們手頭上13代酷睿處理器K系列處理器是齊的,有酷睿i9-13900K、酷睿i7-13700K以及酷睿i5-13600K,這三顆都是正式版。

在外觀上,13代和12代由於都是LGA1700接口,所以基本很相似,CPU正面比較明顯的變化就是左上角的兩條金屬點整合為一體了,CPU背面由於芯片核心尺寸的增大,電容數量明顯增加了些。

本文測試的是酷睿i9-13900K、酷睿i7-13700K和酷睿i5-13600K,對比對象包括上代的酷睿i9-12900K、酷睿i7-12700K和酷睿i5-12600K,以及對手新推出的四顆鋭龍7000處理器。LGA 1700平台使用華碩ROG ROG MAXIMUS Z790 HERO,AM5平台使用華碩 ROG CROSSHAIR X670E HERO主板。

所有平台均使用華碩ROG龍王III 360一體式水冷散熱器,所有平台均使用芝奇DDR5-6000 CL30 16GB*2內存,顯卡則使用最新的GeForce RTX 4090。

12代與13代酷睿在使用相同內存時內存性能是沒有明顯差異的,但13代酷睿的的L2與L3緩存延遲有所變化,L2緩存由於容量更大了,associate way增加帶來了延遲略微提升,而L3緩存延遲很明顯降了許多,這是因為13代酷睿的Ring頻率比12代酷睿高很多帶來的收益,因為酷睿處理器的L3緩存頻率是與Ring頻率掛鈎的,Ring頻率提升自然會增加L3緩存的帶寬,降低延遲。

而酷睿i9-13900K比酷睿i9-12900K在環形總線上多掛了兩組E-Core,所以環形總線更長,但由於Ring頻率要比上代高不少, 實際上酷睿i-13900K的內核通信延遲反而更低,可以看得出的是P-Core之間的通信延遲還是比較低的,但E-Core的通信延遲比較高,而且同族簇的E-Core雖然共享L2緩存,但相互之間通信很明顯還是得走環形總線。

測試使用的軟件版本是Sandra 2021.12.31.104,它的處理器計算測試可以測試出處理器的運算能力,先來看計算器計算測試部分, 酷睿i7-13700K和酷睿i9-13900K都比上代的酷睿i9-12900K更高,酷睿i5-13600K也超越了上代的酷睿i7-12700K,與對手對比的話 ,酷睿i5-13600K整體計算性能都是要強於鋭龍7 7700X與鋭龍5 7600X的,而酷睿i7-13700K和酷睿i9-13900K在單精度浮點性能上分別強於鋭龍9 7900X和鋭龍9 7950X,但整數性能的測試結果是反過來的,雙精度浮點性能鋭龍9 7900X就比酷睿i9-13900K要強了。

在計算器多媒體測試中,由於AMD的鋭龍7000處理器可以使用AVX-512指令集,而英特爾的12和13代酷睿只能用AVX2,結果可想而知。

SuperPi是一個完全比拼CPU頻率的測試,是單線程的測試,其實酷睿i7-13700K的頻率已經和上代的酷睿i9-12900KS看齊,再加上緩存延遲降低,所以酷睿i7-13700K的SuperPi 1M用時遠低於酷睿i9-12900K,並且比所有鋭龍7000處理器都更短,而酷睿i9-13900K更是跑到6秒以內,酷睿i5-13600K在這項目上的用時也比酷睿i9-12900K更短。

wPrime的測試英特爾的處理器是在Windows 10系統下跑的,該測試在Windows 11下會被判斷為後台程序全都交給E-Core運行,在這個測試裏面英特爾的兩代酷睿處理器和鋭龍7000相比的話均不佔優,自己代與代之間對比的話,單線程方面酷睿i5-13600K就已經比酷睿i9-12900K更好了,多線程方面,酷睿i5-13600K的表現略優於酷睿i7-12700K,酷睿i7-13700K則明顯強於酷睿i9-12900K。

國際象棋測試由於最多隻能測試16個線程,所以這裏只用來測試處理器的單線程性能,這測試AMD的Zen 4架構處理器明顯更佔優,而酷睿i5-13600K的單線程性能已經和上代的酷睿i9-12900K可媲美。

Dolphin是一款對應任天堂遊戲主機GameCube和Wii的模擬器,測試使用的是Dolphin 5.0 Benchmark,這是一個純粹的單線程測試,在這個測試裏面13代酷睿處理器展現出了強勁的單線程性能,酷睿i5-13600K的表現略優於酷睿i9-12900K,逼近鋭龍9 7950X,而酷睿i7-13700K就要比鋭龍9 7950X要快一些,到了酷睿i9-12900K更是把差距大幅拉開。

7-zip使用內置的Benchmark測試,在壓縮測試中,酷睿i9-13900K和酷睿i7-13700K都以微弱的優勢領先鋭龍9 7950X和鋭龍9 7900X,酷睿i5-13600K的性能要遠高於酷睿i7-12700K,已經快接近酷睿i9-12900K了。但解壓縮測試鋭龍7000處理器就要反過來領先13代酷睿不少。

3DMark CPU Profile測試可以測試CPU在不同線程下的性能表現,從這個測試來看,酷睿i5-13600K的單線程性能基本等於上代的酷睿i9-12900K,和鋭龍9 7900X和鋭龍9 7950X差別不大,頻率更高的酷睿i7-13700K和酷睿i9-13900K性能自然是要高不少的。

鋭龍7000處理器的4線程到16線程測試結果怎麼看都有問題,最大線程的測試結果酷睿i9-13900K略微領先鋭龍9 7950X,酷睿i7-13700K則略微落後於鋭龍9 7900X,酷睿i5-13600K由於核心數量上佔優,要比鋭龍7 7700X要好不少。

x264以及x265是兩個老牌開源編碼器,應用相當廣泛,這次我們使用了新版本的Benchmark,它能更好的支持AVX 2指令集,此外x264的測試還支持AVX-512。在x264的測試中,酷睿i7-13700K和酷睿i9-13900K的測試結果分別低於鋭龍9 7900X和鋭龍9 7950X,酷睿i5-13600K則比酷睿i7-12700K更強,也強於鋭龍7 7700X。x265測試的結果是AMD進一步拉大了差距,酷睿i5-13600K在這個測試裏面略低於酷睿i7-12700K,估計和P-Core數量有關。

Corona Renderers是一款全新的高性能照片級高真實感渲染器,可以用於3DS Max以及Maxon Cinema 4D等軟件中使用,有很高的代表性,這裏使用的是它的獨立Benchmark,在本測試中酷睿i9-13900K和酷睿i7-13700K均以微略優勢分別領先鋭龍9 7950X和鋭龍9 7900X,而酷睿i5-13600K則比酷睿i7-12700K強不少。

POV-Ray是由Persistence OF Vision Development開發小組編寫的一款使用光線跟蹤繪製三維圖像的渲染軟件,其主要作用是利用處理器生成含有光線追蹤效果的圖像幀,軟件內置了Benchmark程序。在這個測試裏面酷睿i5-13600K的單線程性能已經強於所有鋭龍7000和12代酷睿處理器,多線程性能方面 ,酷睿i7-13700K性能已經比上代旗艦酷睿i9-12900K高出9.7%,而酷睿i9-13900K更是高出40.3%之多。

V-Ray是由專業的渲染器開發公司CHAOSGROUP開發的渲染軟件,是業界最受歡迎的渲染引擎,其內核可應用在3Dmax、Maya、Sketchup、Rhino等多個軟件內,測試使用的是官方Benchmark。在這個測試裏面AMD的兩顆鋭龍9表現就分別比酷睿i9-13900K和酷睿i7-13700K要強,但酷睿i5-13600K的表現是要比鋭龍7 7700X更好的。

Blender是一個開源的多平台輕量級全能三維動畫製作軟件,提供從建模,雕刻,綁定,粒子,動力學,動畫,交互,材質,渲染,音頻處理,視頻剪輯以及運動跟蹤,後期合成等等的一系列動畫短片製作解決方案,測試使用官方的Benchmark工具,軟件版本是3.3.0。在這類渲染類測試中,兩顆鋭龍9的表現都是要優於酷睿i9-13900K和酷睿i7-13700K,不過酷睿i5-13600K對上鋭龍7 7700X有核心數量優勢所以有更好的性能。

CINEBench使用MAXON公司針對電影電視行業開發的Cinema 4D特效軟件的引擎,該軟件被全球工作室和製作公司廣泛用於3D內容創作,而CINEBench經常被用來測試對象在進行三維設計時的性能,R20與R23的差別其實不算大,主要區別是R20的默認測試是隻渲染一次,而R23則是最低渲染10分鐘。在這個測試中,酷睿i5-13600K的單線程性能是比不過酷睿i9-12900K的,而酷睿i7-13700K的單線程則比上代提升了4%,酷睿i9-13900K則提升了12%。多線程方面酷睿i5-13600K性能明顯優於酷睿i7-12700K,但和酷睿i9-12900K相比還有差距,酷睿i7-13700K性能則比酷睿i9-12900K高出12%,酷睿i9-13900K更是有42%的性能提升。

UL Procyon的圖片編輯測試,會使用PhotoShop與Lightroom兩個軟件,其實可以把圖片修飾測試看作PhotoShop的結果,而批量處理看作Lightroom的測試結果,就總分而言,酷睿i9-13900K和酷睿i7-13700K分別位於一二位,但分開來看的話,圖片修飾測試明顯是鋭龍7000處理器全面佔優,而批處理測試則是13代酷睿全面佔優。

CrossMark是易於使用的本地跨平台基準測試,使用真實應用軟件模型來測量整體系統性能和系統響應速度。在這個測試中酷睿i9-12900K與鋭龍9 7950X總分是比較接近的,而酷睿i7-13700K和酷睿i9-13900K整體得分要高不少,酷睿i5-13600K的得分則高於鋭龍9 7900X。

遊戲測試為了反映CPU的真實性能,測試全部都是在1080p分辨率下進行的,除了《重返德軍總部:新血脈》外都沒開光追,也沒有啟用DLSS或FSR。

由於頻率的大幅提升,再加上L2緩存的擴大,13代酷睿處理器在遊戲方面比上代有很大的提升,在不少遊戲中酷睿i5-13600K的表現就要比酷睿i9-12900K更強,當然部分對P-Core數量有要求的遊戲除外,看門狗軍團裏面酷睿i5-13600K的表現甚至還不如酷睿i7-12700K。

而在大部分遊戲測試裏面酷睿i9-13900K和酷睿i7-13700K的表現都在第一和第二位,只不過AMD的鋭龍7000處理器在《重返德軍總部:新血脈》的表現很奇怪,兩個單CCD的幀率非常高,但兩個雙CCD的幀率就低一大截。

整體而言,13代酷睿處理器在遊戲領域確實非常強,酷睿i9-13900K是目前最好的遊戲處理器,不過酷睿i7-13700K和它的差距其實不算很大,一般來説很難感受到兩者的差別。

在功耗測試方面,我們使用專用的設備直接測量主板上CPU供電接口的供電功率,但也會給出軟件記錄的CPU Package功耗數據,雖然CPU的供電主要來源是CPU供電接口,但我們也發現有一小部分是來自24pin接口的。

此外必須説明的是,目前我們測量的是主板上CPU供電接口的輸入功率,並非直接的CPU供電功率,因此從該理論上來説應該是略高於CPU的實際供電功率,而且會更因為主板的不同而產生變化,但是這個測試數據仍然有很高的參考價值,因為電源實際上是對主板進行供電而非直接對CPU進行供電,因此對於電源的選擇來説,直接測試CPU供電接口的供電功率更有實際意義。

主板的温度保護和功率設置都維持默認值,AIDA 64 FPU烤機並沒有使用AVX-512,華碩ROG ROG MAXIMUS Z790 HERO的默認設置PL2是解鎖的,而PL1會維持在默認值,只不過實際上這個設置對酷睿i9-13900K之外的處理器根本沒有影響,他們根本跑不到PL1那個值,所以我們會加測酷睿i9-13900K解鎖功率後的温度與功耗表現。

測試時環境温度是26.2℃。

13代酷睿處理器的頻率的代價自然是功耗也一齊上去了,解鎖功耗後的酷睿i9-13900K的峯值CPU封裝功率其實能到320W,但因為會過熱所以穩定的CPU封裝功率大概300W左右,這也遠高於酷睿i9-12900K,輸入的峯值功率超過了400W,對電源壓力不小。當然瞭如果按照主板默認設置的話在經過PL2那段無上限的時間後,它的功耗會穩定在253W,此時CPU温度只有87℃,不解鎖的話對散熱器要求會相對低些。

如果看酷睿i7-13700K的話,你們就會發現13代酷睿的能耗比是有確確實實的提升的,它滿載時的頻率比酷睿i9-12900K高不少,但功耗比後者更低,兩者的核心數量是相同的,酷睿i7-13700K緩存還要更大些,改良版的Intel 7工藝對能耗比方面的改善功不可沒。

酷睿i5-13600K的功率會比酷睿i5-12600K高不少,從116W增加到153W,但依然要比酷睿i7-12700K低,滿載温度也只有77℃,和這次首發的另外兩個13代酷睿相比,它對散熱器的要求要低不少。

待機並不是完全的桌面待機,而是開着HWinfo監控着,13代酷睿的待機功耗和12代差別不大,但待機温度要高一些,只不過這點温度波動其實沒啥所謂。

13代酷睿處理器Raptor Lake確實只是在12代Alder Lake基礎上的改良,只不過這些改良倒是挺實在的,增加核心、增加緩存、工藝優化、提升頻率,每個改進都是衝着更好的性能去的,改良版的Intel 7工藝明顯改善了能耗比,而且讓處理器的頻率達到了上代無法觸及的區域,現在酷睿i9-13900K最大睿頻能到5.8GHz,全核頻率也有5.5GHz,上一代的酷睿i9-12900KS的最大睿頻才5.5GHz。

頻率的提升和L2緩存的增大讓13代酷睿處理器的單線程性能較上代提升非常大,酷睿i5-13600K的單線程性能就已經超越酷睿i9-12900K了,甚至可以與酷睿i9-12900KS掰掰手腕,上個月我們天梯榜單核性能還是被AMD刷榜的,現在榜首位置又被英特爾的酷睿i9-13900K奪了回去。

13代酷睿和12代酷睿最明顯的改變就是E-Core的數量,現在酷睿i9-13900K是8P+16E,酷睿i7-13700K則是8P+8E,這規模和上代的酷睿i9-12900K相同,酷睿i5-13600K的6P+8E的規格則和12代酷睿移動處理器H系列最高規格的相同。兩代酷睿處理器對比的時候最有趣的地方就是酷睿i7-13700K和酷睿i9-12900K的對比,兩者核心規格是完全一樣的,當然前者有着更大的緩存和更高的頻率,性能上無論單線程和多線程基本都在酷睿i9-12900KS之上,但它的功率比酷睿i9-12900K還低,這也是最能體現13代酷睿處理器能耗比改善的地方。

當然13代酷睿最大的問題就是酷睿i9-13900K的發熱,完全解鎖功耗的酷睿i9-13900K能跑到300W以上直至過熱,它對現有所有360一體式水冷都是一個很大的挑戰,如果介意這個温度的話可以像華碩主板默認設置那樣解除PL2的功耗限制,但PL1限制不解除,這樣既能讓CPU保持短時間的性能爆發,也不會讓CPU長期處於過熱狀態。酷睿i7-13700K的温度其實也不低,但不至於360水冷也壓不住,散熱性能稍差一些可能會在過熱邊緣反覆橫跳,至於酷睿i5-13600K,我覺得這東西上風冷都不成問題。

最後就是與對手的比較,酷睿i9-13900K的單線程性能是在鋭龍9 7950X之上的,但整體多線程性能如不對手,畢竟人家16個全都是P-Core而且都跑到5GHz以上,遊戲性能目前酷睿i9-13900K最強,售價方面酷睿i9-13900K要4899元,而鋭龍9 7950X則要5499元。

酷睿i7-13700K的單線程和多線程表現均在鋭龍9 7900X之下,但遊戲性能更好,而且酷睿i7-13700K只需要3499元,而鋭龍9 7900X要4299元,兩者的價差有點大。

酷睿i5-13600K的單線程性能比不過鋭龍7 7700X,但多線程性能更好,遊戲的話兩者互有勝負,酷睿i5-13600K的售價是2699元,鋭龍7 7700X則要2999元。

可見13代酷睿處理器的性價比其實是要比對手的鋭龍7000更好的,平台選購上也有更好的靈活性,其實不需要上Intel 700系主板,現有的600系在更新主板BIOS後也可支持13代酷睿,要面向未來的話可以選擇DDR5內存,追求實用和性價比的話DDR4內存也可以,至於DDR4內存和DDR5內存會對13代酷睿處理器有多大影響,這個大家可以等待後續測試。