一、前言:升级版的Intel 7制程工艺带来更好的13代酷睿
原本对13代酷睿没有太大期待,毕竟构架没有大改,制程工艺还是Intel 7,i9-13900K最大的变化就是不过就是多了8个无关痛痒的能效核。
不过在我们拿到i9-13900K和i5-13600K处理器之后,做了详尽的测试,发现并非如此。13代酷睿处理器的变化和进步之大,远超我们想象,带给我们的惊喜甚至超越了当初的12代酷睿i9-12900K。
那么Intel到底做了哪些变化呢!
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1、将近倍增的二级缓存
缓存的重要性相信不需要多说了,此前大家更关注三级缓存,毕竟所有核心都能共享使用。但二级缓存也非常重要。二级缓存的延迟只有三级缓存的1/5,如果CPU能直接从二级缓存命中所需数据,同样能大幅度提升运算效率。
12代酷睿Alder Lake处理器为每个P-Core提供了1.25MB二级缓存,每组E-Core提供了2MB二级缓存。这2个数字在13酷睿Raptor Lake处理器上,分别提升到了2MB和4MB,近乎翻倍。
同时,Intel还对E-Core二级缓存深度优化了预取器算法,让它的IPC性能更加接近P-Core。
在13代酷睿处理器中,E-Core不是用来充数的,本文中我们会做详尽测试,让大家更清晰准确的认识E-Core。
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i9-13900K的内部构造图 16 E-Core比8 P-Core 面积小很多
2、升级版的Intel 7制程工艺
升级版的Intel 7制程工艺,使用了第3代英特尔SuperFin晶体管,可以显著提高通道迁移率,降低电阻与芯片内部热量,能让CPU工作在更高频率上。
所以i9-13900K的P-Core加速频率达到了前所未有的5.8GHz,全核频率也有5.5GHz,比起i9-12900K提升了600MHz。
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升级版的”Raptor Cove”P-Core拥有非常好的电压和频率曲线。和12代酷睿Alder Lake相比,它在相同频率下,电压低了50mv,可以大幅度降低功耗。
而在相同电压下,它又能获得200MHz的频率提升。
但根据我们的测试,实际情况比这个更好。我们手上这块i9-13900K在1.13V电压下就能稳定5.5GHz,而此前的i9-12900K在4.9GHz频率下,也需要1.09V电压。
另外,i5-13600K全核5.1GHz的电压是1.01V,而i5-12600K在1.01V电压下只能到4.5GHz的全核频率。
12代酷睿的电压测试请参考我们此前的文章10nm的怒吼!酷睿i9-12900K/i5-12600K首发评测
除了以上变化之外,13酷睿Raptor Lake处理器还提升了内存运行频率、增大了LLC智能缓存容量(从30MB增加到36MB)等等。
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目前首发上市的是6款解锁版处理器,i9、i7、i5各2款。
其中,旗舰型号是i9-13900K/13900KF,8P + 16E共24个核心、32线程、32MB二级缓存和36MB三级缓存,最大功耗253W。
i7-137700K/1370KF则是8P + 8E,共16核心24线程,24MB二级缓存、30MB三级缓存,最大功耗同样253W。
面向主流用户的i5-13600K/13600KF,6P+8E共14核心20线程,20MB二级缓存、24MB三级缓存,最大功耗降到了181W。
此次我们测试的是i9-13900K和i5-13600K这2款处理器。
二、i9-13900K/i5-13600K图赏:还是老样子
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这是我们收到的盒子,和零售版不一样,老规矩了。
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打开之后,有2块处理器,上面是i5-13600K,下面是i9-13900K。
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i9-13900K,外形与i9-12900K一模一样。
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i5-13600K。
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封装了一张芯片构造的照片,蓝色是16个能效核,占用的面积相当于8个性能核(绿色)的接近3/4。
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依然是LGA1700接口,兼容600、700系列主板。
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Intel还附送了一个礼盒,王守义十三香配十三代酷睿。
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三、ROG MAXIMUS Z790 HERO主板以及BIOS介绍
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主板的背面也覆盖着一层装甲。
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底部有1个12V 4Pin和2个5V 3Pin ARGB插针。
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背部I/O接口,4 x USB 3.2 Gen1、5 x USB 3.2 Gen2、1xHDMI、2x雷电4、1xType-1、2xWi-Fi天线接口、5x3.5mm音频、1xClear CMOS、1xFlash BIOS Button。
下面是BIOS设置介绍。
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CPU和内存超频界面,右下角还可以显示处理器的体质,以此了解它是否适合超频或者大幅度降压。
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这是i9-12900K,显示体质是84。
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i9-13900K处理器显示体质100。
这个界面电压设置,i9-13900K和i5-13600K都可以设置Offset -0.10V电压偏移。
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进入“DIGI+VRM”来设置防掉压,在“CPU Load-line Calibration”这里从Level 1到Level 8 一共有8个防掉压等级可以选择。级别越低,高负载时电压也越低。
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高级选项界面可以选择开启、关闭P核与E核。
四、测试平台:技嘉原生12VHPWR接口电源 + 芝奇6000MHz C30套条
测试平台如下:
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显卡用的是NVIDIA GeForce RTX 4090 Founder Edition。原本打算使用RX 6950 XT已有的成绩,可以减少一些工作量,但考虑到RTX 4090几乎拥有翻倍的性能,此次我们用这款显卡重测了所有处理器的游戏帧率。
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芝奇Trident Z5 Neo焰锋戟DDR5-6000 16GBx2套条,它的时序仅有30-38-38-96,频率6000MHz,电压1.35V。
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我们使用的是技嘉UD1000GM PG5 1000W金牌电源,这款电源12V的电流高达83.3A,也就是12V的输出功率就达到了1000W的额定功率。
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这款电源支持ATX 12V 3.0标准,提供了一个12VHPWR接口,单个接口就能提供660W功率,可以原生支持AMD、NVIDIA下一代的PCIe 5.0显卡,不需要额外的4x8PIN to 16Pin转接线。
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鑫谷昆仑KL-360 ARGB水冷散热器采用了独家的分离式水泵,并且在冷头部分嵌入了一个70mm PWM风扇,可以直接吹到主板的供电电路,相比传统水冷散热器能将VRM温度降低12度。
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希捷酷玩2TB SSD,目前最强的PCIe 4.0 SSD之一,顺序读写速度都能达到7000MB/s,AS SSD跑分轻松过12000。
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用了多年的华硕玩家国度PG27UQ ROG 27英寸IPS电竞显示器。
4K UHD(3840*2160)分辨率、4ms响应时间、144Hz刷新率、G-Sync 技术、IPS+量子点面板、10bit色彩、Display HDR1000认证,直到现在依旧是市面上顶级的电竞显示器。
五、理论性能测试:多核性能与锐龙9 7950X不相上下
1、CPU-Z
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2、CineBench R15
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3、CineBench R20
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4、CineBench R23
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i9-13900K首次将多核性能突破了4万分大关。
5、POV-Ray
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6、X264 FHD Benchmark
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7、X265 FHD Benchmark
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8、3DMark
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没想到i9-13900K的物理分数56155分,而i5-13600K竟然还不到4万分。
9、国际象棋
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测试数据汇总如下:
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和前代i9-12900K相比,i9-13900K单核性能提升了11%,多核性能提升了48%,自然来自更高的频率、更多的能效核。
和AMD处理器比起来就比较复杂了。i9-13900K在CPU-Z、CineBench R20/30中,多核性能都超越了锐龙9 7950X,但是在7-ZIP、X265 FHD Benchmark这些测试中都以较大幅度落败。当然,Zen4处理器支持AVX512指令集也是它能取得领先的重要原因。
总体说来,i9-13900K单核性能比锐龙9 7950X强了2.6%,多核性能则弱了2%。当然,如果测试项目不同,这个数据也会有变化。
另外,FritzChess Benchmark和3DMark物理分数只做参考,不计入最后的百分比运算。
六、游戏性能测试:领先i9-12900K 11%之多
1、CS:GO
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2、GTA V
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3、刺客信条:英灵殿
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这是i9-13900K帧率唯一低于i9-12900K的游戏。
4、德军总部:新血脉
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5、地平线:零之曙光
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6、帝国时代
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7、孤岛惊魂5
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8、古墓丽影:暗影
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9、极限竞速:地平线5
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10、奇点灰烬
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11、坦克世界
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12、无主之地3
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13、战争机器5
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14、中途世界:战争之影
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15、孤岛惊魂6
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测试数据汇总如下:
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我们测试了16款游戏,除了《刺客信条:英灵殿》之外,i9-13900K在其他游戏都战胜了i9-12900K,平均领先幅度高达11%。
i5-13600K的游戏性能未能超越i9-12900K,差距为3%,但依然比前辈i5-12600K快了9%。
由于我们这边锐龙平台的散热器异常,导致处理器温度过高(疫情封控也不方便更换),因此锐龙9 7950X游戏测试成绩有些偏低。我们会尽快重新测试,加入锐龙9 7950X的游戏数据。
这里锐龙5 7600X的成绩仅供参考。
七、降压以及内存超频测试:降压有惊喜 13900K能功耗降低80W
i9-13900K默认烤机功耗非常之高,主要原因是主板给的自动电压太高,因此我们强烈建议购买这款处理器的同学将处理器降压使用。
1、默认电压烤机测试
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i9-13900K刚开始烤机功耗达到了306W,但仅仅几秒的时间,处理器温度就会撞上100度的温度墙,P核烤机频率也从5.5GHz降到了5.3GHz,此时电压虽有降低,但依然达到了1.270V,烤机功耗280W。
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i5-13600K的情况好很多,默认烤机电压只有1.16V,功耗144W,温度75度。烤机时P核全核频率5.1GHz,E核频率3.9GHz,都没有出现降频的情况。
2、降压测试
降压时不建议手动设置电压,比较合理的方式就是通过设置防掉压 + Offset来降低处理器运行电压。
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经过反复测试,在Level 1防掉压模式下,再设置Offset -0.11V,我们手上这颗i9-13900K可以通过AIDA64 FPU烤机测试。
此时进行烤机,i9-13900K的电压从1.3V降到了1.13V,功耗也从306W降到了235W,足足降低了70W之多,温度只有84度。
烤机时P核与E核分别运行在5.5GHz和4.3GHz,没有出现降频的情况。
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i5-13600K则能在1.01V电压下通过烤机测试,比默认电压低了0.15V,烤机功耗从144W降到了111W,温度从82度降到了62度,足足降低了20度之多。
八、内存超频测试:小超到6400MHz 游戏性能提升5%
测试使用的是芝奇Trident Z5 Neo焰锋戟DDR5-6000内存,它的时序仅有30-38-38-96。
1、内存与缓存测试
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实测内存读取91136MB/s、写入83533MB/s、复制82804MB/s,延迟71.3ns,这个延迟不如i9-12900K。
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将电压从1.35V小小加到1.4V,这2条芝奇内存可以在时序30-38-38-96不变的情况下,超频到6400MHz,此时延迟从原来的71ns降到了现在的67ns。
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在6400MHz内存频率下,《坦克世界》的分数从83430涨到了87498,提升幅度约为5%。
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内存超频后,《古墓丽影:暗影》的帧率从默频的305FPS提升到了318FPS,提升幅度约为4%。
可以看出,在部分3A游戏中,仅仅只是将内存超频400MHz,就能带来5%的帧率提升。
九、E核测试:性能强劲 绝非凑数
很多同学对于能效核(E-Core)不屑一顾,认为它就是用来凑数的,那么是否真是如此呢?
首先要明白一点,采用Gracemont构架的E-Core,它的性能与同样规格的10代酷睿是不相上下的。
由于i9-13900K无法关闭全部P-Core,我们采取折中的办法,关掉所有E-Core,测试8个P-Core的多核性能,然后再计算出能效核的性能数据,不是特别精准但也有参考价值。
1、CPU-Z
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八个性能核多核分数是9075,而i9-13900K总分是16977,因此16 E-Core成绩则是7902。
2、CineBench R15
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8 P-Core多核分数3200cb,16 E-Core折算是3052cb。
3、CineBench R20
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8 P-Core多核分数8593cb,16 E-Core折算是6819cb。
4、CineBench R23
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8 P-Core多核分数22426cb,16 E-Core折算是17634cb。
5、POV-Ray
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8 P-Core多核分数7233PPS,16 E-Core折算是5993PPS。
6、7-Zip
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8 P-Core多核分数100691MIPS,16 E-Core折算是87356 MIPS。
7、X264 FHD Benchmark
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8 P-Core多核成绩时候114FPS,16 E-Core折算是96FPS。
测试数据汇总如下:
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从数据上来看,i9-13900K的16个E-Core提供了全部性能的46%,与8个P-Core相差无几。
另外E-Core是没有超线程的,加入支持超线程,它的性能必然会超过8个性能核。猜测Intel之所以没有为能效核加入超线程,可能是出现了虚拟核心的性能调度问题。
在没有超线程的情况下,16 E-Core的理论能比10核心20线程的i9-10900K还要强10%,比8核心的i7-10700K强了40%。
十、总结:i5-13600K不折腾 i9-13900K提供最强游戏性能
测试中遇到了很多问题,下面我们一一列举!
1、功耗--强烈建议降压使用
i9-13900K全默认烤机功耗超过了300W,即便是撞上了温度墙开始降频降电压降功耗,但电压依然高达1.27V,功耗也有280W,频率5.2GHz。
这是在360水冷条件下测试的,若是使用风冷,还真不知道频率会降到什么地步。
但实际上我们都知道,主板给的自动电压其实是远远高于处理器的最佳电压值。
我们做了降压测试,最终i9-13900K能在1.13V低电压下通过AIDA64 FPU烤机测试,功耗降到了233W,温度也只有80度,全核5.5GHz稳定不降频。
同样的,i5-13600K能从默压1.16V降到1.01V保证全核5.1GHz稳定运行,足足降低了0.15V,功耗也从144W降到了111W,烤机温度更是只有60度。
2、关于超频
不太建议超频,毕竟降压后满载功耗依然有233W。但考虑到1.13V能到全核5.5GHz,若是你拥有足够强大的散热系统,在1.3V电压下冲击6GHz似乎不会是很难的事情。
反而我们建议大家超频内存,DDR5的延迟实在太高,超频内存可以有效的降低延迟并且提升带宽。
我们只是将芝奇Trident Z5 Neo焰锋戟DDR5内存从6000MHz超到6400MHz,游戏性能就获得了4~5%的提升。
这种提升完全不像处理器超频那样要付出巨大的功耗与温度作为代价。
3、游戏性能
当初i9-12900K在i9-11900K的基础上提升了7%的游戏帧率已经让我们赞叹不已。
i9-13900K在16个游戏中相比i9-12900K,平均帧率提升了11%,要知道构架没大变,制程工艺依旧是Intel 7(当然也是升级版),能有这样的提升真是惊喜。
至于i5-13600K,非常遗憾的是,它的性能没有超越i9-12900K,差距约为3%。要知道它的单核二级缓存几乎是后者2倍,全核频率也更高。
不过考虑到它的功耗只有12900K的一半多点,这样的性能表现其实也非常适合追求性价比的普通玩家,毕竟不需要折腾散热。
另外,由于锐龙平台散热器出现故障,导致锐龙9 7950X的游戏测试数据异常,此次并未加入这款处理器的游戏测试数据,我们会尽快补上。
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4、关于能效核(E-Core)
首先说明一点,能效核并非是用来凑数的,根据我们的测试数据,16 E-Core提供了i9-13900K将近1半的理论性能。
另外由于它的频率极低(4.3GHz),在第二代Intel 7制程工艺加持下,我们初步测得它的满载功率约为60W,只占处理器全部功耗的1/4左右。
以1/4的功耗提供了近一半的多核性能,对于用户来说其实是非常划算的。
也正因为如此,8个P-Core才能有足够功耗将全核频率提高到恐怖的5.5GHz,带来最强的单核性能和更高的游戏帧率。
预计以后混合构架设计会成为主流,少量的性能核提供最好的游戏体验,而大量能效核可以提升创作效率。
5、主板
对于i5-13600K用户而言,一块千元内的B760或者上代的B660就能满足需求,毕竟即便不降压,它的满载功耗也只有150W。
但是对于i9-13900K而言,降压是必须要,降压能力则根据主板型号各有不同。
我们相继在数块Z790主板上进行了测试,目前表现较好的就是ROG MAXIMUS Z790 HERO主板,能在1.13V电压下让i9-13900K保持5.5GHz全核频率稳定烤机,烤机温度仅有80度。如果不降压,目前市面上没有哪款一体水冷能够镇压它那超过300W的功耗。
所以很明显了,不想折腾而又预算有限,i5-13600K是不二选择,它以一半多点的功耗提供了i9-12900K将近9成的常规性能和97%的游戏性能,再配上一款千元主板和百元散热器就能满足使用。
i9-13900K则能提供当前最强的游戏性能,它在很多游戏中相比i9-12900K领先幅度超过了20%,算上那些不吃CPU性能的游戏,整体领先幅度也有11%。
考虑到锐龙9 7900X游戏性能只比i9-12900K强了2%,大家所期盼的锐龙9 7900X3D能否战胜i9-13900K,目前还是个问号!




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