Os principais processadores da Intel de gerações passadas têm a reputação de serem chips “quentes”. Por isso, em disputas de rede entre apoiadores de processadores de diferentes marcas, rapidamente surge o argumento de que qualquer Core é um fogão, ao contrário do frio e econômico Ryzen. O mesmo argumento é frequentemente ouvido em relação ao Alder Lake, atribuindo os modelos emblemáticos desta família a um nível monstruosamente alto de consumo de energia. Mas, na realidade, esse argumento perdeu sua relevância – a 12ª geração Intel® Core™ tornou-se muito mais econômica que seus antecessores e, além disso, em alguns casos, superam o Ryzen moderno nesse parâmetro.
Você não precisa procurar muito por exemplos: a eficiência energética do Alder Lake é claramente visível nos testes de representantes das séries Core i5 e Core i3 – basta consultar nossas análises do Core i5-12600K, Core i5-12400 e Core i3-12100, que mostram que sob qualquer carga eles são mais econômicos e mais frios que o Ryzen com o mesmo número de núcleos.
No entanto, com os modelos mais antigos de família, a situação é realmente ambígua. Em muitas análises iniciais do Core i9-12900K, este processador foi realmente repreendido por sua gula e alta geração de calor. Nesses materiais, muitas vezes se viam ilustrações desse tipo.
Como pode ser visto claramente nas leituras de monitoramento mostradas na captura de tela, o Core i9-12900K é realmente capaz de consumir mais de 250 watts, e isso é realmente muito. Mas há algumas nuances. Primeiro, todas essas capturas de tela são feitas em utilitários de teste de estresse que dependem das instruções do AVX/AVX2. Ao executar operações com registradores de 256 bits, todos os processadores Intel são realmente muito gulosos, porém, com uma carga mais comum, é quase impossível encontrar tal nível de consumo. E em segundo lugar, para que o consumo de energia do Alder Lake se aproxime potencialmente de trezentos watts, esses processadores devem ser operados com os limites de consumo PL1 / PL2 removidos, o que deve ser considerado uma espécie de overclock, em vez de um modo nominal.
Em outras palavras, o consumo de mais de 200 W de eletricidade pelo processador Core i9-12900K é uma situação bastante artificial que descreve a imagem real de forma muito unilateral. É por isso que nós, como parte de um projeto de parceria com a Intel, decidimos realizar mais um teste do Core i9-12900K, que seria dedicado a uma análise mais profunda de suas características energéticas. Nele, tentaremos responder à questão de saber se o carro-chefe Alder Lake realmente perde em termos de eficiência energética para o processador concorrente mais antigo e o que acontecerá se colocarmos seu consumo no mesmo quadro.
Qual consumo de energia é maior: Core i9-12900K ou Ryzen 9 5950X?
A pergunta colocada no título desta seção parece bastante estranha, porque a resposta parece óbvia. Basta comparar as características do passaporte dos principais 16 núcleos.
E, de fato, ambos os valores relacionados ao consumo e à produção de calor – pacote térmico e potência máxima de calor – não parecem a favor de Alder Lake. De acordo com a primeira característica, o Ryzen 9 5950X, comparado ao Core i9-12900K, parece ser 16% mais econômico, e de acordo com a segunda, é 32%. No entanto, a realidade é que não é totalmente correto comparar diretamente essas características para processadores de diferentes fabricantes. Eles colocam significados diferentes no valor TDP.
Assim, o pacote térmico (TDP) para processadores Intel descreve o valor médio de dissipação de calor em uma determinada carga de referência, observado quando o processador é executado na frequência base declarada na especificação, que muitas vezes é bem distante da real (3,2 GHz para o Core i9-12900K). Além disso, para seus processadores, a AMD descreve o TDP não como dissipação de calor sob algumas condições, mas como a eficiência do sistema de resfriamento necessário, que é calculado através da capacidade do cooler de referência de manter uma temperatura predeterminada para a CPU. Assim, a diferença de TDP entre o Core i9-12900K e o Ryzen 9 5950X pode não significar nada.
Outra característica, chamada de dissipação máxima de calor na tabela, também é pouco adequada para comparação direta de processadores de diferentes fabricantes. Para processadores Alder Lake, isso é Maximum Turbo Power (MTP) – a dissipação de calor máxima que o processador pode atingir no modo turbo. E para processadores Ryzen, estamos falando do Package Power Tracking (PPT), uma limitação de consumo de energia que é usada durante o ajuste automático de frequência como parte da tecnologia Precision Boost 2.0. Portanto, se no caso da Intel, o limite especificado é um determinado valor máximo que geralmente não pode ser alcançado na prática, no caso da AMD, estamos falando de uma limitação em torno da qual os algoritmos de seleção de frequência de clock são construídos.
Claro, MTP e PPT ainda têm algo em comum. Tanto o Core i9-12900K quanto o Ryzen 9 5950X, quando operando em modo nominal, estão proibidos de consumir mais que esses valores. No entanto, uma simples comparação prática do consumo desses processadores (ajustados de acordo com as especificações) mostra bem como essas características são diferentes.
O Ryzen 9 5950X demonstra o consumo máximo de energia em qualquer tarefa com uso intensivo de recursos. Ou seja, de fato, sua frequência de operação é limitada artificialmente sob quaisquer cargas sérias. Mesmo no jogo, o consumo desse processador se aproxima do valor máximo permitido. O Core i9-12900K, pelo contrário, não apenas no Cyberpunk 2077, mas mesmo na renderização não sofre restrições de consumo e funciona no máximo de suas capacidades. O limite de MTP para ele entra em vigor apenas durante o teste de estresse no Prime95, em um programa de cálculo que usa ativamente as instruções AVX e AVX2, que têm um consumo de energia aumentado no caso de processadores Intel.
Além disso, é muito curioso que, sob a carga de jogos, o Core i9-12900K seja ainda mais econômico que o processador AMD de 16 núcleos. Vimos essa situação para outros processadores da família Alder Lake e agora foi confirmado para o carro-chefe. No uso de jogos, o Core i9-12900K é realmente mais frio e mais eficiente em termos de energia do que o Ryzen 9 5950X. No entanto, a eficiência do Ryzen 9 5950X em aplicativos com uso intensivo de recursos também pode ser questionada. O fato é que se você medir o consumo do Core i9-12900K e do Ryzen 9 5950X com os limites de consumo de energia removidos, o quadro é completamente diferente.
Como você pode ver, o Core i9-12900K pode ser mais econômico que o principal processador da AMD, não apenas para jogos. Se você remover todas as restrições de consumo estabelecidas nas especificações, o Core i9-12900K exigirá menos energia durante a renderização. E a única situação em que o antigo Alder Lake realmente mostra grande apetite por energia é uma carga AVX.
Acontece que a opinião sobre a voracidade do Core i9-12900K em quaisquer condições não é verdadeira. O consumo dos processadores Alder Lake está dentro dos limites normais para as CPUs atuais. A arquitetura deste processador difere da arquitetura do Rocket Lake e não se destaca com requisitos de energia sobrenaturais, além de não esquecer a nova tecnologia de processo Intel 7, que contribuiu adicionalmente para a eficiência energética.
⇡#Por que o Core i9-12900K consome mais e pode ser corrigido
O fato de o Core i9-12900K ter a capacidade de funcionar sem restrições explícitas de consumo, mesmo no modo nominal, foi uma surpresa para todos. No passado, a Intel estabeleceu limites de consumo bastante rígidos, mesmo para processadores emblemáticos. O esquema com dois valores, PL1 e PL2, onde o primeiro limita o consumo a longo prazo, e o segundo limita o consumo em curtos períodos de tempo, funcionou, por exemplo, mesmo para o Core i9-11900K. Assim, o consumo do processador mais antigo da família Rocket Lake foi limitado pelo limite PL2 fixado em 125 watts, o que em teoria o tornava uma solução ainda mais eficiente em termos energéticos em comparação com o Ryzen 9.
No entanto, com o lançamento do Alder Lake, esse sistema para processadores de overclock foi cancelado. Para o Core i9-12900K, por exemplo, ambos os limites, PL1 e PL2, são definidos para 241 W, ou seja, para ele existe apenas um, e um limite bastante alto, que o processador só pode atingir em casos muito raros . Um esquema semelhante é usado para o Core i7-12700K e Core i5-12600K, mas para eles os limites de consumo são um pouco menores – 190 e 150 W, respectivamente.
Por que a Intel, ao lançar o Alder Lake, abandonou um esquema de trabalho com consumo real limitado para seus principais CPUs? A resposta a esta pergunta, aparentemente, está nas abordagens dos fabricantes de placas-mãe. O fato é que anteriormente, quando os limites PL1 e PL2 bastante baixos foram declarados para todos os processadores Intel, os fabricantes de placas-mãe, apesar disso, permitiram que os processadores operassem na frequência mais alta possível, independentemente do consumo de energia. Em outras palavras, apesar da existência de um mecanismo realmente funcional para reduzir o consumo e a liberação de calor, poucas pessoas simplesmente o usaram no caso dos principais processadores da Intel. Portanto, agora a Intel legalizou a prática que já está ocorrendo – o consumo para o Core i9-12900K e outros Alder Lake com a letra “K” no nome foi relegado a segundo plano.
Caracteristicamente, essa abordagem dos fabricantes de placas-mãe para o consumo de processadores Intel difere de como as coisas estão com a configuração dos processadores AMD. Nas placas-mãe Ryzen, o limite de energia está sempre ativado por padrão. Você pode desativá-lo, mas isso requer ações adicionais do usuário e, muitas vezes, as configurações para alterar o limite de PPT (função Precision Boost Override) estão ocultas nas profundezas do BIOS.
Em última análise, isso significa que os compradores das principais plataformas da Intel obtêm sistemas com alto consumo de energia e dissipação de calor, mas também com o nível máximo de desempenho. Ao mesmo tempo, os compradores de configurações “vermelhas” “fora da caixa” obtêm sistemas mais econômicos, mas ao mesmo tempo com desempenho artificialmente reduzido.
No entanto, na verdade, tudo isso não tem importância fundamental. A plataforma LGA1700 é muito flexível na configuração, e mesmo o Core i9-12900K, para o qual a própria Intel cancelou a existência de limites PL1 e PL2 em sua forma original, pode ser facilmente transferido para um estado de maior economia de energia. Para este processador, assim como para outros representantes da família Alder Lake, os valores de PL1 e PL2 podem ser definidos para valores arbitrários, se necessário – as configurações correspondentes estão disponíveis no BIOS das placas-mãe.
Além disso, algumas placas-mãe de baixo custo podem ter limites de consumo de CPU por padrão. Tal técnica pode ser justificada se uma determinada placa-mãe, por motivos de economia, estiver equipada com um conversor de energia não muito potente ou for destinada a usuários do segmento empresarial.
Por exemplo, para reduzir o calor, o Core i9-12900K pode ser configurado de forma semelhante ao Core i9-11900K – para isso você precisa definir PL1 = 250 W e PL2 = 125 W, e o parâmetro Tau, que define a duração máxima de o limite PL1, é limitado a 56 segundos. Como o perfil de consumo mudará neste caso é mostrado no gráfico a seguir – ao construí-lo, lançamos sequencialmente o teste multi-thread Cinebench R23, mantendo uma pausa de 5 segundos entre as execuções.
Naturalmente, neste caso, haverá alguma degradação de desempenho, mas ela aparece apenas na terceira e subsequentes passagens do teste, quando o tempo de ação do limite PL1 cai para vários segundos.
É bastante óbvio que limitar o consumo máximo do processador leva a uma diminuição no seu desempenho. No entanto, a caracterização quantitativa dessa influência é especialmente interessante, portanto, para avaliá-la, realizamos vários testes separados do Core i9-12900K com vários limites de consumo de energia definidos.
O teste de renderização multi-thread Cinebench R23 mostra a dependência máxima do desempenho no consumo permitido. Uma queda notável nos resultados já começa a ser observada quando o limite é definido abaixo de 200 watts. No entanto, para que o Core i9-12900K perca pelo menos um terço de seu desempenho original, seu consumo deve ser limitado a 75 watts. E esta é uma ilustração bastante convincente de que o Alder Lake de 16 núcleos é capaz de ser muito econômico, mantendo uma proporção significativa de seu desempenho original.
Além disso, alguma queda séria no desempenho é observada apenas em uma carga com uso intensivo de recursos multithread. Se falamos de operação de CPU de thread único, o Core i9-12900K pode ser limitado em consumo sem nenhum efeito negativo, quase às vezes. O resultado do teste de thread único Cinebench R23 permanece praticamente inalterado mesmo quando o consumo de energia do Core i9-12900K é conduzido para a faixa de 50 watts. Mas mesmo quando executado no estado “ultra-eficiente de energia” de 25 watts, a degradação do desempenho da renderização de thread único não é superior a 30%.
Em geral, uma situação semelhante é observada em Cyberpunk 2077 – um jogo moderno “grande e pesado”. A taxa de quadros média praticamente não diminui, mesmo que o consumo do Core i9-12900K seja mais de duas vezes menor que o TDP nominal (e cinco vezes menor que o máximo permitido pela especificação).
Mas, para ser justo, deve-se notar que o primeiro a sofrer uma diminuição no consumo máximo não é a média, mas o FPS mínimo. Como você pode ver no próximo gráfico, já no limite de 75 W, o Core i9-12900K começa a perder visivelmente no desempenho dos jogos. Mas aqui você pode ver claramente que limitar o consumo máximo do carro-chefe Alder Lake a 125 W não afeta em nada seu desempenho nos jogos.
Assim, não há relação direta entre o alto desempenho do Core i9-12900K e o alto consumo de energia. Esse processador pode ser econômico e continuar a oferecer desempenho decente em muitas categorias de aplicativos. A conclusão do consumo em uma estrutura rígida, na verdade, tem um impacto perceptível apenas na velocidade de resolução de tarefas intensivas em recursos multi-thread, como renderização ou transcodificação de vídeo.
Descrição do sistema de teste e metodologia de teste
A parte principal dos testes será dedicada a um estudo mais detalhado do desempenho do Core i9-12900K ao definir vários limites de consumo. Pretendemos explorar se este processador pode ser poderoso e eficiente em termos de energia em uma ampla gama de aplicações. Ao longo do caminho, compararemos o carro-chefe Alder Lake e o concorrente Ryzen 9 5950X em termos de desempenho e taxa de consumo, e também responderemos à pergunta sobre qual dos processadores mais antigos de 16 núcleos é mais rápido se estiverem configurados para o mesmo consumo de energia limite.
Para o Core i9-12900K, foram selecionadas quatro opções de consumo máximo:
O Ryzen 9 5950X foi testado com quatro configurações de potência máxima diferentes:
O sistema de teste incluiu os seguintes componentes:
Os subsistemas de memória foram configurados usando perfis XMP. O processador Socket AM4 foi testado com DDR4-3600, enquanto o Alder Lake foi testado com DDR5-6000.
O teste foi realizado no sistema operacional Microsoft Windows 11 Pro (21H2) Build 22000.282.0 com as atualizações KB5005635 e KB5006746 instaladas e usando o seguinte conjunto de drivers:
Descrição das ferramentas usadas para medir o desempenho da computação:
Formulários:
Jogos:
Em todos os testes de jogos, os resultados são o número médio de quadros por segundo, bem como o quantil 0,01 (primeiro percentil) para valores de FPS. O uso do quantil 0,01 em vez do FPS mínimo se deve ao desejo de limpar os resultados de rajadas aleatórias de desempenho que foram provocadas por motivos não diretamente relacionados à operação dos principais componentes da plataforma.
⇡#Desempenho do aplicativo
Ao comparar o desempenho dos principais processadores operando dentro de vários limites de consumo, a imagem não é uniforme e muito interessante. Em geral, podemos dizer que a decisão da Intel de livrar o Core i9-12900K de restrições de consumo significativas tem um bom motivo, pois se você bloquear esse processador no framework de 125 watts, ele perde em média cerca de 13% de desempenho e em alguns casos, uma diminuição em seu desempenho excede 20%.
No entanto, o Ryzen 9 5950X também apresenta uma diminuição notável no desempenho quando o apetite por energia é limitado. Se for mantido à força dentro dos 105 watts escritos em TDP, seu desempenho médio em aplicativos é reduzido em 14%. No entanto, com um limite de consumo de energia de 142W, que é ativado por padrão para placas-mãe para o Ryzen 9 5950X, a queda de desempenho é metade. E isso explica por que a escolha desse valor específico é justificada – neste caso, a liberação de calor não é tão alta e a diminuição no desempenho não é tão perceptível.
Mas o mais interessante é que a escolha de certas restrições de consumo quase não altera nada nas estimativas de desempenho relativo. Se compararmos o Core i9-12900K com o Ryzen 9 5950X em um estado ilimitado, se escolhermos limites de consumo TDP para eles e mesmo se colocarmos os dois processadores nas mesmas condições de consumo de 105 W, na verdade isso não muda nada. Nas tarefas em que o Core i9-12900K é inerentemente mais rápido, continua sendo a melhor escolha de qualquer maneira, e onde o Ryzen 9 5950X oferece o melhor desempenho, também o faz com qualquer entrada.
No entanto, há uma exceção significativa ao que foi dito no parágrafo anterior – a operação de processadores em modo de eficiência energética com limite de consumo de energia de 65 watts. Nesta situação, o Core i9-12900K tem um desempenho significativamente melhor que seu concorrente: é capaz de manter dois terços do desempenho original, enquanto o desempenho do Ryzen 9 5950X cai pela metade. Esta é uma ilustração bastante convincente da versatilidade do design de Alder Lake, que permite a produção de processadores multi-core e econômicos com base nele. Portanto, não deve surpreender que entre os representantes da família Core de 12ª geração existam não apenas variantes de 65 watts, mas até 35 watts de 16 núcleos (Core i9-12900 e Core i9-12900T). Ao mesmo tempo, entre os processadores Ryzen 5000 com TDP de 65 W, o número máximo permitido de núcleos é de apenas 12.
Renderização:
Processamento de fotos:
Trabalho de vídeo:
Recodificação de vídeo:
Arquivamento:
Xadrez:
⇡#Desempenho de jogos
Jogos modernos não podem ser chamados de pesados em termos de carga da CPU. Como mostrado anteriormente, o consumo de energia dos principais processadores em jogos é mais de uma vez e meia menor do que, por exemplo, na renderização. Isso significa que o problema da alta dissipação de calor preocupa os gamers em um grau muito menor do que aqueles que utilizam o computador em atividades profissionais. E, como resultado, limitar o consumo de energia da CPU em sistemas de jogos causa muito menos danos ao desempenho.
Mesmo avaliando o desempenho dos jogos não pela média, mas pela taxa de quadros mínima, que é visivelmente mais dependente da potência dos processadores, podemos afirmar que o Core i9-12900K com limite de consumo de 105 W está em média apenas 2-3% mais lento do que com limites cancelados completos. Apenas a ativação do limite de 65 watts pode levar a uma diminuição notável na taxa de quadros – com isso em alguns jogos, por exemplo, em Hitman 3 ou no novo Serious Sam, a taxa de quadros mínima cai mais de 20%.
No entanto, o Core i9-12900K suporta o limite de energia com muito mais facilidade do que o processador principal de 16 núcleos da AMD. No limite de 105 watts, um sistema baseado no Ryzen 9 5950X perde até 12% na taxa de quadros mínima, e o limite de 65 watts torna o sistema “vermelho” mais fraco em 20-30% em termos de FPS mínimo.
E isso significa que o Core i9-12900K pode ser recomendado com segurança não apenas para configurações de jogos regulares, mas também econômicas, montadas, por exemplo, em gabinetes Mini-ITX. A introdução de restrições adicionais no consumo de energia apenas aumenta a diferença entre o carro-chefe da Intel e o AMD mais antigo. E se na versão ilimitada a vantagem média do Core i9-12900K no FPS mínimo sobre o Ryzen 9 5950X é de cerca de 25% (em resolução Full HD em um conjunto de sete jogos), então com um limite de consumo de 105 watts isso diferença aumenta para 30% e com um limite de 65 watts – até 38%.
É verdade que se avaliarmos o desempenho dos jogos não pelo mínimo, mas pelo FPS médio, a diferença de desempenho entre o Core i9-12900K e o Ryzen 9 5950X não parece tão fundamental. Sem limites de energia, o processador principal da Intel está à frente em 12%, com 105W limitados em 15% e com 65W limitados em 21%.
⇡#Conclusões
Em última análise, o carro-chefe Alder Lake é um processador muito flexível em termos de consumo de energia e dissipação de calor. Reclamações sobre gula, altas temperaturas e a necessidade de resfriamento extremamente potente em qualquer caso de uso dificilmente podem ser consideradas sérias e justificadas. Como o estudo mostrou, o Core i9-12900K só pode ser chamado de quente e voraz em um pequeno subconjunto de aplicativos com uso intensivo de recursos, mas na maioria dos casos, o consumo máximo do Alder Lake de 16 núcleos é ainda menor que o dos 16 -core Ryzen 9 5950X.
Ao mesmo tempo, você precisa entender que qualquer processador moderno tem a capacidade de ajustar o consumo de maneira flexível em uma ampla faixa. É justamente por isso que surgem diferenças fundamentais no comportamento dos processadores nas plataformas LGA1700 e Socket AM4. Enquanto a AMD limita severamente o consumo de suas CPUs mais antigas por padrão, enquanto corta seu desempenho, a Intel com seus principais processadores age de maneira bem diferente – a empresa oferece aos entusiastas o máximo desempenho, empurrando a economia para segundo plano. Mas, ao mesmo tempo, qualquer proprietário de um processador Intel pode, se necessário, transformá-lo de um chip com consumo superior a 200 watts no pico em uma solução completamente econômica que pode ser usada sem problemas até em Mini-ITX compacto sistemas de fator de forma. E esta é uma tarefa completamente elementar,
Além disso, você não pode ter medo de cortar Alder Lake em termos de consumo – o desempenho não diminui muito visivelmente. Em primeiro lugar, isso diz respeito aos sistemas de jogos – neles, o Core i9-12900K com limite de desempenho de 241 W (por padrão) e 125 W (por TDP) se comporta quase da mesma forma. No entanto, em aplicativos com uso intensivo de recursos, também não há queda catastrófica no desempenho com uma diminuição de duas vezes no consumo máximo.
Separadamente, deve-se notar que nivelar os limites de consumo do Core i9-12900K e Ryzen 9 5950X não leva a nenhuma alteração em seu desempenho relativo. Nas tarefas em que o processador Intel estava à frente do concorrente, ele permanece mais rápido mesmo ao definir limites mais rigorosos. Em outras palavras, o Core i9-12900K não é tão atraente para configurações de jogos devido ao alto consumo máximo, mas também supera os representantes da família Ryzen na versão com eficiência energética.
E a última conclusão importante é que o Core i9-12900K demonstrou excelente desempenho em uma ampla gama de configurações de consumo de energia. O Ryzen 9 5950X colocado em um quadro de 65W pode perder significativamente mais da metade do desempenho inicial, enquanto o Core i9-12900K em condições semelhantes continua apresentando um desempenho muito bom tanto em jogos quanto em cargas de trabalho com uso intensivo de recursos.
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