Revisão do Core i9-13900K: unidade de 350 watts (na verdade não)

A Intel há muito abandonou a abordagem do tique-taque no desenvolvimento, mas, mesmo assim, seus ecos ainda podem ser captados quando a empresa lança novos produtos. Por exemplo, Alder Lake, que não se encaixava exatamente nesse princípio e introduziu uma nova tecnologia de processo e uma nova arquitetura ao mesmo tempo, foi substituído por uma nova geração de Raptor Lake, que apresenta sinais claros de uma “otimização” de etapa tecnológica intermediária . Esse estágio se tornou um método popular de aprimoramento de processadores desde os dias da arquitetura Skylake, e a Intel não o abandona hoje. Mas há uma diferença importante: agora as etapas de otimização estão associadas não tanto ao desejo de estender ao máximo o ciclo de vida de desenvolvimentos antigos, mas a um aumento na taxa de mudança das gerações de CPU.

O Raptor Lake já é a terceira família de processadores Intel para desktop desde o início de 2021, e seria estranho esperar qualquer inovação fundamental dele. Ao mesmo tempo, Raptor Lake está longe de ser tão “otimizado” quanto aquele a que a empresa recorreu ao obter Coffee Lake e Comet Lake de Kaby Lake. Desta vez, a abordagem da Intel é muito mais completa e Raptor Lake não é apenas Alder Lake com núcleos de computação adicionais.

Por um lado, Raptor Lake realmente herdou todas as características principais de Alder Lake. Este é um processador híbrido baseado nos mesmos princípios, montado usando núcleos produtivos e energeticamente eficientes com a mesma microarquitetura de antes. Além disso, ele foi projetado para o ecossistema LGA1700 e é totalmente compatível com placas-mãe mais antigas e suporta memórias DDR5 e DDR4. Por outro lado, Raptor Lake teve um aumento significativo nas velocidades de clock, devido a melhorias na tecnologia de processo Intel 7. Além disso, o novo processador dobrou o número de E-cores e, além disso, todos os seus os núcleos aumentaram o cache L2.

Portanto, embora o Raptor Lake não seja uma atualização completa, ele oferece um conjunto razoável de benefícios para cargas de trabalho leves e multithread. E isso significa que, do ponto de vista do usuário, Raptor Lake deve ser melhor do que Alder Lake literalmente em todos os lugares: tanto em aplicativos com uso intensivo de recursos para criar e processar conteúdo quanto em uma carga de jogos. Quão significativas são essas melhorias do ponto de vista prático, analisaremos neste material.

⇡#Núcleos Raptor Lake de desempenho e eficiência energética

Iniciando a busca por diferenças profundas entre Raptor Lake e Alder Lake, vale esclarecer que eles são produzidos com a mesma tecnologia de processo Intel 7, ou seja, de acordo com os padrões de 10 nm (o nome completo da tecnologia de processo é 10 nm Enhanced SuperFin ). Além disso, os núcleos subjacentes ao Raptor Lake também não podem ser chamados de novos: isso nem mesmo é um redesenho, mas sim o que é chamado de palavra “atualizar”. Na verdade, todas as melhorias internas na nova CPU afetam apenas a memória cache e o controlador DDR4/DDR5, mas não atingem outros blocos funcionais. Nesse sentido, Raptor Lake não poderia nem ser chamado de novo codinome, mas simplesmente Alder Lake 2.0.

No entanto, na ausência de mudanças óbvias na microarquitetura, os núcleos de desempenho do Raptor Lake em comparação com os núcleos Golden Cove dos processadores Alder Lake receberam uma velocidade de clock muito maior. E isso se deve às contínuas melhorias evolutivas no processo tecnológico. Embora a resolução da litografia não tenha mudado, o Raptor Lake é fabricado usando uma versão otimizada da tecnologia Intel 7 com transistores SuperFin de terceira geração que apresentam menor resistência de canal. Isso permitiu que os engenheiros da Intel reconsiderassem a dependência da frequência dos núcleos em sua tensão e, finalmente, alcançassem um aumento nas frequências do clock sem um aumento perceptível na tensão de alimentação. Descrevendo a nova dependência, a Intel aponta que, na mesma frequência, o Raptor Lake pode usar 50mV menos tensão do que o Alder Lake.

Ao resumir essas melhorias, os engenheiros conseguiram trazer a frequência máxima dos núcleos de desempenho do Raptor Lake para 5,8 GHz – um valor que excede a frequência limite do Alder Lake em 600 MHz! Ao mesmo tempo, a frequência dos núcleos com eficiência energética também aumentou – foi aumentada para 4,3 GHz, que é 400 MHz mais alta que a de Alder Lake.

O processo técnico otimizado possibilitou não apenas aumentar as frequências, mas também aumentar o orçamento do transistor, que foi gasto no aumento do número de núcleos de computação. Enquanto a matriz Alder Lake continha oito núcleos de desempenho e oito núcleos com eficiência energética, o Raptor Lake dobrou o número de núcleos com eficiência energética. Em outras palavras, sem alterar as normas tecnológicas, a Intel fez os primeiros processadores civis com 24 núcleos (16 dos quais são energeticamente eficientes).

No entanto, tudo isso não passou sem deixar vestígios de consumo de energia e dissipação de calor. Enquanto o TDP dos antigos Raptor Lakes permaneceu em 125 W, seu limite máximo de consumo de energia teve que ser adiado para 253 W. E isso significa que os novos processadores Intel são as CPUs de consumo mais vorazes de todos os tempos.

No entanto, não se deve pensar que Raptor Lake é Alder Lake com núcleos adicionais e overclock. Os novos processadores também apresentam melhorias internas perceptíveis: todos os núcleos do Raptor Lake receberam um cache L2 aumentado. Em termos de desempenho dos núcleos Golden Cove, cada um desses núcleos agora possui 2 MB de cache L2, que é 1,6 vezes a quantidade de cache L2 nos núcleos P dos processadores Alder Lake. Ao mesmo tempo, a Intel também fala sobre um novo algoritmo de pré-busca de dados. Como resultado, o novo cache L2 de P-cores recebeu associatividade de 16 canais (o que melhorou sua eficiência), mas a latência aumentou de 15 para 16 ciclos.

O cache L2 de núcleos Gracemont com eficiência energética também aumentou em volume. Alder Lake tinha um cluster de cache L2 combinado de 2 MB para cada quatro núcleos. Em Raptor Lake, o tamanho desse cluster foi aumentado para 4 MB. Assim, em termos de cache L2 total, a Intel conseguiu uma superioridade dupla sobre os processadores Ryzen 7000. No entanto, em termos de memória cache total, os processadores Intel ainda estão atrás dos concorrentes. O cache L3 em Raptor Lake não foi alterado e, para cada P-core ou quatro E-cores, há 3 MB de cache L3. Portanto, a versão mais alta da família de processadores Raptor Lake com uma fórmula nuclear 8P + 16E possui um cache L3 de 36 MB.

Ao longo do caminho, a Intel conseguiu aumentar a frequência do barramento circular. Em Alder Lake, sob carga, funcionou a 3,6 GHz, e em Raptor Lake, sua frequência chega a 4,4 GHz. No entanto, isso não levou a um aumento na velocidade do cache L3 ou a uma diminuição nos atrasos de comunicação entre núcleos, mas apenas compensou o aparecimento de nós adicionais no barramento de anel necessários para E-cores adicionais.

Tudo isso pode ser visto nos gráficos do teste CacheMem: em termos de latência de memória cache L2 e L3, o Raptor Lake é inferior ao Alder Lake e ao Zen 4 em quase toda a gama de tamanhos de bloco. Mas, ao mesmo tempo, não se pode deixar de notar o impacto positivo do aumento do cache L2.

Além dessas alterações, a Intel adicionou suporte para tipos de memória mais rápidos ao Raptor Lake. Agora os processadores LGA1700 são oficialmente compatíveis não apenas com DDR5-4800, mas também com DDR5-5200 e até mesmo com DDR5-5600. E, na realidade, o controlador de memória Raptor Lake é capaz de muito mais. Os fabricantes de memória overclocker de olho em novas CPUs já estão oferecendo kits DDR5-8000 prontos para uso, e o atual recorde de overclocking de memória confirmado em Raptor Lake é DDR5-11130.

O aumento na memória cache e o crescimento no número de núcleos incharam a matriz de semicondutores Raptor Lake. Sua área atingiu 257 mm2, o que supera a área do cristal Alder Lake em cerca de 24%.

No entanto, o Raptor Lake não se tornou o maior processador de consumo da Intel: o Rocket Lake de oito núcleos, fabricado com tecnologia de processo de 14 nm, atingiu 281 mm2 de área. No entanto, é claro que não será possível aumentar novamente o número de núcleos nos planejados processadores Raptor Lake Refresh sem mudar para uma tecnologia de fabricação mais moderna.

⇡#Escalação de Raptor Lake

No momento, a Intel lançou apenas o primeiro grupo de processadores que fazem parte da família Raptor Lake – modelos de overclock com seis e oito P-cores, voltados para um público entusiasta. Existem três desses modelos no total: Core i9-13900K, Core i7-13700K e Core i5-13600K, mas mais três variantes KF semelhantes sem gráficos integrados estão anexados a eles.

Em comparação com os membros da família Alder Lake, os novos overclockers Raptor Lake têm o mesmo número de P-cores. Mas o número de E-cores dobrou nos três novos produtos. O carro-chefe Core i9-13900K recebeu a fórmula nuclear 8P + 16E, o Core i7-13700K com a fórmula 8P + 8E acabou sendo um análogo do Core i9-12900K e o Core i5-13600K tornou-se um 14 núcleos com o esquema 6P + 8E.

Juntamente com o aumento do número de núcleos, os novos processadores também receberam frequências mais altas. O avanço mais forte de 600 MHz foi feito pelo carro-chefe Core i9, mas processadores mais simples também funcionam em velocidades mais altas. Como resultado, até mesmo o Core i5 e o Core i7 ultrapassam a barra de 5 GHz no modo turbo. Além disso, a versão mais antiga do Alder Lake, o Core i9-12900K, acabou sendo superada em frequências não apenas pelo novo carro-chefe, mas também pelo processador sub-carro-chefe Core i7-13700K, que está formalmente em um degrau mais baixo de a hierarquia.

(Base/ turbo), GHzFrequency E-core
(

O reverso de tais frequências e núcleos sem melhorias óbvias na arquitetura e nos processos técnicos é o aumento do apetite por energia. O consumo máximo a longo prazo (limite PL1) do Core i9-13900K e Core i7-13700K saltou 253W, enquanto os pedidos do Core i5-13600K subiram para 181W. Ou seja, mesmo de acordo com dados oficiais, o Core i9-13900K se tornou mais voraz que seu antecessor em 5%, o Core i7-13700K – em 33% e o Core i5-13600K – em 20%.

Três modelos com overclock (ou seis, se você contar junto com versões sem gráficos integrados) está longe de toda a família Raptor Lake. No início do próximo ano, vários desses processadores serão reabastecidos com novos modelos não relacionados à série K. No entanto, nem todos os processadores Core com números de modelo começando com 13 pertencerão à série Raptor Lake. Nele, a Intel vai misturar Raptor Lake e Alder Lake e, a julgar pelos dados disponíveis, núcleos aprimorados com cache L2 aumentado serão inerentes apenas aos representantes das séries Core i9 e Core i7. Os processadores Core i5, exceto o Core i5-13600K, assim como o Core i3, continuarão a usar o antigo design Alder Lake, e o cache L2 será menor neles.

⇡#Chipset Z790

O surgimento de cada nova geração de processadores Intel é invariavelmente acompanhado pelo lançamento de novos chipsets. Foi o que aconteceu desta vez também. Junto com o Raptor Lake, surgiram no mercado placas-mãe baseadas na lógica do sistema da série 700. Até agora, todas essas placas são baseadas em apenas um chip Z790, mas posteriormente a gama de chipsets se tornará mais ampla e será acompanhada pelo B760 mais acessível.

Porém, na realidade, não há necessidade urgente de placas baseadas em novos chipsets. Para Raptor Lake, qualquer placa LGA1700 de última geração no Z690 ou B660 é bastante adequada. Não deve haver problemas de compatibilidade insolúveis, o máximo que pode ser necessário para garantir a compatibilidade de novos processadores com placas antigas é atualizar o BIOS e, em alguns casos, o firmware do microcontrolador Intel Management Engine.

As novas placas-mãe baseadas no Z790 não têm nenhuma vantagem óbvia em termos de características. O Z790 e o Z690 são muito parecidos: as placas-mãe baseadas nos dois chipsets podem funcionar com memória DDR5 e DDR4 (mas não ambas), oferecem suporte para slot PCIe 5.0 x16 para instalação de placa de vídeo e oferecem vários slots para SSD PCIe 4.0 e possuem poderosos controladores de energia multifásica, que são suficientes para o Core i9-12900KS e o Core i9-13900K.

O novo chipset tem apenas uma vantagem notável: ele suporta mais faixas PCIe 4.0. Enquanto a lógica do sistema antigo oferecia 12 pistas PCIe 4.0 e 16 pistas PCIe 3.0, as novas pistas PCIe 4.0 aumentaram para 20, mas o número de pistas PCIe 3.0 foi reduzido para 8. Em outras palavras, oito pistas PCIe foram trocadas do modo 3.0 em 4.0. Mas, ao mesmo tempo, o novo chipset, como seu antecessor, se conecta ao processador no mesmo barramento DMI 4.0 x8 com largura de banda de 15,8 GB / s, portanto, no final dificilmente será possível aproveitar as velocidades mais altas de pistas PCIe 4.0 adicionais.

Há mais um detalhe: o Z790 agora suporta mais uma porta USB 3.2 Gen 2×2 Type-C – agora podem ser cinco, não quatro. No entanto, um número tão grande de portas desse tipo não está instalado nas placas-mãe em nenhum caso, portanto, essa vantagem está apenas no papel.

Quanto ao overclock de processadores e memória, bem como desempenho, não há diferenças fundamentais entre as placas-mãe baseadas no Z790 e no Z690. Boas placas Z690 podem ser uma boa plataforma para Raptor Lake, e não há razão para acreditar que placas-mãe mais novas sejam preferíveis para novos processadores.

⇡#Saiba mais sobre o Core i9-13900K

Esta revisão é sobre o Core i9-13900K, o membro sênior da família Raptor Lake. E embora (como você já pode entender acima) este processador não tenha vantagens arquitetônicas perceptíveis sobre o Core i9-12900K, ele não tem tão poucas vantagens significativas em comparação com seu antecessor.

Em primeiro lugar, tem o dobro de núcleos energeticamente eficientes, para um total de 24 núcleos com uma fórmula de 8P + 16E. É verdade que os E-cores, como antes, não suportam Hyper-Threading, então o Core i9-13900K pode executar apenas 32 threads por vez, como, por exemplo, o Ryzen 9 7950X de 16 núcleos.

Em segundo lugar, o Core i9-13900K tem mais cache. O volume total do cache L2 da novidade chega a 32 MB, e seu cache L3 cresceu para 36 MB. Ao mesmo tempo, o cache L3 usa uma estratégia inclusiva-não inclusiva exclusiva para CPUs de consumo. As decisões sobre a duplicação de informações do cache L2 em L3 são feitas pela lógica do processador em tempo real, algoritmos de aprendizado de máquina que analisam a telemetria da CPU em tempo real são responsáveis ​​por isso.

Em terceiro lugar, o antigo Lago Raptor recebeu limites de frequência significativamente mais altos. Já falamos sobre o máximo de 5,8 GHz, mas, na realidade, a fórmula de frequência do Core i9-13900K é muito mais complicada. A frequência base de seus P-cores é definida como 3 GHz, mas a tecnologia Turbo Boost 2.0 permite que eles façam overclock para 5,3 GHz com carga total ou até 5,4 GHz com carga de dois núcleos. O Turbo Boost 2.0 é executado em cima do Turbo Boost Max 3.0 – esta tecnologia destaca dois “núcleos felizes” no processador, que podem fazer overclock para 5,7 GHz, um de cada vez. A tecnologia Thermal Velocity Boost é ainda maior: apenas permite que os “núcleos felizes” aumentem sua frequência para 5,8 GHz sob uma carga de thread único e para 5,5 GHz para todo o resto, mas com uma condição adicional – a temperatura do processador não deve ser superior a 70 graus. Além disso, Para obter o efeito máximo, o Thermal Velocity Boost deve funcionar em conjunto com a função Adaptive Boost Technology, que é responsável pela capacidade do processador de aumentar a frequência para 5,5 GHz em todos os P-cores de uma só vez sob carga total. Quanto aos E-cores, tudo é muito mais simples com eles. Eles têm uma versão do modo turbo, Turbo Boost 2.0, e permite aumentar a frequência da base 2,2 até o máximo de 4,3 GHz.

Na tabela de características, entre outros carros-chefe, o Core i9-13900K parece ser o campeão em número de núcleos, frequências e consumo máximo. Mas, na realidade, a situação, é claro, não é tão inequívoca, e há muitas nuances na operação do Lago Raptor. O mais importante: a operação de todos os núcleos P do Core i9-13900K na frequência de 5,5 GHz e todos os núcleos E na frequência de 4,3 GHz com uma carga multiencadeada com uso intensivo de recursos é um cenário completamente irreal para este processador. O valor MTP (Maximum Turbo Power), que limita o consumo do processador (ele define os limites para PL1 e PL2), é definido como 253 W para o Core i9-13900K e, com essa limitação, as frequências reais do Core O i9-13900K acabou sendo visivelmente mais baixo.

O gráfico abaixo mostra as frequências dos núcleos P e E do Core i9-13900K ao renderizar no Cinebench R23 usando um número diferente de threads. Isso mostra claramente que a frequência de 5,5 GHz em P-cores é realmente mantida apenas até 16-17 threads e, ao renderizar no máximo, cai para 5 GHz em P-cores e para 4,1 GHz em E-cores.

No entanto, tal dependência da frequência com a carga se deve à atuação dos limites PL1 e PL2, que, de maneira geral, podem ser ajustados ou cancelados por completo. No entanto, se antes esse truque era bastante indolor para os processadores Intel, no caso do Core i9-13900K, não funcionará para cancelar os limites de consumo de energia sem consequências negativas. Com carga total no mesmo Cinebench R23, o consumo do Core i9-13900K desenfreado pode chegar a cerca de 350 W, e isso é muito – nenhum sistema de refrigeração comum pode remover tal quantidade de calor, incluindo LSS personalizado, montado de alto componentes de classe. Ou seja, se os limites PL1 e PL2 forem cancelados, inevitavelmente surgirá um problema de superaquecimento – o processador atingirá rapidamente uma temperatura de 100 graus e redefinirá a frequência já devido ao estrangulamento.

Durante os testes, decidimos verificar o quanto o limite de 253 W atrapalha o desempenho do Core i9-13900K e até onde esse limite pode ser adiado sem comprometer o regime de temperatura se o sistema usar um sistema altamente eficiente sistema de refrigeração. O gráfico abaixo mostra os resultados de tal experimento – a curva dos resultados do teste multithread Cinebench R23, plotada dependendo da escolha de diferentes limites de consumo, e a curva que mostra a temperatura durante esse teste.

Para ler corretamente este gráfico, você precisa manter duas coisas em mente. Primeiro, nosso sistema usou um sistema de refrigeração líquida personalizado baseado em componentes EKWB com um radiador de 360 ​​mm e um bloco de água da série EK-Quantum Velocity. E em segundo lugar, para avaliar melhor a situação com aquecimento, para fins experimentais, empurramos o ponto de ativação do estrangulamento para 115 graus, o que não é altamente recomendado para o uso diário.

Antes do anúncio do Core i9-13900K, havia “fontes informadas” afirmando na rede que o consumo de energia do carro-chefe Raptor Lake seria de cerca de 350 watts. Esses rumores não foram confirmados – o consumo do processador foi artificialmente limitado a 253 W, mas eles claramente não surgiram do nada. Se o Core i9-13900K tiver rédea solta, ele é claramente capaz de exigir 350 W com uma carga multithread – isso é exatamente o que segue do gráfico acima.

O limite atual de 253 W reduz o desempenho multithread em 6,5%, mas é bastante problemático removê-lo completamente. Com dissipação de calor próxima a 350 W, o Core i9-13900K aquece visivelmente mais de 100 graus, mesmo ao usar refrigerante personalizado. Mas, ao mesmo tempo, os proprietários de hidropisia poderosa certamente poderão mover o limite de consumo para 300 W – pelo menos no nosso caso, a temperatura do processador operando neste modo foi mantida dentro de 100 graus. Assim, o processador pode retornar até 4,5% do desempenho multithread cortado pelas restrições.

No entanto, não faz sentido esforçar-se por aumentar o limite de consumo previsto nas especificações, porque estamos a falar de unidades de desempenho percentual, que terão de ser conquistadas à custa de um aumento significativo do consumo de energia e das temperaturas. Nesse sentido, o limite de 253 watts parece um compromisso razoável. Ao sacrificar uma pequena quantidade de desempenho, a Intel garantiu que o Core i9-13900K opere em temperaturas mais ou menos aceitáveis ​​e não aqueça acima de 90 graus.

Em termos de temperatura operacional, o Core i9-13900K parece ainda mais atraente do que o Ryzen 9 7950X de 230 watts, que atinge o limite de 95 graus em cargas de trabalho com uso intensivo de recursos. Isso pode ser claramente ilustrado pelos gráficos a seguir, que mostram o que acontece com a temperatura real e o consumo do Core i9-13900K e do Ryzen 9 7950X ao renderizar no Blender 3.3.1 e ao jogar o Cyberpunk 2077.

O Ryzen 9 7950X acaba sendo claramente mais quente que o Core i9-13900K, e se a diferença nas temperaturas do processador não for tão perceptível no jogo, o carro-chefe Raptor Lake aquece mais fraco em até 10 graus em um recurso- carga intensiva. Mas o mais interessante é que isso acontece em uma proporção diretamente oposta ao consumo de energia. O apetite do Core i9-13900K é visivelmente maior, tanto no Cyberpunk 2077 quanto na renderização. No primeiro caso, o consumo de energia do Ryzen 9 7950X é menor em 20-30 W, no segundo – em 50 W.

Tudo isso confirma de forma convincente a tese de que, em geral, o design do Zen 4 é mais econômico, mas é muito mais difícil remover o calor dos processadores AMD. O pequeno tamanho dos cristais Zen 4 de 5 nm e o design pobre do dissipador de calor também afetam isso. E, no final, isso significa que é muito mais fácil atingir temperaturas de CPU aceitáveis ​​em sistemas baseados no processador Core i9-13900K de 10 nm.

O Core i9-13900K também possui outro recurso interessante – esse processador ficou mais barato que seu antecessor. A Intel estabeleceu seu MSRP em $ 589 – $ 60 a menos que o preço oficial do Core i9-12900K e $ 110 a menos que o preço oficial do Ryzen 9 7950X. E isso poderia ser um argumento de peso a favor do Raptor Lake, mas na realidade, a AMD não desconsiderou a demarche desse concorrente. Como resultado, o Ryzen 9 7950X agora é até um pouco mais barato que o Core i9-13900K, pelo menos a julgar pelas lojas americanas que obtêm processadores diretamente dos fabricantes sem envolver esquemas cinza e importações paralelas.

E antes de finalmente passar para os testes, deve-se lembrar que um componente importante dos processadores híbridos Intel com dois tipos de núcleos é o Thread Director – um algoritmo especial de hardware e software responsável pela correta distribuição de threads entre os núcleos P e E em função da sua natureza. O suporte correto para este bloco é implementado apenas nas versões mais recentes dos sistemas operacionais e, portanto, para o Core i9-13900K, o Windows 11 22H2 é altamente recomendado, que recebeu otimizações adicionais para a arquitetura híbrida Intel. Os problemas com sistemas operacionais mais antigos podem variar de desempenho reduzido à inoperabilidade total de alguns programas que usam acesso de hardware de baixo nível.

Resultado dos testes. conclusões

⇡#Descrição do sistema de teste e metodologia de teste

Testes comparativos do Core i9-13900K contra o Ryzen 9 7950X com a participação dos principais processadores da geração anterior já foram publicados na revisão lançada recentemente do segundo processador deste par. Mas, neste caso, veremos os resultados de um ângulo ligeiramente diferente, analisando principalmente o desempenho do Core i9-13900K. Além disso, estaremos interessados ​​​​não apenas na questão da taxa de desempenho dos novos carros-chefe da AMD e da Intel, mas também em quanto o Core i9-13900K se tornou mais rápido que seu antecessor e se faz sentido para usuários que já tenho um Core i9-12900K para mudar para um processador de nova geração.

Há outra razão pela qual o estudo de desempenho do Core i9-13900K foi destacado em um material separado. Os testes desta CPU devem ser realizados em duas versões. Primeiro, no modo nominal definido pela Intel, quando seu consumo é limitado a 253 watts. E em segundo lugar, no modo que será definido por padrão pela maioria das placas-mãe da categoria de preço superior – sem restrições óbvias de consumo, quando o desempenho é limitado por um limite de temperatura de 100 graus.

Assim, os sistemas de teste incluíram os seguintes componentes:

• • AMD Ryzen 9 7950X (Raphael, 16 núcleos, 4,5-5,7 GHz, 64 MB L3);
  • AMD Ryzen 9 5950X (Vermeer, 16 núcleos, 3,4-4,9 GHz, 64 MB L3);
  • Intel Core i9-13900K (Raptor Lake, 8P+16E-cores, 3.0-5.8/2.2-4.3GHz, 36MB L3);
  • Intel Core i9-12900K (Alder Lake, núcleos 8P+8E, 3,5-5,3/2,4-3,9 GHz, 30 MB L3).
• Resfriador da CPU: refrigerante personalizado EKWB.
• • ASUS ROG Strix X570-E Gaming WiFi (Socket AM4, AMD X570);
  • ASUS ROG Strix Z690-F Gaming WiFi (LGA1700, Intel Z690);
  • Gigabyte X670 Aorus Elite AX (soquete AM5, AMD X670).
• • SDRAM DDR4-3600 de 2 × 16 GB, 16-18-18-38 (Crucial Ballistix RGB BL2K16G36C16U4BL);
  • 2 × 16 GB DDR5-6000 SDRAM, 32-38-38-80 (Kingston Fury Renegade DDR5 RGB KF560C32RSAK2-32).
• Cartão de vídeo:
• GIGABYTE GeForce RTX 4090 Gaming OC (AD102 2235/2535MHz, 24GB GDDR6X 21Gbps).
• Subsistema de disco: Intel SSD 760p 2TB (SSDPEKKW020T8X1).
• Fonte de alimentação: ASUS ROG-THOR-1200P (80 Plus Titanium, 1200 W).

Os subsistemas de memória foram configurados usando perfis XMP. Os processadores Socket AM4 foram testados com DDR4-3600, enquanto os processadores Socket AM5 e LGA1700 foram testados com DDR5-6000. Os limites de consumo de energia do processador definidos pelas especificações foram ativados em todos os casos, exceto para um teste adicional especial do Core i9-13900K, cujos resultados estão marcados nos gráficos com a marca “∞ W”.

Descrição das ferramentas usadas para medir o desempenho da computação:

Referências abrangentes:

• Futuremark PCMark 10 Professional Edition 2.1.2574 – testes em cenários Essentials (trabalho típico de um usuário médio: iniciar aplicativos, navegar na Internet, videoconferência), Produtividade (trabalho de escritório com editor de texto e planilhas), Criação de conteúdo digital (conteúdo digital criação: edição de fotografias, edição de vídeo não linear, renderização e visualização de modelos 3D).
• 3DMark Professional Edition 2.22.7359 – teste no cenário CPU Profile 1.1 com um e oito threads ativos, bem como com a carga máxima possível do processador.

Formulários:

• 7-zip 22.00 – teste de velocidade de arquivamento. É medido o tempo que o arquivador leva para compactar um diretório com vários arquivos com um volume total de 4,6 GB. O algoritmo LZMA2 e a taxa de compressão máxima são usados.
• Adobe Photoshop 2023 24.0.0 – Teste de desempenho gráfico. A velocidade de execução do script de teste Procyon Photo Editing, que simula o processamento típico de uma imagem captada por uma câmera digital, é medida.
• Adobe Photoshop Lightroom Classic 12.0.1 – teste de desempenho para processamento em lote de uma série de imagens no formato RAW. A velocidade de execução do script de teste Procyon Photo Editing, que simula correção de cores e edição de um conjunto de 130 fotos, é medida.
• Adobe Premiere Pro 2023 23.0.0 – Teste de desempenho de edição de vídeo. É medida a velocidade de execução do script de teste Procyon Video Editing, que simula a preparação para publicação no YouTube de um vídeo composto por fragmentos 4K filmados em uma câmera GoPro.
• Agisoft Metashape 1.8.5 – medindo a velocidade da fotogrametria e construindo um modelo de terreno 3D a partir de imagens aéreas. O teste usa um conjunto de 50 fotos tiradas pelo drone DJI Phantom 4 Pro.
• Blender 3.3.1 – testando a velocidade da renderização final em um dos populares pacotes gratuitos para criação de gráficos tridimensionais. A duração da construção do modelo final de sala de aula do Blender Benchmark é medida.
• Handbrake 1.6.0 – testando a velocidade de transcodificação de vídeo AVC 2160p@24FPS com uma taxa de bits de cerca de 42 Mbps para formatos mais avançados. Os codificadores de software x265 e AV1 (SVT) são usados.
• Mathworks Matlab R2022b (9.13.0) – testando a velocidade de engenharia e cálculos matemáticos em um pacote matemático popular. É utilizado um referencial padrão, que inclui operações matriciais e vetoriais, a solução de sistemas de equações lineares esparsos diferenciais e simétricos, bem como a construção de gráficos 2D e 3D.
• Microsoft Visual Studio 2022 (17.4.1) – medindo o tempo de compilação de um grande projeto MSVC – um pacote profissional para criar gráficos tridimensionais Blender versão 3.3.0 Alpha.
• POV-Ray 3.7 – testando a velocidade de renderização usando ray tracing. O desempenho do benchmark integrado é medido.
• Stockfish 15.0 – testando a velocidade do popular mecanismo de xadrez. A velocidade de enumeração de variantes na posição “1q6/1r2k1p1/4pp1p/1P1b1P2/3Q4/7P/4B1P1/2R3K1 w” é medida.
• Topaz Video Enhance AI v2.6.4 – teste de desempenho em um programa baseado em IA para melhorar os detalhes do vídeo. O teste usa o vídeo original com resolução de 640×360, que é duplicada usando o modelo Artemis High Quality v12.
• V-Ray 5.00 – teste de desempenho do popular sistema de renderização usando o aplicativo padrão V-Ray Benchmark Next.
• VeraCrypt 1.25.9 – teste de desempenho criptográfico. É usado o benchmark embutido no programa, que usa a criptografia tripla Kuznyechik-Serpent-Camellia.

Jogos:

• Chernobilita. Resolução 1920 × 1080: Qualidade gráfica = Ultra. Resolução 3840 × 2160: Qualidade gráfica = Ultra.
• Civilization VI: Gathering Storm. Resolução 1920×1080: DirectX 12, MSAA=4x, Performance Impact=Ultra, Memory Impact=Ultra. Resolução 3840×2160: DirectX 12, MSAA=4x, Impacto no desempenho=Ultra, Impacto na memória=Ultra.
• Cyberpunk 2077. Resolução 1920 × 1080: Quick Preset = Ultra + RayTracing: Médio. Resolução 3840 × 2160: Quick Preset = Ultra + RayTracing: Médio.
• Far Cry 6. Resolução 1920 × 1080: Qualidade gráfica = Ultra, Texturas HD = Ligado, Anti-Aliasing = TAA. Resolução 3840 × 2160: Qualidade gráfica = Ultra, Anti-aliasing = TAA.
• Hitman 3. Разрешение 1920 × 1080: Super Sampling = 1.0, Level of Detail = Ultra, Texture Quality = High, Texture Filter = Anisotropic 16x, SSAO = Ultra, Shadow Quality = Ultra, Mirrors Reflection Quality = High, SSR Quality = High, Sombreamento de Taxa Variável = Qualidade. Разрешение 3840 × 2160: Super Sampling = 1.0, Nível de detalhe = Ultra, Qualidade de textura = Alta, Filtro de textura = Anisotrópico 16x, SSAO = Ultra, Qualidade de sombra = Ultra, Qualidade de reflexão de espelhos = Alta, Qualidade SSR = Alta, Sombreamento de taxa variável = Qualidade.
• Horizonte Zero Amanhecer. Resolução 1920 × 1080: predefinida = qualidade máxima. Resolução 3840 × 2160: predefinição = qualidade máxima.
• Guardiões da Galáxia da Marvel. Resolução 1920 × 1080: predefinição gráfica = Ultra. Resolução 3840 × 2160: predefinição gráfica = Ultra.
• Mount & Blade II: Bannerlord. Resolução 1920 × 1080: Predefinição geral = Muito alta. Resolução 3840 × 2160: Predefinição geral = Muito alta.
• Sam sério: caos siberiano. Resolução 1920 × 1080: Vulkan, Velocidade da CPU = Ultra, Velocidade da GPU = Ultra, Memória da GPU = Ultra. Resolução 3840 × 2160: Vulkan, Velocidade da CPU = Ultra, Velocidade da GPU = Ultra, Memória da GPU = Ultra.
• Shadow of the Tomb Raider. Resolução 1920 × 1080: DirectX12, Preset = Maior, Anti-Aliasing = TAA. Resolução 3840 × 2160: DirectX12, Predefinição = Maior, Anti-aliasing = Desativado.
• O Quebra-fendas. Разрешение 1920 × 1080: DirectX12, qualidade de textura = alta, sombras suaves com traçado de raio = ativado, qualidade de sombra com traçado de raio = ultra, oclusão de ambiente com traçado de raio = ativado. Разрешение 3840 × 2160: DirectX12, qualidade de textura = alta, sombras suaves com traçado de raio = ativado, qualidade de sombra com traçado de raio = ultra, oclusão de ambiente com traçado de raio = ativado.
• Assista a Legião de cães. Resolução 1920×1080: DirectX 12, Qualidade=Ultra, RTX=Desligado, DLSS=Desligado. Resolução 3840×2160: DirectX 12, DirectX 12, Qualidade=Ultra, RTX=Desativado, DLSS=Desativado.

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. A utilização do quantil 0,01 em vez do FPS mínimo se deve ao desejo de limpar os resultados de rajadas aleatórias de desempenho provocadas por motivos não diretamente relacionados ao funcionamento dos principais componentes da plataforma.

⇡#Desempenho em testes abrangentes

Em termos de desempenho médio que o usuário médio despretensioso verá, o Core i9-13900K é 7-9% mais rápido que seu antecessor. Essa é exatamente a nota dada pelo PCMark 10, um benchmark que avalia o desempenho em cenários comuns para o trabalho em casa ou no escritório. Este não é um aumento muito impressionante e não é suficiente para o Core i9-13900K ser chamado de líder inatingível. O novo processador carro-chefe da AMD, o Ryzen 9 7950X, é capaz de oferecer o melhor desempenho pelo menos no cenário de criação de conteúdo digital, dedicado ao trabalho criativo em conteúdo digital. Assim, logo no início dos testes, descobrimos que 24 núcleos e velocidades máximas de clock recordes não dão motivos para chamar o Core i9-13900K de processador mais rápido de nosso tempo. Um contra-exemplo foi encontrado imediatamente,

O teste 3DMark CPU Profile permite que você avalie o desempenho da CPU ao calcular a física do ambiente do jogo e simular as ações dos NPCs do jogo. A peculiaridade desse teste é que ele permite avaliar como os processadores se comportam ao criar um número diferente de threads computacionais, e isso é muito útil para testar produtos Intel com arquitetura híbrida. Por exemplo, com uma carga de thread único ou paralelizada ao máximo, o Core i9-13900K supera o Ryzen 9 7950X em apenas 1-2%. No entanto, a carga de oito threads mostra um equilíbrio de poder completamente diferente – neste caso, o carro-chefe Raptor Lake é 9% mais rápido.

A vantagem do Core i9-13900K sobre o Core i9-12900K também parece irregular. No caso de um número limitado de threads, o novo processador é 11-12% mais rápido que seu antecessor, mas se estivermos falando da carga máxima, onde a novidade pode usar todo o seu arsenal de 24 núcleos, sua vantagem aumenta para 38 %.

A versão multi-threaded do 3DMark CPU Profile permite que você veja a vantagem do Core i9-13900K sobre si mesmo no caso de restrições de consumo removidas. No entanto, não é muito impressionante aqui – trabalhar fora do limite de 253 W permite recuperar apenas 2% do desempenho adicional.

Desempenho do aplicativo

Os aplicativos com uso intensivo de recursos são um ambiente em que o Raptor Lake pode mostrar de forma convincente seus pontos fortes. Ainda assim, para 24 núcleos, é necessária uma carga adequada, e os aplicativos mais modernos para criar e processar conteúdo podem criá-lo sem muita dificuldade. Como resultado, os diagramas nesta seção mostram claramente as vantagens do Core i9-13900K. Em média, para 15 aplicativos, ele é 24% mais rápido do que o antigo Alder Lake, e não apenas os E-cores adicionais obviamente contribuem aqui, mas também frequências aumentadas e memória cache aumentada. Além disso, entre as tarefas de teste, existem aquelas em que o aumento da velocidade chega a quase uma vez e meia. Uma imagem semelhante é observada ao criptografar com o algoritmo triplo Kuznyechik-Serpent-Camellia, ao transcodificar o vídeo com um codificador SVT-AV1 ou ao renderizar no V-Ray.

Além disso, alguns aplicativos pesados ​​são muito sensíveis à abolição do limite de consumo do Core i9-13900K. Acontece que em algumas situações desta forma você pode obter um aumento de até 10%. Os exemplos incluem a compilação de um projeto C++ no Visual Studio 2022 ou a análise de uma posição de xadrez com o mecanismo Stockfish 15.

Além disso, sujeito à remoção do limite de 253 W, o Core i9-13900K consegue superar o desempenho médio em tarefas com uso intensivo de recursos e o concorrente Ryzen 9 7950X: Raptor Lake é mais rápido em nove testes em quinze. Se falamos em comparar esses processadores com os limites de consumo atuais, o Core i9-13900K e o Ryzen 9 7950X são aproximadamente comparáveis ​​​​em desempenho com uma vantagem em uma direção ou outra, dependendo da natureza do aplicativo. Vale a pena notar que nos testes que fizemos para a análise do Ryzen 9 7950X, o Core i9-13900K obteve uma pontuação um pouco pior, mas para esta análise, obtivemos uma instância Raptor Lake melhor que pode lidar com frequências ligeiramente mais altas no limite de 253 W.

Renderização:

Processamento de fotos:

Fotogrametria:

Cálculos matemáticos:

Trabalho de vídeo:

Transcodificação de vídeo:

Compilação:

Arquivamento:

Xadrez:

Criptografia:

Desempenho em jogos. Testes em 1080p

Com o lançamento do Core i9-13900K, a Intel conseguiu provar de forma convincente que sabe fazer os melhores processadores para jogos. Nesta iteração, novamente forneceu uma vantagem muito significativa sobre os processadores do concorrente em termos de desempenho de jogos. O Core i9-13900K superou o Ryzen 9 7950X em 18% na taxa de quadros média e 25% no FPS mínimo. No entanto, esse resultado foi obtido em resolução Full HD usando a placa de vídeo GeForce RTX 4090 mais rápida até o momento, ou seja, em condições em que a carga do jogo é transferida ao máximo para a CPU. Portanto, deve ser percebido não tanto quantitativamente quanto qualitativamente: o Core i9-13900K é o processador de jogos mais rápido; atualmente não há candidatos que possam competir com ele por este título; e a quantidade específica de vantagem que Raptor Lake dará nos jogos,

A propósito, quase tanto quanto o Core i9-13900K foi mais rápido que o Ryzen 9 7950X, ele superou seu antecessor. E isso significa que os proprietários de computadores para jogos com subsistemas de vídeo poderosos não ficarão deslocados para substituir o Core i9-12900K por um processador de geração mais recente, pois isso não requer a troca da placa-mãe ou da memória.

Há outra observação importante: não adianta os gamers aumentarem o limite de consumo do Core i9-13900K. Os jogos não criam uma carga que forçaria esse processador a exigir mais de 253 watts, portanto, remover esse limite não resulta em alteração na taxa de quadros. Além disso, como mostrado acima, o consumo de energia do Core i9-13900K em sistemas de jogos pode ser limitado a um valor mais conservador em torno de 200 W sem qualquer perda no desempenho de jogos.

Desempenho em jogos. Testes em 2160p

Com o advento da família de placas gráficas GeForce RTX 4000 no mercado, testar o desempenho de jogos de processadores em resolução 4K tornou-se um claro sentido prático. A GeForce RTX 4090 é uma placa gráfica tão poderosa que, na maioria dos jogos, não prejudica o desempenho do processador em configurações de qualidade máxima, mesmo nesta resolução. Portanto, agora os jogadores com monitores 4K devem estudar os testes do processador com mais cuidado – o conforto do jogo depende diretamente da escolha certa da CPU. E o Core i9-13900K é capaz de oferecer mais desse conforto do que qualquer outra CPU moderna. Mesmo em 4K, ele mantém uma vantagem média de 5% sobre o Core i9-12900K e cerca de 8% sobre o Ryzen 9 7950X.

Conclusões

Agora que ambos os fabricantes de processadores x86 adotaram um bom ritmo de atualização de seus produtos e têm arquiteturas de núcleo de processador de primeira classe em suas mãos, é quase impossível destacar uma única CPU melhor. As estimativas dependerão de muitos fatores – o intervalo de tarefas selecionado, as preferências individuais do usuário e o restante da plataforma. O surgimento de novos produtos relacionados às gerações Raptor Lake e Zen 4 não mudou nada nessa situação. Tanto o Core i9-13900K analisado hoje quanto o Ryzen 9 7950X testado um pouco antes são CPUs muito valiosas para sistemas modernos, cada um com seus próprios pontos fortes e recursos.

Talvez a única coisa que pode ser dita com 100% de certeza é que desta vez a Intel superou seu concorrente de forma convincente em termos de desempenho de jogos. O Core i9-13900K é atualmente o melhor processador para configurações de jogos, sua superioridade de taxa de quadros sobre o Ryzen 9 7950X em jogos pode ser chamada de radical. Em particular, em Full HD e ao usar a GeForce RTX 4090, ela se aproxima de 20%, e isso é ainda mais do que a lacuna que existia no desempenho de jogos dos primeiros processadores da família Ryzen e Skylake. E não vale a pena esperar uma correção dessa situação catastrófica para a AMD antes do lançamento dos representantes da série Ryzen 7000, aprimorados por um cache 3D (e o momento de sua aparição no mercado ainda não foi determinado).

Ao mesmo tempo, um domínio tão convincente do Core i9-13900K em jogos não é transferido para aplicativos com uso intensivo de recursos. Neles, o novo processador Intel não é mais o líder, demonstrando aproximadamente o mesmo desempenho do Ryzen 9 7950X. É verdade que vale a pena considerar que estamos falando apenas da situação em média. O Raptor Lake é muito diferente em sua estrutura e arquitetura do Zen 4, portanto, dependendo da natureza deste ou daquele aplicativo, o Core i9-13900K é superior ao Ryzen 9 7950X em algum lugar e vice-versa em algum lugar. Portanto, não pode haver uma receita única para escolher um processador para uma estação de trabalho – tudo depende dos tipos de carga.

Antes do anúncio do Core i9-13900K, houve muita conversa sobre como este é um processador extremamente quente. Na verdade, tudo acabou não sendo tão assustador. O consumo de energia deste CPU é limitado a 253 W, e em tais condições é bem possível manter seu aquecimento dentro de 90 graus. Além disso, essa limitação oculta alguns percentuais adicionais de desempenho de computação. Aumentar o limite de consumo pode adicionar até 10% de desempenho em tarefas multiencadeadas, o que tornará o Core i9-13900K um vencedor também na disciplina de “aplicativos de trabalho”. É verdade que isso exigirá um sistema de resfriamento apropriado – em um salto, o Core i9-13900K é capaz de gerar até 350 W de calor e é muito difícil lidar com essa dissipação de calor.

Mas ainda mais do que o exorbitante consumo potencial do Core i9-13900K, outra coisa chama a atenção – o quão significativamente a Intel conseguiu aumentar o desempenho deste processador em comparação com seu antecessor diante do Core i9-12900K. Sem mexer na microarquitetura e usando principalmente métodos extensivos, os engenheiros conseguiram um aumento de 16% no desempenho em jogos e um aumento de 25% nas cargas de trabalho. E tudo isso aconteceu sem alterar a plataforma: dentro do antigo soquete, sem a necessidade de novas placas-mãe e novas memórias. E isso faz com que o Core i9-13900K não apenas pareça uma boa opção para um novo PC de última geração, mas também uma ótima atualização para um sistema de um ano construído com processadores Alder Lake.