Обзор Core i9-13900K: агрегат на 350 ватт (на самом деле нет)

⇡#Описание тестовой системы и методики тестирования

Сравнительные тесты Core i9-13900K против Ryzen 9 7950X при участии флагманских CPU прошлого поколения уже были опубликованы в недавно вышедшем обзоре второго процессора из этой пары. Но в данном случае мы будем смотреть на результаты под несколько иным углом, в первую очередь анализируя показатели именно Core i9-13900K. Кроме того, нас будет интересовать не только вопрос соотношения производительности новых флагманов AMD и Intel, но и то, насколько Core i9-13900K стал быстрее своего предшественника, и есть ли смысл пользователям, уже имеющим в своём распоряжении Core i9-12900K, переходить на процессор нового поколения.

Есть и ещё одна причина, по которой исследование производительности Core i9-13900K было выделено в отдельный материал. Тесты этого CPU нужно проводить в двух вариантах. Во-первых, в номинальном режиме, определённом Intel, когда его потребление ограничено величиной 253 Вт. И во-вторых, в режиме, который будет установлен для него по умолчанию большинством материнских плат верхней ценовой категории — без явных ограничений по потреблению, когда производительность ограничивается 100-градусным лимитом по температуре.

Таким образом, в состав тестовых систем вошли следующие комплектующие:

• Процессоры:
  • AMD Ryzen 9 7950X (Raphael,16 ядер, 4,5-5,7 ГГц, 64 Мбайт L3);
  • AMD Ryzen 9 5950X (Vermeer, 16 ядер, 3,4-4,9 ГГц, 64 Мбайт L3);
  • Intel Core i9-13900K (Raptor Lake, 8P+16E-ядер, 3,0-5,8/2,2-4,3 ГГц, 36 Мбайт L3);
  • Intel Core i9-12900K (Alder Lake, 8P+8E-ядер, 3,5-5,3/2,4-3,9 ГГц, 30 Мбайт L3).
• Процессорный кулер: кастомная СЖО EKWB.
• Материнские платы:
  • 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 (Socket AM5, AMD X670).
• Память:
  • 2 × 16 Гбайт DDR4-3600 SDRAM, 16-18-18-38 (Crucial Ballistix RGB BL2K16G36C16U4BL);
  • 2 × 16 Гбайт DDR5-6000 SDRAM, 32-38-38-80 (Kingston Fury Renegade DDR5 RGB KF560C32RSAK2-32).
• Видеокарта:
• GIGABYTE GeForce RTX 4090 Gaming OC (AD102 2235/2535 МГц, 24 Гбайт GDDR6X 21 Гбит/с).
• Дисковая подсистема: Intel SSD 760p 2 Тбайт (SSDPEKKW020T8X1).
• Блок питания: ASUS ROG-THOR-1200P (80 Plus Titanium, 1200 Вт).

Настройки подсистем памяти выполнялись по XMP-профилям. Socket AM4-процессоры тестировались с DDR4-3600, а Socket AM5 и LGA1700 – с DDR5-6000. Установленные спецификациями ограничения процессоров по потреблению были активированы во всех случаях, кроме специального дополнительного прогона тестов Core i9-13900K, результаты которого отмечены на диаграммах пометкой «∞ Вт».

Описание использовавшихся для измерения вычислительной производительности инструментов:

Комплексные бенчмарки:

• Futuremark PCMark 10 Professional Edition 2.1.2574 — тестирование в сценариях Essentials (обычная работа среднестатистического пользователя: запуск приложений, сёрфинг в интернете, видеоконференции), Productivity (офисная работа с текстовым редактором и электронными таблицами), Digital Content Creation (создание цифрового контента: редактирование фотографий, нелинейный видеомонтаж, рендеринг и визуализация 3D-моделей).
• 3DMark Professional Edition 2.22.7359 — тестирование в сценарии CPU Profile 1.1 с одним и восемью активными потоками, а также при максимально возможной процессорной нагрузке.

Приложения:

• 7-zip 22.00 — тестирование скорости архивации. Измеряется время, затрачиваемое архиватором на сжатие директории с различными файлами общим объёмом 4,6 Гбайт. Используется алгоритм LZMA2 и максимальная степень компрессии.
• Adobe Photoshop 2023 24.0.0 — тестирование производительности при обработке графических изображений. Измеряется скорость выполнения тестового скрипта Procyon Photo Editing, моделирующего типичную обработку изображения, сделанного цифровой камерой.
• Adobe Photoshop Lightroom Classic 12.0.1 — тестирование производительности при пакетной обработке серии изображений в RAW-формате. Измеряется скорость выполнения тестового скрипта Procyon Photo Editing, моделирующего цветокоррекцию и редактирование набора из 130 фото.
• Adobe Premiere Pro 2023 23.0.0 — тестирование производительности при редактировании видео. Измеряется скорость выполнения тестового скрипта Procyon Video Editing, моделирующего подготовку к публикации на YouTube ролика, составленного из 4K-фрагментов, снятых на камеру GoPro.
• Agisoft Metashape 1.8.5 – измерение скорости фотограмметрии и построения 3D-модели местности по снимкам с воздуха. В тесте используется набор из 50 фото, снятых дроном DJI Phantom 4 Pro.
• Blender 3.3.1 — тестирование скорости финального рендеринга в одном из популярных свободных пакетов для создания трёхмерной графики. Измеряется продолжительность построения финальной модели classroom из Blender Benchmark.
• Handbrake 1.6.0 – тестирование скорости транскодирования 2160p@24FPS AVC-видео с битрейтом около 42 Мбит/с в более продвинутые форматы. Используются программные кодировщики x265 и AV1 (SVT).
• Mathworks Matlab R2022b (9.13.0) — тестирование скорости инженерных и математических расчётов в популярном математическом пакете. Используется стандартный бенчмарк, в который входят матричные и векторные операции, решение дифференциальных и симметричных разреженных линейных систем уравнений, а также построение 2D- и 3D-графиков.
• Microsoft Visual Studio 2022 (17.4.1) — измерение времени компиляции крупного MSVC-проекта — профессионального пакета для создания трёхмерной графики Blender версии 3.3.0 Alpha.
• POV-Ray 3.7 — тестирование скорости рендеринга методом трассировки лучей. Измеряется производительность выполнения встроенного бенчмарка.
• Stockfish 15.0 — тестирование скорости работы популярного шахматного движка. Измеряется скорость перебора вариантов в позиции «1q6/1r2k1p1/4pp1p/1P1b1P2/3Q4/7P/4B1P1/2R3K1 w».
• Topaz Video Enhance AI v2.6.4 — тестирование производительности в основанной на ИИ программе для улучшения детализации видео. В тесте используется исходное видео в разрешении 640×360, которое увеличивается в два раза с использованием модели Artemis High Quality v12.
• V-Ray 5.00 — тестирование производительности работы популярной системы рендеринга при помощи стандартного приложения V-Ray Benchmark Next.
• VeraCrypt 1.25.9 – тестирование криптографической производительности. Используется встроенный в программу бенчмарк, задействующий тройное шифрование Kuznyechik-Serpent-Camellia.

Игры:

• Chernobylite. Разрешение 1920 × 1080: Graphics Quality = Ultra. Разрешение 3840 × 2160: Graphics Quality = Ultra.
• Civilization VI: Gathering Storm. Разрешение 1920 × 1080: DirectX 12, MSAA = 4x, Performance Impact = Ultra, Memory Impact = Ultra. Разрешение 3840 × 2160: DirectX 12, MSAA = 4x, Performance Impact = Ultra, Memory Impact = Ultra.
• Cyberpunk 2077. Разрешение 1920 × 1080: Quick Preset = Ultra + RayTracing: Medium. Разрешение 3840 × 2160: Quick Preset = Ultra + RayTracing: Medium.
• Far Cry 6. Разрешение 1920 × 1080: Graphics Quality = Ultra, HD Textures = On, Anti-Aliasing = TAA. Разрешение 3840 × 2160: Graphics Quality = 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, Variable Rate Shading = Quality. Разрешение 3840 × 2160: 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, Variable Rate Shading = Quality.
• Horizon Zero Dawn. Разрешение 1920 × 1080: Preset = Ultimate Quality. Разрешение 3840 × 2160: Preset = Ultimate Quality.
• Marvel’s Guardians of the Galaxy. Разрешение 1920 × 1080: Graphics Preset = Ultra. Разрешение 3840 × 2160: Graphics Preset = Ultra.
• Mount & Blade II: Bannerlord. Разрешение 1920 × 1080: Overall Preset = Very High. Разрешение 3840 × 2160: Overall Preset = Very High.
• Serious Sam: Siberian Mayhem. Разрешение 1920 × 1080: Vulkan, CPU Speed = Ultra, GPU Speed = Ultra, GPU Memory = Ultra. Разрешение 3840 × 2160: Vulkan, CPU Speed = Ultra, GPU Speed = Ultra, GPU Memory = Ultra.
• Shadow of the Tomb Raider. Разрешение 1920 × 1080: DirectX12, Preset = Highest, Anti-Aliasing = TAA. Разрешение 3840 × 2160: DirectX12, Preset = Highest, Anti-Aliasing = Off.
• The Riftbreaker. Разрешение 1920 × 1080: DirectX12, Texture Quality = High, Raytraced soft shadows = On, Ray traced shadow quality = Ultra, Raytraced ambient occlusion = On. Разрешение 3840 × 2160: DirectX12, Texture Quality = High, Raytraced soft shadows = On, Ray traced shadow quality = Ultra, Raytraced ambient occlusion = On.
• Watch Dogs Legion. Разрешение 1920 × 1080: DirectX 12, Quality = Ultra, RTX = Off, DLSS = Off. Разрешение 3840 × 2160: DirectX 12, DirectX 12, Quality = Ultra, RTX = Off, DLSS = Off.

Во всех игровых тестах в качестве результатов приводится среднее количество кадров в секунду, а также 0,01-квантиль (первая перцентиль) для значений FPS. Использование 0,01-квантиля вместо показателей минимального FPS обусловлено стремлением очистить результаты от случайных всплесков производительности, которые были спровоцированы не связанными напрямую с работой основных компонентов платформы причинами.

⇡#Производительность в комплексных тестах

С точки зрения усреднённой производительности, которую увидит среднестатистический непритязательный пользователь, Core i9-13900K стал быстрее предшественника на 7-9 %. Именно такую оценку выдаёт PCMark 10 — бенчмарк, измеряющий быстродействие в распространённых сценариях домашней или офисной работы. Это — не слишком впечатляющий прирост, и его не хватает для того, чтобы Core i9-13900K можно было назвать недосягаемым лидером. Новый флагманский процессор компании AMD, Ryzen 9 7950X, способен предложить лучшее быстродействие как минимум в сценарии Digital Content Creation, посвящённом творческой работе над цифровым контентом. Таким образом, в самом начале тестирования мы установили, что 24 ядра и рекордные максимальные тактовые частоты не дают оснований называть Core i9-13900K быстрейшим процессором современности. Контрпример нашёлся сразу, и очевидно, что он будет далеко не один.

Тест 3DMark CPU Profile позволяет оценить производительность CPU при расчётах физики игровой среды и моделировании действий игровых NPC. Особенность этого теста в том, что он показывает, как ведут себя процессоры при работе с различным числом вычислительных потоков, и для тестирования продуктов Intel с гибридной архитектурой это очень полезно. Например, при однопоточной или максимально распараллеленной нагрузке Core i9-13900K обходит Ryzen 9 7950X всего на 1-2 %. Однако восьмипоточная нагрузка показывает совсем иное соотношение сил — в этом случае флагманский Raptor Lake быстрее на 9 %.

Неоднородно выглядит и преимущество Core i9-13900K перед Core i9-12900K. В случае ограниченного числа потоков новый процессор быстрее предшественника на 11-12 %, но зато если речь идёт о максимальной нагрузке, где новинка может задействовать весь свой арсенал из 24 ядер, её преимущество возрастает до 38 %.

Многопоточный вариант 3DMark CPU Profile позволяет увидеть и преимущество Core i9-13900K перед самим собой в случае снятых ограничений по потреблению. Впрочем, оно здесь не слишком впечатляет — работа вне 253-Вт ограничения позволяет отвоевать лишь 2 % дополнительной производительности.

Производительность в приложениях

Ресурсоёмкие приложения — та среда, где Raptor Lake может убедительно проявить свои сильные стороны. Всё-таки для 24 ядер нужна соответствующая нагрузка, и большинство современных приложений для создания и обработки контента её способны создать без особого труда. В результате на диаграммах в этом разделе отчётливо проявляются преимущества Core i9-13900K. В среднем по 15 приложениям он оказывается быстрее старшего Alder Lake на 24 %, причём здесь свой вклад, очевидно, вносят не только дополнительные E-ядра, но и возросшие частоты и увеличенный объём кеш-памяти. Более того, среди тестовых задач встречаются такие, где прирост быстродействия достигает почти полуторакратного размера. Подобная картина наблюдается при шифровании тройным алгоритмом Kuznyechik-Serpent-Camellia, при перекодировании видео кодером SVT-AV1 или при рендеринге в V-Ray.

Также некоторые тяжелые приложения очень чутко реагируют на отмену предела потребления Core i9-13900K. Оказывается, в отдельных ситуациях таким путём можно получить прирост до 10 %. Яркие примеры: компиляция C++-проекта в Visual Studio 2022 или анализ шахматной позиции движком Stockfish 15.

Более того, при условии отмены 253-Вт предела Core i9-13900K удаётся превзойти по средней производительности в ресурсоёмких задачах и конкурирующий Ryzen 9 7950X: Raptor Lake выдаёт лучший результат в девяти тестах из пятнадцати. Но если говорить о сравнении этих процессоров с действующими пределами потребления, то Core i9-13900K и Ryzen 9 7950X примерно сопоставимы по производительности с перевесом в ту или иную сторону в зависимости от характера приложения. Стоит заметить, что в тестах, которые мы делали для обзора Ryzen 9 7950X, результаты Core i9-13900K были чуть хуже, но для данного обзора нам достался более удачный экземпляр Raptor Lake, способный удерживать немного более высокие частоты при 253-Вт лимите.

Рендеринг:

Обработка фото:

Фотограмметрия:

Математические расчёты:

Работа с видео:

Перекодирование видео:

Компиляция:

Архивация:

Шахматы:

Шифрование:

Производительность в играх. Тесты в разрешении 1080p

С выходом Core i9-13900K компании Intel удалось убедительно подтвердить, что она знает, как делать лучшие процессоры для игр. На данной итерации она вновь обеспечила очень весомый отрыв от процессоров конкурента именно по игровой производительности. Core i9-13900K обошёл Ryzen 9 7950X по средней частоте кадров на 18 %, а по минимальному FPS — на 25 %. Однако этот результат получен в разрешении Full HD при использовании самой быстрой на сегодняшний день видеокарты GeForce RTX 4090, то есть в условиях, когда геймерская нагрузка максимально перенесена на CPU. Поэтому воспринимать его нужно не столько количественно, сколько качественно: Core i9-13900K — самый быстрый игровой процессор; кандидатов, способных поспорить с ним за это звание, на данный момент нет; а конкретная величина преимущества, которое даст в играх Raptor Lake, будет всецело зависеть от того, насколько мощная видеокарта используется в системе.

Кстати, почти настолько же, насколько Core i9-13900K оказался быстрее Ryzen 9 7950X, он превзошёл и своего предшественника. А это значит, что обладателям игровых компьютеров с мощными видеоподсистемами нелишним будет заменить Core i9-12900K процессором более нового поколения, благо для этого не нужно менять ни материнскую плату, ни память.

Есть и ещё одно важное наблюдение: геймерам нет никакого смысла повышать предел потребления Core i9-13900K. Игры не создают такой нагрузки, которая могла бы заставить этот процессор затребовать больше 253 Вт, поэтому отмена этого предела не приводит к изменению частоты кадров. Более того, как было показано выше, энергопотребление Core i9-13900K в геймерских системах можно ограничить и более консервативной величиной около 200 Вт без какого-либо ущерба для игровой производительности.

Производительность в играх. Тесты в разрешении 2160p

С появлением на рынке графических карт семейства GeForce RTX 4000 тестирование игровой производительности процессоров в разрешении 4K обрело явный практический смысл. GeForce RTX 4090 — настолько мощная видеокарта, что в большинстве игр она не сдерживает процессорную производительность с максимальными настройками качества даже в таком разрешении. Поэтому теперь игрокам с 4K-мониторами стоит изучать тесты процессоров внимательнее — от правильного выбора CPU прямо зависит их геймерский комфорт. И Core i9-13900K способен обеспечить больше такого комфорта, нежели любой другой современный CPU. Даже в 4K он сохраняет среднее преимущество на уровне 5 % перед Core i9-12900K и порядка 8 % — перед Ryzen 9 7950X.

Выводы

Сейчас, когда оба производителя x86-процессоров взяли хороший темп обновления своих продуктов и имеют на руках первоклассные архитектуры процессорных ядер, выделить однозначно лучший CPU практически невозможно. Оценки будут зависеть от массы факторов — выбранного круга задач, индивидуальных предпочтений пользователя и остального состава платформы. Появление новинок, относящихся к поколениям Raptor Lake и Zen 4, ничего в этой ситуации не изменило. Как рассмотренный сегодня Core i9-13900K, так и протестированный чуть ранее Ryzen 9 7950X — очень достойные CPU для современных систем, у каждого из которых есть свои сильные стороны и свои особенности.

Пожалуй единственное, что можно утверждать со стопроцентной определённостью, — это то, что Intel в этот раз убедительно переиграла конкурента по игровой производительности. Core i9-13900K — лучший на данный момент процессор для геймерских конфигураций, превосходство которого над Ryzen 9 7950X по частоте кадров в играх можно назвать радикальным. В частности, в Full HD и при использовании GeForce RTX 4090 оно приближается к 20 %, и это даже больше того разрыва, который в своё время существовал в игровой производительности самых первых Ryzen и процессоров семейства Skylake. И надеяться на исправление этой катастрофичной для AMD ситуации раньше выхода представителей серии Ryzen 7000, усиленных 3D-кешем (а сроки их появления на рынке пока не определены), не стоит.

В то же время столь убедительное доминирование Core i9-13900K в играх совершенно не переносится на ресурсоёмкие приложения. В них новый процессор Intel лидером уже не является, демонстрируя примерно такую же производительность, как и у Ryzen 9 7950X. Правда, стоит учесть, что речь идёт исключительно о ситуации в среднем. Raptor Lake сильно отличается по своему строению и архитектуре от Zen 4, потому в зависимости от характера того или иного приложения где-то Core i9-13900K превосходит Ryzen 9 7950X, а где-то — наоборот. Так что единого рецепта по выбору процессора для компьютера—рабочей станции быть не может: всё зависит от видов нагрузок.

В преддверии анонса Core i9-13900K много говорилось о том, что это — чрезвычайно горячий процессор. В действительности всё оказалось не настолько страшно. Энергопотребление этого CPU ограничено величиной 253 Вт, и в таких условиях его нагрев вполне реально удерживать в пределах 90 градусов. Но это ограничение скрадывает несколько дополнительных процентов вычислительной производительности. Смещение границы потребления в большую сторону может добавить до 10 % быстродействия в многопоточных задачах, что сделает Core i9-13900K победителем и в дисциплине «рабочие приложения». Правда, для этого потребуется соответствующая система охлаждения — «в прыжке» Core i9-13900K способен выделять до 350 Вт тепла, и справиться с таким тепловыделением очень непросто.

Но ещё сильнее, чем запредельное потенциальное потребление Core i9-13900K, поражает другая вещь — насколько ощутимо Intel удалось увеличить производительность этого процессора по сравнению с предшественником в лице Core i9-12900K. Не трогая микроархитектуру и пользуясь главным образом экстенсивными методами, инженерам удалось добиться 16-процентного прироста быстродействия в играх и 25-процентного — в рабочих нагрузках. Причём всё это произошло без смены платформы: в рамках старого сокета, без необходимости в новых материнских платах и в новой памяти. И благодаря этому Core i9-13900K выглядит не только как хороший вариант для нового высокопроизводительного ПК, но и как отличный апгрейд для систем годичной давности, построенных на процессорах поколения Alder Lake.