小核作用有多大?Core i9-13900K禁用小核 VS 启用小核,实测出炉

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从12代酷睿处理器开始,英特尔效仿手机处理器,开始采用大小核混合设计,这种模式的主要目的是为了平衡处理器的性能和功耗。大核性能高,但是功耗也高,小核性能相对较低,但是功耗也较低,可以在机器处于低负荷状态下接管任务,从而降低整个处理器的功耗。
这套机制最终能奏效,关键在于处理器、操作系统和具体的应用程序对CPU运行负载的分配、调度机制是否合理、高效,这是最关键核心的部分。
如果在机器需要高性能的时候,不能让处理器充分发挥出来性能,就会造成性能瓶颈。或者在低负载,需要低功耗的时候,大核不能顺利把任务交给小核,都只会起到各得其反的作用,那也起不到降低功耗的目的。
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这种事情并不是没有发生过,在12代酷睿处理器发布之后最初的一段时间,的确有很多吐槽,但是之后英特尔、微软和主流软件公司一直在配合优化,体验越来越好。
不过时至今日,仍然有一部分朋友对英特尔的这种“大小核”架构不以为然,认为花拳绣腿的噱头,中看不中用,还有部分朋友认为小核根本没用等等。
今天笔者将为大家分享一个“有趣”的测试,让Core i9-13900K分别在禁用小核和启用小核两种模式下进行一场游戏性能PK对比,看看彼此有哪些区别,这样就可以间接地检验小核到底有多大作用。
一、参数对比
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Core i9-13900K发布于2022年9月27日,采用10纳米工艺,拥有8个P核,16个E核,总共24个内核32线程,标准运行频率为3.0 GHz,最高运行频率为5.8 GHz,搭载32MB二级缓存,36MB智能缓存,建议零售价为589美元。
二、测试平台配置
主要硬件配置如下:
主板是华硕ROG Strix Z790-E Gaming,内存是32GB DDR5 6000MHz,硬盘为两块三星970 EVO M.2 2280 1TB,显卡是GeForce RTX 4090 24GB,操作系统为Windows 11。
三、游戏实测
以下将分别测试八款游戏,均采用1080P画质模式,左边代表禁用小核平台,右边代表开启小核平台的正常模式。
郑重提醒一下大家:和以往的游戏评测不一样,这次关注的重点并不是最终的平均帧速和帧时间,因为即使禁用了小核,Core i9-13900K仍然可以通过使用更多大核性能来弥补、追平,所以,预计在最终平均帧速和帧时间方面的成绩,两个平台不会有太大的区别。
这场对比的关注重点是:Core i9-13900K在禁用小核和启用小核两种工作模式下,其CPU的使用率、功耗和温度方面有哪些区别。
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第一款游戏是《死亡回归》。
禁用小核平台的平均帧速为187 FPS,最低瞬时帧速为139 FPS,帧时间为5.6ms,CPU使用率为23%,功耗为63W,温度为55度,内存使用量为9.9GB,GPU使用率为93%,显存使用量为6.2GB,功耗为237W,温度为46度。
启用小核平台的平均帧速为189 FPS,最低瞬时帧速为151 FPS,帧时间为5.1ms,CPU使用率为12%,功耗为66W,温度为52度,内存使用量为13.2GB,GPU使用率为95%,显存使用量为6.8GB,功耗为238W,温度为47度。
在这款游戏中,两个平台的最终成绩基本持平,启用小核平台的成绩略微强一点,最低瞬时帧速比对手高不少,很平衡,内量使用量比对手将近高4GB,GPU和显存使用量也略高一点。
在最重要CPU的部分,禁用小核平台的CPU使用率将近是启用小核平台的2倍,相当于启用小核平台的小核起到、发挥出了和大核相同的性能(也就是另外的11%),功耗和方面二者基本没有区别。
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第二款游戏是《荒野大镖客救赎2》。
禁用小核平台的平均帧速为170 FPS,最低瞬时帧速为121 FPS,帧时间为5.6ms,CPU使用率为68%,功耗为102W,温度为59度,内存使用量为13.0GB,GPU使用率为76%,显存使用量为5.3GB,功耗为235W,温度为46度。
启用小核平台的平均帧速为169 FPS,最低瞬时帧速为116 FPS,帧时间为7.2ms,CPU使用率为41%,功耗为101W,温度为56度,内存使用量为11.7GB,GPU使用率为78%,显存使用量为5.3GB,功耗为236W,温度为45度。
在这款游戏中,两个平台的平均帧速仍然基本持平,启用小核平台的GPU使用率只比对手高2%,显存使用量、功耗和温度基本持平,但禁用小核平台的内存使用量比对手高1.3GB。
在CPU方面,禁用小核平台的CPU使用率比对手高27%,这个数字就相当于是启用小核平台的小核起到的作用,在处理器功耗和温度方面,二者仍然基本持平。
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第三款游戏是《赛博朋克2077》。
禁用小核平台的平均帧速为154 FPS,最低瞬时帧速为94 FPS,帧时间为5.8ms,CPU使用率为63%,功耗为100W,温度为59度,内存使用量为9.9GB,GPU使用率为92%,显存使用量为7.1GB,功耗为245W,温度为48度。
启用小核平台的平均帧速为149 FPS,最低瞬时帧速为100 FPS,帧时间为6.5ms,CPU使用率为42%,功耗为109W,温度为58度,内存使用量为9.5GB,GPU使用率为89%,显存使用量为7.2GB,功耗为251W,温度为48度。
在这款游戏中,禁用小核平台的平均帧速略高,但也在误差范围内,仍然可以视为持平,其GPU使用率比对手高3%,显存使用量基本持平,内存使用量高0.4GB左右。
在CPU方面,禁用小核平台的CPU使用率比对手高21%,在处理器功耗和温度方面,二者仍然基本持平,在这种情况下,它调用更多了内存和GPU性能。
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第四款游戏是《杀手3》。
禁用小核平台的平均帧速为231 FPS,最低瞬时帧速为200 FPS,帧时间为4.0ms,CPU使用率为44%,功耗为85W,温度为58度,内存使用量为9.5GB,GPU使用率为76%,显存使用量为4.3GB,功耗为220W,温度为46度。
启用小核平台的平均帧速为239 FPS,最低瞬时帧速为210 FPS,帧时间为4.5ms,CPU使用率为27%,功耗为91W,温度为57度,内存使用量为10.3GB,GPU使用率为77%,显存使用量为4.4GB,功耗为227W,温度为48度。
在这款游戏中,启用小核平台的平均帧速比对手高8 FPS,最低瞬时帧速高10 FPS,这个差距已经不能被忽略了。两个的平台的GPU和显存使用量基本持平,但启用小核平台的内存使用量比对手高0.8GB。
在CPU方面,禁用小核平台的CPU使用率比对手高17%,在处理器功耗和温度方面区别不大,最终在平均帧速方面还是小输于对手。
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第五款游戏是《最后生还者第一部》。
禁用小核平台的平均帧速为228 FPS,最低瞬时帧速为169 FPS,帧时间为4.3ms,CPU使用率为79%,功耗为110W,温度为64度,内存使用量为16.5GB,GPU使用率为98%,显存使用量为8.8GB,功耗为229W,温度为44度。
启用小核平台的平均帧速为224 FPS,最低瞬时帧速为165 FPS,帧时间为4.9ms,CPU使用率为38%,功耗为116W,温度为62度,内存使用量为18.7GB,GPU使用率为98%,显存使用量为8.7GB,功耗为232W,温度为48度。
在这款游戏中,两个平台的平均帧速仍然基本持平,GPU和内存使用量也基本持平,但禁用小核平台的内存使用量比对手高2.2GB。
在CPU方面,禁用小核平台的CPU使用率比对手高41%,在处理器功耗和温度方面,二者仍然区别不大。
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第六款游戏是《霍格沃茨之遗》。
禁用小核平台的平均帧速为73 FPS,最低瞬时帧速为60 FPS,帧时间为13.3ms,CPU使用率为32%,功耗为66W,温度为55度,内存使用量为21.1GB,GPU使用率为56%,显存使用量为10.3GB,功耗为189W,温度为43度。
启用小核平台的平均帧速为74 FPS,最低瞬时帧速为64 FPS,帧时间为12.9ms,CPU使用率为16%,功耗为85W,温度为54度,内存使用量为19.0GB,GPU使用率为60%,显存使用量为10.3GB,功耗为210W,温度为50度。
在这款游戏中,两个平台的平均帧速仍然基本持平,启用小核平台的GPU使用率只比对手高4%,显存使用量、功耗和温度基本持平,但禁用小核平台的内存使用量比对手高近2GB。
在CPU方面,禁用小核平台的CPU使用率比对手高16%,刚好是一倍,和第一款游戏中很类似,在处理器功耗方面,启用小核平台高19W,温度仍然基本持平。
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第七款游戏是《微软飞行模拟器》。
禁用小核平台的平均帧速为66 FPS,最低瞬时帧速为58 FPS,帧时间为17.0ms,CPU使用率为34%,功耗为81W,温度为62度,内存使用量为12.2GB,GPU使用率为43%,显存使用量为7.0GB,功耗为152W,温度为42度。
启用小核平台的平均帧速为72 FPS,最低瞬时帧速为63 FPS,帧时间为13.1ms,CPU使用率为16%,功耗为78W,温度为60度,内存使用量为12.1GB,GPU使用率为45%,显存使用量为6.8GB,功耗为166W,温度为43度。
在这款游戏中,启用小核平台的平均帧速略胜一筹,高出6 FPS,不过也不大。启用小核平台的GPU使用率只比对手高2%,显存使用量和温度基本持平,两个平台的内存使用量基本持平。
在CPU方面,禁用小核平台的CPU使用率比对手高18%,已经超出了一倍,在处理器功耗和温度方面,二者仍然基本持平。
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第八款游戏是《极限竞速地平线5》。
禁用小核平台的平均帧速为274 FPS,最低瞬时帧速为162 FPS,帧时间为3.7ms,CPU使用率为54%,功耗为89W,温度为55度,内存使用量为12.3GB,GPU使用率为79%,显存使用量为6.9GB,功耗为204W,温度为44度。
启用小核平台的平均帧速为281 FPS,最低瞬时帧速为176 FPS,帧时间为3.8ms,CPU使用率为25%,功耗为90W,温度为55度,内存使用量为12.4GB,GPU使用率为87%,显存使用量为6.8GB,功耗为212W,温度为46度。
在这款游戏中,情况和前一款很类似,启用小核平台的平均帧速稍微高一点,但只高出7 FPS。启用小核平台的GPU使用率比对手高8%,显存使用量和温度仍然基本持平。
在CPU方面,禁用小核平台的CPU使用率比对手高29%,也超出了一倍,在处理器功耗和温度方面,二者仍然基本持平。
四、对比总结
对比结果很明显,在Core i9-13900K在启用小核的工作模式下,它的功耗并没有比禁用小核模式高太多,基本持平,但是启用小核所带来的性能提升是非常给力的。
在禁用小核模式下,CPU高出来的部分,大致就相当于在启用小核下,小核所发挥出的性能,这个数字和比例并不是固定的,取决于具体的应用程序。
最后的结论就是,英特尔在最新两代处理器中所采用“大小核”架构并不是噱头,小核起到的作用非常大,令人印象深刻,是值得肯定的。