文/圖馬宇川
主闆采用了豪華的12相供電設計,由高效電感、尼吉康12K白金電容、超級雙芯MOS等高品質元器件組成。
可以看到,在外形上至強E5-2699V4(中)與Corei76950X(左)這兩款均采用Broadwell-E架構的處理器完全一樣,比采用四核心設計的Skylake處理器Corei76700K(右)要大很多。
參與本次體驗的主角至強E52699V4(中),以及參與對比的兩位“陪襯”—Corei76950X(左)與Corei76700K(右)。由于專為至強E5處理器設計的英特爾C612服務器芯片組,在核心技術架構上與X99芯片組并無太大區别,再加上英特爾對X99芯片組并未像100系芯片組那樣進行刻意的封鎖屏蔽(整個100系芯片組都無法使用至強E3處理器),因此這就為X99芯片組賦予了非常強的處理器支持能力。可能之前如果問你:“X99與Z170主闆,那款主闆支持的CPU更多?”不少人會選擇Z170,畢竟X99在消費級處理器上給我們留下印象的隻有那麼幾款Corei7。但事實上根據我們的統計—一款不斷進行BIOS升級的X99主闆,如體驗中使用的這款華擎玩家至尊X99殺手版/3.1主闆可以使用多達92款處理器。而Z170主闆可支持的處理器到截稿時為止總共就隻有25款處理器。讓X99具備如此強的擴展能力的關鍵,就在于它對至強的支持—這款主闆可以使用從V3到V4版本的所有至強E5處理器,其支持的消費級處理器反而隻有僅僅6款。
因此正是英特爾對X99的“仁慈”,使得X99主闆具備異常強大的處理器支持能力。不過本來X99主闆是為消費級處理器設計的,如今卻要搭配最多可達22核心的至強E5處理器,它在硬件上,特别是供電系統上是否具備這一能力呢?而從理論上以及根據我們對業内工程師的咨詢來看,X99要擔當這一任務則是小菜一碟。首先22核心的至強E5-2699V4處理器的TDP熱設計功耗隻有145W,僅比Corei76950X多了5W。原因在于雖然它的核心數大幅增加,但基準工作頻率卻降低至2.2GHz,因此功耗不會增加太多。其次由于X99主闆在消費級主闆中屬高端産品,一般至少采用6~8相供電。即便隻采用6相供電,每相供電輸出40W,6相供電總共也可輸出240W,應對145W的處理器可以說綽綽有餘。
而在現實中,不少X99主闆的做工、用料可謂更加豪華。如我們體驗中使用的華擎玩家至尊X99殺手版/3.1主闆實際上采用了多達12相供電設計,每相供電電路由可承載60A電流的高效電感、尼吉康12K白金電容,以及内部整合了上橋與下橋,提供了更大的矽芯片面積,降低了導通電阻,具備更高能耗比的超級雙芯MOS組成,其12相供電電路最高可支持輸出1300W的功率。因此理論上來看,它完全可以支持E52699V4處理器這樣的産品。後面我們也會在這款主闆上對E5-2699V4進行穩定性測試,以驗證是否如此。
那麼如果22核心的E5-2699V4可以在X99主闆上穩定運行,它在消費級應用中是否可以帶來比普通處理器更好的使用效果?為了讓各位讀者有更直觀地認識,我們将采用Corei76950X這一消費級産品中的極緻版處理器,以及像Corei76700K這樣典型的旗艦級四核心處理器與它進行對比測試。測試軟件方面,由于我們主要是側重消費級應用,因此不會再使用像SPECCPU2006這類服務器、工作站軟件來測試,而是将通過更多的消費級軟件、應用、遊戲進行體驗。
X99主闆+至強E52699V4處理器穩定性與功耗測試
首先我們進行的不是性能測試、遊戲體驗,而是驗證至強E5-2699V4處理器是否能在X99主闆上穩定工作。畢竟隻有能穩定工作了,後面的一切體驗才有實際意義。首先第一步我們需要讓X99主闆可以正常點亮至強E5-2699V4處理器,不少X99主闆是在2015年就已上市的産品,因此如使用2015年的BIOS它們極有可能無法點亮Broadwell-E處理器。所以首先做的第一步就是尋找并升級最新BIOS。而在我們體驗的這款玩家至尊X99殺手版/3.1上,它在今年連發了三版BIOS,其中有一版BIOS明确指出“支持2016Q2新CPU”,這指的就是Broadwell-E。所以隻要升級最新BIOS,至強E5-2699V4即可在X99主闆上正常工作。
而驗證穩定的方法很簡單,就是長時間運行對CPU占用率最大,可使44條工作線程滿載的Prime95In-placelargeFFTs烤機測試,看是否會出現藍屏以及不穩定現象。而結果令人滿意,在運行1小時Prime95In-placelargeFFTs測試時,系統的工作完全穩定。那麼主闆供電部分的發熱量大嗎?
結果同樣讓人驚喜,這顆22核心處理器在華擎玩家至尊X99殺手版/3.1主闆滿載運行1小時時,主闆供電部分的發熱量并不高,最高溫度點溫度為67.6℃,供電區域平均溫度僅54.2℃,與普通處理器帶來的供電發熱量相差無幾。究其原因還是在于至強E5-2699V4處理器的頻率大幅降低,TDP也僅有145W。同時在處理器發熱量表現上,至強E5-2699V4處理器的表現也很不錯,滿載時的溫度隻有55℃左右,我們搭配的是海盜船H110一體式水冷散熱器。因此用戶隻需采用較好的一體式水冷散熱器,即可有效壓制E52699V4。
首先我們需要升級主闆BIOS,讓主闆可以支持Broadwell-E與至強E5V4系列處理器。
在烤機一小時時,主闆供電部分的發熱量并不大。采用像海盜船H110這類性能較好的一體式水冷散熱器,即可輕松壓制22核心處理器。
通過關閉節能技術、調節外頻,22核心處理器的頻率也可進行小幅優化。低功耗22核心處理器也可超頻
頻率方面,在默認頻率下至強E52699V4的表現的确相當一般,大部分時間的頻率工作在2.2GHz~2.8GHz下,鮮能達到“傳說”中的3.6GHz加速頻率,在一些CPU低負載的遊戲場景下,它的頻率甚至會掉落到1.2GHz左右。總體來看其工作頻率并不穩定,經常變動頻率。那麼是否還能對它進行超頻呢?“對一款22核心處理器進行超頻,你瘋了嗎?”不少同事聽到這個想法都是這樣的第一反應。然而事實是我們的确還能在X99主闆上對E52699V4進行一定的頻率優化。首先從測試來看,如在玩家至尊X99殺手版/3.1主闆上關掉SPEEDSTEP節能技術,處理器的頻率就可穩定在2.8GHz工作,不會出現掉頻。另一方面,雖然E5-2699V4無法通過調節倍頻進行超頻,但它的外頻還有很小的調節空間—可以将外頻提升到103MHz并穩定工作,這樣在關閉節能技術的環境下,E5-2699V4的頻率就可長時間穩定在約2.88GHz左右。
此外需要提及的是,從實際功耗來看,至強E5-2699V4處理器在電源上也不會為用戶帶來太大的負擔。其在待機狀态下的整機功耗隻有約78W,在運行Prime95In-placelargeFFTs測試滿載狀态下的平台功耗也隻有238W。如将頻率提升到2.88GHz,平台功耗也僅上升到約250W左右,如再加上一塊TDP熱設計功耗為180W的GTX1080,其主要功耗也僅僅隻有250W+180W=430W。就算再加上其他硬盤、主闆、内存等低能耗配件,一台總功率為600W的電源也能輕松滿足E5-2699V4整機的需要。經過頻率優化,在普通用戶經常使用的魯大師CPU性能測試中,它的CPU性能達到333994分,僅次于一些雙路、四路系統,你的分數能趕上它嗎?
處理器性能測試
測試點評:首先從處理器性能測試來看,毫無疑問,22核心的至強E5-2699V4顯然具有優勢,它在大部分測試中取得了壓倒性的勝利—在SiSoftwareSandra處理器算術性能測試中,Corei76950X的運算性能隻有它的55%,Corei76700K更隻有它的31.5%。不過從這些理論測試中,至強E5-2699V4的軟肋也明顯地凸顯出來:那就是由于頻率偏低所緻,CPU單線程性能不佳。在默認頻率下的PerformanceTest9.0CPU單線程性能測試中,它的單線程性能僅達到Corei76950X的68%,Corei76700K的61%。不過通過我們的頻率優化,2.88GHz至強E5-2699V4的單線程性能則有一定改善,提升了約9.6%至1668,但與消費級Corei7處理器相比還是存在較大距離。同樣,在反映CPU單線程性能的SuperPi一百萬位測試也是如此。即便經過頻率優化的至強E5-2699V4的運算耗時也比Corei76700K多了足足4秒。總體來看至強E5-2699V4的最大優勢就是那十分強大的多線程運算性能,那麼這能給它在消費級應用中帶來好處嗎?
在《奇點灰燼》這款DirectX12遊戲中,至強E5-2699V4(上)相對于Corei76700K(下)的優勢是相當驚人的,默認頻率下的幀速領先幅度達到了10fps。遊戲應用測試
測試點評:而在遊戲測試中的體驗結果,則讓我們略有意外。首先在較老的DirectX11遊戲中,Corei76700K還是有明顯的優勢。如在《神偷4》中,2.88GHz下的至強E5-2699V4的平均幀速也落後了Corei76700K約7fps。但是在DirectX12遊戲中,至強E5-2699V4的優勢就逐漸體現出來,特别是當我們将其頻率優化到2.88GHz、工作頻率接近Corei76950X後,它就在3DMarkTimeSpy、《古墓麗影:崛起》、《奇點灰燼》三個DirectX12遊戲測試中均超越了頻率在4.0GHz的Corei76700K。如在側重CPU運算的《奇點灰燼》遊戲場景中,盡管二者使用了相同的GeForceGTX1080顯卡,但至強E5的領先優勢卻達到了12fps;在《古墓麗影:崛起》中,至強E5-2699V4的幀速優勢也有3.5fps。
原因很簡單,在DirectX12API上,微軟将CPU部分控制功能放開,使得程序員可以自行控制,因此在多線程優化上能夠做得更為出色。DirectX12對CPU的工作負載能夠比較均衡地分配在各個處理器核心上,各核心都能得到比較有效的遊戲負載,其餘的一些諸如DirectX驅動、用戶控制、DirectXRuntime等,也能有效的多線程化。遊戲的繪制調用數量能得到非常顯著的增加,系統負載延遲能夠降低至15ms以内,對應的結果就是帶來更高的遊戲幀率。因此在DirectX12遊戲上,四核心以上的處理器能獲得更好的表現。當然,DirectX12對于超多核心處理器的優化也不是無限度的,2.88GHz下的至強E5-2699V4相比Corei76950X,在DirectX12遊戲下的領先幅度就不是太大,但總體來看,2.88GHz至強E5-2699V4還是存在小幅優勢。
在軟件應用中,22核心處理器的優勢還是體現在渲染與科學運算上,經過頻率優化後的至強E5-2699V4在CINEBENCHR15渲染中簡直無人能敵。
消費級應用測試
測試點評:與理論性能測試相近,在一些側重處理器運算的軟件應用中,至強E5-2699V4可以發揮出很大的優勢。如反映Cinem4D渲染能力的CINEBENCHR15渲染性能測試,E5-2699V4的渲染能力達到Corei76700K的2.3倍;在EXCEL的金融方程式運算中,經過頻率優化的至強E5-2699V4任務完成時間甚至隻有約1.5秒,僅有Corei76950X耗時的54%、Corei76700K耗時的43.4%。不過在其他一些消費級軟件中,超多核心處理器的重要性就難以發揮出來,包括傳統上認為工作主要是密集型多線程運算的轉碼軟件中。首先在Foobar2000FLAC音頻轉MP3應用中,Corei76950X以上的多核心處理器相對于Corei76700K的任務消耗時間的确明顯縮短了3秒。但Corei76950X與至強E5-2699V4之間就沒有明顯區别了,耗時都為7秒。究其原因我們推測是因為這些消費級軟件一般最多隻為8核心、10核心處理器所優化,因此即便核心數增加,多餘的核心數也将無用武之地。
而在MediaEspresso視頻轉碼軟件中,幾款處理器的轉碼時間更基本相同,原因則在于現在的消費級轉碼軟件已經普遍支持GPU編碼、解碼,何必再使用畫質沒有太大改善,但速度要慢很多的CPU轉碼呢?因此在轉碼應用中,22核心處理器也難以發揮出它的優勢。另一方面,在當前僅依賴1~2個CPU線程的消費級軟件則還有不少—PhotoShop就是個典型。而在這類軟件中,單線程性能孱弱的至強E5-2699V4則有很大的劣勢,其在默認頻率下的PhotoShopCS6圖片處理時間比Corei76950X慢了46s,比Corei76700K慢了60.6秒,足足一分鐘。即便經過頻率優化,至強E5-2699V4與Corei76700K的差距也隻縮短在50s左右。最後體驗用戶網頁浏覽、文本處理、照片編輯、視頻聊天與編碼的PCMark8家庭應用性能測試也是如此,Corei76700K以5232總分的明顯優勢領先Corei76950X與至強E5-2699V4。多類軟件對GPU加速的支持,使得當前消費級應用軟件對處理器核心數的要求沒有那麼高,處理器頻率反而成了加快速度的關鍵,因此基準頻率達4.0GHz的Corei76700K自然占盡先機。
對普通用戶意義不大但代表未來趨勢
綜合以上性能、軟件應用、遊戲體驗幾大測試,我們認為從現階段來看,先不論價格,普通用戶使用22核心處理器的意義的确不大。不過從另一方面看,處理器采用更多核心設計在未來卻是一個必然的趨勢。今年開始興起的DirectX12遊戲便是這樣一個證明—隻要能很好地解決工作負載分配問題,那麼無論執行什麼任務,核心數越多的處理器必然會比核心數少的處理器更快。因此随着軟件并行編程技術的發展,更多核心、更多線程對于未來的消費級處理器來說也是一個發展趨勢。當然如果你有相應的經濟實力,想提前體驗一下更加超前的設計、那麼不妨現在就購買一顆至強E5-2699V4,将它超頻穩定到2.88GHz,去體驗那怪獸級的多線程運算能力吧。