Intel Core i9-9900KS 八核心掛 Turbo 5GHz 實測，再次定義遊戲處理器新高度
縱使目前 Intel 不急著在桌上型電腦市場切入製程戰爭，卻也不代表拿 AMD 第三代 Ryzen 處理器沒轍。Intel 今日正式發售全部八核心 Turbo Boost 2.0 時脈達 5GHz 的 Core i9-9900KS，究竟這款官方保超 5GHz 的 Core i9-9900K 效能表現如何，就讓我們來瞧瞧。
官方保超 5GHz
目前 x86 指令集處理器 2 大主要廠商--Intel 與 AMD 產品效能對決得如火如荼、你來我往好不熱鬧，沉寂數年的 DIY 電腦市場死水再度活化，消費者也樂得撿便宜。最明顯的例子，就是 AMD Ryzen 處理器系列開打核心數量戰爭，逼得 Intel 不得不放棄主流市場高階產品長久以來的四核心八執行緒中心思想，第八代 Core 提升至六核心十二執行緒，當前第九代 Core 再增加至八核心十六執行緒。
AMD 也並非省油的燈，經過第一代 Ryzen 處理器的 14nm 製程、第二代 Ryzen 的 12nm 製程，第三代 Ryzen 找來台灣晶圓代工龍頭 TSMC 台積電，直接切入 7nm 製程，並以 chiplet 重複利用光罩設計降低成本，主流市場最高可於 AM4 封裝安排 2 個 CCD 晶粒，將處理器核心數量再推往實體十六核心規格。
無論是 Intel 或是台積電，市場傳言先進製程都遇到相同的問題，省電性與電晶體密度雖在預期之內，但時脈提升程度卻不佳；換個說法，雙方先進製程若要提升時脈，耗電量反而大幅度提升，模糊掉導入新製程的焦點。AMD 尚待台積電的 7nm 製程改良，以便推出更高時脈產品，Intel 目前僅於行動市場導入 10nm 製程，取其省電性與電晶體密度優點。
▲ Intel 第九代 Core 處理器可調整倍頻 K 版規格比較（不包含無內建顯示 F 版）。
導入台積電 7nm 製程，AMD Zen 2 微架構多種需要增加電晶體數量的設計才得以實作，包含 TAGE 分支預測、完整的 AVX2 執行單元、大型 L3 快取。Intel 因應對手此世代產品，於今年 Computex 展期期間宣布將推出 1 款八核心 Turbo Boost 2.0 時脈達 5GHz 的 Core i9-9900KS 處理器，10 月 30 日終於以美金 513 元正式發售，但別高興得太早，Core i9-9900KS 算是 Intel 官方 Core i9-9900K 特選版本，採取限量發售方式銷售，折合新台幣約為 15,650 元不算太貴，傳聞各地區配額早已預訂一空。
▲ Intel Core i5-9600K、Core i7-9700K、Core i9-9900K、Core i9-9900KS 各核心 Turbo Boost 2.0 時脈對照表。（註：不包含 AVX）
Core i9-9900KS 和 Core i9-9900K 對比之下，有幾個變與不變。不變的地方仍採用 LGA1151 腳位、相容目前 Z390 晶片組主機板可調整倍頻、繼續採用 Coffee Lake 微架構、內建顯示繪圖與 DDR4 記憶體規格沒有變動、盒裝產品也都不包含散熱解決方案。
相異的地方除了 Turbo Boost 2.0 各核心時脈不同，TDP 亦增加將近 34％ 來到 127W，在 Intel 官方 Ark 規格資料庫當中，Core i9-9900K 支援 Trusted Execution Technology 可信賴執行技術，Core i9-9900KS 則否。由於 Core i9-9900KS 發售時間點較晚，產品版本均為 R0，針對一些安全性漏洞採取硬體方式修正。
▲ Core i9-9900KS 與 Core i9-9900K 正面外觀相同，僅能從型號與 4.00GHz、3.60GHz 等字樣辨別，內部同樣使用低溫焊錫連結晶粒與 IHS 金屬上蓋。
▲ Core i9-9900KS 與 Core i9-9900K 雙方 LGA1151 金屬觸點以及 MLCC 積層陶瓷電容數量與位置均相同。
空冷散熱器行不行？
Core i9-9900KS 全部核心最大自動超頻時脈均可到 5GHz，連帶影響 TDP 數值飆升至 127W，勉強壓在 PCG 2015D 散熱器 TDP 130W 之下，晶粒 Tjunction 維持 100℃，但 i9-9900K 卻僅有 95W，相信許多人腦袋中浮現與筆者相同的疑問：「9900K 全部核心超頻至 5GHz 很熱，那麼 9900KS 需要直接搭配水冷散熱系統嗎？」
GIGABYTE 近期推出具備 60mm LCD 液晶螢幕 AIO 一體式水冷 AORUS Liquid Cooler，筆者也已經撰文測試完畢 240 散熱排版本，正好可以利用它作為代表水冷界的散熱器；空冷界的代表，筆者同樣選擇電腦王編輯部評測過的 Cooler Master MasterAir Maker 8，3D 均溫板直接從底座延伸至散熱鰭片，散熱能力數一數二。
▲ Core i9-9900KS 使用 Cooler Master MasterAir Maker 8 空冷散熱器，以及 GIGABYTE AORUS Liquid Cooler 240 一體式水冷散熱器的燒機溫度。（室溫 25℃）
依據上圖實測結果判斷，高階空冷散熱器與 240 散熱排一體式水冷相差無幾。值得注意的是，AIDA64 FPU 燒機採用 AVX2 指令集，眾所皆知此類指令集對於處理器造成莫大的壓力，因此無論使用空冷或是水冷散熱器，Core i9-9900KS 均有過熱觸發 T-state 的狀況發生。
Core i9-9900KS 搭配空冷或是水冷散熱器，建議玩家考量多種因素。價格方面，能夠解熱 TDP 200W 以上的高階空冷、240 散熱排一體式散熱器水冷，在新台幣 2,000 元～3,000 元之間都可以找到不錯的產品（RGB 請加錢）。維護性方面，空冷散熱器須注意與記憶體高度的相容性，水冷則有漏水、冷卻液變質的可能性。此外水冷系統對於處理器電源轉換區 VRD/VRM 較不友善，主機板須注意該區散熱狀況是否能夠應付 Core i9-9900KS 更高的耗電量。
▲ Core i9-9900KS 使用 Cooler Master MasterAir Maker 8 空冷散熱器，以及 GIGABYTE AORUS Liquid Cooler 240 一體式水冷散熱器的簡易效能比較表。
若是比較 Core i9-9900KS 裝設 MasterAir Maker 8、AORUS Liquid Cooler 240 實際效能差異，則雙方均在伯仲之間，無論是 PCMark 10 整體效能、短時間單執行緒/多執行緒運算 Cinebench R20、長時間運作穩定性 Blender Benchmark 都是如此。如果玩家對於 Core i9-9900KS 有著更進一步的超頻要求，則建議使用 360mm 以上一體式水冷或是 DIY 水冷，因為水冷系統還有更進一步的解熱潛力，空冷散熱器效能大致已觸碰到天花板。
平台耗電量以及相應對手處理器溫度測試，包含自家嘉賓 Core i9-9900K，同時邀請對手陣營 Ryzen 7 3800X 以及 Ryzen 9 3900X 共襄盛舉，散熱器統一使用 AORUS Liquid Cooler 240，水冷幫浦與風扇轉速策略採用原廠預設值 balanced 平衡，4 款處理器結果如下。（註：Intel 搭配主機板為 Asus ROG Maximus XI Extreme，AMD 搭配主機板為 GIGABYTE X570 AORUS Master，顯示卡均為 NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti Founders Edition。）
▲ AMD Ryzen 7 3800X、Ryzen 9 3900X、Intel Core i9-9900K、Core i9-9900KS 待機與燒機溫度、耗電量實測比較表。
由實測可以得知，Core i9-9900KS 於帳面上取得全部八核心自動超頻達 5GHz 紀錄，但背後需付出的耗電量代價並不小，特別是 AIDA64 FPU 等 AVX2 指令集壓力測試，Core i9-9900KS 需以額外 52W 功耗等價交換，Blender Benchmark 3D 場景渲染更需要 285W，對於主機板供電轉換區的供電能力以及散熱能力均是再一次的考驗。
（下一頁：4 款處理器排排站測試）
時脈增長＝效能提升
測試環節，筆者沿用 Core i9-9900KS 與自家 Core i9-9900K 對比方式，同時也提供 Ryzen 7 3800X 與 Ryzen 9 3900X 處理器數據。Intel 平台主機板搭配 ROG Maximus XI Extreme，AMD 平台主機板搭配 X570 AORUS Master，雙方共通的顯示卡與記憶體選用 GeForce RTX 2080 Ti Founders Edition 與 Micron Ballistix Elite DDR4-4000 8GB x 2，後者依據雙平台處理器 JEDEC 標準支援度不同，分別設定至 DDR4-2666 與 DDR4-3200。
下列效能比較表當中，已經替讀者們先行標示 Core i9-9900KS 與 Core i9-9900K 差距幅度，只是數據眾多無法於網頁排版當中清楚標示，煩請讀者動動滑鼠點擊、雙指放大觀看（注意數值單位）。筆者同時也建議讀者瞄一下 Core i9-9900K 和 Ryzen 7 3800X 的數值，不需要想破頭計算勝負幅度，只需在心裡有個約略比較即可。
▲ 根據 Intel 與 AMD 平台處理器 JEDEC 標準支援度不同， Intel 平台記憶體等效時脈設定於 DDR4-2666，AMD 平台記憶體則為 DDR4-3200，時序分別為 19-19-19-43 1T 和 23-23-23-52 1T。
▲ Core i9-9900KS 於 CPU-Z 多執行緒測試贏過 Core i9-9900K 7.2％，Intel 平台與 AMD 平台相比仍具有單執行緒效能優勢。（點圖放大）
▲ AMD 平台於 AIDA64 快取與記憶體測試當中佔有頻寬優勢，Intel 則是照舊享有較低的記憶體存取延遲。（點圖放大）
首先是衡量處理器各項運算效能指標的 SiSoftware Sandra，20/20 版本之後新增神經網路運算，分別採用 CNN（Convolution Neural Network、卷積神經網路）以及 RNN（Recurrent Neural Network、遞迴神經網路）等 2 種演算方式，單一神經網路演算法又可分為 forward 前向傳遞與 back-propagation 反向傳遞。
由於 Core i9-9900KS 和 Core i9-9900K 仍舊屬於 Coffee Lake 微架構，因此數據差異體現於 2 者八核心 Turbo Boost 2.0 時脈不同，Sandra 20/20 多項測試均有單位數成長幅度，少數項目衰減幅度可視為測試差異，唯獨財務分析測試組別當中的蒙地卡羅期權定價成長幅度達 13％。
▲ Core i9-9900KS 於 Sandra 20/20 運算效能測試當中，與 Core i9-9900K 相比算是贏多輸少，蒙地卡羅期權定價成長幅度最高達 13％。（點圖放大）
▲ 7-Zip 內建測試程式，Core i9-9900KS 相對 Core i9-9900K 依然有著單位數的成長幅度，但 Intel 平台均不比 AMD 平台表現。（點圖放大）
▲ 影片轉碼測試，Core i9-9900KS 於 x264 FHD Benchmark、HWBOT x265 Benchmark 繼續超越 Core i9-9900K，此外 Ryzen 3900X 於此開始展現執行緒數量優勢。（點圖放大）
3D 場景渲染運算，同時注重處理器單核心 IPC 以及多執行緒數量，Core i9-9900KS 與 Core i9-9900K 在核心與執行緒數量相同的規格設定，Core i9-9900KS 較高的多核心自動超頻時脈自然佔上風。另一方面，Ryzen 9 3900X 受惠於實體十二核心 24 執行緒，容易將運算工作平行分化的 3D 渲染工作，自然為其優勢所在。
▲ Core i9-9900KS 多核心自動超頻時脈相對 Core i9-9900K 為高，因此於 3D 場景多執行緒渲染工作有所進步，Ryzen 9 3900X 則是依靠更多的實體十二核心 24 執行緒取得優勝。（點圖放大）
測試整體平台效能的 PCMark 10，Intel 平台 2 顆處理器 Core i9-9900KS 和 Core i9-9900K 表現均比對手 AMD 為佳，自己人相互比較效能同樣是增加單位數幅度，Core i9-9900KS 甚至突破萬分大關。
▲ Core i9-9900KS 和 Core i9-9900K 於 PCMark 10 總分均比 AMD 平台為佳。（點圖放大）
3D 遊戲測試，筆者主要選擇 3DMark 測試程式 Cloud Gate 以上、Time Spy/Port Royal 以下的 9 個測試項目進行比較，大致上能夠針對休閒型遊戲至 3A 級遊戲大作進行測試，而不用考慮各款遊戲引擎的處理器品牌、顯示卡品牌親和性偏好。Core i9-9900KS 根據測試結果，確實能夠再次宣示最強遊戲處理器頭銜，我們也可以看到畫面越簡單的遊戲（如線上電子競技型遊戲），對處理器效能的依賴度也就越高，此狀況直到 Fire Strike、Time Spy，效能壓力反而落在顯示卡身上，4 款處理器表現差不多。
▲ 畫面越簡單的遊戲，越需要強力的處理器提供更多的 draw call，因此 Core i9-9900KS 無疑能夠再次宣示「最強遊戲處理器」名號。（點圖放大）（註：Core i9-9900KS 的 Port Royal 多次測試均表現異常，理應不比 Core i9-9900K 低，此問題已回報 Intel。）
▲ VRMark 能夠再次印證我們的結論，畫面越簡單、對處理器的依賴也就越重，Core i9-9900KS 在此勝出並不意外。（點圖放大）
▲ 近日 World of Tanks「戰車世界」釋出 enCore RT 測試程式，將光線追蹤工作的 BVH 建置交由處理器負責，Intel 平台在此同樣奪下錦旗。
少數族群的話題性效能
Core i9-9900K 推出之後，其中 2 個核心 Turbo Boost 2.0 時脈可達 5GHz，立即成為各位玩家挑戰八核心 5GHz 的玩具，甚至如 GIGABYTE 更推出自家主機板同款包，直接販售 1 顆能夠全部核心提升至 5GHz 的 Core i9-9900K。Core i9-9900KS 的推出算是錦上添花，直接由 Intel 官方保證八核心均可達 5GHz，卻採取如同 Core i7-8086K 的限量販售策略，因此可說是宣示意義大於實質意義，且因限量的關係，無論是盒裝版或是散裝版（tray），保固都只有 1 年。
還記得筆者建議稍微注意一下 Core i9-9900K 和 Ryzen 7 3800X 的測試數據嗎？仔細觀察後可以發現，Core i9-9900K 和 Ryzen 7 3800X 這 2 款實體八核心十六執行緒處理器，後者經過 AGESA 版本更新，各方面表現已在伯仲之間，縱使 Ryzen 7 3800X 待機平台耗電量仍不及 Core i9-9900K 省電，但透過 7nm 製程製造 CCD 晶粒，AIDA64 FPU 燒機耗電量反而下降 44W，Blender Benchmark 更少了 68W，依事後諸葛的角度而言，難怪 Intel 要推出 Core i9-9900KS 重新奪回王者寶座。
如果玩家搶不到 Core i9-9900KS 也沒關係，代號 Comet Lake 的桌上型處理器將於明年上半年上市，雖然傳聞仍舊使用 Coffee Lake 微架構，但可以期待核心數量與時脈設定，相信 Intel 不知道普拉斯到哪裡去的 14nm 製程不會讓我們失望。
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測試平台
- Intel
- 主機板：Asus ROG Maximus XI Extreme
- 記憶體：Micron Ballistix Elite DDR4-4000 8GB x 2 @DDR4-2666
- 顯示卡：NVIDIA GeForce GTX 2080 Ti Founders Edition
- 系統碟：Plextor M9Pe(G) 512GB
- 電源供應器：Seasonic Platinum SS-1000XP
- 作業系統：Microsoft Windows 10 Pro 64bit 1903
- AMD
- 主機板：GIGABYTE X570 AORUS Master
- 記憶體：Micron Ballistix Elite DDR4-4000 8GB x 2 @DDR4-3200
- 顯示卡：NVIDIA GeForce GTX 2080 Ti Founders Edition
- 系統碟：GIGABYTE AORUS NVMe Gen4 SSD 2TB
- 電源供應器：Seasonic Platinum SS-1000XP
- 作業系統：Microsoft Windows 10 Pro 64bit 1903
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