Обзор Core i9-12900KS: процессор, который жрёт как GeForce RTX 3080

Процессоры серии Special Edition – явление далеко не новое, и AMD, и Intel периодически выпускали такие продукты. Однако в последние несколько лет данной опцией пользуется только Intel. Под этой маркой она предлагает разогнанные варианты флагманов, которые решают некие маркетинговые задачи, например дают ей формальные основания провозгласить себя лидером. Так, прошлый «специальный процессор» Core i9-9900KS появился на рынке в конце 2019 года, и в его задачи входило чем-то ответить на 12- и 16-ядерные Ryzen. Этот ответ тогда получился несимметричным, поскольку превосходству AMD в многопоточной производительности Intel противопоставила дополнительный прирост игрового быстродействия, однако свою аудиторию Core i9-9900KS всё-таки нашёл.

Среди процессоров Core 10-го и 11-го поколений никаких специальных моделей не выпускалось, однако это не значит, что Intel позабыла о старой практике. С приходом на рынок семейства Alder Lake в руках у компании оказался прогрессивный процессорный дизайн, который позволил ей перехватить инициативу в гонке производительности. Однако желание AMD ввести в обращение процессоры с технологией 3D V-Cache с существенно возросшим игровым потенциалом заставили Intel забеспокоиться, что с таким трудом завоёванное лидерство может вновь ускользнуть у них из рук. Поэтому компания решила вспомнить о старых приёмах и разработала Core i9-12900KS Special Edition – внеплановый процессор с узаконенным разгоном до 5,2-5,5 ГГц, призванный опровергнуть утверждения AMD о том, что Ryzen 7 5800X3D с 96-Мбайт L3-кешем – новый король среди геймерских CPU.

Впрочем, всё это скорее походит на какую-то малопродуктивную маркетинговую активность, спровоцированную ущемлённым самолюбием, потому что появление Core i9-12900KS вряд ли способно что-то принципиально изменить в рыночной ситуации. Во-первых, этот процессор слишком слабо отличается от Core i9-12900K по частотным характеристикам, но зато сильно отличается от него по цене. Во-вторых, приставка Special Edition вновь означает, что во имя эфемерного прироста производительности Intel не только организовала отбор наиболее удачных полупроводниковых кристаллов, но и в довольно значительной степени пожертвовала тепловыми и энергетическими характеристиками. А это может легко привести к тому, что пользоваться таким процессором мало кто захочет.

Тем не менее сама Intel, похоже, уверена, что Core i9-12900KS покупать всё-таки будут. По крайней мере, в то время как прошлый «специальный» процессор выпускался ограниченным тиражом, сейчас о конечности поставок речь не идёт. То есть Core i9-12900KS встраивается в имеющийся модельный ряд, и, чтобы найти его в продаже, не нужно прилагать никаких особых усилий (речь, естественно, не про Россию). Другое дело, не совсем понятно, стоит ли предпочитать новый флагман обычному Core i9-12900K? Об этом и поговорим сегодня.

⇡#Core i9-12900KS в подробностях

Коротко говоря, Core i9-12900KS – это ускоренная разновидность Core i9-12900K с таким же ядерным составом (8 производительных ядер Golden Cove и 8 энергоэффективных ядер Gracemont), но с немного более высокими частотами: P-ядра новинки могут брать 5,2-5,5 ГГц, а E-ядра – 4,0 ГГц.

Из таблицы видно, что Core i9-12900KS отличается от Core i9-12900K не только частотами, но и величиной PBP (Processor Base Power), то есть теплового пакета. Предполагается, что в целом он греется на 20 % сильнее при том, что его предельное потребление должно быть вписано в ту же самую, что и раньше, величину MTP (Maximum Turbo Power), равную 241 Вт. Впрочем, все эти декларации не имеют никакой практической ценности и исключительно формальны. Значения PBP и MTP давно не используются производителями материнских плат, которые для флагманских процессоров Intel полностью отменяют всякие пределы потребления.

При анонсе Core i9-12900KS компания Intel не стала рассказывать о каких-то его технологических отличиях от обычного Core i9-12900K, акцентируя внимание лишь на повышенной тактовой частоте, которая в турборежиме может достигать величины 5,5 ГГц. Тем не менее этот процессор – не просто максимально разогнанная версия флагманского Alder Lake. Помимо отбора наиболее удачных полупроводниковых кристаллов и расширения рамок теплового пакета в ход пошёл ещё один приём. В Core i9-12900KS вернулся максимально широкий набор средств для автоматического повышения частот, который уже применялся в прошлых поколениях процессоров Intel, но отсутствовал в Alder Lake.

Так, Core i9-12900KS для своих P-ядер поддерживает функции Thermal Velocity Boost (TVB) и Adaptive Boost Technology (ABT), которые Intel в прошлый раз использовала в Core i9-11900K. TVB позволяет процессору при нагрузке на одно или два P-ядра поднимать тактовую частоту на величину до 300 МГц, если его рабочая температура ниже некоторого установленного производителем предела. ABT же ситуативно поднимает частоту при многопоточных нагрузках, исходя из температуры, потребления и качества конкретного кремниевого кристалла. В целом работа этих технологий похожа на то, как с ними обстояло дело в Core i9-11900K, но, поскольку Core i9-12900KS относится к числу представителей класса Special Edition, в нём они настроены ещё более агрессивно.

К сожалению, Intel не сообщила конкретных сведений, в каких пределах нужно стараться удерживать температуру Core i9-12900KS для получения максимальной производительности. Но по результатам наших экспериментов можно заключить, что в случае ресурсоёмкой многопоточной нагрузки нагрев CPU выше 90 градусов ограничит максимальную частоту P-ядер процессора величиной 5,0 ГГц; при температуре в интервале от 70 до 90 градусов P-ядра смогут работать на частоте 5,1 ГГц; а при температуре ниже 70 градусов они получат возможность забраться ещё на ступеньку выше – до 5,2 ГГц. В случае же однопоточной нагрузки и температуры ниже 70 градусов процессор может работать на частоте вплоть до 5,5 ГГц. Следовательно, для Core i9-12900KS жизненно необходим высокоэффективный кулер – от этого будет напрямуюзависеть его быстродействие.

Да и вообще, удержание температур Core i9-12900KS в разумных пределах – гораздо более насущная задача, чем можно было бы подумать изначально. Процессоры, нацеленные на максимально высокие частоты, основываются на полупроводниковых кристаллах с высокими токами утечки. Поэтому их напряжение питания и тепловыделение оказывается выше, чем у обычных экземпляров CPU. Это в полной мере проявляется в случае с Core i9-12900KS – он заметно горячее обычного Core i9-12900K. Например, при многопоточном рендеринге в Cinebench R23 потребление Core i9-12900KS легко перемахивает через 300-ваттный рубеж, что способно привести к его нагреву до 100 градусов, температурному троттлингу и принудительному снижению рабочей частоты даже при использовании очень производительной жидкостной системы охлаждения.

Бороться с этой ситуацией можно двумя методами. Первый метод – сдвинуть границу температурного троттлинга выше 100 градусов. Современные материнские платы позволяют это сделать с помощью специальной опции в BIOS – Maximum CPU Core Temperature.

Второй (и более разумный) метод – прибегнуть к андервольтингу. Как показали опыты с нашим экземпляром Core i9-12900KS, его напряжение можно заметно снизить без ущерба для стабильности, что ожидаемо приводит к уменьшению тепловыделения. Проще всего это сделать, подобрав для напряжения отрицательную дельту через режим Offset. Преимущество такого варианта в том, что зависимость напряжения от частоты процессора сохранится, но кривая этой функции сдвинется вниз. Например, в нашем случае напряжение удалось понизить на 0,1 В, и это привело к возвращению температур под нагрузкой в область приемлемых значений.

После применения настроек, позволяющих избавится от температурного троттлинга, можно оценить, насколько реальные частоты Core i9-12900KS отличаются от частот Core i9-12900K при нагрузках различной интенсивности. Для выяснения этого мы построили график зависимости частоты от количества задействуемых потоков на примере рендеринга в Cinebench R23.

Разница в частоте работы P-ядер двух флагманов составляет от 200 до 400 МГц, что совсем немного на фоне того, что старшие Alder Lake способны удерживать частоту выше 4,9 ГГц. Причём разрыв может быть и меньше, и дело может быть не только в нагреве, но и в том, что для корректной работы Core i9-12900KS требуется ещё и BIOS с интегрированным микрокодом 0x1F. Только такая версия имеет правильно реализованную поддержку технологий TVB и ABT, через которые включается авторазгон P-ядер Core i9-12900KS до 5,2-5,5 ГГц.

Core i9-12900KS выигрывает у Core i9-12900K по частоте не только производительных, но и энергоэффективных ядер. Это хорошо видно на следующем графике.

E-ядра Core i9-12900KS тоже получили более высокую частоту, однако в этом случае разница по сравнению c Core i9-12900K составляет лишь 100-300 МГц.

Отдельного упоминания заслуживает цена нового флагмана. Прошлый процессор класса Special Edition, Core i9-9900KS, Intel продавала лишь на 5 % дороже обычного варианта. Теперь же компания посчитала, что наценка должна быть гораздо существеннее и установила на Core i9-12900KSофициальную цену в $739, что выше стоимости обычного флагманского Alder Lake на внушительные 25 %. При этом в реальности «специальный» CPU продаётся ещё дороже, и в итоге небольшое преимущество в тактовой частоте оборачивается довольно существенной наценкой.

⇡#Энергопотребление и температуры

Выше уже было отмечено, что Core i9-12900KS – не просто горячий, а очень горячий процессор. Продукты, которые Intel выпускает под маркой Special Edition, оказываются такими почти всегда, но сейчас ситуация усугубилась до крайности. Фактически Core i9-12900KS с настройками по умолчанию (которые предполагают отмену пределов потребления) невозможно нормально пользоваться даже с очень мощной системой охлаждения. Например, кастомная СЖО на компонентах EKWB с водоблоком EK-Quantum Velocity и 360-мм радиатором, которой мы пользовались в тестах, отсутствие перегрева совсем не гарантировала.

Так, при рендеринге в Blender температура Core i9-12900KS упиралась в 100-градусный предел, что приводило не только к деактивации технологии ABT, но и к банальному троттлингу со снижением тактовой частоты с потенциально возможных при многопоточной нагрузке 5,1-5,2 ГГц до 5,0 ГГц. Это хорошо видно на приведённом ниже графике температуры. Рядом с температурной кривой Core i9-12900KS на этом графике есть и ещё одна линия, описывающая нагрев этого же самого процессора после снижения его напряжения питания на 0,1 В – в этом случае избежать срабатывания защиты от перегрева уже удаётся без проблем.

Но обратите внимание, обычный процессор Core i9-12900K, который при полной нагрузке держит почти такую же частоту 4,9 ГГц, нагревается в Blender всего до 80 градусов. Это – следствие того, что ради способности Core i9-12900KS разгоняться в турборежимедо 5,5 ГГц Intel выбирает кристаллы с высокими токами утечки, которые работают при более высоких напряжениях питания. Например, во время многопоточного рендеринга в Blender напряжение Core i9-12900KS составляло 1,33-1,35 В, тогда как Core i9-12900K при решении той же задачи обходился напряжением всего 1,21 В. Неудивительно, что это выливается в заметные различия в энергопотреблении – они проиллюстрированы следующим графиком.

Core i9-12900KS при полной ресурсоёмкой нагрузке потребляет на 40-45 % больше, чем Core i9-12900K. И это – очень сомнительное достижение, если принять во внимание, что различия в тактовой частоте этих процессоров составляют всего лишь единицы процентов. Причём даже уменьшение напряжения питания Core i9-12900KS на 0,1 В не позволяет обуздать аппетиты этого чипа – его потребление всё равно превышает установленную спецификацией границу 241 Вт.

Между тем при игровых нагрузках столь же вопиющей ситуации с нагревом и потреблением уже не наблюдается. Мы проверили Core i9-12900KS в Cyberpunk 2077 и Horizon Zero Dawn, и в обоих случаях даже без корректировки напряжения этот процессор почти никогда не разогревалсядо критической величины 100 градусов.

Но то, что Core i9-12900KS горячее своего «обычного» собрата, хорошо видно и здесь. А приведённые далее графики и вовсе указывают на то, что «специальный» процессор по энергопотреблению способен чуть ли не вдвое обходить обычный Core i9-12900K. Не спасает и понижение напряжения: хоть Core i9-12900KS и сбавляет свои аппетиты, но Core i9-12900K остаётся гораздо более энергоэффективным вариантом.

Можно предположить, что нам достался не самый удачный экземпляр Core i9-12900KS, но это – случайно взятый из розничной продажи процессор. Продавать такие CPU компания Intel считает совершенно нормальным – её не смущает, что для отвода от процессора с площадью кристалла 215 мм² трёх сотен ватт тепла может не хватать даже производительной СЖО.

Впрочем, если следовать букве спецификации, то потребление Core i9-12900KS должно быть ограничено сверху величиной MTP, равной 241 Вт. Но в этом случае всё становится только хуже. Пытаясь втиснуться в установленные рамки энергопотребления, процессор будет снижать свою частоту, и при ресурсоёмких многопоточных нагрузках она будет опускаться до 4,7-4,8 ГГц. А значит, в этом случае Core i9-12900KS может оказаться даже медленнее, чем Core i9-12900K.