序言
以同時擁有大量核心數量與高頻率設定的Core i9-13900K在剛需360 AIO級別的水冷才能在重負載應用下的維持預設標稱頻率的表現來看,桌上型電腦第13代酷睿實際已經做到了“出廠即灰燼”的狀態.然而為了應對一整個2023年臺式機產品線無新工藝和新架構的窘境,Intel不得不選擇將第13代酷睿的產品設計進行超頻後包裝為第14代酷睿所推出.這樣強行超頻的後果,則是原本在透過少數偏門且極端的測試跑分軟體環境下才容易暴露的穩定性問題,也透過類似於次世代遊戲著色器預編譯環節等擁有相似負載特性的真實應用影響到更多普通使用者,並最終隨大量的售後反饋所實錘.只是如今的Intel已遠不像十多年前那樣財大氣粗,現狀使它不能像以前那樣大手一揮開啟召回之旅.而主機板廠一直以來在預設設定上的一些最佳化小手段便成為了可迴旋的突破口.於是,在臺式機第13/14代酷睿的穩定性問題被媒體廣泛報道且Intel官方承認後的數月間.Intel與各大主機板廠之間也在不斷嘗試溝通與重新測試,調整新的BIOS預設設定來緩解這一問題.並承諾在2024年6月前會給一個相對合適的版本答案.而本篇測試的則是Core i9-14900K與i7-14700K在ASUS華碩的Z790主機板上基於這一時間點所推出的最新BIOS的變動與效能表現.
BIOS更新內容概覽
本次評測選用了Core i9-14900K與Core i7-14700K這兩款核心數量與預設頻率配置都較高的兩款型號.也是相對更容易在舊版BIOS預設設定下穩定性穿幫的型號.
測試主機板為陪套第14代酷睿釋出所同步推出的ASUS ROG Strix Z790-A Gaming WiFi S吹雪.基於Intel Z790晶片組,BIOS版本為2024年5月末的1301版本.且其他ASUS Z790主機板也在相近的時間更新了相似內容的新版BIOS.
根據更新說明,本批次ASUS Z790的新BIOS新增了名為Performance Preference(效能偏好)的選項.並在此選項下提供Intel Default Settings(Intel預設設定)和ASUS Advanced OC Profile(華碩高階超頻配置)兩種配置檔.其中Intel Default Settings根據不同的CPU型號重新劃分了不同的設定.此外還包括一些提示資訊上的改進.
新增的Performance Preference被置於Ai Tweaker超頻設定頁的最上方.對於熟悉舊版本的設定選項的使用者應該能很快發現這一區別.
經過比對,ASUS Advanced OC Profile相當於舊版BIOS的預設設定所對應的模式.如今則更改為可一鍵切換的備選項.此外如果嘗試手動改動一些CPU超頻選項後也會強制切換為這種模式.
切換到ASUS Advanced OC Profile模式時會彈出提示資訊如下圖所示,大意是這組配置檔會放開很多功耗,電流和機制的限制,可能會影響壽命或者穩定性,詳情可參考Intel官網有關超頻說明的頁面.
而另一組設定:Intel Default Settings則根據不同的CPU型號有不同的設定.並且會作為新版BIOS的預設設定生效.
切換後同樣會彈出提示資訊.大意是介紹了支援當前模式和配置下的各款CPU的型號,其各自對應的PL功耗牆,IccMAX電流牆等設定會被如何限制.並且同樣提示,如果嘗試手動解鎖或者超頻則可能會影響壽命或者穩定性,詳情可參考Intel官網有關超頻說明的頁面.
不同的CPU型號會有不同的配置.例如第13/14代的K系列Core i9的Intel Default Settings還分為Performance與Extreme兩種.而Core i5/i7則不再二度區分.
Core i9 K系列的Extreme配置檔也有它對應的說明: IccMax電流牆為400A, KS系列的PL功耗牆為雙320W,而普通的i9 K/KF仍只有253W等……
而是否有Extreme配置,以及對應的PL功耗牆與IccMax電流牆等設定分別對應多少,這些都不是ASUS自己亂編的,而是參考了按照Intel官方公開的規格書:(https://www.intel.cn/content/www/cn/zh/content-details/743844/13th-generation-intel-core-and-intel-core-14th-generation-processors-datasheet-volume-1-of-2.html).
下圖是節選該文件中有關臺式機相關產品線的各組相關配置型號對應的功耗限制設定表.我們可以透過產品代號,核心數量和TDP標定結合Intel ARK產品庫的資訊來確定真實產品在這個表格中所對應的部分.
回到最開始說的“效能偏好(Performance Perferences)”選項.無論是選擇Intel Default還是ASUS Advanced其實仍然是透過設定不同對應的BIOS子選項來實現.在儲存時我們可以看到哪些選項發生了變化.而如果使用者自己手動對這些相關的子選項進行單獨的重新設定,也一律以使用者重新設定的效果為準.
BIOS選項變動解析
如上一章所言,由於不同的“效能偏好(Performance Perferences)”會把子選項的改動放在明面上.因此透過檢查切換選項後儲存時列出的選項差異,可以很快釐清代表新預設的Intel Default與代表舊預設的ASUS Advanced的區別.
下表則是i9-14900K和i7-14700K從Intel Default切換到ASUS Advanced時發生變動的選項(其中i9-14900K的Intel Default為Performance檔)
變動的選項很多.在功耗/頻率/電壓/機制四個方面均有所調整,每部分對應下圖各自顏色框內圈出的專案.下面一條條來說.
功耗:
這部分的改動包括很多玩家熟知的Intel睿頻機制中的長時/短時功耗牆(即PL1/PL2)設定,以及往往被忽視的IccMAX和TDC電流限制.
ASUS MultiCore Enhancement
ASUS Advanced採用設定: Auto – Lets BIOS Optimize(自動-由BIOS最佳化)
Intel Default Settings採用設定: Disabled – Enforce All limits(停用-開啟所有限制)
在ASUS的主機板上提供了一個名為ASUS MultiCore Enhancement的選項,可快速切換幾套有關PL1/PL2,IccMAX,以及PL2可維持的時間(Tau)等選項.
切換ASUS MultiCore Enhancement後,PL1/PL2/Tau/IccMAX等選項在選擇Auto時的設定都會發生變化.這些選項在Internal Power Management選單中可以找到.
在Intel官方的超頻設定軟體XTU中也可以找到對應的設定.
其中Auto – Let BIOS Optimize對應的設定為:
PL1 253W / PL2 4096W(解鎖無限制) / IccMAX 512A(解鎖無限制) / Tau 96秒
而Disabled-Enforce All Limits對應的設定,則根據不同的CPU型號有不同的變化.對於Core i9-14900K和Core i9-14700K,它們在這次2024年5月末的最新批次BIOS中的設定為:
PL1 253W / PL2 253W / IccMAX 307A / Tau 56秒
題外話:Disabled – Enforce All Limits所對應的IccMAX其實從2024年3月更新的那批BIOS中已經發生了改動,更早之前的版本設定為500A,從3月的版本開始調低到了400A,再到現在的版本進一步收緊到307A.
IA/GT TDC Current Limit:
ASUS Advanced採用設定: Auto(自動)
Intel Default Settings採用設定: Motherboard‘s Capability(主機板能力)
TDC(Thermal Design Current,熱設計電流),字首的IA和GT分別對應CPU核心與核顯.
這組選項從2024年4月的那批BIOS中才新增開放給使用者設定,且在5月末最新批次BIOS中迎來了選項擴充套件.如今可手動指定“Intel預設標準”,“主機板規格能力”或“無限制”三檔.
透過HWiNFO等監控軟體,也可以檢視到是否觸發了TDC限制的保護.不過這個選項實際設定值目前並沒有一個明確可查詢的途徑.並且在實際測試和使用過程中始終都是其他限制首先被觸發.因此實際影響較小,僅作為多一道保護所備用.
頻率
Enhanced TVB & Overclocking TVB
ASUS Advanced採用設定: Auto(自動),實測對應為停用狀態.
Intel Default Settings採用設定: Enabled(啟用)
這兩個選項我們合在一起來看.其中Overclocking TVB雖然名為“超頻”,實質為強制開啟對CPU的TVB規則重新設定的開關.而Enhanced TVB則是用於設定TVB具體規則的選項.其中“Enabled”選項預設了一套相對簡單的規則.
TVB(Thermal Velocity Boost)是睿頻中根據CPU溫度狀況再度下調各核心睿頻幅度的機制.
(可參考Intel官網說明: https://www.intel.cn/content/www/cn/zh/support/articles/000097061/processors.html).
雖然參照Intel官網的型號規格表,TVB功能往往只提供在Core i9級別的型號上(如圖,i7-14700K號稱並不支援TVB),但實際上同一代相同架構的產品上都保留了該機制的設定.並且無論在Intel官網上標註支援與否,在舊BIOS預設設定下均以停用作為原始狀態.
由於TVB機制主要作用是在高溫環境中向下調節睿頻。因此新BIOS預設設定在設計上選擇為大多數型號強行開啟該功能,使CPU在高溫環境下更容易降頻而提高穩定性.
透過Intel XTU軟體我們非常可以檢視到TVB的具體設定. 以Core i9-14900K為例,下圖是Enhanced TVB與Overclocking TVB保持Auto時的效果:
Overclocking TVB的開關被標記為Disable(停用);各核最大睿頻數保持原始狀態,且TVB相關的溫度與對應額外降低的頻率引數不可修改.
而下圖則是Enhanced TVB與Overclocking TVB均選擇Enabled後的效果,也是新BIOS中選擇Intel Default模式的設定:
Overclocking TVB的開關被標記為啟用,而下方的TVB Temp和Offset的表格設定,翻譯過來的效果代表各核最大睿頻分別在超過70℃和100℃後相比原始狀態額外多降低1x倍頻和2x倍頻.
電壓
SVID Behavior
ASUS Advanced採用設定: Auto(自動)
Intel Default Settings採用設定: Auto(自動) / 部分其他主機板型號與CPU組合下為“Intel’s Fail Safe”
雖然在這次測試使用的CPU與主機板組合中,新老兩組設定的SVID Behavior均保持Auto自動設定.但我們也瞭解到在一部分其他型號的ASUS Z790主機板上,這個選項在代表新預設設定的Intel Default配置下會強制指定為Intel’s Fail Safe.
這組選項與ASUS MultiCore Enhancement類似,其實際意義對應了一些相關子選項在設定為Auto模式下給的數值.這裡實際對應的選項則是後面AC DC Loadline相關的引數.只不過由於缺少具體引數的可查途徑.我們無法得到這幾組預設所對應的具體數值.
從效果上來說,Intel’s Fail Safe參考的是Intel提供的最差保底設定.最後生效的電壓往往也是這幾組預設裡最高的.
而我們這次測試所用的這兩顆Core i9-14900K / i7-14700K,在這塊ASUS ROG Strix Z790-A Gaming WiFi S吹雪上,透過觀察設定前後的監控得到的電壓,並沒有發現設定為Auto與設定為Intel’s Fail Safe有效果差異.可以認為這次的測試組合上,Auto實際生效的設定相當於Intel’s Fail Safe.
CPU Load-Line Calibration
ASUS Advanced採用設定: Auto(自動),實測為Level 3.
Intel Default Settings採用設定: Level 4
玩家所熟知的“防掉壓等級”.在ASUS主機板的設定中,等級數字越高的效果則是補償的升壓越多.在這次所用的CPU和主機板組合下,新的預設設定下被強制指定在了Level 4這一中間等級.
Synch ACDC Loadline with VRM Loadline
ASUS Advanced採用設定: Disabled(關閉).
Intel Default Settings採用設定: Enabled(啟用)
同步ACDC和VRM Loadline的阻值引數的開關.
結合上面提到的這些電壓Loadline相關的設定組合,起到的效果則是重新指定了一套更為保守的Loadline引數組合來更改預設電壓機制.從效果來說,預設電壓相比舊版設定會略微提高,但更為平穩.且避免被聯動開啟的CEP機制所誤傷.
BCLK Aware Adaptive Voltage
ASUS Advanced採用設定: Auto(自動).
Intel Default Settings採用設定: Disabled(停用)
這個選項其實也可以劃分到機制類中.開啟後主要是修改了判定機制,讓自動模式下主機板供電提供電壓時會考慮對BCLK(外頻)超頻的影響.新版BIOS的預設設定將其始終限制成停用狀態則是為了保證即使在非超頻狀態下,這一機制始終以標準模式生效.
機制
IA/SA/GT CEP
ASUS Advanced採用設定: Auto(自動),實測為停用.
Intel Default Settings採用設定: Enabled(啟用)
CEP(Current Excursion Protection,電流偏差保護),字首的IA/SA/GT分別對應CPU核心/System Agent(CPU內部北橋模組)/核顯. 這個機制會將當前電壓掉壓表現和一組標準的電壓設定作比較,在其認為電壓偏低時會限制性能以避免電流過大.
上面電壓相關的Loadline調整,一定程度也是為了配合在開啟CEP機制以後,不會因為原有的Loadline設定帶來的降壓導致CEP機制介入而引起效能失常.從第12代以來玩降壓Offset的使用者應該不陌生.開啟這個機制後,即使電壓不足也是優先降效能以保持穩定.
Realtime Memory Timing
ASUS Advanced採用設定: Enabled(啟用)
Intel Default Settings採用設定: Disabled(停用)
即時記憶體時序修改的支援開關.開啟後允許在啟動後在作業系統中即時透過軟體修改記憶體時序.在開啟狀態下,例如Intel XTU超頻軟體就多了可以即時設定生效的選項(如圖).對於這種提高超頻玩家易用性的設計,新的預設設定也將其改為關閉,這也可以防止一些主機板廠自帶的超頻軟體一鍵修改引起不必要的穩定性問題.
UnderVolt Protection
ASUS Advanced採用設定: Disabled(停用)
Intel Default Settings採用設定: Enabled(啟用)
欠壓保護機制.開啟後則允許在作業系統環境下即時將電壓調低到比開機過檢時設定更低的範圍.和前面的Realtime Memory Timing開關類似,這個機制關閉後僅方便超頻使用者操作,因此新的預設設定將其改為了啟用,以避免非超頻玩家產生不必要的麻煩.在Intel XTU軟體中,開啟時所有電壓選項旁都會增加一個⚡圖示作為提示(如圖).詳細的介紹可以參考Intel官網說明:
https://www.intel.com/content/www/us/en/support/articles/000094219/processors.html
以上,則是參考了Core i7-14700K和Core i9-14900K這兩款CPU在ASUS ROG Strix Z790-A Gaming WiFi S吹雪主機板的1301版BIOS上以代表舊版預設設定的ASUS Advanced設定檔和代表新版預設設定的Intel Default設定檔所共有且相同選項變動的解析.
而前面也提到Core i9系列中,Intel Default模式還被細分為Extreme與Performance兩組設定.其在BIOS設定介面下區別則在於,Extreme模式下,對應的PL1/PL2/IccMAX選項透過強制填寫了對應的數值來取代Performance模式下的Auto.
此外.為了方便使用者使用,改動記憶體XMP的開關設定並不會影響Performance Preferences的相關模式選擇.這意味著我們可以方便的將這些新的預設設定疊加組合一個記憶體XMP啟用的效果.而不影響兩者間無衝突的選項.
測試平臺
CPU:
Intel Core i9-14900K
Intel Core i7-14700K
主機板:
ASUS ROG Strix Z790-A Gaming WiFi S(Intel Z790)
記憶體:
Team T-Create Expert DDR5 48GB(2x24GB) 7200MHz CL34 (2 x 24 GB / DDR4-7200 / 34-42-42-86)
顯示卡:
核顯
系統盤:
WD_BLACK SN750 500GB (500 GB / PCIe Gen3 x4 / NVMe)
CPU散熱器:
Phanteks Glacier One 360 M25
電源:
Seasonic Focus Gold GX-1000 1000W
機箱:
Cooler Master MasterFrame 700 (Test Bench Mode)
作業系統:
Windows 11 v23H2
測試軟體:
CPU-Z 2.09
3DMark
y-cruncher 0.8.4.9538
SuperPI Mod 2.1 WP
Cinebench 2024
Cinebench R23
Blender Benchmark(new)(Launcher 3.1.0, Blender 4.1.0)
Corona 10 Benchmark
V-Ray Benchmark 6.01
WinRAR 7.01
7-Zip 24.06
Handbrake 1.8.0
HWiNFO64 8.02
AIDA64 7.30
測試環境:
Core i9-14900K效能測試
測試設定分為ASUS Advanced, Intel Default Extreme和Intel Default Performance三組.考慮到使用者實際使用情況,搭配的記憶體依舊開啟了XMP.
下表列出的三種模式的BIOS設定選項區別:
其中Intel Default Extreme為目前新版本BIOS的預設設定,ASUS Advanced對應的設定相當於舊版BIOS的預設設定,而Intel Default Performance則是另一組功耗和電流牆設定更為保守的設定.有關這三組預設配置更具體的詳解請翻看前文的BIOS更新內容概覽與選項解析部分.
測試平臺與CPU規格一覽:
效能測試結果一覽:
以代表原預設設定的ASUS Advanced配置檔為基準.新的兩組Intel Default設定在單核效能表現上幾乎不受影響(甚至本次測試中反而有些許提高).而全核全開的多核效能,在除WinRAR的基準模式測試這一相對壓力較低的環境之外,全都出現了非誤差級別的顯著效能下滑.其中Extreme模式平均下降了5.6%,Performance模式平均下降達到7.1%.而像廣大玩家所熟知的Cinebench R23成績更是下降了大約9.3%.
AIDA64 FPU Stress烤機表現一覽:
功耗和溫度測試則選擇了經典的AIDA64 FPU單烤模式.在這組重壓模式下,三種模式的頻率,溫度和功耗,以及各自所受限的理由區別都可以被很清晰地捕捉到.
在ASUS Advanced模式下,初始PL2無鎖的階段會輕易就頂到100℃的溫度牆,隨著發熱持續.CPU受過熱限制而持續降頻,封裝功耗和整機功耗在這一階段也同步持續降低.直到PL2睿頻達到時限後切換到253W限制的PL1睿頻階段.進入PL1階段後封裝功耗穩定在所限的253W上.而CPU封裝溫度也下降並維持在平均87℃的水平.平均頻率則穩定在P核5.20GHz與E核4.20GHz的水平
Intel Default Extreme雖然同樣設定了253W的PL限制,但預設電壓的設定機制略有調整,且疊加了TVB頻率機制和400A的IccMAX電流限制.雖然烤機過程中大部分時候仍是被PL所限制,但平均頻率也下降到了P核5.00GHz與E核4.04GHz.同時平均CPU封裝溫度也比ASUS Advanced模式後半253W段更低.
Intel Default Performance則是在Extreme的基礎上,進一步將IccMAX從400A限制在了307A.而這一變動也讓這個烤機過程的後半程,CPU效能受限的主因從PL功耗限制變成了EDP(IccMAX)電流限制.CPU的封裝功耗從烤機初段的頂滿253W逐漸降低到240W附近. 平均CPU封裝溫度和平均頻率也進一步降低.
Core i7-14700K效能測試
Core i7-14700K的Intel Default模式沒有對應Extreme配置,因此只對照ASUS Advanced與Intel Default兩組設定.其Intel Default設定模式下的PL1/PL2/IccMAX限制與i9-14900K的Intel Default Performance模式相同.
下表列出的三種模式的BIOS設定選項區別:
測試平臺與CPU規格一覽:
效能測試結果一覽:
相較於代表舊版預設的ASUS Advanced模式的配置,Core i7-14700K在代表新版預設的Intel Default配置下.在所測專案的多核效能分數中平均下降大約4.5%,損耗最多的專案是Cinebench 2024的多核分數,達到大約8.5%.最少的仍然是WinRAR基準測試(幾乎無區別).
儘管採用的是和i9-14900K的Performance模式相似的設定,但效能的損耗幅度更接近i9-14900K在Extreme模式下的表現.這也是因為i7-14700K在預設頻率與核心數量上都低於i9-14900K一個檔次,同為307A的IccMAX設定的瓶頸效應也更小.
AIDA64 FPU Stress烤機表現一覽:
擁有8P+12E核心規模和全核5.5GHz設定的i7-14700K雖然在規模上相比i9-14900K有所減少,但依然能在舊版預設的解鎖環境下將搭配360 AIO級別的散熱環境拉爆.在烤機一開始的PL2階段,溫度持續頂在100℃的過熱限制保護下,同時功耗和頻率持續走低.直到PL2階段時限結束進入PL1階段後.此時受限的主因由溫度變為功耗而鎖定在253W.平均頻率降低到P核心5.26GHz和E核心4.20GHz的水平.平均CPU封裝溫度也降低到了90℃.
而在新版預設的Intel Default模式下,主要生效的仍然是PL功耗牆.同樣,雖然封裝功耗仍然跑滿253W,但由於還疊加不同的預設電壓規則,TVB睿頻機制和IccMAX限制.平均頻率和溫度相比ASUS Advanced模式後半253W段要顯著更低.
總結
透過對照分析BIOS選項的改動和實際的效能測試,我們可以看到新版BIOS透過四個方面調整了設定,一是參考Intel的規格書,為各型號設定了對應且更保守的功耗與電流限制.二是強制打開了TVB睿頻機制,使核心溫度在達到70℃和100℃時,相比舊有的原始設定會額外進一步降低頻率.三是調整了電壓相關的Loadline,使預設電壓更為保守和平穩並貼近Intel的基礎規範.四是打開了包括CEP在內等更多保護機制,使效能限制更優先於崩潰報錯觸發,並限制使用者或某些主機板自動超頻軟體在作業系統下即時修改一部分部分超頻選項的許可權.
這一套組合拳下來,對Core i9-14900K與Core i7-14700K這樣核心與頻率規格雙高款式的全核全開效能有著不可忽視的影響.在所選的測試專案中,採用新的Intel Default設定模式的i7-14700K和Intel Default Extreme模式下的i9-14900K的多核效能相比代表原來預設的ASUS Advanced模式平均都下降了大約5%.最差的情況甚至接近10%.單論這差距,說大不大,說小不小.但考慮到在過去的十多年裡,Intel很多次CPU產品換代後的效能提升大致也只是這個幅度,因此我們也完全可以按相同的標準,說這次新BIOS改動帶來了“換代級別”的效能損失.
而組合式的保護機制無疑能夠覆蓋更多種類的工況的穩定性.即使以負載重但波動不大的AIDA64 FPU單烤測試環境中,在同樣因253W PL功耗牆跑滿在253W封裝功耗的情況下,新的預設設定透過疊加機制和設定,相比單純的只對PL功耗牆設定的舊預設設定,其平均的頻率和溫度表現也更低.而這些變動的效果無疑都有助於穩定性的改良.
考慮到第13/14代桌上型電腦酷睿本質為同一代產品設計,距最初的釋出也已接近兩年.真正意義上的換代新品也有望在接下來的數月內就能見面.無論這次以犧牲效能和疊加組合式保護機制的處理方式是不是能根治的這一代產品的穩定性問題,這次的風波也都不可避免隨著使用者的關注度轉向新品而離翻篇不遠了.