超多核心有何用武之地 Intel Core i9-7980XE深度评测

　　早在今年6月，英特尔便在台北电脑展上宣布最新推出的Core X系列处理器中，将包含一款拥有18核36线程的旗舰级处理器—Core i9-7980XE。不过英特尔当时并没有公布这款处理器的详细参数，也许是受迫于来自竞争对手的压力，英特尔对这款处理器的准备并不充分。时隔半年之后，Core i9-7980XE终于抵达MC评测室。相信许多朋友会有这样的疑问：超多核心到底有何用武之地？这款18核36线程的处理器又有着怎样的性能优势？本期我们就将对Core i9-7980XE进行深度测试，从而帮助大家解开疑惑。

　　Core i9-7980XE核心技术解析

　　14nm＋成就超多核心

　　Core i9-7980XE基于采用14nm+生产工艺的Skylake-X架构。经过英特尔几年来的努力，第二代3D-Tri Gate晶体管架构和升级后的14nm+生产工艺，让基于Skylake-X架构的处理器在核心数上出现了爆发式增长，所以Core i9-7980XE的核心数高达18个。同时，14nm+生产工艺也为基于Skylake-X架构的处理器带来了更高的起始频率。此外和我们此前评测的Core i9-7900X一样，Core i9-7980XE也支持最新的Turbo Boost MAX Technology3.0技术。该技术允许Core i9-7980XE在执行只调用1～2个核心的任务时，其工作频率最高可提速到4.4GHz。

　　Mesh架构带来更低延迟

　　上一代Core X处理器采用了Broadwell-E核心，各个处理器核心的连接是通过一组封闭的RingBus环形总线。不过Core i9-7980XE的内部架构并没有采用这种环形总线设计，而是采用了Mesh网格片上互联拓扑架构（下文简称Mesh架构）。为什么呢？其原因主要是为了降低各个处理器核心之间的通讯延迟。在至强E5 V4 24核心处理器架构图中我们可以看到，如果左上与右下两颗呈对角线关系的处理器核心要进行通讯，那么需要通过两组环形总线，经过大约11个传输节点，这种通讯方式所带来的延迟显然不低。尤其是在Core i9-7980XE这样超多核心的处理器上，通讯延迟的问题将非常显著。反观Mesh架构，得益于将各个处理器核心，以及内核中的PCIe、内存控制器、I/O设备组成一个矩阵，处理器核心间的通讯有更多可变的访问路径，所以各个核心之间的通讯延迟得以降低。以本页的技术架构图为例，在这颗28核心处理器中，其内部呈对角线关系、两颗最远的处理器核心如想进行通讯，那么在Mesh架构中，我们的访问路径可以选择先经过矩阵底部的6颗核心，再穿过矩阵右侧的4个单元，只需要通过10个传输节点就可实现互访，核心数更多，访问延迟反而更低。

　　不过，Mesh架构也并非十全十美。首先，Mesh在核心数较多的处理器中才能真正发挥其作用，在核心数较少的处理器中这种架构则难有作为。此外在环形总线架构中，各个处理器核心共享三级缓存数据。而在Mesh架构中，由于处理器的各个核心、功能模块都是呈矩阵式排列，每个处理器核心也都用各自的二级、三级缓存，而三级缓存的数据共享将会是一件比较麻烦的事情。因此为避免缓存共享带来延迟的增加，包括Core i9-7980XE在内的Core X处理器改变了二级缓存和三级缓存的容量。

　　提升二级缓存，削弱三级缓存

　　为了强调各个处理器核心独立完成运算任务，Core i9-7980XE、Core i9-7900X等Core X处理器每个核心的二级缓存容量从Broadwell-E处理器的256KB大幅提升到1MB，达到之前的4倍。这种设计可以帮助处理器核心在运算过程中尽可能从二级缓存中获取数据，从而提升二级缓存的命中概率。也正是因为如此，从二级缓存溢出到三级缓存的数据将大大减少，所以三级缓存的作用被削弱。从参数对比表中我们也可以看到，Core i9-7980XE和Core i9-7900X每颗处理核心的三级缓存容量为1.375MB，而Broadwell-E处理器每核心的三级缓存容量则为2.5MB。

　　支持AVX-512指令集

　　包括Core i9-7980XE和Core i9-7900X在内的Skylake-X处理器支持AVX-512指令集，可以让处理器每周期计算512bit位宽的浮点数，大幅提升处理器的并行运算能力，不过当前消费级软件对这一指令集的支持还很少。此外，Skyl ake-X处理器还提升了内存控制器的性能，在2017台北电脑展上，一些酷睿i 9系统甚至展示了DDR4 4133×8，即8条DDR4内存同时超频到DDR4 4133的能力。

　　我们这样测试

　　为了考察Core i9-7980XE这款超多核心的处理器能够具备怎样的素质，我们将会从基准性能、应用性能、游戏性能、内存性能以及处理器温度和平台功耗这几大板块来测试其综合性能。除此之外，相信不少朋友和我们一样，对这款超多核心处理器的超频潜力和超频性能十分好奇。因此，Core i9-7980XE的超频能力也是我们的测试重点之一。当然，为了让大家对这款处理器的综合性能有更清楚地认识，我们也会将Core i9-7900X和Core i7-8700K这两款处理器纳入到对比处理器的行列中来。

　　除了为大家介绍本次测试的主角Core i9-7980XE，以及Core i9-7900X、Core i7-8700K这两位配角之外，测试平台的其他组件自然也不能落下。首先在主板方面，我们选择了华擎玩家至尊X299专业版Gaming i9主板（下文简称Gaming i9）作为两款Core X处理器的“座驾”。这款主板采用13相供电电路设计，可为处理器提供更稳定、纯净的电流。不仅如此，该主板的每一相处理器供电电路均配备了可提供65A电流的高效电感以及寿命达12000小时的尼吉康12K黑金电容以及采用SPS（Smart Power Stage）技术的Dr.MOS等元器件。为了满足玩家们对主板灯效方面的要求，Gaming i9的南桥装甲部分配备了RGB LED灯，并且还板载了两个RGB LED针脚，以供玩家外接RGB灯带。此外，这款主板还配备了3个M.2 SSD插槽，并且每个M.2 SSD均支持PCIe 3.0 x4和SATA3 6.0 Gb/s规格。值得一提的是，这款主板板载了3个RJ-45有线网络接口，其中一个还采用的是AQUANTIA AQC107万兆有线网卡，而另外两个网络接口则采用的是Intel I219V和Intel I211AT这两款千兆有线网卡。不仅如此，Gaming i9还配备由Realtek ALC1220音频芯片、尼吉康专业音频电容、TI NE5532耳放等元器件组成的音频系统，并支持Sound Blaster Cinema 3。不得不说，这款主板不仅在性能上能够满足本次的测试需求，而且其功能也比较丰富。

　　除了华擎玩家至尊X299专业版Gaming i9主板之外，我们还为测试平台搭配了AORUS GeForce GTX 1080 Ti 11G显卡和芝奇Trident Z RGB DDR4 3200 32GB内存套装。需要说明的是，由于Core i7-8700K仅支持双通道内存，所以我们便在测试中为Core i7-8700K搭配了双通道内存（8GB×2），而另外两款Core X处理器则搭配的是四通道内存（8GB×4）。此外在散热器的搭配上，考虑到Core i9-7980XE的TDP高达165W，并且也为了让它在超频测试中更加充分发挥出应有的性能，我们选择了NZXTKraken X62水冷散热器。在测试环境的设定上，我们统一在主板BIOS中开启XMP模式（内存频率为DDR4 3200）。同时在游戏测试中，我们将关闭垂直同步，游戏分辨率统一设定为1920×1080。

　　测试平台一览

　　处理器：Core i9-7980XE、Core i9-7900X、Core i7-8700K

　　主板：华擎玩家至尊X 2 9 9专业版Gami n g i 9、ROG MA XIMUS Ⅹ FORMULA

　　内存：芝奇Trident Z RGB DDR4 3200 32GB内存套装（8GB×4）

　　显卡：AORUS GeForce GTX 1080 Ti 11G

　　硬盘：东芝VTX460A 240GB SATA SSD＋影驰ONE 120GB SSD＋希捷 1TB HDD

　　散热器：NZXT Kraken X62水冷散热器

　　电源：长城巨龙1250W电源

　　基准性能测试

　　测试点评：

　　通过6项基准性能测试，拥有18核36线程的Core i9-7980XE在多线程性能方面具有压倒性优势。例如，在CPU-ZBench多线程测试中，Core i9-7980XE在XMP模式下的多线程性能获得9321.8分，而Core i9-7900X的多线程性能得分为6533.4分，前者领先28.3%。不仅如此，Core i7-8700K 的CPUZ-Z Bench多线程测试获得3763.8分，可见Core i9-7980XE的领先幅度更是达到147.7%。同时，在wPrime 1024M运算测试中，Core i9-7980XE的运算耗时为42.622秒，而Core i9-7900X和Core i7-8700K则分别花费59.61秒和100.264秒完成整个运算，相比之下Core i9-7980XE的多线程性能同样非常突出。

　　从规格参数对比中我们不难看出，参测的3款处理器中，Core i9-7980XE的最高BOOST频率其实是最低的。因此，Core i9-7980XE得单线程性能便不再其多线程性能那样突出。例如在CPU-Z Bench单线程性能测试中，Core i9-7980XE获得511分，而Core i9-7900X和Core i7-8700K则分别获得518.5和529.6分，可见后两款处理器的单线程性能更胜一筹。

　　在超频测试中，通过我们的反复调试之后，Core i9-7980XE能够在1.156V电压下，以全核心4.0GHz的频率通过AIDA64 System Stability半个小时的烤机测试。从性能测试成绩来看，当全核心超频至4.0GHz之后，Core i9-7980XE的多线程性能得到明显提升。例如，CPU-Z Bench多线程得分从9321.8分提升至9837.6分，提升幅度约为5%；wPrime 1024M运算耗时也在默认频率的基础上缩短了约6秒。当然，相比Core i9-7900X和Core i7-8700K的多线程性能，全核心超频至4.0GHz之后Core i9-7980XE的性能优势也更加明显。不过，Core i9-7980XE全核心超频至4.0GHz其实是一把双刃剑。由于其全核心频率固定在4.0GHz，而默认频率下的单线程睿频频率最高可达4.4GHz，所以在多线程性能得到明显提升的同时，其单线程性能则出现下降。例如相比默认模式，Core i9-7980XE超频至4.0GHz之后的PerformanceTest CPU MARK单线程降低了4%，而Super Pi一百万位运算耗时则多耗时约4%。

　　应用性能测试

　　测试点评：

　　在应用性能测试中，我们得到了和基准性能测试相似的结论—在XMP模式下，Core i9-7980XE凭借更多的核心数和线程数，其多线程性能仍然可以轻松胜过其他两款参测处理器。例如在CINEBENCH R15处理器多线程渲染测试中，Core i9-7980XE获得3346cb，而Core i9-7900X和Core i7-8700K则分别2319cb和1408cb，相比之下Core i9-7980XE的领先幅度约为26.3%和137.6%。同时，在3D Studio Max 2015中渲染三匹玻璃马场景时，Core i9-7980XE耗时10分32秒完成渲染测试，而Core i9-7900X则多耗时8分20秒，并且Core i7-8700K更是多用了约21分钟才完成渲染测试。此外，在7-Zip压缩性能基准测试、Foorabar2000音频转码以及Handbrake视频转码这3项测试中，Core i9-7980XE的表现也能够超过另外两款参测处理器。除了上述的这些测试项目之外，为了更真实地模拟用户的实际使用情况，我们还选择了PCMark 10 Extended对3款处理器的性能进行测试。从结果来看，这项测试的胜出者并不是Core i9-7980XE，而是Core i9-7900X。这样的测试结果有些出乎我们的意料，于是我们查看了详细的实测结果。对比之后我们发现，Core i9-7900X在PCMark 10 Extended测试中的“常用基本功能”和“数位内容创作”的得分均胜过Core i9-7980XE和Core i7-8700K，所以Corei9-7900X的综合得分要更加突出。

　　虽然在PCMark 10 Extended测试中，Core i9-7980XE的测试成绩并没能胜过其他两款参测处理器，但是当它的全核心频率超频至4.0GHz之后，其所有应用性能测试成绩均对Core i9-7900X和Core i7-8700K实现完全碾压。例如在PCMark 10 Extended中，Core i9-7980XE的总分从8309分提升至8895分，并且比Core i9-7900X和Core i7-8700K的总分也更胜一筹。最后在单线程性能方面，无论是在超频前还是超频后，Core i9-7980XE的性能表现仍然不能胜过其他两款参测处理器。例如在CINEBENCH R15处理器单线程渲染测试中，Core i9-7980XE超频前获得179cb，超频后获得178cb，而Core i9-7900X和Core i7-8700K择分别获得188cb和201cb。

　　游戏性能测试

　　测试点评：

　　从游戏性能测试的结果来看，Core i9-7980XE在XMP模式下的个别测试成绩能够胜过Core i7-8700K，但在大部分性能对比中，Core i9-7980XE都败下阵来。同时，其所有游戏性能表现均不及Core i9-7900X。首先，凭借核心数和线程数的优势，Corei9-7980XE在3DMark Time Spy场景中的测试总分为10241分，胜过Core i7-8700K约3.7%，但是与Core i9-7900X的测试成绩相比，Core i9-7980XE则稍逊一筹。同时，在5款游戏性能的较量中，Core i9-7980XE的表现均遗憾败北。例如，Core i9-7980XE在XMP模式下运行《古墓丽影：崛起》的平均帧率为177.61fps，而Core i9-7900X和Core i7-8700K运行这款游戏的平均帧率为178.26fps和180.23fps。同时在《文明6》AI性能测试中，Core i9-7980XE平均每回合耗时18.9秒，而Core i9-7900X和Core i7-8700K的平均每回合耗时则分别少2秒和1.7秒。此外，在运行《F1 2017》、《奇点灰烬》CPU Focused以及《杀出重围：人类分裂》这3款游戏时，Core i9-7980XE的表现均不及其他两款参测处理器。

　　不过当Core i9-7980XE全核心超频至4.0GHz之后，被全面压制的情况出现了好转。例如，运行《古墓丽影：崛起》的平均帧率提升至188.3fps，超过Core i9-7900X和Core i7-8700K运行该游戏的平均帧率约10fps和8fps。同时，运行《奇点灰烬》CPUFocused的平均帧率也从43.9fps提升至48.5fps，运行《杀出重围：人类分裂》的平均游戏帧率也提升了6fps，并且在这两款游戏中的表现都成功反超其他两款参测处理器。然而及时在超频至4.0GHz之后，Core i9-7980XE的部分游戏性能让然没能实现反超。例如运行《F1 2017》和《文明6》AI性能测试中的测试结果仍然低于Core i9-7900X和Core i7-8700K。

　　通过上述分析我们可以看出，Core i9-7980XE最值得称赞的并不是运行各类游戏。同时，对比3款处理器在游戏中的表现我们不难发现，核心数较少但频率更高的Core i7-8700K在大部分游戏中反而都更具优势。由此可见，目前许多游戏都还没有达到能够充分利用Core i9-7980XE这18核36线程的地步。

　　内存性能测试

　　测试点评：本次测试中，我们在主板BIOS中开启内存XMP模式（内存延迟为14-14-14-34@2T），并使用AIDA64 Cache & MemoryBenchmark分别测试了3款处理器的内存性能。首先，对比参测内存搭配Core i9-7980XE和搭配Core i9-7900X的内存性能测试结果我们可以看到，参测内存与Core i9-7980XE时的写入速度不及C ore i9-7900X，但其拷贝速度要高于Core i9-7900X。同时，由于Core i7-8700K搭配的是双通道内存，所以参测内存与它搭配时的内存性能明显要低一些。此外在内存延迟方面，从测试成绩我们可以看到，与Corei9-7980XE搭配时，参测内存的延迟为77.9ns，要略高于和Core i9-7900X搭配时的测试成绩。而参测内存在与Core i7-8700K搭配时，其内存延迟要低得多，仅为43.9ns。

　　平台功耗及处理器温度测试

　　测试点评：在测试中，我们通过AIDA64 System Stability将3款参测处理器的负载拉升至最高，功耗仪显示在满载状态下搭载Core i9-7980XE的测试平台功耗为298W，搭载Core i9-7900X的测试平台功耗为275W，而Core i7-8700K所在的平台功耗则为203W。对比之后可以看到，由于Core i9-7980XE的核心数最多，所以其所在平台的功耗也最高。

　　此外在处理器温度方面，Core i9-7980XE的表现不错。在水冷散热器的支持下，虽然拥有多达18颗核心，但Core i9-7980XE在满载状态下的最高温度在70摄氏度以下，仅为68℃。同样在满载状态下，Core i9-7900X的温度为64℃，Core i7-8700K的温度为61℃。虽然Core i9-7980XE的核心数虽然是Core i7-8700K的3倍，但其满载状态下的温度仅比后者高了7℃。

　　写在最后

　　回到我们最开始提出的问题：超多核心到底有何用武之地？这款18核36线程的处理器又有着怎样的性能优势？通过这一系列的测试之后我们不难看出，在视频、音频转码、图形渲染以及3D建模等能够充分利用处理器多线程应用中，Core i9-7980XE可以发挥出其超多核心数的优势，在多线程性能上完全碾压Core i9-7900X和Core i7-8700K。因此，对于从事视频、音频转码、图形渲染以及3D建模的专业人士来说，这款处理器能够帮助你大幅提升工作效率。此外单从游戏性能来看，Core i9-7980XE与Core i7-8700K的游戏性能差距并不大。因此，对于想要在工作之余畅玩各类大型游戏的专业人士，以及对购机预算并不敏感的土豪玩家来说，Core i9-7980XE仍然能够满足他们在游戏性能上的需求。

　　最后，我们还想给准备入手Core i9-7980XE的朋友们提几点建议。首先在测过程中，我们还在默认状态下使用AIDA64 System Stability拉高处理器的负载。半个小时之后热成像仪显示，华擎玩家至尊X299专业版Gaming i9处理器供电电路的最高温度出现在电感部分，为81℃。由此可见，Core i9-7980XE这款超多核心的处理器在长时间满载时对主板供电电路会带来比较高的负担，所以我们建议想要入手这款处理器的朋友为它搭配一款高性能“座驾”。同时就我们的测试来看，在稳定超频至全核心4.0GHz之后，Core i9-7980XE的最高温度达到已经85℃。可见对于想要获得更强多线程性能的用户来说，为Core i9-7980XE搭配一款高性能的水冷散热器是必不可少的。此外在功耗方面，Core i9-7980XE全核心频率稳定更提升至4.0GHz之后，整个平台的功耗达到440V左右。同时考虑到显卡、外接硬件以及散热风扇等设备的运行功耗，我们建议想要入手这款处理器的朋友为你的主机选购一款功率在850W或以上的电源，从而避免出现平台供电不足的情况。

　　文、图/《微型计算机》评测室