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英特尔Core i7 4790K处理器测试

2014-07-29《微型计算机》评测室《微型计算机》2014年7月上

像江湖中的武林高手一般,不仅拥有强大的实力,也有一个让人胆寒的代号——“恶魔峡谷”;像一支军队往往由主力军、预备队等多层次的部队组成。

英特尔Core i7 4790K处理器测试

它就是处理器中的禁卫军,是这支庞大军团中精锐、厉害的一位战将,它就是英特尔Haswell Refresh解锁版处理器中的高端产品一Core i7 4790K,一位为DIY发烧玩家量身定制的强搭档,一头只能在高手手中才能发挥出大实力的猛兽。

一如以往“Save the best for last”(把好的留在后)的习惯,在普通版Haswell Refresh处理器发布一个月后,英特尔也为Haswell Refresh推出了其处理器中的精英产品一可调节处理器倍频进行超频的解锁版处理器即K版处理器。

默认工作频率大幅提升

Haswell Refresh处理器中的K版产品主要由Core i7 4790K与Core i5 4690K两款处理器组成,与以往的K版处理器相比,它们不仅具备超频能力,还有一个非常酷的代号:Devil's Canyon即恶魔峡谷,似乎意味着它们就像一座隐藏了众多恶魔的神秘峡谷,拥有着非常强悍的力量。这两款处理器将分别用于替代Haswell处理器中的Core i7 4770K与Core i5 4670K。与其他Haswell Refresh处理器类似,相对于上一代产品它们主要的变化也是提升频率,不过频率的提升幅度,尤其是其中的顶级产品Core i7 4790K就要大很多。无论在哪种工作状态下,Core i7 4790K相对于Core i7 4770K都将拥有500MHz的频率优势。

当然,在处理器核心架构没有发生重大变化的条件下,要提升频率自然要增加核心电压来确保处理器的工作稳定性。从CPU-Z的检测数据来看,Core i7 4790K的工作电压达到1.174V,比Core i7 4770K高了约0.063V,同时其TDP热设计功耗也由84W增加到88W。而Core i5 4690K的频率提升幅度相对于Core i5 4670K来说,则要小一些,其基准频率与高频率均只提高了100MHz。

与Core i7 4770K相比(右),Core i7 4790K(左)的背面明显不同,配备了更多的电容。
与Core i7 4770K相比(右),Core i7 4790K(左)的背面明显不同,配备了更多的电容。

拥有更好的生产工艺

频率的提升、电压的增加也就预示着处理器发热量可能增大,因此为了增强处理器的稳定性,恶魔峡谷处理器除了采用Haswell Refresh上更加成熟的22nm生产工艺外,还通过两大手段进行加强。其一是在处理器的顶盖与Die(处理器核心)之间采用了名为“Next-Generation Polymer Thermal Interface Material”(下一代聚合物散热材料)的导热介质,它拥有更好的导热效率,像前两代Haswell、Ivy Bridge产品由于使用普通硅脂,导致超频时温度提升过高的问题将得到缓解。同时,与普通Haswell Refresh处理器不同,两款K版产品的背面配备了更多的电容,英特尔表示这将为处理器提供更平稳的电力供应,提升超频的成功率。

 

测试目的与方法

首先,我们将测试Core i7 4790K在默认频率下的性能表现,以了解频率的提升对于它的性能到底有多大的帮助;同时我们还将通过特别的同频热量对比测试,来了解Core i7 4790K的新工艺、新技术是否有效;后的重头戏当然是通过风冷、水冷两种大多数DIY玩家常用的散热手段,探索Core i7 4790K的超频性能。

图1:玩家至尊Z97X杀手版主板采用豪华的8相供电设计,并搭配合金电感、双层MOS、12K白金电容等高品质元器件。
图1:玩家至尊Z97X杀手版主板采用豪华的8相供电设计,并搭配合金电感、双层MOS、12K白金电容等高品质元器件。

图2:华擎独有的4-Pin硬盘管家接口。使用这个接口连接硬盘的话,用户可以在操作系统中通过软件开启或关闭相应硬盘,达到节能并延长硬盘寿命的目的。
图2:华擎独有的4-Pin硬盘管家接口。使用这个接口连接硬盘的话,用户可以在操作系统中通过软件开启或关闭相应硬盘,达到节能并延长硬盘寿命的目的。

图3:玩家至尊Z97X杀手版主板配备专业的音频系统与杀手游戏网卡,可为玩家带来更好的游戏体验。
图3:玩家至尊Z97X杀手版主板配备专业的音频系统与杀手游戏网卡,可为玩家带来更好的游戏体验。

我们的超频利器

为了在对Core i7 4790K的超频测试中获得较好的成绩,我们特地使用了以下两大超频利器,首先出场的是来自华擎的玩家至尊Z97X杀手版。这是一款专为游戏发烧友设计的主板产品,其处理器供电电路采用8相供电设计,并搭配合金电感、双层MOS、12K白金电容等高品质元器件。其中合金电感通过一体成型的生产工艺,以及由合金磁性材料组成的电感磁芯,从而具备更好的性能与散热能力,单颗电感的大负载电流达到38A;而双层MOS的的内部堆叠有两颗硅芯片,可令导体截面积增大一倍。该面积与导通阻抗成反比,数值越大,MOSFET的导通阻抗就越低,达到仅仅1.2mΩ,因此双层MOS的采用可有效降低供电电路的发热量。

同时,玩家至尊Z97X杀手版主板也配备了在105℃工作温度下,拥有12000小时寿命的日系白金电容。而完整覆盖MOSFET与主板芯片组的大型铝合金散热片则可进一步提升主板工作稳定性。此外该主板还拥有丰富的娱乐元素,它整合了由TI  NE5532耳放芯片(可支持阻抗大600Ω的耳机)、尼吉康FG系列音频电容、EMI屏蔽罩组成的音频模块。而其板载的Killer E2201-B游戏网卡,则能通过网卡特有的游戏封包优先排序功能,让玩家在运行网络游戏时,也可开启迅雷下载,做到游戏、下载两不误。

在对处理器进行水冷超频时,我们则使用了海盗船的高端一体式水冷散热器Hydro H110。它采用了规格为280mm的大型冷排,标配两把支持PWM调速的140mm风扇。其液冷系统采用导电性极差的乙二醇作为导热介质,因此即便漏液也不会发生短路。而Hydro H110的水冷头则采用了由盘铣工艺打造的纯铜底座,并自带一层高品质导热硅脂,具备很高的导热效率。此外为重要的是,这也是一款全平台产品,可在AMD与英特尔当今主要平台上使用。

相比Core i7 4770K,Core i7 4790K的工作电压与频率有小幅提升,因此这令它的功耗有所增加。
相比Core i7 4770K,Core i7 4790K的工作电压与频率有小幅提升,因此这令它的功耗有所增加。

远超Core i7 4770K 默认频率性能测试

从第103页的性能测试图可以看到,凭借500MHz的频率优势,Core i7 4790K的各项性能明显领先Core i7 4770K,具备较大的领先幅度。同时由于Core i7 4790K的工作频率相比Core i7 4790也高出400MHz,因此在所有测试中,它也轻松击败了“同门师兄”,成为除LGA 2011接口产品外的强消费级处理器。

功耗增大 温度表现更好

那么工作电压、频率的提升,是否会给Core i7 4790K带来大幅的功耗与温度提升呢?从测试来看,在待机状态下,采用Core i7 4790K的系统功耗与采用Core i7 4770K的系统功耗无明显区别。而在满载状态下,由于Core i7 4790K的电压、频率均超过Core i7 4770K,因此其系统功耗小幅超过采用Core i7 4770K处理器的系统。而在温度方面,Core i7 4790K的表现则非常突出,在待机状态下,其工作温度比Core i7 4770K低了5℃。而在频率、电压双重提升的满载环境下,其温度也与Core i7 4770K做到了基本相同。究其原因在于,Core i7 4790K采用了Haswell Refresh核心,使用了更加成熟的22nm生产工艺,而Core i7 4770K采用的仍是去年的Haswell。此外,Core i7 4790K内部导热效率更高的散热材料也助了一臂之力。

为此,我们还特别进行了一个同频温度对比测试来说明Core i7 4790K优秀的温度表现。测试中,两款处理器的频率被设置为恒定工作在3.5GHz下,均使用1.05V工作电压。在满载运行10分钟时,Core i7 4770K的处理器温度为70℃,而Core i7 4790K的处理器温度则只有60.5℃,足足低了近10℃。

可稳定工作在4.6GHz 风冷超频测试

经过一段时间体验,我们很快掌握了Core i7 4790K的基本超频方法,其超频过程与之前的Haswell大同小异:

Step 1:首先根据你想达到的CPU频率调节CPU倍频,如我们想让处理器所有核心都工作在4.8GHz下,那么就应在ALL Core模式下,将处理器倍频调节为48。需要注意的是,CPU缓存倍频会自动与处理器倍频保持一致,从而出现缓存频率也被超频,导致系统不稳定的情况出现。因此在这里我们需进行手动设置,将其设置为默认的40倍频。

Step 2:其次根据想要达到的超频频率,以及处理器使用的散热设备,对处理器核心电压进行调节。一般而言,如使用高性能风冷散热器的话,核心电压好不要超过1.5V,使用高端水冷散热器的话,核心电压不宜超过1.6V。

Step 3:提高CPU Input Voltage即CPU输入电压,该电压关系着CPU核心电压的调节范围,该电压值越高,CPU核心电压的可达成值就越高。一般而言,在水冷或风冷状态将其从默认的1.8V提升到1.9V即可。

接下来,我们按照以上方法首先尝试对Core i7 4790K处理器进行风冷超频。经多次尝试,我们发现Core i7 4790K在搭配高性能风冷散热器时(测试中采用的是九州风神黑虎鲸下压式散热器)的高可稳定工作频率在4.6GHz。在4.6GHz下,处理器不仅可完成所有测试,带来5%~9%的性能提升,长时间运行OCCT CPU负载测试时也未出现任何异常,其满载工作温度在85℃~90℃之间。

但如果你想要继续提升频率,哪怕仅仅100MHz,你会发现处理器想要稳定地工作就非常艰难了。这是因为Core i7 4790K处理器在高频时对电压的需求非常强烈,稳定在4.6GHz时的电压仅需1.29V,但要稳定在4.7GHz的话则需要近1.4V,带来处理器工作温度的急剧上升。

再上一层楼 水冷超频测试

而在换用海盗船Hydro H110水冷散热器后,4.7GHz对于Core i7 4790K来说就是小菜一碟了,处理器满载温度可轻松地控制在80℃以内,那么处理器工作频率是否还有继续提升的空间呢?接下来的测试应该说非常折磨人。Core i7 4790K的确是一个典型的“吃电压怪兽”,即便是增加100MHz到4.8GHz的任务也难以完成。经过我们不断地提升电压,直到电压达到1.534V时,处理器才能在4.8GHz的频率下,稳定地在OCCT CPU负载测试中工作。尽管频率只有100MHz的差距,但1.534V的稳定超频电压相对4.7GHz时的电压却高出了0.134V,而这也为处理器带来了巨大的热量,处理器长时间满载运行时的工作温度已达到90℃以上。因此,用户如想稳定工作在4.8GHz,那么就必须采用高性能水冷散热器,如你不能接受处理器长时间处于高温状态,那么对于水冷玩家来说,4.7GHz就是好的选择。

Step 1:超频第一步—调节CPU与缓存倍频。
Step 1:超频第一步—调节CPU与缓存倍频。

Step 2:设置处理器核心电压,风冷不要超过1.5V。
Step 2:设置处理器核心电压,风冷不要超过1.5V。

Step 3:提高CPU输入电压至1.9V。
Step 3:提高CPU输入电压至1.9V。

高实现5.1GHz 极限频率超频测试

而对于仅仅需要频率、无需稳定性的极限超频测试来说,Core i7 4790K也为玩家带来了小小的惊喜。在风冷状态,只需1.45V,玩家就能以4核心8线程的状态完成5GHz频率下的CPU-Z认证与Super Pi一百万位测试;而在水冷散热器的帮助下,玩家则可使用1.55V~1.62V这样的高电压来完成5.1GHz的CPU-Z认证,并将Super Pi一百万位运算时间缩短至7.13s。

在水冷系统的帮助下,我们高可将处理器频率提升到5.1GHz。需注意的是,要想进行这样的极限超频,好先以较低频率进入系统,再使用华擎F-Stream工具中的OC TWEAKER工具调节处理器的电压、频率,从而提升成功概率。
在水冷系统的帮助下,我们高可将处理器频率提升到5.1GHz。需注意的是,要想进行这样的极限超频,好先以较低频率进入系统,再使用华擎F-Stream工具中的OC TWEAKER工具调节处理器的电压、频率,从而提升成功概率。

使用高性能水冷散热器的话,Core i7 4790K可长时间稳定地工作在4.8GHz下,但由于工作电压过高,因此其工作温度不低。
使用高性能水冷散热器的话,Core i7 4790K可长时间稳定地工作在4.8GHz下,但由于工作电压过高,因此其工作温度不低。

恶魔峡谷将成中高端主力

坦率地说,单从超频能力上看,恶魔峡谷Core i7 4790K带给我们的惊喜并不是特别大,其高稳定超频频率相对于Core i7 4770K只有100MHz~200MHz的提升幅度,也无法回到Sandy Bridge风冷稳定在5GHz的时代,究其原因还是在于Haswell处理器的架构难以实现“低压高频”。不过对于DIYer玩家来说,它还是具备很高的购买价值。首先4GHz默认频率、先进的架构设计让它成为除LGA 2011接口产品外的强消费级处理器。再加上简单的超频方法、600MHz~800MHz的频率提升空间,Core i7 4790K在性能上相对于Core i7 4770K显然更具吸引力。而为关键的是,其价格只比后者高100~200元。差不多的价格,强不少的性能,Core i7 4790K足以满足那些对性能有所需求,CPU预算在2000元左右的中高端玩家的需求,它将成为明年Broadwell解锁版处理器上市前的英特尔又一主力大将。

Core i7 4790K默认性能与超频性能测试成绩

Core i7 4790K默认性能与超频性能测试成绩

Core i7 4790K默认性能与超频性能测试成绩

Core i7 4790K默认性能与超频性能测试成绩

Core i7 4790K默认性能与超频性能测试成绩

Core i7 4790K默认性能与超频性能测试成绩

Core i7 4790K默认性能与超频性能测试成绩

Core i7 4790K默认性能与超频性能测试成绩

Core i7 4790K默认性能与超频性能测试成绩

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