Trải nghiệm Core i9-12900K – có một Intel rất khác

Có thể thấy với thiết lập 8 nhân to 8 nhân nhỏ này, mỗi nhóm nhân dùng kiến trúc khác nhau. Golden Cove là kiến trúc được phát triển kế thừa từ Sunny Cove trên dòng Ice Lake với những điểm mới như bộ giải mã chỉ thị rộng hơn với 6-wide thay vì 4-wide của các thế hệ trước từ đó cho phép các nhân nạp được tối đa 32 bytes chỉ thị với mỗi chu kỳ xung, như vậy tăng gấp đôi. Thêm vào đó bộ đệm microOP cũng đã được tăng thành 4K entries từ 2.25K, số cổng thực thi là 12 tăng từ 10 và cửa sổ chỉ thị out-of-order lớn hơn so với Sunny Cove. Xung nhịp của các nhân Golden Cove cũng cao hơn so với Sunny Cove trên Ice Lake, điều này góp phần tạo ra sự cải thiện về IPC, đến 19% so với Rocket Lake-S hay 28% so với Comet Lake-S.

Trong khi đó, các nhân tiết kiệm điện dùng kiến trúc Gracemont cải tiến từ Tremont. Gracemont là thế hệ thứ 4 của vi kiến trúc out-of-order điện năng thấp dành cho Atom, Celeron và Pentium Silver và nó có những cải tiến đáng kể như bộ đệm chỉ thị lớn hơn, hỗ trợ bộ nhớ DDR5 và PCIe 5.0 cùng các tập lệnh như AVX, AVX2, FMA3 và AVX-VNNI.

Để 2 nhóm nhân mạnh và yếu có thể hoạt động tốt thì Intel đã tích hợp một công nghệ gọi là Thread Director – một bộ scheduler thông minh để giám sát các chỉ thị, phân bổ và tối ưu khối lượng công việc dành cho các nhân xử lý. Thread Director sẽ giao tiếp với hệ điều hành và phiên bản hệ điều hành hỗ trợ tốt nhất là Windows 11. Với thiết kế nhân cùng với Thread Director và Windows 11 thì Alder Lake sẽ cho hiệu năng xử lý song song các tác vụ nặng tốt hơn từ đó nâng cao trải nghiệm sử dụng.

Với 2 kiến trúc Golden Cove và Gracemont đều được phát triển cho tiến trình Intel 7 tức 10nm SuperFIN Advanced thì dòng Alder Lake cũng đánh dấu sự chuyển dịch sang tiến trình mới của vi xử lý Intel sau nhiều năm gắn bó với 14nm.

DDR5 và PCIe 5

Ngoài thiết kế nhân to nhân nhỏ thì Alder Lake còn có nhiều thay đổi về công nghệ như DDR5 và PCIe 5.0. Vi điều khiển bộ nhớ trên Alder Lake giờ đã hỗ trợ loại RAM DDR5 bên cạnh DDR4 với tốc độ truyền tải rất cao, từ 4800 MT/s đến trên 6800 MT/s hoặc hơn với các kit RAM OC. Thế hệ bộ nhớ DDR5 có nhiều khác biệt so với DDR4, trong đó 2 thứ cần lưu ý là chip quản lý nguồn (PMIC) và VRM đã được tích hợp trên thanh DIMM thay vì nằm trên bo mạch, điện áp của RAM thấp hơn từ 1,2 V và chip XMP hỗ trợ 2 profile có thể tùy biến được.

Thế nhưng bên cạnh DDR5 thì vi điều khiển bộ nhớ của Alder Lake cũng hỗ trợ DDR4 thế nên anh em nếu muốn sử dụng lại các kit RAM cũ hay muốn giảm chi phí mua RAM thì có thể dùng Alder Lake với các bo mạch chủ dùng RAM DDR4 thay vì DDR5.

PCIe 5.0 cũng là một điểm rất mới trên dòng Alder Lake, nâng cấp từ PCIe 4.0 của dòng Rocket Lake và lần này thì Intel đi trước AMD về việc hỗ trợ chuẩn PCIe mới. Thực tế mình thấy việc hỗ trợ PCIe 5.0 sớm trong bối cảnh hiện tại vừa là để chờ đợi các phần cứng PCIe 5.0 trong năm 2022, vừa là tăng số lượng lane PCIe 3.0 và 4.0 lên từ đó biến Alder Lake trở thành nền tảng vi xử lý cấp rất nhiều lane PCIe, mở ra nhiều tình huống sử dụng.

CPU cấp 16 lane PCIe 5.0 cho card đồ họa và 4 lane PCIe 4.0 cho SSD, băng thông mỗi lane PCIe 5.0 là 32 GT/s gấp đôi PCIe 4.0 và gấp 4 lần PCIe 3.0. Như vậy 16 lane PCIe 5.0 sẽ hỗ trợ card đồ họa thế hệ mới dùng 16 lane PCIe 5.0 x16 hoặc chạy 2 card với thiết lập PCIe 5.0 x8/x8 (tương đương 2 card chạy đủ 16 lane PCIe 4.0). Ngoài ra, với SSD PCIe 5.0 x4 thì Alder Lake-S cũng có thể hỗ trợ với thiết lập PCIe 5.0 x8 cho card đồ họa và 2 x PCIe 5.0 x4. Nền tảng chipset Z690 cũng cấp đến 12 lane PCIe 4.0 từ đó mở ra khả năng lưu trữ dồi dào, những chiếc bo mạch chủ Z690 cao cấp có thể hỗ trợ thêm 3 khe M.2 nữa. Với những anh em có nhu cầu lưu trữ cao, điển hình như sản xuất video thì mình thấy nền tảng Z690 cùng Alder Lake rất hợp lý, không cần phải tìm đến các nền tảng HEDT như trước đây.

Hiệu năng của Core i9-12900K

Mình đã test nhanh Core i9-12900K với thiết lập mặc định, chỉ bật XMP của RAM trên nền tảng bo mạch chủ Z690 Maximus Apex và dưới đây là những kết quả so sánh với các thế hệ vi xử lý trước của Intel và AMD.

Cấu hình thử nghiệm gồm:

• CPU: Intel Core i9-12900K 8P 3,2 GHz > 5,2 GHz + 8E 2,4 GHz > 3,9 GHz, 30 MB Smart Cache;
• GPU: NVIDIA GeForce RTX 2060 Super FE;
• RAM: 2 x 8 G.Skill TridentZ 5 DDR5-5600 CL36-36-36-76;
• SSD: Crucial P1 1 TB PCIe 3.0 x4 NVMe;
• SSD: WD Black AN1200 1 TB PCIe 3.0 x8;
• MOBO: ASUS Z690 Maximus Apex;
• Cooler: ASUS Ryujin 360;
• PSU: Deepcool DQ 750 M-V2L;
• Case: Inwin 216.

Trong bài này mình chỉ test Core i9-12900K ở thiết lập mặc định, bật XMP của RAM và cho CPU chay theo thiết kế. Thông thường thì mình test luôn cả hiệu năng khi OC CPU lên các mức xung cao hơn nhưng trong quá trình xài thì mình nhận thấy chiếc tản nhiệt của ASUS tỏ ra không hiệu quả và đây là điều đã được dự báo trước bởi Alder Lake-S có độ cao Z-height thấp hơn so với các thế hệ trước và những chiếc tản nhiệt hiện tại vốn được thiết kế cho socket LGA 1200 sẽ không đạt được hiệu năng tối đa. Giải pháp của ASUS trên bo mạch chủ 600 series là khoét thêm lỗ để lắp vừa tản đời cũ, bracket và tản đều bắt chặt nhưng khả năng tiếp xúc giữa mặt lấy nhiệt của tản và nắp IHS không được tối ưu. Mình sẽ tìm một chiếc tản khác và thử OC Core i9-12900K rồi gởi đến anh em một bài viết khác, hiện tại với những gì mình đang có thì OC chưa ngon.

Như thường lệ với bài test đầu tiên là Cinebench R15 và R20, điểm số đa nhân và đơn nhân của Core i9-12900K đều vượt xa các vi xử lý mà mình so sánh bao gồm Core i9-11900K/10900K/9900KS và Ryzen 7 5800X, Ryzen 9 5900X. Core i9-12900K mạnh thật sự nhờ lợi thế đa nhân và xung nhịp cao. Với bài test này thì các nhân mạnh chạy ở xung 4,9 GHz toàn nhân và các nhân tiết kiệm điện đạt 3,7 GHz, CPU ăn tối đa 240 W với Cinebench R20 đa nhân và 230 W với Cinebench R15. Mỗi bài test mình thực hiện 5 lần, anh em có thể xem trong bảng đầu tiên với số điểm của 5 lần chạy, mỗi lần cách nhau tầm 5 phút, hiệu năng của Core i9-12900K rất ổn định.

Trong bảng so sánh này thì Ryzen 9 5900X có 12 nhân 24 luồng, trước đó mình test với kit RAM G.Skill TridentZ 3600 CL16 để tối ưu về hiệu năng. Điểm số đa nhân tầm 8700 điểm CB20 vẫn thua xa so với Core i9-12900K dù chỉ kém 2 nhân, cần lưu ý là xung đa nhân của Ryzen 9 5900X mặc định ở 4,2 GHz và đơn nhân ở 4,8 GHz. Nếu so với Core i9-11900K thì khoảng cách về hiệu năng đa nhân đến gần 4500 điểm CB20 và 1700 điểm CB15, hiệu năng đơn nhân còn tốt hơn cả Core i7-11900K với 744 điểm đơn nhân CB20 và 280 điểm đơn nhân CB15. Đây là mức điểm đơn nhân mà cả các vi xử lý thế hệ trước của Intel lẫn AMD đều khó có thể đạt được và nó cho thấy sự cải thiện về IPC rất rõ ràng của Alder Lake so với các thế hệ trước.

Tiếp tục với các công cụ Render như Corona, V-RAY và Blender, Core i9-12900K thể hiện sự vượt trội về tốc độ khi có thể hoàn tất bài test Corona Benchmark trong chỉ 54 giây, nhanh hơn 7 giây so với Ryzen 9 5900X ở mức xung mặc định, tỉ lệ Rays/giây đạt đến 8,9 triệu rays/giây. Với Blender, mình cho chạy 2 bài test là BMW và Classroom, Core i9-12900K cũng về đích trước tiên với thời gian hoàn thành bài test BMW là 87 giây và Classroom là 268 giây. Mình dùng chung một phiên bản Blender là 2.83 để so sánh chính xác hơn. Hơi tiếc là mình không có Ryzen 9 5950X để so với Core i9-12900K, chắc phải đi mượn để làm 1 bài so găng cho anh em xem chứ Core i9-12900K hiệu năng vượt xa quá.

Mình luôn test Hanbrake vì mình luôn có nhu cầu chuyển đổi định dạng video để lưu trữ và xem lại với Plex. Nội dung chuyển đổi định dạng là video Big Bug Bunny H.264 4K@60fps chuyển sang 1080p@30fps theo presset Very Fast. Core i9-12900K mất 233 giây để hoàn thành tác vụ này với tỉ lệ khung hình trung bình là 164,48 fps, tỉ lệ khung hình xử lý trên mỗi giây cao hơn các vi xử lý còn lại đến 60 fps, rất ấn tượng.

Kiểm tra độ trễ và bănng thông của bộ đệm trên Core i9-12900K thì bộ đệm của L3 lớn hơn tầm 10 nano giây so với các thế hệ trước, băng thông của bộ đệm L3 lớn hơn gấp 2 lần nhưng L2 thì không đổi còn L1 thì thấp hơn so với Rocket Lake. Mình nghĩ rằng do thiết kế nhân to nhỏ trên Alder Lake đã tác động đến băng thông này bởi các nhân mạnh có 80 KB bộ đệm L1 mỗi nhân, các nhân tiết kiệm điện lại có 96 KB bộ đệm L1 và mỗi loại nhân lại có tốc độ khác nhau. Trong khi đó, bộ đệm L3 là bộ đệm chia sẻ chung giữa các nhân và băng thông của nó sẽ được hưởng lợi bởi tốc độ truy xuất cao của các nhân P. Không chỉ băng thông tốt hơn, dung lượng của bộ đệm L3 trên Core i9-12900K cũng lớn hơn nhiều so với Core i9-11900K (16 MB) và điều này chắc chắn mang lại sự cải thiện về hiệu năng với mọi ứng dụng.

Alder Lake đã hỗ trợ DDR5 và cấu hình test của mình dùng kit RAM G.Skill TridentZ 5 DDR5-5600 CL36-36-36-76. Anh em có thể thấy là với RAM DDR5 thì xung hay tốc độ cao đồng nghĩa với CAS Latency cũng cao theo. Lợi ích là chúng ta có băng thông lớn, đến 77 GB/s gần gấp đôi so với băng thông của các kit RAM DDR4-3200 CL16 mà mình hay xài. Băng thông lớn mang lại lợi ích cho những ứng dụng đặc thù, hiệu năng nén/giải nén cũng vì thế mà được cải thiện như anh em có thể kiểm tra trong phần test 7-Zip Compress/Decompress với chỉ số MIPS của Core i9-12900K với DDR5-5600 cao hơn đáng kể so với các thế hệ Core i9 trước dùng DDR4-3200.

Về hiệu năng chơi game, Core i9-12900K cũng cho thấy sự tăng tiến về tỉ lệ khung hình nhưng tùy tựa game. Chẳng hạn như Shadow of the Tomb Raider, thiết lập đồ họa Highest, độ phân giải 1080p thì hệ thống chạy Core i9-12900K cho 131 fps trong khi các thế hệ trước cho tầm 105 – 114 fps. Một tựa game khác cũng rất nhạy cảm về xung của CPU là CS:GO, Core i9-12900K cho đến 479 fps với đồ họa High, 1080p, xung của CPU khi chơi CS:GO có thể đạt 5,2 GHz đơn nhân hay 5,1 GHz đôi nhân, đa nhân ở 5 GHz rất tốt. Thế nhưng những tựa game như Far Cry 5 lại cho tỉ lệ khung hình thấp hơn đôi chút còn Borderlands 3 thì hầu như không khác biệt giữa các phiên bản CPU.

Các bài test 3DMark Fire Strike với 3 độ phân giải FHD, 2K, 4K lấy điểm Physics về hiệu năng CPU và Time Spy với 2 độ phân giải 2K và 4K lấy điểm CPU cho thấy Core i9-12900K đều vượt trội hơn các vi xử lý còn lại về hiệu năng đồ họa game. Tuy nhiên cần lưu ý rằng đa phần các tựa game sẽ thiên về sức mạnh GPU hơn là CPU.

Điện năng và nhiệt độ

Core i9-12900K dù có nhiều nhân hơn so với các thế hệ trước nhưng với việc nó dùng kiến trúc mới, có các nhân tiết kiệm điện và sử dụng tiến trình 10nm thì điện năng tiêu thụ của nó có phần khác biệt. Khi chạy Cinebench R15, CPU chỉ ăn tối đa 226 W với 8 nhân mạnh chạy ở 4,9 GHz và 8 nhân tiết kiệm điện chạy ở 3,7 GHz, Vcore ở 1,267 V trên toàn 16 nhân. Khi stress bằng AIDA64 thì nó ăn tối đa tầm 206 W. Với Blender thì bài test Classroom sẽ khiến con CPU ăn đến 238 W, gần với TDP giới hạn ở 241 W với Vcore lên 1,3 V. Khi nghỉ, xung CPU có thể xuống dưới 1 GHz, các nhân mạnh ở 800 MHz và các nhân tiết kiệm điện ở 500 MHz, Vcore chỉ còn 0,8 V.

Có thể thấy Core i9-12900K đạt được hiệu năng/điện năng tốt hơn so với các thế hệ trước, đặc biệt là Rocket Lake bởi nó có số nhân nhiều hơn gấp đôi, xung đa nhân vẫn gần ngưỡng 5 GHz trong khi lại ăn ít điện hơn. Nhiệt độ của Core i9-12900K khi mình cho chạy stress test tối đa ở 86 độ C nhưng có thể thấy trần nhiệt không còn nhiều, ít nhất là với chiếc tản Ryujin 360 mình đang xài nên việc OC nó khá khó. Mình đã thử OC các nhân mạnh lên mức xung toàn nhân 5,1 GHz và các nhân tiết kiệm điện lên 3,9 GHz nhưng không ổn định, Vcore khi đó đã đòi đến 1,365 V, nhiệt độ chạm ngưỡng 97 độ C. Thế nên mình xác định sẽ tìm một giải pháp tản nhiệt khác tốt hơn và thử OC lại Core i9-12900K. Một yếu tố nữa là may mắn, con Core i9-12900K mình xài khá đói điện, để chạy đa nhân theo xung thiết kế cần 1,26 V trong khi mình thấy nhiều con chỉ cần 1,22 V.

Nhìn chung, Core i9-12900K đang cho thấy sự trở lại của Intel trong phân khúc CPU hiệu năng cao dành cho người dùng phổ thông khi giờ đây nó cho hiệu năng vượt trội so với các thế hệ trước cũng như vượt cả AMD trong cùng phân khúc. Những cải tiến của Intel về mặt kiến trúc, tiến trình và thiết kế CPU ở dòng Alder Lake rất kịp thời. Việc hỗ trợ DDR4 lẫn DDR5 và đi trước với PCIe 5.0 cho thấy sự toan tính của Intel khi muốn làm đầu tàu của một sự chuyển dịch công nghệ, thúc đẩy hệ sinh thái phần cứng thay đổi để chạy theo và từ đó qua thời gian thì phần cứng mới rẻ hơn, giống như cái thời SSD PCIe 3.0 x4 giá còn trên trời thì giờ rất dễ tiếp cận.

Nếu so với AMD hiện tại, Intel có nhiều lợi thế, nhất là tính sẵn có của nguồn hàng bởi Alder Lake-S được sản xuất trên tiến trình của Intel, không phụ thuộc vào TSMC. Việc tự chủ dây chuyền cũng khiến giá của Alder Lake rẻ hơn, hiện tại Core i9-12900K cũng đang rẻ hơn Ryzen 9 5950X theo mình tham khảo tại các nhà bán chính hãng tại Việt Nam trong khi có cùng 16 nhân, thấp hơn về số luồng. Sự xuất hiện của Alder Lake-S hơi chậm nhưng vẫn còn kịp để thuyết phục người dùng rằng những gì họ chờ đợi trong những năm qua đang được đền đáp xứng đáng.