当消费级PC用上22核心处理器
文/图 马宇川
主板采用了豪华的12相供电设计，由高效电感、尼吉康12K白金电容、超级双芯MOS等高品质元器件组成。
可以看到，在外形上至强E5-2699V4(中）与Core i7 6950X（左）这两款均采用Broadwell-E架构的处理器完全一样，比采用四核心设计的Skylake处理器Core i7 6700K（右）要大很多。
参与本次体验的主角至强E52699V4(中），以及参与对比的两位“陪衬”—Core i7 6950X（左）与Core i7 6700K（右）。
由于专为至强E5处理器设计的英特尔C612服务器芯片组，在核心技术架构上与X99芯片组并无太大区别，再加上英特尔对X99芯片组并未像100系芯片组那样进行刻意的封锁屏蔽（整个100系芯片组都无法使用至强E3处理器），因此这就为X99芯片组赋予了非常强的处理器支持能力。可能之前如果问你：“X99与Z170主板，那款主板支持的CPU更多？”不少人会选择Z170，毕竟X99在消费级处理器上给我们留下印象的只有那么几款Core i7。但事实上根据我们的统计—一款不断进行BIOS升级的X99主板，如体验中使用的这款华擎玩家至尊X99杀手版/3.1主板可以使用多达92款处理器。而Z170主板可支持的处理器到截稿时为止总共就只有25款处理器。让X99具备如此强的扩展能力的关键，就在于它对至强的支持—这款主板可以使用从V3到V4版本的所有至强E5处理器，其支持的消费级处理器反而只有仅仅6款。
因此正是英特尔对X99的“仁慈”，使得X99主板具备异常强大的处理器支持能力。不过本来X99主板是为消费级处理器设计的，如今却要搭配最多可达22核心的至强E5处理器，它在硬件上，特别是供电系统上是否具备这一能力呢？而从理论上以及根据我们对业内工程师的咨询来看，X99要担当这一任务则是小菜一碟。首先22核心的至强E5-2699V4处理器的TDP热设计功耗只有145W，仅比Core i7 6950X多了5W。原因在于虽然它的核心数大幅增加，但基准工作频率却降低至2.2GHz，因此功耗不会增加太多。其次由于X99主板在消费级主板中属高端产品，一般至少采用6～8相供电。即便只采用6相供电，每相供电输出40W，6相供电总共也可输出240W，应对145W的处理器可以说绰绰有余。
而在现实中，不少X99主板的做工、用料可谓更加豪华。如我们体验中使用的华擎玩家至尊X99杀手版/3.1主板实际上采用了多达12相供电设计，每相供电电路由可承载60A电流的高效电感、尼吉康12K白金电容，以及内部整合了上桥与下桥，提供了更大的硅芯片面积，降低了导通电阻，具备更高能耗比的超级双芯MOS组成，其12相供电电路最高可支持输出1300W的功率。因此理论上来看，它完全可以支持E52699V4处理器这样的产品。后面我们也会在这款主板上对E5-2699V4进行稳定性测试，以验证是否如此。
那么如果22核心的E5-2699V4可以在X99主板上稳定运行，它在消费级应用中是否可以带来比普通处理器更好的使用效果？为了让各位读者有更直观地认识，我们将采用Core i7 6950X这一消费级产品中的极致版处理器，以及像Core i7 6700K这样典型的旗舰级四核心处理器与它进行对比测试。测试软件方面，由于我们主要是侧重消费级应用，因此不会再使用像SPEC CPU 2006这类服务器、工作站软件来测试，而是将通过更多的消费级软件、应用、游戏进行体验。
X99主板+至强E52699V4处理器稳定性与功耗测试
首先我们进行的不是性能测试、游戏体验，而是验证至强E5-2699V4处理器是否能在X99主板上稳定工作。毕竟只有能稳定工作了，后面的一切体验才有实际意义。首先第一步我们需要让X99主板可以正常点亮至强E5-2699V4处理器，不少X99主板是在2015年就已上市的产品，因此如使用2015年的BIOS它们极有可能无法点亮Broadwell-E处理器。所以首先做的第一步就是寻找并升级最新BIOS。而在我们体验的这款玩家至尊X99杀手版/3.1上，它在今年连发了三版BIOS，其中有一版BIOS明确指出“支持2016 Q2新CPU”，这指的就是Broadwell-E。所以只要升级最新BIOS，至强E5-2699V4即可在X99主板上正常工作。
而验证稳定的方法很简单，就是长时间运行对CPU占用率最大，可使44条工作线程满载的Prime95 In-place large FFTs烤机测试，看是否会出现蓝屏以及不稳定现象。而结果令人满意，在运行1小时Prime95 In-place large FFTs测试时，系统的工作完全稳定。那么主板供电部分的发热量大吗？
结果同样让人惊喜，这颗22核心处理器在华擎玩家至尊X99杀手版/3.1主板满载运行1小时时，主板供电部分的发热量并不高，最高温度点温度为67.6℃，供电区域平均温度仅54.2℃，与普通处理器带来的供电发热量相差无几。究其原因还是在于至强E5-2699V4处理器的频率大幅降低，TDP也仅有145W。同时在处理器发热量表现上，至强E5-2699V4处理器的表现也很不错，满载时的温度只有55℃左右，我们搭配的是海盗船H110一体式水冷散热器。因此用户只需采用较好的一体式水冷散热器，即可有效压制E52699V4。
首先我们需要升级主板BIOS，让主板可以支持Broadwell-E与至强E5 V4系列处理器。
在烤机一小时时，主板供电部分的发热量并不大。
采用像海盗船H110这类性能较好的一体式水冷散热器，即可轻松压制22核心处理器。
通过关闭节能技术、调节外频，22核心处理器的频率也可进行小幅优化。低功耗 22核心处理器也可超频
频率方面，在默认频率下至强E52699V4的表现的确相当一般，大部分时间的频率工作在2.2GHz～2.8GHz下，鲜能达到“传说”中的3.6GHz加速频率，在一些CPU低负载的游戏场景下，它的频率甚至会掉落到1.2GHz左右。总体来看其工作频率并不稳定，经常变动频率。那么是否还能对它进行超频呢？“对一款22核心处理器进行超频，你疯了吗？”不少同事听到这个想法都是这样的第一反应。然而事实是我们的确还能在X99主板上对E52699V4进行一定的频率优化。首先从测试来看，如在玩家至尊X99杀手版/3.1主板上关掉SPEEDSTEP节能技术，处理器的频率就可稳定在2.8GHz工作，不会出现掉频。另一方面，虽然E5-2699V4无法通过调节倍频进行超频，但它的外频还有很小的调节空间—可以将外频提升到103MHz并稳定工作，这样在关闭节能技术的环境下，E5-2699V4的频率就可长时间稳定在约2.88GHz左右。
此外需要提及的是，从实际功耗来看，至强E5-2699V4处理器在电源上也不会为用户带来太大的负担。其在待机状态下的整机功耗只有约78W，在运行Prime95 In-place large FFTs测试满载状态下的平台功耗也只有238W。如将频率提升到2.88GHz，平台功耗也仅上升到约250W左右，如再加上一块TDP热设计功耗为180W的GTX 1080，其主要功耗也仅仅只有250W+180W=430W。就算再加上其他硬盘、主板、内存等低能耗配件，一台总功率为600W的电源也能轻松满足E5-2699V4整机的需要。
经过频率优化，在普通用户经常使用的鲁大师CPU性能测试中，它的CPU性能达到333994分，仅次于一些双路、四路系统，你的分数能赶上它吗？
处理器性能测试
测试点评：首先从处理器性能测试来看，毫无疑问，22核心的至强E5-2699V4显然具有优势，它在大部分测试中取得了压倒性的胜利—在SiSoftware Sandra处理器算术性能测试中，Core i7 6950X的运算性能只有它的55%，Core i7 6700K更只有它的31.5%。不过从这些理论测试中，至强E5-2699V4的软肋也明显地凸显出来：那就是由于频率偏低所致，CPU单线程性能不佳。在默认频率下的PerformanceTest 9.0 CPU单线程性能测试中，它的单线程性能仅达到Core i7 6950X的68%，Core i7 6700K的61%。不过通过我们的频率优化，2.88GHz至强E5-2699V4的单线程性能则有一定改善，提升了约9.6%至1668，但与消费级Core i7处理器相比还是存在较大距离。同样，在反映CPU单线程性能的Super Pi一百万位测试也是如此。即便经过频率优化的至强E5-2699V4的运算耗时也比Core i7 6700K多了足足4秒。总体来看至强E5-2699V4的最大优势就是那十分强大的多线程运算性能，那么这能给它在消费级应用中带来好处吗？
在《奇点灰烬》这款DirectX 12游戏中，至强E5-2699V4(上)相对于Core i7 6700K(下)的优势是相当惊人的，默认频率下的帧速领先幅度达到了10fps。游戏应用测试
测试点评：而在游戏测试中的体验结果，则让我们略有意外。首先在较老的DirectX 11游戏中，Core i7 6700K还是有明显的优势。如在《神偷4》中，2.88GHz下的至强E5-2699V4的平均帧速也落后了Core i7 6700K约7fps。但是在DirectX 12游戏中，至强E5-2699V4的优势就逐渐体现出来，特别是当我们将其频率优化到2.88GHz、工作频率接近Core i7 6950X后，它就在3DMark Time Spy、《古墓丽影：崛起》、《奇点灰烬》三个DirectX 12游戏测试中均超越了频率在4.0GHz的Core i7 6700K。如在侧重CPU运算的《奇点灰烬》游戏场景中，尽管二者使用了相同的GeForce GTX 1080显卡，但至强E5的领先优势却达到了12fps；在《古墓丽影：崛起》中，至强E5-2699V4的帧速优势也有3.5fps。
原因很简单，在DirectX 12 API上，微软将CPU部分控制功能放开，使得程序员可以自行控制，因此在多线程优化上能够做得更为出色。DirectX 12对CPU的工作负载能够比较均衡地分配在各个处理器核心上，各核心都能得到比较有效的游戏负载，其余的一些诸如DirectX驱动、用户控制、DirectX Runtime等，也能有效的多线程化。游戏的绘制调用数量能得到非常显著的增加，系统负载延迟能够降低至15ms以内，对应的结果就是带来更高的游戏帧率。因此在DirectX12游戏上，四核心以上的处理器能获得更好的表现。当然，DirectX12对于超多核心处理器的优化也不是无限度的，2.88GHz下的至强E5-2699V4相比Core i7 6950X，在DirectX 12游戏下的领先幅度就不是太大，但总体来看，2.88GHz至强E5-2699V4还是存在小幅优势。
在软件应用中，22核心处理器的优势还是体现在渲染与科学运算上，经过频率优化后的至强E5-2699V4在CINEBENCH R15渲染中简直无人能敌。
消费级应用测试
测试点评：与理论性能测试相近，在一些侧重处理器运算的软件应用中，至强E5-2699V4可以发挥出很大的优势。如反映Cinem4D渲染能力的CINEBENCH R15渲染性能测试，E5-2699V4的渲染能力达到Core i7 6700K的2.3倍；在EXCEL的金融方程式运算中，经过频率优化的至强E5-2699V4任务完成时间甚至只有约1.5秒，仅有Core i7 6950X耗时的54%、Core i7 6700K耗时的43.4%。不过在其他一些消费级软件中，超多核心处理器的重要性就难以发挥出来，包括传统上认为工作主要是密集型多线程运算的转码软件中。首先在Foobar2000 FLAC音频转MP3应用中，Core i7 6950X以上的多核心处理器相对于Core i7 6700K的任务消耗时间的确明显缩短了3秒。但Core i7 6950X与至强E5-2699V4之间就没有明显区别了，耗时都为7秒。究其原因我们推测是因为这些消费级软件一般最多只为8核心、10核心处理器所优化，因此即便核心数增加，多余的核心数也将无用武之地。
而在MediaEspresso视频转码软件中，几款处理器的转码时间更基本相同，原因则在于现在的消费级转码软件已经普遍支持GPU编码、解码，何必再使用画质没有太大改善，但速度要慢很多的CPU转码呢？因此在转码应用中，22核心处理器也难以发挥出它的优势。另一方面，在当前仅依赖1～2个CPU线程的消费级软件则还有不少—PhotoShop就是个典型。而在这类软件中，单线程性能孱弱的至强E5-2699V4则有很大的劣势，其在默认频率下的PhotoShop CS6图片处理时间比Core i7 6950X慢了46s，比Core i7 6700K慢了60.6秒，足足一分钟。即便经过频率优化，至强E5-2699V4与Core i7 6700K的差距也只缩短在50s左右。最后体验用户网页浏览、文本处理、照片编辑、视频聊天与编码的PCMark 8家庭应用性能测试也是如此，Core i7 6700K以5232总分的明显优势领先Core i7 6950X与至强E5-2699V4。多类软件对GPU加速的支持，使得当前消费级应用软件对处理器核心数的要求没有那么高，处理器频率反而成了加快速度的关键，因此基准频率达4.0GHz的Core i7 6700K自然占尽先机。
对普通用户意义不大 但代表未来趋势
综合以上性能、软件应用、游戏体验几大测试，我们认为从现阶段来看，先不论价格，普通用户使用22核心处理器的意义的确不大。不过从另一方面看，处理器采用更多核心设计在未来却是一个必然的趋势。今年开始兴起的DirectX 12游戏便是这样一个证明—只要能很好地解决工作负载分配问题，那么无论执行什么任务，核心数越多的处理器必然会比核心数少的处理器更快。因此随着软件并行编程技术的发展，更多核心、更多线程对于未来的消费级处理器来说也是一个发展趋势。当然如果你有相应的经济实力，想提前体验一下更加超前的设计、那么不妨现在就购买一颗至强E5-2699V4，将它超频稳定到2.88GHz，去体验那怪兽级的多线程运算能力吧。