前言

Intel虽然在高端桌面平台上CPU性能早已无人能敌，但科技总还是要向前发展，而且民用级别以外的计算机对性能的需求还未曾有止境，所以Intel对高端平台的更新换代也还在继续。今年Intel按照产品发展节奏推出Haswell-E架构新旗舰平台，新的平台带来了巨大的改变，首当其冲的是第一次引入DDR4内存，其次还有X99芯片组带来的规格提升，首款桌面级真正的八核心处理器，可以说这次Haswell-E的发布，标致着一个全新世代的开启。

Haswell-E处理器的外观比前代IVB-E有所改变，主要体现在顶盖上，顶盖更加大了。

这代Haswell-E处理器使用的是LGA 2011-v3接口，虽然名字上还是LGA2011，但跟之前的IVB-E的LGA2011已经不再兼容。因为SNB-E到IVB-E是制程进步，而IVB-E到HSW-E是架构进步。下图左侧是5960X，右侧是4960X，可以看到除了电容不一样之外，触点的排列方式也不一样。有人说LGA 2011-v3的CPU背后实际上是有2102个触点，我没有数过，有兴趣的人可以自己数数看。

很多人都抱怨X79芯片组太老，SATA3.0只有2个，USB3.0原生接口也没有，作为一个高端平台实在不应该。这次X99芯片组部分做了大升级，终于跟上时代进步了。这次X99芯片组提供了10个SATA接口，全部可以支持6Gbps的速度，USB3.0接口也给了6个，另外PCH提供的8条PCIE 2.0 Lanes中，还有两条可以配置成M.2或SATA Express接口使用，支持对应的SSD产品和Intel RST功能。

LGA 2011-v3插槽。外观形态上也比前代LGA2011插槽有所变化，但是孔距没有改变，原本的散热器LGA 2011扣具依然可以使用。可以看到主板插槽上某些位置对应CPU触点的地方是没有针脚的，所以CPU有2102个触点，而主板上只有2011个针脚这种事情也是不足为奇的，还是那句话，感兴趣的自己数。

DDR4内存三大关键技术

DDR4内存已经憋了好几年，终于随着HSW-E平台一起发布。在DDR3时期，内存颗粒制造商遭遇了一场大洗礼，许多厂商都因为支撑不下去而倒闭或者被收购，留下来在DDR4时代继续做的厂商只剩下Hynix（现代）、Samsung（三星）和Micron（美光），它们也早在一两年前就已经开始了DDR4内存颗粒的生产。

DDR4内存和DDR3一样都是8bit预取，相比DDR3内存，DDR4内存的默认电压降至1.2V，DDR4L更是要降低至1.05V，外观形态也有所变化，包括长度，金手指的防呆位置，金手指形态都不一样。JEDEC规定DDR4内存频率从DDR4-2133MHz起跳（早期规定是1600），最高可达DDR4-4266MHz。下图左侧为DDR3内存，右侧为DDR4内存。

技术上，DDR4可以说是具备三个主要的新技术特性，第一是DDR4使用了Bank Group（BG）。DDR3颗粒内部有8个逻辑bank，而DDR4把这些逻辑bank分组，可以分为2组或4组，每组4个或8个逻辑bank，DDR4颗粒内部可以有最多16个逻辑bank。上边说的8bit预取不再是针对一个Bank，而是一个BG，这些BG可以独立地在一个时钟周期之内进行自己的操作，形成了类似内部RAID的概念。其实这样的设计早在GDDR5上就已经在采用，而GDDR5同时采用了双DQ总线，所以等效传输率变为频率的四倍。而DDR4内存采用了BG的设计，内部的传输能力是大幅增加了，但标称速率仍然采用“DDR”，也就是双倍的形式，所以瓶颈可能就落在了总线频率上。至于未来DDR4会不会做两条DQ线，这还是未知数，至少现在的PCB布线全部要改。

第二个特性是点对点总线。DDR3以前内存控制器都是采用多点分支总线，每个通道可以支持2个DIMM，也就是我们看到的在双通道主板上可以存在四个内存插槽，四通道主板则可以有8个内存插槽，每个通道两个插槽之间是并联的关系。而DDR4改成点对点总线，就是每个通道只能支持1个DIMM。这么考虑的话，如果大家都是4个DIMM，DDR3只能是双通道128bit的位宽，而DDR4可以在使用同样数量走线的基础上做到四通道256bit，同频率下理论传输带宽提高一倍。但现实可能并非那么美好，前提是你的内存控制器必须支持四通道，你认为Intel会在主流级别上这样做么？而且现在的X99主板上，四通道同样可以做出8条DIMM，我也有问过主板厂商的RD这是怎么回事，但他们也解释得不清楚，只说是利用CPU内部多余的线路实现。所以我猜测是由于HSW-E同时支持DDR3和DDR4控制器，RD们对其中的走线的巧妙利用实现了四通道8DIMM，但未来到了Skylake将只有单一的DDR4内存控制器，是否还能继续这么干还不得而知。

所以DDR4内存的拓扑就更像PCIE，每个通道之间都互相独立，地位平等，而DDR3则比较像PCI一点，有着“主从”的关系。对于服务器而言，DDR4可以通过Digital Switch来实现一个通道最多四条DIMM的做法，解决容量扩展的问题，但成本很高，不会民用的。

第三个特性是芯片堆叠，称为DDR4 3-Dimensional Stack，简称DDR4-3DS。大家之前应该已经有听说AMD显卡即将采用HBM显存技术，NVIDIA也会在下代“帕斯卡”架构GPU上使用类似的3D Memory技术，DDR4也支持类似的堆叠技术，最多可叠8层，在容量和传输速率上都会有翻倍的提升，所以JEDEC规范中DDR4内存条容量可以达到单条128GB。不过目前DDR4内存堆叠还处于浮云阶段，从Hynix的硅穿孔技术Roadmap上看，最早期的DDR4内存堆叠产品开始投产都要到2015年之后，并且仅是面向服务器市场。

除此之外，DDR4还加入了其它新的技术特性，例如新的数据校验机制，新的命令编码模式等，除工作电压下降之外还运用了温度补偿自刷新、数据总线倒置等GDDR5显存上使用的降低功耗的做法，对民用级平台来说意义不大，这里就不一一介绍了。

总的来说，DDR4的前景看起来很好，无论是容量还是速度上满足未来几年的计算机发展都没问题，希望Intel、AMD等芯片级厂商能迅速跟上。我们看到Intel在服务器市场上率先试水新一代内存的做法并不常见，可见Intel非常看好DDR4。这次X99平台可以说民用级是沾了服务器的光，所以不要指望早期的DDR4会比后期的DDR3超频内存有多好的表现，能追平就不错了，毕竟它是面向服务器市场，要比也应该跟服务器主流的DDR3-1066比。

本次评测主板：MSI X99S XPOWER AC简介

微星在X99芯片组上OC系列仅有一款XPOWER，很早之前就给大家做过开箱介绍，这里简单回顾一下，想详细了解的可点击：。

X99S XPOWER AC型号中X99后边的S代表SATA Express，后边的AC代表附带802.11ac无线网卡。微星的OC系列主板还是沿用黄黑配色，X99S XPOWER AC是E-ATX板型。LGA 2011-v3主板布局和之前的LGA 2011主板差得不是很多，仍然是内存插槽位于CPU两侧，所以非常占空间，CPU供电部分只能安排在上边了。

SATA接口为10个3.0，其中有两个被做成了SATA Express，还有两个位于主板下方，采用直立式接口。

PCIE部分配备了5条16x插槽，其中除第三条之外其余四条可组4路SLI、CrossFire，显卡安装插槽选择在主板上已经有标注。此外还有一个M.2接口，可支持CPU直连的PCIE 3.0 X4模式。

背部IO接口：微星给X99S XPOWER AC背部IO接口带了个金属罩子，接口方面为一个PS2、2个USB2.0、8个USB3.0，两个RJ45网线接口，一个清除CMOS按钮，5.1声道音频及SPDIF光纤接口，另外无线网卡天线接头也在背后，无线网卡是可拆卸的。

微星X99S XPOWER AC超频相关功能

微星X99S XPOWER AC主板右上角区域放置了各种超频相关元件。其中Debug灯、开关、复位、OC Genie这些微星老牌功能是不会少的，另外上下两组加减号按钮分别是实时调整倍频、外频，方便在系统中进行软拉超频。OC Genie下边的开关是控制PCIE插槽开启或关闭，左侧的3个DIP开关是OC Genie模式、控制BCLK调节精度和开启Slow Mode。

位于24Pin电源另一侧的是Discharge按钮，作用是清CMOS，边上的是GO2BIOS开关，不用在开机时狂按Delete键即可进入BIOS。

微星还附送了一个直触核心的护盖，不过LGA 2011-v3处理器是采用钎焊的，开盖难度和风险非常大，所以一般人也就用不上了。

微星X99S XPOWER AC的CPU供电部分12V输入为8+4Pin，在使用5960X大幅超频时建议全部插上，因为8Pin接头只能提供300W左右的电力，再加大功耗会有过热烧毁的风险。供电相数为12相，使用一颗ISL6388 6相PWM和6颗ISL6617倍相驱动器实现12相供电。每相供电使用一颗FairChild FDMF5823DC MOSFET，它们把这种MOSFET叫做Smart Power Stage，因为它自带过热报警和断电保护功能。一颗FDMF5823DC可通过55A的电流，12相供电也就可以提供660A的电流，这个供电规格可以说还是非常强悍的。

本次评测使用内存：Crucial DDR4-2133 8GBx4

本次评测我们找来一套美光DDR4内存，这货在国内不是很容易能买到。这套内存是四通道32GB套装，标称频率为DDR4-2133，CL值为15，没有XMP。

包装背面：

外观，DDR4内存金手指处有弧度是最大的区别。

D9RGQ颗粒，单颗512MB，标称速度2133MT/s。

测试平台及BIOS介绍

测试平台：

CPU：Intel Core i7-5960X、Intel Core i7-5930K

主板：MSI X99S XPOWER AC

内存：Crucial DDR4 2133 CL15 8GBx4

显卡：MSI N660 TwinFrozr 2GD5

硬盘：Plextor PX-128M2P

电源：Enermax Revolution 85+ 1050W

散热器：Corsair H105

CPU-Z识别信息：Core i7-5960X，步进应该是R2

CPU-Z识别信息：Core i7-5930K，步进同样应该是R2

微星X99S XPOWER AC的BIOS界面跟前代没有太大变化，还是采用Click BIOS 4界面，OC系列是黄黑配色。

我们主要看OC部分。微星在附件中附送了一份OC Guide，里边已经有比较详细的文字解释。不过附件中这份超频指南是英文的，所以我挑一些有用的选项来做中文说明。

Simple/Advanced Mode：选择简单模式可以隐藏一些高级选项，方便入门级超频用户，选择高级模式，BIOS所有选项才会出现。但我个人认为都差得不太多，所以还是选高级好了。

Extreme OC Setup：这个可以选择LN2模式，开放更高的电压范围和在避免低温下导致不稳定的选项，风冷下通常不需要。

CPU Ratio Apply Mode：CPU倍频应用模式，选择All Core就是所有核心统一一个倍频。

CPU Ratio：CPU倍频。

CPU Ratio Mode：Fixed模式就是固定倍频，这时候EIST和Turbo Boost会强制禁用，Dynamic模式模式下才可以使用Turbo Boost，一般我们超频带K的处理器用Fixed就可以了。

Ring Ratio：Ring倍频。

CPU Base Clock：CPU外频，100和125都是可以的，因为内存分频最高只到2666，如果要超更高的内存就需要125外频，166则基本没必要。

DRAM Frequency：内存分频，记得它是随着外频同步提升的。这里我们设到DDR4-2133分频，实际上是跑在2133*1.25=2666的内存频率。

Load Memory Preset中有各内存颗粒的预置配置文件，如果你不太会调时序可以考虑使用。

Memory Try It中也有更多的预置文件，分别适合Micron和Hynix颗粒。

内存时序设定，Micron D9RGQ超频到DDR4-2666的参考时序。可以看到比DDR3多了几个带_L后缀的时序，这些都是增加了Bank Group概念之后引入的新时序。

第三时序：

DigitALL Power PWM芯片相关设定，主要就是过电流、电压保护，以及PWM频率等，其实都是针对外部输入供电的，对超频影响都不是很大。

电压部分设定，依然是调Vcore、Vring为主，另外内存电压超过1.35V就红了，我个人认为DDR4当前制程下的安全电压不超过1.5V都可以。另外VCCIO、SA电压在超频内存之后都要提高一些，有助于稳定性。

CPU相关功能部分，就调一个CPU Over Temp Protection温度就可以了，超过这个温度就会降频，等同于Tjmax，最大105度。

风扇转速调节部分在Hardware Monitor中，可以用鼠标操作自定义曲线，实时生效。

超频配置文件只能存6个，其实我觉得应该再多给几个，毕竟存到USB里还是不方便。

Board Explorer中可以显示已安装的设备，以及主板各部分功能的介绍，对主板不了解的可以多看看，鼠标移上去就会有提示。

测试数据汇总及分析

这次我们要来了六核心的5930K、八核心的5960X来做对比评测，同时5930K应该和5820K性能差距不大，同样可以作参考。测试中，我们分为默频和同样都超到4.5G来对比。

从测试数据中我们看到，5960X在默认频率下由于其主频较低，单线程性能表现并不好，但多线程表现比5930K六核心强一截，差不多可以赶上4.5G的4960X。超频之后，5960X的多线程性能已经无人可敌，同为Haswell架构的5960X、5930K和4790K在单线程性能几乎没区别，所以CPU主频性能部分测试基本上没有太多悬念，讲白了就是看5960X来晒多线程性能的……

加权性能来看，以5960X默认为参照，超频到4.5G之后单线程性能提升25%，多线程提升35%，基本等同于主频的提升，而5930K默认单线程由于频率较高而高一些，多线程因为少了两个核心只有5960X的86.5%，超频后多线程也只超过5960X默认的6%。而4960X超频到4.5G之后单线程大约落后5960X的4.5G有5%，多线程和5960X默认差不多。最后看4.5G的4790K，4.5G的5960X多线程效能大约是它的176%，单线程性能因为ring频率上不去的关系还要差一点。

超频研究（一）

首先说说HSW-E平台超频的基本情况，这也是导致我把评测拖了这么长时间的主要原因。HSW-E平台超频思路大体还是三步走——超主频、超ring、超内存，但是目前HSW-E平台超频可以说就两个字：折腾。首先HSW-E的超频基本和去年发布的以4770K为代表的HSW一个德性，4.5G只能跑测试，想烧机很难，其次ring频率也因为目前各家主板电气性能不行或者BIOS优化不到位而很难超，可以认为目前只有华硕的OC Socket主板才稍微好一点。第三，DDR4内存又由于厂商BIOS不成熟而非常难超，目前来看能跑上3000已经算是比较好的成绩，并且经常出现掉内存的情况，同样华硕OC Socket也有点帮助，所以我们现在在HSW-E平台上超频面临着“三难”的局面。在微星主板上，主频超频基本看CPU体质，根据经验，4.5G在1.3V以下的5960X已经算是比较好的了，ring方面，我们无论怎么加压也很难在风冷条件下把ring频率超到4G以上，而且加压之后发热量剧增，内存基本上跑到DDR4-2800也就到头了，再上去可能会出现掉DIMM或者性能下降的情况。例如下图，美光在超频到3000之后就出现掉内存的情况，表现为系统任务管理器中识别内存总容量和安装内存容量有出入。这里我安装32GB的内存，任务管理器中应该识别到31.9GB左右，但这里仅识别到27.9GB，掉了一个Rank，如果掉得太多，会出现过不了自检或者进不了系统的情况。

在还没拿到HSW-E处理器时，我们就很让手上有处理器的人员帮忙拍摄了处理器背面的照片，我们发现HSW-E处理器并没有像4790K那样增加了电容，所以电气性能会相对差一点，超频也会比较弱。基本上以1.3V核心电压为分水岭，能4.4G跑测试的算雷，能4.5G跑测试的算中等，能4.6G跑测试的算比较好的。此外，5960X是8核心，超主频之后功耗会剧增，在核心电压1.3V以上时单CPU输入功耗可达300W以上，所以主板CPU 12V供电最好有8+4Pin，主板供电最好也要有8相以上。

我们可以看看在X99S XPOWER AC主板上，在CPU 12V供电输入超过20A时，用热成像仪扫描主板的热量分布情况。

第一张图可以看到，主板的热量基本上集中在CPU周围，第二张图扫描到了供电最热处仅有52.6度，说明X99S XPOWER AC主板供电转换效率还是很高的，在20A的CPU输入电流（240W）下并没有产生多少热量，第三张图表示我们扫到的主板最热处位于12V 8Pin供电上，由于我们需要测量CPU输入电流，仅接了一个8Pin，我们看到8Pin线路接头处温度达到了80度以上，一般来讲线材耐温值也就100度出头，这个温度已经差不多接近临界值了，所以建议大家在超频时多插一个4Pin，分摊电流。

除了功耗问题，HSW-E超频还会碰到温度问题。虽然CPU顶盖和die之间是钎焊的，但由于FIVR的加入还是增加了许多发热量，导致CPU温度比前代IVB-E更高。所以想要超频的话散热器建议直接上顶级散热，一体式水冷更好，即便如此核心电压也不建议超过1.35V，否则发热量剧增。另外ring电压也不要加太多，同样会增加很多发热量。最终我们经过反复调试，只能在不超内存的情况下，以1.285V 4.3G，ring 1.25V 3.6G通过Prime 95测试，这时候温度还好。

内存超频方面，由于电气性能问题，我们无法在高频率下跑出稳定的设置，并且和CPU同时超频之后Prime 95总是无法通过，所以只能想办法在提高一定频率之后降低时序。最终只能以DDR4-2666 11-11-11的时序通过Memtest，这时候内存电压为1.47V。

超频研究（二）

既然摸到了CPU大概的体质，那么接下来我们就要看看性能如何优化。这里我们主要来找找饱受大家诟病的DDR4性能不如DDR3的问题的症结所在，先看下面一组数据。

发现问题了么？我们使用另外一组Hynix MFR颗粒的DDR4内存，即使跑到DDR4-3000，效能也依旧不理想，甚至和默认的2133差不多，比DDR3的三个70GB/s更是差好远。再对比另一组数据，看美光的DDR4-2750跑出来的：

可以看到，DDR4-2750跑出来的数据比3000还好看得多，这其中除了时序之外，还有ring频率的关系。所以下边我就对主频、ring频率、内存频率以及各个时序做了横向测试对比：

可以看到，在主频固定、内存频率固定、ring频率提高时，内存读取和写入效能都随着ring频率的提升基本上线性提高，说明ring频率是内存读写的瓶颈所在，而内存复制则基本保持在70GB/s的水平。在ring频率达到3750MHz时，读取性能提升的速度有所放缓，说明3.75G的ring频率大概已经差不多可以满足内存读取了，但是写入还是差很多。通过和IVB-E的对比，我们发现，ring频率和内存写入是环环相扣的，基本上ring频率除以62.5就是内存写入的GB/s。例如3750/62.5=60，刚好符合我们上边测得的成绩。

这说明了ring频率是制约HSW-E内存效能的罪魁祸首。我们的四通道DDR4-2666内存的理论带宽是2666MT/s*256bit/8=85312MB/s，扣除延迟和结合IVB-E跑到DDR3-2666的成绩，基本上达到75GB/s还是比较科学的。那么我们可以反过来推算了，现在读取、复制都基本合格，只有写入受到ring频率的制约，又已知上边的ring频率跟内存写入的计算关系，我们就可以反过来推算要满足75GB/s的写入带宽需要ring频率为75*62.5=4687.5MHz，在目前我们的硬件条件下这个频率显然达不到，所以就出现了HSW-E内存性能不如IVB-E的现状。

接着我们再回到上面一个表，看第二组测试，固定核心频率4.5G，ring频率3.5G，在内存跑DDR4-2250、2500、2666时，内存的读取、复制效能也有同步提升，而写入则被卡在56GB/s，刚好等于3500/62.5。

再看第三组测试，固定ring频率3.5G、内存2666，CPU主频分别设置3.5G、4G、4.5G。可以看到内存的读写复制都没有太大变化，延迟逐步降低，另外L3缓存效能也有所提升。说明内存延迟和L3缓存效能除了跟ring频率有关之外还跟主频有一定关系，而内存效能跟主频已经没有直接关系了。

接下来我们再来看一些时序对效能的影响。首先看tCCD_L、tCCD_L_WR、tRRD_L、tWTR_L，这几个时序是Bank Group概念引入之后新增的时序，tRTP是原有的时序。可以看到除了tCCD_L和tCCD_L_WR这两个时序对内存读取和复制稍微有一点点影响之外，其余时序对内存性能影响都几乎没有。

最后我们再来看第一时序对内存效能的影响。我们分别设置CL11、12和14，在CL14时WCL设置9、10、12，发现第一时序对内存效能还是有一定影响的，尤其是到了CL14之后，效能下降得稍多，从延迟可以更明显地看出来。WCL方面，跟CL值差距太大反而影响复制，看来WCL=CL-2还是最好的。

最后再看看美光超频到DDR4-3000在掉DIMM的情况下跑出来的成绩，虽然我收紧了时序，但成绩也并没有比DDR4-2750好。

总结

总体来说，Core i7-5960X这个首次在桌面上引入8核心的处理器的默认性能表现毫无悬念成功拿下新的桌面PC处理器性能之冠，次旗舰Core i7-5930K和Core i7-5820K也比同为六核心的前代旗舰4960X有少许提升。

但超频之后Haswell-E的表现却不能让人满意。首先它跟Haswell类似，CPU超频比前代有所倒退，4.5G比较难站稳，且超频后功耗陡增，发热较大。其次由于各厂商主板电气性能没有跟上，ring难超，内存也难超，进一步限制性能的发挥。别跟我说5960X默认频率只有3G，你还想超4.5G是不是太过份，那我换句话问你，5930K默认3.5G和4770K一样了，4770K不能超4.5G就被你们喷出翔了，那么5930K不能超4.5G也是渣渣了？相同架构和核心超频能力应该都是差不多的，无论默认频率多少，除非Intel在出厂前特挑过。扯远了，总之，要上Haswell-E平台，长期超频使用你就得做好被折腾的准备，否则建议安心默认用。

价格方面，旗舰平台是肯定没有性价比的，且不说CPU，目前主板内存价格都很高，而且国内选择面很窄，大多数产品还需要海淘。再者，真正能用上那么强大性能的民用级别用户并不多，因为大多数程序并不能支持那么多个线程，所以可以说5960X面向一些有需求CPU多线程计算性能应用的用户。当然了有些土豪只认i7的名字和任务管理器的框框的，5960X是你升级的优秀选择，如果不在乎i7这两个字的话E5-2699V3的18C36T更好。就5930K和5820K来说，我认为除了你要使用3-4路交火，否则5930K可以说几乎毫无购买价值，毕竟5820K要便宜差不多200刀，在不使用3-4路交火的情况下这两个CPU基本没差别。

最后一句话评价Haswell-E平台，我觉得这么说比较恰当：Intel在高端平台没有竞争对手的压力，自己就放开了折腾，越走越远吧，反正有没有人买单他也不在乎。

对于微星X99S XPOWER AC来讲，它作为一张定位于超频系列的主板，虽然砍下了一些世界纪录，表现突出，供电温度表现也很好，即使是超过250W的CPU输入功率下供电温度也只在50度出头，可以说是非常惊艳的表现，能轻松满足5960X大幅超频满载的电力需求。但作为日常超频使用的主板来说，它跟别的主板一样，ring和内存超频能力还不理想，电气性能还有待提升，希望今后的BIOS可以修正。

PCEVA综合评价：Core i7-5960X

PCEVA综合评价：MSI X99S XPOWER AC

PCEVA综合评价：MSI X99S XPOWER AC

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