Intel Core i9-12900K: la recensione della nuova CPU top di gamma basato su architettura Alder Lake

L'appuntamento con i processori Alder Lake è uno di quelli importanti per Intel, finalmente libera dai limiti dei 14 nanometri e di un'architettura datata anche in ambito desktop. Il merito va ad una generazione di processori tutta nuova che tra l'altro segna il debutto nel mondo dei processori per PC delle soluzioni big.LITTLE, caratterizzate dalla combinazione di due tipologie di core differenti all'interno della stessa CPU.

La dodicesima serie di processori Intel equipaggia infatti core ad alte prestazioni, già capaci di toccare le frequenze più alte raggiunte dai chip Intel nonostante l'architettura nuova, affiancati da core ad alta efficienza, pensati per occuparsi dei carichi di lavoro meno impegnativi, garantendo consumi contenuti, e per aiutare i core principali nei calcoli multithreading. Tutto questo è ovviamente al centro della recensione dell'Intel Core i9-12900K, il processore di punta della famiglia desktop Alder Lake-S che oltre agli 8 core ad alte prestazioni e agli 8 core ad alta efficienza, per un totale di 24 thread, sancisce il debutto delle memorie DDR5 e dell'interfaccia PCIe 5.0.

Caratteristiche hardware

Come anticipato, il Core i9-12900K equipaggia 8 core ad alte prestazioni con hyper-threading, capaci di arrivare a 5.2 GHz in Turbo Boost Max 3.0, e 8 core ad alta efficienza con un singolo thread ciascuno, che si fermano a un clock in boost di 3.9 GHz. Parliamo quindi di un totale di 24 thread che già di per sé garantiscono un balzo in termini di potenza complessiva rispetto ai 16 thread della soluzione di punta precedente, il Core i9-11900K.

Inoltre si tratta di core di nuova generazione, in grado di toccare i 5.2 GHz di frequenza senza overclock, che promettono il 19% di prestazioni in più rispetto ai core dell'undicesima serie di CPU Intel, affiancati a core ad alta efficienza che nonostante un clock massimo di 3.9 GHz vantano una potenza nominale dell'1% superiore a quella dei core della decima generazione di processori Intel.

Tutto insomma, è più potente e più veloce anche grazie al passaggio a un processo produttivo a 10 nanometri Enhanced SuperFin, chiamato Intel 7 per rimarcare un'efficienza effettiva superiore a quella legata alle dimensioni dei transistor, già maturato rispetto a quello usato con i processori mobile Tiger Lake. I consumi restano notevoli, con 125 W per il PL1 e 241 W per il PL2, ma ci aspettiamo consumi sotto sforzo leggermente inferiori, nonostante l'aumento di core, e quindi meno rischi di thermal throttling.

P-core

I core ad alte prestazioni, nome in codice Golden Cove, sono quelli principali, sono tutti indipendenti, con 100 GB/s di banda a disposizione, e hanno due compiti. Il primo è quello di raggiungere le frequenze più elevate e garantire il massimo delle prestazioni dove non sono chiamati a lavorare molti core. Garantiscono quindi vantaggi con diversi giochi e con i task che richiedono reattività elevata. Ma sono anche quelli che portano il grosso della potenza bruta nei calcoli orientati alla produttività intensiva, anche grazie all'Hyper-Threading. Di conseguenza consumano e occupano più spazio, ma sono il motore principale dei nuovi processori Intel.

E-core

I core ad alta efficienza dei processori Intel Alder Lake, nome in codice Gracemont, sono divisi in due cluster da 4 core, ognuno con 100 GB/s di banda a disposizione, e si occupano del lavoro dietro le quinte, occupando spazio inferiore e consumando meno. Ma non sono da sottovalutare. Ognuno promette prestazioni superiori ai core della precedente generazione, nonostante la struttura a cluster e il clock in boost di 3.9 GHz e insieme sono fondamentali per aumentare la potenza complessiva del sistema quando il carico di lavoro richiede molti thread; allo stesso tempo aumentano la reattività del PC, con tutti i vantaggi del caso nel multitasking, occupandosi dei calcoli in background.

Scheda tecnica Intel Core i9-12900K

• Architettura: Alder Lake-S
• Processo produttivo: Intel 7 a 10 nanometri Enhanced Superfin
• Core: 8 P-core ad alte prestazioni con 16 thread, 8 core E-core ad alta efficienza (24 thread totali)
• Cache: L2 condivisa: 14 MB / L3 Smart Cache: 30 MB
• Frequenze P-core: base 3200 MHz, boost 5200 MHz (Turbo Boost Max 3.0)
• Frequenze E-core: base 2400 MHz, boost 3900 MHz
• GPU integrata: Intel UHD 770 con architettura Xe
• RAM: fino a 128 GB dual channel / DDR4 3200 MHz - DDR5 4800 MHz
• Consumi: 125 W Processor Base Power / 241 W Maximum Turbo Power
• Prezzo: 589$ - 564$ variante KF senza grafica integrata

Alder Lake: le novità dell'architettura

Ma le novità di Alder Lake, qui nella versione Alder Lake-S per processori desktop, non riguardano solo l'utilizzo di core ibridi più potenti pensati per aumentare la capacità di calcolo mantenendo i consumi contenuti. La nuova generazione di processori introduce anche memorie DDR5, PCIe 5.0, branch target buffer (BTB) raddoppiato e il nuovo Intel Thread Director che, implementato a livello hardware, si occupa della ripartizione intelligente del carico di lavoro tra i diversi core, tenendo conto di temperature e impostazioni energetiche e fornendo feedback diretti al sistema operativo in modo da massimizzare le prestazioni.

Il tutto condito un nuovo motore out-of-order per le istruzioni singole più articolato ed efficace e da una nuova cache di dimensioni maggiori che risulta importante per i calcoli single thread, dai quali dipende ovviamente anche la potenza complessiva del sistema. La maggiore reattività di questa cache riduce inoltre il freno imposto dal processore alle GPU sempre più potenti e complesse.

Nel gaming l'impatto maggiore lo si ha in 1080p, laddove il processore svolge ancora un ruolo importante, ma gli effetti dell'avere un processore più reattivo, come vedremo, si notano anche in 1440p e, seppur in misura decisamente inferiore, anche in 4K. Certo, nel nostro caso stiamo parlando del top di gamma Intel Core i9-12900K abbinato a una NVIDIA GeForce RTX 3080 Ti che, decisamente strozzata dai processori della generazione precedente, ci mette di fronte a incrementi prestazionali ben più marcati di quelli riscontrabili con sistemi meno potenti, ma i vantaggi dell'avere più core coordinati con più efficacia e dalle prestazioni superiori vanno oltre l'aumento di framerate nei videogiochi.

Tra i benchmark Intel spicca infatti la promessa di prestazioni superiori dell'84% in Mount & Blade II: Bannerlord con streaming e registrazione OBS attivi. Questa incredibile forbice evidenzia uno stacco netto rispetto ai problemi multitasking del passato per una CPU che non si affida più solo al primato nel gaming, ma guarda alla competitività anche in termini di reattività del sistema.

In quest'ottica uno degli elementi fondamentali è una nuova interfaccia di connessione tra le componenti del sistema che è ovviamente pensata per consentire alle varie parti di Alder Lake di interagire alla massima velocità possibile, ma lo fa tenendo conto di carichi di lavoro e altri svariati parametri in modo da ottimizzare il traffico e ridurre all'osso le latenze. Non è insomma la sola CPU a essere intelligente, cosa che abbiamo visto già in passato, ma l'intero sistema che tra l'altro si avvale di tre tipi di interconnessione Fabric differenti. Alla base c'è il Compute Fabric che ha a disposizione 1000 GB/s di banda, destinati ad aumentare con le versioni successive, e gestisce il traffico tra memoria e core, eventuale grafica integrata e cache LLC, garantendo che tutte le componenti principali del sistema possano comunicare alla massima velocità.

L'I/O Fabric si occupa invece del trasferimento dati, con 64 GB/s che vengono ripartiti in tempo reale seconda delle richieste del sistema, mentre il Memory Fabric, che dispone di 204 GB/s di banda, è ovviamente dedicato alla memoria e come le altre interconnessioni si adatta alle richieste del sistema che può pretendere più velocità, latenze minori o consumi ridotti. D'altronde parliamo di un'architettura pensata per essere scalabile e quindi adattarsi a soluzioni desktop potenti ma anche laptop ad alta efficienza che tra l'altro dovrebbero essere già dietro l'angolo.

PCIe 5.0

L'utilità dello standard PCIe 5.0 nel caso di storage e slot per la scheda grafica è chiaramente relativa, almeno nell'ottica di una configurazione da gioco. D'altronde lo standard PCIe 4.0 è più che sufficiente per sfruttare GPU di fascia estrema e SSD ad altissima velocità appena uscite sul mercato. Certo, arriveranno presto anche unità PCIe 5.0, con capacità di lettura sequenziale fino a 15000 MBs, ma parliamo di velocità utili più che alto per chi deve spostare grandi quantitativi di dati, superflue anche pensando a tecnologie come DirectStorage. Restano però gli effetti dell'aumento di banda complessiva per il sistema e per la connettività che può contare su 16 linee PCIe 5.0, fino a 16 linee PCIe 4.0 di cui 12 legate al chipset Intel Z690 e 16 linee PCIe 3.0.

Parliamo quindi di una dotazione da PC professionale che nel caso della lussuosa ASUS ROG MAXIMUS Z690 HERO che abbiamo usato per provare il nuovo processore di punta consumer di Intel, conta 2 porte Thunderbolt 4, 4 porte USB 2.0, 2 porte USB 3.2 Gen 1, 7 porte USB 3.2 Gen 2 e una porta USB 3.2 Gen 2x2 con velocità massima fino a 2000 MB/s per sfruttare le ultimissime SSD USB in grado di garantire caricamenti istantanei anche con drive esterni.

Il tutto ovviamente condito da Wi-Fi 6E, Bluetooth 5.2, Ethernet 2.5 G e un totale di ben 5 porte M.2, anche se 4 sono di tipo PCIe 4.0 e 2 sono disponibili sulla scheda di espansione ASUS ROG Hyper M.2 che, installata su uno dei due slot PCIe 5.0 della scheda, permette di accedere anche alla porta M.2 PCIe 5.0. Utilizzandola, i due slot PCIe 5.0 diventano entrambi x8, mentre il primo se utilizzato da solo può sfruttare tutte le linee disponibili risultando essere PCIe 5.0 x16.

DDR5 e overclock

L'utilizzo di core differenti ha portato alla rinuncia al set di istruzioni AVX-512, ma restano le istruzioni AVX-2 per soddisfare eventuali necessità professionali e ci sono poche altre rinunce. Nonostante la nuova architettura, Intel non ha fatto un singolo passo indietro in termini di overclock. Anzi, ha aumentato il controllo dell'utente migliorando anche i margini grazie non solo a core più efficienti, ma anche al nuovo dissipatore integrato della CPU (IHS), che risulta più spesso grazie all'assottigliamento del die e dello strato di materiale dissipante saldato. Ritroviamo inoltre overclock BLCK, spunta l'overclock della connessione DMI Gen 4 x8 e l'ovvio aumento del limite di potenza.

Passando dal BIOS della ASUS ROG MAXIMUS Z690 HERO, una scheda con VRM da 20+1 fasi pensata per arrivare ad alte frequenze anche con l'Intel Core i9-12900K, è possibile andare ancora più in profondità o sfruttare l'overclock intelligente di ASUS, ma quasi ogni parametro può essere modificato da Windows anche con la nuova versione del software Intel Extreme Tuning Utility che permette di mettere mano in tempo reale a moltiplicatori e voltaggi di cache e memorie.

Tra l'altro le nuove RAM DDR5 godono di rail per i voltaggi VDD, VDDQ e VPP integrate direttamente sui moduli e del nuovo standard XMP 3.0 con 5 profili di overclock certificati, contro i 2 disponibili con le memorie DDR4, di cui 2 riscrivibili. Ciononostante il chipset Intel Z690 è pensato per supportare anche le memorie DDR4, ma in questo caso è necessario acquistare una scheda madre pensata appositamente per supportare i moduli della generazione precedente. Le nuove memorie hanno infatti un'altra differenza importante che riguarda il dual channel su singolo modulo, cosa che ha portato al ritorno dei kit da un solo banco di memoria.

Prestazioni

Per i nostri test sul nuovo processore dektop di punta di Intel, che si propone come il miglior processore da gaming sulla piazza, abbiamo puntato sulla NVIDIA GeForce RTX 3080 Ti, installata assieme all'Intel Core i9-12900K su una ASUS ROG MAXIMUS Z690 HERO che garantisce un VRM di fascia alta e si fa anche notare dal punto di vista estetico con il display Polymo che crea un'animazione grazie a una particolare struttura a LED che permette di sovrapporre due pattern.

Per la memoria abbiamo invece usato le Kingston FURY Beast DDR5 subito spinte a 5200 MHz con CL40 grazie al profilo XMP I, ottimizzato per la scheda madre ASUS, e come dissipatore l'AIO a liquido ASUS ROG RYUJIN 360 con schermo sulla copertura della testata di raffreddamento, fissata magneticamente, e tre ventole da 120 millimetri.

Preparato il sistema, cosa che richiede anche la disattivazione della Resizeable BAR ancora non pienamente supportata, abbiamo iniziato con i benchmark sintetici a partire dal classico test integrato di CPU-Z che ci ha subito dato conferma delle indiscrezioni di questi mesi, con un punteggio di 11197 punti in multithread. Il valore in questione risulta inferiore del 5.8% rispetto al punteggio ottenuto con un AMD Ryzen 9 5950X, ma è senza alcun dubbio eccellente considerando gli 8 thread in meno, a quanto pare in buona parte compensati dalle prestazioni eccezionali dei P-core.

Passando al test single thread abbiamo toccato quota 817.6 punti che corrispondono al 24.2% in più rispetto ai punteggi medi del processore di punta AMD che resta indietro del 18.6% anche prendendo in esame il punteggio di punta toccato nei nostri test con un dissipatore di fascia alta. Ma il dato più importante sono i 14.5 punti percentuali in più rispetto a un Intel Core i9-11900K, sempre abbinato a un dissipatore aftermarket di alto livello, che fino a oggi è stato il processore più veloce nei calcoli single thread e che, prendendo in esame i punteggi medi, risulta superato dal nuovo modello del 19.8%.

Confermate le promesse di Intel, siamo passati a test più articolati come quelli 3DMark che ci hanno messo di fronte a punteggi multi-thread ancora più sorprendenti. Il nuovo top di gamma Intel ha infatti toccato 9227 punti in 3DMark Time Spy Extreme, risultando superiore dell'8.2% rispetto alla CPU top di gamma AMD Zen3. Abbastanza da garantire un vantaggio del 2.3% nel punteggio complessivo, ottenuto utilizzando su entrambi i sistemi la medesima NVIDIA GeForce RTX 3080 Ti.

Non male visto che, lo ricordiamo, stiamo parlando di una CPU da 24 thread che riesce a superare l'AMD Ryzen 9 5950X anche nel punteggico Physics di 3DMark Fire Strike Ultra, risultando superiore del 4% al processore AMD, prendendo in esame i migliori punteggi di entrambi ottenuti con configurazioni analoghe. Infine, mettendo piede nell'ambito più pratico, è ancora più notevole il punteggio di 293 FPS, superiore dell'8.5% rispetto a quello della CPU AMD, raggiunto in Handbrake per la conversione del nostro file video 1080p di riferimento da 4 GB.

Passando ai test sui giochi, come sempre con le impostazioni grafiche al massimo, è bene fare una premessa. Come sappiamo le differenze maggiori tra processori di ultima generazione riguardano le prestazioni in 1080p, una risoluzione che vede il processore avere ancora una certa importanza, per diminuire in 1440p e ridursi al minimo in 4K, quando è la GPU a fare quasi tutto.

Ma con tecnologie come NVIDIA DLSS e AMD FSR la risoluzione di rendering effettiva è più bassa della risoluzione finale, arrivando addirittura al 540p nel caso di Cyberpunk 2077 in 1080p con DLSS in modalità prestazioni. La sfida però, non spaventa l'Intel Core i9-12900K che riesce a tirare fuori il 30% di frame in più rispetto al processore di punta della concorrenza e proprio grazie alla risoluzione minima mostra i suoi muscoli. Non riesce però a ripetere il miracolo con Watch Dogs che in 1080p, sempre con DLSS in modalità prestazioni, vede anche la CPU Intel di ultima generazione diventare un ostacolo. Ma salendo al 720p, in funzione di una risoluzione finale di 1440 x 2560 pixel, il processore Intel si ridesta tirando fuori un 27.6% di prestazioni in più del top di gamma AMD.

Tornando alle risoluzioni di rendering native, il rapporto tra i due processori è meno sbilanciato anche se in alcuni casi si fa sentire. Con Dirt 5, la differenza in 1080p è di appena 2.1 punti percentuali, ma arriva all'8.5% nel caso di Gears 5 e con il titolo Microsoft resta tangibile anche in 1440p, con uno stacco del 5.7% e in 4K, con un divario di 2.9 punti percentuali. Nel caso di The Division parliamo invece di una differenza in 1080p in favore del processore Intel del 7.2%, ma il divario si riduce nettamente in 1440p e si annulla del tutto in 4K. Ma questo non cambia il quadro complessivo che vede l'Intel Core i9-12900K risultare effettivamente il miglior processore da gaming sulla piazza, anche se soffre del paradosso di tutti i processori costosi: sono pensati per sistemi ad alte risoluzioni ma sono anche meno utili proprio quando la conta dei pixel si alza. I vantaggi di un processore del genere, però, includono un sistema più reattivo, prestazioni decisamente superiori in multitasking e una longevità notevole, complici ovviamente DDR5 e PCIe 5.0. Inoltre la dotazione di questo modello include anche una GPU integrata Intel UHD 770 con architettura Xe, anche se non si tratta di una variante di punta. Parliamo infatti di un modello da 32 Execution Unit e 256 streaming processor che pur garantendo un 25% di prestazioni in più della UHD 750 del Core i9-11900K, uguale per dotazione ma limitata a 1300 MHz di frequenza contro i 1550 MHz della nuova variante, si ferma a 818 punti in 3DMark Time Spy, cavandosela discretamente solo con titoli con qualche anno sulle spalle, giochi competitivi, avventure grafiche e prodotti a basso profilo grafico in generale.

Purtroppo non abbiamo avuto modo di valutare eventuali differenze nei giochi con memorie DDR4, che richiedono una scheda madre pensata appositamente per supportarle, ma abbiamo potuto giocare a piacimento con l'overclock, da sempre importante per i processori Intel e ancora più importante con questi modelli. Va detto che le nuove tecnologie intelligenti per la gestione delle frequenze promettono di sfruttare già a fondo i processori mantenendoli in salute e va detto anche che molte delle novità guardano all'overclock estremo. Ma l'evoluzione del software Intel Extreme Tuning Utility e l'overclock automatico della ASUS ROG MAXIMUS Z690 HERO ci hanno permesso di guadagnare qualche punto, toccando frequenze notevoli.

Nel caso del software Intel abbiamo spinto il processore a 5.0 GHz su tutti i core, rilevando un aumento del 3.4% nel punteggio multi-thread di CPU-Z e un miglioramento del 4.4% nelle prestazioni di Handbrake. Passando invece all'overclock automatico della scheda madre ASUS, ci siamo trovati di fronte a 5.2 GHz su tutti i core e una velocità in boost di ben 5.4 GHz. Come risultato non abbiamo visto grandi guadagni nel test multithread di CPU-Z e il framerate in 1080p nei giochi è migliorato di appena un punto percentuale in media, ma le prestazioni di Handbrake sono arrivate a un guadagno complessivo di 6.1 punti percentuali e il punteggio single thread di CPU-Z è volato fino a 874.7 punti, superando del 28.2% quello di un Core i9-11900K.

Scheda tecnica ASUS ROG MAXIMUS Z690 HERO

• Chipset: Intel Z690
• Processori supportati: Intel 12th Gen Alder Lake su socket LGA1700
• VRM: Extreme Engine Digi+ 20+1 fasi (condensatori 10K Black Metallic)
• Supporto RAM: 4x slot DDR5 per moduli DIMM fino a 32 GB (max totale 128 GB)
• Frequenze RAM: nativa 4800 MHz, OC 6400+ MHz OC
• Slot PCIe: 2x PCIe 5.0 x16, 1x PCIe 4.0 x16
• Codec audio: AUS ROG SupremeFX 7.1 Surround Sound High Definition Audio CODEC ALC4082 (ESS SABRE9018Q2C DAC/AMP)
• Connettività di rete: Wi-Fi 6E 2x2, Bluetooth 5.2, Ethernet Intel 2.5GbE
• Connettività video/audio: 1X HDMI, 1X alt DisplayPort su USB Type-C 3.2 Gen 2x2 (max 4K 60 Hz), 5X audio da 3.5 mm
• Connettività USB backpanel: 2x USB Thunderbolt 4 Type-C, 6x USB 3.2 Gen 2 Type-A, 1x USB 3.2 Gen 2 Type-C, 2x USB 2.0 Type-A, 5 jack 3.5 mm placcati oro, uscita ottica S/PDIF
• Connettività USB (header interno): 1x USB 3.2 Gen 2x2, 2x USB 2.0, 4x USB 3.2 Gen 2 (2 x header)
• Storage: 6X SATA 6Gb/s (supporto RAID 0, RAID 1, RAID 10), 3x M.2 PCIe 4.0 x4 (uno su scheda ROG Hyper M.2), 1x M2 PCIe 3.0 x4, 1x M2 PCIe 5.0 (su schedaROG Hyper M.2)
• Dimensioni: formato ATX (30.5cm x 24.4cm)
• Prezzo consigliato: 599.99$

Temperature e consumi

L'Intel Core i9-12900K non un processore a basso consumo, ma il lavoro sull'efficienza si vede. Nonostante gli 8 core in più del modello precedente i consumi si fermano a 177 W nel test Intel XTU2, rimanendo intorno ai 61 gradi di temperatura. Il raffreddamento a liquido aiuta, ma è chiaro che siamo di fronte a un processore che nell'uso standard si comporta meglio del predecessore, restando sotto alla soglia PL2 di 241 W anche in Handbrake, dove abbiamo rilevato 65 gradi di temperatura e 195 W di consumo massimo, che sono una quindicina in meno di quelli registrati con il Core i9-11900K, nonostante il carico di lavoro molto elevato.

Sotto stress le cose si fanno più serie e i consumi volano, fino a superare i 300 W, ma nell'uso reale il bilanciamento tra i thread sembra funzionare adeguatamente, aiutando a mitigare le temperature, che però toccano picchi comunque molto alte sotto sforzo. In gioco invece parliamo di temperature ben più basse, tra i 50 e i 60 gradi con la CPU sfruttata al 40% circa, che non si sono alzate più di tanto in overclock, spingendo gli 8 P-core ad alte prestazioni a 5.0 GHz e gli 8 E-core ad alta efficienza a 4.0 GHz. Sono però cresciuti sensibilmente sia consumi che temperature con la CPU effettivamente sotto sforzo, con 72 gradi e 218 W per il test XTU2 e 77 gradi e 246 W, con la temperatura del package arrivata fino a 86 gradi, nel caso di Handbrake.

Detto questo non ci siamo accontentati, anche per mettere alla prova le promesse di Intel e ci siamo spinti, grazie all'AI Overclock della robusta scheda madre ASUS ROG MAXIMUS Z690 HERO, fino a 5.2 GHz su tutti i core e fino a 5.4 GHz per quanto riguarda il boost massimo. In questo caso abbiamo rilevato qualche fenomeno sporadico di thermal throttling, dovuto a picchi di 92 gradi che corrispondono alle temperature massime sotto stress con le frequenze stock ma le prestazioni sono comunque aumentate e i valori sono rimasti accettabili anche nell'uso reale intensivo, con 80 gradi per 263 W di consumo durante la conversione del nostro file 1080p in Handbrake. Tutto gestito senza alcuna incertezza dalla scheda madre ASUS. Il VRM è infatti rimasto a 52 gradi sotto sforzo, aggirandosi intorno a 60 gradi dopo 5 minuti di lavoro continuativo in overclock.