Análise | Core i9-10900K: o melhor da Intel às custas de muita energia

A Intel continua apostando em poder de fogo bruto na tentativa de se manter no topo do mercado mundial de processadores. No Canaltech, vimos isso no começo de 2020, quando pudemos testar o Core i9-9900KS, cujo principal atrativo era oferecer 8 núcleos rodando a 5 GHz simultaneamente. Agora é a vez de conferirmos de perto o Core i9-10900K, o flagship da família Comet Lake-S de 10ª geração anunciada em abril e que traz algumas inovações e “arranjos técnicos” para manter 10 núcleos e 20 threads operando na faixa dos 4,9 GHz.

“Arranjos técnicos” porque a Intel não só ainda não conseguiu “domar” o processo de fabricação em 10nm, como já anunciou que isso vai demorar ainda mais para acontecer. Dessa forma, mais uma vez temos um processador fabricado na litografia 14nm++, que já foi refinada duas vezes e há algum tempo demonstra sinais de que está muito próxima do limite. Para driblar tais limitações, a companhia fez ajustes, jogou para o usuário a responsabilidade de ter um setup adequado para lidar com o efeito “usina nuclear” e cravar que, até o momento, tem o melhor processador do mundo voltado para jogos.

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E quais ajustes foram esses, afinal de contas? Para começar, a Intel reduziu a espessura do die e aumentou a do IHS – aquela pecinha metálica que fica sobre o processador. Dessa forma, a empresa diz que conseguiu melhorar a condutividade térmica e a dissipação de calor. Graças a isso, foi possível implantar duas novas tecnologias, que são as responsáveis pelo incremento da frequência dos núcleos.

A primeira delas é a Turbo Boost Max Technology 3.0, que identifica os dois núcleos do processador com o melhor desempenho e eleva seus clocks sem necessariamente aumentar sua voltagem. A segunda é a Thermal Velocity Boost (TVB), que garante um “empurrãozinho” de 200 MHz no clock extras caso sejam atendidas condições ideais de temperatura e arrefecimento do componente. No caso dos processadores Comet Lake-S para desktops, se o processador estiver operando abaixo dos 70 graus, o clock de todos os núcleos pode subir para 4,9 GHz, enquanto o núcleo com o melhor desempenho pode subir sozinho para até 5,3 GHz.

Com essa abordagem, a ideia da fabricante é que o usuário sempre consiga extrair o máximo de desempenho possível do processador, seja em tarefas multi ou single-thread, com a CPU stock ou com overclocking.

Porém, para alcançar esse estado de graça e de nirvana, digamos assim, você já deve ter percebido que as condições térmicas são extremamente críticas. O problema é que lidar com essa questão é um desafio gigantesco: o Core i9-10900K consome tanta energia e gera tanto calor que se passa fácil por uma usina nuclear. Se você quiser fazer overclocking, então…

Overclocking

Assim como fizemos com o Core i9-9900KS e por estarmos falando de um processador topo de linha, achamos importante acrescentar uma seção dedicada exclusivamente a overclocking para esclarecer algumas coisas sobre o Core i9-10900K.

Antes de mais nada, é importante destacar que além da Turbo Boost Max Technology 3.0 e do TVB, os processadores high-end da família Comet Lake-S da Intel contam com outros recursos de boost para operarem acima do clock base – no caso do Core i9-10900K, são 3,7 GHz. Então, resumidamente, temos o seguinte:

• Thermal Velocity Boost (TVB): incrementa a frequência de todos os núcleos quando eles estão ativos ao mesmo tempo e abaixo dos 70 graus;
• Thermal Velocity Boost (single-core): o núcleo com o melhor desempenho do processador atinge o maior clock possível se as condições do TVB e da Turbo Boost Max 3.0 forem atendidas;
• Turbo Boost Max 3.0 (dual-core): os dois núcleos mais rápidos do processador são identificados e ativados pelo Windows em tarefas leves se estiverem operando abaixo do teto de energia e temperatura (100 graus);
• Turbo Boost 2.0 (single-core): aumenta a frequência do núcleo de melhor desempenho dentro do teto de energia e temperatura (100 graus).

Dessa forma, em teoria, o que temos é um efeito cascata: se o processador estiver operando abaixo dos 70 graus, sempre rodará nas frequências máximas graças ao TVB; se os 70 graus forem excedidos, os núcleos começam a cair para os clocks do Turbo Boost Max 3.0, Turbo Boost 2.0 e o base. Mas porque “tem teoria”?

Curiosamente, durante os nossos testes, percebemos que mesmo quando está bem acima dos 70 graus, o Core i9-10900K se mantém operando a 4,9 GHz. Ao que tudo indica, as placas-mãe podem ignorar as recomendações de energia e consumo da Intel e manter o processador operando a todo vapor praticamente o tempo todo, independentemente de ele ter ultrapassado o teto térmico ou não.

Na prática, isso tem um lado positivo e outro negativo. O positivo é que, querendo ou não, o usuário tem em mãos um processador que opera em overclocking desde que sai da caixinha, entregando desempenho máximo sem limites. Por outro lado, isso significa que o consumo de energia e a dissipação de calor disparam.

Em testes de estresse realizados com o AIDA64 e o OCCT, verificamos que o TDP de 125W indicado pela Intel foi para o espaço e por muito pouco não atingimos os 250W – é o dobro do indicado nas especificações oficiais, isso sem qualquer overclock! Quanto à temperatura, o Noctua NH-15D, o air cooler mais bem-conceituado do mercado, conseguiu manter o Core i9-10900K funcionando na casa dos 85 graus – é a mesma temperatura que obtivemos nos testes com o Core i9-9900KS, com a diferença de que lá os oito núcleos operavam em overclock a 5,2 GHz.

No fim das contas, toda essa relação conturbada entre desempenho, consumo de energia e temperatura resulta em pouquíssimo espaço para de fato fazer algum overclock no Core i9-10900K. Utilizando o Intel Extreme Tuning Utility, por exemplo, só conseguimos fixar o clock de todos os núcleos em 5,1 GHz; no ajuste fino feito na BIOS da ROG Maximus XII Extreme, conseguimos estabilizar o sistema em 5,2 GHz, mas às custas de um V-Core altíssimo de 1,445 e temperaturas que flertavam perigosamente com os 100 graus para, no fim das contas, não vermos praticamente qualquer incremento no desempenho dos jogos.

Setup de testes

No Canaltech, os testes com o Intel Core i9-10900K foram feitos usando o Windows 10 Pro versão 20H2, com as atualizações e patches de segurança mais recentes instalados e todos os componentes rodando os drivers mais novos disponíveis no momento da publicação desta análise. O firmware da placa-mãe também estava atualizado para sua última versão.

Dito isso, o setup de testes utilizado para esta análise foi o seguinte:

• Processador: Intel Core i9-10900K
• Placa-mãe: ROG Maximus XII Extreme
• GPU:Nvidia GeForce RTX 2070 Super
• Memória RAM: 4x 8GB T-Force Delta RGB DDR4 2933 MHz
• Armazenamento: Intel SSD 660p
• Fonte: XFX XTR2 850W
• Arrefecimento: Noctua NH-15D
• Sistema operacional: Windows 10 Pro (20H2)

Agora que você conhece o setup e foi apresentado ao Intel Core i9-10900K, vamos dar uma olhada em como exatamente ele se sai quando é colocado a prova.

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Benchmark

Enquanto estivemos com o Core i9-10900K em mãos, executamos uma série de testes para medir seu desempenho desde tarefas do cotidiano, rotinas mais pesadas e, principalmente, aquilo para o que ele foi projetado: rodar jogos.

Em todos os casos, o processador da Intel fez duas passagens pelos benchmarks: a primeira delas com suas configurações de fábrica; a segunda, com overclock de 5,2 GHz. Em ambas as situações o componente foi arrefecido pelo Noctua NH-15D, que só deixou as temperaturas escapulirem nos testes de estabilidade com instruções AVX2, chegando a perigosos 97 graus – bem próximo do T-Junction e de ativar o thermal throttling. Fora essa situação em específico, todos os testes ocorreram dentro das expectativas.

Teste de CPU

Na primeira bateria de testes, utilizamos o 3DMark para medir o desempenho da CPU em um cenário sintético de jogo. Isso significa que as situações propostas por esses testes estão longe de refletir a realidade, mas nos dão uma noção de quanto poder de fogo bruto é possível obter.

Com isso explicado, rodamos dois testes distintos para fazer essa medição. No primeiro deles, o 3DMark Time Spy, a suíte da UL Benchmarks utiliza DirectX 12 para colocar tanto processador quanto placa de vídeo para rodarem com o máximo de capacidade. Como nosso foco aqui é testar o Core i9-10900K, isolamos o teste de CPU do restante da avaliação para constatar que os dois núcleos adicionais fazem uma boa diferença em relação aos oito núcleos do Core i9-9900KS.

No 3DMark Fire Strike, o teste é executado utilizando DirectX 11 para avaliar quão bem o sistema lida com o cálculo de partículas, efeitos de iluminação e profundidade. No geral, é um teste bastante focado no desempenho da GPU, embora também haja uma seção dedicada única e exclusivamente para a CPU: o subteste de física. Aqui, o benchmark “castiga” o processador submetendo-o a cálculos complexos de situações de gameplay, um trabalho que o Core i9-10900K executou com maestria e ampla folga em relação ao seu antecessor.

Para fechar a bateria de testes focados especificamente na CPU, rodamos o GeekBench 4, que tem uma abordagem bem diferente do 3DMark: em vez de testes em jogos, aqui as rotinas envolvem compressão e descompressão de dados, cópia de arquivos, detecção facial, renderização de documentos e outros processos normalmente vistos em tarefas do dia a dia.

Ao todo, são feitas duas passagens por esses testes: uma para avaliar o desempenho multi-core; outra, o single-core.

Aqui tivemos nossa primeira surpresa quando vimos os resultados do teste single-core do GeekBench 4: a pontuação stock ficou abaixo da registrada pelo Core i9-9900KS. Ao fazer uma análise minuciosa do que ocorreu, percebemos que o TVB não estava sendo ativado e todos os núcleos estavam funcionando a 4,9 GHz fixos. Para refletir com exatidão as especificações da Intel, tivemos de desabilitar o ASUS MultiCore Enhancement na BIOS da ROG Maximus XII Extreme para vermos o TVB entrar em ação, elevando o clock do melhor núcleo para 5,3 GHz.

Teste de produtividade e renderização

Na segunda fase de testes de desempenho, colocamos o 10900K para lidar com atividades do dia-a-dia e avaliamos como ele se sai em rotinas que envolvem desde a inicialização de um aplicativo até a renderização de imagens com ray tracing.

Na primeira bateria de benchmarks desse tipo, utilizamos o PCMark 10, que oferece uma série de testes automatizados para medir o desempenho dos componentes rodando a suíte do Microsoft Office e tarefas como edição de imagem e de vídeo, renderização e visualização de imagens e videoconferência.

O teste do Office utiliza os aplicativos reais da suíte da Microsoft instalados no computador em vez de apenas emulá-los, o que confere um resultado mais próximo da realidade de uso. Aqui, mais uma surpresa: o processador de 10ª geração tropeçou no teste do Microsoft Word e ficou atrás até mesmo do seu antecessor direto. Fora isso, cabe uma observação bem pertinente: perceba que em alguns testes a diferença de desempenho entre a versão stock e a com overclock é tão ínfima que podemos determinar empate técnico.

Outro teste do PCMark 10 vai além da suíte de apps de escritório da Microsoft e simula situações como edição de imagem e vídeo e videoconferências. Novamente, a maioria dos testes foi dominada pelo 10900K, embora aqui possamos observar mais empates técnicos e algumas trocas de posição com o 9900KS e até o 9700K.

Na segunda bateria de testes, utilizamos softwares de benchmark de renderização de imagens para termos uma noção de como o Core i9-10900K se sairia nas mãos de um profissional que trabalha com produção de conteúdo e edição de vídeos e imagens. Basicamente, nesse tipo de teste, o desempenho do processador é proporcional à quantidade de núcleos, threads e clock disponíveis, então quanto mais, melhor.

Como prova disso, os 10 núcleos e 20 threads do i9-10900K superaram seu antecessor direto e deram uma lavada no i7-9700K, chegando a mais que dobrar a pontuação em uma das rotinas. No fim das contas, os “arranjos” feitos pela Intel foram justificados nesses testes, mostrando que os dois cores adicionais fizeram bastante diferença e os 300 MHz a mais em tarefas single-thread dão um belo empurrão em tarefas mais simples.

E não estranhe os resultados single-core da versão stock superando os da versão com overclock. Lembre-se: na versão stock, o TVB está ativado e elevando o melhor núcleo do pacote para 5,3 GHz contra 5,2 GHz.

Desempenho em jogos

Até aqui o Core i9-10900K foi soberano em praticamente todos os testes que executamos no Canaltech. A exceção de um tropeço aqui e um e outro empate técnico aqui e acolá, é possível dizer que em tarefas do dia-a-dia e de produtividade o novo processador da Intel supera seus irmãos. Mas e nos jogos, heim? Será que esse é mesmo o melhor processador para jogos que a empresa já produziu?

Antes de conferirmos o resultado dos testes, é válido explicar a metodologia que foi adotada aqui.

No mundo dos games, geralmente duas métricas são utilizadas para avaliar o quão bem um título está sendo executado, seja ele no PC ou em um console: qualidade de imagem e taxa de quadros por segundo (o famoso FPS, ou frames per second). O problema é que quanto maior a qualidade de imagem, maior o impacto sobre a placa de vídeo, o que consequentemente acaba afetando a taxa de FPS.

Por isso, o ideal é sempre encontrar um meio-termo entre qualidade de imagem e taxa de quadros por segundo para ter uma experiência fluida e satisfatória. Dessa forma, você mesmo conseguirá avaliar se o desempenho da sua máquina está satisfatório com base no seguinte:

• Abaixo de 30 FPS: experiência de gameplay muito limitada, indicando que sua GPU não consegue lidar com o jogo; é o cenário a ser evitado;
• Entre 30 e 40 FPS: experiência de gameplay tolerável, embora muito provavelmente você veja stuttering em momentos de maior ação ou complexidade;
• Entre 40 e 60 FPS: boa experiência de gameplay, com imagens fluidas e de qualidade; é o que você sempre deve procurar;
• Acima de 60 FPS: a melhor experiência possível, indicando que provavelmente você tem uma placa de vídeo monstruosa.

Com isso explicado, vale reforçar que nosso objetivo não é avaliar qualidade de imagem, já que esta é uma análise de processador e não de GPU. Por isso o foco é medir o impacto que Core i9-10900K tem sobre a fluidez e experiência de gameplay. Para cumprir com isso, todos os jogos foram executados em Full HD e não em Quad HD ou 4K para que a GPU trabalhasse sossegada, com "folga", e o processador se tornasse o gargalo de desempenho. Além disso, essa avaliação foi feita nos dois extremos de cada jogo: com os ajustes gráficos no mínimo e no máximo. Dessa forma, podemos ter uma boa noção de como o novo processador da Intel se sai.

Finalmente, vamos falar dos resultados. É curioso perceber que, pelo menos nos jogos, o incremento de desempenho do processador em overclocking e rodando os jogos na qualidade máxima é nulo. Em Forza Horizon 4, Gears 5 e Shadow of the Tomb Raider o desempenho foi idêntico, enquanto em Assassin’s Creed Odyssey chegou a ser inferior.

Isso reforça a ideia de que o Core i9-10900K opera em overclock desde que sai da caixa e que há pouquíssimo espaço para incrementos. Junte isso à constatação de que as placas-mãe conseguem sobrepor suas configurações às recomendações de energia da Intel para ultrapassar o teto de TDP e manter o processador operando no clock de TVB mesmo acima dos 70 graus, e fazer um overclock de 5,2 GHz perde um pouco do sentido. Talvez poderia valer a pena se conseguíssemos estabilizar o sistema a pelo menos 5,3 GHz, para igualar o clock máximo de TVB em todos os núcleos, mas isso foi impossível durante nossos testes – o computador sequer chegava a iniciar.

Apesar disso, no comparativo intergeração, o novo processador da Intel conseguiu entregar até 26,5% mais desempenho na configuração stock no caso de Gears 5. Esse pico, entretanto, está bem longe da média de ganho de desempenho, que, nos nossos testes, ficou na casa dos 5,9%.

Core i9-10900K: Vale a pena?

Mas afinal de contas, vale a pena comprar um Core i9-10900K? A resposta mais honesta para essa pergunta é: depende de qual geração de processadores da Intel você está vindo.

Não há dúvidas de que o novo processador topo de linha da fabricante bate seu antecessor direto em praticamente todas as searas. Nos testes do Canaltech, isso ficou bastante evidente sobretudo nos benchmarks de renderização e de CPU do 3DMark. Porém, esses ganhos não se repetiram no momento de executar os jogos. Embora em todos os jogos tenhamos obtido resultados acima dos registrados no i9-9900KS, a margem de ganho de desempenho foi muito pequena para justificar a troca de uma geração para outra.

Além disso, leve em consideração o seguinte: se você está saindo da nona geração de processadores Intel para embarcar na Comet Lake-S, terá de trocar a placa-mãe para uma com soquete LGA-1200, já que o LGA-1151 perdeu suporte. Dependendo do segmento da nona geração da qual você está vindo, é provável que também precisará de um sistema novo de arrefecimento, seja air cooler ou water cooler. No fim das contas, esse salto de uma única geração pode gerar o triplo de gastos, o que certamente não é o ideal neste momento.

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Agora, se você tem um Intel Core de sexta, quinta ou até gerações anteriores a essas e realmente precisa trocar de processador agora e prefere ir para a crista da onda, o investimento pode ser justificável. Afinal de contas, você teria de fazer a troca de todo o setup, certo?

Se for esse o seu caso, aqui vai a nossa opinião sincera. O Core i9-10900K entregará, sim, o máximo de desempenho que a Intel tem a oferecer atualmente. O desempenho em jogos e em tarefas single-thread é excepcional, enquanto no multi-thread o componente é competitivo e não fica tão atrás assim do Ryzen 9 3900X da AMD, que tem lá seus 12 núcleos e 24 threads. O lado negativo é que, mesmo nesse cenário, esse ganho de desempenho tem um custo alto e que envolve muito mais do que apenas a troca de processador e uma placa-mãe qualquer.

O Core i9-10900K é beberrão e gera muito, mas muito calor. Por isso, para extrair o máximo de desempenho dele, você terá, sim, de investir em uma fonte e uma placa-mãe premium para mantê-lo alimentado adequadamente e um sistema de arrefecimento de primeira linha. É possível usá-lo com menos? Sim, sem dúvidas, mas investir em uma besta fera como essa para mantê-la limitada não é exatamente fazer bom uso do dinheiro. Nesse caso, mesmo dentro do lineup da Intel, há opções menos exóticas, que vão demandar menos investimento e que cuja diferença de desempenho não será percebida pela maioria dos usuários.