“核”武升级

2021-12-11 03:16
微型计算机·Geek 2021年11期
关键词:代酷台式机线程

据悉,第12代英特尔酷睿产品家族将包括60款处理器和50多款机型设计。根据2021年英特尔架构日介绍,英特尔酷睿产品家族首次采用Intel 7制程工艺的全新高性能混合架构,将带来从9W到125W的可扩展性能,为从超轻薄笔记本电脑到发烧友台式机的每一个PC细分市场以及边缘计算设备提供卓越的计算性能。

英特尔执行副总裁兼客户端计算事业部总经理Gregory Bryant 表示:“得益于软硬件间紧密的设计和协同,第12代英特尔酷睿处理器的高性能混合架构带来了架构史上的一次变革,并把产品性能推向新高度。我们将首先推出酷睿i9-12900K这一全球性能出众的旗舰级游戏处理器,并将陆续推出第12代产品家族的其他型号及系列产品,为您带来更加非同凡响的体验。”

Intel 7制程工艺,便是10nm EnhancedSpuerFin的架构。这也是英特尔第一次将混合架构放在了x86处理器之上。12代酷睿共包含三种封装形式,将在台式电脑、笔记本电脑、超低功耗设备等所有平台上实现的全面的覆盖。

Intel 7来临 开启混合架构时代

12代酷睿是第一款采用Intel 7制程工艺的桌面处理器,同时也是第一款采用混合架构设计的x86桌面级处理器,这可以说是英特尔近年来变化最大的产品。英特尔的高性能混合架构包含了两种同样制程的CPU核心,一种被称为“性能核(Performance Core)”,而另一种则被称为“能效核(Efficient Core)”,“性能核”顾名思义,和以往我们理解的传统CPU核心有异曲同工之妙,而“能效核”则专为满足可扩展多线程工作负载性能要求而设计,它可以在不过多占用负载的基础上,带来多线程性能的大幅度提升,从而更加有效的利用整个CPU的芯片面积。

第1 2 代酷睿桌面处理器在“ 性能核(Performance Core)”(以下简称P-Core)上采用了全新的Golden Cove架构,进一步提升了整个性能核对单线程的处理能力,而基于Gracemont架构的“能效核(Efficient Core)”(以下简称E-Core),则是重点在于扩充整个处理器对于多线程的吞吐和承载能力。并且为了让混合架构的两种核心能够更有效的配合工作,英特尔还引入了新的Intel Thread Director技术。这一技术配合Windows 11操作系统,可以把线程灵活地分配到最适合的核心上,从而实现线程的最优化处理。值得注意的是,性能核支持超线程,而能效核上则不支持。

与核心数一同增加的还包含二级、三级缓存数量。在全新架构中每个P-Core都将拥有1.25MB独立二级缓存,E-Core则四核心为一组共享2MB二级缓存,这样的机制下可以保障在更多的应用场景下能效核实现多核共同运作的效果。12代酷睿桌面端的三级缓存容量则从上一代的16MB,提升到了30MB,大大降低了数据处理的延时。

三种封装形式 实现全平台附盖

全新代号为Alder Lake-S的英特尔第12代酷睿桌面处理器,在制程工艺上采用基于10nmEnhanced SuperFin技术,换言之,可以在更强制程的加持下,有效提升处理器的能耗比。并且12代酷睿总共包含三种不同的封装形式,全面附盖从台式电脑,到笔记本再到超低功耗设备完整的产品生态领域。

此次首發的6款桌面端处理器,采用了LGA1700独立封装,封装尺寸为45mm×37.5mm。从芯片构架上可以看到最多支持16(8+8)核心和32个单元的核显。新的封装结构采用了Thin Die方案,芯片层压缩得更薄,并且STIM散热层也变薄了一些,让渡出来得大空间给了IHS散热顶盖,从而大大改善了全新封装结构的散热能力。针对笔记本电脑的移动端芯片采用了BGA Type3封装,封装尺寸为52mm×25mm×1.3mm,支持最多14(6+8)核心,96单元核显。针对超轻薄设备的低功耗芯片,采用BGA Type4 HDI封装,封装尺寸为28.5mm×19mm×1.1mm,支持最多10(2+8)核心,以及96单元核显,TDP低至9W。

双“五”升级 带来更强平台性能

除了架构和制程的全面升级,第12代英特尔酷睿处理器还支持PCIe 5.0技术,以及全新的DDR5内存。不过从目前同步的情况来看,第12代英特尔酷睿处理器同样支持DDR4内存,这也让消费者的换代压力可以减轻不少。英特尔同样为全新的600系列芯片带来了大幅度升级,在全新的芯片组Z690上,全新的DMI总线升级为了DMI 4.0,总线带宽提升至了20GB,处理器芯片支持四个独立的HDMI/DP接口显示,DDR5支持高达4800MT/s。DDR4同样高达3200MT/s。在芯片组上,拥有高达12个PCIe 4.0通道(单通道16Gb/s),以及拥有16个PCIe 3.0通道(单通道8Gb/s),因此Z690最多支持4个USB 3.2Gen2×2接口,极大提升了存储设备端的传输性能。并且Z690芯片组支持Wi-Fi 6E AX200方案,无论是外接设备还是网络访问速度都与上代不可同日而语。

此外,英特尔卷管理设备 (VMD) 首次被引入到PC 芯片组中,以通过 PCIe 总线直接控制和管理基于 NVMe 的固态盘,无需额外的 RAID 控制器或其他硬件适配器,从而简化了存储控制。另外对于发烧友玩家有一个好消息宣布,那就是从酷睿 i9-12900K起,XTU 还将支持使用英特尔 Speed Optimizer 对未锁频版第 12 代处理器进行一键超频。此外,英特尔推出了支持DDR5 的最新英特尔 Extreme Memory Profile(XMP) 3.0,以提供额外的配置文件,包括全新的可重写自定义配置文件和灵活的内存超频调优配置文件。

总结

从目前公布的信息来看,12代英特尔酷睿从架构层面出发,做了一系列堪称革命性的创新。无论是游戏性能还是其他实际应用场景,12代酷睿都拥有巨大的性能提升。从目前官方测游戏测试来看,12代酷睿i9-12900K相较上代旗舰i9-11900K,在十余款游戏上都能实现20%以上的帧率提升。在于竞品锐龙9 5950X的对比中,i9-12900K也在多款游戏中大幅领先。虽然还没有进行具体测试,但可以预见,目前i9-12900K已经预定了最新的游戏王者的桂冠。至于12代酷睿桌面端的具体性能提升,还请期待我们接下来的评测发布。

目前首批发售的六款第12代酷睿桌面处理器分别为酷睿i9-12900K、酷睿 i7-12700K、酷睿i5-12600K以及他们分别对应的KF型号i9-12900KF、酷睿i7-12700KF、酷睿i5-12600KF。从11月4日起,接受全球预定。预计到明年一季度结束,第12代英特尔酷睿处理器将交付超过200万颗。起售价则从264 美元到589美元不等。据英特尔官方称,预计明年年初,英特尔将向OEM合作伙伴交付第12代英特尔酷睿处理器产品家族中28个SKU型号的处理器,进一步扩大台式机、移动和商用细分市场。

Q:发布会中多次提到,Windows 11操作系统可以通过英特尔硬件线程调度器 (Intel ThreadDirector)引导,让混合架构的两种内核无缝衔接、协同工作。请问除Windows 11以外,其他操作系统上比如Windows 10上,又会出现怎样的情况?

Guy Therien:首先需要指出,无论是在Windows 10上,还是Linux、ChromeOS这些操作系统上,12代英特尔酷睿同样可以获得非常好的运行体验。区别在于Windows 10与12代酷睿混合架构的良好互动,是基于它对前一代LakeField混合架构的支持。而在Windows 11上,则是通过英特尔硬件资源调配和硬件线程管理器的共同支持实现的。当然,终端用户对不同系统间的性能区别感受其实非常有限。尽管目前在Windows 10上一些性能测试中,由于没有Windows 11上最有效的调配机制,Benchmark在不同次数测试间性能分数会存在较大差异。但相信随着时间推移,这种情况应该会越来越少。

Q:我们注意到首发的几款12代酷睿CPU去掉了对AVX-512以及AMX的支持,那么英特尔今后是否会考虑推出不带E-Core的桌面级AlderLake产品?在未来这两项特性是否还会回归?

Guy Therien:第一个问题请允许我先卖个关子。不过可以透露,在将来我们的台式机产品会对这方面有具体涉及,敬请期待。目前12代英特尔酷睿是不支持AVX-512的。至于未来这两项特性是否会回归,这个还待定。未来产品正在规划当中,对于做矢量运算的指令集,我们将来一定会提供非常好的领先性能,但是具體到是不是把AVX-512或者其他指令集带回来,这都是不确定的事情。

Q:12代酷睿的线程调度管理器是硬件形式封装在Die上吗?还是软件层面的一种技术?

Guy Therien:英特尔硬件线程调度器(Intel Thread Director)它完全是一个硬件功能,这个功能是内嵌在CPU架构当中的。具体来说,它是和操作系统配合工作的。以Windows 11举例,Windows 11启动的时候会读取CPU ID,当它读到这是一个12代英特尔酷睿的核,OS(操作系统)首先会做一件事,就是在内存中开辟一个专有空间,而这个专有空间中建立的数据列表,就可以用来完成英特尔硬件线程调度器的动态更新和管理。除此之外,CPU核内部也有硬件寄存器,寄存器也会表述每个核心的特性和运行的任务分类。通过对内存中的数据列表和每个核寄存器信息的对应,Windows 11就知道不同应用、不同线程该被放在哪些核上了。这也就是我们提到的,英特尔硬件线程调度器和Windows 11相配合完成的对CPU核资源的调配和优化。

Q: 我们知道ADL-S支持的内存非常多,请问针对DDR4和DDR5是否有不同的分频策略?

Tony Vera:12代英特尔酷睿是同时支持DDR4和DDR5的,而我们都知道DDR4在频率演进上基本已经到了尽头。因此英特尔有一个非常明确的目标,就是希望用第12代的产品来引领整个业界,把内存技术从DDR4演进到DDR5上。我们也清楚,在未来一段时间DDR4和DDR5会共存。所以无论从性能还是功能上,我们在DDR4和DDR5的兼容性方面,都是没有问题的。在不远的将来,我们也会看到业界厂商对DDR5有更多的支持。另外我想补充一点,对喜欢超频的发烧友来说,他们中很多人都希望把平台的性能发挥到极致。在12代酷睿超频的应用上,比如我们今天讨论的K系列处理器核Z690芯片组,在这些平台上我们也会尽可能支持对CPU和对内存的超频。目前在DDR4和DD5上,都支持在Z690芯片组和K系列搭配的平台上实现超频,这种高兼容性也一直是英特尔在努力和投入的方向。

Q: LakeField是英特尔第一次采用混合架构设计,在LakeField身上英特尔学到了哪些经验乃至教训?有多少用在了如今的12代英特尔酷睿上面?

Tony Vera:这是一个非常好的问题。LakeField确实是英特尔第一次尝试实用混合架构去设计处理器,的确有一些实验的性质在其中。如果大家还记得的话,LakeField当时是针对移动端平台推出的一款产品,在当时我们设计时,相对更加强调实现移动性能,以及延长移动平台的续航时间。正是基于这一取舍,我们当时为LakeField设计了一个P-Core和4个E-Core,当然这也和我们面对的移动端应用直接相关。在LakeField上集成了如今12代酷睿上硬件线程管理器的早期版本,它更多是用来优化线程、提高能效,为延长续航时间服务的。而12代的性能混合架构,是以性能为优先的。因此我们可以看到,在12代英特尔酷睿上面,能效核已经达到了Sky Lake在10代核同频率下相同的单核性能—能效核在性能上一点也不弱。从LakeField上早期类似于IntelThread Director的架构上我们获得的经验,比如应用程序的负载分类,如今都应用到了12代的英特尔硬件线程管理器上。

Q: 240W的功耗是否会对散热器造成较大的压力?英特尔建议用户为12代酷睿采用哪种散热器?

Tony Vera:在我们做产品设计的时候,业界是有一些散热方案可供参考的。具体到应用上,根据系统和产品定位的不同,不同的系统需要有不同的散热。从我们发挥极致性能角度来讲,我们建议在i9-12900K上最高功耗可以设到241W,我们目前共享的关于i9-12900K的性能,都是在这个功率之下测得的。当然如果是i7-10700K或i5-10600K,它们的性能指标比241W低。对于不同系统、不同应用也可以自由选择不同的散热方案,这方面的细节信息我们后续也会继续跟进。

Q: 为什么说混合架构很适合台式机PC?

Hiral Gheewala:很高兴有机会和大家做交流。对于这个问题,我的回答分为三个要点。

第一,回归架构日上,我们在公布的性能混合架构的时候,其实已经讲得非常明确了—性能混合架构在轻薄本一直到高端台式机上面都是非常适用的。

第二,具体到我们今天的讨论核心,也就是台式机和高端台式机上,这也是一个非常适合的架构。8个P-core加上8个E-core无论从性能上还是效能上,都可以非常好地满足高端台式机用户对这个产品的需求。

第三,在游戏方面,“8+8”的性能混合架构可以提供当今全球最好的游戏性能。而在内容创建方面,由于对多线程的支持上,12代酷睿同样可以做到非常好的性能支撑。而对于多线程多工的应用场景,比如游戏主播通常要一边打游戏一边做串流,同时可能还要做视频纪录的场景,混合架构性能就会友非常卓越的体现。

Q:既然性能混合架构中加入了性能核和能效核,是否意味着12代英特尔酷睿会更加适合移动平台?

CC Lu:其实刚刚Guy Therien已经很好地回答了这个问题,在这里我再复述一下。我们的设计理念并不是像以前大小核的设计理念—一个为了省电(小核),一个为了性能(大核)。P-core和E-core都是为了性能,并且两个核心都是针对多线程的。到这里可能大家有疑问,为什么我们不单单增加P-core?大家可以设想一下,台式机的整个系统设计不会是向着无限功耗方向去设计的。当下增加一个P-Core,基本相当于增加了4个E-Core的功耗。加入更多E-Core的根本原因,是为了更好地加強性能。因此混合架构的存在,就是为了达到效能的平衡点,既可以在多核心提供最好的效能,也可以在单核心提供最好的效能。这也意味着英特尔硬件线程调度器以及OS的支持变得非常重要,它们配合起来可以单核心和多线程统统达到最高效能。这不仅体现在笔记本的加强上面,对台式机同样十分重要。

Q: 之前有国外媒体提到,P-core超线程启用的优先级似乎低于E-core,在首发产品中P-core、E-core同时存在,那么P-core超线程和E-Core物理核心分别的启用时机是怎样的?单P-core核心的超线程,和P-core单线程+E-core单线程这两种不同模式,在性能和效率上有何差异?

CC Lu:超线程从性能来说是30%的提升,因此单独讲两种模式对比,增加一个E-core单线程可以达到80%的提升。因此结论是E-core基本上回避超线程提供的效能更优。当然从整个效率来说,P-core相比E-core可以达到接近28%的性能提升。因此我们要反复强调,E-core在效能上已经达到了10代英特尔酷睿“P-Core”的效能了,这个结果也是非常令人满意的。

Q:那么12代英特尔酷睿究竟更加注重多核性能,还是单核性能呢?

CC Lu:多核性能和单核性能,在英特尔看来同样非常重视。在12代酷睿上面P-Core的频率达到了5.2GHz,已经达到了我们之前在11代CPU最高MTP下的频率,是一个非常高的频率了。至于多核部分,12代酷睿的核心数量也不上一代更多。无论是游戏体验,还是内容创建的效能表现方面,大家可以看到,12代酷睿相比上一代的提升都是非常巨大的,因此结论不言而喻。

Q:目前和微软的合作顺利吗?Windows 11的大小核的调度是否达到预期?

CC Lu:大家可以看到我们的成果,例如这一次的发布。我们和微软一直合作了很多年,而且为这次的混合架构成立了小组专门做优化。在Windows 11发表的时候,在Alder Lake的执行效能上的表现,就是我们共同合作的成果。未来英特尔和微软也会在优化方面继续合作,因为市面上的应用太多,我们的新核心对于很多关于人工智能和浮点运算的应用还可以进一步优化。之后我们会提出一个《应用程序白皮书》,它可以为ISV厂商提供帮助,当然我们和微软的技术团队也会为这些ISV软件厂商持续提供帮助。总的来说,目前大小核调度已经达到了预期的效能。当然对于优化的追求是无止境的,目前还有很大的空间可以让我们做得更好。

Q:最后一个问题,如果玩家考虑升级12代酷睿,有哪些方面需要特别注意?

CC Lu:首先我们的12代英特尔酷睿和Windows 11是完美的结合,毕竟在混合核心在OS调教或者优化部分,我们和微软一起做了很多工作,能用到Windows 11系统是最好的。当然在Windows11上,玩家要遵守微软本身的要求和规定,这方面需求我们的硬件层面都已经具备,具体应用程序上,要看Windows系统的具体要求。

猜你喜欢
代酷台式机线程
实测第12代酷睿H处理器性能提升——最高45%!
Intel 10nm初显威力,AMD还得看明年
Intel“火箭湖”来了!全新架构性能起飞第十一代酷睿台式机处理器技术解析
效率提升 英特尔第十一代酷睿桌面版处理器上市
台式机还是笔记本了解这些选择就不难
云淡风轻,品牌台式机深耕商用市场
Java多线程产生安全问题及对策分析
采用ScheduledThreadPoolExecutor执行定时重试任务时内存溢出的分析及解决
笔记本超越台式机只是时间问题
Java的多线程技术探讨