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    • 真相 1:10 納米 SuperFin 工藝
    • 真相 2:不變的 4 核 8 線程,真香?
    • 真相 3:扮豬吃老虎的 Xe GPU
    • 真相 4:跑分不是萬能的
    • 真相 5:英特爾到底發(fā)布了什么
    • 結(jié)語
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英特爾第11代酷睿處理器問世,Tiger Lake工藝真相背后仍存問題?

2020/09/16
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9 月 3 號,英特爾正式發(fā)布了代號為 Tiger Lake 的第 11 代酷睿處理器。關(guān)于這次的發(fā)布你可能已經(jīng)看過不少了,但在這篇文章里,我會從技術(shù)的角度,介紹 5 個(gè)你大概率沒看過的,有關(guān)這一代酷睿處理器的真相,它們涵蓋了 Tiger Lake 的工藝、架構(gòu)、核顯、性能、跑分等方面。同時(shí)我們也來一起看一下,這些真相背后,又存在著哪些問題,以及這一代酷睿處理器到底值不值得買。

(圖片來自英特爾)

真相 1:10 納米 SuperFin 工藝

如果要聊芯片的話,就一定繞不開制造芯片的半導(dǎo)體工藝。至少到目前為止,芯片性能的提升,有很大一部分都來源于半導(dǎo)體制造工藝的提升。之前我們介紹過,AMD 的掌門人蘇姿豐在去年的 HotChips 大會上發(fā)表了主旨演講,她在這個(gè)演講里提到,在過去的 10 年時(shí)間里,芯片性能的提升,有超過 60%直接或間接的來源于半導(dǎo)體工藝的升級換代。相比之下,芯片架構(gòu)升級帶來的性能提升,只占 17%。

(圖片來自 AMD)

首先需要明確的一點(diǎn),就是英特爾和臺積電對芯片工藝的命名方式有所不同,比如,英特爾的 10 納米其實(shí)相當(dāng)于臺積電的 7 納米,英特爾的 7 納米相當(dāng)于臺積電的 5 納米,以此類推。

作為曾經(jīng)的芯片霸主,英特爾曾經(jīng)牢牢掌握著半導(dǎo)體工藝的絕對領(lǐng)先地位。業(yè)界公認(rèn)的是,在同樣的工藝節(jié)點(diǎn),英特爾的工藝要優(yōu)于其他競爭對手。這也使得 AMD 一直被按在地上摩擦。然而事情的轉(zhuǎn)折點(diǎn),在于英特爾的 10 納米工藝受到阻礙,一直難產(chǎn);同時(shí) AMD 拋棄格羅方德,轉(zhuǎn)向臺積電的懷抱,并從此開啟了自己的逆襲之路。

反觀英特爾,雖然它在不斷榨取 14 納米工藝的性能,從 Skylake 的 14 納米,到上一代,第 10 代酷睿 Comet Lake 的 14 納米++++,一共四個(gè)加號。說實(shí)話,這真的已經(jīng)不是擠牙膏,而是沒牙膏可以擠了。而這種命名方式,也逐漸成為人們揶揄和調(diào)侃英特爾的笑柄。

終于,這次發(fā)布的 11 代酷睿終于用上新工藝了,也就是英特爾的第二代 10 納米工藝。和上一個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)有所不同的是,英特爾這次不再往上標(biāo)加號了,而是把這代工藝直接改名成了 SuperFin。很直接,就是說我這代工藝超級牛逼。

(圖片來自英特爾)

當(dāng)然了,既然英特爾敢這么起名,也必然說明這一代 10 納米工藝有它的獨(dú)到之處。一句話總結(jié),就是 SuperFin 取得了在英特爾歷史上,同一個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)內(nèi)的最大性能提升。也就是說,英特爾在 14 納米節(jié)點(diǎn)迭代了 4 次,搞了 4 個(gè)加號,都不如這一次取得的性能提升多。

(圖片來自英特爾)

具體來說,SuperFin 這次的主要技術(shù)創(chuàng)新有 5 點(diǎn):

優(yōu)化了三極管的源極和漏極的結(jié)構(gòu)

進(jìn)一步改進(jìn)了柵極工藝

改進(jìn)了三極管的漏電性能

采用了新型 MIM 電容

采用了新型電介質(zhì)材料

?關(guān)于這 5 點(diǎn)的具體細(xì)節(jié)這里就不介紹了,我們只需要知道,和英特爾的第一代 10 納米工藝相比,這個(gè) SuperFin 工藝取得了接近 20%的性能提升,這幾乎是英特爾 14 納米迭代五次所取得的性能提升的總和。

從上面介紹的數(shù)據(jù)來看,SuperFin 貌似很有可能會幫助英特爾重新奪回半導(dǎo)體工藝制程的霸主地位。不過,臺積電也不是吃素的。它的 7 納米工藝已經(jīng)大規(guī)模量產(chǎn)很久,5 納米的產(chǎn)能也已經(jīng)爆滿。而英特爾自己的 7 納米芯片,可能要在 2022 或者 2023 年才會面世。雖然我相信英特爾的 SuperFin 工藝大概率會超越臺積電 7 納米工藝的性能,但如果和 5 納米相比,SuperFin 是否還有勝算,就要打上一個(gè)大大的問號了。畢竟像前面提到的,芯片性能提升的 60%源自于半導(dǎo)體工藝制程的升級。那么等到不久的將來,AMD 的 5 納米 CPU 推出的時(shí)候,英特爾的 10 納米工藝還能不能打,就真的很難說了。

真相 2:不變的 4 核 8 線程,真香?

我們接著來看一下這代 CPU 的計(jì)算核心 Willow Cove。和 IceLake 采用的 Sunny Cove 核心相比,Willow Cove 在架構(gòu)層面并沒有太多的變化。它主要的改變就是緩存架構(gòu),也就是增加了 2、3 級緩存的大小。此外還增加了對安全性的硬件支持。

(圖片來自英特爾)

但是,架構(gòu)的小幅升級卻帶來了性能的大幅升級,這一代 CPU 的單核最高頻率可以達(dá)到 4.8Ghz;對于相同的工作頻率,Willow Cove 則可以在更低的電壓下運(yùn)行。

而驅(qū)動(dòng)這個(gè)大幅升級的最主要原因,就是前面提到的 SuperFin 工藝。在之后介紹的跑分環(huán)節(jié)可以看到,TigerLake 的單核性能直接起飛,比前一代提升 10% - 20%,同時(shí)可以吊打其他任何輕薄筆記本處理器,甚至也超過了英特爾自己的上一代標(biāo)壓桌面處理器。

問題來了,這次發(fā)布的 11 代酷睿,主要分成 7-15 瓦的超低壓和 12-28 瓦低壓兩檔,其中 i3 有兩款是雙核四線程的版本,其他的 i3 和 i5、i7 都是四核八線程。因此相比 AMD 8 核 16 線程的 4800U,除非 Willow Cove 的單核性能比 AMD 提升一倍以上,否則 CPU 的多核性能還是很難超過 AMD。

(圖片來自英特爾)

真相 3:扮豬吃老虎的 Xe GPU

這次發(fā)布最大的亮點(diǎn),就是這個(gè)名為 Xe 的核顯。值得注意的是,Xe 并不是特指某一個(gè)具體的顯卡,Xe 是一個(gè) GPU 的基礎(chǔ)架構(gòu),在這個(gè)基礎(chǔ)上可以衍生出多種不同的 GPU 產(chǎn)品。比如這次在 11 代酷睿里集成的,就是名為 Xe-LP 的核顯。

XeGPU 是英特爾首席架構(gòu)師 Raja Kudori 在幾年前加入英特爾之后,重點(diǎn)布局和研發(fā)的領(lǐng)域。前不久我專門寫過一篇文章,介紹這個(gè) Xe 架構(gòu)的具體技術(shù)細(xì)節(jié),有興趣的同學(xué)們可以去看一下。我還總結(jié)了一個(gè)關(guān)于 Xe 的知識圖譜,基本涵蓋了關(guān)于 Xe 的全部知識點(diǎn),大家可以在公眾號“老石談芯”后臺回復(fù) Xe,獲取這個(gè)知識圖譜。

總體來說,Xe 的確對得起大家對它的期待。相比英特爾之前的核顯,Xe 性能直接炸裂。在發(fā)布會上英特爾也展示了,頂配的 Xe 可以輕松干掉 AMD 的 vega,以及英偉達(dá)的 MX350。要知道,這是在集顯功耗受限的情況下取得的結(jié)果,因此非常說明問題。Xe 還特別對游戲性能進(jìn)行了優(yōu)化,并且無論是畫質(zhì)還是幀率,Xe 都比競爭對手有著大幅提升。

(圖片來自英特爾)

所以從技術(shù)的角度看,這次發(fā)布的 Xe GPU 的確非常牛逼,國內(nèi)外的各種評測幾乎一邊倒的猛夸 Xe。更加值得注意的是,基于這個(gè)基礎(chǔ)的 Xe 底層架構(gòu),英特爾還將陸續(xù)發(fā)布多種獨(dú)立顯卡,分別針對高性能桌面應(yīng)用、數(shù)據(jù)中心,以及高性能計(jì)算領(lǐng)域。所以你想想,雖然在 11 代酷睿里的是核顯,但它的底層架構(gòu)在骨子里實(shí)際上是獨(dú)立顯卡的標(biāo)準(zhǔn),所以這里是不是有點(diǎn)扮豬吃老虎的味兒了?

此外,Xe 也將采用不同的工藝進(jìn)行生產(chǎn)。這里雖然沒有直接點(diǎn)名,但是臺積電拿下了英特爾數(shù)十萬片芯片訂單的消息,早就是公開的秘密了。這也能很好的說明英特爾對 Xe GPU 的極大重視。

真相 4:跑分不是萬能的

終于到了大家最關(guān)心的跑分環(huán)節(jié)。事實(shí)上,從上一代開始,英特爾就開始弱化將跑分作為衡量性能的唯一標(biāo)準(zhǔn),而是逐漸開始采用實(shí)際的應(yīng)用場景來衡量 CPU 的性能。

對于這次的發(fā)布,英特爾主要橫向?qū)Ρ攘俗约业钠炫灱?i7 和 AMD 的 4800U 在不同實(shí)際應(yīng)用場景的性能。從這個(gè)圖里就能看到,在各種辦公、內(nèi)容創(chuàng)作、游戲、網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域,英特爾的第 11 代酷睿都比 AMD 的 4800U 有著大幅的性能提升。這也說明就算只有 4 核 8 線程,這代酷睿還是很能打的。

(圖片來自英特爾)

關(guān)于這些性能提升的具體數(shù)據(jù),很多文章和視頻都說過,在這里就不再多說了。這里就說一點(diǎn)你在別的地方?jīng)]看過的東西。

跑分系統(tǒng)的主要意義,就是提供一系列業(yè)界公認(rèn)的,而且非常接近具體使用的應(yīng)用場景,然后在這上面測試系統(tǒng)的性能。這樣能在最大程度上保證不同平臺、不同系列的處理器產(chǎn)品,能夠取得相對公平的比較。

可以看到,英特爾的本意,是極大的弱化使用跑分來評價(jià) CPU 的具體性能。這樣做的原因非常明顯,因?yàn)閱渭兛?Cinebench 的多核跑分,AMD 的 8 核 16 線程 CPU 必然會跑出更高的分?jǐn)?shù)。但是尷尬的是,為了進(jìn)行比較,又必須對性能在某種程度上進(jìn)行量化,而這樣做,本質(zhì)上就成了另外一種形式的跑分了。

更不用說在大部分人都不會關(guān)注的小字內(nèi)容里,很清楚的寫著,在性能測試?yán)锏?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E8%BD%AF%E4%BB%B6/">軟件和負(fù)載可能只針對英特爾處理器進(jìn)行了優(yōu)化。這就很尷尬了,人們很自然的就會去想,你這里說的實(shí)際應(yīng)用場景,究竟有多實(shí)際,或者說,我在實(shí)際用的時(shí)候能不能達(dá)到這樣的性能?

(圖片來自英特爾)

這波蜜汁操作很可能會增加人們的逆反心理,也就是加強(qiáng)人們對跑分的重視程度。就算在這里刻意規(guī)避跑分的問題,等產(chǎn)品發(fā)售之后,也肯定會有各種測評來跑分的。所以說,跑分不是萬能的,但沒有跑分卻是萬萬不能的。

其實(shí)英特爾可以大大方方的直接說,我這代產(chǎn)品比前一代提升了多少多少,跑分多少,在我選擇的一些實(shí)際應(yīng)用場景里可以取得多少的性能提升。這樣大家會覺得你夠大氣,夠自信。事實(shí)上,這代 TigerLake 產(chǎn)品也的確夠出色,支撐得起這份大氣和自信。

真相 5:英特爾到底發(fā)布了什么

我不知道有多少同學(xué)是像我一樣看完了整個(gè)發(fā)布會,共計(jì) 1 個(gè)小時(shí) 14 分鐘,如果在你看完了的第一時(shí)間,回想一下英特爾具體發(fā)布了什么,或者問一下自己英特爾用來和 AMD 的 4800U CPU 作比較的 CPU 叫什么名字,我想大部分人應(yīng)該都是懵逼的。

油管上有個(gè)知名的 Up 主 Gamers Nexus 做了一個(gè)和發(fā)布會有關(guān)的視頻,很有意思。根據(jù)這個(gè) Up 主的統(tǒng)計(jì),在整個(gè)發(fā)布會里,競爭對手或者友商這個(gè)詞出現(xiàn)了 27 次,AMD 出現(xiàn)了 12 次,4800U 出現(xiàn)了 8 次。而 i7 只出現(xiàn)了兩次,任何 11 代酷睿 CPU 的名稱,比如前面問題的答案,i7-1185G7,只出現(xiàn)了 1 次。這就不禁讓人懷疑,自己到底看的是英特爾的發(fā)布會還是 AMD 的發(fā)布會。像我這個(gè)原本對消費(fèi)級 CPU 不太關(guān)心的人,也深深的記住了 AMD 當(dāng)前最新的移動(dòng)平臺 CPU 叫 4800U。

(圖片來自 Gamers Nexus)

相比之下,在英偉達(dá)的 RTX 發(fā)布會上,3070、3080、3090 被提到了 18 次,Pascal 被提到 9 次,而 AMD、英特爾、以及它們的任何產(chǎn)品,則一次也沒有被提到。

事實(shí)上,這個(gè)代號為 Tiger Lake 的第 11 代酷睿 CPU 其實(shí)做的很出色。前面也介紹過了,和前一代相比,它在工藝、架構(gòu)、核顯等很多領(lǐng)域都有著很大提升。只不過在宣發(fā)階段,過于強(qiáng)調(diào)友商,而不是自己的成功,這也的確讓很多人感到遺憾。和 DIY 等領(lǐng)域不同,英特爾一直是筆記本 CPU 的王者,最近幾年開始受到了 AMD 的威脅。而真正的王者,只需要不斷挑戰(zhàn)和超越自己,英特爾的 Tiger Lake,也完全有資格更加硬氣一點(diǎn)。

結(jié)語

說了這么多,到底這個(gè) 11 代酷睿值不值得買呢?盡管存在各種各樣的市場宣傳問題,我個(gè)人認(rèn)為這次 Tiger Lake 的升級還是非常大的,不管是工藝、核心架構(gòu)、Xe 集顯,以及系統(tǒng)性能,其實(shí)都有著非常炸裂的表現(xiàn)。這也有很大的可能幫助英特爾在 AMD Yes 的輿論下,重新找回王者的感覺。

我覺得如果你在觀望輕薄筆記本這個(gè)市場,那么可以考慮搭載 Tiger Lake 的筆記本,特別是在移動(dòng)辦公領(lǐng)域。當(dāng)然,價(jià)格也是很重要的參考因素,在很多情況下甚至可能會成為決定性的因素。那么,究竟它在市場上的表現(xiàn)如何,讓我們拭目以待。?

英特爾

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英特爾在云計(jì)算、數(shù)據(jù)中心、物聯(lián)網(wǎng)和電腦解決方案方面的創(chuàng)新,為我們所生活的智能互連的數(shù)字世界提供支持。

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微信公眾號“老石談芯”主理人,博士畢業(yè)于倫敦帝國理工大學(xué)電子工程系,現(xiàn)任某知名半導(dǎo)體公司高級FPGA研發(fā)工程師,從事基于FPGA的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)加速、網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化、高速有線網(wǎng)絡(luò)通信等領(lǐng)域的研發(fā)和創(chuàng)新工作。曾經(jīng)針對FPGA、高性能與可重構(gòu)計(jì)算等技術(shù)在學(xué)術(shù)界頂級會議和期刊上發(fā)表過多篇研究論文。