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        8+8+1架構見過沒!英特爾第十二代酷睿竟借鑒ARM?

        CFan 電腦愛好者 2020-03-12 09:46產品 標簽:英特爾 處理器

        隨著第十代酷睿Comet Lake-S(后綴為S代表桌面平臺,如果為H就是筆記本平臺)上市日期的臨近,英特爾未來的規劃也逐漸浮出了水面。

        8+8+1的酷睿你見過嗎

        在Comet Lake-S之后,2021年我們還將迎來第十一代酷睿Rocket Lake-S。需要注意的是,Rocket Lake-S依舊采用了14nm,所以我們不要指望它能在微架構和性能層面出現太大的飛躍。

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        真正值得期待的,則是預計在2022年上市的Alder Lake-S,也就是第十二代酷睿平臺,它將采用“最新的”10nm工藝(同期手機SoC也許已經用上3nm了......),不僅會升級全新的微架構,整個處理器的結構也將發生翻天覆地的變化。

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        簡單來說,Alder Lake-S將引入ARM處理器領域著名的“big.LITTLE”大小核設計,采用8個大核(Core級別)和8個小核(Atom級別),再加上集成的GT1核心顯卡,組成8+8+1的豪華套裝,同時還支持PCIe 4.0技術,TDP也將提升到80W起步,最高為125W。

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        英特爾針對移動平臺定制的U系列和Y系列處理器樣式

        有消息稱,Alder Lake-S處理器不僅要改變插槽,而且與其匹配的LGA1700插槽還會從傳統42.5mm×42.5mm正方形變成45mm×37.5mm的長方形設計,也就是說未來的桌面酷睿也會變成和移動酷睿相似的長方形封裝。

        英特爾的大小核試水

        實際上,Alder Lake-S并非英特爾首次引入大小核技術,早在2019年初英特爾就發布了代號為Lakefield的SoC,請注意后綴,它并非傳統意義上的處理器,而是整合度更高的片上系統,在指甲蓋的大小的芯片里就融合了過去需要布滿整塊主板的功能模塊。

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        Lakefield芯片只有這么大

        除了成就這一輝煌的Foveros 3D封裝技術,Lakefield全新的大小核架構也值得引起我們的關注。

        提起“大小核”,相信很多童鞋都會想到ARM領域的Big.LITTLE技術。為了讓智能手機的處理器(準確來說也是SoC)可同時兼顧高性能和低功耗的特性,ARM于2011年提出了Big.LITTLE概念,允許SoC采用一組高性能“大”(big)CPU 集群和一組高效率“小”(LITTLE)CPU集群的組合,三星在CES2013大會上發布的Exynos 5 Octa(4×Cortex-A15+4×Cortex-A7)就是首款基于Big.Little技術設計的八核處理器。

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        2017年,ARM在發布Cortex-A75和Cortex-A55架構的同時再度祭出了DynamIQ技術,作為Big.LITTLE的補充,它允許芯片廠根據需求和成本預算進行更為靈活的核心搭配,實現2+6、1+7等不同的核心配置方式,可以充分發揮芯片廠的想象力。比如,高通驍龍855采用了1+3+4、麒麟990采用了2+2+4的三叢CPU集群,玩大型游戲大核出力、主流游戲中核參與、日常操作小核足以,從而實現了趨于完美的能效比表現。

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        PC領域的X86架構處理器其實也總在想辦法平衡性能與功耗之間的矛盾,只是長期以來的解決思路都是通過TDP加以調節,并輔以靈活的主頻升降機制。

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        X86處理器長期都是通過調節頻率平衡當前的性能和功耗

        比如,面向臺式機的酷睿i7-9700主打頂級性能,擁有65W的TDP,基礎頻率就高達3.0GHz,睿頻加速頻率更是可以達到4.7GHz。面向二合一設備的Y系列酷睿i7-10510Y的TDP只有7W,將基礎頻率降到1.2GHz以節省功耗,并通過4.5GHz睿頻加速來應對短時間內的高負載工作環境。

        然而,這種調節機制的表現并經濟。還是以i7-10510Y為例,它運行在1.2GHz的主頻時性能驟降,浪費了太多的性能和資源;加速到4.5GHz時的瞬間功耗可能會突破40W,發熱和功耗將難以控制,最終妥協的結果就是只能在最高主頻下堅持1秒左右。

        于是,英特爾Lakefield SoC借著最新10nm制程工藝以及Foveros 3D封裝技術,開展了X86架構處理器的“大小核”之旅,在一個晶圓芯片內就集成了1顆Sunny Cove架構(與第十代酷睿Ice Lake平臺處理器同源)的大核,以及4顆Tremont架構的小核,成為了英特爾歷史上第一款顆5核混合架構的Big.LITTLE處理器。

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        Sunny Cove是英特爾目前最先進的核心架構,這一點從10nm版的第十代酷睿處理器的實際表現就已得到了證明,哪怕只有單核心也足以應對日常較高負載的辦公和娛樂環境。

        Tremont則是昔日“Atom”(凌動)家族的后裔,最近幾年主要被英特爾用于奔騰和賽揚品牌,主打足夠的性能和更低的功耗。

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        英特爾Atom家族參數回顧表

        和上代Goldmont Plus架構相比,Tremont架構在ISA(指令集架構)、微架構、安全性、電量管理等方面均有所提升,其中IPC(每周期指令數)性能更是提升了30%。Tremont獨特的6路前置集群(雙3路集群)亂序執行處理單元可以更高效地為后端提供高吞吐量,每個核心都內配備獨立的1.5MB二級緩存,并新增三級緩存,整數和矢量單元執行效率也大大提升。

        作為第一批武裝英特爾Lakefield SoC的設備,微軟Surface Neo和Galaxy Book S都屬于極致輕薄的偏概念型的產品,本身也不是專注于發燒級性能的存在,而是幫助用戶進行一場“說走就走的旅行”。

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        微軟Surface Neo

        Lakefield SoC超小的尺寸可以幫設備進一步瘦身,而其特色的“大小核”架構也能更好地兼顧性能和功耗,在滿足輕度娛樂和中度辦公之余獲得更少的發熱和更持久的續航。

        如果不出意外,Lakefield SoC會在今年正式量產,有了它的成功經驗,相信未來的Alder Lake-S也能少走很多彎路。

        那么,你期待PC領域進入大小核時代嗎?

         

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