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2020-11-19 09:45 出處:PConline原創 作者:九月 責任編輯:guanyingjie

  英特爾在2020年9月正式發佈了代號為Tiger Lake的第11代酷睿處理器,這代產品由內而外進行了全面陞級,提供性能強勁的Iris Xe核芯顯卡、獨立AI計算單元、全新多媒體引擎、PCIe 4.0控制器,以及對Thunderbolt 4的支援等,可謂是亮點頗多。而具體到處理器的計算核心部分,Tiger Lake則採用全新設計的微結構,輔以高頻率加持,性能提升同樣非常顯著,下面就讓我們就來具體談談。

  全新結構與改進工藝帶來的高頻率

  此前英特爾提出了一個公式,那就是:IPC×頻率=處理器的性能表現,IPC即“每時鐘周期指令數”,用通俗點的話來說就是“同頻性能”,而決定同頻性能的基礎就是處理器的微結構設計。

  英特爾在2018年舉辦結構日,當時宣佈的微結構路線圖

  而說到微結構,英特爾在2019年將首批10nm產品Ice Lake推向市場,處理器核心部分Ice Lake採用了全新設計的Sunny Cove微結構,相比於傳統的Skylake微結構進行了全面增強,擁有更深的流水線、更大的緩衝區、更多的執行單元,以及更先進的指令集支援,平均IPC提升高達18%;所以即便受限於初代10nm頻率較低的影響,搭載Sunny Cove微結構的Ice Lake產品性能依舊不差。但是,很多用戶對英特爾初代10nm頻率較低的表現耿耿於懷,也有很多消費者期待著早日擁有一個同時滿足高頻+高IPC的產品。

  Sunny Cove對比Skylake在IPC方面提升顯著,最高達到40%,平均也有18%

  為了提高頻率,英特爾在10nm工藝的基礎上持續改進,將增強型FinFET晶體、Super MIM(金屬-絕緣體-金屬)電容器相結合,打造出全新的10nm SuperFin工藝,實現了大幅度的節點內性能提升,甚至官方表示性能提升幅度堪比完整的工藝節點轉換。具體體現到市場中,第11代酷睿Tiger Lake中的旗艦產品——酷睿i7-1185G7可實現4.8GHz單核心睿頻,4.3GHz全核心睿頻,相比酷睿i7-1065G7提高了接近1GHz!主流產品——酷睿i5-1135G7也可實現單核心4.2GHz睿頻,全核心3.8GHz睿頻,比上代的旗艦酷睿i7-1065G7也要全面高出一大截。

  10nm SuperFin工藝的改進

  而在微結構方面,英特爾也並沒有停下腳步,在基於Sunny Cove微結構的基礎上繼續增強,推出了經過全面改良的Willow Cove微結構,優化了晶體管設計,支援Control-flow Enforcement Technology/CET技術提升安全性,改進緩存結構,並大幅度增加緩存容量,最終Willow Cove微結構的每核心二級緩存高達1.25MB、每核心三級緩存高達3MB。

  在Sunny Cove的基礎上,Willow Cove經過改進,做到了繼續增強

  最終,Tiger Lake搭載了比Sunny Cove微結構更加強大的Willow Cove微結構,並在10nm SuperFin工藝的加持下大幅提高頻率,同時滿足了高頻率+高IPC兩個特點,這讓此前的輕薄本處理器無法比擬。

  Sunny Cove與Willow Cove頻率/電壓曲線,Willow Cove最高睿頻更高,同頻電壓則更低

  新結構的超強性能表現

  目前AIDA64已經可以全面偵測出Tiger Lake系列產品的參數資訊。我們使用全新的宏眱D凡S3X作為平台進行測試,這款產品搭載酷睿i7-1165G7處理器(單核睿頻4.7GHz、全核睿頻4.1GHz、12MB三級緩存、5MB二級緩存),配備雙通道LPDDR4X 4267記憶體,PL1設定40W、PL2設定64W(實際散熱能力可支援單烤FPU長期穩定在30W),性能釋放比較激進。

  y-cruncher是計算圓周率等數學常數的軟體,創造了計算圓周率的世界紀錄,對新處理器和新指令集的優化較快。由於Tiger Lake搭載的Willow Cove微結構對AVX-512指令集有著全面的支援,因此在這項測試中表現極其出色,計算10億位圓周率花費時間僅為58.217秒,甚至做到了“以小博大”,比8核心16線程的標壓處理器還要快出不少!可見新結構所帶來的強大效能。

  V-Ray是由專業的渲染器開發公司CHAOSGROUP開發的渲染軟體,是業界最受歡迎的渲染引擎之一,在行業中有極高的認可度。筆者使用獨立的Benchmark進行測試,在5.0版的Benchmark中得分為4525vsamples,在4.1版的Benchmark中得分為6903ksamples,表現比較理想,多核分數接近於游戲本中的6核心處理器。

  Geekbench5是知名的跨平台測試,此項測試中酷睿i7-1165G7多核分數5860、單核分數高達1580,性能相比前代提升明顯;不但如此,酷睿i7-1165G7的單核分數甚至超過了5.3GHz睿頻的桌面級處理器酷睿i9-10900K,再一次證明了Willow Cove微結構在IPC方面的強悍之處。

  使用POV-Ray進行渲染測試,酷睿i7-1165G7單核分數為640.23PPS,同樣超過了筆者此前測試過的所有輕薄本處理器,做到媲美桌面級。

  經過前面的測試,我們發現得益於高IPC與高頻率,酷睿i7-1165G7的單核性能非常出色,對於日常辦公及游戲等場景來說,這將帶來更快速的響應和更流暢的使用體驗。使用PCMark 10基準測試對常用基礎功能、生產力、數字內容創作進行評估,最終整機得分為5062,常用基本功能得分10101、生產力測試得分為7182、數位內容創作為4851,在輕薄本中屬於上游水平。

  與此同時,我們再運行PCMark 10應用程式測試,透過腳本運行Word、Excel、PowerPoint和Edge,讓測試的應用場景更貼近廣大用戶日常使用環境。最終,搭載酷睿i7-1165G7的宏眱D凡S3X整機得分10445,其中Word分數8343、Excel分數14316、PowerPoint分數10358、Edge分數9622,同樣是輕薄本中的頂級水平。

  總結與展望:

  Tiger Lake的上市,標志著英特爾10nm工藝逐步走向成熟,此前飽受爭議的頻率問題已經透過10nm SuperFin工藝基本得到解決,而未來的10nm Enhanced SuperFin還將衝擊更高的頻率。而在微結構方面,Tiger Lake所搭載的Willow Cove微結構全面繼承了Sunny Cove的所有優勢,同時也在細節之處進行增強,配合10nm SuperFin的高睿頻,最終讓Tiger Lake穫得了超過兩位數的處理器性能提升,單核性能創輕薄本處理器新高,最終帶來了用戶體驗的飛躍。

  根據目前曝光出來的路線圖規劃,未來英特爾還要繼續對Willow Cove微結構進行大幅陞級,2021-2022年有望發佈搭載全新Golden Cove微結構的產品——Alder Lake,將繼續帶來顯著的IPC增長;同時10nm工藝也將優化至第三代10nm Enhanced SuperFin,相比10nm SuperFin有望在頻率表現上更進一步,配合新的微結構與大小核技術,最終讓處理器的性能與能耗比穫得更大的進步!

   

   

   

   

   

   

   

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