混合架构加持:英特尔第12代酷睿处理器领跑CPU市场

36氪品牌·2022年02月17日 00:01
2021年四季度,英特尔发布12代酷睿桌面级处理器,2022开年,英特尔发布12代酷睿移动级处理器。正式向世界宣告, 属于英特尔的高性能混合架构时代强势来袭。

在英特尔12代酷睿移动级处理器发布之前,可能没有多少人会想到,英特尔的反击来的如此迅猛和犀利。

过去五年,AMD凭借Zen架构以及台积电制程方面的优势,以强力追赶者的姿态逐步蚕食英特尔x86处理器市场份额。然而正如前中国速度滑冰和短道速滑国家队王牌选手王濛所言:“在一段空间和距离里追上对手或许是很轻松的,但想要完成超越却非常困难,因为追上和超越是两个完全不同的概念。”

这五年,AMD与英特尔在x86市场的你争我夺,完美诠释了这句话。

借助高性能混合架构设计,英特尔12代酷睿首次在同一SoC架构下,实现了包括台式机、笔记本等所有平台的覆盖。同时,性能核、能效核与操作系统、软件之间,借助英特尔专门开发的Intel Thread Director技术(硬件线程调度器),使得高性能混合架构能够在系统层级完美运行,再加上DDR5、PCIe 5.0、Wi-Fi 6E、Thunderbolt 4等新技术,进而在平台级性能方面大幅提升。

(第12代英特尔酷睿处理器系列产品)

对于整个PC产业而言,物理制程不断向1nm极限迈进是不可逆的事实,而全新的高性能混合架构的创新性和借鉴意义,则通过12代酷睿呈现出来,而且已经成为PC性能飞跃的助推器。

依托生态优势 化解高性能混合架构两大疑虑

2019年,在10nm制程处理器正式发布之前,英特尔首次提出“超异构计算”概念,这为高性能混合架构发展奠定了坚实基础。

2021年四季度,英特尔发布12代酷睿桌面级处理器,2022开年,英特尔发布12代酷睿移动级处理器。正式向世界宣告,属于英特尔的高性能混合架构时代强势来袭。

(英特尔第12代酷睿采用高性能混合架构)

一直以来,英特尔在硬件技术方面都秉持着极为严谨的态度,不达到自己制定的标准绝不可能轻易落地,但是在12代酷睿还未上市发售之前,用户对于高性能混合架构却存有两大疑问:

其一,高性能混合架构所能带来的性能提升究竟有多大?
其二,高性能混合架构在系统和软件层面的线程调度问题能否完美解决?

性能方面,用户最为关注的无疑是多核、多线程性能表现。而英特尔交出的答卷,实测是17%以上的领先幅度(数据采样:i9-12900K与R9 5950X CINEBENCH R20多线程测试结果)。

接下来就是线程调度问题,这一点如果解决不好,处理器在系统层面运行时的效率和性能表现将大打折扣,进而还会严重影响用户体验。但对于擅长生态体系构建的英特尔来说,这却并非难题。早在12代酷睿尚未发布之前,微软于Windows 11系统发布会上就已经介绍了Windows 11是如何通过调度器优化成为12代酷睿最佳操作系统的。

而英特尔自身,则通过Intel Thread Director技术,彻底打消了用户对于12代酷睿线程调度的疑虑。再加上英特尔本身就极为注重软件层面的优化,用户完全无需对英特尔12代酷睿处理器家族在系统、软件层面的线程调度问题产生担忧。

硬件、系统、软件三大生态之间的协同优化,再次展现了英特尔在PC产业的前瞻性与领导力。而所有这些,也恰恰是英特尔在长期技术实践、产业合作中建立起的“护城河”。

革新性的高性能混合架构

第12代英特尔酷睿处理器首次引入性能核(Performance Core)与能效核(Efficient Core)的微架构设计,但是区别于传统大小核的是,P-Core与E-Core两种核心对应用负载的运行同样重要,可以通过创新的调度机制同时发挥作用。

(英特尔第12代酷睿移动版处理器)

其中,性能核(Performance Core)采用Golden Cove架构,针对单线程应用通过缩短工作流降低了时延,从而实现了工作负载加速;能效核(Efficient Core)采用Gracemont 架构,主要提供多线程处理能力以提升工作流执行效率。同时,能效核(Efficient Core)拥有矢量和人工智能指令加速处理能力,可以通过智能化的改进分支与猜测和指令供应、折叠依赖链,从而提升数据吞吐量和处理能力,实现性能升级。

同时,第12代英特尔酷睿处理器内置的硬件线程调度器可以将工作负载分成标量运算、向量浮点运算、人工智能、后台应用、低优先级线程等,根据不同线程的性能需求将合适的线程分配到不同的核心,使两种核心相互配合,共同服务于应用任务。

以游戏直播场景为例,对性能要求高的游戏加载任务将优先分配到性能核(Performance Core),以确保游戏的流畅度;直播转码、推流等线程则可以采用能效核(Efficient Core)处理,二者间可以根据需求自由、流畅的进行切换。

由此可以看出,英特尔的混合架构从设计理念上超越了“能效比”的思考角度,并非单纯为了降低处理器的能耗,而是从性能角度去提升处理器的“延展性”,给予处理器的运行更大的灵活度,以最充分的释放其性能。相比前代酷睿处理器,第12代酷睿突破性的将性能提升了40%。

相比AMD即将在Zen 4核心上才应用的大小核心模式,英特尔的设计视角以性能为核心,同时更加全面,从而展现出了强有力的竞争实力。

移动端“硬刚”AMD

借助台积电在制程技术上的突破,AMD凭借Zen架构在过去几年里取得了长足进步。除了在桌面级市场与英特尔重新有了一较高下的实力,在移动级处理器市场也是来势汹汹。

此前,英特尔发布多款混合架构加持下的移动端产品,H系列面向极致性能需求,P系列、U系列则分别针对高性能轻薄本和现代轻薄本,并将在未来惠及包含笔记本在内的更多移动端产品品类。

其中H系列作为第12代英特尔酷睿高性能移动版处理器,采用英特尔7制程,最高14核心(6性能核+8能效核),不仅通过混合架构实现了40%的性能提升,同时可以创造极致的游戏体验,极速的视频处理、3D建模和渲染,在高端笔记本领域迎战AMD。

一方面,混合架构实现了性能提升、Wi-Fi 6E降低了时延,H系列相比前代将游戏性能提升了约28%。以游戏《杀手3》为例,通过将工作流分为渲染和游戏线程以及背景、音频等线程并分配至不同的核心,H系列将FPS提升了8%。

(H系列显著的性能提升)

面向图形设计、工程模拟等内容领域丰富的设计软件,H系列同样实现了不同程度的性能提升。Adobe Pr的处理速度相比前代提升了44%,Blender渲染时间缩短了30%,照片处理和视频编辑能力提升了22%。 

另一方面,由于混合架构能够有效根据应用类型平衡不同核的使用,除了性能的提升,H系列兼顾了能效问题。

(不同移动端产品的能效比)

在芯片设计、制作工艺和高端应用领域,第12代英特尔酷睿处理器均展现出了卓越的实力。而在应用兼容性和生态力上,英特尔的优势更为突出。

更广泛的生态力

硬件架构、技术突破之余,其实英特尔12代酷睿平台更为强悍之处在于整个生态体系的完善。无论是DDR5的硬实力,还是PCIe 5.0的前瞻性;无论是Wi-Fi 6E对于无线网络质量明显改善,还是Thunderbolt 4在物理连接层面强大的扩展能力,都不是一个“处理器性能提升”所能概括的。

因此你可以理解为,“英特尔12代酷睿是一次PC平台性能的全方位提升”,这同样也是英特尔多年技术力沉淀下的厚积薄发。

首先,12代酷睿平台引入DDR5内存,在读写性能、拷贝性能、带宽等方面大幅提升,再次冲破PC端存储瓶颈,而且更好的超频能力,则使其应对重负载任务时更加游刃有余。

其次,全面向下兼容的PCIe 5.0,促进了PC I/O接口性能的飞跃,它可以大幅提升高性能独立显卡、固态硬盘等设备的吞吐能力,在游戏、视频特效、AI加速等方面,打通了数据吞吐的性能瓶颈,让CPU、GPU、SSD等设备更好地发挥数据处理能力。

Wi-Fi 6/6E技术,则帮助游戏本、轻薄型笔记本电脑、台式机等设备构建起了更加优质的无线网络环境。其超强的多设备连接能力,稳定可靠的无线网络体验,为在线游戏、移动办公提供可靠体验。

Thunderbolt 4作为目前性能、功能最为强大的物理接口,能够为用户提供超强的数据传输能力、4K/8K视频扩展能力,以及PD充电能力。其性能与扩展性为PC设备带来更好的连接能力。

此外,英特尔与微软深度合作,协同优化,使得Windows 11操作系统成为12代酷睿处理器的最佳系统搭配。而在OEM层面,英特尔携手戴尔、联想、惠普、雷蛇、小米、华硕、三星等厂商,不断推出更具创新力和竞争力的PC产品,为PC产业生态发展做出巨大贡献。 

自1968年内创立以来,在50多年的发展历程中,人们所关注的是英特尔在x86架构CPU领域不断跨越沟壑、不断攀登巅峰。但却往往忽视了英特尔在整个产业生态层面推动创新,奋力前行。因为这其中的很多努力都无法向“CPU性能”那样能够让用户明确感知。但作为这些创新技术的受益者,我们不该视而不见。

未来,面对AMD的强力竞争,重新回归技术驱动为主导力量的英特尔,依旧会聚焦自身的技术与产品实力,不断拓宽“护城河”,并深入应用场景洞悉用户痛点,为用户推出真正契合自身需求的产品。

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2022-02-16

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