多维度发力,英特尔2021处理器新品展望

百家 作者:微型计算机 2021-02-13 21:54:27

作为全球IT业界主要的芯片厂商,英特尔在CES上的一举一动都颇为受人关注。2021年的CES,英特尔带来了核心的“一个发布和两个预览”,以及包括赛扬、奔腾,还有未来新品的情况介绍。其中“一个发布”指的是全新的第十一代智能英特尔酷睿系列高性能移动版处理器H35系列,“两个预览”则是第十一代智能英特尔酷睿系列高性能移动版处理器和第十一代智能英特尔酷睿系列高性能桌面版处理器。那么,这些新品和新技术究竟能带来哪些改变呢?


在移动市场,英特尔最重要的动作就是发布了面向移动市场的一个全新分类和相关产品,具体来说就是内部代号称之为“Tiger Lake-H35”,全称则是第十一代智能英特尔酷睿系列高性能移动处理器(H35)。此外,英特尔还预告了第十一代智能酷睿移动产品整个家族的发布情况,将在2021年第一季度全面上市。


H35:继续细分市场,瞄准游戏客户群

英特尔在之前配备独立显卡的游戏笔记本电脑市场分级中,是以基础款、轻量级性能发烧友和骨灰级性能发烧友作为目标人群来定义的。其中,基础款产品倾向于在预算有限的情况下提供较高的性能,其目标设置为在1080p分辨率下能够以游戏的中、高设置实现60fps以上的运行效果,一般来说,5000元级别以内的游戏笔记本电脑可以划分在这个区域。


轻量级性能发烧友产品则是用户最常见、外形以15~17英寸为主,整体相对轻薄,电脑整机厚度控制在20mm以内的产品。这类设备可以在4K分辨率、中高级画质设置下,以60fps的帧数运行游戏,价格定位一般在5000~8000元之间。对于骨灰级用户来说就没什么好解释的了,追求移动的极致性能,比如240Hz、4K游戏等。


但是,在这个划分中,还缺少了一类目标群体的产品,那就是对游戏性能有一定要求,但是追求超便携的用户。在之前的产品中,这类用户如果选择基础款,则性能往往不能满足需求,选择轻量级性能发烧友产品又觉得偏大、偏重。为了填补这个空白,英特尔这一次为这类用户提供了一个全新的选择,那就是H35系列第十一代智能英特尔酷睿系列高性能移动处理器,这个系列的产品属于英特尔Tiger Lake家族的扩展,它很好地平衡性能、移动性和功耗之间的关系,开拓了一个全新的细分市场。


有关这个系列的产品命名,英特尔并未解释其来源。一些猜测显示,H35中“H”代指High Performance也就是高性能,这也是英特尔移动处理器“H”的意义之一。“35”则代表这一类处理器的cTDP上限值不超过35W。因此,“H35”的含义应该是cTDP不高于35W的、面向超轻薄游戏笔记本电脑的高性能处理器。


▲英特尔正式发布了H35系列第十一代智能英特尔酷睿系列高性能移动处理器,拥有三大特征。


在核心规格方面,新的Tiger Lake-H35处理器全部都采用了4核心8线程的规格,但是最高频率达5GHz。虽然从核心数量来看,新的Tiger Lake-H35相比之前第十代英特尔酷睿移动处理器的最高8核心要少。但从产品角度来说的话,更多的核心意味着更大的功耗,对于尺寸有限的超轻薄游戏笔记本电脑来说则意味着严峻的散热压力。既然散热能力有限会导致核心频率降低从而拖累单核心性能,那还不如直接降低核心数量,让单核心性能达到一个极高的水平来保证游戏运行的效果。因此,Tiger Lake-H35家族现有的规格设定应该是目前最符合超轻薄产品的规格了。


▲Tiger Lake-H35的主要技术特性


▲采用了Tiger Lake-H35处理器的笔记本电脑将可以满足4K游戏流畅运行的需求,并且可以支持多款游戏在1080p分辨率下以超过70fps的速度运行。


英特尔还带来了一些数据用于凸显Tiger Lake-H35的优势,比如Tiger Lake-H35系列单核心性能相比上代H系列的酷睿i7处理器提升了大约15%、相比同代(也就是第十一代)的超低电压15W TDP的产品提升了9%,多核心性能方面相比同代15W TDP的产品提升了高达40%。英特尔提供的更详细信息显示,在SPECRAT 2017_int_base测试中,新的酷睿i7-11375H凭借最高达5GHz的超高频率,带来了匹敌于上代45W高性能H系列产品的单核心性能,同时远远胜出15W超低电压产品,也超出竞争对手约30%。其他的更新还包括支持Wi-Fi 6/6E、支持Thunderbolt 4接口(兼容USB 4,总计最多4个)、支持DDR4 3200和LPDDR4 4266,集成核芯显卡性能是上代产品的2倍等。



▲英特尔展示的H35系列处理器性能,酷睿i7-11375的单核心性能远超竞争对手,直逼上代H系列45W产品。


在搭配独立显卡方面,Tiger Lake-H35系列产品还配备了PCIe 4.0 x4总线接口,虽然相比桌面产品的PCIe 4.0 x16总线差距很大,但考虑到PCIe 4.0带宽相当于PCIe 3.0的2倍,因此PCIe 4.0 x4的带宽相当于PCIe 3.0 x8,这对诸如RTX 3060等中端移动显卡来说是绰绰有余的了。PCIe 4.0 x4的总线带宽不但能够大幅度降低PCIe总线的功耗,也能够满足外接独立显卡的需求,恰到好处。


▲对于即将到来的全系列第十一代智能英特尔酷睿系列高性能移动版处理器,英特尔也做了现场预告,它采用8核心、16线程设计,支持20条PCIe 4.0通道。


在芯片组方面,搭配Tiger Lake-H35的是名为Tiger Lake PCH-LP的产品。这款产品采用14m工艺制造,通过OPI总线和CPU连接,本身能够提供12个PCIe 3.0通道、2个SATA 6Gbps接口、4个USB 3.2 Gen 2接口和最多10个USB接口,其规格对移动产品来说完全够用。


▲H35系列产品的详细规格和参数


三款新品上市,最高5GHz

在了解了有关新的Tiger Lake-H35的产品分类后,再来看看具体的产品和技术。目前,英特尔推出了三款基于Tiger Lake的H35系列产品。分别是酷睿i7-11375H特别版、酷睿i7-11730H以及酷睿i5-11300H。


这三款产品的规格英特尔已经给出了详细参数。其中有几个点比较值得关注:首先是只有酷睿i7-11375H特别版支持ITBM 3.0,因此也只有这款处理器在单核心频率上能够达到5GHz。其次是就性价比而言,酷睿i7-11730H可能要更为出色一些,毕竟最大4.8GHz的睿频频率,相比5GHz而言也仅仅只有0.2GHz的差距,大约4%,如果在价格上有较大落差的话,则能体现出性价比。第三则是酷睿i5-11300H不但最高睿频频率降低至4.4GHz,还削减了三级高速缓存至8MB,这对游戏性能的影响还是比较明显的,因此英特尔将其降低至i5级别,应该是面向对价格敏感的用户发售。


除了上述三款新品外,英特尔还在发布会上预告了全系列第十一代智能英特尔酷睿系列高性能移动版处理器,最高可达8核心/16线程、最高频率也提升至5GHz,支持最多20个PCIe 4.0通道,同样也带来了Thunderbolt 4和Wi-Fi 6/6E支持,看起来基本上就是桌面版本第十一代产品的翻版,应该会为移动市场带来前所未有的体验,值得期待。


▲英特尔今年计划发布50余款产品和100余款搭载新处理器的新设备


全面更新:第十一代英特尔酷睿台式机处理器预览

除了移动处理器外,英特尔在CES 2021上最重要的新闻就是预览了即将发布的第十一代智能酷睿系列台式机处理器。这款处理器是英特尔数年来真正意义上使用全新CPU架构、全新GPU架构、全新AI加速单元,整个计算平台支持全新的雷电4接口、全新的Wi-Fi技术等,其改变之巨大,令人期待。


全新Cypress Cove微架构上阵

根据英特尔近几代的习惯,代号为“XXX Cove”的是CPU微架构,代号为“XXX Lake”的是CPU核心研发代号。因此,对第十一代智能酷睿系列台式机处理器而言,这款处理器的研发代号是Rocket Lake-S,使用的CPU微架构被称为Cypress Cove。


▲英特尔发布了新的面向台式机的Rocket Lake-S处理器,采用的是Cypress Cove微架构。


根据之前英特尔公布的CPU微架构路线图来看,从2019年开始,英特尔逐步推出了Sunny Cove、Willow Cove以及Golden Cove。其中,Sunny Cove相比之前第六代酷睿处理器采用的Skylake(当时英特尔的CPU和微架构代号尚未分开,均称为“Skylake”)有大约18%的IPC提升,Willow Cove相比Sunny Cove又有大约“两位数”的提升,应该是10%左右。但是,本次第十一代产品所使用的CPU微架构Cypress Cove并不在其中,属于首次亮相。


▲第十一代智能英特尔酷睿系列台式机处理器拥有三大重要革新


实际上,根据英特尔的说明,本次第十一代智能酷睿系列台式机处理器依旧采用的14nm工艺,但是CPU微架构则不再使用之前的Skylake的变体,而是将本来为10nm工艺研发设计的Sunny Cove移植到14nm工艺上,因此采用了全新的代号,这也就是Cypress Cove的由来。从架构角度来看,Cypress Cove继承了Sunny Cove的所有优势,包括AVX-512这样重要的技术特性,整体相对前代产品带来了大约19%的IPC提升,和之前的Sunny Cove基本一致。值得注意的是,相比英特尔最新的Willow Cove,Cypress Cove的L2缓存依旧保留了Sunny Cove的512KB的设计,不是Willow Cove(也就是Tiger Lake)的1.25MB。


由于Cypress Cove实际上就是采用14nm工艺制造的Sunny Cove微架构的产品,因此相比之前的Skylake微架构,新的Cypress Cove所对应的CPU核心面积要比前代产品显著增大。再加上新的基于Xe架构的核芯显卡、新增加的PCIe 4.0通道以及各种控制单元等,因此本代Rocket Lake-S的处理器核心数量要少一些。


目前英特尔公布的唯一一款第十一代智能酷睿系列台式机处理器酷睿i9-11900K的CPU核心数量为8个,相比上代10个降低了20%,但是考虑到IPC提升了19%,因此综合来看少两个核心并不意味着性能的降低。根据英特尔公布的数据,在7款游戏上,酷睿i9-11900K超出竞争对手AMD的锐龙9 5900X大约2%~7%,相比前代产品有巨大的提升。



Xe架构核芯显卡首战桌面,AI计算加强

Xe架构在之前的Tiger Lake处理器上已经崭露头角,这一次英特尔也将其带入到了Rocket Lake-S当中。不过由于桌面市场对这种集成GPU的要求并不高,因此新的Rocket Lake-S集成的GPU规模有所减少,从之前Tiger Lake集成最多96组EU单元降低至目前最多32组EU单元。即使EU单元数量大幅度降低,但受益于Xe架构本身的性能增幅,新的Rocket Lake-S的GPU性能相比之前的第九代HD核芯显卡依旧提升了50%以上。对于核显、CPU等模块的内部连接方面,有消息称Cypress Cove内部改用了在Willow Cove上所使用的双环Ringbus,这样一来整个处理器内部的连接和数据通信会更为顺畅,但此消息可能需要进一步证实。


除了核芯显卡外,新的处理器支持AV-1硬件解码和Quick Sync Video技术。有关AV-1硬件解码方面,由于AV-1是开源、免费的规范且能相对H.265提供更高的压缩率和近似的画质,因此一经推出就广受欢迎,目前新的处理器支持AV-1的硬件解码也是顺应行业大势。后者Quick Sync Video主要用于视频转码,新的处理器也带来了新的视频转码编码格式支持,还有待英特尔进一步披露。


在AI计算方面,英特尔特别强调本次Rocket Lake-S的DL Boost能力,这个能力借由英特尔新的VNNI指令集实现,能够让CPU在执行有关AI相关计算时效能大幅度提升,尤其是可以使得AVX-512能够支持INT8计算。英特尔在其他架构处理器上的对比测试显示,VNNI指令集的出现能够带来最高11倍的机器学习性能增益。


升级至PCIe 4.0,首次加入Thunderbolt  4和WiFi-6E

由于CPU和整体架构升级,因此Rocket Lake-S引入了更高带宽的PCIe 4.0总线。整个处理器可以对外提供20个PCIe 4.0总线通道,除去显卡需要使用的16个通道外,还剩余4个通道给高速SSD产品使用。


另外,Rocket Lake-S处理器和PCH芯片连接的带宽也从之前的PCIe 3.0 x4 DMI通道升级到了PCIe 3.0 x8 DMI通道,翻倍的DMI总线让挂接在PCH上的SSD、网络、USB 3.2设备在共同使用的情况下的数据传输压力也能大幅降低,并外接更多的设备同时工作。


在其他接口方面,Rocket Lake-S配合500系列芯片组,加入了对Thunderbolt 4和Wi-Fi 6E的技术支持。有关Thunderbolt 4,实际上在之前的Tiger Lake上就已经支持了,本次只是将其平移至新的产品而已。在Wi-Fi 6E方面,相比Wi-Fi 6新增了6GHz频段的支持,部分主板也将其纳入本次支持列表。不过新的Wi-Fi 6E也需要相应的设备都支持,才能获得性能收益。


首发旗舰:酷睿i9-11900K

在CES 2021上,英特尔发布了全系列第十一代智能酷睿系列台式机处理器家族,包括酷睿i5、酷睿i7、酷睿i9三个产品系列。其中被入门级用户广泛关注的酷睿i3系列没有纳入Rocket Lake-S家族,一些消息称第十一代酷睿i3产品依旧会采用目前第十代酷睿i3所使用的的核心架构和处理器代号(Comet Lake),其核心数量和规格基本不变,只是在频率上相对第十代产品有所提升。除了酷睿i3和更低端的产品外,酷睿i5、酷睿i7、酷睿i9等产品将全部采用最新的Rocket Lake-S架构。


在发布会上,英特尔实际上只公布了一款处理器也就是酷睿i9-11900K,不过并不是立即发布,还会延后至第一季度大约3月中旬才会正式上市。根据英特尔给出的数据,酷睿i9-11900K是一款8核心16线程的处理器,借助于成熟的14nm工艺,其全核心TVB频率高达4.8GHz,单核心最高频率可达5.3GHz,内存方面最高支持双通道DDR4 3200。核芯显卡方面和前文介绍的一样,采用了Xe架构也就是增强的英特尔UHD核芯显卡,支持AV-1解码、支持英特尔Quick Sync Video技术等。互联特性方面,酷睿i9-11900K和前文描述一样,提供了20个PCIe 4.0通道。


▲第十一代旗舰:酷睿i9-11900K处理器的主要技术规格



芯片组方面,酷睿i9-11900K和第十一代英特尔智能酷睿系列台式机处理器可以选择最新发布的英特尔500系列芯片组,包括Z590、H570、B560和H510,也可使用英特尔上一代也就是400系列芯片组。不过英特尔提示使用500系列芯片组才能使用支持20Gbps带宽的USB 3.2 Gen 2x2以及新的x8 DMI通道。另外,对400系列芯片组来说,目前只有Z490、H470、Q470支持新的第十一代处理器,B460与H410则无法支持。


▲英特尔展示酷睿i9-11900K处理器的游戏性能


在超频方面,英特尔确认新的酷睿i9-11900K使用的是钎焊散热和全新的超薄设计,有助于降低核心热量,在超频等极端使用状态下有更好的表现。


全新500系列芯片组上阵

从英特尔官方资料来看,在专为第十一代台式机酷睿处理器设计的500系芯片组里依旧只有Z590支持超频,其余的H570、B560和H510均不支持处理器超频。但一些未经证实的消息显示,500系列芯片组的H570和B560都支持搭配更高频率的内存超频使用。


在搭配CPU配置显卡通道方面,和前几代芯片组一样,只有Z590支持拆分CPU的PCIe 4.0通道为“1x16+1x4”或“2x8+1x4”或“1x8+3x4”,其余的B560和H570都仅仅支持“1x16+1x4”一种模式,而H510则仅支持“1x16”,不支持额外的4个PCIe 4.0通道运作,这可能对CPU直连高速SSD产品有着一定影响,消费者需要格外注意。


▲厂商也发布了新的500系列主板,图为ROG Z590主板。


在USB扩展能力方面,Z590支持最多14个USB端口,在不同的配置下,支持最多3个20Gbps的USB 3.2 Gen 2x2端口、10个10Gbps的USB 3.2 Gen 2x1端口或者10个5Gbps的USB 3.2 Gen 1x1端口配置方案,也可全部配置为14个USB 2.0(当然现实中没有厂商这么做)。其他两款产品H570和B560则相比Z590略有缩减,其中H570虽然最多也支持14个USB,但是只能配置2个20Gbps、4个10Gbps和8个5Gbps的USB端口,B560则最多只能配置12个USB端口,20Gbps、10Gbps和5Gbps的USB端口数量进一步缩减至2、4、6个。最后则是H510,只支持最多10个USB端口,其中只允许配置4个5Gbps的USB 3.2 Gen 1x1端口。


性能暴增:全新奔腾银牌和英特尔赛扬处理器面世

除了酷睿这样的主流品牌外,本次英特尔还发布了面向教育市场的全新的奔腾银牌和赛扬系列处理器产品。这两个系列的新处理器代号为Jasper Lake,架构方面采用最新的Tremont架构,这个架构是英特尔之前为Lakefield“大小核”处理器所使用的混合架构的高性能功耗比部分,包含了6个解码单元的前端、10个执行单元的后端以及支持AVX-128等高级功能,整体性能在能耗比控制得当的情况下表现得非常出色。


▲英特尔发布了面向教育领域的全新奔腾银牌和赛扬处理器


工艺方面使用的是英特尔最新的10nm SuperFin工艺打造。英特尔宣称,和上代产品相比,新产品的整体性能提升了35%、图形性能提升了78%。新的产品带来了三大方面的优势,分别是更轻松的协作能力、更出色的性能和更好的娱乐表现。


英特尔的数据显示,新的产品在合作教育方面速度相比之前的产品加快了178%,处理器内置了IPU和MIPI端口的摄像头处理模块,在面对视频流的时候更为清晰和稳定,在无线连接方面新的产品平台也开始支持Wi-Fi 6,网络连接速度比上代产品提高了3倍。再加上其超长的续航能力,非常适合学校和教育环境使用。


EVO+博锐:英特尔发布第十一代酷睿博锐系列处理器

对商业用户而言,本次发布会上英特尔还带来了第十一代酷睿博锐系列处理器,同时为商业用户带来了EVO平台。新产品主要变化有三个:一是采用了全新的第十一代英特尔酷睿智能处理器的架构(当然也是本次发布会的最大主角);二是安全性能方面做了大幅度加强,带来了包括基于硬件的商业安全策略;三是带来了全新的EVO博锐平台,现在商业用户也可以通过辨识EVO标识选择超轻薄且支持博锐技术的笔记本电脑了。


▲英特尔发布了面向商业用户的第十一代酷睿博锐系列处理器


除了上述内容外,英特尔还带来了一些数据,包括相比自家上代产品也就是酷睿博锐i7-10610U,新的处理器在各种应用场景下的性能提升幅度,比如AI性能最高提升了8倍、视频编码最高提升至前代的2.3倍,此外包括应用性能、Web性能、视频转码、Office等性能分别提升了17%~35%。相比竞争对手的话,AI性能是竞争对手的5倍、视频编码是竞争对手的1.8倍。


大核+小核:英特尔预览第十二代产品Alder Lake

最后再简单介绍一下有关英特尔第十二代产品也就是代号为Alder Lake的新消息。在发布会上英特尔简单地预览了这款即将在2021年下半年发布的新品,英特尔称其为x86架构的一次重大突破,首次采用了单芯片集成高效率核心和高性能核心,工艺方面使用了英特尔最新的10nm SuperFin增强版打造。这款处理器最多将由8颗大核心和8颗小核心组合而成,大核心支持超线程技术,因此最终可能拥有24个线程。另外新的处理器还支持DDR5和PCIe 5.0。英特尔宣称Alder Lake最终将包含桌面和移动版本。


▲英特尔在CES上带来了Alder Lake的产品预览


实际上,目前类似的大小核架构在移动平台普及得比较多,在x86和Windows上尚未有先例。其中的难点在于核心调度,这一点在目前的ARM big.LITTLE以及后期的DynamIQ上都有体现。因此英特尔和微软将如何面对这个大小核架构包括调度等问题,还有待观察。


多维度发力,迎接全新的英特尔2021

可以预见2021将是英特尔产品爆发的一年,全新的技术架构、工艺都将带来移动市场和桌面市场又一次激烈的竞争。值得一提的是,在CES上包括第十一代智能英特尔酷睿系列台式机处理器、第十一代智能英特尔酷睿系列高性能移动版处理器、全新的大小核Alder Lake都是以预览的形式向众人公布,这展示了英特尔在技术实力方面深厚的积累,也向人们昭示那个积极进取、技术优先的英特尔已经回归。随着英特尔CEO从司睿博更换至技术背景出身的帕特·基辛格,英特尔显然还会进一步加大技术研发和投入。我们期待英特尔能够在技术和产品上更进一步,为用户带来更多、更新、更难以割舍的使用体验。


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