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2020-11-19 09:45 出处:PConline原创 作者:九月 责任编辑:guanyingjie

  英特尔在2020年9月正式发布了代号为Tiger Lake的第11代酷睿处理器,这代产品由内而外进行了全面升级,提供性能强劲的Iris Xe核芯显卡、独立AI计算单元、全新多媒体引擎、PCIe 4.0控制器,以及对Thunderbolt 4的支持等,可谓是亮点颇多。而具体到处理器的计算核心部分,Tiger Lake则采用全新设计的微架构,辅以高频率加持,性能提升同样非常显著,下面就让我们就来具体谈谈。

  全新架构与改进工艺带来的高频率

  此前英特尔提出了一个公式,那就是:IPC×频率=处理器的性能表现,IPC即“每时钟周期指令数”,用通俗点的话来说就是“同频性能”,而决定同频性能的基础就是处理器的微架构设计。

  英特尔在2018年举办架构日,当时宣布的微架构路线图

  而说到微架构,英特尔在2019年将首批10nm产品Ice Lake推向市场,处理器核心部分Ice Lake采用了全新设计的Sunny Cove微架构,相比于传统的Skylake微架构进行了全面增强,拥有更深的流水线、更大的缓冲区、更多的执行单元,以及更先进的指令集支持,平均IPC提升高达18%;所以即便受限于初代10nm频率较低的影响,搭载Sunny Cove微架构的Ice Lake产品性能依旧不差。但是,很多用户对英特尔初代10nm频率较低的表现耿耿于怀,也有很多消费者期待着早日拥有一个同时满足高频+高IPC的产品。

  Sunny Cove对比Skylake在IPC方面提升显著,最高达到40%,平均也有18%

  为了提高频率,英特尔在10nm工艺的基础上持续改进,将增强型FinFET晶体、Super MIM(金属-绝缘体-金属)电容器相结合,打造出全新的10nm SuperFin工艺,实现了大幅度的节点内性能提升,甚至官方表示性能提升幅度堪比完整的工艺节点转换。具体体现到市场中,第11代酷睿Tiger Lake中的旗舰产品——酷睿i7-1185G7可实现4.8GHz单核心睿频,4.3GHz全核心睿频,相比酷睿i7-1065G7提高了接近1GHz!主流产品——酷睿i5-1135G7也可实现单核心4.2GHz睿频,全核心3.8GHz睿频,比上代的旗舰酷睿i7-1065G7也要全面高出一大截。

  10nm SuperFin工艺的改进

  而在微架构方面,英特尔也并没有停下脚步,在基于Sunny Cove微架构的基础上继续增强,推出了经过全面改良的Willow Cove微架构,优化了晶体管设计,支持Control-flow Enforcement Technology/CET技术提升安全性,改进缓存结构,并大幅度增加缓存容量,最终Willow Cove微架构的每核心二级缓存高达1.25MB、每核心三级缓存高达3MB。

  在Sunny Cove的基础上,Willow Cove经过改进,做到了继续增强

  最终,Tiger Lake搭载了比Sunny Cove微架构更加强大的Willow Cove微架构,并在10nm SuperFin工艺的加持下大幅提高频率,同时满足了高频率+高IPC两个特点,这让此前的轻薄本处理器无法比拟。

  Sunny Cove与Willow Cove频率/电压曲线,Willow Cove最高睿频更高,同频电压则更低

  新架构的超强性能表现

  目前AIDA64已经可以全面检测出Tiger Lake系列产品的参数信息。我们使用全新的宏碁非凡S3X作为平台进行测试,这款产品搭载酷睿i7-1165G7处理器(单核睿频4.7GHz、全核睿频4.1GHz、12MB三级缓存、5MB二级缓存),配备双通道LPDDR4X 4267内存,PL1设定40W、PL2设定64W(实际散热能力可支持单烤FPU长期稳定在30W),性能释放比较激进。

  y-cruncher是计算圆周率等数学常数的软件,创造了计算圆周率的世界纪录,对新处理器和新指令集的优化较快。由于Tiger Lake搭载的Willow Cove微架构对AVX-512指令集有着全面的支持,因此在这项测试中表现极其出色,计算10亿位圆周率花费时间仅为58.217秒,甚至做到了“以小博大”,比8核心16线程的标压处理器还要快出不少!可见新架构所带来的强大效能。

  V-Ray是由专业的渲染器开发公司CHAOSGROUP开发的渲染软件,是业界最受欢迎的渲染引擎之一,在行业中有极高的认可度。笔者使用独立的Benchmark进行测试,在5.0版的Benchmark中得分为4525vsamples,在4.1版的Benchmark中得分为6903ksamples,表现比较理想,多核分数接近于游戏本中的6核心处理器。

  Geekbench5是知名的跨平台测试,此项测试中酷睿i7-1165G7多核分数5860、单核分数高达1580,性能相比前代提升明显;不但如此,酷睿i7-1165G7的单核分数甚至超过了5.3GHz睿频的桌面级处理器酷睿i9-10900K,再一次证明了Willow Cove微架构在IPC方面的强悍之处。

  使用POV-Ray进行渲染测试,酷睿i7-1165G7单核分数为640.23PPS,同样超过了笔者此前测试过的所有轻薄本处理器,做到媲美桌面级。

  经过前面的测试,我们发现得益于高IPC与高频率,酷睿i7-1165G7的单核性能非常出色,对于日常办公及游戏等场景来说,这将带来更快速的响应和更流畅的使用体验。使用PCMark 10基准测试对常用基础功能、生产力、数字内容创作进行评估,最终整机得分为5062,常用基本功能得分10101、生产力测试得分为7182、数位内容创作为4851,在轻薄本中属于上游水平。

  与此同时,我们再运行PCMark 10应用程序测试,通过脚本运行Word、Excel、PowerPoint和Edge,让测试的应用场景更贴近广大用户日常使用环境。最终,搭载酷睿i7-1165G7的宏碁非凡S3X整机得分10445,其中Word分数8343、Excel分数14316、PowerPoint分数10358、Edge分数9622,同样是轻薄本中的顶级水平。

  总结与展望:

  Tiger Lake的上市,标志着英特尔10nm工艺逐步走向成熟,此前饱受争议的频率问题已经通过10nm SuperFin工艺基本得到解决,而未来的10nm Enhanced SuperFin还将冲击更高的频率。而在微架构方面,Tiger Lake所搭载的Willow Cove微架构全面继承了Sunny Cove的所有优势,同时也在细节之处进行增强,配合10nm SuperFin的高睿频,最终让Tiger Lake获得了超过两位数的处理器性能提升,单核性能创轻薄本处理器新高,最终带来了用户体验的飞跃。

  根据目前曝光出来的路线图规划,未来英特尔还要继续对Willow Cove微架构进行大幅升级,2021-2022年有望发布搭载全新Golden Cove微架构的产品——Alder Lake,将继续带来显著的IPC增长;同时10nm工艺也将优化至第三代10nm Enhanced SuperFin,相比10nm SuperFin有望在频率表现上更进一步,配合新的微架构与大小核技术,最终让处理器的性能与能耗比获得更大的进步!

   

   

   

   

   

   

   

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