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10纳米来了：英特尔十一代酷睿上市，性能提升20%，AI算力乘5倍

2020-09-04 14:33

来源：澎湃新闻·澎湃号·湃客

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机器之心报道

机器之心编辑部

对于笔记本用户来说，今年底似乎是个换机的好时候。

传闻已久的 11 代酷睿正式发布了。Tiger Lake 今天的上市，预示着英特尔的 10 纳米芯片正式铺开。这一次新 CPU 首发的型号还是移动版，英特尔将其定位为「世界上最好的轻薄型笔记本处理器」。

今年 8 月，英特尔罕见地开了一场充满干货的「架构日」活动，透露了即将发布的 Tiger Lake 处理器的部分信息。今天，这些产品宣告开售，在新一代酷睿 CPU 中，英特尔提供了更快的速度、更强大的 AI 处理能力。今年底即将推出的笔记本，想必性能会提升不少。

新架构：走向全面整合

此前英特尔已经告诉过我们，Tiger Lake 的标准形式是四核八线程处理器，具有英特尔最新制造工艺，以及升级后的图形处理架构。

第十一代酷睿采用英特尔最新一代 Willow Cove 微架构——相比 Sunny Cove，它进行了小部分调整。Tiger Laker 的核心相比以往提供了更高的性能：与上一代的 4.0 GHz 相比，新 CPU 的峰值频率达到了 4.8 GHz，提升 20％。原本英特尔的强项就在单核频率，现在看来更强了。

频率增益主要来自于制程的提升，首先，10 纳米终于来了：准确地说应该是英特尔 10nm++ 制程，之前刚刚被英特尔重新命名为 SuperFin 技术。这种制造工艺的提升在两个方面：首先是提高效率和规模以实现更高频率，但同时也要易于生产。因此我们最终看到的芯片相比上一代有更高的频率和表现，在功耗上则和上一代持平。

另外，这些内核继续支持 AVX-512 及英特尔的 DL-Boost 加速库。

在图形计算方面，Tiger Lake 使用英特尔的新一代图形架构 Xe-LP。简而言之，Xe-LP 增加了每个执行单位（EU）的原始线程数和计算量，并提升了缓存结构等其他细节。在 Ice Lake 处理器上，我们可以有 64 个 EU 在 1100 MHz 下运行，而在 Tiger Lake 上，我们将看到 96 个 EU（+ 50％）在 1350 MHz（+ 22％）的速度下运行。结合其他提升，我们可以看到 Tiger Lake 相比上一代图形处理能力提升了一倍。

而在 AI 计算上，英特尔的集成显卡还支持 INT8 精度下 DP4A 指令的推理工作。

速度提升之外，英特尔 CPU 的图形显示能力也得到了改进，Tiger Lake 支持 AV1 解码，以及多达四个 4K 60Hz 显示器或单个 8K 60Hz 显示器的显示管道。Tiger Lake 支持包括 LPDDR4X-4267（最大 32 GB）、DDR4-3200（最大 64 GB）和 LPDDR5-5400 的内存。对于人工智能推理的加速工作，英特尔提出了 Gaussian Neural Accelerator 2.0 版，在推理任务中通过消除噪声提升了效率。

Tiger Lake 的其他改进包括对本地 Thunderbolt 4 的支持，该控制器嵌入到了 CPU 中，每个设备最多可支持四个雷电 4 接口。英特尔还通过 CNVi 界面提供了 Wi-Fi 6 支持。英特尔的功率 / 频率算法也进行了更新，从而可以在 CPU、GPU 和内存结构上分别扩展功率和时钟速度。英特尔表示，新 CPU 已将内部结构带宽增加了一倍，从而使所有这些部件之间可以通过更多数据进行通信。

11 代移动版酷睿处理器进一步提高了芯片的集成水平，PCB 面积更小，效率更高。对于轻薄型笔记本电脑来说，这是一个好消息。

此外，英特尔称，与 AMD Ryzen 7 4800U 系统相比，Core i7-1165G7 Tiger Lake 系统在以下几个方面性能领先：

计算性能高 28%（SYSmark 25）；

显卡性能高 67%（3DMark Fire Strike）；

在用 Adobe Premier Pro 做 HEVC 编码视频时，速度更是快了 200%。

借助英特尔的深度学习加速指令集，Tiger Lake 在集成显卡上为神经网络推理提供了首个指令集 DP4a，并首次为 INT8 数据类型提供原生支持，可将 AI 性能提升多至 5 倍。

功率和规格

英特尔今天发布的 Tiger Lake 与以往的不同之处在于更关注终端用户性能，即终端用户常用来与市面上其他产品进行比较的速度和基准数量。此外，英特尔的合作伙伴现在可以自由地宣布未来推出基于 Tiger Lake 的产品了。

接下来将着重分析处理器细节。英特尔先推出了两种类型的 Tiger Lake 芯片，功率从 7W 到 28W。下图为 Tiger Lake 的 UP3 部分：

这些中高端的 12-25W 处理器在技术上被称为「UP3」处理器，我们也通常称之为 U 系列（U-series）。虽然这些处理器的标示 TDP 为 15W，但笔记本厂商也可以根据自身构建系统的方式来调高或调低功率。

在这里，最高端的是英特尔 i7-1165G7，它是一个具有超线程和 12MB L3 缓存的核心处理器。此外，英特尔 i7-1165G7 具有 3.0 GHz 的基频、4.8 GHz 的单核睿频和 4.3 GHz 的全核睿频。对于显卡来说，它具有 96 EU 可用，运行频率峰值为 1350 MHz。内存支持 LPDDR4X-4266 和 DDR4-3200。

英特尔按照核心数、显卡和频率对处理器进行划分。任何被列为「G7」的处理器意味着拥有最高级别的显卡，但需要注意，在这里面依然有区别，对于 Core i7 部件是 96EU，对于 Core i5 则只有 80EU，并且 L3 缓存更少。紧接着是 G4 显卡，它只有 48 个执行单元。

只有顶级 Core i7-1165G7 具有最高的显卡频率。Core i3 处理器内存支持降低，并且最低端的 Core i3-1115G4 仅有两个核心。

再往下，7-15W 的处理器为以往的「Y 系列（Y-series）」处理器，现在被称为 UP4。

最高端的是 Core i7--1160G7，它拥有的 4 个核心都配备超线程和 12MB 的 L3 缓存。此外，Core i7—1160G7 具有 1.2 GHz 的基频，4.4 GHz 的单核睿频和 3.6 GHz 的全核睿频。96 个运行单元的运行频率为 1.1 GHz，但是只支持 LPDDR4X 内存，最高达 4266 MT/s。所有处理器支持 4 条 PCIe 4.0 通道。

这一功率范围内仅有一个 Core i7 处理器，余下的 Core i5 拥有的 EU 更少、频率更低，Core i3 则划分为了仅支持 48EU 的四核和双核处理器。

这些处理器的功率设定在 UP4 范围内主要是因为基频很低，这也是多年来英特尔低功耗处理器的一大特点。

新一代处理器的目标是从 UP4 功率范围内大约 9W 的无风扇设计，扩展到最高 28W 的型号，甚至可以带独立 GPU。正如英特尔第 10 代处理器一样，用户希望看到 Tiger Lake 的设计在 25-28W 的功率范围内，采用性能最高的处理器并保证更高的电源模式。这样将使得采用 Tiger Lake 处理器的产品在睿频结束后提供更好的持续性能，如渲染和视频编码。

英特尔表示，Tiger Lake 具有更好的睿频算法，使得系统在升频窗口中根据需要来提升 CPU/GPU 的频率。整个系统是一个反馈回路，并输入工作负载、on-system 传感器、功率极限和平衡器，以生成正确的频率。

英特尔的「TDP」值也被称为 Power Limit 1，它的功率根据系统保持在 7W 到 28W 之间，并且在 turbo 模式时功率水平可能要高得多。这些年来，二次功率等级 PL2 在 TDP 上已经增加到了 + 4W 和 + 20W。就上一代 Ice Lake 而言，15W 的处理器峰值在 turbo 模式下可以达到 44W。