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不止10nm制程与全新核显:英特尔移动版第十代酷睿处理器解析,有生之年终于等来了

PhoneTalk 05-29 20:43 + 关注

本文经爱活网授权转载,原标题《COMPUTEX2019 | 英特尔第十代酷睿移动版解析:10nm新时代开启》,作者:peny1o,未经允许请勿转载。

英特尔在COMPUTEX2019上正式宣布了全新的第十代酷睿处理器,不仅仅意味着英特尔全新的移动处理器时代拉开序幕,期盼已久的10nm制程、全新核显、AI性能都有可能给予笔记本,乃至未来mini PC、台式机新的定义。趁此机会,让我们在这里奉上英特尔第十代酷睿移动版解析。

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Ice Lake参上

从2015年Sky Lake核心正式跨入14nm大门开始,14nm制程在不断升级、更新之后已经维持了4年的生命周期,寿命远比2013年Haswell带来的22nm制程要长得多。

细心的同学已经发现,英特尔只有制程进步之后,笔记本上的核心贴纸风格才会发生明显变化。第十代酷睿标贴因此更换成了银色背景,并在最下方表明10TH GEN验明正身。

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引用英特尔的官方总结,Ice Lake核心代号本身就代表着全新的晶体管工艺,全新的核显,以及全新的平台整合。其中,Sunny Cove微架构为4核8线程,最高频率为4.1GHz,具备更高的带宽和更低延迟设计,以及核心可扩展结构。

同时,Ice Lake也是第一款采用Gen11核显,支持VNNI、Cryptographic ISA、AVX-512指令集。

其中Gen11进步明显,拥有64个EU单元,比现在主流的UHD 620,也就是Kaby Lake GT2的24个EU单元多出一倍不止。相对Iris Plus 650(Kaby Lake GT3e)的48个EU,也多出了16个。

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更多的并行处理核心意味着需要更高的内存带宽,英特尔认为至少需要50GB/s到60GB/s的速度才能支持Gen11核显的火力全开,也就是LPDDR4X内存频率至少达到3200MHz,速率达到51.2GB/s以上。

也正因为如此,Ice Lake的内存控制器将内存支持的最高速度和容量,分别拔高到了LPDDR4X-3733和32GB,亦或者DDR4-3200和64GB。

与此同时,Gen11核显运行频率最高可以达到1.1GHz,浮点运算性能超过1TFLOP。

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在新核显的带动下,Ice Lake最高能获得2倍的视频编码能力,最高支持到4K@60fps 10bit 4:4:4输出,亦或者8K@30fps 10bit4:2:0输出。这意味着,只要主机厂愿意,新核显足够支撑在4K@60fps下实现完整的HDR效果,同样的需求如果放在两年前,只有通过GeForce GTX 10系列的高端独立显卡才能实现。

在视频输出上,Ice Lake最高支持5K@60fps,或者4K@120fps输出,接口支持DisplayPort 1.4以及BT.2020色彩空间。

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图像处理单元IPU同样更新到了第四代。这使得Ice Lake最高支持到1600万像素,支持1080p@120fps,或者4K@30fps。具备并发成像管线,支持单个IR/RGB摄像头模组支持诸如Windows Hello这样的人脸识别登陆。

同时,IPU也对功率控制进行了调整,可以根据系统调节状况进行节能,亦或者获取跟多的性能表现。

与Ice Lake配套,主板上的PCH则采用了14nm工艺,无线通讯升级到WiFi 6 GIG+,支持802.11ax,并加入对CPU和PCH完整的电压管理机制。除此之外,原本的可编程四核DSP,低功耗语音唤醒,6个USB3.1,x16 Gen3 PCIe通道,x3 SATA 6Gbps以及eMMC 5.1支持均保持不变。

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英特尔在现场还公布了TDP 15W和TDP 9W的酷睿系列封装参数,其中15W Type3尺寸为50x25x1.3mm,1526个触点,触点间距0.65mm。9WType4尺寸为26.5×18.5×1.0mm,1377个触点,触点间距0.43mm。

由于增强了对CPU和PCH的电源管理能力,英特尔动态功耗控制Dynamic Tuning升级到了2.0版本,通过减少最高功率使用时间,多阶段功率调节,以及表面温度控制,在执行机器学习运算时能进一步提升能耗比。

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在Ice Lake中,Sunny Cove微架构是Ice Lake迈向10nm的基石。而CPU核心性能表现,微架构则是关键因素之一。

Sunny Cove微架构中,英特尔增大了关键核心结构,并给予CPU更多缓存空间。从去年末英特尔在架构日活动中公布Sky Lake与Sunny Cove对比图来看。Sunny Cove执行端口数量从8个增加到10个,允许一次调度程序中能够执行更多指令。其中端口4与端口9连接到循环数据存储,使带宽增加。分配从4个增加到5个,意味着重新排序缓冲区调度每个周期可以执行5个指令。同时L1缓存存储带宽翻了一倍,地址运算单元增加,并且也增加了更多缓存。

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可以看到Sunny Cove执行端口已经发生了明显变化,英特尔为核心整数运算部分配备更多LEA单元,帮助内存寻址计算,可能被用来提升具有恒定偏移高性能阵列代码效率。

通过Ice Lake与Haswell、Sky Lake的对比,可以看到L1缓存从32KB增长到了48KB,这意味着L1缓存未命中可以减少22%。而L2缓存增长到了512KB,未来桌面版酷睿和至强处理器L2也将有所增加。L2地址变换高速缓存(TranslationLook-aside Buffer,TLB)也增加到了2048。指令暂存区度加宽加深,In-Flight Loads提升77%,In-Flight Stores提升28%,Out-of-order Window提升57%。

随着L1缓存和TLB提升,核心部分的分支预测精度也同样有所提升,并且有效负载延迟降低,不过具体执行状况还需要新算法配合,才能发挥核心的特定性能。

除了Sunny Cove微架构有所变化之外,英特尔还为其引入了全新指令集,并随着AVX-512单元融入其中,Sunny Cove将支持IFMA指令进行大规模计算,并在加密算法中十分明显。早在去年12月份的演示中,Sunny Cove就展示了飞速的加密表现,7-zip性能提升高达75%。此外融入的指令集还包括SHA和SHA-NI安全散列算法、Vector AES向量高阶加密、Galois Field有限域指令等等。

配合DLBoost推理加速技术所提供的基于AVX-512的VNNI矢量神经网络指令集,AI运算相比现在的酷睿i7-8568U提升大概有2.5倍。

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英特尔表示,Sunny Cove可以做到每循环周期内,性能相对SkyLake提升18%左右。同时TDP 15W的Ice Lake单线程也被单独拿出来作为对比,强调单线程性能提升。

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Gen11核显性能升级

正如前面所说,核显直接跨入了Gen11,Kaby Lake与Coffee Lake均已Gen9.5命名,传说中的Gen10核显被Gen11替代。

在Gen11中,64个EU单元被分成4个Slice,其中1个Slice中包含2个Sub-Slice,每个Sub-Slice包含8个EU单元。每个Sub-Slice具备指令缓存和3D采样器。而每个Slice具备2个媒体采样器、1个PixelFE,以及单独的读写单元。

同时每个EU内部的FPU经过重新设计,仍然支持2x FP16高速性能,同时GPU缓存增加到3MB,比Gen9.5提升了4倍之多。

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除此之外,Gen11核显还支持一套名为Coarse PixelShading技术,这套技术与英伟达的可变像素着色相似,通过算法减轻画面不重要部分的计算量。一次加速画面效果。

你会发现Ice Lake有绝大部分的空间让给了Gen11部分,英特尔目标很明确,就是让核显获得更好的媒体播放性能以及游戏体验。从现场演示的效果来看,Gen11核显已经能够应付绝大部分的主流游戏。其中CS:GO帧数在中等画质下可以达到75FPS以上,其他诸如彩虹六号,堡垒之夜,尘埃拉力赛2.0等游戏,相对UHD620均有明显提升,最高帧率提升可以达到1.8倍。

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Gen11核显还支持VESA的Adaptive Sync,确保游戏画面输出时,即使关闭垂直同步,也能获得流畅画面以及防画面撕裂效果。这同时,也是英特尔第一款支持可变帧数显示器的核心显卡。

对于媒体处理,Gen11提供了一整套HEVC编码和解码支持,即使是家庭用户,也可以通过诸如Adobe Premiere这样的专业软件调用核显加速运算,提升轻薄本的视频编辑体验。

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另外,新版英特尔显卡控制中心已经抢先发布,目前可以通过Windows应用商店安装。新版英特尔显卡控制中心提供了更多个性化设置,包括应用界面皮肤可更换,支持主流游戏自动优化,并且可以针对每一款游戏提供详细的参数设置。

英特尔显卡控制中心相当于英伟达的NVIDIA Experience,现在已经支持超过400款游戏优化设置,在未来也可以与大作同步更新驱动。显然,英特尔已经悄然为以后的独立显卡推出增加竞争砝码。

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必杀:AI向前大跨步

拥有了DL Boost技术,以及Gen11 GPU 64EU加持,Ice Lake在机器学习、人工智能上有了发力的资本。英特尔希望通过Ice Lake打造一套本地化AI推算,加速人工智能算法。

例如,通过Ice Lake加速,本地图像识别速度被明显提升。即使是对比Whiskey Lake,AI优化速度之间的差异很大,Whiskey Lake大概需要数分钟才能完成AI识别、推理的工作,Ice Lake可能只需要数十秒即可完成。

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不过AI推算需要软件支持,英特尔的演示DEMO基于在CyberLink系列软件中添加插件实现。不过英特尔也同时宣布支持Windows ML、OpenVINO、Apple CoreML机器学习平台,进一步推广不过是时间问题。

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周边升级:雷电3与WiFi 6 GIG+

虽然在高端笔记本上已经很常见,但Ice Lake确实是英特尔第一款集成雷电3主控的处理器,这意味着未来不同价位的笔记本,都可以直接获得支持雷电3技术的USB Type-C加持,40Gbps传输将成为第十代酷睿笔记本的标配。

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同时英特尔也宣布已经把雷电3技术免费交给USB-IF组织,让下一代USB 4.0标准完成USB与雷电的接口统一,逐步取代现在种类繁多的接口。英伟达期望在USB 4.0 Type-C中,能过做到所有接口将数据、显示传输、充电何为议题,具备高效能和广泛的使用性。同时期望更多的厂商产于其中扩大其使用范围。

另外WiFi 6 GIG+也是配合Ice Lake平台推出的无线传输技术。它考虑到了多设备的连接性,能够更好适应多设备的复杂网络环境。同时WiFi 6 GIG+对延时拥有更好的管理和控制,在160MHz频宽内,WiFi 6 GIG+最高传输速率可以达到1.68Gbps,并且英特尔对传输速率仍有所保留,为以后升级留足空间。

同样,英特尔给WiFi 6 GIG+提供了包括M.2接口在内的无线网卡,无线路由器解决方案,给OEM厂商提供更多的选择。

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产品阵线划分

让我们将技术放回到产品阵线上。第十代移动版酷睿依然分成酷睿i3、酷睿i5、酷睿i7三个级别,同时TDP限制也根据轻薄笔记本、mini PC等多种应用环境分成9W、15W、28W,最终产品命名规则,按照第八代酷睿的命名方式,应该会依靠型号尾部的Y、U进行区分。

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按照英特尔的发展策略,第十代酷睿主要以升级工艺为主,根据前面提到的Ice Lake相关内容,第十代酷睿核心数量和线程最高仍然维持在4C/8T,二级缓存最高8MB,最高睿频达到4.1GHz。

核显方面,依然具备64个EU单元的Iris Plus核显,以及UHD核显两个选项。其中表现出众的Gen11 Iris Plus@1.1GHz核显,大概率出现在TDP 28W的酷睿i5和酷睿i7中。当然,作为Windows轻薄本的死忠用户,笔者仍然期待类似酷睿i7-8559U这样配备Iris Plus核显的产品能出现在MacBook Pro 13之外的轻薄型笔记本中,对于移动中使用Lightroom、Premiere体验会有相当大的帮助。

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采用第十代酷睿的XPS 13 2in1


10nm大门开启

至此,Ice Lake的Sunny Cove微架构完成了提升单线程性能、加入新指令、提升可扩展性任务。接下来的缓存设计、晶体管优化、安全功能将交给Willow Cove完成。

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第十代酷睿在单线程性能提升的同时,将更大的筹码押在了Gen11核显,AI演算技术上。很快,我们会发现传统验证移动端处理器的标准会悄然发生变化。在笔记本在延长续航之后,还能做到更好的媒体处理效果,甚至类似手机那般针对环境变化而做出的智能适配表现,这也正好符合英特尔雅典娜计划Project Athena的目标。

无论如何,10nm制程工艺才刚刚由Ice Lake开启,接下来新处理器对笔记本、台式机本质性的改变,才是最重要的。

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全部评论 (89)
shibao
85
05-29 21:27

AMD,Yes!

园中葵
34
05-29 21:29

所以说,AMD,yes

cnitu
11
05-29 23:32

首发22nm是2012年的Ivy Bridge,作者能不能专业点。

LMOAN
10
05-29 21:02

所以什么时候上市呢。。

职业酱油帝
8
05-29 22:43

我懂的少,请问会有人用cpu跑深度学习模型吗[皱眉]据我所知是用gpu训练,有没有大佬普及下

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