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犧牲功耗換取單線程性能:英特爾11代酷睿處理器真的值得嗎?

犧牲功耗換取單線程性能:英特爾11代酷睿處理器真的值得嗎?

白貓 / 2021-04-14 17:4347277

從2021年開始,整個DIY市場都被礦潮所襲擊著,市場也處于絕對的狂熱。伴隨著比特幣等虛擬貨幣的價格成倍提升,對于消費者來說,想要原價買到顯卡基本上就是屬于天方夜譚。大家對于新一代的硬件實際上也是興趣寥寥,畢竟除了顯卡之外,其他的硬件產品價格也不斷提升。導致大家的購機成本不斷提升,因此在英特爾推出11代酷睿處理器之后,盡管單線程性能有著比較大的提升,但是消費者對于這款處理器并沒有十分地期待。

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特別是對于消費者來說,11代酷睿處理器的性能正式解禁之后,大家發現與AMD的處理器相比,英特爾酷睿系列處理器在游戲性能上互有勝負,然而在功耗上卻成倍提升,特別是英特爾開啟的ABT功能,更是讓處理器的滿載功耗達到了300W,達到了AMD同定位處理器2.5倍。在不同的社交平臺上,大家均對英特爾酷睿處理器的功耗表示了驚嘆,更高的功耗意味著你需要更高功率的電源以及散熱器去壓制,無形中也增加了購機的成本。同時為了讓單線程性能得到提升,英特爾不得不在i9處理器上采用減核心的辦法,導致i9-11900K處理器的購買價值極大地降低。顯然英特爾11代酷睿處理器上犧牲了太多。

制程,還是制程

過去很長時間,英特爾被用戶詬病得最多的便是其萬年不變的14nm制程,從第五代桌面版酷睿一直到最新的11代酷睿處理器,英特爾一直采用的便是14nm制程,算下來也經歷了七代。而在AMD這邊,整個處理器的工藝制程從GF的32nm一直進化到了現在臺積電的7nm,并且經歷了三代28nm、14nm、12nm的過渡,一共五代的制程讓AMD的處理器從稚嫩一直走向成熟。如今AMD采用的7nm制程也是業界最為成熟的制程之一,能夠讓處理器在核心數量以及核心頻率之間取得一個相當不錯的平衡。

英特爾在不同場合下均表示目前制程的線寬已經不再是衡量晶圓品質優劣的唯一因素,更多的需要考慮晶體管的密度,而經過多次打磨的英特爾14nm制程擁有和其他廠商10nm或者早期的7nm制程更加出色的晶體管密度,從而讓英特爾處理器子啊單位面積上能夠獲得更多的晶體管。

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圖源:CPU-Monkey

相信經過多年的打磨,初代英特爾14nm與現在的14nm之間有很大的區別,進步也相當明顯,否則大家是見不到擁有單核5.3GHz超高頻率的酷睿i9-11900K,與之對比的是i7-6700K處理器僅有4.2GHz。然而14nm制程已經十分地成熟,想要挖掘更多的潛力顯然是一件比較困難的事。同時全速運行帶來的更高功耗也讓11代處理器不得不進行一定的妥協。

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我們以10代酷睿i9處理器與11代酷睿i9處理器進行對比,同樣是當時性能最為強勁的消費級處理器,酷睿I9-10900K采用的是10核20線程的設計,而酷睿i9-11900K則是8核16線程,10900K處理器在先天上就擁有比11900K更高的多核性能。此外基準頻率以及Boost頻率也是酷睿i8-10800K處理器更加高,大約為100-200MHz。盡管在單線程上,英特爾酷睿i9-11900K最高擁有19%的性能提升,但是卻仍然不能彌補少核心與線程的劣勢,從而在一些需要多核性能的軟件例如CineBench、V-Ray等中落后酷睿i9-11900K。

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此外為了讓酷睿i9-11900K處理器的單線程性能更加出眾,英特爾也砍掉了部分L3緩存的容量,從10900K處理器的20MB變成了11900K的16MB,從而在進行大數據處理的時候有一定的劣勢,也增加了數據未命中的概率。顯然其中的一個原因便是晶體管密度處于恒定的情況下,CPU的晶體管總數是一定的,在增加CPU單核晶體管的數量的情況下,自然是縮減了緩存的晶體管,從而減少L3緩存的容量。也不是英特爾不想要核心數,實在是因為14nm制程的潛力被挖掘完畢,不能塞入更多晶體管所致。

或許有人會問,英特爾不是已經發布了基于10nm制程的處理器,在低壓處理器領域不是很成功嗎?為什么不能在桌面版處理器上使用10nm工藝呢?之前就有人分析過,英特爾的10nm制程目前在低功耗處理器上還是相當成功的,能夠保持功耗與性能之間的平衡,而到了高功耗階段,性能與能耗之間呈現指數的增長,也就是用巨大的功耗增長換取極小程度的性能提升,顯然對于標準TDP 95W或者125W的桌面版處理器來說是不劃算的,因此英特爾也不得不選用極其成熟的14nm,而不是采用與低壓處理器一樣的10nm。

酷睿架構即將到極限

一般來說影響CPU單多核性能表現的因素,一是架構,另外一個便是制程,剛剛我們已經說過了,英特爾在14nm制程工藝上已經到達了極限,也就是說如果不增加CPU的核心面積,那么能夠供英特爾使用的晶體管數量并不會有太多的區別。因此英特爾只能在架構上進行革新與變動。Core架構自從2006年正式采用之后,到現在已經過了15年,俗話說一個架構能吃多年,在這15年的時間內,差不多就是Sky Lake架構與最新的Cypress Cove架構處于比較大的革新,其余的便是在不同的架構上進行修補。

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不過即使架構紅利可以吃很多年,但是15年的時間也實在是太長,與之作對比的是,AMD的Zen架構在2016年推出,距離過了5年的時間,還處于壯年時期,顯然AMD未來對于Zen架構仍然有比較大的潛力可以挖掘,AMD的產品路線圖中也已經標明了包括Zen 4、Zen 5等未來即將發布的CPU。

不得不說經歷了15年的Core架構顯然是英特爾歷史上最為成功的架構之一,但是小修小補已經遠遠不能滿足英特爾的需求,因此消費者都希望英特爾能夠為大家帶來全新的架構,而號稱是未來十年真正革新的架構也將在今年下半年與大家正式見面。

真正的過渡產品,不妨考慮12代酷睿

對于英特爾11代酷睿處理器來說,我們的心情未免是復雜的,一方面英特爾11代酷睿處理器的確在單線程上提升迅猛,從而帶動游戲性能有著比較大的提升,而另外一方面,由于14nm制程與Core微架構的潛力已經挖掘殆盡,因此英特爾為了確保單線程性能不得不在其他地方進行了妥協,從而讓11代酷睿處理器在如今的環境下變得比較尷尬。

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因此對于英特爾來說,11代酷睿處理器越看越像是一款過渡的產品,玩家的關注點也在下半年的12代酷睿處理器。Alder Lake處理器號稱是X86指令集出來以來最具革命性的一代產品,采用了大小核的設計,其中大核代號為Golden Cove,而小核代號為Gracemont,根據現在已經曝光的消息,英特爾的大核采用了多線程設計,小核并沒有,與目前的11代酷睿處理器相比,IPC繼續提升20%,同時LGA 1700與10nm強化版使用也讓CPU的面積大了不少,從而塞下更多的晶體管,而改進版的Xe架構核顯、DDR5內存的支持讓Xe核顯發揮更強的作用,可以說英特爾2021年真正的殺手锏就是下半年的12代酷睿處理器,而大小核的應用也是未來X86陣營對于CPU的全新的嘗試,或許也將奠定未來十年整個處理器發展的基調。

對于現在的玩家來說,不妨考慮12代酷睿處理器,當然目前高昂的硬件價格讓很多人堅定決心成為一個等等黨,自然容易會熬到12代酷睿處理器正式推出,也減少了苦等12代酷睿處理器的心理煎熬。


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