太平洋电脑网|处理器有性能就够?技术力加持可不能少!


_本文原题:处理器有性能就够?技术力加持可不能少!
这两年的处理器市场发展 , 一改过往英特尔“高手寂寞”的独霸局面 , 变得精彩纷呈了起来 。 恰逢英特尔酷睿处理器来到了第十一代 , Tiger Lake处理器的推出 , 已经不仅是一次常规的更新 , 它意味着开启了全新的世代 。

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全新的十一代酷睿Tiger Lake处理器最高可达4.8GHz的睿频 , 同时三级缓存最高来到了12MB 。 对比上一代的Ice Lake处理器 , Tiger Lake的提升相当明显 。
将牙膏管一脚踩爆的升级 , 相信都是大家喜闻乐见的 。 在这喜讯的背后 , 究竟是怎样的一股力量推动着?熟悉处理器原理的朋友都知道 , 要提升处理器的工作效率 , 关键在于两点——处理器频率和IPC(单时钟周期指令数) 。 为了提升这两点 , 英特尔拿出了怎样的杀手锏?
全新微架构 踏入新时代

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回想十年前 , 大家还会为处理器频率的提升欢呼雀跃 。 时过境迁 , 消费者对频率数字的变化已经不太感冒 , 而厂商也在提升频率这件事上遇到了瓶颈 。 为了带来真正的使用体验提升 , 英特尔开始转入提升IPC(单时钟周期指令数) 。
简单来说 , 如果把处理器比作一个搬砖工 , 那么频率就是指搬砖工在单位时间内将砖从A点搬到B点的次数 , 而IPC则是指每一次可以搬多少的砖 。 显然 , 当次数恒定的时候 , 单次可以搬的砖越多 , 最终能搬的砖就会越多 。 因此我们可以预见 , 在未来一段时间内 , 提升IPC将会是处理器厂商主攻方向 。

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提升IPC的手段有很多 , 主要体现在CPU“微架构”的创新上 。 历史上 , 英特尔曾经有过数次重大的微架构变革 , 比如著名的P6微架构、Core微架构 , 它们让CPU在频率相同的情况下 , 性能得到大幅提升 。

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在十代酷睿处理器上 , 英特尔使用了Sunny Cove微架构 。 得益于全新设计的架构和算法 , Sunny Cove的工作效率提升相当明显 。 此外 , Sunny Cove还增加了关键缓冲区和缓存的大小 , 并针对特定用例和算法的架构扩展 。 讲人话就是 , Sunny Cove不仅通用运算性能更好 , 还通过增添新的指令集提升了特定项目的性能 。
而全新的十一代酷睿Tiger Lake处理器使用的Willow Cove微架构 , 则基于此前大受好评的Sunny Cove微架构 , 进行了进一步的优化 。 可别以为这样的优化只是小修小补 , Willow Cove所作出的改进 , 绝对称得上是青出于蓝!

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对比Sunny Cove , Willow Cove微架构采用了双环总线设计 , 并重新设计了缓存体系 。 这样不仅为内存提供了两倍的结构带宽 , 它每个核心的二级缓存容量也增加到了1.25MB , 三级缓存容量也增大了一半 。 如果将核心理解为工厂的生产机器 , 将缓存和内存理解成水管 , 这样从处理单元到运输环节的扩容 , 当然意味着更强大的生产效率 。

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同时 , 英特尔对处理器的全电压频率范围进行优化 , 实现了持续的峰值性能——在某个电压值 , Willow Cove可以使频率大幅上升 , 并最终实现比上一代高出近1GHz的频率升级 。 配合诸如英特尔控制流强制技术、英特尔全内存加密技术等 , 十一代酷睿处理器实现了全面的更新 。分页标题
新升级工艺突破旧禁锢
当我们理解了IPC的价值 , 自然就会明白Willow Cove所带来的使用体验提升 。 然而光是微架构改进 , 还不足以带来全面的变革 。 还是把处理器比作一个搬砖工 , 那么微架构就是搬砖工携带砖块的方式 。 虽然搬砖工携带砖块的方式可以更科学 , 以便一次带上更多砖块 , 然而如果搬砖工本身做事马虎 , 那么最终还是不能完全发挥搬砖方式的先进性 。
搁在处理器身上 , 搬砖工的本领和处理器内部的晶体管电容有着很大的关系 。 “充满电”和“放空电”这两种状态 , 即可代表数据0和1 , 众所周知 , 0和1就是计算机世界的语言 。 为了能够在高频率的状态下清晰地表达0和1 , 英特尔在十一代酷睿处理器上 , 引入了SuperFin技术 。

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【太平洋电脑网|处理器有性能就够?技术力加持可不能少!】
SuperFin技术是英特尔有史以来在单节点上最大的性能增强 , 它由英特尔增强型FinFET晶体管与Super MIM电容器组合而成 。 对比此前使用的晶体管技术 , SuperFin有着几个关键的指标改进
可以降低晶体管的电阻 , 允许更多电流通过 。
改进的栅极工艺 , 让电荷流动得更快 。
同等占位面积下 , 电容增加了5倍 。

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如果你是一个有经验的超频爱好者 , 看到“更多电流通过”和“电荷流动得更快” , 就能get到英特尔这次是帮自己超频 。 结合前面提到的“0和1” , 我们很容易想到处理器不仅传输信号的速度会更快 , 而且会更清晰 。 换言之 , SuperFin可以大幅度改善十一代酷睿处理器的频率表现 , 提升处理器的电力效率 , 带来了大幅提升的频率输出 , 更为高效的数据处理效率和能力 , 自然就带来了更强的性能 。
强强联手 成就更快

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以SuperFin作为基础 , 驱动Willow Cove微架构进行工作 , 如此的一加一最终当然可以大于二 。 然而这还不是十一代酷睿的最终样子 。 因制造工艺和微架构的提升 , 十一代酷睿在图形表现和人工智能方面都有着相当强悍的提升 , 感兴趣的朋友可以继续深入了解 。

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每一次性能的大跃升 , 背后总是离不开关键技术的发展 。 对比此前的酷睿处理器 , 十一代酷睿凭借着微架构的改变和工艺的推进 , 实现了明显的进步 , 在这全新的时代中彰显着督导的价值 。 市面上使用十一代酷睿处理器的笔记本产品正在不断增加 , 希望尝鲜的朋友现在可以结合自己的需求考虑 , 体验英特尔为大家准备的这一顿性能大餐 。