猛虎出山

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猛虎出山

2023-03-23 16:40| 来源: 网络整理| 查看: 265

关于英特尔的第十一代酷睿处理器,代号TigerLake系列,早在4月份就被外网曝出了零星的消息;7、8、9三个月份,TigerLake的消息已经是铺天盖地,除了媒体曝光外,英特尔自己也做了不少预热,开了几次会议介绍TigerLake的性能。直到最近,我才拿到搭载TigerLake-U处理器的笔记本,现在网上已经有不少TigerLake-U处理器的详细评测,发这个感觉已经有点炒冷饭的味道了,只能说这就是作为自媒体搬砖工的局限吧。

TigerLake系列率先在移动平台登场,英特尔已经公开发布了TigerLake-U系列各型号CPU的规格,最高规格的CPU是i7-1185G7,单核最大睿频4.8GHz,全核最大睿频4.3GHz,4核心8线程,看来在11代低压CPU产品线上,英特尔并没有参与“核战争”的打算。ARK上已经更新了TigerLake-U的资料,多出了一些特殊型号比如1185G7E、GRE,这些是面向嵌入式平台和某些工业领域的,GRE甚至支持ECC内存和-40℃条件下工作。

TigerLake-U的新特性,英特尔已经吹得足够多了,先行的各种评测也有具体介绍,这里放一张图带过,不再赘述了。

测试前介绍下平台:宏碁SF514-55TA,国行名称非凡S5。配置如下:

i7-1165G7 处理器Iris Xe 核显 96EU 1.3GHz双通道16GB LPDDR4X 4266MHz 内存1TB 镁光2210 固态硬盘

其实我还拿到了另外一台机器:蓝天NV40ME,但测试下来发现结果有问题,无奈只能拿这台散热一般的机器来测试。废话不多说,有请本文的主角——i7-1165G7。

最新版的HWiNFO64已经能识别i7-1165G7和Iris Xe的信息:CPU步进B1,10nm制程,核心代号Tiger Lake-UP3,这里UP3的后缀指CPU功耗是12~28W,低功耗版(7~15W)的后缀为UP4。CPU默频2.8GHz,单核最大睿频4.7GHz,全核最大睿频4.1GHz。

值得注意的是,i7-1165G7的二级缓存增加到1280KB,而原先i7-1065G7是512KB,i7-10510U则是更小的256KB;三级缓存加大到了12MB,和移动版十代标压i7的三缓大小一致。大缓存能让CPU更快速地读取数据(其实延迟也会增加),ZEN2桌面端还专门吹了一波16MB超大三缓,并且凭借它在CS GO中取得帧数优势。

指令集方面,由于Tiger Lake的新架构——Willow Cove是由Sunny Cove改进而来,AVX-512指令集的支持自然也保留下来,英特尔这次还着重宣传了其拓展指令集VNNI,用于深度学习领域。值得一提的是,英特尔这次在Tiger Lake-U的AI性能上可谓是下了“重本”——CPU支持AVX512 VNNI,核显支持DP4a,CPU上还引入了GNA 2.0(Intel Gaussian&Neural Accelerator,高斯神经网络加速器,官方宣称能以很低的功耗实现AI降噪功能),可谓是在AI性能上“武装到了牙齿”。

TDP方面,这一次Tiger Lake-U在ARK上的信息显得有点“鸡贼”,没写标准TDP,只给了TDP-Up和TDP-Down的范围,也就是前面说的7~15W和12~28W,留给OEM厂商自行调整的空间还是挺大的。

简单介绍到此为止,下面展示测试成绩,分为CPU和核显两部分。为了方便对比,本次测试依旧会限制CPU的功耗,由于机器限制和时间关系,本次测试只记录了i7-1165G7在15W和25W下的成绩。

测试结果如上图所示,数据非常多,除了用于对比的旧数据之外,1165G7两种功耗下我就测了4组数据,并不是说我有多勤劳,而是这次Tiger Lake-U确实有点“坑”,待会再详细说明,先小结一下要点:

由于i7-1165G7只有4核心8线程,在不少偏重多核性能的测试场景中,面对6核12线程的R5 4600U依旧心有余而力不足。但是,面对自家产品,i7-1165G7在仅有25W PL1的情况下就打败了同核心数、功耗明显更高的i5-10300H,10nm SuperFin工艺的能耗比优势充分体现。i7-1165G7的拥有非常恐怖的单核性能,在功耗足够的情况下,R15单核成绩为227cb,R20单核成绩为586cb。作为对比,在微星GT76上的i9-9900K成绩分别是212cb和510cb,i9-10900K的成绩分别是217cb和506cb(来源:极客湾,怎么觉得这成绩有点低……),也就是说,单核功耗约15W的i7-1165G7在单核性能上,直接吊打桌面端的i9。在PL1均为15W的情况下,i7-1165G7依旧吊打之前的Comet Lake-U和Ice Lake-U,甚至把6核心的i7-10710U都吊打了,对比前辈i7-1065G7,综合性能直接提高了18.8%。Tiger Lake-U在性能上的提升,对比之前的低压CPU,已经不算挤牙膏了,虽然核心数还在原地踏步……

从测试来看,i7-1165G7成功“翻身”,比i7-1065G7要好得多。一方面,新架构Willow Cove的IPC相比Sunny Cove进一步提高。另一方面,Tiger Lake-U解决了Ice Lake-U饱受诟病的低频问题。频率大幅提高后,依赖极其“成熟”的14nm+++工艺的老架构也失去了最后的一点优势,Tiger Lake-U终于没有重蹈Ice Lake-U“开倒车”的覆辙。

在改进的同时,Tiger Lake-U保持了对AVX512的支持,i7-1165G7在部分测试中展现出了独有的优势,不过好像没能比得过堆砌核心数的R5 4600U……

真正体现绝对优势的是AI性能测试,这里我随手拿自用机器做了对比,可以看到25W的i7-1165G7轻松碾压R7 4800H(还是R7000P上的),英特尔在Tiger Lake-U上堆了那么多加强AI性能的“料”,算是没有白堆。

Tiger Lake-U能解决Ice Lake的短板,实现单核性能上的飞跃,很大程度上归功于10nm SuperFin工艺。英特尔官方简单介绍了该工艺,其实就是告诉你他们实现了什么,PPT上寥寥数语,翻译过来就是:栅极改进+晶体管改进。栅极改进包括:

额外的栅极间距,以通过更大的电流。更加先进的栅极工艺/制程,以提高载流子迁移率,从而实现施加同样电压下得到更多的电荷,或者说相同电荷所需的电压更低。“增强型”的外延源级/漏级,以减小电阻,同时减小两级之间的漏电率

晶体管改进包括:

使用高-K栅极氧化物,K出自希腊文Kappa,用于衡量材料储存电荷的能力。高-K材料在拥有良好绝缘性的同时,也要在源级和漏级之间拥有良好的场效应。但其实,高-K栅极氧化物在45nm制程时就被引入了,这回TGL上,英特尔将不同的高-K材料堆放在一起,做成几埃厚的“superlattice”,进而做成MIM电容器,这也就是官方所说的“超级MIM电容器”,最终达到的效果是比一般电容器有4倍的性能提升。更薄的金属栅极。金属栅极更薄可以在相同电压下,拥有更高的载流子迁移率,但相应的,漏电率也会提高。前文提到的对源级和漏级的改进,以及更多高-K栅极氧化物的使用,正好解决了漏电率的问题,也使得晶体管金属栅极可以做到更薄。

其实PPT的内容只给你指了个方向,并没有告诉你具体如何实现的,毕竟这是人家的商业机密。

除了核心性能的提升外,Iris Xe核显的性能提升,也是非常明显的

i7-1165G7搭载了96EU的Iris Xe核显,最高频率可达1300MHz。这里需要注意的是,并不是所有“G7”结尾的处理器都搭载同样的核显。i7-1185G7搭载的Xe核显虽然同样是96EU,但核心频率提高了50MHz;i5-1135G7则搭载了80EU的Xe核显。

96EU的Iris Xe核显,理论性能非常猛,已经比MX350强了将近10%。当然,和AMD一样,Xe核显性能突飞猛进的同时,对内存带宽的要求也更高了,这个成绩是在LPDDR4X 4266MHz的内存加持下才能得到。作为对比,我还测试了在DDR4 3200MHz 4BG内存下的成绩,这个成绩应该更有参考价值(因为更容易买到这样的机器)。不过即使是内存弱了一档,Iris Xe跑分也没比MX350差多少。

游戏测试中,Iris Xe 96EU搭配LPDDR4X 4266MHz内存,确实有不错的表现,几款单机游戏和MX350打得有来有回,但并不像跑分那样全面压制MX350。讲道理,虽然单机的帧数不分上下,但大家都是跑在最低特效上,帧数也没达到能玩的标准,在这争高低没什么意思;而在入门级独显和核显都会经常面对的网游,Iris Xe 96EU依旧比不上MX350。DOTA2 1080P最高画质下,Iris Xe 96EU搭配LPDDR4X 4266MHz内存平均能有63帧,已经挺不错了,但如果要保证团战都能维持60帧以上,还是要选择入门级独显。

和跑分一样,内存对Xe核显的游戏表现也存在影响,刺客信条和地铁两款用脚做优化的单机中,不同内存跑不出差别;全战三国中内存导致的差距为17.8%,古墓丽影为11.1%,CS GO为18.3%,和跑分差距11.6%还算契合,需要注意的是,两款差距较大的游戏都是比较吃CPU的游戏。

不过,英特尔的核显驱动仍需努力……我记得Xe核显是从AMD那边挖人过来做的(好像还是个阿三),这次不少评测都提到了Xe核显各种神奇的贴图错误,看来是学到AMD驱动的“精髓”了……

吹了这么久的i7-1165G7,感觉除了核心数之外,其它地方都挺好。一开始我也是这么想的,直到我实际测试之后发现:功耗,是i7-1165G7最“坑”的地方。尽管10nm工艺能够带来更高的能耗比,但并不能阻止i7-1165G7成为“电老虎”。

如图,功耗充足的情况下,i7-1165G7运行R15单核测试的核心平均功耗为17.63W,运行R20单核测试的核心平均功耗为15.15W。而纵观整个测试,i7-1165G7的功耗表现显得更加“诡异”。

以PL1=25W的i7-1165G7运行R15整个测试为例,可以看到无论是前段多核测试,还是后段单核测试,CPU封装功耗和IA核心功耗都有明显的差距,两者相差在4~5W。

使用AIDA64监控就能发现,相差的这部分功耗,其实是Uncore功耗。Uncore,即CPU的非核心部分,Uncore功耗是除了CPU核心和核显之外的功耗,包括L3缓存、内存控制器、雷电接口等各个部分。在以往的测试中,这部分功耗容易被忽略,因为也确实没有多少。在搭载标压CPU的平台,Uncore功耗大约为1~3W,3W还算是偏高的;低压CPU平台一般在1W左右,对CPU的性能构不成什么影响。

然而对于Tiger Lake-U来说,情况就不是那么简单了。Tiger Lake-U塞了很多新的东西进去,比如前文提到的更大的三级缓存、GNA2.0模块、IPU6(图形处理单元)模块、雷电4控制器等等。这些东西不可能不耗电,这就导致Tiger Lake-U的Uncore功耗大增,从原本微不足道的1W提高到4~5W,这对于功耗控制严格的轻薄本来说,无异于雪上加霜。

正因为Uncore功耗较高,我才不得不收集了4组i7-1165G7的数据。如果要和以往的数据作为对比,无视Uncore功耗显然是不公平的,因为以往的CPU并没有如此高的Uncore功耗,你分配给它15W,一般情况下核心能分到14W,但如果你分配给Tiger Lake-U 15W,核心能分到的功耗只剩下10~11W。

回过头单独看看i7-1165G7的成绩,25W的i7-1165G7抵消Uncore功耗后,综合性能提升了5%,15W的情况下提升要大很多,这是因为15W的功耗连单核心都不太够用,再加上Uncore功耗的挤占,i7-1165G7连单核性能都难以发挥,更别提多核性能了。

值得一提的是,某些老产品也存在Uncore功耗过高的情况,通常能通过各种手段解决,不知道以后是否也有方法能降低Tiger Lake-U平台上的Uncore功耗。

除了核心和Uncore外,核显也不是省油的灯。96EU的Iris Xe核显,无论是跑分还是跑游戏,功耗基本维持在15W左右。

不过这并不是它的最大功耗,如果你跑一下Furmark,它甚至能跑到19W……

从以上数据不难看出,尽管Tiger Lake-U使用了更加先进的10nm SuperFin工艺,但要完整发挥其性能的话,更高的功耗是必不可少的。虽然低功耗下它依旧能凭借能耗比和架构优势,得到优于老产品的表现,但好不容易打造出这么一个单核性能、核显性能都很强的CPU,却一直让它工作在“吃不饱”的状态下,未免有点暴殄天物。

Tiger Lake-U无疑给厂商提出了新的考验,如果依旧按照老一套的思路来设计散热和功耗策略,新CPU的优势将难以完全体现,很容易给消费者一种“被忽悠”的错觉。我们可以根据实测数据算一算,完整发挥i7-1165G7的性能,需要的最低功耗是多少:假设完全不考虑多核性能,只要求单核性能完全发挥,那至少需要15W;核显性能完全发挥,同样需要至少15W;Uncore功耗如果没办法降低,那需要准备5W。那么,在CPU和核显不同时干重活的情况下,需要至少20W的功耗,才能保证单核心和核显性能的正常发挥;如果CPU和核显同时干重活,则需要至少35W的功耗,才能保证CPU单核性能和核显性能的正常发挥。

无论怎么算,15W的TDP标准都是不够的,对于AMD是如此,对于Tiger Lake-U来说也是如此。英特尔给Tiger Lake-U定了28W的TDP不是没有道理,不过它依旧区分了UP3和UP3,定下了更低的TDP-Down,给那些“能用就行”、或者追求极致轻薄、极致续航的用户。

总的来说,如果要我对Tiger Lake-U做出评价,我会给出偏向正面的评价。不管怎么说,英特尔终于更换了缝缝补补多年的老架构,新架构Willow Cove的提升肉眼可见,唯一的遗憾是核心数依旧上不来,要说低压CPU不打“核战争”也不是不能理解,所以现在只能坐等Tiger Lake-H,看看核心数堆上去后,Tiger Lake会有怎样的表现了。

然而在市场前景上,我还是不看好Tiger Lake。现在首发的机器中,只有i5-1135G7能做到4000价位段,而且机器在各个方面都比较一般,难以激发消费者的购买欲望。同时,这个价位还有不少搭载R5 4600U的机器,会对i5-1135G7产生不小的竞争。搭载i7-1165G7的机器,价格更是高高在上,可以预见Tiger Lake-U的相关产品,难以突破现有的市场格局。更要命的是,未来Tiger Lake-H面市,很可能直接对位工艺更先进、单核性能同样很强、价格还可能更低的ZEN 3。

未来瞬息万变,接下来的竞争,势必更加激烈;接下来的市场,势必会迎来一场更汹涌的“龙争虎斗”。

PS:有一说一,英特尔这几个新LOGO真好看~



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