前陣子，英特爾為我們帶來(lái)了代號(hào)為Tiger Lake的第11代酷睿低壓處理器。與前幾代酷睿處理器的參數(shù)升級(jí)相比，第十一代酷睿移動(dòng)處理器的生產(chǎn)工藝與底層架構(gòu)均得到了大幅改善。下面讓我們一起走進(jìn)十一代酷睿處理器的世界，看看它能為我們帶來(lái)怎樣的驚喜。

CPU：新工藝+新架構(gòu)

要想知道CPU性能是如何提升的，首先來(lái)說(shuō)明影響CPU性能的幾個(gè)因素。根據(jù)CPU性能公式“程序的 CPU 執(zhí)行時(shí)間= 指令數(shù)×CPI（執(zhí)行每條指令所需的時(shí)鐘周期平均值）/時(shí)鐘頻率（主頻）”可以看出，想要使CPU獲得更快的速度，必須要從指令數(shù)、時(shí)鐘頻率以及CPI入手，下面讓我們一起來(lái)看看十一代酷睿移動(dòng)處理器到底有哪些特性？

首先是CPU的運(yùn)行頻率，CPU的運(yùn)行頻率代表著晶體管狀態(tài)由0到1或由1到0的切換速度。所以頻率越高，CPU的運(yùn)算速度也就越快。所以說(shuō)，要想從根本上提升CPU頻率，首先要做的便是提升0/1的切換頻率。雖然加壓可以加快晶體管的充放電速度，使得CPU獲得更高的頻率。但一味的加壓終究不是解決辦法，如果CPU的頻率提的太高，快到晶體管無(wú)法完成一次完整的充放電，那么就無(wú)法完成0和1的切換，從而導(dǎo)致死機(jī)或藍(lán)屏等問(wèn)題。除此之外，加壓還會(huì)導(dǎo)致功耗的大幅上升。所以目前業(yè)界主流做法都是改善工藝+降壓，但這也帶來(lái)了不得不面對(duì)的嚴(yán)重問(wèn)題。

由于目前占統(tǒng)治地位的集成電路技術(shù)是CMOS（互補(bǔ)型金屬氧化半導(dǎo)體），它的主要能耗來(lái)源是動(dòng)態(tài)能耗，也就是晶體管狀態(tài)翻轉(zhuǎn)時(shí)消耗的能量。動(dòng)態(tài)能耗則取決于每個(gè)晶體管的負(fù)載電容和工作電壓，具體可以用這個(gè)公式來(lái)表示：能耗∝ 負(fù)載電容* 電壓^2。而每個(gè)晶體管需要的功耗就是一個(gè)翻轉(zhuǎn)需要的能耗和開(kāi)關(guān)頻率的乘積。

由于功耗是電壓平方的函數(shù)，所以可以通過(guò)降低電壓來(lái)大幅減少功耗。所以每次工藝的更新?lián)Q代都會(huì)伴隨著電壓的降低。但電壓繼續(xù)下降就會(huì)使晶體管的泄露電流過(guò)大，從而導(dǎo)致無(wú)法收拾的狀況。

需要注意的是，雖然動(dòng)態(tài)能耗是CMOS能耗的主要來(lái)源，但靜態(tài)能耗也是存在的。因?yàn)榫w管即使在關(guān)閉狀態(tài)下，依然會(huì)出現(xiàn)電流泄露的情況，而且增加晶體管的數(shù)量也會(huì)使漏電功耗變大。這也是工藝越先進(jìn)，漏電就越嚴(yán)重的根本原因之一。

說(shuō)到這里，不得不提的便是全新的“10納米SuperFin”技術(shù)了。眾所周知，晶體管技術(shù)是CPU性能提升的關(guān)鍵因素之一，除了頻率的提升之外，更高的集成度也增加了處理器的任務(wù)處理速度（類似于單位時(shí)間內(nèi)增加水管可以輸送更多水）。而SuperFin技術(shù)，則是英特爾有史以來(lái)，在單節(jié)點(diǎn)上最大的性能增強(qiáng)，甚至達(dá)到了可以與全節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換相媲美的程度。所謂SuperFin其實(shí)就是“英特爾增強(qiáng)型FinFET晶體管與Super MIM電容器”這兩種技術(shù)的合體。其中，F(xiàn)inFET晶體管技術(shù)可以降低電阻，減少漏電，增加電遷移效率；SuperFin晶體管則可以讓晶體管的信號(hào)更加清晰。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，10納米SuperFin技術(shù)的核心就是在增加晶體管密度，提高頻率的情況下，減少漏電，并且讓晶體管的信號(hào)變得更加清晰。

結(jié)合上文CPU性能提升的原理來(lái)看，它可為處理器帶來(lái)更短的程序執(zhí)行時(shí)間（也就是更快的速度），并減少CMOS的靜態(tài)能耗，從而達(dá)到性能與能效雙提升的目的。

除此之外，IPC（每時(shí)鐘周期執(zhí)行的指令數(shù)）也是影響處理器性能的重要因素。這一點(diǎn)從CPU性能公式“程序的 CPU 執(zhí)行時(shí)間 = 指令數(shù)×CPI（執(zhí)行每條指令所需的時(shí)鐘周期平均值）/時(shí)鐘頻率（主頻）”可以看出。從數(shù)據(jù)上來(lái)看，IPC即是CPI的倒數(shù)，IPC越大，CPU的程序執(zhí)行時(shí)間就越短。

而11代酷睿則采用了全新的Willow Cove微內(nèi)核，IPC性能平均提升了18%。與上代產(chǎn)品所采用的Sunny Cove相比，Willow Cove擁有重新設(shè)計(jì)的緩存架構(gòu)，它的二級(jí)緩存提升到了每核心1.25MB，各核心共享12MB三級(jí)緩存，整體提升了50%到125%。而且它還搭載了英特爾控制流強(qiáng)制技術(shù)，可以在帶來(lái)更高性能的同時(shí)有效保護(hù)數(shù)據(jù)安全。

GPU：新架構(gòu)+AI專用指令集

顯卡方面，十一代酷睿搭載了全新的Xe-Lp低功耗架構(gòu)，與現(xiàn)役的銳炬Plus核顯相比，它的執(zhí)行單元數(shù)量提升了50%，頻率提升了84%，進(jìn)步相當(dāng)明顯。而對(duì)高頻內(nèi)存的支持，也為它帶來(lái)了顯存帶寬的提升。

而在驅(qū)動(dòng)及編譯器效率上，英特爾銳炬Xe也重新設(shè)計(jì)了顯卡架構(gòu)，降低了DX11中的驅(qū)動(dòng)API開(kāi)銷，減少了API延遲，并支持AI優(yōu)化指令。此外，銳炬Xe顯卡還支持VRS可變幀率渲染，可以根據(jù)渲染場(chǎng)景的不同來(lái)選擇性降低非重要內(nèi)容的渲染精細(xì)度，把空出的性能留給玩家注視的對(duì)象，從而為玩家?guī)?lái)更為流暢的游戲體驗(yàn)。

映射到用戶體驗(yàn)方面，那就要看具體的游戲表現(xiàn)了。據(jù)英特爾官方數(shù)據(jù)顯示，全新的銳炬Xe集成顯卡不光可以暢玩LOL與《CS:GO》等主流網(wǎng)游，還可以在1080P下流暢運(yùn)行《無(wú)主之地3》、《巫師三》以及《中土世界：戰(zhàn)爭(zhēng)之影》等高畫(huà)質(zhì)3A大作。而且英特爾還聯(lián)合游戲廠商對(duì)銳炬Xe顯卡進(jìn)行了優(yōu)化。目前，銳炬Xe顯卡已經(jīng)得到了《英雄薩姆4》、《戰(zhàn)爭(zhēng)機(jī)器》、《無(wú)限法則》等大作的優(yōu)化，預(yù)計(jì)未來(lái)還將有更多大作加入對(duì)它的支持。

而且英特爾還為我們提供了包含截屏、直播、銳化等游戲輔助功能的IGCC控制面板，也算是補(bǔ)全了英特爾沒(méi)有自家游戲輔助平臺(tái)的短板。

除此之外，異步計(jì)算、視圖實(shí)例化、采樣器反饋、帶有AV1的更新版媒體引擎以及更新版顯示引擎等特性也為它帶來(lái)了更強(qiáng)的生產(chǎn)力屬性。

與此同時(shí)，十一代酷睿在AI方面也有了不小的提升，它支持英特爾 Gaussian 和神經(jīng)加速器 2.0與DP4a神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理指令集，既可以在視頻會(huì)議時(shí)實(shí)現(xiàn)背景模糊與噪音抑制，又能通過(guò)專用的AI指令大幅提升照片的處理速度，對(duì)追求生產(chǎn)力與移動(dòng)辦公體驗(yàn)的上班族十分友好。

IO ：原生支持Thunderbolt 4和USB4接口

IO方面，十一代酷睿原生加入了對(duì)Thunderbolt 4和USB4接口協(xié)議的支持，支持具有多達(dá)4個(gè)Thunderbolt 4接口的塢站與雙4K/單8K輸出。與此同時(shí)，它還支持CPU直連PCIe 4.0通道。在此之前，外接PCIe設(shè)備都是走PCH通道的，這會(huì)受到OPI總線帶寬的限制，在多設(shè)備連接的情況下，較小的帶寬就無(wú)法滿足多設(shè)備的需求，在這種情況下就會(huì)出現(xiàn)卡頓或較高的性能損耗。而憑借直連PCIe4.0通道帶來(lái)的高帶寬，用戶就可以獲得更高的硬盤(pán)速度和更小的顯卡性能損耗（外接顯卡狀態(tài)下），這使得整個(gè)平臺(tái)的綜合實(shí)力得到大幅度提升，有效提升了輕薄本的的娛樂(lè)與生產(chǎn)力屬性。

結(jié)合上文對(duì)銳炬Xe顯卡的介紹來(lái)看，高速接口的加入與顯卡性能的增強(qiáng)在一定程度上對(duì)應(yīng)了逐漸普及的超清&多屏影音需求。有了這樣的硬件支持，搭載十一代酷睿的筆記本最高可外接單8K/雙4K顯示器，可以滿足大部分用戶的工作&娛樂(lè)需求。

總結(jié)

通過(guò)制程工藝與內(nèi)核的創(chuàng)新，十一代酷睿的CPU獲得了20%的性能提升與更為出色的能效比?？梢栽谕刃阅芟孪母俚碾娏浚@對(duì)強(qiáng)調(diào)續(xù)航能力的輕薄本而言，具有十分重大的意義。而Xe-Lp低功耗顯卡的推出則讓輕薄本在很大程度上減少了對(duì)獨(dú)立顯卡的依賴。這既可以減少GPU與CPU“搶電”的問(wèn)題，又可以為筆電帶來(lái)更長(zhǎng)的續(xù)航。除此之外，少了獨(dú)立顯卡的包袱，輕薄本也可以擁有更多的散熱&主板空間，從而為廠商們留出更大的設(shè)計(jì)余地，使消費(fèi)者能夠見(jiàn)到更多個(gè)性化的筆電產(chǎn)品。

責(zé)任編輯：PSY