前陣子，英特爾為我們帶來了代號為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)升級相比，第十一代酷睿移動處理器的生產(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，首先來說明影響CPU性能的幾個因素。根據(jù)CPU性能公式“程序的 CPU 執(zhí)行時間= 指令數(shù)×CPI（執(zhí)行每條指令所需的時鐘周期平均值）/時鐘頻率（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)、時鐘頻率以及CPI入手，下面讓我們一起來看看十一代酷睿移動處理器到底有哪些特性？

首先是CPU的運行頻率，CPU的運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的運算速度也就越快。所以說，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，快到晶體管無法完成一次完整的充放電，那么就無法完成0和1的切換，從而導(dǎo)致死機或藍(lán)屏等問題。除此之外，加壓還會導(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，但這也帶來了不得不面對的嚴(yán)重問題。

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

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

需要注意的是，雖然動態(tài)能耗是CMOS能耗的主要來源，但靜態(tài)能耗也是存在的。因為晶體管即使在關(guān)閉狀態(tài)下，依然會出現(xiàn)電流泄露的情況，而且增加晶體管的數(shù)量也會使漏電功耗變大。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，在單節(jié)點上最大的性能增強，甚至達(dá)到了可以與全節(jié)點轉(zhuǎn)換相媲美的程度。所謂SuperFin其實就是“英特爾增強型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更加清晰。

簡單來說，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變得更加清晰。

結(jié)合上文CPU性能提升的原理來看，它可為處理器帶來更短的程序執(zhí)行時間（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。這一點從CPU性能公式“程序的 CPU 執(zhí)行時間 = 指令數(shù)×CPI（執(zhí)行每條指令所需的時鐘周期平均值）/時鐘頻率（主頻）”可以看出。從數(shù)據(jù)上來看，IPC即是CPI的倒數(shù)，IPC越大，CPU的程序執(zhí)行時間就越短。

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)計的緩存架構(gòu)，它的二級緩存提升到了每核心1.25MB，各核心共享12MB三級緩存，整體提升了50%到125%。而且它還搭載了英特爾控制流強制技術(shù)，可以在帶來更高性能的同時有效保護(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。而對高頻內(nèi)存的支持，也為它帶來了顯存帶寬的提升。

而在驅(qū)動及編譯器效率上，英特爾銳炬Xe也重新設(shè)計了顯卡架構(gòu)，降低了DX11中的驅(qū)動API開銷，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)渲染場景的不同來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象，從而為玩家?guī)砀鼮榱鲿车挠螒蝮w驗。

映射到用戶體驗方面，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下流暢運行《無主之地3》、《巫師三》以及《中土世界：戰(zhàn)爭之影》等高畫質(zhì)3A大作。而且英特爾還聯(lián)合游戲廠商對銳炬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)爭機器》、《無限法則》等大作的優(yōu)化，預(yù)計未來還將有更多大作加入對它的支持。

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，也算是補全了英特爾沒有自家游戲輔助平臺的短板。

除此之外，異步計算、視圖實例化、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了更強的生產(chǎn)力屬性。

與此同時，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，既可以在視頻會議時實現(xiàn)背景模糊與噪音抑制，又能通過專用的AI指令大幅提升照片的處理速度，對追求生產(chǎn)力與移動辦公體驗的上班族十分友好。

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Thunderbolt 4和USB4接口協(xié)議的支持，支持具有多達(dá)4個Thunderbolt 4接口的塢站與雙4K/單8K輸出。與此同時，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，較小的帶寬就無法滿足多設(shè)備的需求，在這種情況下就會出現(xiàn)卡頓或較高的性能損耗。而憑借直連PCIe4.0通道帶來的高帶寬，用戶就可以獲得更高的硬盤速度和更小的顯卡性能損耗（外接顯卡狀態(tài)下），這使得整個平臺的綜合實力得到大幅度提升，有效提升了輕薄本的的娛樂與生產(chǎn)力屬性。

結(jié)合上文對銳炬Xe顯卡的介紹來看，高速接口的加入與顯卡性能的增強在一定程度上對應(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&娛樂需求。

總結(jié)

通過制程工藝與內(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@對強調(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獨立顯卡的依賴。這既可以減少GPU與CPU“搶電”的問題，又可以為筆電帶來更長的續(xù)航。除此之外，少了獨立顯卡的包袱，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)計余地，使消費者能夠見到更多個性化的筆電產(chǎn)品。

責(zé)任編輯：PSY