CPU功耗大降 英特爾第四代酷睿處理器

美國(guó)科技資訊網(wǎng)站Ars Technica周六刊文稱，過去幾個(gè)月，英特爾發(fā)布了許多第四代酷睿處理器“Haswell ”的消息。我們已經(jīng)知道了Haswell的CPU架構(gòu)，以及全新GPU(圖形處理器單元)的優(yōu)點(diǎn)，而現(xiàn)在希望了解的是關(guān)于產(chǎn)品的更多細(xì)節(jié)信息。英特爾上周六正式發(fā)布了Haswell處理器的詳細(xì)信息。

英特爾此次公布的產(chǎn)品以高端四核處理器為主，其中包括酷睿i7和酷睿i5產(chǎn)品，分為12款桌面處理器和10款移動(dòng)處理器。如果用戶關(guān)注U系列和Y系列低電壓處理器，即針對(duì)超極本的產(chǎn)品，或酷睿i3、奔騰和賽揚(yáng)系列產(chǎn)品，那么還需要等待更長(zhǎng)時(shí)間。

我們將回顧Haswell處理器的CPU、GPU和芯片組改進(jìn)，隨后將討論英特爾此次發(fā)布的CPU型號(hào)，以及將采用這些CPU的系統(tǒng)。這些信息全部來自英特爾，我們將在今年夏季晚些時(shí)候?qū)aswell處理器計(jì)算機(jī)的評(píng)測(cè)中對(duì)這些信息進(jìn)行驗(yàn)證。

CPU：性能小幅提升，功耗大幅下降

第四代酷睿處理器的最主要部分就是Haswell架構(gòu)，這一新CPU架構(gòu)將替代Ivy Bridge和Sandy Bridge架構(gòu)。在英特爾的“Tick-Tock(嘀嗒)”升級(jí)策略中，Haswell是一次“Tock”，表明這是一款基于英特爾現(xiàn)有22納米3D三柵極制造工藝的全新架構(gòu)。明年代號(hào)為“Broadwell”的升級(jí)將采用同樣的架構(gòu)，但將轉(zhuǎn)向14納米的制造工藝。

與以往升級(jí)類似，Haswell比Ivy Bridge的性能更強(qiáng)大，而功耗相仿或較低。不過這一次，英特爾更多地注重降低功耗，將Haswell稱作“英特爾史上產(chǎn)品換代中電池續(xù)航時(shí)間最大幅度的提升”。根據(jù)英特爾的數(shù)據(jù)，采用Haswell處理器的筆記本電池續(xù)航時(shí)間比采用Ivy Bridge處理器的筆記本最多長(zhǎng)1/3。不過這樣的說法仍需要在實(shí)際產(chǎn)品中驗(yàn)證。

在這樣的情況下，許多硬件廠商可能會(huì)選擇維持當(dāng)前的電池續(xù)航時(shí)間不變，同時(shí)縮小電池尺寸，從而使筆記本更輕薄。另一方面，硬件廠商也可能引入更耗能的功能，例如高清顯示屏。

Haswell的節(jié)能主要是由于，這是第一款針對(duì)22納米制造工藝設(shè)計(jì)的CPU架構(gòu)，而此前Ivy Bridge架構(gòu)針對(duì)上一代制造工藝，僅僅只是為了適應(yīng)22納米工藝對(duì)架構(gòu)進(jìn)行了微調(diào)。Haswell其他方面的改進(jìn)還包括空閑功耗，以及在空閑狀態(tài)和激活狀態(tài)切換過程中的功耗。英特爾引入了一種新的“激活空閑”功耗狀態(tài)，這也被英特爾稱作SOix。在這種狀態(tài)下，系統(tǒng)可以繼續(xù)收發(fā)數(shù)據(jù)，同時(shí)不必完全激活CPU和GPU。這意味著系統(tǒng)在非“激活”狀態(tài)下能完成更多工作，減少了激活CPU所需的能耗。

不過，Haswell低功耗設(shè)計(jì)的一個(gè)副作用在于，英特爾需要針對(duì)不同類型的應(yīng)用，例如工作站、服務(wù)器、超極本、變形本和平板電腦，設(shè)計(jì)不同的處理器芯片。在某些情況下，這些處理器將與凌動(dòng)處理器的應(yīng)用發(fā)生重疊，這一問題已在采用Ivy Bridge處理器的Windows 8平板電腦中出現(xiàn)。隨著凌動(dòng)處理器越來越強(qiáng)大，這樣的產(chǎn)品線重疊還將在更大范圍內(nèi)發(fā)生。

英特爾此前正在推動(dòng)超極本和變形本采用Sandy Bridge和Ivy Bridge處理器，預(yù)計(jì)未來將繼續(xù)推動(dòng)Haswell處理器的應(yīng)用。有消息人士表示，隨著英特爾改進(jìn)Android戰(zhàn)略，一些廠商已計(jì)劃推出采用Haswell處理器的Android平板電腦和筆記本。

大部分此類應(yīng)用將基于為超極本設(shè)計(jì)的雙核CPU，而英特爾尚未發(fā)布這些產(chǎn)品?？紤]到超極本和低功耗CPU已成為英特爾產(chǎn)品線的重要一部分，因此英特爾很可能會(huì)在今年的臺(tái)北國(guó)際電腦展(Computex)上發(fā)布這些處理器。

GPU：更強(qiáng)大、更多選擇、更令人迷惑

過去兩年中，英特爾的集成GPU獲得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，而Haswell將延續(xù)這一趨勢(shì)。不過更強(qiáng)大的性能帶來了更高的復(fù)雜程度：Haswell處理器將有至少5種不同的集成GPU，而此前的Ivy Bridge只有3種。

5種集成GPU都有公共的基本功能：Direct3D 11.1、OpenCL 1.2、OpenGL 4.1、為加強(qiáng)對(duì)4K分辨率支持的DisplayPort 1.2，以及英特爾QuickSync視頻編碼引擎的更快版本。

英特爾新的“Iris”GPU可能將得到最多關(guān)注，但大部分Haswell處理器不會(huì)配備這一GPU。大部分情況下，Iris 5100的性能能達(dá)到HD 4000的兩倍。不過這一集成GPU只能應(yīng)用在筆記本和大型超級(jí)本中，因?yàn)槠銽DP(熱設(shè)計(jì)功耗)達(dá)到28瓦，而通常應(yīng)用在超極本中的低電壓Haswell處理器TDP不到15瓦。Iris Pro 5200集成了128MB eDRAM，從而進(jìn)一步提升性能，達(dá)到HD 4000的2.5倍，但只能應(yīng)用在大型筆記本中，因?yàn)槠銽DP高達(dá)47瓦。在臺(tái)式機(jī)中，唯一一款配備Iris Pro 5200的Haswell處理器圖形性能超過HD 4000的3倍，這可能是由于臺(tái)式機(jī)有著更充裕的散熱空間。

部分Haswell處理器仍保留了英特爾此前的HD GPU。盡管不太引人關(guān)注，但這些GPU相對(duì)于HD 4000仍有一定提升。英特爾提供的材料顯示，HD 5000和HD 4600的性能均超過HD 4000的1.5倍，兩者的不同在于， HD 5000是針對(duì)15瓦TDP的新設(shè)計(jì)，而HD 4600與當(dāng)前主流GPU的設(shè)計(jì)類似。根據(jù)英特爾提供的信息，HD 4600、HD 4400和HD 4200的差異不大，其主要不同可能在于一些小功能，以及時(shí)鐘頻率。

此外，英特爾還提供了一種低檔HD GPU，目前外界對(duì)這一GPU所知甚少。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，這一GPU只會(huì)提供基本功能，而QuickSync等額外功能都將被關(guān)閉，并只會(huì)應(yīng)用在基于Haswell技術(shù)的奔騰和賽揚(yáng)處理器中。

芯片組：PCI的告別

與以往一樣，新一代CPU將配備新款芯片組：英特爾8系列芯片組。6系列和7系列芯片組分別配合Sandy Bridge和Ivy Bridge處理器推出，而Haswell處理器必須配合8系列芯片組使用。Haswell臺(tái)式機(jī)處理器采用了新的封裝LGA 1150，而下一代Broadwell預(yù)計(jì)也將采用這一封裝。

從頂層來看，8系列芯片組基于7系列來開發(fā)。兩款芯片組均支持14個(gè)USB接口和6個(gè)SATA接口。不過8系列提供了6個(gè)USB 3.0接口，多于此前的4個(gè)，以及6個(gè)SATA III接口，而此前為2個(gè)SATA III和4個(gè)SATA II。所有USB 2.0和USB 3.0接口都由xHCI控制器來控制，這簡(jiǎn)化了驅(qū)動(dòng)堆棧，在空閑狀態(tài)下功耗比EHCI更低。此前只有USB 3.0接口由xHCI控制。

PCI-E的配置與此前類似。由芯片組控制的PCI-E通道仍基于2.0規(guī)范。由于CPU內(nèi)部的支持，專用顯卡將支持PCI-E 3.0，這與Ivy Bridge類似。內(nèi)存控制器仍被集成在CPU內(nèi)部，Haswell處理器官方最高支持的內(nèi)存頻率為1600MHz，與Ivy Bridge一致。

對(duì)臺(tái)式機(jī)用戶來說，8系列芯片組的一個(gè)重大改變是徹底放棄了對(duì)傳統(tǒng)PCI插槽的支持。作為一款已有20年歷史的接口規(guī)范，PCI目前已真正被2004年推出的、更強(qiáng)大的PCI-E替代。不過與軟驅(qū)和光驅(qū)類似，PCI的消失也將給許多人帶來不便。

Haswell芯片組最大的不同可能并不在于其設(shè)計(jì)，而在于其如何封裝。低功耗的15瓦和27瓦移動(dòng)處理器可以使用一體封裝的芯片組，不過處理器和芯片組仍將是兩塊芯片。而對(duì)高功耗處理器來說，獨(dú)立的處理器和芯片組芯片仍是必須的。

具體產(chǎn)品：全部四核

我們將首先看看英特爾的桌面芯片，隨后再看看移動(dòng)芯片。英特爾此次發(fā)布了6款針對(duì)臺(tái)式機(jī)的酷睿i7處理器，其中超過5款型號(hào)為i7-4770，不過功能略有不同。這些i7處理器均為支持超線程技術(shù)的四核處理器，其不同之處主要是時(shí)鐘頻率和TDP。i7-4770R擁有6MB三級(jí)緩存，而不是8MB。而i7-4770R和i7-4770K均不支持英特爾的vPro、TXT、VT-d和SIPP功能。

Haswell處理器型號(hào)后綴字母的含義大部分與Ivy Bridge相同。字母T表示這是一款低TDP處理器，功耗和基本時(shí)鐘頻率均較低。字母S表明時(shí)鐘頻率和TDP均為中等，而字母K表明未鎖定頻率，可用于CPU超頻。

英特爾此次新增了字母R作為后綴，表明其中配備了高性能GPU。在Haswell處理器中，這意味著Irid Pro 5200。需要指出，i7-4470R僅支持BGA封裝，這意味著這款處理器主要將被用在高集成度PC或一體式電腦中，而用戶無法單獨(dú)購(gòu)買這款處理器并插在自己的PC中。不帶字母R的i7 Haswell處理器均配備HD 4600 GPU。

此外，35瓦的i7-4765T處理器頻率較慢，但也帶來了最低的TDP，因此適用于希望提升性能的低功耗系統(tǒng)。

i5處理器方面，英特爾仍提供了四個(gè)處理器核心，但價(jià)格比大部分i7處理器低約100美元。不過i5處理器不支持超線程技術(shù)，三級(jí)緩存也從8MB減少至6MB。與i7處理器類似，i5處理器不同的后綴代表了時(shí)鐘頻率，不過i5處理器并沒有帶字母R后綴的版本，以及35瓦TDP的版本。所有i5 Haswell處理器均配備HD 4600 GPU。

英特爾此次發(fā)布的移動(dòng)處理器均為i7處理器。與桌面處理器類似，這些處理器均為支持超線程技術(shù)的四核處理器，不同的主要是后綴。移動(dòng)版Haswell處理器的后綴包括MX和MQ(Ivy Bridge此前的后綴為QM和QX)，這類處理器均配備HD 4600 GPU。而后綴為HQ的版本大多配備了Iris Pro 5200 GPU。

一個(gè)不同的情況是，i7-4702HQ和MQ，以及i7-4700HQ和MQ。這兩組處理器擁有同樣的GPU、TDP和時(shí)鐘頻率，唯一的不同在于是否支持vPro技術(shù)。HQ版本支持該技術(shù)，而MQ版本不支持。因此，如果用戶需要某一特定功能，那么在購(gòu)買CPU時(shí)應(yīng)注意這些細(xì)節(jié)。

在MQ和HQ系列產(chǎn)品中，主要的不同之處仍是時(shí)鐘頻率和TDP。HQ系列芯片采用更快的Irsi Pro GPU，但基本時(shí)鐘頻率低于MQ系列芯片。這類芯片提供了額外的處理能力和eDRAM，而英特爾做出了一些調(diào)整，使得功耗仍在英特爾期望的范圍內(nèi)。

預(yù)期中的升級(jí)

Haswell帶來了預(yù)期中的英特爾處理器升級(jí)。相對(duì)于去年的產(chǎn)品，Haswell處理器提供了增量的更新，升級(jí)的時(shí)間點(diǎn)也在此前計(jì)劃中。不過我們?nèi)孕枰粋€(gè)真實(shí)的系統(tǒng)，從而對(duì)英特爾宣稱的這些數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。但至少?gòu)募埫嫔峡?，Haswell是一個(gè)正確的發(fā)展方向：加強(qiáng)了GPU性能，從而應(yīng)對(duì)Nvidia和AMD的挑戰(zhàn)，同時(shí)降低了總功耗，從而與ARM競(jìng)爭(zhēng)。

不過，英特爾尚未發(fā)布專門與ARM競(jìng)爭(zhēng)的產(chǎn)品。四核處理器性能強(qiáng)大，但這并非針對(duì)超極本的產(chǎn)品。預(yù)計(jì)在今年的臺(tái)北國(guó)際電腦展上，多家廠商將推出采用這類處理器的超極本、變形本和平板電腦。屆時(shí)我們將了解更多關(guān)于Haswell處理器的信息。(