德阳吧展望12代酷睿Alder Lake：15年来最大升级 性能全面爆发？
Intel将在3月中旬正式发售第11代酷睿处理器桌面版，也就是代号为Rocket Lake-S的产品。作为最后一代14nm桌面处理器，Rocket Lake-S对内核进行了更新，使用全新设计的Cypress Cove微架构换掉了沿用数年的Skylake，以带来19％的同频性能（IPC）提升。不过根据目前的消息显示，第11代酷睿Rocket Lake-S可以称得上是过渡产品，因为性能提升更大的第12代酷睿Alder Lake家族有望在今年年底前上市，并首发桌面平台。
虽然第12代Alder Lake还没有正式发布，但Intel已经在多次活动中对其进行了预热，Intel高级副总裁、首席架构师，兼Intel架构、图形与软件部门总经理Raja Koduri在2020年架构日接受了外媒福布斯采访时也曾表示“Alder Lake是自2006年酷睿2双核之后，最大的一次架构升级，性能非常让人兴奋”。
那么作为被Intel寄予厚望的产品，第12代酷睿Alder Lake又将如何做到全面的性能提升呢？笔者根据目前的信息（包含Intel官方资料、外媒曝料、流出的测试数据等），对其进行了简要分析与预测。
Intel在CES 2021展会中，透露的关于Alder Lake的信息：
以下为第12代酷睿Alder Lake的主要特征：
预计在2021年下半年开始批量生产
采用Hybrid混合架构，也就是俗称的“大小核”设计
两个全新的内核微架构，分别为高性能大核心Golden Cove与高能耗比小核心Gracemont
最高规格为16核心24线程（8个大核心开启超线程，8个小核心暂无超线程）
10nm Enhanced SuperFin制程工艺，也是Intel第一代大批量发售的10nm桌面版处理器
LGA 1700接口和新的主板芯片组
支持PCIe 5.0协议和全新DDR5内存，同时兼容DDR4内存
包含Alder Lake-S/-P/-M等多个系列，覆盖从桌面到轻薄本等不同平台
Xe LP架构的Gen 12核显
全新的硬件调度机制
超强力的大核心
处理器的内核微架构至关重要，是决定处理器性能及能耗表现的重要指标之一。如果只是片面的追求高频率或多核心数量，而忽略了内核微架构的升级迭代，导致IPC停滞不前，那产品就会陷入高频低能、多核低能的尴尬境地，当年AMD的FX推土机系列以及Intel的奔腾4/奔腾D就是反面教材。
而作为被称作“第二个酷睿2双核”的产品，Intel表示第12代酷睿Alder Lake的内核微架构将会脱胎换骨，由高性能大核心Golden Cove与高能耗比小核心Gracemont共同组成，两个微架构均带来了显著的IPC增长。
先来看大核心部分，Sunny Cove是第10代酷睿Ice Lake的内核微架构，在2019年下半年上市。Sunny Cove及其衍生物是Intel继Sandy Bridge、Haswell、Skylake后的下一个重点微架构，Intel表示Sunny Cove相比Skylake做到了更深（Deeper）、更宽（Wider）、更智能（Smarter）。
Haswell、Skylake、Ice Lake（Sunny Cove）三大内核微架构参数对比，可以看到Sunny Cove的L1数据缓存、L2缓存、L2 TLB、访存L/S乱序缓冲区都做到了明显更大，同时ROB乱序提交重排缓冲区提高到352个队列。
下图左为Skylake，右为Sunny Cove，可以看到凭借更大的缓冲区、更宽的流水线以及更多的执行单元，再结合AVX-512指令集及其丰富的拓展指令，最终Sunny Cove呈现出了显著的IPC增长。
接替Sunny Cove的是2020年的Willow Cove，应用于第11代酷睿Tiger Lake系列产品线中，从微架构层面上看，Willow Cove可以看成是Sunny Cove的衍生物，对缓存系统进行了改进，大幅度增加了每核心L2缓存容量（Skylake 256KB、Sunny Cove 512KB、Willow Cove 1.25MB），适当增加每核心L3缓存容量（从2MB提高到3MB）、并将L3缓存改为Non-inclusive非包含式。
由于两个微架构设计的高度趋同，因此Willow Cove对Sunny Cove的IPC提升并不显著，Tiger Lake对比Ice Lake的性能提升，主要是依靠10nm SuperFin制程工艺的高频率特性。
而按照路线图表示，Intel将在2021年推出下一代微架构Golden Cove，也就是第12代酷睿Alder Lake将采用的大核心，Intel的在路线图中说明Golden Cove并不是Willow Cove那样的小修小改，将重点提高单线程性能及AI性能。
2020年架构日的官方路线图，与上次架构日基本相同。
而此前，Jim Keller在Intel任职期间的演讲中提到，Sunny Cove的下一代微架构（或许就是Golden Cove）将会显著变大，性能提升更接近线性。
而外媒也爆料，Golden Cove对比Willow Cove，将会带来更显著的IPC同频增长，幅度在20％附近，而对比目前的Skylake，IPC提升甚至接近50％，可谓是非常惊人。
“小”核心及混合架构
第12代酷睿Alder Lake是Intel第二代Hybrid混合架构设计的处理器，除了采用IPC大幅提高的高性能大核心Golden Cove以外，与之相搭配的小核心Gracemont同样非常值得期待。
回顾2019到2020年，Intel在发布搭载Sunny Cove/Willow Cove大核心产品的同时，也对小核心进行了更新升级。Atom x6000E（Elkhart Lake）、全新奔腾银牌/赛扬（Jasper Lake），以及初代Hybrid混合架构处理器Lakefield，均应用了Tremont小核心。
或许是因为起点较低的原因，Tremont对比上一代Goldmont Plus进步极大，根据SPEC CPU 2006和SPEC CPU 2017测试结果显示，单线程平均IPC提升超过了30％。
而在Lakefield处理器的表现中，Intel表示在特定的功耗区间内，尤其是需求多核低频的应用负载场景下，4个Tremont小核心组成的计算集群可提供比1个Sunny Cove大核心更好的性能及能耗比。
值得注意的是，4个Tremont小核心与1个Sunny Cove大核心面积相差不大，所以大小核设计除了可以增强能耗比以外，还能在某种意义上降低成本。
而对于DIY玩家们常用的免费测试软件（如Cinebench R20、Geekbench5等），根据CPU-Monkey网站的统计数据表示，Tremont小核心的同频性能已经能够做到接近Haswell，与Skylake的差距已经不大。
根据Intel官方在两次架构日中所表述的信息，Gracemont相比于Tremont，将继续提升IPC，如果延续此前几代的小核心进步速度，那么Gracemont的IPC有望达到甚至超越曾经的大核心Skylake，同时能耗表现还将更为出色。
而观察资料中的细节，可以发现Gracemont还将强化Vector Perf，也就是矢量性能，这或许意味着Gracemont将支持AVX2指令，补上以往几代小核微架构最后的短板。
总的来说，Gracemont虽然在搭配Golden Cove使用时充当小核心，但它本身的性能却并不弱，所谓的“小”也只是相对的。
Alder Lake虽然是Intel第二代Hybrid混合架构设计的处理器，但Intel曾表示Alder Lake是Performance Hybrid，主打高性能，而不是Lakefield那样纯粹的低功耗处理器。
Alder Lake-S桌面端最高将提供16（8＋8）核心24线程的规格（下图的Geekbench 5频率识别错误），移动端Alder Lake-P可提供14（6＋8）核心20线程，其中Golden Cove大核心开启超线程，Gracemont小核心暂无超线程。
桌面端终于有了10nm，还是终极版！
影响处理器性能及能耗表现的不仅是内核微架构设计，制程工艺也是重中之重，Intel在2019年量产了10nm，并同步推出搭载Sunny Cove架构的Ice Lake-U第10代酷睿移动处理器；
2020年推出的Tiger Lake-UP3第11代酷睿移动处理器，则采用经过全面优化的10nm SuperFin技术，将增强型FinFET和Super MIM电容器相结合，将频率大幅提高，实现了历史上最大幅度的节点内性能提升。
但是，这两代10nm酷睿处理器仅限于低功耗的移动平台，面向高性能桌面平台连续两代无缘10nm，这让很多玩家深表遗憾。
而到了第12代酷睿Alder Lake系列，桌面平台终于要熬出了头，种种迹象标明，第12代酷睿将在桌面平台完成首发，也就是Alder Lake-S系列。
在年初的财报会议中，Intel表示首款10nm桌面处理器Alder Lake已经在给客户送取样品。
作为Intel首款10nm桌面处理器，Intel表示Alder Lake将采用10nm的终极版本，也就是10nm Enhanced SuperFin技术，相比于Tiger Lake的10nm SuperFin做到了进一步优化，睿频上限以及同频功耗都有望做到进一步降低。
再匹配上全新设计的Golden Cove与Gracemont内核微架构，以实现全面的性能提升和能耗比改进。
当然，说一句额外话，基于10nm Enhanced SuperFin技术打造的产品也不止于第12代酷睿Alder Lake，还包括新一代至强可拓展处理器Sapphire Rapids......
平台整体全面提升！
除了内核微架构与制程工艺的进化以外，第12代酷睿Alder Lake的平台整体也将获得全面升级。首先是内存控制器，Alder Lake将支持DDR5内存，考虑到AMD Zen 4微架构的产品将在2022年发布，Alder Lake平台将是DDR5内存在消费级市场的首次大规模应用。
目前，已经有部分内存厂商公布了DDR5内存的规格，工作电压仅1.1V，4800MHz频率起步，（DDR4内存的JEDEC标准最高频率为3200MHz）、单条容量高达64GB，相比DDR4内存频率更高，容量更大、功耗更低，以带来显著的平台综合性能提升。
而在核显方面，第12代酷睿Alder Lake将会采用Xe LP微架构（移动平台为96EU？桌面平台为32EU？），考虑到轻薄本评测中内存带宽对Xe架构核显性能的显著影响，预计在高频DDR5内存的加持下，Alder Lake的核显性能也将显著强于同规格的Tiger Lake与Rocket Lake。
与此同时，Alder Lake还将支持PCIe 5.0协议，带宽将比PCIe 4.0进一步翻倍，以更好支持未来的高性能独立显卡及旗舰固态硬盘。
第12代酷睿桌面版Alder Lake-S的泄露样片（来源于VIDEOCARDZ），通过图片可以发现Alder Lake-S的面积显著扩大，针脚数量也增加了很多。
因此Alder Lake-S需要搭配LGA 1700接口的全新600系列芯片组主板使用。当然根据外媒曝料，LGA 1700接口除支持Alder Lake-S以外，至少还可支持下一代桌面处理器，是一个长期平台。
总结与展望
Intel至少在3次官方正式活动中（2020架构日、2020第四季度财报会议、CES 2021展会）宣布Alder Lake将于2021年下半年正式发布，可见Intel对其寄予了极高的期望。
总结一下，根据目前所知道的信息，第12代酷睿Alder Lake融合了最新的微架构、强大的核显、经过多次优化的制程工艺、并支持全面的外围设备等，是Intel近年来多个先进技术的结晶，也堪称是X86架构处理器的重大突破！
有助于让Intel在消费级市场，获得全面的性能领先地位。当然，Alder Lake距离正式发布还有一些时间，让我们敬请期待吧！
而在下月，PConline评测室将带来第11代酷睿桌面版Rocket Lake-S的首发评测，作为承上启下的一代产品，Rocket Lake-S又将有何亮点？同样值得关注！
版权声明
本站所有文章来源于本站原创或网络，如有侵权请联系删除。文章观点并不代表本站观点，请网友自行判断，如涉及投资、理财请谨慎应对！
发表评论:
◎欢迎参与讨论，请在这里发表您的看法、交流您的观点。