【维生素P】一切为能效让路?最新英特尔酷睿 Ultra 2代处理器解析

2024-09-07 19:32:16 2点赞 5收藏 1评论

特别提醒:预算8000元以下,追求多线程性能的朋友,可以点个收藏就不用再看了。

酷睿ultra二代选择了一个很特别的路线,拉高单核,砍超线程,缩减模组,优化通信,堆叠缓存,封装内存,最后叠出来了一个功耗不到37w,频率很高,能效很强,AI跟核显性能不错的.....8核8线程

基本定位就是做winbook旗舰的长续航轻薄本了,天下苦续航久矣,不知这次能否迎来x86的m1时刻。

说句不好听的,这就是冲着苹果和高通来的,是意图斩断 ARM 之路的剑客。

英特尔在赌,赌未来能够经济复苏,在旗舰级办公轻薄本上,有更多的高收入人群来消费这类高能效的质感轻薄本。英特尔正在点能效的科技树,把微软从 ARM 阵营往回拉到 x86。

x86 是微软的光辉历史,也是Windows笔记本能效的沉重包袱。微软,肯定不希望把鸡蛋放在同一个篮子里,而 x86 ,又注定是最终落到 Intel 和 AMD 的 CPU 硬件之上的。

苹果基本实现了真正意义的能效笔记本,虽然峰值的多线程性能跑分是比不过Win的性能轻薄本,但 MacBook 开盖即用,合盖即走,续航足够办公一整天。

对比之下,不管是过去的 Intel,AMD 还是高通,都还达不到 MacBook 一样的高能效长续航的梦想。

所以英特尔酷睿 Ultra 200V 系列,就是继酷睿 Ultra 一代之后,继续精简,压榨能效的回响。

【维生素P】一切为能效让路?最新英特尔酷睿 Ultra 2代处理器解析

Lunar Lake 英特尔酷睿 Ultra 200V,高度集成化的芯片能效王。

全新英特尔酷睿 Ultra 200V 不是奔着刷分的多线程性能去的,而是全心全意奔着高能效的目的进行设计,想要和微软一起做出能和 MacBook 媲美的高能效旗舰轻薄本。

所以说,这个处理器,注定是放在一些旗舰级别的轻量质感轻薄本上,追求低发热,更偏向传统保守轻薄本的功耗定位。旨在能够同时能提供不错办公性能的性能,并且够用大半天的长续航。

这次全新的旗舰 SoC 主要的提升点,官宣在于四个方面:

  • 突破性的 x86 能效

  • 卓越核心性能

  • 核显性能的飞跃式提升

  • 绝顶的 AI 计算性能

翻译得通俗一些,就是CPU单核性能提高,能效比提升,核显和NPU能力增强。

在展开讲提升点之前,先讲一个普通人可能更有兴趣,觉得更酷炫的东西:封装内存

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封装内存

这是一个挺炫技的事情,英特尔把内存封装到了一起,在 x86 领域实现了一体封装内存。

这就像是第一代酷睿 Ultra 引入的 Foveros 3D 封装技术的延伸哲学,在 Base tile 上既然可以切分不同的区块来实现更好的通信和能效,那就把内存也拿上来,做成 Memory on package。

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内存最大支持 2 ranks 的 32G 集成内存,支持 LPDDR5x,每个芯片最高8500MHz,支持 4 个 16bit 通道,在缩减面积的同时,实现了内存物理功耗大幅降低。

为什么要把内存做在 CPU 旁边一起封装呢?

其实统一高度集成化也是有好处的,在正常运作过程汇总,CPU 和内存之间的 IO 通信访问是很密集的,它们依赖于内存控制器,以及通信相关的IO总线,即使是板载内存,也需要将信号和数据在主板上走线往返发送.

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英特尔酷睿 Ultra 200V,在内存控制器的布局上也有优化,同 package 内存的设计,带来了更简单的通信线路,也意味着更好的内存带宽,更低内存延迟,更少的耗电。

当然,万物皆有代价,你是不太可能自己升级更大容量的内存了。

封装内存对于能效提升还是很多的,尤其是耗能这一块,不管原先的插槽内存也好,板载内存也好,用于做内存通信的耗电是非常多的。光 CPU 省电对于提升电脑能效和续航来说,会有效果,但是如果做成封装内存,那就能有更明显的能效提升效果了。

封装内存已经很有能效了,还能不能再压榨一下能效呢?

可以的,连封装内存的通信访问都再省一省,下成本在 SoC 上做一个内存侧的专用缓存。

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CPU 侧有多级的数据和指令缓存,内存侧也给加上缓存。

如果某些调度就是需要频繁唤起内存读写访问的话,这个 8M 的物理缓存专门拿出来,只要命中缓存,就能省一次内存通讯的耗电,提高速度,减少功耗。

这次是为了能效,真的舍得堆料,这是挺高的制造成本了。

超线程的得与失

现在基本上主流看到的笔记本电脑处理器都会采用超线程技术,比如以前的4核8线程,8核16线程等等,一个核心对应两个线程,相当于 “一芯二用”。

这样做的目的,是为了减少 CPU 闲置,提高利用率。

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好处很显然,可以同时处理更多的负载,本来一人演奏一个乐器的,组一个声部要16个人,现在直接靠8个人就行了,能省出一半的处理单元。

代价也很显然,同时做两个事情,性能提升是不会直接翻倍的,因为处理单元仍然是1个,只是能把空闲的时间分片利用尽而已,参考英特尔相关资料,使用超线程(Hyper Threading)能达到大约 30% 的 IPC 性能提升,同时额外增加核心 20% 的动态功耗(Cdyn )。

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如果单核性能足够强,对于轻中度的办公负载场景,能不能在这个性能和功耗的取舍下,做出更有能效的方案呢?

于是英特尔选择了进一步打磨优化单线程调度,本来关闭超线程会有 30% 性能损失的劣势,通过优化核心的微架构设计和通信调度,再加上精简模块缩减面积,使得新的P核心性能核,可以在相同面积总性能减少15%的情况下,还是能实现同功耗的 5% 的性能提升,以及综合15%的能效提升。

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核心规格

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直接说重点:只推荐买结尾尾缀为 8V 型号的处理器

既然是追求高能效,那么显然就不是追求高功耗超多线程的跑分取向了。

Lunar Lake 系列处理器都是低功耗取向,调控 TDP 为 8-30 W,最大睿频功耗 37W,或许部分低发热的保守型号可以做成无风扇设计。这种功耗设计取向,意味着可以缩减散热模组和风扇,减少风扇噪音,增加电池的设计空间。

为了追求能效,在大幅度提高了单核性能之后,英特尔选择了砍多线程。

全系列采用单线程设计,均为4个性能核心P核,4个低功耗能效核心LPE核,8核8线程。

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体质最为刚烈的旗舰是 Ultra 9 288V ,17-37W功耗,以国内如此内卷的笔记本行情来看,这个处理器应该是国内各大厂的旗舰新品首选。

精简一下,这一系列的处理器,主要的区分点在于:睿频频率,L3缓存,核显,封装内存。

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所有以6V尾缀结尾的都是16G内存封装,所以更加推荐买结尾尾缀为 8V 型号的处理器。

Ultra9 和 Ultra7 主要差距在于最大P核睿频能在 37W 突破 5.1GHz。

Ultra7 和 Ultra5 主要差距在于P核和E核睿频更好,核显更强一些。

之所以会做出这样的规格,是因为这次的 P 核 和 E 核,和往常不大一样。

性能核心 Lion Cove P-core

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英特尔酷睿 Ultra 200V 系列的处理器,都配备了 4 个全新的 Lion Cove P 核心,在整数性能,向量计算,缓存读写方面都进行了硬件规格的提高,采用了基于 AI 优化的控电管理。

单核性能进行对比,在 SPEC ICX23.2.3 v1.1.8 1-copy, Cinebench 1-CPU R23. R24, Geekbench 5.4.5 SC, Geekbench 6.2.1 SC, WebXPRT4 & Speedometer 等项目测试中,英特尔酷睿 Ultra 200V 相比于上一代的酷睿 Ultra 1 代,新的 P 核综合 IPC 提高了 14%,不同功耗下的提高幅度为 10% - 18%。

这个 PPT 数据还是相对严谨的,不像隔壁友商能把 LOL 游戏算进 IPC 提升数据里。

在性能调控方面,现在的 CPU 都是执行睿频策略,也就是当检测到有进程需要调度大量计算的时候,就会提高频率实现快速响应,闲置的时候,就会降低频率保持省电。

以往做这个CPU 频率调控的时候,最小的调控单位是 0.1 GHz,这次新的英特尔酷睿 Ultra 200V 系列处理器,可以支持最小 16.67 MHz,也就是 0.01667 GHz 的极小单位微调,那么在一些常见的轻中度负载的时候,每一次调控,都可以做到更细力度的睿频,从而实现在整体不那么影响性能表现的情况下,实现更好的微小出力,从而达到能效省电的目的。

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这次全新的 P 核在保证自身单核性能足够强的情况下,通过微架构的改造,目的在于追求满足更好的单位面积能效,以及功耗能效。

能效核心 Skymont E-core

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英特尔酷睿 Ultra 200V 系列的处理器, 4 个全新的 Skymont 能效核心也做了进一步的增加,对于CPU指令分支预测进行了增强,增加了 2 倍的 L2 缓存带宽,拥有 4 MB 的共享 L2 内存,还有 4×128bit 的 FP & SIMD verctor。

上一代酷睿Ultra1代的 LPE-Core 的架构 和 E-Core 架构是一样的,都是基于 Crestmont 架构。拿出来和现在酷睿 Ultra 200V 系列 Skymont 架构对比来说,新的 E 核提升不错。

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单核性能对比,相比于上一代的 LPE-Core 综合有 68% 的性能提升。

越过功耗甜点区间之后,对整个簇群对比,拿完整一组的 2 个 LPE-Core 和 完整一组的 4 个新E-Core 横比。

同性能下功耗对比多线程性能,新的 4 个能效核心比上一代的 2 个 LPE-Core 来说,只需要原来大约 1/3 的功耗。在这个节点的同功耗下性能对比,整体提升幅度达到 2.9 倍,单线程性能提升达到 1.7 倍。

可惜 PPT 没有公布这个节点的功耗数值,看曲线来说,在较低的功耗区段,E 核都是很省电的,毕竟是主打能效的小核心。

核显 & NPU AI 性能提升

这次同样增强了很多核显和NPU 的硬件规格,受限于篇幅就不具体展开了,但可以肯定的是,这颗核显依旧是畅玩网游的水平,能不能挑战低画质3A,那就等之后的实测了。

除了游戏方面,更强的核显性能也能给日常的轻度PS剪辑,以及视频剪辑带来更多好处,本地运行 AI 相关运算也能有提高。

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旗舰能效 多利薄销

一切为了能效让路,一切都在做精简和优化,这本身就是异构设计思路的初心,回归能效,在有限的芯片面积下,实现更有效率的性能计算,最终落到以移动场景为主的笔记本产品上,那就是挽救过去几年win笔记本,单有性能但续航不足的劣势。

全新英特尔酷睿Ultra 200V 系列处理器在官宣的续航对比中,同类型的笔记本进行续航横比,使用 UL Procyon Office 办公生产力测试,对比得到的续航结果比友商都更加有优势。

更多的实测很快在10月就会有真机拿出来到消费者手上,可以观望一下首批用户的反馈。

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英特尔这一波推出全新英特尔酷睿 Ultra 200V,就是参考高端旗舰长续航质感轻薄本的定位来做的,尤其是利好 1kg超轻量,1-1.3kg 级别轻薄本,轻量二合一笔记本这三类产品。

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更强的单核性能,更保守的调教,更低的功耗,更好的能效,更小的封装面积。

这意味着 OEM 可以在产品内部设计上有更多的空间,一个 SoC 包含了8核8线程,而且跑分还可以持平,耗能较低,那么就可以设计更安静的风扇,更多空间放更大的电池,或者普通的小电池做出更轻的重量。

更通俗一点讲,就是目标旨在类似 MacBook 的高端旗舰 WinBook,类似 iPad 但是更有生产力的旗舰 Surface 二合一。

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这些产品未必销量会很大,也未必是多数普通勤俭持家用户的选择,有性价比产品做薄利多销,也会有旗舰机产品做多利薄销。

苹果的 ARM 开辟了一条新路,英特尔除了追求高性能,也有在点高能效的科技树,把微软从 ARM 阵营往回拉到 x86,对于旗舰产品也是在赌,赌未来能够经济复苏,在旗舰级办公轻薄本上,有更多的高收入人群来消费这类高能效的质感轻薄本。

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这些用户手上可能还在用着 10代U,11代U 的处理器,预算完全足够冲旗舰。对于只是维持原来一样的办公需求的旗舰商务精英,差旅超轻量追求者,喜欢开着能源之星这种软件,追求能效省电的朋友来说,英特尔酷睿 Ultra 200V 马上要来的一系列高能效质感轻薄本,是绝对值得留意的选择。

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