实用至上主义:英特尔11代酷睿Tiger Lake-U评测

2020-09-22 13:26:38 33点赞 41收藏 30评论

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当AMD在今年让八核处理器走入主流价位的那一刻,Intel能出的牌其实也没几张了。我曾不止一次的幻想Intel会不会在核心数上有所突破,可最后11代酷睿还是将四核延续了下去。

RKL-U的取消意味着去年的双制程产品线只是工艺迁移的妥协之策,四核是现阶段Intel眼中最佳的低压处理器方案,那么就让我们看看将四核做到极致能够带来怎样的效果。

(全文超过10000字,太长不看党可以看每一节的总结或者直接右上角点X)

目录:

  1. TGL简介

  2. 产品线介绍

  3. CPU基准性能测试

  4. GPU性能测试

  5. 实际应用测试

  6. IO(PCIe Gen4 SSD)

  7. 功耗测试

  8. 总结

  9. 选购建议

  10. 展望

Tiger Lake简介

首先我们来看看这代产品在纸面上到底提升在哪里。

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全新一代Tiger Lake-U处理器(下文简称TGL-U)采用了升级后的10nm制程,Intel将其称为10nm SuperFin工艺,在能耗比上有所提升。

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TGL-U采用了从Sunny Cove改进而来的Willow Cove内核,主要是重新设计了缓存架构,非包含式的1.25MB二级缓存相比上一代的512KB增大了150%;共享L3缓存也增加到了12MB。

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上代Ice Lake-U饱受争议的主频在这一代通过新工艺也得到了解决,最高4.8GHz的单核睿频相比于传统14nm产品已经相差无几,加上从CML到TGL的IPC提升,新一代酷睿处理器的单核性能将达到一个非常恐怖的水平。

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另一个巨大提升来自于核显,新一代Xe Graphics的规模最高达到了96EUs,相比于上一代64EUs提升了50%。并且内存和总线的带宽也得到了提升,这对将内存作为显存的核显来说非常有用。

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并且在新工艺的加持下,核显频率也得到了质的飞跃。规模+频率的双双进步就是Intel官方宣称100%性能提升的由来。

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除此之外,核显的视频输出也得到了增强,内部支持双eDP。外部输出支持DP1.4和HDMI 2.0,当然也会支持雷电4和USB4 Type-C的DP Tunneling Over Thunderbolt和DP ALT Mode输出。

其他的像是8K,HDR10和杜比视界以及12b的BT2020色域甚至是360Hz高刷自适应同步都有支持,在以往UHD核显eDP只支持4K60Hz的囧境不复存在。不过虽然不支持HDMI 2.1,但是可以通过DP 1.4转接出来。

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多媒体引擎方面,编解码速度提升了一倍,其他特性上最大的提升在于支持了AV1的硬解加速,总体来看已经领先了隔壁的AMF一个身位了。

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IO方面,雷电4和USB4的支持在意料之中。

最大的改动在于Intel首次提供了直连CPU的PCIe通道,并且是Gen4速率,在以往外接PCIe设备都是需要通过PCH绕行的,这会受到OPI总线带宽的限制,在多设备连接的情况下,牙签总线的带宽无法满足一些设备,特别是显卡的需求。

这也是为什么即使在去年i7-10710U已经达到了标压6核CPU性能的时候,也没有厂商尝试搭载GTX 1650以上的显卡。

从Full 8GB/s的带宽可以得知,应该是PCIe Gen4 x4。在用途上这4条PCIe通道可以用来连接显卡或者SSD,不过现阶段Gen4的设备并不多,显卡方面只有NVIDIA的MX450;固态硬盘则要更多一些,除了桌面级已经用了一年的群联方案外,三星也同样会有Gen4的OEM产品PM9A1。

有一些有趣的机型例如MSI Stealth 15M甚至搭载了RTX 2060,但是选择了挂载在PCH上,然后提供Gen4的SSD,这会带来独显性能的多大损失还是个未知数,但我觉得至少比雷电3显卡坞要低。

产品线介绍

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这一代的产品线由于没有了14nm产品的捣乱,整体来看还是比较直观的。

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命名逻辑如上图:

i#有i3、i5、i7三类;

N1N2由于是Tiger Lake自然全部是11;

N3其实是与i#相对应:i3对应1、2,i5对应3,i7对应6、8。简单理解就是数字越大越厉害。

N4为5的为UP3低压,标准TDP为12-28W;N4为0的为UP4低压,标准TDP为7-15W。

N为可选标注,从上代产品来看应该是苹果独占。

GN5为核显规格标注,在这代G4为48EUs,i5的G7为80EUs,i7的G7为96EUs。

可以看到在今年的i3依然为双核,不过明年低压i3将首次出现4核,呈现i3、i5、i7同核心数同线程数的盛况。

频率方面,i7-1165G7的单核睿频大幅度提升到了4.7GHz,i7-1185G7更是能够达到单核4.8GHz,已经不逊于以往14nm的低压处理器。

i5-1135G7纸面参数超过了十代Ice Lake的全部SKU,甚至是i7-1068G7也全面落后于它,从性价比的角度这一代i5无疑是非常出色的。

核显方面i5于i7均只有G7规格可选,不过需要注意的是i5虽然同为G7,核显只有80EUs,而i7高达96EUs的核显才是真G7。

测试平台介绍

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老惯例,看一下测试平台。

此次对比的有AMD Renoir的R7 4800U+LPDDR4x-4266内存,R7 4800U+DDR4-3200(SDP)内存,R7 4800H+DDR4-3200(2Rx8)内存。

Intel有i7-1065G7+LPDDR4x-3733内存,以及TGL的i5与i7。

为了测试公平所有CPU的PL1/PL2,fPPT/sPPT/Sustain均设置为25W。

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GPU方面其实测试了很多平台,最终汇总的时候把一些参考性不大的结果删去,留下了如上几个搭配。

CPU基准性能测试

由于CPU测试部分内存差别影响不大,所以仅露出CPU型号。

y-cruncher是一款用于快速计算圆周率的软件,对较新的架构与指令集有着不错的优化,在一些发烧友中已经成为了一款通用的跑分软件。但由于其对内存频率过于敏感且结果浮动较大,并不能够很好的反应CPU的性能差距,所以测试结果仅供参考。

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由于y-cruncher对于AVX-512指令集有着非常出色的优化,所以在单线程成绩方面不论是ICL还是TGL都有着碾压级优势,i7-1165G7依靠着超高主频领先了R7 4800H多达73%。

多线程方面由于8核的能效比R7 4800H还是取得了最好的成绩,R7 4800U由于内存性能较差导致成绩异常慢;TGL的i5和i7成绩相差无几,由于五款CPU均锁在Constant 25W,所以可以看到能耗比相比于上代ICl还是有着非常不错的提升。

Cinebench R15&R20同样也是运用非常广泛的CPU性能测试工具。

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CR15/20结果比较类似,TGL的两款CPU在单线程有着不错的领先,但是多线程大幅度落后两款R7产品。

CPU-Z是一款家喻户晓的CPU检测软件,其本身也自带了基准测试用于分析CPU性能。

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CPU-Z在17.01.64和19.01.64成绩类似,R7的多线程领先接近100%;19.01.64(AVX)项由于支持AVX-512所以成绩被大幅度改写,单线程方面i7-1165G7领先R7 4800H大约59.5%,多线程方面也达到了4800H的80%水平,考虑到规格上的巨大差距,这样的结果已经非常出色。

Fritz Chess国际象棋基准测试相信大家也耳熟能详,最高支持16线程,正好也是如今移动处理器线程数的极限了。

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在国际象棋中,i7-1165G7单线程领先R7 4800H大约9%,多线程R7 4800H领先91%左右。

3DMark是一款图形基准性能测试软件,其中包含了反应CPU性能的物理子项分。

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SiSoftware Sandra是一个十分强大的windows系统分析评测工具,集合了系统分析、诊断、测试和报告工具的系统分析评测工具,包括众多的分析与测试模组。这里选择其中的处理器算数、处理器多媒体、处理器加解密、处理器神经网络四项对CPU性能进行测试,其中像是多媒体处理器等项目能够很好的支持像AVX-512这种更新的指令集。

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在RNN以及CNN训练上AVX-512优势巨大,四核完成了反杀。其他项目上和先前测试的软件差不多,四核在多线程上与AMD的产品有着非常大的差距。

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编码器和压缩软件方面,R7也基本实现了全面胜利。传统A黑软件WinRAR上,i7-1165G7超越了R7 4800U。

AI性能测试

AIXPRT是一个AI基准测试工具,通过运行常见的图像分类,对象检测和推荐系统工作负载,可以更轻松地评估系统的机器学习推理性能。考虑到实际用途对处理速度和延迟比较敏感,所以测试项目采用精度较低的INT8,网络模型选择了ResNet-50和SSD-MobileNet-v1,Toolkit为Intel OpenVNIO。

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在DL Boost(AVX-512_VNNI)的强大助力下,Intel的两代CPU都完成了对于八核AMD产品的全面超越,不论是推理速度还是延迟表现都遥遥领先,从Batch 1一直延续到Batch 32。

虽然这只是AI推理性能的基准测试,但并非找不到实际的测试场景。

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在11代酷睿发布会上,Intel曾经展示过使用Photoshop Elements+Topaz Gigapixel AI的轻度创作者Workflow,结果大幅度领先R7 4800U。

Topaz Gigapixel AI顾名思义是一款AI人工智能图片放大软件,支持多种硬件进行放大处理,并支持Intel OpenVINO,在5.1.5版本中加入了对于Tiger Lake处理器的支持。

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本来我也想通过这款软件测试一下实际应用场景下AI的加速效果,可惜目前还没有拿到Intel的RUGs(Representative Usage Guides),所以暂时先空着,待未来Intel提供了测试脚本后再进行测试。

小结

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综合以上测试结果,可以看到这一代Tiger Lake处理器拥有着卓越的单线程性能,代比代提升接近25%,为历代最高。

同时也可以看到在25W的条件下,i5-1135G7与i7-1165G7在多线程性能上几乎没有差距,要发挥出i7-1165G7在多线程上高出的0.3GHz频率至少需要超过25W的散热。

与AMD产品主打多线程性能相比,Intel显然处在另一个极端,单核至上就是它给出的答案。

GPU性能测试

首先是3DMark的理论测试成绩

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在Fire Strike中i7-1165G7相比于上代i7-1065G7跑分提升了91%,幅度非常夸张。在DX12的Time Spy项目中,i7-1165G7也提升了85%左右,这一成绩甚至大幅度领先了NVIDIA的入门独显MX350。可以看到由于MX350只有2G显存,在TSE项目中直接爆了导致成绩异常。

另一个需要注意的点是,十一代酷睿的图形性能对于内存的要求极高,使用DDR4-3200内存的i5-1135G7相比于在LPDDR4x-4266内存下的表现在Fire Strike项目中缩水了一半以上。

当然众所周知,Intel的核显高分低能是老传统了,接下来是实际游戏成绩:

非常意外,在我常测的几款游戏中,这一代iRIS Xe核显表现都还不错,i7-1165G7的表现非常惊艳。

不过可以看到TGL-U的核显性能受内存带宽的影响非常之大,在DDR4-3200下,i5-1135G7的核显性能无法超过上一代LPDDR4x-3733的i7-1065G7,更不用提AMD Renoir产品。

而在LPDDR4x-4266内存下,Xe-LP的核显性能表现非常不错,综合性能不仅超过了Renoir的核显,更是超过了MX350的水平,并且由于16G内存逐渐普及,基本上不会出现2G显存的MX系列显卡在《地铁:离去》中由于爆显存导致帧数过低的现象。

可以说在正常发挥的情况下,这一代采用高频内存的Intel核显机型已经可以彻底摆脱MX350这种级别的核显。但MX450还是能有非常显性的提升,关于这次的新款MX450独显的性能,如果有时间的话我会在以后单独开一篇文章。

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不过Intel核显驱动目前还是有不少问题的,经常性的贴图错误以及在有写游戏中负载不正常都是常见的事。

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在发挥正常的情况下,i7-1165G7游戏性能领先MX350大约15%,彻底将ICL+MX350的存在意义抹杀。i5-1135G7在搭配LPDDR4x-4266内存下,同样能够达到MX350大约95%的性能。从EVO认证必须为UMA机型就能明白核显将会是Intel下半年最大的发力点,当然前提是使用4266内存。

所以也可以看出,经过两年的野蛮生长,Xe核显实际上触及到了MX独显的利益。在AMD和Intel的夹击下,入门显卡的出路到底在哪里这是NV在下一代MX550应该思考的问题。

实际应用测试

可以看到Tiger Lake-U处理器的设计思路都是为了轻薄机型的真正使用场景,全核高负载渲染并不在其的考虑范围之内。在测试了游戏性能后,我们再来了解一下它的实际应用表现。

PCMark 10应用程序项目主要测试了在Office全家桶(Word、Excel、PowerPoint)各种操作下的综合性能表现,其结果对于日常轻度使用的轻薄本来说有着非常不错的参考价值。

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可以看到i7-1165G7的表现像开了挂一样,相对于上代产品有着非常大幅度的提升,不仅如此更是稳压R7 4800U一头。

网页部分我选择了WebXPRT 3通过运行一系列测试来测量浏览器的HTML和Javascript处理速度,以及处理图片和人脸检测等任务的速度。由于浏览器保持一致,所以结果能够反映不同系统之间的性能差距。

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WebXPRT 3是AMD的传统弱项,i7-1165G7在所有项目上获得了领先并不让我感到意外。

Adobe Photoshop使用北美主机定制商Puget System推出的Pugetbench测试套件,用于测试整机的创作者软件表现。

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Ps成绩是这一代Tiger Lake处理器最惊艳我的地方,i7-1165G7 UMA机型直接干碎了i7-10750H+RTX2060的游戏本,相比于R7 4800U领先幅度达到了40%,超强的单核性能在这里得到了非常大的发挥。

Premiere Pro方面我选了一个实际的工程文件,进行Render和H.264与H.265格式的导出。

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在Render时i7-1165G7选择了使用Mercury OpenCL加速,而R7 4800U在OpenCL加速下甚至还不如纯Software,所以选择了纯软件渲染,实测结果i7-1165G7时间短了31%。

在最后的项目导出环节,由于在14.3版本后Pr支持AMF加速,所以双方均为硬件加速导出。在H.264下双方成绩差距不大,而在H.265下R7 4800U要慢上43%。

可见在实际的常用软件体验中,R7 4800U的八核性能并不能得到多少发挥,在轻薄本中,超强的单核性能对于日常体验有着非常大的助力。

IO

TGL-U提供的PCIe 4.0 x4不仅可以用来连接显卡,当然也可以连接Gen4的SSD。对于UMA机型来说,采用Gen4 SSD是一个非常显性的宣传角度。

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这里测试的是三星最新的Gen4 OEM盘PM9A1 512GB。

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首先可以看到PM9A1 512GB版本的SLC Cache大小大约为95GB,缓内4100MB/s,缓外750MB/s左右。

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作为一款Gen4 SSD,最显著的特征自然是快到爆表的顺序和随机存取,6000MB+的大数在以往只能出现在像是超神X那些强行做硬盘直连CPU后组RAID 0阵列的机型上。可以看到即使是在4K成绩上面,也有着一定的提升。

固态硬盘的实际性能测试我选择了PCMark 10的完整系统盘测试,相比于AS SSD或者CDM之类的理论测试,该基准测试使用了来自于软件以及游戏的真实读取场景,包括启动Windows 10,启动Adobe系列软件,启动《战地V》、《守望先锋》等游戏,以及其他各类日常读写操作,共23个测试子项。能够反映在真实的日常使用中,硬盘间的性能到底有多大的差异,总写入量为204GB。

测试项目包括:

1. 启动Windows 10

2. 启动Adobe Acrobat直到可以使用

3. 启动Adobe After Effects直到可以使用

4. 启动Adobe Illustrator直到可以使用

5. 启动Adobe Premiere Pro直到可以使用

6. 启动Adobe Lightroom直到可以使用

7. 启动Adobe Photoshop直到可以使用

8. 启动《战地V》直到进入游戏主菜单

9. 启动《使命召唤:黑色行动4》直到进入游戏主菜单

10. 启动《守望先锋》直到进入游戏主菜单

11. 使用Adobe After Effects

12. 使用Microsoft Excel

13. 使用Adobe Illustrator

14. 使用Adobe InDesign

15. 使用Microsoft PowerPoint

16. 重度使用Adobe Photoshop

17. 轻度使用Adobe Photoshop

18. 复制4个总计大小为20GB的ISO镜像,从其他硬盘写至当前硬盘(写入测试)

19. 创建ISO镜像的副本(读写测试)

20. 复制ISO镜像至其他硬盘(读取测试)

21. 复制339张jpg图片,总计2.37GB至当前硬盘(写入测试)

22. 创建jpg图片的副本(读写测试)

23. 复制jpg图片至其他硬盘(读取测试)

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可以看到PM9A1不论是带宽和延迟表现都要优于上一代PM981a许多,总成绩提升了36.7%,虽然与Intel Optane 800p的开挂成绩还有一定差距,但是在“地球组”中无疑是新一代的性能王者。

可见对于UMA的机型而言,如果能够搭载Gen4的SSD,无疑是一个大加分项。

功耗测试

在上一代i7-1065G7的能耗比并不理想,在25W下甚至出现了被Comet Lake-U的四核倒挂的现象。不过在10nmSF工艺的加持下,这一代产品的能耗比还是有了非常显著的提升。

首先来看看CPU方面:

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可以看到相比于i7-1065G7,i7-1165G7的能耗比整体升了一个档次,在47W后由于已经达到全核最高睿频所以分数不再有变动,对于4核处理器来说R15超过1000分已经是非常不错的成绩了。

不过在能耗比的对比中,四核始终是小打小闹,R7 4800H在15W就已经超过了Intel全系低压处理器,不仅在于八核本身就有着很高的能耗比,台积电7nm在低功耗下的高频起到了更大的作用。

相比而言不管是Ice Lake还是Tiger Lake,四核跑出40W才能发挥性能实在不是正常低压移动处理器的设计思路,可见Intel平台的Thermal要求要远高于AMD平台。

GPU方面由于规格的提升,功耗也相应增长。

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可以看到Iris Xe 96 EUs核显的满载功耗在16W左右,相比于上代Iris Plus G7的8~10W还是增加了不少的。再考虑到游戏时CPU方面的负载,可以说这一代处理器的核显机型,在散热上至少要满足25W以上的水平才能够拥有比较不错的体验。

这也正是为什么这一代酷睿处理器不再标注TDP典型值,而是给了12~28W这样一个功耗范围。

总结

不管怎么说,Intel的第三代10nm处理器还是带来了非常多的惊喜,不论是超强的单核性能还是大幅度提升的核显似乎都在预示着这位蓝色巨人的复苏。

CPU方面从产品角度而言,i7-1165G7成为i7-10710U后第二款令我眼前一亮的处理器。如果说i7-10710U拓宽了Intel低压处理器的多核性能,那么i7-1165G7则是将低压处理器的单核带到了一个完全未知的新领域。

而i5-1135G7代比代也可谓脱胎换骨的升级,性能毫无疑问完胜上代i7-1065G7。

从前文的总结来看,这一代i5-1135G在多数场景下多线程性能与i7无异,实际软件表现也能够达到不错的水平,核显虽然打了个8折但依然能够和MX350有来有回。

考虑到i5与i7通常800元的价差,我觉得这一代i5-1135G7是非常具有性价比的选择,但是i7并不像以往那样鸡肋,移动U史上最强单核性能不是浪得虚名。

双核i3一如既往的咸鱼,不知道存在意义在哪,除了微软Surface应该不会有产品会上这种CPU。

核显方面,Xe-LP的性能提升确实非常出色,但一切的前提都是基于使用了LPDDR4x-4266内存,如果只是采用DDR4-3200内存,性能并不能超过同是使用DDR4-3200内存的AMD锐龙4000系列APU。

所以如果是UMA(纯核显)机型,而没有搭载高频LPDDR4x内存,图形性能表现将会大打折扣。

而非核显机型,搭配个MX450 GD6显卡也是非常不错的选择,在muxless solution轻薄本中,直连CPU的PCIe 4.0让独显的性能损失进一步缩小。

但是Intel在产品上所做的努力,是否能够真正打动消费者,我个人其实并不抱太高期望。

在营销方面,教育一个用户什么是真正的体验和简单粗暴的晒出跑分吊打的成绩图无疑在难度上高出了好几级。并且由于巨大的价格差使得用户很难接受更多的开销却买到了更少的核心。

从标压处理器的行情可以看出,用户是能够接受在相同核心下,Intel机型有800元左右的溢价,所以i7-10875H的市场接受度也非常之高,与之相对的i7-10750H则是骂声一片。

Intel要想破局,应该首先把核心数拉到同一个水平,再去讲自己“Real World Performance”的事,难易度会降低很多。在当前四核打友商八核的情况下一个劲宣传“Benchmark is not everything.”总有一种酸溜溜的感觉。

选购建议

对于考虑购买TGL-U机型的人群来说,应该注重几个关键参数:

UMA(纯核显)机型:

1.散热

这一代处理器要想真正发挥出性能散热依然是关键,持续性能能够稳定在25W+并且PL2在50W+算是散热过关。

2.内存

对于核显机型,内存直接影响游戏性能表现,只要你有一丝图形性能的需求,就应该选择LPDDR4x-4266内存的机型。

3.SSD

相对来说,纯核显机型普遍出现在Premium定位,如果能够提供PCIe Gen4的SSD,虽然实际使用起来感知不会那么强,但在人无我有的情况下会是一个很好的加分项。

DIS(独显)机型:

1.散热

对于独显机型,散热更加重要。双烤时CPU至少要保证在15W才能够得到堪用的核心性能。

2.显卡

这一代由于核显性能飞跃,如果购买独显机型至少需要独显GPU性能能够稳稳拉开核显一个身位,那么就有大批摸鱼独显被判死刑。它们包括:

AMD GCN独显(如果存在),NVIDIA MX350及其前代产品,甚至包括NVIDIA MX450 GDDR5版我也非常不推荐。

推荐的显卡有:MX450 GDDR6 TGP >25W的型号,GTX 1650。

待定:GTX 1660 Ti/RTX 2060

我知道像是MSI Stealth 15M或是雷神都会有搭载性能级独显的机型,但MSI的机型显卡是挂载在PCH绕行,带宽只有PCIe 3.0 x4;雷神的还未正式发布一切未知。所以在确定独显的性能损失前,还是谨慎购买这类产品。

展望

TGL-U的出色性能让我对明年下半年的TGL-H充满信心,如果AMD的下一代Cezanne-H不能够在频率上有所突破,仅靠Zen 3的IPC提升我相信无法威胁到TGL-H的性能。

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在今年RTX 30系正式宣布支持PCIe 4.0,并且在发布会上重点宣传了这一特性,不出意外将对PCIe带宽要求提升许多。

而TGL-H如果能够与桌面端RKL-S同步,将完整支持PCIe 4.0 x16的显卡带宽和单独的PCIe 4.0 x4的M.2 SSD带宽。

而Cezanne-H目前能够看到的消息是依然维持PCIe 3.0 x8,这样的带宽会产生多大的性能损失,我会在RTX 3070桌面卡的评测中进行验证,如果损失较大,这对AMD明年的游戏本来说将会是一个重大打击。

不过虽然性能以及I/O方面在明年最差的情况也不会落后于Cezanne-H,但目前Intel遇到的最大问题并没有得到解决,也就是功耗。

从上一节中可以看到,即使是Cinebench R15这种负载较低的测试工具,i7-1165G7要达到极限性能也需要46W左右的功耗,如果是负载更高的R20,则功耗又能够上去一个水平,那么明年8核的TGL-H功耗简单翻倍即可。

再加上RTX 30系显卡的功耗同样提了不少,这对明年的性能本特别是轻薄性能本的散热提出了非常高的要求。

所以这也是AMD机型明年的一个机遇,7nm的低功耗优良表现使得即使是35W+90W也能够发挥出非常不错的CPU性能,这在Intel机型中是不可想象的。所以明年同样是AMD能够打进高端的绝佳机会,就看有没有厂商有这个魄力壮士断腕了。

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