牺牲功耗换取单线程性能:英特尔11代酷睿处理器真的值得吗?

从2021年开始,整个DIY市场都被矿潮所袭击着,市场也处于绝对的狂热。伴随着比特币等虚拟货币的价格成倍提升,对于消费者来说,想要原价买到显卡基本上就是属于天方夜谭。大家对于新一代的硬件实际上也是兴趣寥寥,毕竟除了显卡之外,其他的硬件产品价格也不断提升。导致大家的购机成本不断提升,因此在英特尔推出11代酷睿处理器之后,尽管单线程性能有着比较大的提升,但是消费者对于这款处理器并没有十分地期待。

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特别是对于消费者来说,11代酷睿处理器的性能正式解禁之后,大家发现与AMD的处理器相比,英特尔酷睿系列处理器在游戏性能上互有胜负,然而在功耗上却成倍提升,特别是英特尔开启的ABT功能,更是让处理器的满载功耗达到了300W,达到了AMD同定位处理器2.5倍。在不同的社交平台上,大家均对英特尔酷睿处理器的功耗表示了惊叹,更高的功耗意味着你需要更高功率的电源以及散热器去压制,无形中也增加了购机的成本。同时为了让单线程性能得到提升,英特尔不得不在i9处理器上采用减核心的办法,导致i9-11900K处理器的购买价值极大地降低。显然英特尔11代酷睿处理器上牺牲了太多。

制程,还是制程

过去很长时间,英特尔被用户诟病得最多的便是其万年不变的14nm制程,从第五代桌面版酷睿一直到最新的11代酷睿处理器,英特尔一直采用的便是14nm制程,算下来也经历了七代。而在AMD这边,整个处理器的工艺制程从GF的32nm一直进化到了现在台积电的7nm,并且经历了三代28nm、14nm、12nm的过渡,一共五代的制程让AMD的处理器从稚嫩一直走向成熟。如今AMD采用的7nm制程也是业界最为成熟的制程之一,能够让处理器在核心数量以及核心频率之间取得一个相当不错的平衡。

英特尔在不同场合下均表示目前制程的线宽已经不再是衡量晶圆品质优劣的唯一因素,更多的需要考虑晶体管的密度,而经过多次打磨的英特尔14nm制程拥有和其他厂商10nm或者早期的7nm制程更加出色的晶体管密度,从而让英特尔处理器子啊单位面积上能够获得更多的晶体管。

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图源:CPU-Monkey

相信经过多年的打磨,初代英特尔14nm与现在的14nm之间有很大的区别,进步也相当明显,否则大家是见不到拥有单核5.3GHz超高频率的酷睿i9-11900K,与之对比的是i7-6700K处理器仅有4.2GHz。然而14nm制程已经十分地成熟,想要挖掘更多的潜力显然是一件比较困难的事。同时全速运行带来的更高功耗也让11代处理器不得不进行一定的妥协。

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我们以10代酷睿i9处理器与11代酷睿i9处理器进行对比,同样是当时性能最为强劲的消费级处理器,酷睿I9-10900K采用的是10核20线程的设计,而酷睿i9-11900K则是8核16线程,10900K处理器在先天上就拥有比11900K更高的多核性能。此外基准频率以及Boost频率也是酷睿i8-10800K处理器更加高,大约为100-200MHz。尽管在单线程上,英特尔酷睿i9-11900K最高拥有19%的性能提升,但是却仍然不能弥补少核心与线程的劣势,从而在一些需要多核性能的软件例如CineBench、V-Ray等中落后酷睿i9-11900K。

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此外为了让酷睿i9-11900K处理器的单线程性能更加出众,英特尔也砍掉了部分L3缓存的容量,从10900K处理器的20MB变成了11900K的16MB,从而在进行大数据处理的时候有一定的劣势,也增加了数据未命中的概率。显然其中的一个原因便是晶体管密度处于恒定的情况下,CPU的晶体管总数是一定的,在增加CPU单核晶体管的数量的情况下,自然是缩减了缓存的晶体管,从而减少L3缓存的容量。也不是英特尔不想要核心数,实在是因为14nm制程的潜力被挖掘完毕,不能塞入更多晶体管所致。

或许有人会问,英特尔不是已经发布了基于10nm制程的处理器,在低压处理器领域不是很成功吗?为什么不能在桌面版处理器上使用10nm工艺呢?之前就有人分析过,英特尔的10nm制程目前在低功耗处理器上还是相当成功的,能够保持功耗与性能之间的平衡,而到了高功耗阶段,性能与能耗之间呈现指数的增长,也就是用巨大的功耗增长换取极小程度的性能提升,显然对于标准TDP 95W或者125W的桌面版处理器来说是不划算的,因此英特尔也不得不选用极其成熟的14nm,而不是采用与低压处理器一样的10nm。

酷睿架构即将到极限

一般来说影响CPU单多核性能表现的因素,一是架构,另外一个便是制程,刚刚我们已经说过了,英特尔在14nm制程工艺上已经到达了极限,也就是说如果不增加CPU的核心面积,那么能够供英特尔使用的晶体管数量并不会有太多的区别。因此英特尔只能在架构上进行革新与变动。Core架构自从2006年正式采用之后,到现在已经过了15年,俗话说一个架构能吃多年,在这15年的时间内,差不多就是Sky Lake架构与最新的Cypress Cove架构处于比较大的革新,其余的便是在不同的架构上进行修补。

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不过即使架构红利可以吃很多年,但是15年的时间也实在是太长,与之作对比的是,AMD的Zen架构在2016年推出,距离过了5年的时间,还处于壮年时期,显然AMD未来对于Zen架构仍然有比较大的潜力可以挖掘,AMD的产品路线图中也已经标明了包括Zen 4、Zen 5等未来即将发布的CPU。

不得不说经历了15年的Core架构显然是英特尔历史上最为成功的架构之一,但是小修小补已经远远不能满足英特尔的需求,因此消费者都希望英特尔能够为大家带来全新的架构,而号称是未来十年真正革新的架构也将在今年下半年与大家正式见面。

真正的过渡产品,不妨考虑12代酷睿

对于英特尔11代酷睿处理器来说,我们的心情未免是复杂的,一方面英特尔11代酷睿处理器的确在单线程上提升迅猛,从而带动游戏性能有着比较大的提升,而另外一方面,由于14nm制程与Core微架构的潜力已经挖掘殆尽,因此英特尔为了确保单线程性能不得不在其他地方进行了妥协,从而让11代酷睿处理器在如今的环境下变得比较尴尬。

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因此对于英特尔来说,11代酷睿处理器越看越像是一款过渡的产品,玩家的关注点也在下半年的12代酷睿处理器。Alder Lake处理器号称是X86指令集出来以来最具革命性的一代产品,采用了大小核的设计,其中大核代号为Golden Cove,而小核代号为Gracemont,根据现在已经曝光的消息,英特尔的大核采用了多线程设计,小核并没有,与目前的11代酷睿处理器相比,IPC继续提升20%,同时LGA 1700与10nm强化版使用也让CPU的面积大了不少,从而塞下更多的晶体管,而改进版的Xe架构核显、DDR5内存的支持让Xe核显发挥更强的作用,可以说英特尔2021年真正的杀手锏就是下半年的12代酷睿处理器,而大小核的应用也是未来X86阵营对于CPU的全新的尝试,或许也将奠定未来十年整个处理器发展的基调。

对于现在的玩家来说,不妨考虑12代酷睿处理器,当然目前高昂的硬件价格让很多人坚定决心成为一个等等党,自然容易会熬到12代酷睿处理器正式推出,也减少了苦等12代酷睿处理器的心理煎熬。