英特尔第12代酷睿产品终于面世!这些年英特尔都出过哪些CPU?

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美国当地时间10月28日,在英特尔ON技术创新峰会上,英特尔揭开了第12代英特尔酷睿处理器产品家族的神秘面纱,推出了六款全新未锁频台式机处理器,其中包括全球性能出众的游戏处理器——第12代英特尔酷睿i9-12900K。凭借最高5.2GHz的睿频频率及多达16核与24线程的规格,全新处理器可为游戏发烧友和专业创作者释放更高的多线程性能。

第12代英特尔酷睿产品家族将包括60款处理器,将为来自合作伙伴的500多种机型设计提供动力。根据2021年英特尔架构日介绍,首次采用Intel 7制程工艺的全新高性能混合架构,将带来从9瓦到125瓦的可扩展性能,为从超轻薄笔记本电脑到发烧友台式机的每一个PC细分市场以及边缘计算设备提供卓越的计算性能。

1、架构技术概述

Alder Lake 12代酷睿是第一款采用Intel 7制程工艺的桌面处理器,也就是英特尔10nm Enhanced SpuerFin,同时也是第一款采用混合架构设计的x86桌面处理器,还用上了全新设计的Golden Cove CPU微架构,再加上首发支持DDR5内存、PCIe 5.0标准,整体实力实现了巨大的飞跃。说它是Intel最近十年最具革命性的处理器产品,也不为过。

12代酷睿设计了两种CPU核心,一个是性能核(P核),一个是能效核(E核)。

很多人习惯性地称之为大小核,但是Intel强调,这和智能手机上传统的big.LITTLE大小核架构截然不同,因为大小核里的小核是为了节能省电,12代酷睿里的E核则是为了强化多核性能,单纯来看它的性能依然是相当高的。

P核的设计更传统,是酷睿家族的延续,针对单线程、轻线程性能而优化,适合较高负载的游戏、生产力应用,在桌面产品P1系列中最多8个,P2系列中最多6个。

E核的设计则更接近Atom凌动家族,这对多线程性能优化,并尽可能减少对前台任务管理的影响,在桌面产品P1系列中最多8个,P系列中则没有。

需要注意的是,P核支持超线程,E核则不支持,比如说i9-12900K 8个P核、8个E核,线程总数是20个。

两种核心的并存,也改变了缓存体系。P核每个核心有自己独立的1.25MB二级缓存(11代只有0.5MB),合计最多10MB。E核每四个核心一组,共享2MB二级缓存,合计最多4MB。所有P核、E核共享三级缓存,最多容量30MB,对比11代的16MB几乎翻了一番。

为了合理分配、调度两种核心,Intel特别设计了Intel Thread Director(线程调度器),并且与Windows 11深度结合,确保不同的负载在不同的条件下分配给最合适的核心。

12代酷睿硬件集成了微控制器,以纳秒级的精度监视每个线程的运行时指令,实时反馈给操作系统进行最合适的分派调度,同时根据散热设计、运行环境、功耗设定等进行动态的适应性调整,而这一切都无需用户干预。

举例来说,开始使用Adobe Premiere Pro在前台进行视频转码,当然都走P核,然后你又打开Adobe Lightroom编辑照片,视频转码就会转入后台交给E核继续执行,P核则接手照片编辑。

英特尔宣称,这套机制配合其他改进,可以带来多达47%的性能提升。

当然,如果一款软件要充分释放混合架构的效率,达到性能最大化,需要开发者进行针对性的调整和优化,但即便不做任何优化,12代酷睿本身结合Windows 11也可以确保正常运行。

12代酷睿是一套灵活可扩展的架构,设计了三种封装方式,针对不同领域。

其中,桌面上是独立封装的LGA1700,长宽尺寸45×37.5mm,最多8+8,16核心,32单元核显。

内部封装接口也有所变化,整体高度基本不变的情况下,STIM散热硅脂、Die芯片都更薄了,IHS散热顶盖则更厚了,可以大大改进散热能力。

移动端是BGA Type3整合封装,三围尺寸52×25×1.3mm,最多6+8 ,14核心,96单元核显。

针对超低功耗领域则是BGA Type4 HDI整合封装,尺寸仅为28.5×19×1.1mm,最多2+8,10核心,96单元核显,TDP低至9W。

内存支持DDR5-4800、DDR4-3200,扩展连接支持16条PCIe 5.0、4条PCIe 4.0,Wi-Fi 6E,Thunderbolt 4,这些就不赘述了。

2、型号规格

12代酷睿桌面版首发六款型号,都是K/KF系列解锁版,适合高端用户、超频玩家。

英特尔12代酷睿台式机处理器正式发布:最高5.2GHz睿频16核24线程,多核性能提升50%-芯智讯

旗舰型号是i9-12900K、i9-12900KF,8P 8E 16核心、24线程,集成14MB二级缓存、30MB三级缓存。

P核基准频率3.2GHz,睿频最高5.1GHz,睿频Max 3.0加速最高5.2GHz。E核基准频率2.4GHz,睿频最高3.9GHz。

i7-12700K、i7-12700KF 8P 4E 12核心20线程,集成12MB二级缓存、25MB三级缓存。

P核基准频率提高到3.6GHz,睿频、睿频Max 3.0最高加速分别将至4.9GHz、5.0GHz。E核基准频率提高到2.7GHz,睿频最高则降至3.8GHz。

i5-12600K、i5-12600KF更加主流化,6P 4E 10核心16线程,集成9.5MB二级缓存、20MB三级缓存。

P核基准频率进一步来到3.7GHz,睿频加速最高4.9GHz,不支持睿频Max 3.0。E核基准频率达到2.8GHz,睿频最高来到3.7GHz。

三款K型号统一集成UHD 770核芯显卡,32单元。三款KF型号自然没有核心。

内存支持一样,六款型号都是双通道DDR5-4800、DDR4-3200,最大容量128GB。

热设计功耗统一为125W,但是Intel这次定义了新的最大加速功耗(Maximum Turbo Power),类似之前的PL2状态,但是可以长时间持续保持,具体为i9-12900K/KF 241W、i7-12700K/KF 190W、i5-12600K/KF 150W,分别比TDP高出93%、52%、20%。

同时,TDP依然等于PL1,而且在稳定超频环境下,可以做到PL1=PL2,比如说i9-12900K可以一直稳定跑在241W的功耗之下,这就是最大加速功耗。

3、性能

根据英特尔公布的数据显示,P核用了新的Golden Cove架构,官方宣称在同样的3.3GHz频率下,对比11代酷睿的Cypress Cove架构,IPC(每时钟周期指令数)平均提升达19%,可以粗略地理解为同频性能提升幅度。实测数据还要到11月4日21点才能分享给大家。

单核性能方面,同频对比10代酷睿,P核、E核分别高出28%、1%,而对比11代酷睿,P核可以高出14%,E核则要落后10%。换言之,E核还真不是什么小核,它的性能甚至已经超过了10代酷睿。

多核性能方面,241W峰值功耗的i9-12900K,对比250W峰值功耗的i9-11900K,在略微省电一些的前提下,性能高出足足50%,这才是混合架构的最大威力。

i9-12900K即使功耗降到125W,也就是i9-11900K峰值的一半,多核性能也依然高出30%,而在降到65W之后,仍然可以持平,也就是以四分之一的功耗获得了同样的多核性能。

在游戏性能方面,与上一代的酷睿i9-11900K相比,酷睿i9-12900K 可实现惊人的性能代际提升:在《全面战争传奇:特洛伊》游戏中,FPS提升多达25%;在《杀手3》游戏中,FPS提升多达28%;在《孤岛惊魂6》游戏中,FPS提升多达23%。英特尔®Killer Wi-Fi 6E加持,高频率性能核与能效核协同实现并行任务卸载,能够将多任务时的游戏延迟降低多达75%,让玩家在同时游戏、直播和录制时的每秒帧数增加多达 84%。

那么对比竞品呢?i9-12900K面对锐龙9 5950X,Intel承认部分游戏确实稍有落后,也有的持平,但绝大部分都明显领先,最高幅度超过30%。

当然,两家内存不一样,Intel这边是DDR5-4800,AMD这边是DDR4-3200。

按照Intel的说法,DDR5-4800相比于DDR4-3200,游戏性能大部分时候都是领先的,不过幅度并不太大,普遍不超过5%。

内容创作方面,i9-12900K相比于i9-11900K性能提升更为可观,混合架构高效率支持下,加速幅度可以轻松打到30%以上,甚至翻一番!

最后是i9-12900K、i9-11900K对比的一些优势项目,比如照片编辑性能提升36%,视频编辑性能提升32%,3D建模性能提升37%,多帧渲染速度提升100%!

英特尔处理器发展史

提到CPU我们第一个想起的就是Intel其次才是AMD,Intel自1971年推出第一款CPU至今已有近50年的历史了,有计算机的地方就有它的身影,Intel一直占据着半导体金字塔的顶端,也一直牵制着整个PC市场,这些年间Intel发布了各种各样的CPU,我大体给大家总结一下,看看有没有大家用到过的。

1971年,Intel4004,740KHz,4位,单核,2300个晶体管,10μm工艺,Intel第一款处理器,最初设计用于Busicom计算器。

1972年,Intel8008,200-800KHz,8位,单核,3500个晶体管,10μm工艺,Intel第一款8位处理器,性能是4004的两倍。

1974年,Intel8080,2MHz,8位,单核,4500个晶体管,6μm工艺,用于Altair 8800微型计算机,交通灯控制系统、巡航导航。

1978年,Intel8086,5MHz,16位,单核,29000个晶体管,3μm工艺,Intel第一款16位处理器,第一款X86处理器,性能是8080的10倍。

1979年,Intel8088,5MHz,16位,单核,29000个晶体管,3μm工艺,用于IBM PC。

1982年,Intel80286,6MHz,16位,单核,134000个晶体管,1.5μm工艺,性能是8086的3-6倍。

1985年,Intel80386,16MHz,32位,单核,275000个晶体管,1μm工艺,性能是4004的100倍,是第一个可处理32位数据集的X86处理器。

1989年,Intel80486,25MHz,32位,单核,120万个晶体管,1μm工艺,性能是8088的50倍。

1993年,Intel Pentium(奔腾),66MHz,32位,单核,310万个晶体管,0.8μm工艺,原计划叫做Intel80586。

1995年,Intel Pentium Pro(奔腾Pro),200MHz,32位,单核,550万个晶体管,0.35μm工艺,主要用于服务器系统。

1997年,Intel Pentium II(奔腾II),300MHz,32位,单核,750万个晶体管,0.25μm工艺,主要用于服务器系统。

1998年,Intel Celeron(赛杨),266MHz,32位,单核,750万个晶体管,0.25μm工艺,特点是功耗低。

1999年,Intel Pentium III(奔腾III),500MHz,32位,单核,950万个晶体管,0.25μm工艺。

2000年,Intel Pentium 4(奔腾4),1.5GHz,32位,单核,4210万个晶体管,0.18μm工艺,用于桌面计算机和入门级工作站。

2001年,Intel Xeon(至强),1.7GHz,32位,单核,4210万个晶体管,0.18μm工艺,用于高性能工作站。

2003年,Intel Pentium M(奔腾M),1.7GHz,32位,单核,7700万个晶体管,130nm工艺,用于笔记本电脑。

2006年,Intel Core Solo & Duo(酷睿),1.06-2.33GHz,32位,单核和双核,1.51亿个晶体管,65nm工艺,苹果全系PC开始逐渐使用Intel的CPU。

2006年,Intel Core 2(酷睿2),2.66GHz,64位,1-4核,2.91亿个晶体管,65nm工艺。

2008年,Intel Atom(凌动),1.86GHz,32位,1-8核,4700万个晶体管,45nm工艺,由于功耗低主要用于上网本。

2008年,Intel Core i7(酷睿i7),2.66-3.2GHz,64位,4-10核,7.31亿个晶体管,45nm工艺,主要用于高端市场。

2009年,Intel Core i5(酷睿i5),2.66GHz,64位,2-4核,7.74亿个晶体管,45nm工艺,主要抢占中端市场。

2010年,Intel Core i3(酷睿i3),2.93-3.07GHz,64位,双核,3.82亿个晶体管,32nm工艺,主要抢占低端市场。

2017年,Intel Core i9(酷睿i9),2.6-3.3GHz,64位,10-18核,晶体管数量未公布,14nm工艺,开始覆盖更高性能需求的市场。

2019年,Intel 10th gen Core(第十代酷睿),14nm工艺。

2021年,Intel 11th gen Core(第十一代酷睿),14nm工艺,相比10代IPC提升19%,核显性能提升50%。

英特尔CPU霸主地位

在芯片领域,英特尔一直是全球公认的霸主。赛扬、奔腾、酷睿,英特尔曾经推出过一系列经典电脑芯片。即使对电子产品一无所知的人,多少都听过英特尔的大名。

几十年来,英特尔在先进计算芯片技术方面一直处于领先地位,这让英特尔管理层对自家 IDM 模式极为自信。所谓 IDM 模式,简单来说就是大包大揽,从设计、制造到封装、测试,完全由英特尔一家公司完成。

IDM 模式可以让半导体公司全流程把握芯片设计,在漫长的时间里,让英特尔战无不胜。然而,在英特尔固守 IDM 模式之时,外界却已经天翻地覆。

曾经就任于德州仪器的张忠谋,回到中国台湾创办了台积电,首创 FAB 模式,专门做芯片代工业务。台积电在创立之初,并没有快速壮大,一度还依靠外包英特尔订单存活。可随着欧美芯片设计公司蜂拥而起,台积电的日子也越来越好过,市值一路上扬,订单一个接一个。

此时的台积电,已经显现出与英特尔同台竞争的实力,可想要超越英特尔,光靠台积电还不够。转折点在于苹果,随着 iPhone 发布,智能手机逐渐在世间普及。渐渐地,手机芯片需求超越 PC 芯片需求,销售额也成功实现反超。

英特尔有今天的地位,微软与英特尔组建的 wintel 联盟功不可没。而苹果长期与台积电合作,带来稳定的订单与大量利润。此外,苹果对先进技术的追求也促使台积电不断升级自家制程工艺。每隔一年,台积电都会发布全新的制程工艺,以此配合 iPhone 手机最新芯片宣传。

反观英特尔,由于在 10nm 制程工艺上遇到瓶颈,迟迟不能推出新工艺,只能不断打磨成熟的 14nm 制程工艺。到去年 10 月,苹果终于受不了“挤牙膏”的英特尔,在 PC 领域改用自家 M1 芯片。这款芯片架构设计完全由苹果独立完成,代工由台积电负责,采用最先进的 5nm 制程工艺。各种优势累计下来,M1 芯片成功击败英特尔同类型芯片,成为 2020 年最为惊艳的产品。

台积电代工厂模式,可以聚集苹果、华为、高通等芯片公司,大家互相分工、互相合作,为设计生产尖端芯片共同努力。而死守 IDM 模式的英特尔,因为制程工艺落后,导致全盘落后。如今,就连英特尔 PC 芯片,也受到 AMD 的冲击,再不改变,英特尔迟早被时代抛弃!

IDM 模式单打独斗,代工厂模式合作共赢,时代的潮流,英特尔难以阻挡。帕特·基辛格上任后不久,就宣布英特尔将改变传统的 IDM 模式。最近,英特尔正式发布代工路线图,宣布为高通等产品代工。

简单来说,英特尔以前一条龙服务,自家芯片工厂只为自家设计的芯片服务。到了 IDM2.0 时代,英特尔打破这种僵化的模式,自家芯片工厂接受高通公司的订单,甚至苹果、华为的订单,英特尔也有可能接受。

另一方面,英特尔自家芯片也将与台积电这样的代工厂合作。据日经亚洲报道,英特尔将与苹果一起,成为台积电 3nm 制程工艺最早一批用户,英特尔预计将使用该技术为 PC 与服务器制造 CPU。

IDM2.0 改变了自产自销的格局,以后英特尔不需要兼顾自家大大小小的芯片,放心在先进制程上迅速先进。按照英特尔公布的制程技术路线图,延续多年的命名规则被打破,下一代 10nm+ 工艺将改名为“Intel 7”,而此前被称为英特尔 7nm 工艺的节点将被重新命名为“Intel 4”。

此前,英特尔一直受困于命名规则,三星与台积电自定义命名之后,在节点工艺宣传上领先于英特尔。虽然英特尔 10nm 工艺不逊色于台积电 7nm,但是从名字上看却远不如后者。改名之后,英特尔命名方式向台积电看齐,用户对比起来也更加直观。

“Intel 4”后面,英特尔公布了“Intel 3”以及“Intel 20A”工艺,其中“Intel 20A”将会引入全新的两项突破性技术PowerVia和RibbonFET,这两项技术可以腾出更多的资源用于优化信号布线并减少时延。

按照英特尔计划,“Intel 20A”将于 2024 年推出,“Intel 18A”将于 2025 年推出。英特尔开发总经理认为:“凭借RibbonFET和PowerVia两大开创性技术,Intel 20A 将成为制程技术的另一个分水岭。”届时,英特尔或许将反超台积电,重新登上半导体行业霸主宝座。

文章来源:芯智讯,MyGeekTimes,亿说电脑

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