在中國人的觀念里，“10”這個數(shù)字象征著完美，十全十美是對于人或事物的最高評價。

　　10，對于英特爾來說同樣重要。10nm關(guān)系著英特爾在半導體芯片行業(yè)未來能否更進一步，10代酷睿也關(guān)系到英特爾能否正面迎接來自競爭對手、來自輿論的壓力。而將10nm與10代酷睿聯(lián)系在一起，能夠做到十全十美呢?

　　接下來，讓我們通過對英特爾10nm IceLake 10代酷睿處理器技術(shù)細節(jié)解析，來找找答案。

　　英特爾酷睿架構(gòu)回顧

　　在10nm制程之前，英特爾嚴格遵循摩爾定律以及Tick-Tock戰(zhàn)略，通過制程工藝與架構(gòu)技術(shù)迭代來穩(wěn)步推進PC半導體制程技術(shù)與性能的發(fā)展。65nm到45nm用時2年，45nm到32nm用時3年，32nm到22nm用時2年，22nm到14nm同樣用時2年，然而在14nm到10nm推進過程中，英特爾卻經(jīng)歷了更久的時間——4年。

　　隨著制程工藝不斷演進，相關(guān)技術(shù)迭代速度也逐漸放緩。光刻機技術(shù)、晶體管技術(shù)、新材料等諸多領(lǐng)域的研發(fā)速度放緩，加之英特爾對10nm制程額外看重，希望通過10nm技術(shù)積累為10nm到7nm制程演進做鋪墊，因此耗費了更久的時間。

　　10nm IceLake晶圓

　　不過，時間終究是推動歷史前行的車輪，英特爾10nm制程工藝，以及英特爾第10代酷睿處理器，即將與我們見面!

　　一、10nm IceLake制程架構(gòu)特性解析

　　首先我們需要弄清楚兩個問題：

　　其一，英特爾10nm制程工藝代號為IceLake，但架構(gòu)名稱不再用IceLake來統(tǒng)一命名，其架構(gòu)名稱為Sunny Cove。

　　其二，英特爾10nm IceLake處理器正式落地之后，沒有意外的話，首批將全部是移動級處理器，也就是U系列或Y系列處理器，暫時沒有桌面級處理器，這也意味著英特爾第九代酷睿沒有U/Y系列低電壓處理器，同時新的桌面級處理器很可能依舊是14nm制程，此前曝光代號為Comet Lake。

　　接下來我們看看10nm制程架構(gòu)的詳細特性：

　　首先來看IceLake平臺。全新的10nm IceLake平臺在性能表現(xiàn)上借助了AI功能，支持DL Boost、支持Dynamic Tuning機器學習，它能夠動態(tài)地分配GPU與CPU的負載與功耗，雖然并非10nm平臺新技術(shù)，但對于IceLake處理器的性能表現(xiàn)有明顯的幫助。

　　此外，10nm IceLake平臺全面支持雷電3接口、Wi-Fi 6無線通信模塊、4K 60FPS HDR視頻播放、更快的、更高質(zhì)量的HEVC編碼，并借助全新的GEN 11核顯，支持1080分辨率電競游戲的流暢運行。

　　IceLake平臺特性

　　在新特性方面，10nm IceLake平臺具備以下幾點：

　　一，全新的Sunny Cove微架構(gòu);

　　TIPS：以下是關(guān)于Sunny Cove微架構(gòu)技術(shù)特性的分析

　　Sunny Cove微架構(gòu)主要聚焦在ST單核性能、全新ISA及并行性三個方面的優(yōu)化和改進，Sunny Cove微架構(gòu)主要解決以下四個問題：

　　其一、增強的微架構(gòu)，可并行執(zhí)行更多操作。

　　其二、可降低延遲的新算法。

　　其三、增加關(guān)鍵緩沖區(qū)和緩存的大小，可優(yōu)化以數(shù)據(jù)為中心的工作負載。

　　其四、針對特定用例和算法的架構(gòu)擴展。例如，提升加密性能的新指令，如矢量AES和SHA-NI，以及壓縮/解壓縮等其它關(guān)鍵用例。

　　對于處理器來說，IPC強弱與CPU性能有直接關(guān)系。英特爾在Sunny Cove微架構(gòu)IPC性能提升方式上給出了三個字：更深(deeper)、更寬(wider)、更智能(smarter)。

　　更深方面，Sunny Cove微架構(gòu)表現(xiàn)在L1容量的增加，從32KB增加到48KB，而且L2緩存、uop、TLB緩存都更大;

　　更寬主要體現(xiàn)在執(zhí)行管線上，Sunny Cove微架構(gòu)分配單元從4個增加到5個，執(zhí)行接口從8個增加到10個，L1 Store帶寬翻倍。

　　而想要讓更深、更寬發(fā)揮出應用的實力，那么就需要有更好的算法。Sunny Cove的smarte就是為此而設計。英特爾研究院院長宋繼強在解答這個問題時主要提及兩個方面，其一是提高分支預測精度，其二是減少延遲。另外英特爾還為Sunny Cove微架構(gòu)配置了加密解密指令集，并在AI、存儲、網(wǎng)絡、矢量等方面進行全方位改進。因此對于PC用戶來說，無論是消費級還是服務器用戶，Sunny Cove微架構(gòu)帶來的變化要比10nm這個制程節(jié)點數(shù)據(jù)更有意義。

　　Sunny Cove微架構(gòu)示意圖

　　二，高帶寬、低延遲特性;

　　三，全新的內(nèi)存控制器，支持LP4/x-3733和DDR4-3200高速內(nèi)存;

　　四，搭載性能更強，最高擁有64EU、1TFLOP運算能力的GEN 11核芯顯卡;

　　五，支持10bit 4K 60FPS、10bit 8K 30FPS視頻編碼;

　　六，支持5K 60FPS或4K 120FPS、DP 1.4以及BT.2020色域

　　七，高達16MP圖像處理器單元。

　　從新特性來看，10nm IceLake平臺的主要升級點除了新架構(gòu)之外，最重要的是提升了圖形、顯示部分的性能表現(xiàn)。

　　10nm制程工藝新特性及芯片架構(gòu)示意

　　10nm IceLake將PCH封裝到一個芯片上，而PCH芯片則由14nm制程工藝打造。集成Wi-Fi 6 GIG+和新的電源管理，整合802.11ax，并能夠更好的控制CPU和PCH的能耗和功耗。

　　PCH采用14nm工藝打造

　　此外，Audio DSP是英特爾第8代酷睿時候就具備的功能，它的主要作用是支持低功耗下的語音喚醒。而相對于8代酷睿來說，英特爾對10代酷睿的Audio DSP做了進一步優(yōu)化，在功耗表現(xiàn)更好。另外在I/O接口方面沒有新的變化。

　　二、10代酷睿處理器封裝規(guī)格與基本參數(shù)

　　了解了制程架構(gòu)相關(guān)信息之后，我們來看看英特爾10代酷睿的相關(guān)規(guī)格。

　　首先來看處理器封裝規(guī)格。英特爾10代酷睿針對9W和15W功耗處理器進行了不同規(guī)格的封裝，9W處理器芯片規(guī)格為26.5×18.5×1.0mm，針腳間距0.43mm;15W芯片規(guī)格為50×25×1.3mm，針腳間距0.65mm。二者均采用BGA封裝，插槽規(guī)格分別為1526和1377。

　　處理器封裝規(guī)格

　　兩種尺寸的10代酷睿芯片

　　英特爾10代酷睿首批產(chǎn)品擁有酷睿i3、酷睿i5以及酷睿i7三個型號，沒有酷睿i9。TDP主要為9W、15W、28W，采用4核8線程，緩存為8MB，最高頻率4.1GHz。

　　其中，英特爾酷睿i3全部、以及酷睿i5絕大部分處理器顯卡為UHD核顯，酷睿i5極少數(shù)型號以及酷睿i7最高支持英特爾Iris Plus核顯，且最高支持64EU銳炬核顯。

　　此外前面也提到了，10代酷睿支持LP4/x-3733以及DDR4-3200規(guī)格高速內(nèi)存條。

　　英特爾10代酷�；�本參��(shù)

　　TIPS：關(guān)于基本參數(shù)的分析

　　從基本參數(shù)來看，英特爾10代酷睿在核心數(shù)上與第8代酷睿相比沒有變化，TDP基本保持一致。9W主要放在Y系列上，相對8代酷睿的Amber Lake Y系列7W TDP來說，略有提升;15W主要放在U系列處理器上，與8代酷睿相比保持不變。

　　不過細心的朋友可能發(fā)現(xiàn)了，英特爾10代酷睿頻率有所下降，Max Turbo最高到4.1GHz，這可能會導致英特爾10代酷睿在跑分上與8代酷睿相比提升較少。

　　另外，之所以降低頻率，主要原因是一部分TDP分配給了GEN 11核顯，為了平衡功耗，降低主頻是必須去做的妥協(xié)。

　　三、GEN 11核顯規(guī)格分析

　　GEN 11核顯是英特爾10代酷睿非常重要的一個新要素。在年初的CES上，英特爾透露了GEN 11核顯的基本信息。在架構(gòu)層面，英特爾GEN 11核顯最高集成64個執(zhí)行單元(EU)，而第9代核顯只有24個。它們分為四個區(qū)塊(slice)，各有兩個媒體取樣器、一個PixelFE、載入/存儲單元，每個區(qū)塊又細分為兩個子區(qū)塊(sub-slice)，都有自己的指令緩存、3D取樣器。

　　GEN 11核顯架構(gòu)渲染圖

　　英特爾對EU內(nèi)的FPU浮點單元進行了重新設計，不過FP16單精度浮點性能沒有變化，同時每個EU繼續(xù)支持七個線程，共512個并發(fā)流水線，同時重新設計了內(nèi)存界面，三級緩存增大至3MB。

　　Iris Plus最大能達到64EU

　　另外GEN 11核顯支持Adaptive Sync(適應性同步)技術(shù)，相對于NVIDIA G-Sync來說成本更低。

　　伴隨GEN 11核顯而來的，還有全新的顯卡控制界面。該界面除了針對顯卡的各項調(diào)試功能之外，還支持超過40款游戲的入庫和快捷啟動。同時我認為，全新的顯卡界面也是在為英特爾Xe獨顯做準備。

　　全新的顯卡控制面板

　　Command Center細節(jié)

　　TIPS：關(guān)于GEN 11核顯更多信息

　　其實除了最大的64EU規(guī)格，再向下也有32EU規(guī)格核顯，主要放在酷睿i3和低端的酷睿i5處理器上。

　　Iris Plus也是10代酷睿的一大亮點，64EU主要放在酷睿i7處理器上。另外，高端的酷睿i5處理器和酷睿i7處理器也會搭載Iris核顯。

　　此外，顯卡主頻提升到了1.1GHz

　　四、10nm IceLake創(chuàng)新生態(tài)解讀

　　與以往新制程平臺單純聚焦處理器芯片不同，英特爾10nm IceLake更強調(diào)整個創(chuàng)新生態(tài)。因此在10nm IceLake處理器、GEN 11核顯之外，Wi-Fi 6 GIG+、Optane H10混合固態(tài)盤、Thunderbolt 3擴展以及AI層面的性能、功耗輔助等，應該與處理器放在一起去看，這才是一個完整的10nm IceLake。

　　首先來說Thunderbolt 3。

　　3月初，英特爾宣布向USB Promoter Group開放Thunderbolt協(xié)議規(guī)范，從這一刻開始，無論是PC設備、平板設備，還是任何形式的外接擴展設備，都可以免版稅的形式構(gòu)建兼容Thunderbolt標準的芯片。與此同時，USB Promoter Group宣稱將發(fā)布基于Thunderbolt協(xié)議的USB 4規(guī)范。

　　這意味著，在該標準協(xié)議框架下，USB 4物理連接器將與Thunderbolt 3和TYPE-C相同，帶寬方面得到提升，達到40Gbps，這與Thunderbolt 3接口一致，也就是說，USB 4規(guī)范將兼容Thunderbolt 3。

　　雷電3接口功能強大

　　Thunderbolt 3是目前最強的物理接口，雙向帶寬達到40Gbps，是現(xiàn)有速度最快的USB TYPE-C 3.1 Gen 2接口的四倍，且雷電3接口支持4K 60fps視頻傳輸，支持100W PD協(xié)議供電，支持外接桌面級顯卡，因此可以說是目前最為強大的接口擴展標準。

　　現(xiàn)有的雷電平臺架構(gòu)

　　全新的雷電平臺架構(gòu)，主要優(yōu)化了CPU和PCH通路，使其具備更高的效率

　　在10nm IceLake平臺上，英特爾對Thunderbolt 3架構(gòu)做了新的優(yōu)化，對比上面兩張架構(gòu)圖，其實大家可以很明顯的看出以往和現(xiàn)在雷電平臺架構(gòu)的差異。主要就是優(yōu)化了CPU、PCH到接口物理層的結(jié)構(gòu)，使得數(shù)據(jù)傳輸效率更高，延遲更低。

　　同時，英特爾在10nm IceLake平臺上直接植入ThunderBolt 3，包括入門級的酷睿i3平臺。

　　Wi-Fi 6 GIG+也是英特爾10nm IceLake的重要組成部分。

　　目前，Wi-Fi 5為802.11AC標準，QAM最高為256;Wi-Fi 6為802.11AX標準，QAM最高為1024。擁有更快的響應速度、更強的穩(wěn)定性和更快的速度。延遲降低75%、覆蓋范圍提升4倍，支持更多設備的穩(wěn)定連接。

　　性能方面，160MHz頻寬Wi-Fi 6 GIG+最高可以做到1.68G傳輸速度，相對于80MHz頻寬標準的2×2 Wi-Fi 6有3倍的速度優(yōu)勢。同時相對于80MHz頻寬標準2×2 AC而言，速度提升40%。

　　標

　　準2×2 AC與AX速率對比

　　英特爾Wi-Fi 6無線網(wǎng)卡擁有兩種規(guī)格，采用了全新的設計，如下：

　　兩種規(guī)格的Wi-Fi 6模塊

　　左側(cè)是基于14nm制程打造2230規(guī)格無線網(wǎng)卡，右側(cè)是基于28nm制程打造的1216規(guī)格網(wǎng)卡。

　　總體來說，英特爾Wi-Fi 6具有以下兩大明顯優(yōu)勢：

　　其一，支持多設備連接，更穩(wěn)定;

　　其二，對延時有更好的管理和控制。

　　年初CES，英特爾公布了全新的傲騰H10混合固態(tài)盤，相對于以往的Optane Memory來說，傲騰H10混合固態(tài)盤主要在于把Optane Memory與英特爾QLC固態(tài)硬盤整合在了一起。因此將Optane Memory的非易失性存儲特性以及低延遲、快速響應、性能一致性等特點。與英特爾QLC 3D NAND技術(shù)的高單元密度、低成本特性，很好的結(jié)合在了一起。

　　傲騰混合式固態(tài)盤特性

　　作為10nm IceLake生態(tài)上的重要一環(huán)，英特爾傲騰H10混合式固態(tài)盤，可將文檔打開速度提高2倍;多任務處理狀態(tài)下，游戲啟動速度提高60%;媒體文件打開速度提高90%。相對于普通NAND固態(tài)硬盤而言，傲騰混合式固態(tài)盤擁有更快的速度、更好的性能。與獨立的TLC 3D NAND固態(tài)盤系統(tǒng)相比，英特爾傲騰混合式固態(tài)盤不僅能夠更快地訪問常用應用和文件，還能加速后臺活動的響應。

　　傲騰H10混合固態(tài)盤擁有三種規(guī)格：16GB(英特爾傲騰內(nèi)存)+256GB(存儲)、32GB(英特爾傲騰內(nèi)存)+512GB(存儲)、32GB(英特爾傲騰內(nèi)存)+1TB存儲。

　　五、10nm IceLake性能標準

　　目前，英特爾10nm IceLake只是處在發(fā)布狀態(tài)，產(chǎn)品還未正式落地，不過10nm整體進程的推進速度應該有所加快。所以在性能層面，目前我們只能通過英特爾的官方數(shù)據(jù)來窺知一二。

　　英特爾在發(fā)布10nm IceLake處理器與GEN 11核顯的同時，特意強調(diào)了1080P電競游戲的流暢運行。通過下面圖標可見，搭載Intel Iris Plus核顯的10代酷睿處理器能夠在相應的畫質(zhì)模式下，較為流暢的運行一些常見的電競游戲，如CS:GO、彩虹六號、坦克世界、堡壘之夜等，相對于現(xiàn)階段8代酷睿的UHD 620核顯來說，圖形性能提升還是比較大的。

　　1080P電競游戲運行幀數(shù)

　　在處理器性能上，英特爾目前只給出了15W單線程的表現(xiàn)，從下圖可見，10代酷睿性能提升接近1.5倍，大概為1.48倍左右。如果以相鄰代數(shù)性能提升倍數(shù)做參考的話，性能提升幅度不算很大。

　　15W單線程性能

　　IPC是處理器性能的重要指標。Sunny Cove微架構(gòu)為10代酷睿帶來了18%的IPC性能提升，相對于SkyLake微架構(gòu)有1.4倍的提升。另外這里需要說明的是，英特爾給出的IPC提升18%數(shù)據(jù)是通過5個Benchmark測試出來的結(jié)果，18%是一個平均下來的水平線。

　　另外，結(jié)合單線程1.48倍性能以及之前提到的主頻來看，其實可以看出英特爾10代酷睿為了保證GEN 11核顯的性能，因此將CPU與GPU之間的功耗分配做了一定的平衡。

　　IPC提升18%

　　此外，10代酷睿在引入AI加速之后，能夠更好的動態(tài)控制能耗和功耗，智能化的挑選最優(yōu)核去做高負載任務，給處理器核心效率(注意是核心效率)帶來不小的提升。

　　英特爾AI加速有三個層面：一是CPU通過深度學習降低延時;二是也可以用GPU來進行智能的應用加速;三是擁有更好的性能表現(xiàn)。

　　TIPS：關(guān)于英特爾AI加速功能的說明

　　英特爾AI加速功能主要是通過AI技術(shù)，分析并判斷出哪些核心處于最優(yōu)狀態(tài)，在高負載任務時會優(yōu)先選擇這些核心來承擔負載。

　　而以往英特爾加速功能是隨機選擇核心來承擔負載，這些核心可能并未處在最優(yōu)狀態(tài)，所以有可能造成效率的滯后。

　　DL Boost AI加速

　　六、結(jié)語

　　英特爾10nm制程工藝可謂是“千呼萬喚始出來”，而英特爾第10代酷睿又是第一代10nm制程落地的產(chǎn)品，所以其重要性不言而喻。無論是關(guān)注這個領(lǐng)域的普通消費者，還是行業(yè)內(nèi)的合作伙伴，亦或是競爭對手都在盯著英特爾10代酷睿，其最終表現(xiàn)究竟如何，還是需要產(chǎn)品上市之后再做檢驗。

　　英特爾10代酷睿

　　不過，英特爾通過10代酷睿給業(yè)界帶來了一個新的信號，即生態(tài)化、平臺級的創(chuàng)新或?qū)⒅鲗�未來PC產(chǎn)業(yè)的方向。

　　伴隨10代酷睿處理器，英特爾還帶來了新的無線網(wǎng)絡技術(shù)、新的存儲技術(shù)、新的AI技術(shù)、更強大的圖形技術(shù)以及最先進的接口技術(shù)，這些技術(shù)將為基于10代酷睿平臺打造的PC產(chǎn)品帶來全方位的體驗，而不僅僅是局限在處理器一個部件上的比拼。

　　其實對于占比極大的普通消費者來說，處理器計算能力已經(jīng)足夠滿足90%以上的應用需求。相反，存儲瓶頸、接口瓶頸、網(wǎng)絡瓶頸卻在影響著我們的體驗、制約著效率的提升，Wi-Fi 6、Thunderbolt 3、Optane H10正式解放這些瓶頸的關(guān)鍵所在，相比一味提升處理器性能，全方位的提升才能帶給我們體驗更好、更全面的設備，這才是英特爾10nm、10代酷睿的價值所在。