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隨著英特爾正式發(fā)布第11代智能酷睿處理器,，“傳聞已久”的Tiger Lake、Xe圖形顯卡等信息也全面呈現在用戶面前,。作為英特爾10nm制程節(jié)點上的第二代正式落地產品,，Tiger Lake集成了眾多全新特性，是近年來英特爾技術力最強大的一次釋放,。
接下來,，就讓我們通過本篇文章，一起走進Tiger Lake的世界,。
首先要明確的是,，現階段發(fā)布的Tiger Lake處理器為Tiger Lake-U系列，即適用于輕薄型筆記本電腦的低功耗處理器,。桌面級與標壓H系列處理器將陸續(xù)在明年推出,。
接下來我們看看Tiger Lake處理器的全新特性，其中包括：
·全新設計的Willow Cove微架構
·全新的Intel Iris Xe銳炬核顯
·全新的AI功能
·全新的媒體和顯示引擎
·全新的硬件強化安全特性
·整合了Thunderbolt 4
·整合了全新的PCIe 4.0接口
除了這些顯著的新特性之外,，英特爾Tiger Lake處理器還支持Wi-Fi 6無線網絡,，支持7-28W寬幅熱設計功耗調節(jié)等特性。具體如下：
在首發(fā)序列中,，英特爾為用戶帶來了包括酷睿i3,、酷睿i5、酷睿i7在內的9款不同型號處理器,。其中,，英特爾酷睿i7-1185G7處理器達到了4.8GHz單核睿頻能力，接近標壓與桌面級處理器睿頻能力,。
在了解了英特爾11代酷?；拘畔⒅螅酉聛砦覀儚募軜?、技術,、AI、性能四個層面,，為大家詳細解讀英特爾11代酷睿處理器的特性。
·更加全能的架構單元
上一代Ice Lake處理器采用了Sunny Cove微架構,，而全新的Tiger Lake則采用了在Sunny Cove微架構上進一步優(yōu)化的Willow Cove微架構,，這使得Tiger Lake處理器在4核8線程基礎之上，最高做到了4.8GHz單核睿頻,，同時其整體功耗能夠控制在7-15W和12-28W之間,，給OEM留下了極大的可控空間。
我們都知道，Ice Lake的軟肋在于主頻和睿頻頻率都比較低,，這直接影響了Ice Lake CPU部分的性能釋放,，而Tiger Lake通過優(yōu)化微架構來提升睿頻能力，并使之看齊標壓處理器,，可見英特爾對Ice Lake的短板認知還是非常明確的,。Tiger Lake一舉彌補了這一不足。
為了提升整體性能,，Tiger Lake的總線從基本結構上實現了帶寬提升,，有效降低延遲。并且采用了全新的內存控制器,，支持LP4/x-4266和DDR4-3200規(guī)格的內存,，最大容量分別可支持32GB和64GB，進一步消除內存瓶頸,。
圖形方面我們會在后面的文章中單獨介紹,，全新的Intel Iris Xe核顯最高達到96個EU單元，并且支持全新的Intel DL Boost：DP4a人工智能加速指令,。
基于全新的顯示引擎,，Tiger Lake可支持4個4K顯示器或1個8K顯示器輸出，全新的編碼引擎可支持4K60fps 10-bit和8K30fps 10-bit視頻編碼,。此外,，Tiger Lake還整合了全新的IPU6圖像處理引擎，可實現4K90fps視頻的流暢播放,。
而為了改善功耗和性能,，英特爾還為Tiger Lake打造了全新的GNA 2.0神經網絡加速器，這也是Tiger Lake平臺三大AI智能引擎之一,。
全新的英特爾第11代酷睿處理器提供了兩種不同規(guī)格的封裝,，如下圖所示：
可以看到，左側較大的封裝對應12-28W TDP高性能處理器,，主要應用于主流的輕薄型筆記本電腦,、雅典娜計劃產品之中；右側較小的封裝規(guī)格對應7-15W低功耗處理器,，可以實現無風扇設計,。
綜合來看，Tiger Lake SoC支持可使電腦隨時處于低功耗待機/喚醒狀態(tài)的Modern Standby功能,；擁有Audio DSP芯片,，支持待機狀態(tài)下的低功耗語音喚醒，使電腦隨時處于低功耗待命狀態(tài),；它擁有全新的GNA 2.0神經網絡加速器,，支持DP4a指令,，使其AI性能提升高達5倍；支持超分辨率技術,；支持高性能AV1解碼,；支持AVX2指令集以及Intel DL Boost深度學習加速功能；支持IPU 6高質量圖像處理引擎,。
七大底層特性使得Tiger Lake處理器在矢量,、標量、圖形計算,、視頻流媒體編解碼,、人工智能加速等方面有著更為全面的表現，這也是英特爾為第二代10nm制程產品交出的一份近乎完美的答卷,。讓我們對于后續(xù)的Tiger Lake-S,、Tiger Lake-H有了更多期待！
·性能與功能兼?zhèn)涞腦e LP核顯
持續(xù)關注PC行業(yè)的朋友,，對于英特爾Xe架構可以說是一種又熟悉,、又陌生的感覺。因為在Tiger Lake發(fā)布之前,，英特爾已經多次在各種場合談及Xe架構的基礎技術特性,。
首先需要明確的是，英特爾將Xe GPU劃分為三個檔次：
1.Xe LP（低功耗）：用于核顯,、入門級獨顯,，標準TDP 5-20W，最高可擴展到50W,。
2.Xe HP（高性能）：用于主流和發(fā)燒消費市場,、數據中心和AI領域，標準功耗75-250W,。
3.Xe HPC（高性能計算）：用于超級計算機等,，目前還沒有披露太多詳細參數。
可以看到,，由圖形架構大神Raja Koduri掌舵打造的Xe架構具有很高的可擴展性,，通吃入門到發(fā)燒，普通PC到超級計算機平臺的通用圖形架構,。
隨Tiger Lake而來的,，也就是Intel Iris Xe核顯，正是Xe LP級別的顯卡,。其最高執(zhí)行單元達到96個,，核心頻率達到1.35GHz，能夠在1080P 60fps下運行《英雄聯(lián)盟》,、《CS：GO》等游戲,；且能夠在1080P 30fps下運行《戰(zhàn)地5》、《絕地求生》等高畫質游戲,。整體性能相比上一代Ice Lake搭載的Iris Plus核顯提升2倍,，執(zhí)行單元數量從64個提升到96個，核心頻率從1.1GHz提升到1.35GHz,，L3達到3.8MB,，性能相比AMD Ryzen 7 4800U搭載的集顯提升1.5倍。
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英特爾Xe核顯優(yōu)化了EU單元,，使用8位淺層矢量來達到浮點單元的資源利用，這是Iris Xe核顯性能大幅提升的底層原因,。
從Tiger Lake的SoC構成來看,，Xe圖形架構中的顯示引擎和媒體引擎，是英特爾11代酷睿在創(chuàng)意設計,、視頻編解碼,、4K/8K視頻顯示方面最為重要的武器。如顯示引擎,，除了提供支持4個4K和1個8K顯示器輸出之外,，還原生支持HDR10、杜比視界,、360Hz刷新率以及Adaptive Sync技術,。
媒體引擎則使Tiger Lake處理器支持AV1硬件解碼、12bit端到端高速視頻管線,。賦予了Tiger Lake處理器更加強大的媒體功能,。
此外值得一提的是，除了在架構上下功夫之外,，英特爾還格外注重驅動和軟件層面的優(yōu)化,，徹底重構了DX11驅動，使負載變得更低,。同時還支持游戲銳化,、配置優(yōu)化、即時游戲調校,，因此使得Intel Iris Xe核顯達到了與MX350獨顯相媲美的圖形性能,。
總體來看，Xe LP核顯從基本規(guī)格上相較Gen 11核顯提升明顯,。除上述特性之外,，它還具備高效線程控制特性，支持VRS可變著色率,，每時鐘周期最多處理24個像素,、48個紋理,。FP16、FP32浮點性能提升幅度達到84%,，并且首次引入INT8整數處理能力,，性能達到8.29TOPS。
·SuperFin晶體管技術助力性能釋放
Tiger Lake之所以能夠有效的整合Willow Cove微架構和Xe LP核顯,，以及眾多IO單元,，最為重要的底層技術就在于全新的10nm SuperFin晶體管技術。
簡單而言,，SuperFin技術從底層晶體管設計上實現了進一步優(yōu)化,，不僅重新設計了晶體管，而且重新設計了金屬堆棧,。
首先,，英特爾通過添加全新的高性能晶體管，以及改善的柵極工藝來提升驅動電流,，使電荷具有更高的移動性,，并降低了源漏電阻，實現了更低的電容,。
英特爾在高頻敏感IP中使用這一全新的晶體管技術,，如處理器內核，高速總線和內存子系統(tǒng),，同時還在非高頻率關鍵IP中,，如Type-C和PCIe中，使用現有高閥值電壓晶體管,，從而使其變得更加高效,。這些技術使得晶體管的運行速度得到提升，同時降低泄漏,，進而降低這些晶體管的運行電壓,。
其次，在改善金屬堆棧方面,，英特爾的工程師大幅改善了中低層電阻,，并大量使用導通孔。同時,，在晶體管頂層還增加了2層額外的高性能層,，以使其達到更高的峰值頻率。此外,，通過提升MIM電容器能力,，Tiger Lake處理器可以勝任更高負載的任務，提供快速而穩(wěn)定的供電響應。
因此,，Tiger Lake處理器能夠釋放出比前代產品更強的CPU和GPU性能,，根本原因就在于全新的SuperFin晶體管技術帶來了卓越的底層優(yōu)化。
·三大AI技術加持使Tiger Lake更全能
對于英特爾而言,，人工智能技術與電腦的結合是未來推動PC產業(yè)發(fā)展的重要方向之一,。而從處理器底層去支持AI技術，則是最為有效的做法,。因此，英特爾為Tiger Lake帶來了包括Intel DL Boost：VNNI,，Intel DL Boost：DP4a,，Intel Gaussian&Neural Accelerator三大AI加速器。
很多人對于AI在PC上應用的意義并沒有概念,。其實簡單來說,，AI技術能夠幫助PC更加智能的調控性能、延長續(xù)航,，也能夠在實際應用中幫助用戶簡單,、快速的完成相關任務。
首先來看本次最為引人關注的Intel DL Boost：DP4a
Intel DL Boost：DP4a是Xe核顯的標志性指令之一,。它使用32位元累積來計算,，一個4位淺層矢量點積，從而加快了8位元整數推斷,。這種強大的4元素矢量點積擴展,，經過優(yōu)化之后加速了用于人工智能的推斷，并且在深度學習中也有所應用,。
Intel DL Boost：VNNI并非首次出現在酷睿平臺之上,。英特爾在Tiger Lake上繼續(xù)沿用了這一技術。VNNI為處理器提供了卓越的人工智能性能或矢量神經網絡指令,，可以加速基于卷積神經網絡的算法,。它把此前的三個獨立指令，也就是一個矢量相乘和兩個矢量相加,，整合成一個矢量點積指令,，從而提供比競品高1.7倍的性能。
Intel Gaussian&Neural Accelerator,，即GNA2.0,，是英特爾打造的低功耗人工智能加速器。它專門針對工作流負載進行了優(yōu)化,，比如在聽寫,、翻譯或是動態(tài)降噪方面，能夠幫助用戶提升體驗,。如視頻會議過程中的背景消噪,，就是其典型應用場景,。
此外，GNA2.0最大的特性在于它是一個獨立的IP區(qū)塊,，因此能夠在CPU或GPU忙于執(zhí)行其它工作負載時而正常工作,，并且能夠以更省電、更低功耗的狀態(tài),，實現每毫瓦每秒10億次運算,。而其峰值運算能力可達到每秒380億次！
通過把正確的人工智能工作流工作負載交付給GNA處理,，就可以進一步緩解CPU的計算負荷,，這是GNA技術最大的價值所在。
·各項性能測試勝過AMD銳龍4000U
無論是基礎架構,、先進的晶體管技術,，還是AI技術、圖形性能,，最為直觀的體現還是要在實際應用中見真章,。文章的最后，讓我們來看看英特爾Tiger Lake處理器的官方測試結論,。
首先在SYSmark 25,、3DMark FS模式、MLPerf對應的CPU,、GPU以及AI性能測試中,，英特爾酷睿i7-1185G7處理器相比AMD Ryzen 7 4800U處理器來說，CPU和GPU性能分別高出28%,、67%,，AI性能是后者的4倍。
在具體應用中,，如Premiere,、Photoshop、Lightroom等,，英特爾酷睿i7-1185G7對比AMD Ryzen 7 4800U也分別高出2倍,、2.7倍以及1.6倍，具體測試項目可以參看上圖,。
在視頻編輯任務中,，英特爾酷睿i7-1185G7完成全部工作負載的時間比AMD Ryzen 7 4800U快2倍。
在基于AI技術的照片處理任務中,，英特爾酷睿i7-1185G7比AMD Ryzen 7 4800U總體快2.7倍,。
得益于Intel Iris Xe核顯加持，英特爾11代酷睿擁有更加出色的游戲性能，能夠流暢運行《全面戰(zhàn)爭：特洛伊》,、《戰(zhàn)地5》,、《PUBG》等畫質級大作。
此外,，英特爾還測試了Tiger Lake處理器在諸多主流游戲中的幀數表現,，其中，《火箭聯(lián)盟》,、《DOTA 2》,、《CS：GO》等游戲幀數突破100fps。
相對于AMD Ryzen 7 4800U而言,，全新的英特爾11代酷睿處理器在游戲性能方面也實現了全面超越,，具體測試結果如下：
而從與MX350獨顯的測試對比中可以看出，目前Tiger Lake所搭載的Xe LP核顯已經達到了與其持平的性能狀態(tài),。
此外，英特爾還對比了酷睿i7-1185G7和AMD Ryzen 7 4800U處理器在插電和不插電狀態(tài)下的性能損耗情況,。由下圖可見,，酷睿i7-1185G7處理器不插電性能損耗僅為5%，而Ryzen 7 4800U不插電性能損耗高達38%,。
在各類Benchmark軟件測試中,，英特爾11代酷睿處理器也全面領先AMD Ryzen 4000U處理器。
·結語
時下,，PC行業(yè)競爭加劇已經是不爭的事實,。隨著AMD崛起，英特爾感受到了更加緊迫的競爭壓力,。這也可能是我們在Tiger Lake上看到如此多新技術,、新特性的重要原因之一。
目前,，基于英特爾11代酷睿的產品還未正式上市,，不過從官方數據來看，Tiger Lake算是交出了一份令人滿意的答卷,，其性能優(yōu)勢通過底層架構,、晶體管技術優(yōu)化，通過AI技術,、全新的Xe架構圖形顯卡得到全面釋放,，相信會給用戶帶來更加滿意的產品。
