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性能小幅提升,功耗大幅降低

2013-01-16陈杰《微型计算机》2013年1月上

Tick-Tock的步伐,让英特尔再次往前迈进一步。过去敲响Tock,带来的总会是性能的大幅提升。但是现在,一众“超极本”居高不下的功耗与发热问题需要解决,全民移动时代来临。传统PC需求放缓,ARM又手握Windows RT虎视眈眈意图谋权篡位。面对这诸多问题,依然是22纳米,不过Haswell这次必须要交出一份与过去不一样的答卷,去改变这一切。我们也曾在去年12月上期对Haswell进行过前瞻性介绍,而在今年Haswell将正式发布,近期Haswell又有了新的资料及相关信息,让我们来再次看看,Haswell将带来什么。

新特性预览

CPU性能提升一点,注重功耗

Haswell本质上所带来的并非是CPU性能提升多少,而是功耗到底降了多少。PC性能过剩已经是老生常谈的事情了,只要内存足够大,即便是多年前的Sandy Bridge也并不会让你感觉到使用中有多少不快。而一台沉重、只能续航3小时的笔记本铁定让你有过换了它的冲动。那么又要性能有所提升,同时要让功耗大降,可能吗?Intel在Haswell处理器上大作文章。


依然采用22nm的Intel Haswell设计架构


全新的AVX2指令集

新的AVX2与执行方式

AVX指令集作为Sandy Bridge时代的产物,让x86 CPU的演算单元从之前的128-bit增至现在的256-bit,令3D游戏以及视频解码能力得到大幅的提升。而Haswell携带新的AV X2指令集能够在一代基础上再提升约30%的效能。同时,原来执行6条内部指令现在提升至8条,能够实现4倍整数运算,这一切的提升都将终都能在视频处理与游戏运行上呈现更流畅的效果。与现在的Ivy Bridge相比,AVX2的核心、时钟周期的单精度、双精度浮点均翻一番,可执行两个FM A操作,还有其他一些新的指令。与此同时,一、二级缓存的管理方式和容量都没变,但得益于AV X2,带宽均翻了一番,这相对于AV X2代码和老代码都有效。而为了让CPU能够更快的接受到需要处理的数据,Haswell也同时加强了内存带宽,比如L1载入带宽由原先的32-byte循环提升为64-byte循环。而L2和L1缓存带宽也由之前的32-byte(256-bit)提升为64byte(512-bit)。这必然能令CPU的一级缓存与二级缓存在数据传输速度上得到飞跃,从而令数据命中的速度与执行效率大幅度提升,让CPU在寻找数据与整体数据处理能力上得到加强。

而作为本次的重点,Haswell优化节电功能让CPU在低负载或者无负载情况下进入低功耗模式,这对于笔记本电脑与平板这类移动设备是非常必要的。首先就是在S 0主动模式下的功耗以及在S3/4休眠时的功耗均获得了下降。同时新增加了「C7/C8/C9/C10」这几种节电模式,比如在C7状态下时,CPU核心是处于关闭状态,而显示输出结构处于开启状态等。当然C8/C9/C10只会在移动版上有所体现。

Haswell电源管理的另一个重大改进是在CPU核心上增加了一个电压调节器,正是因为这个“变压器”离CPU核心十分近,所以可以实时对电压进行调节,以大程度地精确管理电压,实现节电。当然,对Intel来说这个技术也是第一次运用,效果究竟如何,还要等正式发布后才能明确定论。


更大的内存位宽,提升效率。


功耗优化是本次的重点

 

仅7W,Haswell功耗测试

实际的功耗测试,Intel本次也给出了对比测试。在将《Heavebenchmark》所有特效开至大(Intel禁用了曲面细分选项) 状态下,将移动版Haswell处理器提升至满载状态,从图中可以看出,左边对比的是移动版Ivy Bridge处理器,右边则是移动版Haswell。前者功耗为17W,而Haswell功耗只有7.5W。相对现今任何一款主流移动处理器而言,这个功耗真的很低。


翻倍的流处理器让性能有所提升


翻倍的流处理器让性能有所提升

GPU大跃进,看Intel到底想干什么

Haswell的GPU核心架构在一定程度上沿袭了IvyBridge,不过Intel却在GPU的拓展架构与单元数量上下足功夫,旨在让Haswell和Fusion一样,所集成的显卡能够达到入门级独显的性能。下面先让我们来看看其究竟改变了多少。

首先要说明一下,与之前HD4000>HD3000>HD2500一样,Haswell的GPU也有不同,名字更简化为GT3>GT2>GT1。只不过高端的GT3显卡将只会出现在移动版处理器中,台式机高只会搭配GT2的集显。这也从侧面体现了Haswell是Intel重点面向移动平台所推出的针对性产品,力图大程度地提升超极本与平板的性能,毕竟在超极本里面加个显卡实在累赘。

与Ivy Bridge相同,Haswell依然采用的是内部模块化设计的方法。只是将GPU单元的性能进行提升,例如Ha swel l改进的纹理采样器高能够获得四倍的性能。原先Sandy BridgeHD2500拥有6组共24个GPU单元,而Haswell GT1架构与之相同,同样拥有6组共24个GPU单元。但是因为每个GPU单元的性能有所提升,所以GT1的性能高于HD2500。

除了单个单元性能提升以外,Intel也将Haswell的整体单元数量增加,以此做到GPU性能整体得到提升。例如,作为笔记本电脑独占的GT3集显,总计将会拥有40组,共160个GPU单元。其性能基本可以匹敌传统笔记本所搭配的中低端显卡,只是尚不清楚GT3是否会是高端Haswell独占,具体信息还要到2013年第2季度才能看到。

因为CPU、GPU完全捆绑在环形总线上,所以当CPU频率和电压很低时,GPU 就能够获得足够的资源,这点在未来Haswell的实际测试中应该能够有所体现。

值得一提的是,如果GT3能够在移动平台运用得更加广泛的话,对于游戏开发商以及用户来说都是一件大好事。然而到底GT3会不会放到中端Haswell处理器上,就看Intel后会怎么操作吧。

而其他的一些参数上,Haswell集显能够支持新的Direct X 11.1、OpenGL 4.0和OpenCL 1.2,不过性能上相信大家也不会抱有太大的期望。而在输出方面,高支持到4090×2304分辨率,不过笔者倒是觉得让集成显卡拖那么高分辨率其实也挺为难的,不是吗?

Haswell是否值得等待

如果仅仅只是为了提升性能的话,我认为并没有必要,因为从现在的数据来看,Haswel l的改变更多的是侧重于降低功耗方面,并非大幅度提升性能。就如文章开头所说,对大多数人来说,PC性能过盛已经是一个事实,而Haswell更像是一款后时代的CPU,在保证性能的前提下,尽量去降低功耗,以满足移动平台的需求。一整天不用充电的笔记本电脑和平板才是实用的。

如果你现在需要一个台式机,那么相信Haswell和Ivybridge之间并不会有什么性能上的太大差距。而且当Haswell发布时,还有一个价格高峰期,所以专门等待Haswell再去DIY配机,笔者感觉并无必要。

而如果你需要更换一台笔记本而且又不那么急的话,那么Ha swell是值得等待的,因为无论是续航或是发热,Haswell都能交出一份不错的答卷。如果你很急的话,那还是现在买一台Ivy bridge的本子吧,毕竟还要半年才能发售Haswell。

Haswell挑战移动平台,似乎缺了点什么

无论从哪个方面来看,Haswell的诞生就是为了让CPU在Ivy Bridge时代性能不变或略有提升的基础上,尽可能地去降低功耗,让英特尔能够在移动平台的战争中获得胜利。但是我们也会很明显地看到,虽然7W多的功耗相对过去任何一款主流级的CPU来说,确实很低。但是面对ARM平台只有1W多的功耗,依然有所不够。想想SurfacePro仅仅4小时的续航时间吧Intel的痛就在此处。不过x86的性能优势非常明显,9000mAh以上的电池是必不可少了。

作为GPU,GT3性能的巨大提升是可以预见的,但是面对AMD的Fusion依然能感受到压力。同时随着Windows 8的普及以及类似Surface Pro 一样的x86平板销售,未来基于移动平台的大作必将如雨后春笋般大量涌现,要让塞不下独立显卡的超极本也能胜任游戏,Intel的显卡之路还很长,虽然刚刚收编了一下创新的GPU技术,但是下一代Broadwell能带来翻倍提升吗?要知道仅仅如传言一般提升40%仍然是远远不够的!

编辑点评

通过上面的种种信号表明,Haswell的到来不仅仅是Intel一次简单的架构升级,它更像是Intel一个战略部署。性能的提升和功耗的降低是必然,提升性能用以抵挡AMD GPU攻势,而低功耗带来的则是笔记本的又一次变革。很显然,Intel此次的目的是想要重塑笔记本,向移动领域倾斜。当然,这也只是相对于移动平台而言,若是要覆盖整个桌面级市场,Haswell还有一段路要走。

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