把桌上型電腦CPU塞進筆電?

作者 : 黃燁鋒,EE Times China

原本以為,H55大概會是H45進一步放寬頻率、功耗的超頻版,但沒想到Intel剛剛發佈的這名H系列家族新成員,反倒更加靠近面向桌上型電腦的S系列晶片…

今年稍早,高性能筆電的第12代Intel Core H系列(H45)處理器發佈時,Intel就透露過今年可能會有更高TDP功耗規格的H55系列產品問世。H後面的這個數字表示TDP功耗瓦數。 原本以為,H55大概會是H45進一步放寬頻率、功耗的超頻版,但沒想到Intel剛剛發佈的這名H系列家族新成員,實則與早前的H45差別甚大,反倒更加靠近桌上型電腦的S系列晶片。這個新成員的系列代號為「HX」。 之所以說第12代Core HX系列處理器更像S系列,是因為HX系列的CPU die,不僅與PCH die是分開的,而且和桌上型電腦的S系列die「同源」,封裝尺寸很相近。換句話說,HX系列晶片所用die從某個角度,可認為是與S系列不同電特性的版本;或者可說,HX系列相當於把桌上型電腦的S系列下放到了筆電上。     當然從封裝的角度來看,HX和S系列仍是不同的——畢竟是鎖定不同的平台;而且作為筆電的晶片,HX系列也不會有S系列那麼高的功耗設定。但二者在最高規格的CPU核心數目、I/O和週邊支援上都很相似。 另一個問題是,HX從定位上來看,是針對行動工作站、工程師、科研人員,以及性能發燒友。尤其在「行動工作站」的定位方向上,Core HX系列應該替代了原本的Xeon W-10000系列。 鎖定行動工作站和發燒友 直接看這次Intel發佈的12代Core HX系列處理器型號都有哪些:     如前所述,最高規格的Core i9的CPU部分配備了8個P-core性能核心+8個E-core能效核心,總共16個核心24執行緒;30MB L3 cache;附帶核顯也是32EU規格(型號應該是UHD Graphics 770)。這和桌上型PC的Core S系列處理器是一致的。 不過HX系列的處理器核心頻率相比S系列更低,包括P-core和E-core的頻率都略低一些。而且基於TDP (55W)方面的差異,基頻相比S系列還是有比較大的差別。另外就是最高睿頻功耗(PL2)達到了157W——這對筆電CPU而言是個比較高的參考功率。 作為對比,先前的H45系列最高規格的i9-12900HK為6性能核心+8效率核心組合,20MB L3 cache;TDP 45W,PL2 115W,且H45的核顯規模是96EU Xe,顯然HX系列與S系列才是近親。 其餘型號的各項配置看圖即可。其中Core i7、i5有性能核心數目更少、L3 cache更小、核心頻率更低、核顯規模更小的型號可選。 這張規格表中比較值得一提的有兩點。其一是「Intel vPro」這一項對於Enterprise的支援與否可看出對應的處理器是否針對商用客戶。Core i9、i7、i5均有商用或工作站的版本可選(如Core i9-12950HX)。 其二則在「超頻」項目。Intel在介紹中談到HX系列「所有處理器型號都支持超頻」——而且超頻選項和S系列靠攏。規格表中的「部分」超頻,針對商用客戶與行動工作站,Intel認為此類設備的超頻需要兼顧穩定性,所以超頻會有所限制。 儲存、I/O都和筆電Core CPU不大一樣 既然HX系列處理器die與S系列相同,那麼帶來的另一個顯著差異自然就是I/O方面的不同了,畢竟第12代Core桌上出版與行動版的I/O支持差異還是比較大。     如果先前關注過第12代Cor eS系列的I/O支援情況,對這張圖應該也不會感到驚訝。其記憶體支援方面的亮點,除了DDR4-3200/DDR5-4800,還在於4 DIMM插槽2 DPC,最高容量128GB,以及商用型號支援ECC記憶體(以及需對應的晶片組支持)。這規格就跟常規筆電平台的處理器拉開差距了。 I/O支援部分的亮點則在於CPU直連支援PCIe Gen 5 x16 (也可分開為2 x8通道;另有4個PCIe Gen 4直連通道),支持2個獨立雷電控制器。要知道筆電的H45系列(以及筆電全系列)可是不支援PCIe Gen 5。而且H45平台之上,CPU與晶片組連接規格乃是x8 Gen2;HX則為Gen4,頻寬差異應該也不小,可見「行動工作站」之名不假。     在demo演示中,Intel使用MSI GT77 Titan筆電的例子。從上圖來看,這個筆電總共可選配4塊M.2 SSD驅動器,其中有兩個與CPU直連(PCIe Gen 5),另外兩個藉由PCH晶片組PCIe 4.0實現連接。每個SSD容量為2TB,所以這款筆電的硬碟總容量達到了8TB (Intel規格表中提到最高支援本機存放區容量為16TB)。透過VMD (Volume Management Device)做SSD管理,就能組成不同類別的RAID陣列。 另外這塊板子上也能看到4個記憶體插槽,總共128GB容量的RAM實現。這與S系列也保持了一致,基本就是桌上型電腦規格待遇。 再談一談超頻。CoreHX系列的超頻,也支持對E-core進行超頻;另外一鍵超頻那種官超設定也延伸到了記憶體之上,包括針對DDR5的XMP 3.0 (更多的profile可選,包括支持用戶手動修改時序特性);還有Dymanic Memory Boost動態記憶體頻率調整特性,即可根據當前負載自動進行記憶體頻率切換——在不需要XMP超頻時回到預設頻率。如前所述,其中部分超頻特性,可能在支援vPro的Enterprise商用設備的平台上會有限制。 Intel第一方跑分測試結果 第12代Core P-core (Golden Cove)單執行緒性能相較前代,以及競品的提升無需贅言——單純的性能秒殺蘋果(Apple)和AMD是沒有疑問的;多執行緒性能(SPECint)相比第11代Core (i9-11980HK)有64%的領先,但不知道相比i9-12900HK有多大程度的領先。  

Intel還特別在發佈會上提到SPECint測試,是為不同的處理器選擇了最優的編譯器,看來是對別家或部分媒體的對比有所提防…不過從系統層面來看,參與測試的幾台設備系統組態其實很不一樣。

 
 
  其他公開的一些一方測試結果如上圖所示。其實第12代Core Alder Lake換架構之後達成的單執行緒和多執行緒性能提升,已在意料之中。這幾項第一方測試仍舊側重於單純考察CPU性能,包括Blender渲染(BMW場景benchmark)等。不過仍然需要注意小字部分,參與測試的各個設備系統組態是有差異的,這些一方測試,貌似變數控制做得不是很好。另外,在Blender這樣的測試裡,M1 Max也有參與——這屬於蘋果GPU生態中的弱項。據說最近一次提交的更新補丁,讓Blender在M1上的渲染速度提升了40%——蘋果GPU生態還有相當長的路要走。 作為部分針對行動工作站的CPU,Intel也測了SPECworkstation在不同項目中的成績。似乎在產品開發、能源類別裡,Core HX系列的核心數目更多的確帶來了顯著的性能領先,甚至包括相對H45系列的i9-12900HK都有不小幅度的領先。 異質核心調度的幾個例子 這次Intel在媒體發佈會上時有談到Intel Thread Director,也就是Intel輔助Windows 11作業系統做P-core與E-core調度的技術。筆者之前曾撰文質疑過E-core在系統中,除了讓多核心性能成績很好看,相比都用大核心的方案究竟有多大價值,畢竟這代Core行動平台實則未能大幅體現E-core在節電方面的能力。 Intel近幾次的發佈會都在嘗試傳達混合架構對體驗的幫助——當然好像E-core的價值真的不在能耗方面,而在多工平行工作能力上。比如這次演示用Autodesk的光線追蹤引擎渲染一個模型——在此過程中16核心24執行緒的處理器資源會被佔滿。 此時如果再開一個Autodesk Inventor實例,則渲染模型的工作就被移到了後台。Intel Thread Director調度機制為確保前台工作的順暢,將僅作業系統將這部分渲染工作交給E-core去做。比如在前台視見區再展示一個動畫,則第12代Core的混合架構能夠確保前台操作的流暢和體驗上的無影響。Intel表示前台部分的渲染工作,性能提升了2倍。 再比如遊戲場景中,Intel列舉了《全面戰爭:戰錘3》的例子。該公司表示,「透過Intel和The Creative Assembly的合作,《全面戰爭:戰錘3》能夠充分利用P-core和E-core,來提供出色的遊戲性能。」雖說遊戲繪圖運算重度依賴GPU,但在畫面物件很多、draw call很多時,對CPU仍然有著很高的性能要求。似乎更多的E-core和執行緒在《全面戰爭:戰錘3》這樣的遊戲裡,能夠展示更多的元素:比如大規模戰爭場景中的軍隊人數。     還有一個例子是用Blender渲染遊戲物料視訊,如果此時要執行其他任務,則將Blender最小化進入後台運作,這些工作就全部遷往E-core了。Intel甚至展示了Blender工作進入後台後,再開啟虛幻5引擎,基於P-core的高性能來進行專案的其他工作,包括載入場景、增加物件、改變紋理、修改場景烘焙光照和動畫。 Intel表示,Core i9-12900HX相比於i9-11980HK在虛幻5工作部分的性能提升最高4.8倍;就連後台Blender渲染任務也能節省41%的時間。 這樣的多執行緒工作方式是否合理,或許要問影像內容創作者(比如是否真的有人在同一台機器上同時做兩個這麼重負載的工作)。不過它的確表現出了核心與執行緒數增多,在多工工作中展現出來的可能性,以及Intel Thread Director在執行緒調度時的部分邏輯。這類工作場景的展示,或許對HX處理器定位的行動工作站而言也的確有相當價值。 Intel除了和Adobe、Autodesk等大企業和遊戲工作室合作之外,去年也發佈了混合架構的開發者指南。不過在去年Architecture Day的採訪中,Intel有提到過並不期望部分開發者主動透過API來指定執行緒QoS屬性,以告知scheduler更傾向P-core還是E-core,因為其自身就有相對成熟的判斷機制。     Intel表示很快在市面上就能看到OEM搭載Core HX的遊戲本或行動工作站產品問世。包括MSI GT77 Titan、GE77/67 Raider、技嘉Aorus 17X/15X、惠普Omen 17、ROG Strix Scar 17SE、聯想Legion 7i等。 本文原刊登於EE Times China網站      

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